第３６卷第１６期２０１６年８月
生态学报
ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１６Ａｕｇ．，２０１６
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
基金项目：中国科学院西部行动计划项目（ＫＺＣＸ２?ＸＢ３?１３）收稿日期：２０１５?０１?２４；一一网络出版日期：２０１５?００?００?通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅ?ｍａｉｌ：ｄａｎｇｔｈ＠ｍｓ．ｉｓｗｃ．ａｃ．ｃｎ
ＤＯＩ：１０．５８４６／ｓｔｘｂ２０１５０１２４０１９２
唐骏，党廷辉，薛江，文月荣，徐娜，吴得峰．植被恢复对黄土区煤矿排土场土壤团聚体特征的影响．生态学报，２０１６，３６（１６）：一?一．ＴａｎｇＪ，ＤａｎｇＴＨ，ＸｕｅＪ，ＷｅｎＹＲ，ＸｕＮ，ＷｕＤＦ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｎｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｎｏｐｅｎｃａｓｔｃｏａｌｍｉｎｅｄｕｍｐｉｎｔｈｅ
ｌｏｅｓｓａｒｅａ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０１６，３６（１６）：一?一．
植被恢复对黄土区煤矿排土场土壤团聚体特征的影响
唐骏１，党廷辉１，２，?，薛一江２，文月荣２，徐一娜１，吴得峰２
１中国科学院水利部水土保持研究所，杨凌一７１２１００２西北农林科技大学资源环境学院，杨凌一７１２１００
摘要：目前关于植被恢复对排土场土壤团聚性的影响还不清楚，以植被恢复下黄土区露天煤矿排土场为研究对象，采用湿筛法测定了排土场土壤水稳性团聚体组成，研究了植被恢复类型（草地二灌木）和排土场地形（平台二边坡）对土壤团聚体特征的影响三结果表明：植被恢复促进了排土场水稳性团聚体的形成，平台０ ２０ｃｍ土层水稳性大团聚体数量（Ｒ０．２５）二平均重量直径（ＭＷＤ）和几何平均直径（ＧＭＤ）分别达到３１．１％，０．７０ｍｍ和０．２６ｍｍ，边坡分别达到１３．３％，０．３７ｍｍ和０．１７ｍｍ，均显著高于裸地，分形维数（Ｄ）在平台和边坡分别为２．９１和２．９６，均显著低于裸地；平台土壤团聚性要好于边坡，草地对于平台土壤团聚结构改良效果较好，而灌木对于边坡改良效果较好；排土场土壤有机碳和粘粒含量均与土壤团聚体指标有显著相关性三植被恢复提高了排土场土壤团聚性，植被恢复类型和地形对排土场土壤团聚体特征有显著影响三关键词：植被恢复；排土场；土壤团聚体；分形维数
Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｎｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｎｏｐｅｎｃａｓｔｃｏａｌｍｉｎｅｄｕｍｐｉｎｔｈｅｌｏｅｓｓａｒｅａ
ＴＡＮＧＪｕｎ１，ＤＡＮＧＴｉｎｇｈｕｉ１，２，?，ＸＵＥＪｉａｎｇ２，ＷＥＮＹｕｅｒｏｎｇ２，ＸＵＮａ１，ＷＵＤｅｆｅｎｇ２
１ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ７１２１００，Ｃｈｉｎａ２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ７１２１００，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗａｔｅｒ?ｓｔａｂｌｅｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｓａｒｅａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒａｆｆｅｃｔｉｎｇｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙａｎｄｅｒｏｄｉｂｉｌｉｔｙ．Ｒｅｐｏｒｔｓｈａｖｅｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｍａｙａｆｆｅｃｔｗａｔｅｒ?ｓｔａｂｌｅｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｓ，ｂｕｔｆｅｗｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅａｓｓｅｓｓｅｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｍｉｎｉｎｇａｒｅａｏｎｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ．ＴｈｉｓｓｔｕｄｙｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｉｎｔｈｅＨｅｉｄａｉｇｏｕｏｐｅｎｃａｓｔｃｏａｌｍｉｎｅｄｕｍｐｏｆｔｈｅＬｏｅｓｓ
Ｐｌａｔｅａｕ，ｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｅｎｒｅｓｔｏｒｅｄｂｙｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｆｏｒ１８ｙｅａｒｓ．Ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓａｎｄｌａｎｄｆｏｒｍｓｏｎｄｕｍｐｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｗｅａｓｓｅｓｓｅｄｔｈｒｅｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓ（ｇｒａｓｓｌａｎｄ，ｓｈｒｕｂｌａｎｄ，ａｎｄｂａｒｅｌａｎｄ）ａｎｄｔｗｏｌａｎｄｆｏｒｍｓ（ｐｌａｔｆｏｒｍａｎｄｓｌｏｐｅ）ｗｉｔｈ６ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｎｄ１２６ｓａｍｐｌｅｓ．Ｔｈｅｗａｔｅｒ?ｓｔａｂｌｅｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｗｅｔｓｉｅｖｉｎｇ．Ｔｈｅａｇｇｒｅｇａｔｅｓｗｅｒｅｓｅｐａｒａｔｅｄｉｎｔｏｓｉｘｓｉｚｅｃｌａｓｓｅｓ：＞５ｍｍ，５ ２ｍｍ，２ １ｍｍ，１ ０．５ｍｍ，０．
