水肥管理对半干旱丘陵区土壤有机质含量的影响

采用二次通用旋转组合设计,在辽西低山丘陵半干旱褐土区进行了8年的田间试验,研究了灌水、施用氮肥、磷肥和秸秆对土壤耕层有机质含量的影响。结果表明:灌水和施用磷肥促进了土壤中的有机质转化和作物吸收,使得土壤有机质含量降低;施用氮肥能够提高土壤中的有机质含量,但是过量施用氮肥则会使土壤中的有机质含量降低;秸秆还田能够显著提高土壤有机质含量。另外,灌水和施肥诸因素对于土壤有机质含量的影响不是孤立的,而是存在着复杂的交互作用,为了提高作物产量和保持土壤肥力,各种因素的合理配合是非常重要的。

半干旱丘陵区农业景观空间格局研究——以内蒙古和林格尔县胜利营乡为例

选取景观空间格局分析指标 ,研究了内蒙古和林格尔县胜利营乡景观空间格局从 1991～ 1997年这六年间的变化。结果表明 :随着时间的推移 ,各景观类型的斑块数目明显增多 ,平均斑块面积减少 ;旱地和林地面积增加 ,水浇地从无到有 ,草地在景观中所占比例有所下降 ;景观的多样性指数、均匀性指数和平均班块伸长指数增大 。

半干旱黄土丘陵区典型植被土壤养分含量及其分布特征

以甘肃定西龙滩流域8种典型植被为研究对象,对其3个土层深度的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾和pH值进行测定,探讨植被与土壤养分间的关系。结果表明:植被类型主要影响土壤全磷、全钾和速效钾含量及分布,且不同植被间差异显著(p<0.05);土层深度主要影响土壤有机质、全氮、碱解氮和速效钾的含量及分布,而且在不同土层间差异显著(p<0.05)。不同植被间土壤养分分布规律不明显,但不同土层间土壤养分表层聚集效应明显,总体上随土层深度的增加而不断下降。在不同植被和不同土层下土壤养分变异性差异很大,其变异系数由大到小依次为速效磷(>45%)>有机质、全氮、碱解氮(>30%)>速效钾(>15%)>全磷、全钾(<4%)>pH值(<2%)。相关分析表明,pH值与土壤有机质、全氮、碱解氮呈极显著负相关关系(p<0.01),而有机质、全氮、碱解氮相互间呈极显著正相关关系(p<0.01)。在半干旱黄土丘陵区,植被类型和土层深度对土壤pH值和土壤养分含量及分布均有影响,但不同植被对各养分的影响效果并不一样;在今后植被恢复中,应多采用草灌林结合来建人工植被,以使黄土丘陵区复杂多样的土壤生态系统得到健康、持久的发展。

半干旱黄土丘陵区沙棘优良品种引种选育试验研究

１９８５－１９９８年先后在黄土高原半干旱区的陕西吴旗、安塞县进行了沙棘优良品种引种选育试验研究。通过引种国内不同地理种源２０余种优良沙棘类型，引进俄罗斯优良沙棘品种，采用家系选择法进行试验研究，初步筛选出生态经济型５种沙棘类型，经济型２种类型。前者生长迅速、树冠好、根系发达、郁闭快、水土保持效益好，且果实较大（果径０．８－０．９ｃｍ，百果重２０－３１ｇ），单株产果量为２－３．５ｋｇ，Ｖｃ和含油量较高，其生态、经济性状较当地野生沙棘为好。此种类型沙棘适于在黄土丘陵大面积荒沟、荒坡种植。通过引种俄罗斯大果、无刺沙棘优良品种与本地野生中国沙棘对比分析看出，其适应性、抗性较中国沙棘差，经济性状较好。通过试验筛选出２种优良类型，果径为０．９－１．３ｃｍ、百果重４６－５２ｇ，单株产果量２－３．５ｋｇ，无刺或少刺。此项研究为在半干旱黄土丘陵区大面积荒山、荒沟建造高产、优质沙棘林，高效、持续发展沙棘产业具重要意义。在引种试验中必须掌握好其关键技术，建立好采穗圃、种子园，并建立一定面积的集约经营的高产、优质沙棘园及良种繁育基地，掌握好抚育管理技术，特别是水。

半干旱黄土丘陵区小流域横断面土壤水分生态特征

在半干旱地区甘肃榆中北部中连川流域取一横断面,根据地形部位与利用条件布设11个测点,用土钻法监测土壤水分剖面分布与动态,测深到5m。各立地条件年内4月到12月土壤水分动态趋势多样。流域横断面的土壤湿度均较低,2～5m平均值一般都小于10%,其中以坡地苜蓿与半阳坡柠条林地最干燥。该地区土壤干燥化层是普遍存在的,不仅存在于人工植被,也存在于天然植被。径流富集叠加可显著改善土壤水分状况,隔坡水平梯田是其重要途径。退耕还草中要考虑各类草地的比例、苜蓿种植的适宜规模及其持续性问题。

