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陕蒙旱区人工及天然林土壤生物化学性质及其空间变异规律研究

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陕蒙旱区人工及天然林土壤生物化学性质及其空间变异规律研究

作者：刘卓玛姐西北农林科技大学

学位级别：硕士

本文以陕蒙旱区(包括陕北半湿润黄土丘陵区—黄陵,陕北半干旱黄土丘陵区—延安,陕北半干旱风沙区—靖边,内蒙半干旱低山丘陵区—武川)分布的典型人工及天然林为对象,通过对纯林及混交林地土壤各种酶活性和微生物量碳的测定,研究和分析... 详细信息

本文以陕蒙旱区(包括陕北半湿润黄土丘陵区—黄陵,陕北半干旱黄土丘陵区—延安,陕北半干旱风沙区—靖边,内蒙半干旱低山丘陵区—武川)分布的典型人工及天然林为对象,通过对纯林及混交林地土壤各种酶活性和微生物量碳的测定,研究和分析了不同地区及不同树种林地的土壤生物化学性质空间变异规律、不同林地土壤生物化学性质之间的相关性及其土壤生物化学性质极化现状,为指导当地的森林经营管理和纯林改造、防治森林土壤退化或极化提供理论依据。取得以下主要结论: (1)不同林分土壤中土壤酶活性和微生物碳分布均呈现一定的表聚现象,其中蔗糖酶、淀粉酶、脱氢酶、脲酶活性和微生物量碳的表聚现象比较明显。 (2)同一地区不同树种纯林和不同地区同一树种纯林地土壤的酶活性和微生物量碳含量均表现为:过氧化氢酶、脱氢酶和脲酶活性差异不大,但过氧化物酶、蔗糖酶、淀粉酶、磷酸酶和蛋白酶活性及微生物量碳含量差异较大;总的来说,黄陵地区的侧柏、刺槐和辽东栎,延安林区的白榆、小叶杨、油松和侧柏,靖边林区的柠条、小叶杨和旱柳,武川地区的白榆、小叶杨和落叶松纯林地土壤酶活性和微生物量碳含量均较高。 (3)混交林与对应的纯林地相比,黄陵林地土壤生物表征指标依次是阔叶纯林>混交林>针叶纯林;靖边林地土壤过氧化氢酶、淀粉酶和脱氢酶活性的大小依次是混交林>纯林,武川林地土壤生物表征指标为混交林>纯林。 ( 4 )林地土壤生物化学性质之间有较高的相关性,其中黄陵林地绝大部分指标之间呈极显著水平(P0.10)的极化,其中黄陵地区小叶杨和白桦发生负向中度以上极化,黄陵地区的华山松与延安地区的白桦及武川地区的油松纯林发生负向强度以上极化,说明这些纯林能引起林地土壤生物化学性质的恶化。 (6)总的来说不同树种纯林抗土壤生物学性质极化能力的大小顺序为:小叶杨>白桦、油松>侧柏>刺槐;可见,小叶杨、白桦、油松的抗极化能力均较强,能明显改善林地土壤的生物化学性质,这也正是其在陕蒙半湿润半干旱地区分布最为广泛的原因

关键词：人工林极化酶活性微生物量碳

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陕北半干旱风沙区人工纯林土壤性质极化研究

北京林业大学学报 2009年第2期31卷 1-9页

作者：刘增文段而军刘卓玛姐冯顺煜西北农林科技大学资源环境学院

在人工或天然纯林内,由于树种生物生态学特性的单一性、对物质吸收利用的选择性和对环境效应的特殊性,土壤性质呈现偏离原平衡态、并朝某个方向非平衡或极端化发展的现象被作者称为极化。充分认识和了解土壤极化的方向和程度对维持森林... 详细信息

