不同植被恢复模式下矿区废弃地土壤水分物理性质

以国家自然科学基金为依托建立模拟实验区,探究不同施工机械和碾压次数下的土壤物理指标(压实度、容重、孔隙度、含水量、电导率和温度)的变化。研究结果表明:随土层深度的增加,压实度、容重和电导率逐渐递增,孔隙度、含水量和温度逐渐递减;随碾压次数的增加,压实度和容重逐渐递增,孔隙度逐渐递减,土壤含水量、电导率和温度先增加后降低,其中使用自卸汽车时,3次碾压指标值最高,使用履带式推土机时,5次碾压指标值最高,而使用履带式推土机的处理效果要好于使用自卸汽车;通过对各处理与对照间的拟合度分析发现,使用履带式推土机碾压5次的土壤中各指标与对照拟合度最高,表明采用\"履带式推土机×碾压5次\"的组合,复垦土壤中物理性质与正常土壤最为接近。

为了解植被混凝土生态修复对土壤微生物特征的影响,测定了狗牙根、高羊茅、紫花苜蓿等几种不同植被恢复模式下土壤物理化学生物特征。结果表明:植被恢复后,土壤有机质,全氮、速效氮、微生物量碳氮升高。不同植被恢复模式对土壤改善作用不同,对有机碳、微生物量碳改善作用大小顺序为高羊茅>狗牙根>紫花苜蓿,对全氮、速效氮、微生物量氮改善作用大小依次为紫花苜蓿>高羊茅>狗牙根。植被混凝土恢复后,土壤呼吸强度升高而土壤微生物代谢熵降低。相关性分析表明微生物量碳、氮与土壤呼吸强度、土壤养分相关性密切,显然土壤微生物可以作为评价基材质量的生物学指标。

当前,在我国建立和执行最严格的生态保护制度,淘汰落后和过剩产能的倒逼形势下,建筑骨料行业到了转型升级的关键时刻。加强依法办矿,科学开采,恢复和治理矿区地质环境,修复矿区生态系统,体现企业社会责任,成为建筑骨料矿山建设绿色矿山的核心关键。针对建筑骨料矿山现状特点和功能分区,提出了各功能区植被恢复技术模式,旨在为建筑骨料矿山建设绿色矿山提供技术支撑。

在黄土丘陵沟壑区燕沟流域,于2002~2006年定位监测不同类型土地不同坡位、坡向的土壤含水量,对土壤含水量的动态变化进行了系统分析。结果表明:不同土地类型的土壤含水量差异明显,坝地最高,平均19.83%,川台地次之,平均17.21%,梯田平均16.34%,坡地最低,平均15.04%,土壤含水量与年降雨量呈正相关,相关系数为0.68;土壤含水量月变化动态呈现\"单谷\"曲线,7月份最低;不同坡位的土壤含水量变化趋势为随坡位升高,土壤水分含量递减;不同坡向的土壤含水量变化趋势为阴坡>阳坡。

对海伦市红光农场纯大豆模式、分别复合种植7a和3a的落叶松-大豆复合模式及杨树-大豆复合模式的土壤物理性质进行了分析,结果表明:(1)各模式容重都有随土壤层次的加深而增大的趋势,种植3a的落叶松-大豆模式、杨树-大豆复合模式与纯大豆模式相比,前者能够降低20~30cm、40~50cm土层土壤的容重,后者能够降低0~20cm土层土壤的容重;复合7a的模式中,杨树-大豆模式可以明显降低各土层土壤容重,随着复合年限的延长,落叶松-大豆模式和杨树-大豆模式20~50cm、20~40cm土层土壤容重变化明显。(2)复合3a的模式与纯大豆模式相比,土壤孔隙度基本无明显变化;复合7a的2种模式中,杨树-大豆模式毛管孔隙度和总孔隙度分别高出纯大豆模式6.31%和6.94%,并且杨树-大豆模式土壤孔隙度均明显低于落叶松-大豆模式,随着复合年限的延长,2种模式土壤孔隙度基本无明显变化。