５ ０．２５ｍｍ，ａｎｄ＜０．２５ｍｍ．Ｍａｃｒｏ?ａｇｇｒｅｇａｔｅｃｏｎｔｅｎｔ（Ｒ０．２５），ｍｅａｎｗｅｉｇｈｔｄｉａｍｅｔｅｒ（ＭＷＤ），ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｍｅａｎｄｉａｍｅｔｅｒ（ＧＭＤ），ａｎｄｆｒａｃｔａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎ（Ｄ）ｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｅｓ．ＳｏｉｌｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙａｎＭＳ２０００ｌａｓｅｒｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙａｎａｌｙｚｅｒ．Ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ（ＳＯＣ）ｃｏｎｔｅｎｔｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｐｏｔａｓｓｉｕｍｄｉｃｈｒｏｍａｔｅｖｏｌｕｍｅｔｒｙ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｐｒｏｍｏｔｅｄｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒ?ｓｔａｂｌｅｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｓ．ＴｈｅＲ０．２５，ＭＷＤ，ａｎｄＧＭＤｏｆｔｈｅ０ ２０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｉｎｒｅｖｅｇｅｔａｔｅｄｌａｎｄｔｈａｎｉｎａｂａｎｄｏｎｅｄｌａｎｄｏｎｂｏｔｈｐｌａｔｆｏｒｍｓａｎｄｓｌｏｐｅｓ．ＴｈｅＲ０．２５，ＭＷＤ，ＧＭＤ，ａｎｄＤｉｎｔｈｅ０ ２０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒｏｆｒｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｌａｎｄｗｅｒｅ３１．１％，０．７０ｍｍ，０．２６ｍｍ，
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网络出版时间：2015-12-03 15:28:02
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２一生一态一学一报一一一３６卷一ａｇｇｒｅｇａｔｅｑｕａｌｉｔｙｗａｓｂｅｔｔｅｒｏｎｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｔｈａｎｏｎｔｈｅｓｌｏｐｅ．Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｇｒａｓｓｌａｎｄｈａｄｍｏｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｑｕａｌｉｔｙｔｈａｎｔｈｅｓｈｒｕｂｌａｎｄｏｎｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｏｆｔｈｅｄｕｍｐ，ｂｕｔｔｈｅｓｈｒｕｂｌａｎｄｗａｓｂｅｔｔｅｒｏｎｔｈｅｓｌｏｐｅ．Ｔｈｅｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｑｕａｌｉｔｙｗａｓｌｏｗｅｒｉｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｌａｙｅｒｔｈａｎｓｕｂ?ｓｕｒｆａｃｅｌａｙｅｒｏｎｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍ．ＳＯＣｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｓｏｉｌｃｌａｙｃｏｎｔｅｎｔｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｑｕａｌｉｔｙ．ＨｉｇｈｅｒＳＯＣｃｏｎｔｅｎｔｗａｓｎｏｔｅｄｗｉｔｈｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｔｈａｎｏｎｔｈｅｓｌｏｐｅ．ＴｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＳＯＣｃｏｎｔｅｎｔｃｈａｎｇｅｄｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｇｒａｓｓｌａｎｄ＞ｓｈｒｕｂｌａｎｄ＞ｂａｒｅｌａｎｄｏｎｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍ，ｂｕｔｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｓｈｒｕｂｌａｎｄ＞ｇｒａｓｓｌａｎｄ＞ｂａｒｅｌａｎｄｏｎｔｈｅｓｌｏｐｅ．Ｔｈｅｃｌａｙ，ｓｌｉｔ，ａｎｄｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｖｅｒａｇｅｄ１０．５２％，５４％，ａｎｄ３５．４８％ｏｎｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍａｎｄ７．６８％，４２．８２％，ａｎｄ４９．５０％ｏｎｔｈｅｓｌｏｐｅ．ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｎｄｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｎｏｔｅｄｂｅｔｗｅｅｎＳＯＣｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｉｎｄｅｘｅｓａｎｄｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｃｌａｙｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｉｎｄｅｘｅｓ．Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗａｔｅｒ?ｓｔａｂｌｅｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｂｅｔｔｅｒｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒＳＯＣａｎｄｓｏｉｌｃｌａｙ．Ｆｕｒｔｈｅｒ，ｓｏｉｌｃｌａｙｐｒｏｍｏｔｅｄｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒ?ｓｔａｂｌｅｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｓ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｈｉｇｈＳＯＣｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｏｆｗａｔｅｒ?ｓｔａｂｌｅｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｓａｎｄｃｈａｎｇｅｄｔｈｅｉｒｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｏｕｒｒｅｓｕｌｔｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｑｕａｌｉｔｙｉｍｐｒｏｖｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｆｔｅｒ１８ｙｅａｒｓｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓａｎｄｌａｎｄｆｏｒｍｓｈａｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｎｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎｔｈｉｓｍｉｎｉｎｇａｒｅａｏｎｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｏｕｒｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈｅｐｏｓｉｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｎｗａｔｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｏｉｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｎｏｐｅｎｃａｓｔｃｏａｌｍｉｎｅｄｕｍｐｏｎｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ，ｗｈｉｃｈｒｅｄｕｃｅｄｓｏｉｌｅｒｏｓｉｏｎａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄｓｏｉｌｑｕａｌｉｔｙｉｎｔｈｉｓｒｅｇｉｏｎ．
ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ；ｄｕｍｐ；ｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅ；ｆｒａｃｔａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎ
晋陕蒙接壤的黄土地区是典型的生态脆弱区，煤炭开采加重了这一地区的生态和环境问题［１］三由于露天煤矿在开采能力和安全性等方面的优势，近年来我国的露天煤矿生产与建设快速发展，其煤炭产量已占煤炭总产量的９．９３％，未来并将逐步提高达到１５％左右，同时露天开采对矿区土地资源及生态环境的破坏也日益严重，我国因露天开采煤炭而每年损毁的土地面积在６６００ｈｍ２左右，其中外排土场压占土地面积为３０００ｈｍ２左右［２］三而我国可供露天开采的煤炭几乎全部集中在晋陕蒙地区，晋陕蒙接壤的黄土地区分布着中国和世界上罕见的特大煤田，现已探明含煤面积３万ｋｍ２，煤炭储量２５０５亿ｔ，占全国的２６．３％，该地区广泛的露天开采形成了许多大型露天煤矿排土场三同时该地区也是少有的水土流失严重的典型生态脆弱地区，排土场治理得当便可以提供大量土地资源并发挥其重要的生态功能，治理不当便会引发水土流失等一系列生态和环境问题［３］三因此，黄土区煤矿排土场的治理对于保护该地区的生态安全及国家绿色生态屏障构建具有重要意义三
土壤团聚体作为土壤结构的基本单元，其组成及基本特性是决定土壤侵蚀二压实二板结等物理过程与作用的关键指标之一，是评价土壤肥力和抗蚀性的重要指标［４］三排土场土壤为复填土，堆积过程中不断进行碾压，土壤团聚结构遭到破坏，土壤结构性差极易发生水土流失三植被恢复是排土场治理和生态恢复的主要措施，目前关于植被恢复对土壤团聚体的影响研究主要集中在自然地貌土壤［５?７］，植被恢复下排土场土壤质量研究也主要集中在土壤化学性质和土壤侵蚀［８?１０］，而对于排土场这种重构土壤在植被恢复下土壤团聚体特征变化的研究还较少三本研究以植被恢复下黄土区大型露天煤矿排土场为研究对象，研究植被恢复类型和排土场地形对土壤团聚体特征的影响，探讨黄土区露天煤矿排土场植被恢复的土壤改良作用和水土保持效应，旨在为黄土区露天煤矿排土场土地复垦与生态恢复提供技术支持和理论依据三
