亚热带针阔混交林土壤-植物-大气连续体（SPAC）中水稳定同位素特征

为揭示亚热带湿润地区森林系统内部的水文过程,通过分析长沙地区针阔混交林内降水、土壤水、樟树(Cinnamomum camphora)和刺杉(Cunninghamia lanceolate)茎杆水与叶片水中稳定同位素组成,并结合相关环境因子,分析了亚热带地区水分在森林系统(SPAC)内部转换过程中稳定同位素的变化特征及其影响因素。结果表明:研究区降水、土壤水和樟树、刺杉茎杆水中δ~(18)O均表现出在湿润期(10月至次年6月)偏正,在干旱期(7—9月)偏负的季节变化趋势。其中,林下土壤水中δ~(18)O随深度的增加季节变化逐渐减小。与茎杆水中δ~(18)O明显的季节变化不同,在湿润期和干旱期典型晴日樟树与刺杉茎杆水中δ~(18)O不存在明显的日内变化。相较于茎杆水中δ~(18)O,樟树和刺杉叶片水中稳定同位素既存在明显季节变化也存在明显的日内变化。在湿润期内,两种植物叶片水中δ~(18)O、Δ~(18)OL(叶片水同位素富集程度)均大于干旱期两种植物叶片水中δ~(18)O、Δ~(18)OL,叶片水线(LWL)的斜率则小于干旱期两种植物LWL的斜率。在湿润期典型晴日内,樟树和刺杉叶片水中δ~(18)O、Δ~(18)O_L明显大于干旱期典型晴日内叶片水中δ~(18)O、Δ~(18)O_L,LWL的斜率则小于干旱期典型晴日内两种植物LWL的斜率。基于Δ~(18)OL与各气象因子的相关性分析得到,在季节变化上,相对湿度、太阳辐射和饱和水汽压差是影响樟树和刺杉叶片水中稳定同位素富集程度的主要因子;在日内变化上,温度、相对湿度和饱和水汽压差对两种植物叶片水中稳定同位素富集程度影响最大。     

滇中高原岩溶区典型植物旱雨季水分来源的差异特征

植被恢复是岩溶石漠化生态治理的主要环节，开展植物水分来源辨析和利用策略研究，对植被恢复和保护具有重要的理论和实践指导意义.以滇中高原岩溶区石林县作为研究区域，选取成龄滇青冈、栓皮栎和云南松3种典型地区优势植物作为研究对象，利用氢氧稳定同位素技术和IsoSource模型对3种植物的水分来源进行定性和定量分析.结果显示：(1)所有土壤水、植物木质部水和湖水的氢氧同位素均分布于地区大气降水线[LMWL:δD=8.02δ¹⁸O+8.58(R2=0.98)]附近，表明大气降水是当地各水体的主要补给水源.(2)土壤水δ¹⁸O在季节上呈现雨季贫化、旱季富集的规律，在垂直方向上土壤水δ¹⁸O表现为雨季0-10 cm贫化，20-50 cm富集，而旱季土壤水δ¹⁸O则0-10 cm富集，20-50 cm贫化.(3)滇青冈、栓皮栎和云南松的δ¹⁸O存在差异，同时同一植物不同生境δ¹⁸O也存在明显不同，3种植物δ¹⁸O随季节变化都呈现出雨季贫化、旱季富集的现...     