半干旱黄土丘陵区多元化草地建设技术研究

针对黄土丘陵区草地退化 ,水土流失严重 ,草地畜牧业生产力低等问题 ,于 1 995～ 2 0 0 2年在半干旱黄土丘陵区的安塞县进行了多元化草地建设试验研究 .引种、驯化生态经济型优良草种 2 0余种 包括品种、类型 ,建设高产、优质单播及混播人工草地和利用耐牧草种改良天然草地 ,为在半干旱黄土丘陵区充分利用水土资源 ,改良大面积天然草地 ,提高其生产力和生态、经济效益 ,及在退耕坡地建设人工草地 。

半干旱黄土丘陵区退耕地林草植被恢复对土壤质量影响评价

[目的]探讨退耕还林还草对土壤质量的综合影响,为半干旱黄土丘陵区退耕地植被恢复与建设提供理论依据。[方法]选择半干旱黄土丘陵区的宁夏回族自治区彭阳县白阳镇中庄村示范区不同退耕地林草植被恢复样地为研究对象,采用AHP决策法对不同林草植被恢复下土壤理化因子进行综合评价。[结果]土壤水分是影响土壤环境状况的最主要因子,其权重值达到了0.210,其次为土壤的总孔隙度和土壤有机质含量,其权重值分别达到0.136,0.108,同时土壤的毛管持水量、土壤碱解氮含量和土壤脲酶含量也对土壤环境具有十分重要的作用,其权重值分别达到0.085,0.071及0.064。[结论]通过对影响土壤环境的化学性质、物理性质和生物活性的综合评价,认为林地、人工草地和天然草地不同程度地改善和提高了土壤的环境质量,以林地改善程度最大。

半干旱黄土丘陵区撂荒坡地土壤水分循环特征

为深入了解半干旱黄土丘陵区土壤水分循环特征和为开展荒地造林工作提供背景数据,在宁南上黄生态试验站,选取典型多年撂荒坡地,进行土壤水分的长期定位观测,分析其土壤水分补给、消耗特征与时空变异性。结果表明:研究区降雨入渗量和入渗深度随降雨量增加而增加,入渗补给系数约为0.44,雨水资源化率有待提高。定义全年一半以上的次降水事件中能被有效补给的土层深度为降水普遍入渗深度,则研究区降水普遍入渗深度为0—40 cm,观测期内最大入渗深度不超过300 cm。同时,土壤水分的蒸散发量在丰水年>平水年>干旱年,主要蒸散发作用层位于0—200 cm土层范围内,最大蒸散发深度达到300 cm以下。该区土壤储水量的季节变化为"V"型,剖面土壤平均含水量的垂直变异则呈现反"S"型。土壤水分的变异系数随土层深度的增加表现出幂函数递减趋势,结合有序聚类法的分层结果,可采用0.20和0.05两个CV值将撂荒地土壤剖面划分为水分活跃层(0—40 cm)、次活跃层(40—200 cm)和相对稳定层(200 cm以下)3个层次。

平茬对半干旱黄土丘陵区柠条林地土壤水分的影响

半干旱黄土丘陵区多年生柠条人工林地发生土壤旱化,研究柠条林平茬对土壤水分影响对于防治土壤旱化具有重要意义。采用中子仪测定土壤水分,对未平茬和平茬柠条林地土壤水分进行测定,分析了平茬对土壤水分的影响。结果表明:未平茬和平茬柠条林地降雨补给量(R1,R2)同降雨量(P)显著正相关(P<0.05)。定义降雨耗损量(林冠截留量和地表径流之和)占降雨量的百分比为降雨耗损率,未平茬林地降雨损耗率(L1)和平茬柠条林地降雨损耗率(L2)分别与其降雨前土壤表层(0—20 cm)含水量(S1,S2)呈明显指数关系(P<0.05):L1=2.54 exp(0.22S1),L2=2.40 exp(0.27S2),表层含水量相同时,平茬林地降雨损耗率明显高于未平茬林地。平茬后,林地降雨最大入渗深度减小,土壤水分利用深度减小;短时间内(2个月左右)林地20—160 cm含水量增加,之后平茬林地土壤含水量与未平茬林地土壤含水量接近;丰水年和丰水年后的第一年,平茬林地含水量低于未平茬林地,0—400 cm土壤储水量比未平茬林地最多低45.9 mm。平茬后200—400 cm土层土壤水分有少量增加,但是0—200 cm土层土壤含水量损失更严重。平茬3 a后,平茬对柠条林地土壤水分的影响减弱。

