湖南乌云界自然保护区典型生态系统的土壤持水性能

土壤持水性能是决定生态系统水源涵养能力的关键,是自然保护区生态服务功能的重要方面。以湖南省乌云界自然保护区为研究区域,选取森林、灌丛、竹林和草地4个典型生态系统,采用野外调查采样和室内分析的方法研究了土壤的物理性质和持水性能。结果表明,乌云界4种典型植被下表层0—20cm土壤有机质含量普遍较高(>76 g/kg)、容重较低(<0.85 g/cm3)、团聚体稳定性较强(>5mm水稳性团聚体达22.7%—52.3%),表明保护区土壤的结构发育总体上较好。森林和竹林土壤具有较多的大孔隙和较高的饱和导水率,有利于天然降水向地下水的转化,而灌丛和草地土壤毛管孔隙度则相对较高,其土壤中能够保持更多的有效水分。乌云界自然保护区4个典型生态系统0—40cm土层土壤重力水容量为:森林(83.5 mm)>竹林(79.2mm)>灌丛(66.9 mm)>草地(43.8 mm),有效水容量为:草地(128.7 mm)>灌丛(111.6 mm)>森林(95.9 mm)>竹林(83.9mm)。在明晰土壤总蓄水容量(>0 MPa)、重力水容量(0—0.01 MPa)、有效水容量(0.01—1.5 MPa)、无效水容量(>1.5 MPa)等概念的基础上,建议用重力水容量和土壤有效水容量两个指标来评价生态系统土壤的水源涵养功能,其中土壤重力水容量可以反映生态系统补充地下水和调控河川径流量的能力,而土壤有效水容量可以反映生态系统本身保蓄水分的潜力,这些指标均可以通过土壤水分特征曲线进行求算。乌云界自然保护区森林和竹林土壤对于补充地下水和调控河川径流量的能力较强,而灌丛和草地土壤保蓄水分的能力较强。

红壤坡地生态系统土壤入渗特征比较研究

以亚热带红壤区6个典型坡地生态系统为研究对象,采用盘式负压入渗法,系统研究了红壤的入渗过程、特征及其与土壤主要理化性质的关系。选择的生态系统包括:农田(包括缓坡农田和陡坡农田各一块)、草地、灌丛、茶园、常绿落叶阔叶混交林、油茶林等。结果表明:各生态系统土壤入渗率随时间的变化均可拟合为幂函数形式。不同生态系统稳定入渗率变化范围为0.024～0.080mm/min,其中农田和油茶林的稳定入渗率较大,草地和茶园的最小。稳定入渗率与土壤容重及初始含水量呈显著负相关,而与孔隙度呈正相关。入渗过程主要受孔隙度和黏粒含量的影响。土壤有效孔径和宏观毛管长的变化范围分别为0.064～0.179mm和41.5～128.2mm,但统计显示其与土壤主要理化性质之间的相关性均不显著。

亚热带稻田弃耕湿地土壤因子对植物群落结构的影响

采用冗余分析法对弃耕一年稻田湿地生态系统的植物群落与土壤因子进行了分析.结果表明:在亚热带湿地生态系统中,土壤水分条件、有效钾、有效磷和pH是影响物种分布的最主要土壤因子.试验区的主要植物物种可以划分为3个物种组:丁香蓼-水竹叶物种组(组1)、牛鞭草-圆叶节节菜-稻槎菜物种组(组2)和小白酒草-辣蓼-双穗雀稗物种组(组3).其中,组1主要分布于土壤有效钾含量较高的区域;组2主要分布于阶段性淹水区域;组3主要分布于排水区域,且与土壤有效磷和pH呈正相关.物种多样性与土壤pH、植被地上生物量与土壤全钾含量呈显著正相关,均匀度与土壤有效氮含量呈显著负相关,与其他指标的相关性均不显著.

湖垸旱地减氮控磷对棉花生长和氮磷迁移的影响

以环洞庭湖区平湖旱地为研究区域,采用田间原位监测方法,通过设置常规施肥(N375kg/hm2和P67.5kg/hm2)、减量10%、20%、30%和不施肥对照处理,研究了不同施肥条件对棉花植株发育性状、产量以及土壤氮磷迁移的影响。结果表明:与常规施肥相比,减量施肥会不同程度地减少棉花蕾数、果枝长度,降低株高,而增加花铃期铃数和吐絮初期的成熟铃数;NP减量10%-30%棉花产量会降低3.4%-7.0%,但上述各指标统计差异均不显著(p>0.05)。常规施肥处理地表径流磷含量较高,范围值0.059mg/L-0.139mg/L,其形态主要以无机磷为主;土壤溶液中总氮含量在22.57mg/L-51.99mg/L之间,远远超过不施肥处理。减量施肥可显著降低硝态氮、有机氮、有机磷的流失,而对铵态氮以及无机磷的影响不明显。因此,在目前土壤肥力水平下,NP减量10%-30%对棉花生育性状及产量无显著影响,同时可以有效控制农田氮磷的迁移流失量。