2005年、2007年將從遼寧引進(jìn)的大果沙棘種植在西寧市樟腦山。2016年對(duì)該地的大果沙棘人工林的生長狀況進(jìn)行了調(diào)查,并對(duì)林內(nèi)土壤的理化性質(zhì)進(jìn)行分析,以探索大果沙棘人工林對(duì)土壤生態(tài)效應(yīng)的影響。結(jié)果表明:不同地形中,生長勢(shì)平地>洼地>坡地;對(duì)于理化性質(zhì),11年生大果沙棘人工林通透性>9年生,11年生大果沙棘人工林中土壤肥力和養(yǎng)分優(yōu)于9年生大果沙棘人工林;不同地形中,平地的理化性質(zhì)優(yōu)于洼地和坡地,平地更適于大果沙棘生長,更易成林;不同品種中,對(duì)于土壤理化性質(zhì)的影響不明顯。因此,選擇適宜的種植條件,生長時(shí)間越長對(duì)于土壤性質(zhì)改良的效果越好。

為了解人工低產(chǎn)林改造對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響,于2010年9月-2011年8月對(duì)甘肅定西華家?guī)X生態(tài)恢復(fù)區(qū)4個(gè)人工低產(chǎn)林改造后的混交林和1個(gè)楊樹純林、1個(gè)荒草坡對(duì)照點(diǎn)的土壤主要理化性質(zhì)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,楊樹純林的土壤有機(jī)質(zhì)、總n和總p含量均處于較低水平,分別低于荒草坡10.98、0.78、0.10g/kg;低產(chǎn)林改造后,土壤含水量、有機(jī)質(zhì)和總n含量均有所升高,且隨著改造時(shí)間的延長呈現(xiàn)出明顯的增加趨勢(shì)。改造8、18、25、31a的混交林土壤含水量分別高出楊樹純林2.01、7.79、11.38、12.07個(gè)百分點(diǎn),有機(jī)質(zhì)含量分別高出2.96、15.23、20.80、24.96g/kg,總n含量分別高出0.41、1.02、1.48、1.96g/kg;總p含量在改造初期有所增加,后期維持穩(wěn)定,改造8、18、25a的混交林總p含量分別高出楊樹純林0.02、0.06、0.10g/kg,改造31a和25a的混交林總p含量相等;低產(chǎn)林改造后土壤ph值略有降低。結(jié)果顯示,人工低產(chǎn)林改造大大改善了該區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量,有利于該區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)重建。

通過2年田間定位試驗(yàn),研究了采用"田"字型明溝排水措施對(duì)冷浸田土壤理化性質(zhì)及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明,與不開排水溝的對(duì)照處理相比,明溝排水處理土壤密度降低11.0%,總孔隙度和通氣孔隙度分別增加6.0%和19.0%,移栽后10d和37d土壤溫度增加1.3℃和1.9℃;2011年晚造和2012年早造易氧化有機(jī)質(zhì)增加11.0%和15.0%,有效穗數(shù)提高7.6%和4.3%,結(jié)實(shí)率提高2.2%和1.2%,產(chǎn)量提高1494和1225.5kg/hm2。

為改善山美水庫庫周林地土質(zhì),提升水源涵養(yǎng)林的生態(tài)功能,通過對(duì)庫周濕地松和桉樹人工林采用不同疏伐方式套種闊葉樹,監(jiān)測(cè)不同改造模式對(duì)林地土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:(1)濕地松擇伐套種闊葉樹后,0～20cm土層,各模式土壤孔隙度、全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)、速效磷、速效鉀含量顯著高于濕地松純林,且套種了閩粵栲的改造模式改善效果較好；20～40cm土層,除了套種閩粵栲和楊梅的改造模式對(duì)土壤孔隙度和養(yǎng)分含量改良效果較好,其他模式總體上差異不顯著。(2)桉樹林皆伐后,除了套種馬占相思和楓香的改造模式林地各層土壤的孔隙度及n、p、k養(yǎng)分元素和有機(jī)質(zhì)顯著高于桉樹純林外,其他模式差異總體上不顯著。(3)桉樹林擇伐套種馬占相思和楓香改造模式林地各層土壤的全p、有機(jī)質(zhì)、水解n含量顯著高于桉樹林皆伐套種馬占相思和楓香的改造模式。