干旱区荒漠植物体内潜在水源差异及利用策略分析

水作为干旱区重要的环境因素之一,是荒漠植物生长发育的主要限制因子,故在荒漠区开展植物体内潜在水源差异及水分利用策略分析对综合理解生态水文过程具有重要意义。通过对艾比湖流域不同生活型荒漠植物的木质部及潜在水源(凝结水、地下水、河水和土壤水(0-40、40-70、70-100、100-150 cm))的稳定同位素值(δ~(18)O)进行统计学分析,利用多源线性混合模型(IsoSource)分析各潜在水源对植物体所吸收利用水分来源的贡献比率,并比较各潜在水源之间δ~(18)O值。结果表明,(1)土壤水的δ~(18)O变化范围为(-6.292‰--3.995‰),并且δ~(18)O随着土壤深度的加深,不同土层间的δ~(18)O表现为逐渐偏负;乔灌木与草本的δ~(18)O差异显著,而乔木与灌木的δ~(18)O差异不显著。(2)不同生活型的植物在对水分来源上存在明显差异,乔木对水分的利用主要集中于单一地下水资源;灌木除较多利用地下水外,也多元的利用其它水源;芦苇(Phragmites australis)与盐生草(Halogeton glomeratus)主要利用地下水,其它草本植物将表层土壤水作为首要水源。(3)浅根系与中深根系植物在各水源利用方面,除对(100-150 cm)的土壤水的利用无显著差异外,对其它水源利用均存在极显著差异(P0.01)。在根系类型上表现出明显的垂直分布规律:中深根系植物将地下水作为第一水源,而浅根系植物主要利用表层土壤水(0-40 cm)。以上研究结果表明,干旱荒漠区,植物所需水分主要受生活型和根系类型影响,其中后者影响更甚。     

林地的水分动态及其对树木生长的影响——以香桂（Cinnamomum subavenium）人工林为例

土地利用变化引起的水分条件变化反过来又会影响植被的生长,然而,森林-水分-植物生长之间相互作用关系的研究还很少。以香桂（Cinnamomum subavenium）人工林为例,在盐亭生态试验站开展观测,研究了无枯落物林地（FB）、有枯落物林地（FL）和裸地（BL）的水分动态（土壤水分、径流组成和径流量）,比较了FB和FL样地树木高、基径、叶面积、比叶面积（SLA）、地上和地下生物量。研究结果表明：①FL样地的土壤含水量最高,其次是FB样地,而BL样地的土壤含水量最低;②地上径流展现了与土壤水分相反的趋势（FLFB〉BL）,3个样地的总径流量则没有表现出一个明确的大小关系。在观测期间,BL、FB和FL的地表径流量分别为284.68、222.93和68.98cm,地下径流分别为57.83、134.00和289.52 cm,总径流量依次为343.16、356.93和358.35 cm;③在观测早期,FL样地和FB样地植物形态学特征、SLA以及地上和地下生物量均没有显著差异（p〉0.05）。在观测期末,虽然两个样地的基径和SLA无显著差异,然而其他指标差异极显著（p〈0.005）。在观测末期,除SLA外,FL样地植物的高、基径、叶面积、地上生物量和地下生物量分别高于FB样地,表明该样地植物生长条件更好。这些结果表明森林改善了自身的水分环境,而水分环境的改善又反过来促进了森林的生长,森林植被-水分条件的这种相互促进作用是森林系统生存策略的一种表现。     

高寒沙地典型人工林土壤水分动态及其对降雨的响应

分析青海共和盆地中间锦鸡儿人工林在不同生长阶段、不同深度的土壤水分动态变化特征,探讨不同深度土壤水分对不同降雨量的响应过程,深入了解高寒沙地植物与降雨关系,为高寒沙区的植被恢复与合理配置提供科学依据。以不同生长阶段(3、5、16、30 a)的中间锦鸡儿(Caragana intermedia)人工林为研究对象,利用ECH_2O土壤含水量监测系统分别对每个林龄的不同土层深度(10、20、30、40、60、90、120、150 cm)土壤水分进行连续监测;利用Dynamet-1k科研级自动气象站记录降雨量,以3场不同降雨事件进行分析,研究其土壤水分对不同降雨量的响应状况。2008年9月-2017年9月间,试验区内降雨主要集中在5-9月,且雨量小频率高,降雨量小于2 mm的降雨事件占总降雨事件的48.21%,贡献率仅为9.68%。4种人工林土壤蓄水量的年内变化可分为土壤水分消耗期(9至次年1月)、土壤水分积累期(2-4月,7-8月)和稳定期(5-6月)。5 mm以下的降雨能够使30 cm以上的土层水分产生波动,5-18 mm的降雨量能影响0-40 cm的土壤水分,而18 mm以上的降雨量能够引起0-60 cm土层水分的变化。土壤蓄水量随着土层深度的增加而先减小后增加,林龄越大,土壤水分对于降雨量响应的滞后性越明显,土壤水分增量也相对减少。因此,在高寒沙区造林应注意苗木栽植的密度,在造林过程中加强水土保持措施,降低干旱胁迫对造林成活率的影响。     