在人工或天然纯林内,由于树种生物生态学特性的单一性、对物质吸收利用的选择性和对环境效应的特殊性,土壤性质呈现偏离原平衡态、并朝某个方向非平衡或极端化发展的现象被作者称为极化。充分认识和了解土壤极化的方向和程度对维持森林可持续发展和防止土壤退化具有非常重要的意义。作者根据土壤极化的概念,提出了抗极化域（W）、抗极化度（R）、极化度（P）和极抗比（I）等土壤极化的表征指标,并采用多样地多样点混合采土法,对陕北半干旱风沙区进入成熟生长期的不同树种纯林和混交林土壤性质进行了广泛测定和极化分析,结果表明：①不同树种林地属于强度以上极化（｜P｜〉0.15）的土壤性质分别为：油松林地的生物学性质;小叶杨林地的微量元素和化学性质;刺槐、旱柳和柠条林地的生物学、化学性质;沙棘林地的微量元素和生物学性质;紫穗槐林地的化学、生物学性质和微量元素。②除了油松纯林会引起土壤的严重贫养化外,刺槐纯林会引起土壤的富养化,柠条和旱柳纯林会引起土壤的富养化和生物学性质改善,小叶杨、沙棘和紫穗槐纯林会引起土壤的严重富养化和微量元素富集。③主要树种纯林抗土壤各种性质极化能力大小顺序均为小叶杨〉油松〉刺槐;相对于林木抗极化能力,油松纯林土壤各种性质的绝对综合极抗比均在轻微之下（Ia≤0.40）,小叶杨纯林均属基本稳定（Ia≤0.15）,刺槐纯林土壤的微量元素极化程度严重（Ia=0.61）、生物和化学性质极化程度中等（Ia为0.47~0.54）、物理性质极化程度轻微（Ia=0.40）。

关键词：半干旱风沙区人工林土壤退化土壤极化

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陕北半湿润黄土丘陵区纯林土壤性质极化

生态学报 2009年第10期29卷 5696-5707页

作者：刘增文段而军刘卓玛姐冯顺煜西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

在由单一树种组成的纯林内土壤性质偏离原平衡态并朝某个方向极端化发展的趋势被称为极化。采用多样地多样点混合采土法对陕北半湿润黄土丘陵区进入后期成熟生长期的不同树种纯林和混交林土壤性质测定结果表明:(1)几乎所有树种纯林的土... 详细信息

在由单一树种组成的纯林内土壤性质偏离原平衡态并朝某个方向极端化发展的趋势被称为极化。采用多样地多样点混合采土法对陕北半湿润黄土丘陵区进入后期成熟生长期的不同树种纯林和混交林土壤性质测定结果表明:(1)几乎所有树种纯林的土壤性质均发生了中度(P>0.10)以上的极化,其中属于极强度极化(P>0.20)的性质分别为:落叶松和白桦林地的化学、生物学性质和微量元素;侧柏林地的化学和生物学性质;华山松和辽东栎林地的化学性质和微量元素;刺槐林地的生物学性质和微量元素;小叶杨林地的物理和化学性质。(2)不同树种纯林土壤的极化趋势分别为:油松林地发生贫养化和微量元素亏损;落叶松林地发生微量元素富集但却贫养化;侧柏林地发生富C、N和生物学性质改善;华山松林地发生物理性质改善但却贫养化和生物学性质恶化;刺槐林地发生富养化、生物学性质改善但却微量元素亏损、物理性质恶化;小叶杨林地发生贫养化、微量元素亏损和物理、生物学性质恶化;白桦林地发生物理性质改善、微量元素富集但却贫养化;辽东栎林地发生微量元素富集。(3)相对林木抗极化能力,土壤的绝对综合极抗比属于中等以上(I>0.40)的性质分别为:小叶杨林地的物理性质;侧柏林地的物理、化学性质和微量元素;落叶松、刺槐和白桦林地的所有性质。

关键词：纯林土壤退化土壤极化

黄土高原半干旱丘陵区不同树种纯林土壤性质极化研究

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土壤学报 2009年第6期46卷 1110-1120页

作者：刘增文段而军刘卓玛姐冯顺煜西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 农业部黄土高原农业资源与环境修复重点开放实验室陕西杨凌712100

人工或天然纯林土壤性质呈现偏离原平衡态并朝某个方向非平衡或极端化发展的现象被作者称为极化。作者提出了抗极化域(W)、抗极化度(R)、极化度(P)和极抗比(I)等土壤极化的表征指标,并采用多样地多样点混合采土法对黄土高原半干旱丘陵... 详细信息