半干旱黄土丘陵区坡地集流水平沟的设计与应用

为解决现行集流水平沟设计方法缺乏合理性和系统性的问题,从理论分析入手,研究了这类工程的内涵及断面参数,并对集流水平沟工程的集流蓄水效果进行了研究。结果表明,2002—2008年的6a中,在整个生长季3—9月内,集流水平沟的土壤贮水量均明显高于隔坡的土壤贮水量;在试验雨强和降雨量条件下,25°坡面水平沟在3个雨强条件下拦截坡面径流量分别为4.41,64.23,104.13mm;35°坡面水平沟在2个雨强条件下拦截坡面径流量分别为5.25和72.39mm,而且单位时间内水平沟拦截坡面径流的潜力也随雨强的增大而增大。研究结果表明高强度降雨对坡地改造后水平沟的水分补给具有重要意义。

半干旱黄土丘陵区不同整地方式下退化草地植物群落恢复特征

[目的]对比分析2种造林整地措施处理后的草地植物群落特征,为宁南半干旱黄土丘陵区植被恢复和建设提供理论依据。[方法]以固定样地与群落样方调查数据为基础,对比了"88542"水平沟、鱼鳞坑2种不同整地方式下群落动态特征。[结果](1)在一定的时间尺度上,生境的异质性对鱼鳞坑整地植物群落的结构影响较大,整地方式对植物群落结构特征的影响不明显。(2)生境条件的不同影响了群落的多样性。鱼鳞坑整地的植物群落由于生境的异质性较大,促成了较高的多样性。植物群落物种多样性由高到低的顺序为:鱼鳞坑整地>"88542"水平沟整地>天然封育草地。(3)植物群落多样性总体表现出随着年限的延伸,整个示范区的植物群落物种的多样性开始下降。[结论]不同人为干扰方式和不同生境对植物群落多样性有明显影响。

半干旱黄土丘陵区植物休眠期覆盖对土壤水热变化的影响

通过对半干旱黄土丘陵区植物休眠期内不同地膜覆盖下土壤水分与温度的野外试验观测,研究覆膜下土壤水分运移规律与温度变化差异。于2014年10月—2015年4月在西北农林科技大学米脂试验站远志山同一水平阶地上,观测裸地(CK)与透明薄膜覆盖(TF)2种处理下0—400cm深度内土壤水分与裸地(CK)与透明薄膜覆盖(TF)、黑色薄膜覆盖(BF)3种处理下0—50cm(15,30,50cm)深度内土壤温度。结果表明:在植物休眠期,0—400cm土壤储水量TF较CK高51.9%,差异显著(p<0.05);0—20cm土壤储水量变幅最大,20—60cm的土壤储水量由上层54.9%降至26.3%;在典型晴天,非冻结阶段CK、TF与BF处理最值温差区间为2.25~2.7℃,3.45~3.5℃,1.5~1.8℃,而在冻结阶段为1.65,2.1,1.2℃,土壤冻结时覆膜保温效应不显著;覆膜保温深度可达15cm,BF处理保温效果优于TF处理。总体来看,在植物休眠期覆膜可以提高0—20cm深度范围的土壤含水量和土壤温度,减少土壤水分损失并促进水分向深层入渗,BF处理较TF处理更加有利于增温与稳定温度变化。

半干旱黄土丘陵区白羊草人工草地生产力和土壤水分特征研究

对半干旱黄土丘陵区不同立地条件下白羊草Bothriochloaischaemum人工草地的生产力与土壤水分状况进行比较研究。结果表明,人工栽培驯化利用可以显著提高白羊草草地的生产力(至少较天然草地增产20%),其人工栽培草地在川地的生产力显著高于山坡地(约为山坡地的3倍)。川地人工草地在维持高生产力的情况下,260cm以下土壤层出现雨季期间及休闲期后均不能够得到水分补偿而稳定在低湿层。

宁南半干旱黄土丘陵区土壤水分的演变特征

宁南半干旱黄土丘陵区干旱少雨、水土流失严重。为充分利用宝贵的天然降水,提高雨水资源的利用效率,针对项目示范区的几种坡地雨水就地拦蓄工程技术,主要从坡地雨水资源化工程对土壤水分的影响(土壤水分年际变化、土壤水分的季节性动态)方面,对坡地雨水资源化工程技术所产生的效应进行了综合评价。结果表明:宁南半干旱黄土丘陵区坡地在经过雨水资源化工程技术措施治理后,水分有了明显的提高。这些集雨整地技术,在促进林地农业土壤水分的快速恢复上效果极为显著,且对促进流域内的植被恢复、防止水土流失、改变山区生态环境、提高土地生产力有着重要的意义。

