陕北煤矿区采动地裂缝对土壤抗蚀性的影响规律研究

采动地裂缝作为黄河流域中游陕北煤矿区最突出且典型的采动损害问题,引发的水土流失效应已经不容忽视。为了研究采动地裂缝发育对周边土壤抗蚀性的影响,以陕北煤矿区内宽度分别为0~10,10~20,20~30 cm的采动地裂缝为研究对象,采集周边水平距离80 cm以内,垂直深度40 cm以浅的土壤,测定了土壤水稳性团聚体、微团聚体、无机黏粒、有机黏粒、物理性质类等14个国内外学者普遍关注的用于量化表征土壤抗蚀性的指标,采用层次分析法、敏感性分析和因子分析相结合的方法甄选出陕北采动地裂缝发育区土壤抗蚀性的重要量化指标,构建了陕北采动地裂缝发育区土壤抗蚀性综合指数模型。结果表明:①综合层次分析法、敏感性分析和因子分析,甄选确定>0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径、<0.001 mm细黏粒含量、土壤团聚度、土壤有机质含量5个指标作为量化表征陕北采动地裂缝发育区土壤抗蚀性的重要指标;②采动地裂缝会降低周围土壤的5个土壤抗蚀性重要指标,其中>0.25 mm水稳性团聚体含量变化最为明显;③根据土壤抗蚀性重要指标,基于因子分析原理构建了陕北采动地裂缝发育区土壤抗蚀性综合指数模型;④采动地裂缝会降低周围土壤的抗侵蚀综合能力,且该效应随着裂缝宽度的增大和水平距离的减小而增强,当距采动地裂缝的水平距离超过170 cm时,采动地裂缝对周围土壤抗侵蚀综合能力的负效应基本消失,其可作为陕北采动地裂缝发育区土壤侵蚀防控的关键区域。研究结果可为黄河中游陕北矿区水土流失的精准防控提供科学依据。

植被恢复边坡土壤抗蚀性及其影响因子耦合协调分析

为了给边坡植被恢复设计等提供参考和技术支撑,基于内江市境内公路边坡经0、5、7、15、20 a植被恢复的样地野外调查资料,以土壤颗粒(团聚体)平均质量直径和水稳性指数为土壤抗蚀性指标,以土壤粒径≥0.25 mm的大团聚体含量、容重、有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量等6个土壤理化性质指标为土壤抗蚀性影响因子,采用主成分分析、耦合协调度分析等方法,探究不同植被恢复年限的边坡土壤抗蚀性与其影响因子的耦合协调关系,得到以下主要结论:1)不同植被恢复年限的土壤抗蚀性指标及其影响因子具有显著差异,随着植被恢复年限的延长,土壤大团聚体含量和养分含量呈增加趋势,土壤容重呈减小趋势,土壤抗蚀性呈增强趋势;2)碱解氮含量、有机质含量、速效磷含量、大团聚体含量、容重是不同植被恢复年限土壤抗蚀性的主要影响因子;3)土壤理化性质指标中,化学指标(速效磷含量、碱解氮含量、有机质含量、速效钾含量)对土壤抗蚀性的影响大于物理指标(大团聚体含量、容重)的影响,进行植被护坡设计时应当注重有机质和速效肥料的保持;4)土壤理化性质指标与土壤抗蚀性指标的耦合协调度随植被恢复年限的延长而提高,植被恢复15 a时二者的耦合协调类型仍属弱协调、植被恢复20 a时二者的耦合协调类型尚属中度协调,为了进一步改善边坡土壤的理化性质、促进稳定土壤结构的形成、增强土壤抗蚀性,还需更长时间的植被恢复。

太行山坡地4种植物篱及不同篱带位置土壤抗蚀性研究

研究太行山坡地不同植物篱及篱带前、篱带内、篱带后土壤抗蚀性的变化特征,为该区水土保持和退化坡地生态恢复工作提供科学支撑。以枸杞(Lycium chinense)、欧李(Cerasus humilis)、薄荷(Mentha canadensis)、连翘(Forsythia suspense)4种植物篱及空白裸地为研究对象,选择9个土壤抗蚀性指标,运用主成分分析方法进行土壤抗蚀性评价。结果表明:1)植物篱样地的土壤容重、可蚀性K值普遍低于裸地,孔隙度、持水量、养分含量、土壤颗粒分形维数及水稳性指数普遍高于裸地,且各指标在植物篱带前、带内、带后具有显著差异性。2)主成分分析结果表明:土壤容重、毛管孔隙度、饱和持水量、有机质是评价该研究区土壤抗蚀性的最佳指标,植物篱样地的土壤抗蚀性优于裸地,整体表现为枸杞>连翘>欧李>薄荷>裸地,且植物篱带内土壤抗蚀性强于带前、带后。3)土壤抗蚀指数与毛管孔隙度、全氮、有机质、土壤颗粒分形维数存在显著正相关关系(p<0.05),与可蚀性K值存在显著负相关关系(p<0.05)。综上,植物篱种植可一定程度上提高土壤抗蚀性,且4种植物篱中,枸杞的效果较好。建议该区域可优先选用枸杞作为生态修复物种,增强坡地水土保持能力和抗蚀性。