利用當(dāng)?shù)販厝畬?duì)露天栽培的澤香葡萄自果實(shí)轉(zhuǎn)色期開始,分別進(jìn)行2次、4次、6次的灌溉,每周1次,以灌清水為對(duì)照,研究溫泉水灌溉對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)和土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,隨著溫泉水灌溉次數(shù)的增多,葡萄的可溶性固形物含量及香氣總量呈增加趨勢(shì),酸度有下降趨勢(shì),成熟期提前1周以上。以灌溉6次的效果最明顯,果實(shí)的可溶性固形物含量比對(duì)照高1.49個(gè)百分點(diǎn),揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量增加52.4%,可滴定酸含量減少8.96%。溫泉水灌溉后,土壤ph值,水溶性鹽分含量,cl~-、so_4~(2-)含量均無明顯上升。當(dāng)?shù)販厝Y源具有開發(fā)潛力。

對(duì)大通縣水源涵養(yǎng)保護(hù)區(qū)內(nèi)的低效灌木林及白樺疏林地實(shí)施低效林分改造示范,通過補(bǔ)植一定數(shù)量的青海云杉喬木樹種,建立完善的喬灌草立體復(fù)合林分結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:低效灌木林及白樺疏林地通過增加林冠層喬木樹種比例,在完善林分結(jié)構(gòu)的同時(shí),有效提高了林冠的截留作用,明顯降低地表徑流；枯枝落葉層持水性能增強(qiáng)；土壤物理性質(zhì)改善,容重降低,孔隙度增大,持水性能增強(qiáng)。林區(qū)綜合水源涵養(yǎng)功能得到更好發(fā)揮。

為了分析咸水灌溉的可行性,試驗(yàn)于衡水市開展連續(xù)多年的大田定位咸水灌溉試驗(yàn)。以2012年棉花生長季為例,研究采用不同礦化度咸水灌溉后,不同灌水技術(shù)對(duì)土壤理化性狀、土壤酶活性和棉花產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明,咸水畦灌和溝畦輪灌均造成土壤積鹽,其中溝畦輪灌處理在溝灌時(shí)的脫鹽效果比畦灌處理好。隨灌溉水礦化度的增加,0-20cm土層的土壤鹽度、容重和ph表現(xiàn)出增加的趨勢(shì);畦灌處理的土壤鹽度和ph整體高于相應(yīng)的溝畦輪灌處理,但土壤容重較低。畦灌處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量在試驗(yàn)初期和結(jié)束時(shí)分別比相應(yīng)的溝畦輪灌處理高8.9%~16.0%和13.8%~19.4%。2種處理土壤轉(zhuǎn)化酶的恢復(fù)能力表現(xiàn)最強(qiáng),脲酶相對(duì)穩(wěn)定;在相同的土壤鹽度水平下,畦灌處理的土壤酶活性整體高于溝畦輪灌處理。隨土壤鹽度的增加,畦灌處理的籽棉產(chǎn)量先增加后減少,而溝畦輪灌處理線性降低。當(dāng)土壤鹽度低于0.8ds/m時(shí),畦灌處理的籽棉產(chǎn)量高于溝畦輪灌處理,反之則低。由以上分析可知,咸水灌溉導(dǎo)致土壤積鹽、土壤酶活性受抑、ph和表層土壤容重增加;與畦灌相比,溝畦輪灌處理的土壤鹽度水平更低,且具有更好的脫鹽效果,但是因種植方式差異導(dǎo)致耕層土壤容重增加,有機(jī)質(zhì)含量和土壤酶活性降低,籽棉產(chǎn)量低于畦灌處理。

為探討不同植被類型與沙地土壤理化性質(zhì)的影響,對(duì)我國遼西北沙地不同植被類型下土壤容重、土壤養(yǎng)分、水分含量進(jìn)行了測(cè)定和分析。結(jié)果表明:遼西北沙地8種典型植被類型土壤容重大小依次為荒草地>油松純林>棄耕地>樟子松林>山杏林>榆樹疏林>松楊混交林>楊樹純林;沙地經(jīng)過人工固定后土壤的養(yǎng)分含量發(fā)生了變化,土壤有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量有不同程度的提高,全磷、全鉀則有不同程度的下降。在雨季,針葉樹林地土壤含水量高于其他植被類型,農(nóng)業(yè)棄耕地在7月份和10月份中土壤表層含水量較高,山杏林地在不同時(shí)期含水量均表現(xiàn)為最低。