半干旱黄土丘陵区微地形变化对人工柠条林草本分布的影响

本研究在典型半干旱黄土丘陵区龙滩小流域内,以水平阶整地方式栽植柠条(Caragana korshinskii)林为研究对象,调查不同坡位柠条林下水平阶内和阶间坡面草本群落组成及生物量,确定微地形及土壤环境变化对草本分布的影响及相对贡献率。结果表明:草本地上生物量及含水量均表现为水平阶内>阶间坡面,不同坡位水平阶内和阶间坡面草本组成的相异性为上坡位(75.2%)>中坡位(60.0%)>下坡位(50.7%)。pRDA排序表明:土壤含水量、微生境和坡位解释了35.8%的坡面草本群落变异,是影响草本群落分布的主要环境因子。相关分析表明:土壤含水量与长芒草(Stipa bungeana)的重要值呈显著负相关,与茵陈蒿(Artemisia capillaris)和束伞亚菊(Ajania parviflora)呈显著正相关;草本地上生物量与草本物种丰富度、长芒草等草本重要值呈显著负相关,与茵陈蒿等草本重要值呈显著正相关;下坡位草本地上生物量的降低促进了长芒草等地带性草本的恢复。综上所述,水平阶整地提高了林下草本地上生物量,降低了草本的物种丰富度,这在中、上坡位表现尤为明显。

宁南半干旱黄土丘陵区农、草、畜结构优化

根据农业种植业和草畜业协调发展的原则,以农业种植、牧草生产及畜禽养殖取得最佳配合,总体获得最大效益为目标,对宁南半干旱区彭阳县中庄试验示范区农、草、畜结构进行优化,经优化,单位面积耕地粮食作物小麦(Triticum aestivum)、荞麦(Fagopyrun esculentum)及糜子(Panicum miliaceum)的种植比例分别为28%、3%和70%;经济类作物玉米(Zea mays)、马铃薯(Solanum tuberosum)、胡麻(Linum usitatissimum)、三角豆(Cicerarietinum)的种植比例分别为79%、16%、4%和2%。单位面积耕地牛、羊、猪的饲养量分别为3.7头、4.3只和1.7头;单位面积种植耕地的农业种植、饲草种植及畜禽养殖纯收益达到16 116.84元/hm2,比优化前提高了54.41%。优化结果对同类地区生态农业发展结构调整具有一定指导意义。

半干旱黄土丘陵区生态建设与经济发展模式探讨——以固原上黄试区为例

以典型半干旱黄土丘陵区固原上黄试区为例,回顾1982—2005年综合治理的经验。采用农民参与式农村评估方法(PRA),对上黄试区生态建设的成果进行分析。结果表明:上黄试区生态建设及经济建设成效显著,社会经济发展水平呈稳定增长态势,人均年纯收入从研究初期的94.4元增长到"十五"期间的2093.2元,土壤侵蚀模数从研究初期的6000 t/(km2.a)减少到现在的1000 t/(km2.a),生态环境得到了明显的改善。说明半干旱黄土丘陵区采用这种发展模式是有效的。

宁南半干旱黄土丘陵区农业生态优势产业选择研究

为了促进宁南半干旱黄土丘陵区产业经济的发展,笔者采用成本-效益法、相对比较优势系数法和相对比例比较法,依据相对比较优势原则、区位优势原则、动态比较原则和产业效益最大化原则,从自然资源优势、产值比重和规模比重等方面,对宁南半干旱黄土丘陵区的农业生态优势产业进行筛选。经研究种植业中经济类作物地膜玉米、马铃薯及蔬菜;林业发展中经果林及养殖业的草食家畜养殖,比较优势较显著,适宜于研究区发展,对该区经济的增长具有积极的促进作用。

宁夏南部半干旱黄土丘陵区山杏微集水促渗技术对土壤水分的影响

针对宁夏南部半干旱黄土丘陵区干旱少雨,山杏种植面积大,为充分利用宝贵的天然降雨,提高雨水资源的利用效率,发挥山杏的生产性能,通过采用促渗管微集水技术,埋设深度分别为30、45、60 cm的促渗管汇集降雨,获得不同规格促渗管对土壤水分影响的基础性数据。结果表明,30 cm深度的促渗管所形成的湿润土体位置比较适中,在0~40 cm土层形成了相对湿润区,土壤水分含量在0~20 cm、20~40 cm 2个土层的水分数据明显偏高。研究结果将有助于对山杏生长条件及生产性能与水分条件之间关系的认识,为山杏林从野生无管理状态向高效管理状态的转变提供理论指导。