于2005—2008年5—9月,利用中子水分仪对科尔沁沙地的流动沙丘、固定沙丘和沙质草地的不同深度(0—160cm)的土壤水分进行了为期4a的定期观测。采用方差分析和多重比较等方法,并采用变异系数对土壤水分的时空变异进行了分析。结果表明,可将土壤水分剖面的变化划分为3层:土壤水分剧变层(0—40cm),稳定层(41—130cm),活跃层(131—160cm)。在0—40cm土壤层,3种类型沙地土壤水分表现为随深度增加而增加,在41—130cm土壤层则随深度增加而减小,而在131—160cm土壤层流动沙丘表现为继续减小,但其它两种沙地的土壤水分则随深度增加而增加。同时土壤水分变异系数表现为:流动沙丘>固定沙丘>沙质草地。土壤水分在不同月份的变化表现为:7月>8月>6月>9月>5月,各月之间总体上差异性显著;各类型沙地土壤水分的年变化为:固定沙丘总体表现出逐年减小的趋势,沙质草地有变化但差异不大,而流动沙丘则随降雨的变化而变化。

应用群落物种多样性特征值和生物量分析了福建海岸带不同防沙工程措施中沙地植被的两种恢复过程,即网格草地恢复:厚藤群落,鬣刺+海边月见草+海滨蟛蜞菊群落,鬣刺+厚藤+海滨蟛蜞菊群落;平台草地恢复:绢毛飘拂草+海边月见草+厚藤群落,丁葵草+厚藤+海滨蟛蜞菊群落,矮生苔草+绢毛飘拂草+马缨丹群落。生活型为匍匐草本或草质藤本的物种较其它生活型的物种能更好的适应海岸带沙地环境。两恢复过程中,植被的群落物种丰富度和多样性指数都表现为先增大后减小的n形变化趋势。在网格草地恢复中,网格设置与匍匐草本厚藤促进了物理环境的改善,并为后期定居者创造了较好的定居条件,而在平台草地恢复初期,化学材料与黏土混和平台的设置提高了下垫面稳定性,使近缘防护林内的草地物种得以成功定居和繁殖。海岸防沙工程为先锋种的定居提供了优越的下垫面条件,促进了组成的多元化和结构的复杂化,使土壤有机质和全氮含量增加,ph值明显降低,并对海岸带沙地植被生物量的积累起到了促进作用,因此采用工程方式恢复海岸带沙地植被,对于海岸带退化生态系统的恢复有着重要意义。

湘北红壤丘岗区旱地土壤水分性质与变化规律的研究

湘北红壤丘岗区旱地土壤水分性质与变化规律的研究

在黄土高原甘肃省泾川县,采用根钻法对刺槐(robiniapseudoacacia)林地的细根和土壤水分进行动态调查。结果表明:刺槐林地0～150cm土层是树木细根的主要分布层,有87%以上的细根表面积分布。刺槐细根表面积垂直分布与剖面土壤水分间呈显著正相关(p4月>6月>8月,刺槐细根表面积的动态变化为4月>6月>8月>10月。刺槐细根表面积动态与土壤含水量的季节动态不完全一致。总体上刺槐细根表面积季节动态与林地土壤含水量的相关性不显著。

根据土壤物理性质测定和水分定位观测结果,结合当地气候、作物生育特点,将黄泛平原粗砂潮土土壤水分垂直性分布划分为:速变层(0～40cm),活跃层(40～100cm)和稳定层(100cm以下);将土壤水分季节性动态划分成:强烈腾发期、补充下淋期、缓慢消耗期和相对稳定期