四川省老君山常绿阔叶林乔木碳储量及其分布特征

森林生物碳储量作为森林生态系统碳库的重要组成部分,在全球碳循环中发挥着重要作用。以四川省老君山典型亚热带常绿阔叶林为研究对象,通过外业样地调查与室内实验分析相结合的方法,利用2012年和2015年的植被调查数据,对其乔木层生物量和碳储量进行了计量,分析了乔木层碳储量的空间分配格局,并对不同样地年固碳能力与碳汇潜力进行了探讨。结果表明:老君山亚热带常绿阔叶林在1 500 m处普查样地和1 700 m复查样地的森林乔木层碳储量(以C计)分别为142.95和139.67 t·hm~(-2),乔木年平均固碳增量分别为7.45和7.11 t·hm~(-2),年平均增长率分别为5.83%和5.68%。其中,普查样地的乔木层碳储量、年平均固碳增量、平均年增长率均大于复查样地,显示了老君山亚热带常绿阔叶林具有较强的固碳能力,而且海拔1 500 m处的乔木层在碳蓄积方面占主导优势。另外,海拔1 500 m处常绿阔叶林乔木层碳储量主要存储在树高h≥10m(比例50.54%)和径级10 cm≤d20 cm(比例40.08%)的乔木中,1 700 m处的常绿阔叶林乔木碳储量主要存储在树高5m≤h10 m(比例56.88%)和径级10 cm≤d20 cm(比例48.82%)的乔木中。尤其是老君山常绿阔叶林目前中龄林所占的比重较大,具有较大的碳汇潜力。研究结果可为该地区森林经营管理及碳汇功能评价提供参考。     

藏北高寒草地地下生物量特征及其与土壤水分的关系

植物地下生物量是高寒生态系统重要的碳库,可以反映植物对极端环境的适应特征。以高寒草原、高寒草甸草原和高寒草甸3种主要草地类型为对象,对比分析了非生长季和生长季的地下生物量,探究不同类型的高寒草地地下生物量分配机制及其动态变化过程。结果表明:(1)3种草地地下生物量的空间分布在生长季和非生长季均呈现"T"字型分布。在这两个时期,3种草地0~10 cm的生物量占总地下生物量的比例均表现为:高寒草原(91.20%,94.72%)高寒草甸草原(83.17%,92.07%)高寒草甸(67.04%,68.38%),且其比例在生长季均有增加;(2)两个时期高寒草甸地下生物量均最高(1 620.39±71.09)g·m~(-2),(3 950.08±291.46)g·m~(-2),非生长季高寒草原最低(136.24±9.14)g·m~(-2),生长季高寒草甸草原最低(133.97±6.93)g·m~(-2);高寒草甸和高寒草原地下生物量在生长季都有显著增加,而高寒草甸草原显著减少;(3)地下生物量与土壤含水量有显著的正相关关系,在同样的温度条件下,土壤含水量是地下生物量的重要影响因子;而生长季是藏北地区降水比较集中的时期,土壤表层水分的增加促使根系向表层生长。     

武夷山国家公园植物果实类型谱的海拔梯度格局

果实类型的地理分布模式在很大程度上取决于其最适生长期所处的环境条件。基于沿海拔梯度样地调查结果,分析武夷山国家公园范围内沿海拔梯度被子植物果实类型的组成及变化规律。结果表明：(1)武夷山国家公园植物干果比例为43.41%,肉果比例为56.59%;13种果实类型中核果比例最高,占总数的31.18%,其后依次为蒴果和浆果,占比分别为22.30%和15.35%;这些特征与武夷山国家公园所处的中亚热带季风湿润气候区相适应。(2)乔木植物中干果比例为38.97%,肉果比例为61.03%;灌木植物中干果比例为29.51%,肉果比例为70.49%;草本植物中干果比例为91.67%,肉果比例为8.33%;藤本植物中干果比例为30.77%,肉果比例为69.23%。(3)随着海拔的升高,武夷山国家公园植物群落果实类型中干果比例逐渐上升,而肉果比例逐渐下降。海拔为800～1 700 m时,样地内优势果实均为核果、蒴果和浆果,当海拔升到1 800 m时,样地内植物优势果实为核果、蒴果和坚果,浆果类型比例降低,甚至消失;当海拔升到1 900 m时,样地内植物优势果实为核果、瘦果和蒴果;当海拔为2 000～2 1...     