人工或天然纯林土壤性质呈现偏离原平衡态并朝某个方向非平衡或极端化发展的现象被作者称为极化。作者提出了抗极化域(W)、抗极化度(R)、极化度(P)和极抗比(I)等土壤极化的表征指标,并采用多样地多样点混合采土法对黄土高原半干旱丘陵区进入成熟生长期的不同树种纯林和混交林土壤性质进行了广泛测定和极化分析。结果表明:(1)不同树种林地属于极强度极化(P>0.20)的土壤性质分别为:油松纯林的化学性质,侧柏、刺槐和沙棘纯林的化学和生物学性质,白榆纯林的化学、生物学性质和微量元素,白桦纯林的生物学性质,茶条槭纯林的生物学和物理性质。(2)总体而言,油松和刺槐纯林会引起土壤的严重贫养化;侧柏纯林会引起土壤的严重富养化;白榆纯林虽然会引起土壤的富养化,但却使得微量元素越来越缺乏;白桦纯林主要会引起土壤生物学性质的恶化;茶条槭纯林土壤有偏贫养化和生物学性质恶化的趋势;沙棘纯林会导致土壤严重贫养化和生物、物理性质的恶化;小叶杨纯林土壤性质尚未发生明显极化。(3)总体而言,小叶杨、油松的抗极化能力均较强,而白榆的抗极化能力最低;相对于林木抗极化能力,土壤的绝对综合极抗比属于中等以上(Ia>0.40)的性质分别为:油松纯林的化学、物理性质,侧柏、刺槐和白榆纯林的所有性质,白桦纯林的生物学、物理和化学性质。

关键词：纯林土壤退化土壤极化

陕北半干旱风沙区人工林下植物群落数量特征研究

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2008年第12期36卷 129-134页

作者：刘增文冯顺煜段而军刘卓玛姐西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

【目的】研究林下植物群落数量特征，为指导森林经营管理实践提供理论依据。【方法】采用标准地＋样方法对陕北半干旱风沙区（陕西靖边）人工林下的植物群落进行了调查，统计并计算了林下植物群落的生活型谱、盖度、优势度及物种多样性... 详细信息

【目的】研究林下植物群落数量特征，为指导森林经营管理实践提供理论依据。【方法】采用标准地＋样方法对陕北半干旱风沙区（陕西靖边）人工林下的植物群落进行了调查，统计并计算了林下植物群落的生活型谱、盖度、优势度及物种多样性。【结果】（1）林下植物一般以隐芽植物和一年生植物种占绝对优势，所占比例为34％～88％。（2）林下植物的总盖度大小顺序为：旱柳林（26．18％）〉小叶杨×油松林、刺槐林（8．76％～11．77％）〉小叶杨林、小叶杨×柠条林（2．77％～3．16％）〉油松林、沙棘林、油松×柠条林、柠条林、天然草地（对照）（1．06％～1．57％）〉小叶杨×沙棘林、紫穗槐林（0．72％～0．77％）。除小叶杨×油凇林和小叶杨×柠条林地外，其他林地的草本层总盖度都大于灌木层。（3）林下优势植物种类差异不大，且以沙蒿（Artemisiadesertorum）、沙棘（Hippophae rhamnoides．）、狗尾草（Pennisetum alopecuroides）、羊胡子草（Carex rigescens）、沙蓬（Agriophyllum squarrosum）和冰草（Agropyron cristatum）为主。（4）林下植物的物种多样性指数和大小顺序为：旱柳林、刺槐林和小叶杨林（6．00～7．18）〉小叶杨×柠条林、小叶杨×油松林、油松林（4．87～5．38）〉沙棘林、油松×柠条林、柠条林、小叶杨×沙棘林（4．06～4．49）〉紫穗槐林、天然草地（2．15～2．76），且草本层物种多样性指数和均大于灌木层。【结论】陕北半干旱风沙区人工林下植物群落盖度及其物种多样性普遍较低，且阔叶树种林下植物群落一般比针叶树种和灌木林丰富，在针叶林中积极引进阔叶树种形成混交林，是增加林下植物多样性、维持人工林生态系统稳定性及可持续发展的有效途径。