土地利用方式和强度对土壤抗蚀性的影响述评

以土地利用为代表的人类活动是促进或减缓土壤侵蚀的活跃因素。土地利用的方式和强度不同会影响土壤的抗蚀性进而影响生态安全和粮食安全。本文论述了从土壤侵蚀的重要环节分析土地利用方式和强度变化对土壤抗蚀性、土壤侵蚀强度和广度的的影响机理及其影响因素。在归纳总结已有研究成果的基础上,并结合当前研究趋势,指出土地利用对土壤侵蚀的影响研究方面亟待强化的研究问题,以期为土壤侵蚀防治过程中土地利用方式的转变和土地利用强度的合理性和科学性予以科学指导。

江西红壤区不同岩性土壤抗蚀性变化特征研究

为探究不同岩性成土母质红壤抗蚀性的变化特征,以江西红壤区的红砂岩、花岗岩、第四纪红黏土3种典型岩性红壤为研究对象,通过室内试验分析了其基本理化性质、土壤质地状况、团聚体稳定性和抗分散能力,并对江西红壤区不同岩性土壤抗蚀性的变化特征进行了深入研究,以期为江西省红壤丘陵区水土流失防治、科学调整土地利用方式、提高土壤抗蚀性及土壤质量提供科学依据。

北川河流域退耕地植物群落土壤抗蚀性研究

土壤抗蚀性指土壤抵抗水的分散和悬浮的能力。国家退耕还林还草科技试验县———青海省大通县北川河流域的抗蚀性试验研究结果表明 ,用于衡量土壤抗蚀性的 12项指标 ,经过主成分变换后 ,能够反映特征根大部分信息 (85 .6 % )的主成分包括无机黏粒类、团聚类、无机胶粒类和水稳性团粒类 4大类。通过对 4个主成分进行聚类 ,北川河流域植物群落分为 3大类 ,其中抗蚀性最好的一类以天然林为主 ;抗蚀性居中的一类以退耕时间较长的人工林地为主 ;抗蚀性较差的一类以新退耕还林地为主。随着退耕时间的延伸 ,退耕地人工林的抗蚀性较耕地不断提高 ,而与当地天然次生林的抗蚀性愈来愈接近。以仿自然林为手段的退耕地人工林的营造是成功的 ,以土壤抗蚀性为基础 ,结合其他多方面的生态功能 。

水土保持林土壤抗蚀性能评价研究

运用土壤有机质含量、水稳性团聚体含量、水稳性团粒平均重量直径、团聚度和分散系数等各项指标 ,对不同树种组成、不同林龄水土保持林的土壤抗蚀性能进行分析、评价 .结果表明 ,水土保持林对于提高土壤抗蚀性能具有重要作用 ,这种作用主要针对表层土壤而言 ;与油松纯林相比 ,油松阔叶树混交林土壤有机质含量较高 ,水稳性团聚体含量增加了 1.71%～ 3 8.5 3 % ;且随着林龄的增长 ,水土保持林土壤抗蚀性能不断增强 .

黄土高原沙棘人工林地土壤抗蚀性指标探讨

抗蚀性是与抗冲性既有联系，又有区别的一个衡量土壤抗侵蚀能力的重要指标。在黄土高原的两大侵蚀类型区——高塬沟壑区、丘陵沟壑区，分布着数百万公顷沙棘人工林，其抗侵蚀能力愈来愈受关注。要正确评价沙棘人工林的抗蚀功能，一个科学、有效、便利的评价体系是不可缺少的。在反映土壤抗蚀性的纷杂繁多的指标中，经过主成分分析，筛选出了符合不同精度要求的“最佳指标”、“最佳２指标”、“最佳３指标”等评价体系。