不同水分处理下农田黑土水分特征

采用田间定位试验,利用中子仪原位监测土壤储水量的方法,研究3个水分处理下农田土壤水分特征.结果表明:受长期不同水分处理的影响,适宜水分处理0-110 cm土壤储水量最高,其次为自然降水处理,分别比干旱处理增加了23.4%和12.9%;在大豆生育期内,各水分处理土壤储水量的季节性变化均呈"减小-增加-减小-增加"的趋势,与大豆生育期内降雨分布密切相关;各处理大豆耗水量表现为适宜水分处理>自然降水处理>干旱处理,其值分别为459.4、420.3、326.4 mm;不同时段大豆耗水量表现为在无控水影响的时期(2008-05-01-2008-06-15)大豆耗水量处理间差异较小,而在控水时期差异较明显;从进水量与耗水量的比值可以看出,黑土调节土壤水分的能力较强;干旱处理、自然降水处理和适宜水分处理水分利用效率分别为3.9、4.8和5.4 kg·hm-2·mm-1,表明一般年份灌溉能够提高水分利用效率.     

黄河上游半干旱盐渍区柽柳群落土壤水盐空间变化

为促进黄河上游半干旱盐渍区植被群落营造与生态恢复,利用样地调查法,于2016年7月对宁夏引黄灌区次生盐碱地天然柽柳群落进行调查,采用经典统计学与地统计学方法,对柽柳群落影响下的土壤水盐空间分布特征及其响应关系进行分析.结果表明:研究区土壤水分普遍较低(1.98%-7.55%),盐渍化程度高(平均电导率10.28-25.38 m S/cm),土壤水盐变异系数为36.1%-83.7%,均属于中等程度变异,且土壤盐分变异程度随土层深度增加而减小.样地土壤水盐均具有明显的空间结构特征,块金系数为0.04%-49.88%,主要受到结构性因素影响或结构性因素与随机因素的共同影响,空间相关性较强.各样地柽柳群落土壤水盐的空间分布呈斑块状格局,土壤水盐高值区域与柽柳集中分布区域较为一致.相关分析表明土壤水分与盐分间呈正相关关系.综上所述,黄河上游半干旱盐渍区土壤水盐制约着柽柳的群落分布与生长状况,柽柳的生长与分布也增强了土壤水盐的空间变异性.     

干湿变化和保水剂对植物生长和水分利用效率的影响

在盆栽玉米、大豆和辣椒的生长阶段进行高水分 (土壤田间持水量FC 10 0 %～ 80 % )、中水分 (FC 70 %～5 5 % )、低水分 (FC 5 0 %～ 40 % )处理 ,后复水至充分供水 .分析 3种植物在干湿变化中的生长和水分利用效应 ,比较土壤施用保水剂的效果 .结果发现 ,水分处理期间 3种植物生长变化与水分供给紧密相关 ,单株干重均表现为 :m (高水分 ) >m(中水分 ) >m(低水分 ) .但水分利用效率 (WUE)效应不一 ,中水分处理下玉米和大豆WUE为 2 0 .2gkg-1和3 .70gkg-1,分别比高水分处理还高 5 9.1%和 2 9.7% .水分处理又复水后 15d ,玉米在中水分处理复水的单株干重增加 39.6 3g ,是一直充分供水处理的 175 .0 % ,WUE达到 13 .3gkg-1,呈现超补偿生长效应和水分利用效率效应 .辣椒在中水分处理后复水 ,其青椒产量较高水分处理增加 6 % ,呈现产量补偿效应 .土壤加入保水剂可明显提高作物在低土壤水分条件下WUE .图 4表 1参 13     

生草覆盖对枣园土壤水稳性团聚体中两种有机碳组成的影响

为探究生草覆盖对枣园土壤水稳性团聚体组成及其两种有机碳分布的影响,选取山西省临县定位3年的枣园生草覆盖小区作为研究对象,对清耕(CK)以及黑麦草(RG)、苜蓿(AL)、自然生草(NG)3种不同生草覆盖区0-20 cm土层土壤水稳性团聚体组成及其有机碳含量与分布进行分析.结果表明:与CK相比,RG、AL与NG处理下土壤水...     