１一材料与方法
１．１一研究区概况
黑岱沟露天煤矿（３９?４３? ３９?４９?Ｎ，１１１?１３? １１１?２０?Ｅ）位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗东部，地处黄河西岸鄂尔多斯台地，面积达５２．１１ｋｍ２，属于晋二陕二蒙接壤黄土区一部分三矿区年均气温７．２?，年均降水量４０４．１ｍｍ，降水多集中在７，８，９月份，约占全年降水量的６０％ ７０％，年蒸发量为２０８２．２ｍｍ三海拔在
１０２５ １３０２ｍ之间，地形呈东北高西南低，多为波状起伏的黄土梁二峁和丘陵，沟壑纵横交错，地形切割剧烈三
研究试验地选择在黑岱沟露天煤矿矿区内已治理１８年的排土场（１９９６年建成的东排土场），面积２．７５
ｋｍ２，排土场地貌类型为人为排土填沟形成的平坦地貌，有平台和边坡两种地形三平台宽广平坦，水土流失轻微，利于植被生长；边坡为高边坡，坡度在４５? ６０?，坡长在２０ｍ左右，水土流失强烈三研究区内原生土壤主要为黄绵土与风沙土交错分布，排土场土壤为复填土，堆积过程经过了剧烈扰动和碾压，其土壤质地为粉壤，容重较大，土壤养分含量低三以土壤熟化为目的，治理排土场实施了大规模的植被重建，其植被恢复较好，有多种植被恢复模式，每种植被模式均成块种植，植物盖度较高，但是类型单一三排土场堆积过程中土体来源和堆积工艺一致，机械组成显示其土壤质地一致，不同植被恢复模式也是随机排列；同时对紧邻该排土场的新建排土场（未进行植被恢复）进行了随机采样（１０个样点），并测定了０ ２０ｃｍ土层的机械组成和有机碳含量（表１），结果显示排土场土壤粘粒二粉粒二砂粒和有机碳含量的变异系数分别为１８％，１７％，１２％和１５％，均为中等强度变异，属于同一田间试验区的正常变异范围［１１］，因此可以认为排土场不同植被恢复样地治理前其土壤背景状况较为相似三
表１一新建排土场土壤背景状况
Ｔａｂｌｅ１一Ｂａｓｉｃｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｎｅｗｄｕｍｐ
指标Ｉｎｄｅｘｅｓ样点Ｓａｍｐｌｅ
１
２
３
４
５
６
７
８
９
１０
平均Ａｖｅｒａｇｅ粘粒Ｃｌａｙ／％１０．０８７．８５１０．１７８．８３１０．４０９．３６７．７６１１．２７８．９６７．２４９．１９?１．３１粉粒Ｓｉｌｔ／％４５．６１４８．２１４７．４７５０．８４５７．５８４５．２３４０．７４４８．７６４６．５５３４．７０４６．５７?６．０１砂粒Ｓａｎｄ／％４４．３１４３．９４４２．３６４０．３３３２．０２４５．４１５１．５０３９．９８４４．４９５８．０６４４．２４?６．９２有机碳ＳＯＣ／（ｇ／ｋｇ）
１．８２１．７８１．６２２．０４１．４３１．９９１．４９２．１９１．４９１．５９１．７４?０．２６
１．２一试验设计
在植被恢复１８年的治理排土场，平台和边坡两种地形下均选择草地和灌木林地两种主要植被恢复类型，并以无植被措施自然撂荒的裸地作为对照三在不同地形下每种植被恢复类型各选择３ ４块样地，共选择２１块样地，其中平台１１块样地，边坡１０块样地，在每块样地采集原状土壤，通过湿筛法测定土壤水稳性团聚体数量，分析植被类型和地形对排土场土壤团聚体特征的影响三样地信息见表２三
表２一研究样地基本情况
Ｔａｂｌｅ２一Ｂａｓｉｃｓｔａｔｕｓｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙｓｉｔｅｓ
地形Ｌａｎｄｆｏｒｍ植被类型Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓ
样点数和样方面积Ｓａｍｐｌｅｎｕｍｂｅｒａｎｄａｒｅａ植被
Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ
平台Ｐｌａｔｆｏｒｍ
裸地３一２０ｍ?２０ｍ自然恢复，无人工措施，植被盖度低，赖草（Ｌｅｙｍｕｓｓｅｃａｌｉｎｕｓ（Ｇｅｏｒｇｉ）Ｔｚｖｅｌ）．二白羊草（Ｂｏｔｈｒｉｏｃｈｌｏａｉｓｃｈａｅｍｕｍ（Ｌ．）Ｋｅｎｇ）等
草地４一２０ｍ?２０ｍ人工草地，类型单一，主要为紫花苜蓿（Ｍｅｄｉｃａｇｏｓａｔｉｖａ），沙打旺（Ａｓｔｒａｇａｌｕｓａｄｓｕｒｇｅｎｓ），冰草（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎｃｒｉｓｔａｔｕｍ），甘草（Ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａｕｒａｌｅｎｓｉｓ）等，盖度较高灌木
４一２０ｍ?２０ｍ人工灌木，纯林或混交林，主要植被类型有沙棘（Ｈｉｐｐｏｐｈａｅｒｈａｍｎｏｉｄｅｓ）二柠条（ＣａｒａｇａｎａＫｏｒｓｈｉｎｓｋｉｉＫｏｍ）二紫穗槐（Ａｍｏｒｐｈａｆｒｕｔｉｃｏｓａ）等边坡Ｓｌｏｐｅ
裸地３一２０ｍ?２０ｍ自然恢复，无人工措施，植被盖度低，水土流失严重
草地４一２０ｍ?２０ｍ人工草地，冰草（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎｃｒｉｓｔａｔｕｍ）占优势，有铁杆蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａｓａｃｒｏｒｕｍ）二白羊草（Ｂｏｔｈｒｉｏｃｈｌｏａｉｓｃｈａｅｍｕｍ（Ｌ．）Ｋｅｎｇ）等杂草
灌木
３一２０ｍ?２０ｍ
人工灌木，主要为沙棘（Ｈｉｐｐｏｐｈａｅｒｈａｍｎｏｉｄｅｓ）和柠条（ＣａｒａｇａｎａＫｏｒｓｈｉｎｓｋｉｉＫｏｍ）的纯林和混交林
１．２．１一采样方法
采样于２０１４年７月上旬进行三在每块样地划定一个２０ｍ?２０ｍ的样方，在每个样方内样地按照 品 字形３点取样（边坡沿坡长方向进行采样）分别采集０ １０，１０ ２０ｃｍ两个层次原状土样，每个样地３次重复，
３
一１６期一一一唐骏一等：植被恢复对黄土区煤矿排土场土壤团聚体特征的影响一
平台和边坡共采集１２６个原装土样三在每个在采集和运输过程中尽量减少对土样的扰动，以免破坏团聚体三原状土样在风干过程中沿自然裂隙掰成直径为１ｃｍ左右的小块，并且去除粗根及小石块三