柏木低效林改造不同模式土壤抗蚀性对比

以四川省德阳市旌阳区低效柏木林改造8年后的6种模式(栎竹模式、撑绿杂交竹模式、柏竹桤模式、柏栎模式、柏竹模式和柏木纯林)为对象研究土壤抗蚀性。结果表明:1)不同改造模式对土壤物理性质、有机质、细根含量及水稳性团聚体都有显著性的影响(P<0.05),其中土壤物理性质以柏竹桤最好,撑绿杂交竹最差;土壤有机质含量依次为柏竹桤>柏竹>柏栎>柏木>栎竹>撑绿杂交竹;细根含量则为撑绿杂交竹>柏竹桤>柏竹>柏木>柏栎>栎竹;水稳性团聚体柏竹桤>柏栎>柏竹>柏木>撑绿杂交竹>栎竹。2)对14个指标的主成分分析结果表明:不同模式下土壤抗蚀性的相对大小与水稳性团聚体一致,各指标中水稳性团聚体对抗蚀性贡献率最大(58.93%)。3)综合比较,柏竹桤模式在柏木人工林改造后生态系统服务功能显著提升,适宜在该地区推广。适宜的改造模式能够提高林地土壤的抗蚀性,减少水土流失,而不当的模式则会加剧水土流失,因此柏木低效林改造过程中,应选择合适的模式营建柏木混交林,对全砍重造要慎重。

辽西地区林地土壤抗蚀性分析

以半干旱的辽西地区广布的油松针叶纯林、油松针阔混交林和阔叶林林下的土壤为研究对象 ,通过主分量分析方法将 9个抗蚀性指标分为 3类 :无机胶粒团聚类因子、有机胶粒团聚类因子和抗分散类因子 ,并以抗蚀性指数 ,来评价辽西地区土壤的抗蚀性 ,以期为辽西地区水土保持效益评价和造林树种选择提供依据。结果表明 ,土壤抗蚀性上坡小于下坡 ,阳坡半阳坡小于阴坡半阴坡 ;坡度越大土壤抗蚀性越差 ;阔叶林林下的土壤抗蚀性大于针阔混交林 ,大于针叶纯林。

泥石流频发区不同林龄新银合欢土壤抗蚀性评价

土壤抗蚀性是评价土壤抵抗侵蚀能力的重要参数之一,植被恢复过程可引起土壤抗蚀性变化。本文通过野外调查与室内分析,运用主成分分析法对不同林龄新银合欢人工林土壤抗蚀性进行综合研究。结果表明:1)随着林龄的增长,新银合欢人工林土壤的通透性和结构稳定性变差,土壤细颗粒含量增加,土壤的养分含量有所降低;2)不同林龄新银合欢人工林土壤抗蚀性综合指数大小表现为:10年生>16年生>27年生,这说明随着林龄的增长,蒋家沟泥石流频发区新银合欢人工林土壤抗蚀性呈下降的趋势;3)表征土壤抗蚀性的13个指标可简化为:土壤密度、最大持水量、>0.25 mm水稳性团聚体含量、黏粒含量、粉粒含量5个指标,以此为自变量,以土壤抗蚀性综合指数为因变量,进行回归分析得出的评价模型为Y=-8.691X1+0.054X2+0.700X3-0.425X4-0.189X5-12.511,线性拟合程度较好。研究结果可为泥石流频发区土壤抗蚀性的后续研究及评价指标体系的构建提供参考。

不同草本层三倍体毛白杨林地土壤抗蚀性研究

以未退耕的陡坡耕地作对比,对退耕还林4年后三倍体毛白杨林地两种不同草本层模式进行的土壤抗蚀性研究,以及它们和林地细根和草根的相关性分析表明:林地土壤的水稳性团聚体含量上、中、下层和未退耕地在总量上差别不大,但林地上层和中层大粒级的水稳性团聚体含量明显高于未退耕地,林地又以自然草林地高于人工草林地;自然草林地有机质比人工草林地略高,但不明显,未退耕地则由于人为增施农家肥而高于林地;以微团聚体含量为基础的各项抗蚀指标,虽一定程度上也表明林地的抗蚀性高于未退耕地,但不如以水稳性团聚体含量明显;各抗蚀指标与林内细根和草根的相关性表明,就提高大粒级水稳性团聚体含量和水稳性团聚体总量来说,0～2mm细根总体上作用是很显著的,相关系数分别达到0 906和0 798;而≤1mm根系起主要的作用,这其中草根的作用不可忽视,无论细根分级如何,总而言之,凡和有机质相关系数显著的径级,同时也和团聚体呈显著相关关系。

