盐渍化弃耕地土壤盐分动态及其影响因素

以干旱区盐渍化弃耕地分布的光板地（裸地），不同生长时期的猪毛菜（Salsolaferganica）、芦苇（Phragmites australis）和盐穗木（Halostachys caspica）群落为研究对象，研究了准噶尔盆地南缘玛纳斯河灌区典型盐渍化弃耕地土壤盐分的动态特征，并讨论了影响土壤盐分积累和迁移的环境因素。结果表明：试验区不同植被条件下土壤盐分含量差异较大，土壤0～100cm各层盐分均为中等强度的变异。在地理地形、地下水位、成土母质等一致的条件下，气候的干热变化影响着土壤盐分的季节性变化，植被、土壤质地、土壤水分状况等因素与盐渍化弃耕地土壤盐分积累和迁移关系密切。

盐渍化弃耕地不同恢复模式下土壤有机碳及呼吸速率的变化

对干旱区盐渍化弃耕地不同恢复模式下土壤有机碳及呼吸速率的变化特征进行分析,结果表明:盐渍化弃耕地不同恢复模式下土壤有机碳含量为人工草地﹥补水﹥补植﹥原始弃耕地,盐渍化弃耕地通过植被恢复后逐步向碳积累的过程转变,呈现碳汇现象,其中,人工草地的土壤有机碳含量和有机碳密度分别比弃耕地高出63.45%和65.47%。土壤有机碳与土壤速效养分存在着密切的正相关关系。植被恢复后明显增加了土壤呼吸速率,不同恢复模式下土壤呼吸温度敏感系数Q10的值为人工草地(1.48)﹥补水(1.21)﹥补植(1.15)﹥原始弃耕地(1.13);土壤有机碳与土壤呼吸速率之间呈显著正相关关系,与温度敏感系数呈正相关关系。

复垦盐渍化弃耕地客土改良初探

[目的]比较客土掺沙对复垦盐渍化弃耕地的改良效果。[方法]以干旱区绿洲复垦第1年的盐渍化弃耕地为研究对象,采用表层覆沙和耕层翻沙的方法对其进行客土改良,研究不同改良方式土壤颗粒组成、含水量及盐分的变化情况。[结果]表层覆沙对盐渍化弃耕地的改良效果不明显,而耕层翻沙则明显改善了土壤结构,具体表现为:耕层0～30cm土壤颗粒组成中粘粒含量减少而砂粒含量增加,土壤盐分含量降低。综合考虑改盐效果及成本,耕层沙-土体积比为1:6～1:3的耕层翻沙处理对复垦盐渍化弃耕地的改良效果最好。[结论]该研究确定了复垦盐渍化弃耕地的最佳改良方案。

不同恢复方式下盐渍化弃耕地土壤生物学活性的变化

以干旱区新疆玛纳斯河流域冲积扇缘定点定位试验地为研究对象,研究灌溉处理、人工草地处理和补植处理对盐渍化弃耕地土壤微生物量、酶活性及土壤呼吸速率的影响。结果表明,不同恢复方式均明显增加了土壤微生物数量和土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性。不同处理土壤微生物量碳、氮分别比原始弃耕地高17.80%、26.38%、5.33%和7.89%、12.75%、21.93%;不同处理土壤微生物数量分别是原始弃耕地的4.72倍、6.04倍和4.56倍;不同处理土壤蔗糖酶活性分别比原始弃耕地高3.4倍、3.2倍和7.7倍,多酚氧化酶活性比原始弃耕地高1.7倍、1.2倍和1.5倍,脲酶活性比原始弃耕地高11.1%、52.3%和37.1%;灌溉处理土壤过氧化氢酶活性最高,是原始弃耕地的1.53倍,土壤呼吸速率变化表现为人工草地处理>灌溉处理>补植处理>原始弃耕地,其中,人工草地处理土壤呼吸速率比弃耕地高52.25%。相关分析表明,微生物量碳与微生物C/N和微生物数量之间均呈显著正相关关系(P<0.05);土壤呼吸速率与土壤脲酶、微生物数量和微生物量碳的相关性达到显著水平(P<0.05),与土壤微生物量氮呈负相关关系,但相关性不显著;土壤蔗糖酶与其他3种酶以及微生物量氮呈显著正相关关系,土壤脲酶与微生物数量呈显著正相关关系,多酚氧化酶与过氧化氢酶相关性达到显著水平(P<0.05)。本研究表明干旱区盐渍化弃耕地采用灌溉与人工草地处理有利于土壤养分积累,可在一定程度上改善土壤质量。

玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对土壤有机碳及团聚体稳定性的变化分析

[目的]对玛纳斯河流域不同恢复模式下盐渍化弃耕地土壤有机碳及团聚体稳定性的变化特征进行分析.[方法]以玛纳斯河流域为背景,选取典型的重度盐渍化弃耕地为试验区.随着弃耕地变成棉田年限的增加,土壤有机碳（SOC）含量增加,开垦2、5和10年的土壤微生物生物量碳（MBC）和易氧化有机碳（LOC）的含量以及土壤水溶性有机碳（WSOC）和土壤热水溶性有机碳（HWSOC）的含量较弃耕地高.连续人工开垦后SOC和大团聚体（＞1 mm）含量增加,土壤团聚体稳定性增强,其中开垦10年0～5、5～10 cm土层＞1mm团聚体分别占56.9％和56.7％,团粒指数下降至43.9％.[结论]水稳性团聚体的含量与SOC和土壤HWSOC达到0.05水平显著正相关.玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对绿洲农田土壤HWSOC对维持土壤团聚体稳定性的贡献明显.

干旱区盐渍化弃耕地不同恢复模式植被多样性及土壤生物学特性

以玛纳斯河流域冲积扇缘定位试验区为研究对象,分析补水恢复处理、人工草地处理和补植处理对盐渍化弃耕地植被多样性与土壤生物学特性的影响.结果表明:不同恢复方式均明显增加了植被多样性、土壤微生物数量及土壤酶活性.人工草地恢复和补水恢复植被多样性分别比原始弃耕地增加25.13%和9.84%,电导率降低49.15%和33.55%,有机质增加99.10%和88.34%,碱解氮增加70.10%和36.57%;人工草地模式土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶活性分别比弃耕地增加65.18%,47.21%,93.23%和116.03%.土壤微生物数量变化表现由大到小依次为人工草地、补水恢复、补植恢复、弃耕地.相关分析表明,土壤微生物量碳与土壤微生物数量呈正相关,与植物群落的α-多样性呈显著性正相关.研究表明盐渍化弃耕地采用人工种草或灌溉补水措施能够提升地表植被多样性,提高土壤酶活性,显著降低土壤盐分含量并促进土壤养分积累.

干旱区盐渍化弃耕地不同恢复与重建模式下生物多样性分析

以新疆玛纳斯河流域盐渍化弃耕地为研究对象,通过对人工恢复、自然恢复、半人工恢复(围栏封育、围栏补水)4种模式下植被多样性、土壤微生物数量与土壤理化特性的研究。结果表明:不同恢复模式下植物多样性及微生物数量均存在一定差异。其中,人工恢复条件下土壤含水量较高,土壤盐分较低,分别比自然恢复、围栏封育、围栏补水条件下盐分减少了38.6%、54.0%和29.6%。半人工恢复模式下植被丰富度指数及综合多样性指数均高于自然恢复模式,但在围栏封与围栏补水恢复模式间差异不明显。人工恢复方式下微生物数量最多,达119.21万个/g土,自然恢复方式下最低,为35.63万个/g土,半人工恢复中的围栏及围栏补水方式下微生物数量差异明显。相关性分析表明:土壤微生物数量与植被多样性呈显著相关,与土壤含水量极显著相关。弃耕地短期恢复过程中通过围栏禁牧即可起到明显效果,但是长期恢复过程中适当补水提高土壤水分将起着关键作用。

干旱区盐渍化弃耕地复垦后农田土壤呼吸及碳平衡

通过干旱区典型内陆河玛纳斯河流域绿洲农田定点定位试验,研究盐渍化弃耕地不同复垦年限土壤呼吸与生物量,并对其农田生态系统的碳平衡进行估算。结果表明,复垦前盐渍化弃耕地与复垦后的土壤呼吸速率差异显著,复垦15年、复垦10年、复垦5年、复垦1年与CK相比,土壤呼吸速率在花期分别增加360.0%、308.2%、241.5%、204.3%,在铃期分别增加166.2%、125.2%、89.4%、42.7%,在吐絮期分别增加196.0%、147.3%、110.0%、50.3%。不同复垦年限的生物量在花期、铃期、吐絮期等3个生育期总体表现为复垦15年>复垦5年>复垦10年>复垦1年>CK,在不同生长时期总体表现为铃期>吐絮期>花期,其生物量依次为37637.3、21823.2、19536.6kg/hm^2。盐渍化弃耕地垦殖前为碳源,复垦后在花期、铃期、吐絮期等3个生育期不同年限均转变为碳汇;碳汇强度有所不同,表现为铃期>花期>吐絮期,其NEP依次为3261.8、2620.9、2549.2kg/hm^2。