雨季红壤坡地油茶林土壤水势变化特征及耗水规律

利用野外定位观测数据,研究了雨季红壤坡地油茶林土壤水势变化特征及耗水规律.结果表明,土壤水势及其变异系数均为坡上大于坡下,坡上深度50cm、坡下深度40cm以上土层显著受到土壤蒸发和植物蒸腾的双重影响,坡上、坡下深度90cm附近土壤水势变化大于相邻层次.土壤物理性质、根系分布对土壤水势影响显著,深度40、90cm分别为黏土层向砾石层、砾石层向网纹层的转变,水分容易积聚,根系易于向此靠近;吸水根(根直径<1mm)根干重与土层深度呈显著指数型相关,且在深度90cm处所占比例最大,达46.95%;吸水根干重所占比例与深层(70-110cm)土壤水势变化量呈明显正相关.通过零通量面分析,雨季持续干旱时段深层水分整体向上蒸发,但深度90cm处水势变化最大,证实土层深度90cm附近为雨季油茶林主要耗水区域.     

计划烧除对云南松林土壤微生物及酶活性的影响

计划烧除是森林防火与经营的主要手段之一,探究云南松林计划烧除后土壤微生物与酶活性的变化,可为科学实施计划烧除提供参考。以云南省玉溪市新平县照壁山云南松天然次生林为研究对象,对计划烧除后土壤微生物(真菌、细菌、放线菌)与酶活性(蔗糖酶、纤维素酶、脲酶、蛋白酶、过氧化氢酶、磷酸酶)的变化及相关性进行研究。结果表明,(1)云南松林计划烧除后,表层土壤微生物数量急剧下降,但这种影响随着土壤深度增加越来越小。细菌和放线菌数量在0-10 cm土层、真菌数量在0-20 cm土层未烧除样地显著高于烧除样地;细菌、放线菌在11-60 cm土层、真菌在21-60 cm土层受火烧影响小。(2)计划烧除导致大部分表层土壤酶失活,随土层深度增加受影响程度越来越小。土壤蔗糖酶和纤维素酶活性在0-20 cm土层未烧除样地显著高于计划烧除样地,脲酶、蛋白酶在0-10 cm土层显著高于烧除样地,过氧化氢酶活性在0-60 cm土层显著高于烧除样地;磷酸酶活性与其它酶不同,在0-10 cm土层未烧除样地显著低于计划烧除样地,在10-20 cm土层未烧除除样地显著高于烧除样地,在21-60 cm土层,受计划烧除影响小。(3)土壤微生物与酶活性相关分析结果显示,与未烧除样地比较,计划烧除样地细菌与脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶、蛋白酶的相关性变化不明显,而与蔗糖酶、纤维素酶的相关性减弱;真菌与蔗糖酶、过氧化氢酶的相关性变化不明显,而与脲酶、纤维素酶、蛋白酶的相关性减弱,与磷酸酶的相关性增强;放线菌与脲酶、过氧化氢酶的相关性变化不明显,与蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、纤维素酶、蛋白酶相关性减弱,与磷酸酶的相关性增强。因此,计划烧除使土壤表层微生物与酶活性受到显著影响,土壤酶活性与微生物之间的相关性也发生改变。     