G111公路讷嫩段9种护坡灌木根系增强土壤抗蚀性比较

国道G111讷嫩段是较严重的风沙区,选取9种东北常见绿化灌木,对其根系土壤抗蚀性进行研究。首先以全根挖掘法考察其根系形态分布特征,以静水崩解法确定不同灌木根系土粒抗蚀指数大小变化,最后用主成分分析法对衡量土壤抗蚀性的25项指标进行分析。结果表明：9种灌木土壤抗蚀性的增强效应不同,但都随着土层深度增加,抗蚀指数呈下降趋势,并且9种灌木土壤抗蚀指数（S）都随浸水时间（t）呈三次函数曲线变化（R2≥0.82）。微团聚体、有机质、速效钾、〉5 mm和0.5~2 mm土壤大团聚体及〈1mm根系生物量、根系长度,在植物对土壤抗蚀性增强效应中起主要作用,它们的公因子方差都超过了0.90。9种灌木根系对土壤抗蚀性增强效应依次为：紫丁香〉树锦鸡儿〉爬地柏〉红瑞木〉东北连翘〉辽东水蜡〉紫穗槐〉毛樱桃〉红王子锦带,建议对前5种灌木进行推广应用。

两种果草模式根系提高土壤抗蚀性的研究

以研究植物根系密度、根量及根层土壤剖面特征为基础,以退耕自然生草地和农耕地(横坡玉米+红薯)为对照,对两种果草模式根系提高土壤抗蚀性进行了定量研究。结果表明:土壤的抗蚀性与土体中根系含量密切相关,两种果草模式的根系总长度、根系表面积和根系总生物量都要明显高于自然生草地,而且这些根系指标与土壤抗蚀性呈正相关变化,这与水稳性团聚体和有机质含量与土壤抗蚀性呈正相关变化的趋势一致;果草模式土壤抗分散的能力得到了相当程度的改善,颗粒间团聚程度有了明显提高,土壤团粒结构得到了一定程度的改良;在南沱镇紫色土坡地发展的果草示范模式,其根系明显地提高了土壤的抗蚀性,可以在三峡库区范围内推广。

岩溶石漠化山地不同退耕模式土壤抗蚀性及其与结构体分形关系研究

通过对岩溶石漠化山地中小尺度范围内的现有三种主要退耕模式及对照地土壤抗蚀性主成分分析及与各级结构体分形维数关系研究，结果表明：（1）研究区退耕地在3～6年内土壤抗蚀性均发生了比较明显的变化，但都介于传统耕地与马尾松次生灌丛之间，其中以具有复式结构的退耕樟树＋草被退耕模式的抗蚀效果较理想；（2）与传统旱耕地不同，各退耕模式土壤抗蚀性均是A层土壤强于B层土壤，表明退耕有利于A层土壤抗蚀性迅速提高，尤其是草本＋乔灌模式对A层土壤抗蚀性的提高更为显著；（3）〉O．25mm水稳性团聚体含量及破坏率、水稳性指数、有机质含量为评价土壤抗蚀性的最佳四指标；（4）微团聚体、风干团聚体分形维数表征土壤抗蚀性有一定的局限性，而机械组成、水稳定性团聚体分维数与抗蚀性综合分值相关性较高，尤其是水稳性团聚体分形维数可较好地反映出土壤的抗蚀特性。

退化喀斯特植被恢复过程中的土壤抗蚀性变化

运用时空互代法,以喀斯特山区不同植被恢复阶段为研究对象,坡耕地与人工林为对照,通过室内分析,采用主成分分析方法,探讨了其土壤抗蚀性。结果表明:土壤中有机质、>0.25 mm水稳性团聚体含量、<0.05 mm粉黏粒含量、<0.001 mm黏粒含量和结构性颗粒指数可以作为评价土壤抗蚀性的最佳指标。各样地土壤抗蚀性综合指数大小排序为灌草丛>乔灌过渡林>灌木林>乔木疏林>人工林>草坡>坡耕地。喀斯特山区,坡耕地土壤抗蚀性能最差;植被恢复过程中,土壤的抗蚀性能先逐渐变好,后逐渐变差,转折点在灌草阶段。以灌草搭配的植被恢复模式可能比较适合喀斯特地区。