关键词：陕北半干旱风沙区人工林植物群落植物多样性

黄土高原半湿润丘陵区林下植物群落数量特征研究

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西北农林科技大学学报(自然科学版) 2008年第10期36卷 74-80页

作者：刘增文刘卓玛姐段而军冯顺煜西北农林科技大学资源环境学院

【目的】了解黄土高原半湿润丘陵区不同森林类型林下植物群落的现状,为该区森林植被建设和管理提供科学依据。【方法】采用"标准地+样方"法,对黄土高原中部半湿润黄土丘陵区(延安)的林下植物群落进行调查,统计并计算林下植物群落的生活... 详细信息

【目的】了解黄土高原半湿润丘陵区不同森林类型林下植物群落的现状,为该区森林植被建设和管理提供科学依据。【方法】采用"标准地+样方"法,对黄土高原中部半湿润黄土丘陵区(延安)的林下植物群落进行调查,统计并计算林下植物群落的生活型谱、盖度、优势度及物种多样性。【结果】(1)小叶杨、白桦、油松、油松+小叶杨、油松+白桦林地林下植物生活型谱均以高位芽植物种占绝对优势,白榆、刺槐、沙棘、茶条槭和侧柏林地则以非高位芽植物为主。(2)林下植物(灌木层+草本层)的总盖度大小顺序为小叶杨林、刺槐林(22.22%~22.65%)>油松+小叶杨林、白桦林、白榆林(9.78%~14.11%)>侧柏林、沙棘林、茶条槭林、油松+白桦林(3.72%~5.20%)>油松林(2.38%)。(3)林下灌木层优势植物种类因地而异,并以苦糖果(Lonicera standishii)、牛奶子(Elaeagnus umbellate)、杠柳(Periploca sepium)和白刺花(Sophora davidii)最为常见;林下草本层优势植物种类以羊胡子草(Carex riges-cens)占绝对优势,其次有冰草(Agropyron cristatum)、胡枝子(Lespedeza formosa)、野棉花(Urena lobata)和蒿类植物(Aremisia)。(4)林下植物(灌木层+草本层)总的物种多样性指数和大小顺序为小叶杨林(7.29)>刺槐林、白桦林、油松林(6.03~6.61)>侧柏林、油松+小叶杨林(5.72~5.90)>茶条槭林、天然草地、油松+白桦林(4.44~4.85)>白榆林、沙棘林(3.49~3.50)。【结论】该区林下植物群落盖度及其物种多样性普遍不高,多数阔叶乔木树种林下植物群落要比针叶树种和灌木林丰富,所以在针叶林中积极引进阔叶树种形成混交林,是增加林下植物盖度及其多样性、维持森林生态系统稳定性和可持续发展的有效途径。

关键词：黄土高原半湿润丘陵区林下植物群落物种多样性

淮北至萧县北站客车联络线工程水土保持损益分析

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江淮水利科技 2018年第5期 5-6,26页

作者：刘卓玛姐安徽省水利水电勘测设计院安徽合肥230000

本文以淮北至萧县北站客车联络线工程为例,应用开发建设项目水土保持损益分析理论方法,计算水土流失影响指数SWII,分析铁路项目在建设过程中引起水土流失的原因,提出在下一阶段主体设计中宜采取优化施工布置、合理调配土石方、减少工程... 详细信息

本文以淮北至萧县北站客车联络线工程为例,应用开发建设项目水土保持损益分析理论方法,计算水土流失影响指数SWII,分析铁路项目在建设过程中引起水土流失的原因,提出在下一阶段主体设计中宜采取优化施工布置、合理调配土石方、减少工程占地面积、严格施工管理、明确水土流失防治责任、缩短施工时间等措施,从而减缓工程建设引起的水土流失危害的建议。

关键词：铁路项目水土保持水土流失水土保持损益

内蒙半干旱低山丘陵区林下植物群落数量特征研究

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干旱区资源与环境 2008年第12期22卷 144-148页

作者：刘增文段而军刘卓玛姐冯顺煜西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

林下植物群落的物种组成和结构不但影响森林生态系统的稳定和可持续发展，也影响着其服务功能的发挥。根据对内蒙半干旱低山丘陵区（武川县东坡林区）的人工及天然林研究表明：（1）当地林下植物一般以一年生植物、隐芽植物和地面芽植... 详细信息