１．２．２一样品测定
团聚体分析采用湿筛法［１２］，具体方法如下：先取５００ｇ风干土样通过沙维诺夫法进行干筛，当筛分完成后测定各粒级土样重量，按比例配成５０ｇ风干土样，根据约得法进行湿筛三使用团聚体分析仪（南京土壤所制）湿筛１分钟，通过一套直径为１０ｃｍ，孔径顺次为５，２，１，０．５和０．２５ｍｍ的筛组三将已筛好的筛组拆开留在各级筛子上的团聚体用细水流通过漏斗洗入烧杯中，得到＞５ｍｍ，５ ２ｍｍ，２ １ｍｍ，１ ０．５，０．５ ０．２５ｍｍ，＜０．２５ｍｍ各粒级水稳性团聚体，使用沙浴烘干，然后称量三
将风干土样过１ｍｍ筛，采用英国马尔文公司生产的ＭＳ２０００型激光粒度测量仪测定颗粒分布三根据美国制分类标准分为砂粒（０．０５ １ｍｍ）二粉粒（０．００２ ０．０５ｍｍ）和黏粒（＜０．００２ｍｍ）三风干土样研磨过０．１５ｍｍ的筛，用重铬酸钾外加热法测定土壤有机碳含量三
１．２．３一分析方法
根据相关研究结果，本文综合应用大于０．２５ｍｍ团聚体含量（Ｒ０．２５）二平均重量直径（ＭＷＤ）二几何平均直径（ＧＭＤ）和分形维数（Ｄ）等指标来描述土壤团聚体的分布状况和稳定性特征三
计算公式：
Ｒ０．２５＝１－Ｍｒ＜０．２５
ＭＴ
（１）
ＭＷＤ＝eｎｉ＝１（ ｘｉｗｉ）
eｎｉ＝１ｗｉ（２）
ＧＭＤ＝eｎｉ＝１（ｗｉｌｎ ｘｉ）
eｎｉ＝１ｗｉ（３）
ｌｏｇ［Ｍ（ｒ＜ ｘｉ）
ＭＴ］＝（３－Ｄ）ｌｏｇ［ ｘｉｘ
ｍａｘ
］（４）
利用公式（４）通过数据拟合，可求得Ｄ三
其中， ｘｉ为某级团聚体平均直径，Ｍ（ｒ＜ ｘｉ）为粒径小于 ｘｉ的团聚体重量，ＭＴ为团聚体总重量，Ｘｍａｘ为团聚体的最大粒径三
数据通过ＥＸＣＥＬ进行初步整理，使用ＳＰＳＳ２０．０软件进行统计分析，ＬＳＤ法进行差异显著性检验，用ｓｉｇｍａＰｌｏｔ１０．０软件作图三
２一结果
２．１一植被恢复类型和地形对排土场土壤各粒级团聚体比例的影响
对排土场各样地土壤各粒级水稳性团聚体含量进行分析（表３），排土场植被恢复下各样地均以＜０．２５ｍｍ小粒级团聚体所占比例最高，其所占比例为６７．３６％ ９２．８６％，而大粒级团聚体中０．２５ ２ｍｍ团聚体所占比例要显著高于＞２ｍｍ粒级团聚体，不同样地＞５ｍｍ团聚体差异较大三土壤中大于０．２５ｍｍ的团聚体称为土壤大团聚体，其数量和分布特征能够表征土壤结构和抗蚀性［１３］三植被恢复下排土场平台土壤０ １０，１０ ２０ｃｍ土层大团聚体比例（Ｒ０．２５）分别为３１．７％和３０．５％，边坡各土层分别为１３．４％和１３．１％，而裸地０ １０，１０ ２０ｃｍ土层Ｒ０．２５平台为４．３％和４．１％，边坡为１．７％和１．８％，植被恢复下Ｒ０．２５要显著高于裸地三不同植被类型和地形对土壤水稳性团聚体数量有显著影响三平台不同植被类型下各土层Ｒ０．２５均为草地＞灌木＞裸地，草地和灌木未达到显著差异（Ｐ＜０．０５），但均显著高于裸地；边坡各土层均为灌木＞草地＞裸地，差异显著（Ｐ＜０．０５）三相同植被类型下，各粒级大团聚体数量均表现出平台显著高于边坡的规律，表明植被恢４一生一态一学一报一一一３６卷一
复下平台土壤团聚性要好于边坡三平台植被恢复下各粒级大团聚体含量均较高，平台草地和灌木０ １０ｃｍ土层＞５ｍｍ团聚体含量分别达到５．７１％和４．４９％，显著高于边坡；边坡植被恢复下各粒级大团聚体含量相对较低，仅灌木地０．２５ ０．５ｍｍ和０．５ １ｍｍ两个粒径团聚体含量与平台相差较小在５．０４％ ７．７０％范围，其它大团聚体含量在０．９２％ ２．７３％，含量很低三不同植被类型和地形下各粒级团聚体含量差异很大，尤其是大粒径团聚体差异最为显著三
表３一不同植被类型和地形下土壤各粒级团聚体比例
Ｔａｂｌｅ３一Ａｇｇｒｅｇａｔｅｓｃｏｎｔｅｎｔｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓａｎｄｌａｎｄｆｏｒｍｓ
土层Ｓｏｉｌｌａｙｅｒ／ｃｍ地形Ｌａｎｄｆｏｒｍ植被类型Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓ团聚体含量Ｃｏｎｔｅｎｔｏｆａｇｇｒｅｇａｔｅ／％
＞５ｍｍ
２ ５ｍｍ
１ ２ｍｍ
０．５ １ｍｍ
０．２５ ０．５ｍｍ＜０．２５ｍｍ
大团聚体含量／％Ｒ０．２５
０ １０
平台
草地５．７１?１．１７ａ５．２９?１．２６ａ６．７０?１．８３ｂ８．５６?１．３６ａ６．３８?１．６４ａ６７．３６?７．９３ｂ３２．６３?７．９３ａ
灌木４．４９?１．０７ｂ
３．０６?１．１８ｂ
９．７０?１．７３ａ６．７９?１．８９ｂ６．４５?１．７８ａ６９．５０?１２．９０ｂ
３０．５０?１２．９０ａ裸地
０．２５?０．３５ｃ０．６６?０．３４ｃ０．６８?０．７１ｃ１．１５?１．０９ｃ
１．５４?１．４７ｂ９５．７１?３．３９ａ４．２９?３．３９ｂ边坡
草地１．３８?０．３９ａ１．５７?０．６４ａ１．７６?０．１８ｂ２．００?０．８４ｂ１．９８?０．８７ｂ９１．３０?１．２４ｂ８．７０?１．２４ｂ灌木１．９３?０．７５ａ
２．２７?０．４１ａ
２．７３?０．３９ａ５．６１?１．２９ａ５．５０?０．５０ａ８１．９６?２．８４ｃ１８．０４?２．８４ａ裸地
０．６５?０．２２ｂ０．３２?０．０７ｂ０．１２?０．０７ｂ０．２１?０．１４ｃ０．３７?０．１９ｃ９８．２２?０．３２ａ１．７８?０．３２ｃ１０ ２０
平台
草地２．８７?１．８８ａ３．７９?１．１７ａ６．４７?１．９７ａ９．６９?２．２８ａ９．３２?２．６８ａ６７．８６?４．９６ｂ３２．１４?４．９６ａ灌木２．０３?１．４５ａ３．１６?１．４２ａ５．５９?１．９２ａ９．６３?２．５８ａ８．７３?１．３４ａ７０．８６?４．８７ｂ２９．１４?４．８７ａ裸地
０．４３?０．７５ｂ０．２７?０．４１ｂ０．４２?０．６４ｖ０．９５?１．１５ｂ２．０７?２．４１ｂ９５．８５?４．１８ａ４．１５?４．１８ｂ边坡
草地１．３７?０．８１ａ０．９２?０．３６ｂ１．２６?０．６７ｂ１．４６?０．４６ｂ２．１４?１．３４ｂ９２．８６?１．８２ｂ７．１４?１．８２ｂ灌木１．７８?１．２８ａ２．０２?０．６６ａ２．５２?０．２９ａ５．０４?２．０４ａ７．７０?１．６９ａ８０．９３?３．１２ｃ１９．０７?３．１２ａ裸地