利用li-6400xt便携式光合仪,在灌水周期内测定了8种不同水分条件下九里香(murrayaexotical.)叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间co2体积分数及水分利用效率等生理参数的光响应过程,探讨了维持九里香较高光合速率和水分利用效率的适宜土壤水分及光照强度范围。结果表明:光辐射强度和土壤湿度对九里香叶片光合特性有十分显著的影响,九里香在土壤体积含水量29.80%(相对含水量89.40%)时光合速率达到最大值。当土壤水分条件适宜时,光强在400～1600μmol.m-2.s-1范围内,九里香光合速率较高。适宜九里香生长的土壤湿度范围(具有较高的光合速率和水分利用效率)为土壤体积含水量21.30%～29.80%(相对含水量64.53%～89.40%)。九里香永久萎蔫的最低土壤湿度为土壤体积含水量10.60%(相对含水量32.11%)。

试论矿区的植被恢复与水土保持

以大田县铁矿废弃地为对象,研究了铁矿废弃地不同修复模式土壤重金属元素cu、zn、pb、ni和cr的污染情况,并进行土壤重金属元素污染等级评价。结果表明:(1)不同修复模式土壤cu、zn、pb和cr重金属元素均超过相应福建土壤背景值,其中pb含量超过国家土壤背景值。(2)cu和zn极显著相关,表明cu和zn具有一定的同源性。(3)不同恢复模式土壤重金属综合评价值排序为r0>r1>r2>r3>r4>ck。(4)从单因子污染指数来看,pb元素污染指数最高,其次为zn元素,其他3种元素污染较小。r0和r1模式属重度污染；r2和r3模式属轻度污染；r4模式属警戒；ck模式属安全。

以河北平山县岗南镇低山丘陵区为研究对象,分析不同土层、坡位及坡向的土壤水分特征。结果表明:土壤水分渗透速率随着时间的延长逐渐降低,最后达到稳渗。土壤质地大部分为多砾质,土壤总孔隙度在37.53%~48.12%之间,阳坡绝大部分是毛管孔隙。不同坡位>0.25mm土壤团聚体含量,坡下明显高于坡上,不同坡向>0.25mm的团聚体呈现:半阴坡>阴坡>阳坡,且随土层加深含量增加。土壤容重,阴坡>阳坡>半阴坡。土壤蓄水能力,阴坡优于阳坡;20~40cm的中层土壤蓄水能力优于其它土层。

含碎石土壤水分入渗试验研究——采用一维积水垂直入渗法测定含碎石土壤的入渗过程，分析碎石含量和碎石组成对土壤水分运动影响。对试验数据采用kostiakov入渗公式拟合，得出反映入渗速率的拟合参数比值与土石比成幂函数关系；采用简略的philip垂直入渗方程幂级...

采用模拟机械压实土壤的方法进行5种载荷的土壤压实试验,测定不同深度处土壤水分的值,并与压前土壤水分进行了对比。结果表明:增大载荷和增加压实次数都会使土壤水分损失,最大可使水分损失23.1%;压实对一定的土壤层(25cm以内)的水分损失影响显著,并且模拟载荷在200kg以内对土壤的水分损失影响比较大。

土壤水分是制约黄土丘陵区生态建设和土地可持续利用的关键因子,认识不同土地利用类型的土壤水分状况对该地区植被恢复和土地资源的有效利用具有重要的理论和实际意义.本研究采用ec-5土壤水分传感器,对黄土高原园则沟流域坡耕地、梯田、枣园和草地生长季内（5—10月）0～160cm土壤剖面含水量进行连续监测,探讨这4种典型土地利用类型的土壤水分变化特征.结果表明：在降水常态年和干旱年,不同土地利用方式土壤水分的季节变化、蓄水特征及垂直分布均存在差异.在2015年干旱年,梯田表现出良好的蓄水保墒效果,0～60cm土层生长季平均土壤含水量分别比坡耕地、枣园和草地高2.6%、4.2%、1.8%（p〈0.05）,0～160cm土层储水量分别比坡耕地、枣园和草地高43.90、32.08、18.69mm.在2014年常态年,枣园0～60cm土层生长季平均土壤含水量分别比坡耕地、梯田和草地低2.9%、3.8%、4.5%（p〈0.05）;在干旱年,0～160cm土层有效水储量仅占土壤总储水量的35.0%.不同土地利用方式下均是表层（0～20cm）与中层（20～100cm）土壤水分的灰色关联度较大,且土壤水分变化态势的相似程度表现为梯田〉草地〉坡耕地〉枣园.对于试验区内的坡耕地,可考虑改造为梯田,以提高雨水资源的有效利用、促进生态农业建设;而针对黄土丘陵区旱作枣园土壤缺水严重的现象,需采取适当水分管理措施以降低枣树自身耗水和其他无效耗水,实现枣园可持续发展.