主要研究集約經(jīng)營和粗放經(jīng)營這2種措施對(duì)竹林土壤理化性質(zhì)的影響,研究結(jié)果表明,集約經(jīng)營措施下竹林土壤容重小于粗放經(jīng)營,且均隨著土層深度的增加而增加;集約經(jīng)營和粗放經(jīng)營2種經(jīng)營措施下竹林非毛管孔隙度為:6.83%、5.66%,毛管孔隙度為:44.95%、40.12%,總孔隙度為:51.11%、45.33%;集約經(jīng)營措施下土壤毛管持水量、最大持水量、最小持水量分別是粗放經(jīng)營的1.06、1.02、1.15倍;集約經(jīng)營措施的有機(jī)碳含量是粗放經(jīng)營措施的1.07倍,全氮含量則是1.18倍。通過研究表明,集約經(jīng)營措施對(duì)土壤的物理化學(xué)性質(zhì)有一定改善,可適用于竹林培育,以獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

不同林型內(nèi)土壤的理化性質(zhì)存在差異,柞樹林內(nèi)土壤結(jié)構(gòu)疏松,滲透能力強(qiáng),土壤物理性質(zhì)最好,其次為紅松林,雜木林內(nèi)最差,10～20cm土層深度滲透速率僅為0.57mm.min-1。從化學(xué)性質(zhì)來看,闊葉樹種土壤中養(yǎng)分含量較針葉林高,比較而言,柞樹林內(nèi)土壤各養(yǎng)分含量比雜木林內(nèi)高。作為針葉樹種的紅松林土壤內(nèi),其速效養(yǎng)分含量較其他林型高。

采用短期室內(nèi)中水灌溉土柱模擬和長期中水灌溉區(qū)大田定位調(diào)查,對(duì)中水灌溉后對(duì)植物體內(nèi)營養(yǎng)元素、毒害離子以及重金屬的增減變化進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明,與清水對(duì)照相比,中水灌溉使綠地土壤ph值降低,土壤有機(jī)質(zhì)含量增加,孔隙度增大,容重及田間持水量減小;全氮、全磷含量隨土層厚度的增加而呈減少的趨勢(shì);堿解氮、有效磷和速效鉀含量增加且與清水對(duì)照之間差異顯著(p<0.05);鹽離子在土壤中得以積累,含量增加;毒害離子和重金屬含量呈增大或減少的趨勢(shì),與不同離子種類有關(guān),但其含量極少,累積效應(yīng)變化緩慢,且由于自然降水等因素的稀釋和植物、土壤微生物等因素的吸收及降解,一般不會(huì)造成對(duì)土壤的污染及對(duì)植物的生長脅迫。

為探索生物炭短期施用對(duì)滴灌春小麥產(chǎn)量及土壤肥力的影響,本試驗(yàn)通過田間試驗(yàn)對(duì)土壤容重、養(yǎng)分及春小麥產(chǎn)量等進(jìn)行了研究,并利用主成分分析將14個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為4個(gè)相對(duì)獨(dú)立的綜合指標(biāo),對(duì)各處理提高小麥產(chǎn)量和土壤肥力的能力進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,與不施肥相比,生物炭對(duì)土壤肥力的影響不顯著。通過主成分分析,處理np+b6的綜合評(píng)價(jià)值最大,為0.805,說明處理np+b6在短期內(nèi)提高土壤肥力和小麥產(chǎn)量的能力最強(qiáng)。

在人工刺槐林改造更新定位觀測(cè)區(qū)，通過對(duì)土壤剖面測(cè)試分析，結(jié)果表明：改造更新后的林地土壤，容重變小，孔隙度增大，液相率提高，通過透及保水能力增強(qiáng)。同時(shí)土壤ｐｈ值降低，全ｎ、有效ｐ和陽離子交換量明顯提高，但速效ｋ含量略有下降。