浙江仙居典型中亚热带常绿阔叶林样地的群落特征

括苍山省级自然保护区是浙江省内少有的一个天然植物"基因库"和"植物博物馆"。2016年,在括苍山省级自然保护区建立了1 hm2的森林动态监测样地,完成了第1次野外调查,并从物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局等方面分析了其群落特征。结果显示:样地内有维管植物68科126属194种。其中乔木层胸径≥1cm的木本植物36科67属121种;热带性质的科和属分别占总科和属数的66.67%和59.70%,温带性质的科和属分别占33.33%和38.81%。样地内国家Ⅰ、Ⅱ级重点保护野生植物分别有1和2种。列入《中国生物多样性红色名录:高等植物卷》中的"近危"以上等级的物种10种,被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)附录Ⅱ1种,中国特有种53种,具有良好的保护和研究价值。稀有种23种,占总树种数的19.01%。重要值最大的为甜槠(Castanopsis eyrei)8.69%,其次为鹿角杜鹃(Rhododendron latoucheae)6.80%和木荷(Schima superba)5.92%。平均胸径为6.95 cm,小径级木较多。空间分布格局分析结果表明,不同的物种在空间分布上存在一定的规律。     

川西北高寒沙化草地治理恢复过程中CO_2通量变化

川西北高寒草地生态地位突出但沙化严重,为了解其在沙化治理恢复中的碳通量变化机制,于2016年草地生长季节(7-9月)在红原县沙化草地治理恢复区分别选择恢复初期、恢复中期、恢复后期、未恢复治理4类沙化草地,利用仪器LI-8100测定CO2通量,并分析影响碳通量变化的因素.结果表明,随着治理恢复程度的加深,沙化草地碳汇功能逐渐增强,恢复初期、中期、后期样地在生长季净生态系统CO2交换量(NEE)分别为-1.61、-3.55、-4.38μmol m-2s-1,恢复初期到中期碳通量变化最为剧烈,提高了约120.50%.恢复治理也使沙化草地生态系统呼吸(ER)和土壤呼吸(SR)加强(P0.05).7月中下旬,各恢复梯度样地NEE、ER和SR分别达到峰值,之后随生长季延长,各指标均接近零.生长季7-9月期间,对照样地碳通量日动态变化平缓,均表现为全天排放;在各恢复治理阶段沙化草地中,碳通量日动态均呈单峰型格局,且随着沙化恢复的进程,日动态峰值绝对值显著升高(P0.05),表现出更强的碳汇能力.回归分析表明,碳通量与植被盖度、地上生物量、土壤0-5 cm含水量达到极显著正相关(P0.01),与0-5 cm土壤温度相关性较弱,表明在川西北高寒沙化恢复草地生长旺季,与0-5 cm土壤温度相比,0-5 cm土壤含水量对碳通量的影响更大.综上所述,沙化治理显著提高了川西北高寒沙化草地生长季的固碳能力,且在恢复中期,受植被恢复和表层土壤(0-5 cm)含水量状况改善的影响,固碳能力显著提升.     

库布齐沙漠自然植被与人工植被土壤水盐的空间异质性比较研究

干旱半干旱地区土壤水盐的空间分布对土地利用和生态恢复具有重要作用。运用传统统计学和地统计学对库布齐沙漠5种自然植被和5种人工植被0～10和10～20cm深度土壤水分和盐分的空间异质性进行了小尺度比较分析。结果表明：9种群落的土壤水盐平均值下层大于表层,且盐分的空间相关性较水分更高;人工植被土壤水分（CV=5.3%～22.7%）和盐分（CV=15.7%～51.2%）具有空间分布均匀、层间差异不明显等特征,而自然植被水分（CV=9.9%～32.6%）和盐分的（CV=26.9%～180.0%）却与之相反;小尺度上,人工植被土壤不同层间的水分关系、盐分关系以及水盐关系可能随建植时间的增加会越来越不明显,格局强度将不断减弱,这也极有可能改变大尺度上的水盐运移状况,进而影响研究区生态系统的稳定性和安全性。     