０．７０?０．３９ｂ
０．３３?０．１２ｃ
０．２３?０．１０ｃ
０．２５?０．１０ｃ
０．２２?０．１４ｃ
９８．２０?０．３４ａ
１．８０?０．３４ｃ
一一不同小写字母表示相同地形下二不同植被类型土壤团聚体之间差异显著（Ｐ＜０．０５）
２．２一植被恢复类型和地形对排土场土壤ＭＷＤ和ＧＭＤ的影响
平均重量直径（ＭＷＤ）和几何平均直径（ＧＭＤ）是反映土壤团聚体大小分布状况的常用指标，ＭＷＤ和ＧＭＤ值越大表示土壤团聚体的团聚度越高，稳定性越好三比较边坡与平台不同植被恢复类型下土壤ＭＷＤ和ＧＭＤ（图１），ＭＷＤ和ＧＭＤ变化具有较为一致的规律三平台与边坡植被恢复措施下各土层ＭＷＤ和ＧＭＤ均要显著高于裸地，平台植被恢复下０ １０ｃｍ土层ＭＷＤ和ＧＭＤ分别比裸地提高３３９．８４％和１００．９１％，１０ ２０ｃｍ分别提高２２１．６５％和７５．７５％；边坡植被恢复下０ １０ｃｍ土层ＭＷＤ和ＧＭＤ分别比裸地提高１０４．２３％和３０．４４％，１０ ２０ｃｍ分别提高８５．０８％和２７．３１％，表明植被恢复提高了排土场土壤ＭＷＤ和ＧＭＤ三地形对排土场土壤ＭＷＤ和ＧＭＤ有显著影响，植被恢复下平台土壤ＭＷＤ和ＧＭＤ均显著高于边坡三植被恢复类型对排土场土壤ＭＷＤ和ＧＭＤ也有显著影响，ＭＷＤ在平台各土层均表现为草地＞灌木＞裸地，在边坡各土层均表现为灌木＞草地＞裸地，差异显著（Ｐ＜０．０５）；ＧＭＤ在平台各土层均表现为草地＞灌木＞裸地，在边坡各土层均表现为灌木＞草地＞裸地，灌木与草地未达到显著差异，但均显著高于裸地（Ｐ＜０．０５）三平台草地和灌木恢复下ＭＷＤ均表现为表层（０ １０ｃｍ）显著高于次表层（１０ ２０ｃｍ），边坡植被恢复下表层与次表层ＭＷＤ差异不显著，ＧＭＤ在不同土层间也表现出相同规律，但随土层加深其降低幅度要小于ＭＷＤ，两土层间差距不大三２．３一植被恢复类型和地形对排土场土壤分形维数的影响
土壤团粒结构的分形维数反映了土壤水稳性团聚体含量对土壤结构与稳定性的影响趋势，即团粒结构分形维数越小，土壤越具有良好的结构与稳定性，抗蚀能力越强三比较平台与边坡不同植被恢复类型下土壤分形维数（如图２），平台与边坡植被恢复下各土层分形维数均要显著低于裸地，表明植被恢复降低了排土场土壤团聚体分形维数三植被恢复下平台表层和次表层团聚体分形维数降低为２．９０８和２．９２２，边坡表层和次表层分别降低为２．９６６和２．９６８三平台的团聚体分形维数要显著低于坡地，植被恢复对平台土壤结构改良效果要优于边坡，平台土壤团聚度和抗侵蚀能力都强于边坡三不同植被恢复类型下平台各土层土壤分形维数为草
５
一１６期一一一唐骏一等：植被恢复对黄土区煤矿排土场土壤团聚体特征的影响一
６一生一态一学一报一一一３６卷一
地＜
２．４一
用［１５］三对排土场不同种被恢复下ＳＯＣ进行比较（如图３），结果表明不同植被恢复下ＳＯＣ与土壤团聚体指标表现出较为一致的规律三无论平台还是边坡，植被恢复均显著提高了排土场０ １０ｃｍ和１０ ２０ｃｍ土层ＳＯＣ，在平台ＳＯＣ表现为草地＞灌木＞裸地，边坡表现为灌木＞草地＞裸地，除边坡０ １０ｃｍ土层草地与灌木ＳＯＣ差异不显著，其余均达到显著性差异（Ｐ＜０．０５）；草地恢复下０ １０ｃｍ和１０ ２０ｃｍ土层均为平台显著高于边坡，而灌木恢复下边坡较高与平台，但未达到显著差异三与土壤团聚体指标不同，排土场０ １０ｃｍ和１０ ２０ｃｍ土层相比ＳＯＣ差异较大，在１０ ２０ｃｍ土层不同植被恢复下ＳＯＣ差异较小，表明植被恢复对表层ＳＯＣ影响较大，而对次表层ＳＯＣ影响较小三
将Ｒ０．２５二ＭＷＤ二ＧＭＤ二Ｄ分别与土壤有机碳进行相关分析（如图４），各指标均与ＳＯＣ具有显著地线性相关关系三ＳＯＣ与Ｒ０．２５二ＭＷＤ和ＧＭＤ有极显著的正相关，与Ｄ有极显著的负相关，表明土壤有机碳对土壤团聚体形成和分布有显著影响，其含量越高则土壤团聚性越好三其中ＭＷＤ与土壤有机碳的相关性最高，Ｒ２达到了０．４４，Ｒ０．２５与土壤有机碳相关性最低，Ｒ２仅为０．２８，ＧＭＤ和Ｄ与土壤有机碳的相关性较高，Ｒ２分别为０．３７和０．３４三
对植被恢复下排土场颗粒分布进行分析（表４）三由于排土场堆积过程中土体来源和堆积工艺一致，排土场土壤颗粒分布变异较小，土壤质地一致三植被恢复下排土场平台土壤粘粒二粉粒和砂粒含量分别为１０．５２％，５４％和３５．４８％，变异系数分别为９％，１０％和１７％；边坡土壤粘粒二粉粒和砂粒含量分别为８．９３％，４８．０２％和４３．０５％，变异系数分别为２１％，１６％和２１％三排土场植被恢复下土壤粒径分布较为一致，属于弱变异和中度变异，粘粒含量较少粉粒含量最多，土壤质地为粉壤三排土场平台和边坡裸地的粘粒二粉粒和砂粒含量分别为６．６３％，３３．９１％，５９．４６％和５．６８％，３３．４５％，６０．８７％三
表４一不同植被类型和地形下土壤颗粒分布
Ｔａｂｌｅ４一Ｓｏｉｌｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓａｎｄｌａｎｄｆｏｒｍｓ
土层Ｓｏｉｌｌａｙｅｒ／ｃｍ地形Ｌａｎｄｆｏｒｍ植被类型Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓ
土壤颗粒分布Ｓｏｉｌｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ／％
粘粒Ｃｌａｙ粉粒Ｓｉｌｔ砂粒Ｓａｎｄ０ １０
平台
草地１０．３８?０．９４ａ５４．５５?６．８２ａ３５．０７?７．７２ｂ灌木
１０．１６?１．００ａ
５１．７６?５．１１ａ
３８．０８?６．０１ｂ
７
一１６期一一一唐骏一等：植被恢复对黄土区煤矿排土场土壤团聚体特征的影响一
裸地
７．２８?１．２１ｂ３６．２８?３．２８ｂ５６．４３?３．８５ａ边坡
草地７．２３?２．０２ｂ４４．１８?１１．２３ｂ４８．５９?１３．２０ｂ灌木１０．３０?０．５５ａ５２．２１?６．９８ａ３７．４８?７．１９ｃ裸地
５．８５?１．２５ｃ
３５．４３?５．０９ｃ
５８．７１?６．２７ａ
粘粒是土壤团聚结构形成的重要因素，相关分析也表明（图５），３种土壤颗粒中土壤粘粒含量与Ｒ０．２５二