石羊河下游盐渍化弃耕地植被演替与土壤养分相关性分析

以石羊河下游不同年代盐渍化弃耕地自然群落为对象,利用优势种群的消长和土壤养分的动态变化进行相关性分析,研究退耕地群落演替与土壤养分之间的动态变化以及相互关系。结果表明:1)植被类型一般经历3个阶段:田间杂草→荒漠草本→荒漠灌木,但群落演替可分为4个阶段:藜+田旋花群落(1～2年)→骆驼蒿群落(3～10年)→苏枸杞+黄毛头群落(10～40年)→黄毛头群落(顶极群落);2)土壤养分在整个植被演替过程中一般经历消耗-积累-消耗3个阶段,但速效钾不存在初期消耗阶段,演替后期土壤养分处于消耗状态,并逐渐接近本区域自然植被土壤养分;3)由于前期土壤养分处于消耗阶段,骆驼蒿种群对土壤养分的贡献不明显,其中与速效磷之间呈显著负相关,与速效钾呈显著正相关;苏枸杞种群与土壤养分呈正相关,其中与有机质、全氮、30～60cm速效钾相关性显著;而黄毛头种群与土壤养分之间呈显著负相关。黄毛头具有较强的适应性,可作为盐渍化弃耕地上的适宜引种物种,以调控和加速植物群落演替。

不同恢复模式对新疆弃耕地土壤团聚体和有机碳的影响

选择玛纳斯河流域盐渍化弃耕地为研究对象,研究林粮间作、林地、单作玉米、单作棉花和单作苜蓿5种恢复模式对土壤团聚体和有机碳的影响。结果表明,5种弃耕地恢复模式均显著增加了土壤有机碳含量,其中林粮间作>玉米>棉花>苜蓿>林地>弃耕地。弃耕地经生态重建后,土壤>0.25 mm大颗粒团聚体含量增加,土壤稳定性得到改善。相关分析表明,>0.25 mm水稳定性团聚体的含量与土壤有机碳含量达到显著正相关。

不同恢复年限对土壤有机碳组分及团聚体稳定性的影响

通过干旱区典型内陆河玛纳斯河流域绿洲田间定位实验，研究了盐渍化弃耕地不同复垦年限对土壤活性有机碳组分及对团聚体稳定性的影响。结果表明，恢复初期降低了土壤微生物生物量碳（MBC）和易氧化有机碳（LOC）的含量，降低幅度小。随着恢复年限的增加，土壤有机碳（SOC）含量增加，显著提高了土壤MBC和LOC的含量以及土壤水溶性有机碳（WSOC）和土壤热水溶性有机碳（HWSOC）的含量和分配比例，其中恢复1年、5年和10年的土壤HWSOC分别较弃耕地高61．04％、143．5％和152．4％。连续人工种植后SOC和大团聚体（〉0．25mm）含量增加，土壤团聚体稳定性增强，其中恢复10年0～5cm、5～10cm土层〉0．25mm团聚体占57．30％和56．50％，团粒指数下降至43．00％。相关分析表明，〉0．25mm水稳性团聚体的含量与土壤有机碳（SOC）和土壤HWSOC达到显著正相关，干旱区盐渍化绿洲农田土壤HWSOC对维持土壤团聚体稳定性的贡献明显。

农作物在复垦农田中改盐效果研究

以干旱区绿洲复垦初期的盐渍化农田作为研究对象,采用农田多种作物混合种植模式进行适盐改良研究。结果表明,油葵、小麦、打瓜作为盐渍化弃耕地复垦的先锋作物较好;而从一个灌水周期来看,油葵、打瓜表现出改良土壤盐渍状况以及对盐分的适应性较好;在种植模式方面,间套作对于适盐及改良土壤盐渍化状况要优于单作模式。