沼液还田下不同种植模式的重金属风险评价及安全消纳量分析

为探讨沼液中重金属对土壤质量、农林作物安全生产的影响,评价施用沼液对土壤环境与农林作物污染的风险,以及提出不同种植模式的沼液适宜用量,在广西壮族自治区主要生猪养殖区,选择蔬菜、果树、牧草、用材林等不同类型的耕地13个,采集0-20cm和20-40cm土层土壤样品以及部分植物的根系、茎秆、叶片、果实等,测定上述样品的Cu、Zn、Pb、Cd、Cr等元素的含量,分析和评价土壤、农林作物的污染状况。结果显示：13个样点中,0-20 cm和20-40 cm土壤的Cu、Zn污染样点比例相同,分别为46.2%和38.5%,高于Pb、Cd、Cr;0-20、20-40 cm土壤的Cu、Zn污染指数,以及0-20 cm土壤内梅罗综合污染指数与沼液浇灌总量呈显著正相关,而与年均浇灌量相关性不显著;耕地土壤5种元素的沼液消纳容量大小为Cr>Pb>Zn>Cu>Cd。9个可供食用的植物样点中,Pb含量超标的样点数最多,其次是Cr,占比分别为66.7%和44.4%;内梅罗综合污染指数处于污染的样点比例为88.9%。杂交象草（(Pennisetumamericanum×P.purpureum)...     

盐渍土系统土壤水-地下水转化规律研究

通过野外定位观测和室内分析,探讨了苏打盐渍土微域特征(32m长的横截面)及其水分和地下水之间的转化规律。结果表明:土壤特征以及微地貌格局是制约土壤表层水分迁移的主要因素,并由此形成了大汽降水-土壤水-地下水转化的特殊模式。盐化草甸土分布在相对低洼的部位,苏打碱土分布在微坡地和高平地。苏打碱土质地为粉砂质亚粘土-粘土-粉砂-砂砾垂直结构,盐化草甸土以粉砂和砂砾结构为主。地表径流为水分迁移的关键环节,盐化草甸土成为地表水和地下水转化的通道。承接微坡地和高平地的径流,盐化草甸土在雨季含水率较多(甚至大到饱和)且迅速补给地下水,使地下水位逐渐上升。坡地土壤(苏打盐渍土)整个土层的含水率变化不显著。运用Vensim对盐渍土系统的土壤水-地下水的转化过程进行了模拟,结果与观测数据基本一致。在现代盐渍化过程研究中,以坡面系统为研究单元并考虑坡面径流,才能认识到盐渍化地区土壤水-地下水之间转化的实质。     

南方红壤典型花岗岩侵蚀区主要治理模式的土壤碳汇效应

南方红壤花岗岩严重侵蚀区实施水土保持治理后的土壤碳汇效应尚不清晰。为揭示水土保持综合治理对退化土壤有机碳库的影响效应,该研究选取南方水土保持综合治理试点的样板——江西省兴国县塘背小流域为研究区,设置退化样地(BL)、水平竹节沟+乔灌草补植综合施策的生态恢复模式(F34)、前埂后沟+梯壁植草式反坡台地果园开发治理模式(GY)和周边未受扰动的次生林(UF)4种类型样地,分析不同层次土壤总有机碳(TOC)、土壤活性有机碳组分的变化情况,评价南方典型花岗岩侵蚀区综合治理的土壤碳汇效应。结果表明:F34和GY、UF模式下0—100 cm土壤TOC平均含量分别为5.54、6.05、10.22 g·kg~(-1),比BL增加145%、168%和352%;0—40 cm土壤DOC平均含量分别为46.29、45.91和116.85mg·kg~(-1),比BL增加410%、405%和465%;土壤MBC含量分别为112.34、73.20和251.99 mg·kg~(-1),比BL增加217%、106%和611%;F34和GY模式下0—100 cm土壤碳储量为39.65和53.91 t·hm~(-2),高于BL(19.86 t·hm~(-2)),但低于未受人为干扰的UF样地(75.90 t·hm~(-2)),生态恢复样地和果园开发样地的碳吸存量分别为19.79、34.05 t·hm~(-2),碳吸存速率分别为0.58、1.00 t·hm~(-2)·a~(-1);以当前F34、GY吸存速率推算,分别还需要62 a和22 a才能达到与UF相当的土壤有机碳库储量水平。综上,生态恢复模式和果园开发模式可有效促进土壤有机碳积累和恢复,且果园模式土壤碳素恢复效应更加明显,但距离周边未受扰动的次生林还存在一些差距;其次,侵蚀退化地经治理后,显著增加了土壤活性有机碳含量;同时退化裸地具有较高的碳汇潜力,即使通过F34、GY治理34 a后仍具有较大碳汇潜力。