采用野外典型抽樣調(diào)查和室內(nèi)分析測(cè)定相結(jié)合的方法,選取黃河三角洲重度退化刺槐林的4種改造方式,即棉田、白蠟林、白蠟+刺槐(混交林)、白蠟+棉花(農(nóng)林間作),以未改造的重度退化刺槐林地作為對(duì)照,對(duì)改造5a后的土壤酶活性、土壤容重、孔隙度、鹽堿狀況及養(yǎng)分含量進(jìn)行了測(cè)定分析。結(jié)果表明:(1)4種改造方式都不同程度地增加了土壤磷酸酶、脲酶活性,降低了多酚氧化酶活性。過氧化物酶雖有增加趨勢(shì),但差異不顯著。多酚氧化酶和脲酶活性排序均為:混交林>白蠟林>農(nóng)林間作>棉田;混交林、農(nóng)林間作、白蠟林、棉田改造方式下的磷酸酶活性分別是對(duì)照的3.5,3.2,1.7,1.6倍。(2)改造林地的土壤容重、含鹽量均表現(xiàn)降低趨勢(shì),其均值大小均表現(xiàn)為:混交林<農(nóng)林間作<白蠟林<棉田,分別比對(duì)照下降14.5%,12.3%,9.0%,7.7%和35.3%,27.9%,13.2%,7.4%;總孔隙度表現(xiàn)為增大趨勢(shì),棉田、白蠟林改造方式表現(xiàn)出一定的增堿負(fù)效應(yīng)。(3)改造后土壤養(yǎng)分增加顯著,土壤有機(jī)質(zhì)及有效n,p,k總體表現(xiàn)為混交林改造方式下最高,農(nóng)林間作高于白蠟林,棉田波動(dòng)較大。混交林和農(nóng)林間作改造方式對(duì)土壤酶活性及理化性質(zhì)的總體改善效果較好,建議作為重度退化刺槐林的主要改造方式進(jìn)行推廣。

通過對(duì)樂昌含笑和杉木人工林生物量和土壤肥力的調(diào)查,進(jìn)行樂昌含笑人工林培肥土壤和涵養(yǎng)水源功能的研究,結(jié)果表明:營造樂昌含笑人工林后林地土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量增加,團(tuán)聚體的穩(wěn)定性增強(qiáng),容重降低,總孔隙度增加,林地土壤結(jié)構(gòu)、孔隙和養(yǎng)分狀況得到不同程度的改善,樂昌含笑人工林具有比杉木林更好的培肥土壤功能;樂昌含笑葉的最大持水率明顯高于杉木葉,其林分地上部分最大持水量是杉木林的1.14倍,同時(shí)由于樂昌含笑林土壤結(jié)構(gòu)及孔隙狀況的改善,林地蓄水能力增強(qiáng),使得樂昌含笑人工林表現(xiàn)出比杉木林更好的水源涵養(yǎng)功能。

現(xiàn)代熱裂解工藝生產(chǎn)的生物炭為粉狀顆粒。生物炭通常含碳40~75%,含少量礦物質(zhì)和揮發(fā)有機(jī)化合物,呈堿性,不易為微生物分解。生物炭的多孔性、巨大表面積及羧基基團(tuán)賦予生物炭強(qiáng)吸附能力,具有較大的離子交換量(cec)。生物炭的理化性質(zhì)決定其在土壤中的效應(yīng)。本研究基于生物炭國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述和總結(jié),進(jìn)而豐富生物炭的理論研究。

植被退化是威脅黑河源流區(qū)生態(tài)安全的重要因素,結(jié)合黑河流域綜合治理工程,圍欄封育措施對(duì)黑河源流區(qū)土壤理化性質(zhì)的影響進(jìn)行研究,以期為黑河流域生態(tài)治理提供技術(shù)支持。

【目的】研究近自然化改造下杉木人工林物種多樣性和土壤理化性質(zhì)的相關(guān)關(guān)系及其動(dòng)態(tài)變化,探究改造后林下植被—土壤系統(tǒng)之間的相互影響關(guān)系,評(píng)估人工經(jīng)營措施對(duì)杉木人工林群落的生態(tài)影響,為該區(qū)未來杉木人工林可持續(xù)經(jīng)營提供科學(xué)依據(jù)?！痉椒ā恳灾袊謽I(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心3種不同經(jīng)營模式的杉木近自然改造林分和未經(jīng)改造的杉木人工純林作為對(duì)照,分析林下灌木和草本群落物種組成、植物多樣性水平和土壤理化性質(zhì)差異及其之間的相關(guān)性。【結(jié)果】改造后灌木層和草本層的豐富度、shannon-wiener指數(shù)、simpson指數(shù)和均勻度指數(shù)均高于未改造純林。土壤理化指標(biāo)在不同經(jīng)營模式下變化特征不同,土壤含水量、有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀和速效鉀含量受采伐影響明顯(p<0.05),均為改造樣地大于對(duì)照樣地,其中有機(jī)質(zhì)含量最高,達(dá)56.68g/kg。土壤含水量、土壤密度與草本植物多樣性表現(xiàn)出一定的相關(guān)性,而與灌木層多樣性指數(shù)無顯著相關(guān)性；有機(jī)質(zhì)與灌木層的shannon-wiener指數(shù)和豐富度指數(shù)均呈現(xiàn)顯著正相關(guān)(p<0.05),與草本無顯著相關(guān)性；ph值與灌草層多樣性指數(shù)均無顯著相關(guān)性?！窘Y(jié)論】改造后杉木人工林土壤全氮、全磷、全鉀、速效鉀有機(jī)質(zhì)和含水量與林下灌草多樣性指數(shù)的相關(guān)性最為密切,建議采伐后保留450～600株/hm~2配合林下30～40株闊葉樹種補(bǔ)植作為該區(qū)域經(jīng)營指標(biāo)參考,并重視經(jīng)營措施下的人工林林下植被多樣性與土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生的相互關(guān)系。