ＭＷＤ二ＧＭＤ具有极显著（Ｐ＜０．０１）地正相关关系，与团聚体分形维数具有极显著负相关，表明植被恢复下土壤粘粒含量越高二质地越重则土壤团聚性越好三土壤粘粒含量与Ｒ０．２５相关性最好，Ｒ２达到了０．６７，与ＭＷＤ相关性最差，其Ｒ２为０．３９三３一讨论
在黄土地区已经完成的大量研究表明植被恢复能够促进土壤水稳性团聚体的形成［１６?１８］三本次研究中植
８一生一态一学一报一一一３６卷一
表明结果［７，１７?１８］边坡，而边坡的土壤侵蚀强度要显著高于平台三本研究也表明植被恢复下排土场不同地形土壤团聚性有显著差异，平台水分养分条件有利于植被恢复，同时水土流失和团聚体破坏均较轻，植被恢复下其有机碳和粘粒含量均更高，所以平台具有较好的土壤团聚结构三赵世伟［１９］和于寒清［１６］对黄土地区的研究表明灌木恢复下土壤团聚性要好于草地，但是本研究表明在排土场平台草地的恢复效果较好，这可能是由于植被恢复所处的环境不同三排土场植被生长环境较差，更适合能忍受贫瘠环境的草本作物的生长，同时草地表层枯落物和根系发达，有机质周转较快，对土壤团聚结构改良效果也好于灌木地，李俊超［８］等研究也显示草地对排土场平台土壤的改良效果要优于灌木；而边坡土壤侵蚀严重，灌木相比草本具有较好的保持水土能力［２０］，比较适应边坡这种侵蚀强烈的地形，所以灌木对边坡土壤结构改良效果要好于草地三由于排土场土壤性质的特殊性，其植被恢复过程和效果与该地区自然土壤有很大差异，并不能照搬自然地区植被恢复的技术经验，应因地制宜，并根据排土场不同位置和恢复目的选择适宜的植被恢复模式三
土壤有机质和粘粒是土壤团聚结构形成的重要因素，土壤团聚体的形成主要依赖于土壤中各种胶结物质
９
一１６期一一一唐骏一等：植被恢复对黄土区煤矿排土场土壤团聚体特征的影响一
０１一生一态一学一报一一一３６卷一的数量和性质，而土壤腐殖质和粘粒是最主要的胶结物质［２１］三ＹａｏＳＨ［２２］的研究表明植被恢复通过增加退化土壤的有机碳含量而增强土壤团聚性，这与本研究结果一致，排土场土壤有机碳含量越高其土壤团聚性越好三ＺｈｏｕＨ［２３］的研究结果表明长时间的植被恢复下土壤有机碳含量越高而粘粒含量越低则土壤团聚性越好，这与本研究中土壤粘粒与ＳＯＣ均促进土壤团聚体形成的结果不一致三主要是由于ＺｈｏｕＨ的研究在红壤地区，其土壤粘重，粘粒含量过高造成土壤结构不良；而本研究在黄土地区，排土场土壤以粉粒和砂粒为主，粗颗粒含量较多不利于土壤团聚体的形成，同时排土场土壤有机碳含量偏低，因此粘粒含量对于排土场土壤团聚体的形成更为重要三通过分析（表４）可以看出，与裸地相比植被恢复下土壤粘粒和粉粒含量显著增加，而砂粒显著减少，主要原因可能是不同植被恢复下土壤侵蚀强度不同三裸地土壤侵蚀强烈，强烈的侵蚀下细颗粒大量流失［２４］，所以其粘粒和粉粒所占比例较低，而不易流失的砂粒相对积累，而植被恢复措施下土壤侵蚀较轻，土壤细颗粒流失较少，所以土壤粘粒和粉粒含量相对较高三
以往对于土壤团聚体形成的影响因素的研究多在自然土壤条件下［７，２３，２５］，而对于排土场这种重构土壤其团聚体特性及影响因素的研究还很少，本研究表明了土壤有机碳和粘粒对于重构土壤团聚体形成和分布的影响，植被恢复主要通过增加土壤有机碳含量和和减少粘粒流失来促进土壤团聚，在排土场重构土壤熟化过程中可以通过增加土壤有机质和粘粒来改良土壤结构，一些研究表明土壤改良剂如粉煤灰二污泥二堆肥等的加入与植被恢复措施配合对排土场的生态恢复有更好的效果［２６］三ＺｈｏｕＨ［２３］已经利用同步辐射对团聚体内部微结构进行了研究，表明了植被恢复对于改善团聚体内部微结构二增加其孔隙性的作用；ＷｅｉＸＲ［２５］也对黄土地区植被恢复下土壤团聚体内部有机碳的分布特征进行了研究三本文研究了植被恢复对排土场土壤水稳性团聚体数量和粒径分布的影响，但对于团聚体内部状况以及形成过程研究还不够深入，今后还需要进行更为深入的研究，探究植被恢复下排土场重构土壤团聚体的形成过程和内部特征三
４一结论
本研究表明植被恢复能显著提高排土场重构土壤的团聚性，植被类型和地形对土壤团聚性有显著影响三排土场平台在草地恢复下土壤团聚状况较好，在恢复初期应以草地作为主要的植被恢复模式；而边坡在灌木恢复下土壤团聚状况较好，应以灌木作为主要的恢复模式三植被恢复下土壤有机碳含量越高二质地越粘重则土壤团聚性越好，植被恢复通过增加排土场的土壤有机碳含量和减少粘粒流失促进土壤团聚过程三本研究揭示了黄土区煤矿排土场不同植被恢复下土壤团聚体特征，有助于进一步认识植被恢复对于该地区排土场土壤质量提高和水土保持的作用，并为排土场不同部位植被恢复方向的确定以及适宜植被恢复类型的筛选提供了科学依据，对其他大型工程堆积体及填沟造地等重构土壤的植被恢复二土壤熟化的研究也有一定科学意义三参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：
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［２６］一ＪｕｗａｒｋａｒＡＡ，ＪａｍｂｈｕｌｋａｒＨＰ．Ｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｍｉｎｅｓｐｏｉｌｄｕｍｐｔｈｒｏｕｇｈｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌａｐｐｒｏａｃｈ．ＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
２００８，９９（１１）：４７３２?４７４１．
１
１一１６期一一一唐骏一等：植被恢复对黄土区煤矿排土场土壤团聚体特征的影响一