通过对泾川县城关乡的坡改梯研究,结果表明:裸地土壤水分变化受降雨影响较大,在不同时段表现形式不同。随着土壤剖面深度的增加,土壤水分受气候影响特别是降水波动的影响逐渐减少,随着季节变化的特点增强。坡向与坡位对裸地土壤水分有着较大影响。从坡向看,阴坡向梯田土壤水分全年平均值比坡地高,阳坡向则是坡地比梯田高。从坡位看,土壤水分变化是坡上部>坡中部>坡下部。作物地生育期土壤水分随着作物生长发育的加快而迅速下降,梯田与坡地的差异也逐步增大,作物收获后进入蓄墒期,土壤水分的差异又逐步缩小,梯田甚至超过坡地,特别是夏作物小麦,胡麻地土壤水分的变化大于秋作物洋芋,而且梯田大于坡地。梯田与坡地土壤水分横断面分布不一样,坡地是中间低,两边高,水分分布呈\"v\"字形,而梯田是坎下高,坎边低,水分分布呈阶梯式\"～\"。

边坡的生态恢复是高速公路建设的重要组成部分,但如何恢复却有诸多争论。归纳起来,我国高速公路主要有3种植被恢复模式:单纯植草、灌草结合、乔灌草结合。选取了3种植被恢复模式的代表性公路进行植被调查,进而评估生态恢复效果,结果表明:思小高速公路乔灌草结合的恢复模式较其他高速公路单纯植草和灌草结合的植被恢复模式具有更好的生态恢复效果,它具有更丰富的群落结构和物种多样性,并能够更有效地阻止外来物种入侵,在高速公路边坡的生态恢复中应予大力倡导应用。

对铜川市耀州区韩家塬30龄刺槐林地12个立地类型土壤水分含量进行测定,研究土壤水分含量与立地因子之间的关系。spss方差分析结果表明,坡向、坡度、坡位3个立地因子对土壤水分含量的影响依次为坡向为极显著,坡度为显著,坡位不显著。土壤水分含量半阴坡最高,其次为半阳坡,阳坡最低。同一坡向坡度越小土壤水分含量越高。土壤含水量随坡位的变化只在半阴坡才表现出从上到下有规律的增加,其它坡向没有表现出此规律。通过分析12个立地类型土壤水分含量的变化,提出了调整不同立地类型的造林树种及密度是当地防止土壤干化及植被衰退的有效途径。

减缓、减轻干旱的发生与危害是三峡库区坡耕地持续利用的关键。在坡度15°标准径流小区,以聚土垄作和农林复合为基本方法,营建坡耕地粮经果复合垄作模式,并对模式的土壤水分状况进行了长期定位观测。2002~2005连续4年试验结果表明,粮经果复合垄作能有效改善坡耕地土壤结构,利于土壤保持适宜的透水性和持水性,土壤有效库容扩大了145.2m3/hm2;同时,增加了土壤贮水,提高了贮水利用率,尤其是底层贮水利用率,比较平作对照,贮水库容和贮水利用率分别增大了5.73%、5.32%;此外,垄沟拦蓄了地表径流,减少径流损失达74.18%~95.81%,有利于降水入渗补给及旱季底墒的保护。