我國林業(yè)正處在歷史性變革和轉(zhuǎn)正時(shí)期,根據(jù)科學(xué)發(fā)展觀的要求,轉(zhuǎn)變林業(yè)增長方式,低效林改造破不容緩。本文對(duì)改造技術(shù)進(jìn)行分析。

為研究侵蝕紅壤區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中土壤理化性質(zhì)分布特征,通過選取紅壤侵蝕區(qū)羅漢松、玉蘭、紅楓、茶花、梅花、竹柏6種植被下土壤為研究對(duì)象,分析其土壤理化性質(zhì)。結(jié)果表明:(1)土壤容重與最大持水量、毛管持水量、最小田間持水量、非毛管孔隙、總孔隙均達(dá)到顯著或極顯著水平的負(fù)相關(guān)關(guān)系。茶花土壤容重最大,土壤孔隙、持水能力較差,梅花、竹柏土壤容重較小,土壤孔隙、持水能力較好；(2)土壤ph介于4.60～5.20,呈酸性。竹柏土壤ph最小,酸性最強(qiáng),梅花0～20cm土層土壤ph最大,酸性較弱；(3)植被對(duì)土壤養(yǎng)分具有表聚作用。土壤有機(jī)質(zhì)含量為2.27～20.02g·kg~(-1)。全氮與有機(jī)質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān),玉蘭土壤磷素含量較高,速效鉀主要集中在表層土壤；(4)土壤綜合肥力指標(biāo)值分析結(jié)果表明,玉蘭植被下土壤質(zhì)量最高,恢復(fù)效果最好。不同植被下土壤理化性質(zhì)表現(xiàn)出明顯的差異性,玉蘭是改良土壤結(jié)構(gòu)、提升土壤肥力的優(yōu)勢(shì)植被品種。

根據(jù)大屏嶂森林公園的自然地理?xiàng)l件,按照樹種生物學(xué)特性,選擇、組合配置造林樹種,采用科學(xué)造林和保持現(xiàn)有綠化環(huán)境逐漸過渡的方法,把目前樹種相對(duì)單一、結(jié)構(gòu)簡單、景觀單調(diào)的馬占相思林、桉樹林改造為具有多樹種、多景觀色彩、多功能的與現(xiàn)有樹種闊葉混交的林分,達(dá)到優(yōu)化大屏嶂森林公園生態(tài)環(huán)境和景觀質(zhì)量的目的。

采用定點(diǎn)定位方法進(jìn)行人工生態(tài)群落對(duì)茶園土壤物理化學(xué)特性的影響研究。結(jié)果表明:人工生態(tài)群落能改善茶園土壤的物理化學(xué)性質(zhì)。人工生態(tài)群落茶園土壤物理性狀上下土層含水量分別較單純茶園提高36.57%和13.50%,毛管持水量分別較單純茶園提高28.2%和7.2%,從而增強(qiáng)土壤抗干旱能力,總孔隙度較單純茶園高,容重較純茶園低。茶園土壤營養(yǎng)元素分布表現(xiàn)為0～20cm的人工生態(tài)群落茶園>純茶園的,而20～40cm純茶園>人工生態(tài)群落茶園,表明人工生態(tài)群落茶園土壤營養(yǎng)元素有向上富集的趨勢(shì),對(duì)表層土的肥力水平有提高作用。另外本文還探討了人工生態(tài)群落茶園土壤水熱平衡作用,土壤生物信息等特征。