东祁连山不同高寒灌丛草地土壤抗蚀性研究

为探讨祁连山东段不同高寒灌丛草地的土壤抗蚀性特征,采用野外调查和室内试验的方式,对东祁连山金露梅、柳、杜鹃3类高寒灌丛草地的土壤抗蚀性特征及其影响因素进行了研究。结果表明:不同灌丛草地土壤水稳性团聚体主要以>0.5mm的大粒径水稳性团聚体为主,土壤团聚结构破坏率表现为:柳灌丛草地>杜鹃灌丛草地>金露梅灌丛草地;土壤水稳性指数依次为:杜鹃灌丛草地(97.1%)>柳灌丛草地(96.9%)>金露梅灌丛草地(95.8%);土壤抗蚀指数表现为:杜鹃灌丛草地最大(95.0%),金露梅灌丛草地最小(92.9%)。总体上,杜鹃灌丛草地的土壤抗蚀性最强,金露梅灌丛草地的土壤抗蚀性最差。通过灰色关联度法,对>0.5mm的机械团聚体含量、>0.25mm的机械团聚体含量、>0.25mm的水稳性团聚体含量、>0.5mm的水稳性团聚体含量、土壤结构破坏率、水稳性团聚体平均质量直径、有机质、土壤崩解率、土壤水稳性指数、土壤抗蚀指数10个土壤抗蚀性指标进行评价分析认为,影响高寒灌丛草地土壤抗蚀性最主要的因素是水稳性指数、>0.25mm水稳团聚体和水稳性团聚体平均质量直径。

黔中喀斯特地区不同植被土壤抗蚀性研究

对黔中喀斯特地区石灰岩上石灰土在不同植被下的抗蚀性进行研究,运用土壤有机质含量、>0.25mm干筛团聚体含量、水稳性团聚体含量、结构破坏率、团聚状况、团聚度、分散率、分散系数8个指标进行相关性分析。结果表明:3种植被下土壤表层和亚表层的抗蚀性排序为阔叶林地>灌木林地>草地;从土壤表层到亚表层有机质含量下降剧烈;3种植被中阔叶林对增加土壤有机质含量有显著作用。土壤有机质含量和水稳性团聚体含量是评价土壤抗蚀性强弱的最好指标;结构破坏率、团聚状况、团聚度、分散率次之,>0.25mm干筛团聚体含量,分散系数两指标则不如其它指标明显。

三峡库区消落带土壤抗蚀性研究

2009年三峡大坝蓄水消落带形成后,其原始的生态环境本底状况不复存在,一些重要的生态环境参数,数据可能无法获得。通过对2008年7月在三峡库区消落带不同地段、不同高程(145～175m)取的28个土样进行土壤理化性质分析。从选取的15个土壤抗蚀性指标中经过主成分分析变换后,提取4个主成分因子,能够反映特征根大部分信息(89.39%),分别为土壤水稳性团聚体类、土壤无机胶粒类、团聚类、有机质及水稳性指数4类因子。通过各主成分贡献率作为权重系数得到了三峡库区消落带土壤抗蚀性综合指数计算方程,从而求出土壤抗蚀性综合指数。根据几大类因子和抗蚀性综合指数进行相关分析,发现三峡库区的土壤有机质含量较低(平均15.88g/kg),其胶结物质主要是无机黏粒<0.001mm,与抗蚀性综合指数相关系数为0.629。这说明消落带无机黏粒<0.001mm的含量对土壤抗蚀性能影响较大。

关帝山不同植被恢复类型土壤抗蚀性研究

对关帝山4种植被恢复类型(包括云杉-落叶松-杨桦针阔混交林(简称针阔混交林)、杨桦阔叶林、沙棘灌木林和华北落叶松林)和撂荒地(对照)0-20cm土层土壤抗蚀性进行研究。结果表明,与撂荒地相比,不同植被恢复类型土壤抗蚀性均明显增强(P<0.05),各种恢复林地土壤有机碳含量、>0.25mm风干及水稳性团聚体含量均明显增加,水稳性团聚体平均重量直径(MWD湿)和水稳性指数均显著增大,团聚体结构破坏率和土壤容重显著减小;同时,植被恢复也改善土壤微团聚状况,使分散率降低,团聚度增加。采用主成分分析法,确定土壤抗蚀性评价指标的3个主成分,并确定土壤抗蚀性的综合评价模型,即Y=0.718Y1+0.167Y2+0.115Y3,依据土壤抗蚀性综合主成分值,得出土壤抗蚀性强弱顺序为:针阔混交林(2.621)>杨桦阔叶林(1.204)>沙棘灌木林(-0.159)>华北落叶松林(-1.056)>撂荒地(-2.609)。建议在该区进行生态修复的营林过程中,加强对人工林的抚育管理,以增强其水源涵养和水土保持功能。