林下植物群落的物种组成和结构不但影响森林生态系统的稳定和可持续发展，也影响着其服务功能的发挥。根据对内蒙半干旱低山丘陵区（武川县东坡林区）的人工及天然林研究表明：（1）当地林下植物一般以一年生植物、隐芽植物和地面芽植物种占绝对优势，3项合计占到所有植物种数的72～100％；（2）各种林地林下灌木层和草本层盖度都很低，分别为0～5．02％和1．94～17．56％；林下植物（灌木层＋草本层）的总盖度大小顺序为：云杉林（55．02％）〉小叶杨林（17．56％）〉白桦林、白榆林和山杨林（5．45～8．40％）〉荒草地对照（4．63％）〉油松林、落叶松林和油松＋落叶松林（2．10～4．09％）；（3）各种林地林下优势植物种类差异不大，灌木层优势种类以绣线菊（Spiraea salicifolia）、蒙古荚蘧（Viburnum mongolicum）为主，草本层优势种类以羊胡子草（Carex rigescens）为主，其次有各种蒿类（Artemisia）、冰草（Agropyron cristatum）、灰藜（Chenopodium album）、苦菜（Mulgedium tataricum）和红芪（Hedysarum polybotrys）等；（4）林下灌木既少且物种多样性极低，林下草本层物种多样性指数也不大。各林地林下植物（灌木层＋草本层）总的物种多样性指数和（丰富度指数、多样性指数、均匀度指数之和）大小顺序为：小叶杨林（5．83）〉白榆林、油松林、油松＋落叶松林（5．03～5．50）〉白桦林、荒草地对照（4．48）〉山杨林（3．28）〉落叶松（2．89）〉云杉林（1．13）。

关键词：内蒙半干旱低山丘陵区森林植物群落植物多样性

陕北半湿润黄土丘陵区不同人工林土壤生物学特征研究

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西北林学院学报 2009年第2期24卷 26-31页

作者：刘卓玛姐刘增文冯顺煜段而军西北农林科技大学资源环境学院陕西杨陵712100

为研究陕北半湿润黄土丘陵区不同树种人工林地土壤酶活性和微生物量C在森林土壤中的分布特征及二者的关系，在黄陵地区选择有典型代表性的人工油松、侧柏、华山松、刺槐及辽东栎纯林和它们的混交林，并测定林地土壤酶活性和微生物量C。... 详细信息

为研究陕北半湿润黄土丘陵区不同树种人工林地土壤酶活性和微生物量C在森林土壤中的分布特征及二者的关系，在黄陵地区选择有典型代表性的人工油松、侧柏、华山松、刺槐及辽东栎纯林和它们的混交林，并测定林地土壤酶活性和微生物量C。结果表明：（1）在O～40cm的土层范围内，随着土层深度的增加，土壤酶活性和微生物量C明显呈递减规律变化，即0～20cm土层〉20～40cm土层；（2）在不同树种条件下，各土壤酶活性和微生物量C表现差异较大，蛋白酶活性大小依次是阔叶纯林〉天然荒草地〉混交林〉针叶纯林；其他酶活性和微生物量C的大小总体规律表现为：阔叶纯林〉针阔混交林〉针叶纯林〉天然荒草地；（3）研究区土壤微生物量C与各种酶活性之间有较高的相关性。蛋白酶与磷酸酶、过氧化物酶、微生物量C未达到显著水平；除过脱氢酶外，其余各种酶活性之间以及与微生物量C之间的相关性均达到显著或极显著水平。另外，对土壤表层酶活性和微生物量C进行聚类分析，可以将10个样地分为不同的类别，聚类分析结果显示混交林地土壤酶活性和微生物量C最高，阔叶纯林次之，针叶纯林最小。针阔混交林能够显著性地提高土壤的生物学性质，有利于微生物的再分配；土壤微生物量C和酶活性能够及时地反映土壤养分的变化趋势。

关键词：人工林混交林土壤酶活性土壤微生物量C 半湿润黄土丘陵区