黄土高原的水土流失报告 积土成山，风雨兴焉。积水成渊，蛟龙生焉。—题记 提到黄土高原你会想到什么？是那厚厚的黄土，还是那千沟万壑的地表，又 或是那漫天飞舞的黄沙……其实没有会想到，其实在几千年前，黄土高原也是 一个鸟语花香的世界，也是一片富饶的土地，也是许多皇宫建立的地点。而造 成今天的黄土高原会是这样的支离破碎的原因只有一个，那就是水土流失。 什么是水土流失 也许有人会好奇什么是水土流失。所谓“水土流失”是指在流水、重力和人 类活动等作用下，水土资源和土地生产力的破坏和损失。它包括土壤侵蚀及水 的流失。现在我国的水土流失状况十分严重，大约有180万平方公里的水土流 失面积。黄河流域、长江中上游地区、南方低山丘陵区、东北黑土分布区和北 方的土石山地都有水土流失发生。黄土高原是我国乃至世界上水土流失最严重 的地区。黄土高原的面积约30多万平方公里，发生水土流失的区域占总面积的90％左右，每年流失的土壤约有16亿吨。 水土流失的表现 1、使土地生产力下降甚至丧失：中国水土流失面积已扩大到150万平方公里，约占中国的1/6，每年流失土壤50亿吨。土壤中流失的氮、磷、钾肥估计 达4000万吨，与中国当前一年的化肥施用量相当，折合经济损失达24亿元。 长江、黄河两大水系每年流失的泥沙量达26亿吨。其中含有的机肥料相当于 50个年产量为50万吨的化肥厂的总量。难怪有人说黄河流走的不是泥沙，而 是中华民族的血液，如此大片肥活的土壤和氮、磷、钾肥料被冲走了，必然造 成土地生产力的下降甚至完全丧失。 2、淤积河道、湖泊、水库：浙江省虽然水土流失较轻，可是省内有8条水系的河床普遍增高了0.2—0.1米，内河航行里程当前比60年代减少了1000公里。比如1958年以前，从嵊县城到曹娥江可通行10吨载重量的木船。由于河床淤 沙太多，如今已被迫停航，地表水资源变成沙子，航建公司改成“黄沙”公司。
黄土高地区主要土壤类型介绍 一．简介 黄土高原是中国四大高原之一，是中华民族古代文明的发祥地之一。黄土高原海拔800～3000米，是地球上分布最集中且面积最大的黄土区，总面积64万平方千米。高原横跨青、甘、宁、内蒙古、陕、晋、豫7省区大部或一部。高原地势由西北向东南倾斜。除许多石质山地外，高原大部分为厚层黄土覆盖，经流水长期强烈侵蚀，逐渐形成千沟万壑、地形支离破碎的特殊自然景观。地貌起伏，山地、丘陵、平原与宽阔谷地并存，四周为山系所环绕,如北部的阴山,南部的秦岭,东部的吕梁山、西部的六盘山。黄土高原面积广阔，土层深厚，地貌复杂，水土流失严重，世所罕见 平均海拔1000～1500米，除少数石质山地外，高原上覆盖着深厚的黄土层，黄土覆盖厚度大多在100米以上，最大厚度超过200米。年均气温6～14℃，年均降水量200～750毫米。从东南向西北，气候依次为暖温带半湿润气候、半干旱气候。植被依次出现森林草原、草原和风沙草原。土壤主要有黄绵土、褐土和黑垆土。 二．气候 黄土高原地区属（暖）温带（大陆性）季风气候，年降水量200~750毫米之间。冬春季受极地干冷气团影响，寒冷干燥多风沙；夏秋季受西太平洋副热带高压和印度洋低压影响，炎热多暴雨。多年平均降雨量为466毫米，总的趋势是从东南向西北递减，东南部600～800 毫米，中部400~600毫米，西北部200~300毫米。以200毫米和400毫米等年降雨量线为界，西北部为干旱、半干旱区，中部为半亚湿润区，东南部为半湿润区。 中部半亚湿润区 包括黄土高原大部分地区，主要位于陕北、晋北、陇东和陇西南部等地区，年均温4℃～12℃，年降雨量400～600毫米，干燥指数1.5～2.0，夏季风渐弱，蒸发量远大于降水量。该区的范围与暖温带落叶阔叶林草原带大体一致 东南部半湿润区 主要位于河南西部、陕西关中平原、甘肃东南部、山西南部，年均气温8～14℃，年降雨量600～800毫米，干燥指数1.0～1.5，夏季温暖，盛行东南风，雨热同季。该区的范围与暖温带落叶阔叶林带大体一致。 西北部干旱、半干旱区 主要位于长城沿线以北，陕西定边——宁夏同心、海原以西。年均温2℃～8℃，年降雨量100～300毫米，干燥指数2.0～6.0。气温年较差、月较差、日较差均增大，大陆性气候特征显著。风沙活动频繁，风蚀沙化作用剧烈。该区的范围与温带荒漠草原带大体一致。 黄土高原地区降雨年际变化大，丰水年的降水量为枯水年的3～4倍；年内分布不均，汛期（6～9月）降水量占年降水量的70%左右，且以暴雨形式为主。 黄土高原大部分属于暖温带、少许的中温带,属于温带季风气候区,光照、热量充足；夏季降水多.社会经济：劳动力数量多,有悠久的种植历史,劳动力经验丰富；
八年级地理下册《黄土高原》教案-新人教 版
第八章认识跨省区域 第一节沟壑纵横的特殊地形区——黄土高原（第一课时） ※教学目标 知识目标 1.让学生了解黄土高原的地理位置，并对黄土高原的地理位置作出简要评价。 2.了解黄土高原上黄土物质的形成原因。 3.让学生理解黄土高原千沟万壑的地形地貌特征。 4.让学生认识黄土高原生态环境恶化、自然灾害频繁的自然和人为原因，并认识相应的环境保护与资源开发的办法与经验。 能力目标 1.通过阅读地图说明黄土高原的位置。描述黄土高原所跨的省级行政区，培养学生的读图、析图能力。 2.通过读图分析造成黄土高原水土流失严重的原因，并讨论由此导致的严重的后果。进一步培养训练学生的读图分析及归纳整理能力。 德育目标 通过本节内容学习，使学生认识到自然环境各要素之间相互作用、相互影响的复杂关系。从而培养学生正确的人地观和可持续发展观。 ※教学重点 1.黄土高原水土流失严重的原因。 2.黄土高原脆弱的生态环境及成因。 ※教学难点 黄土高原上黄土物质的形成原因。
※教学方法 导学法、谈话法、讲述法相结合。 ※教具准备 1.有关课本插图资料。 2.挂图——黄土高原的位置，中国水土流失分布图。 ※课时安排 二课时 第一课时 ※教学过程 ［导入新课］ 同学们：我国有960万 km2的陆地面积。幅员辽阔，各地的自然景观不同。黄土高原）看一看这是什么地形区，主要地貌有哪些？（黄土高原地貌有黄土塬、黄土峁、黄土梁）引出新课。 板书：沟壑纵横的特殊地形区——黄土高原 ［讲授新课］ 教师出示挂图——黄土高原的位置。首先让学生在图上找出太行山、乌鞘岭、秦岭、长城以及黄土高原所跨的省级行政区，。 板书：一、世界最大的黄土堆积区 黄土高原东起太行山、西至乌鞘岭、南至秦岭、北抵长城。跨越了山西省、陕西省、宁夏回族自治区、甘肃省。在这片广阔的区域内黄土的厚度一般超过
黄土高原主要旱区农业的可持续发展 张海峰 （陇东学院政法经管系思想政治教育政教二班） 内容摘要： 论述了旱地农业在我国农业中的战略地位，针对黄土高原旱地农业发展的资源环境脆弱，生态环境退化严重，干旱程度加剧，水资源短缺，降雨极不均匀，农业结构不合理等问题。通过人类积极的活动实现生态环境的重建和恢复，建设农林牧复合性旱地农业，建立旱作节水农业技术体系，建设特色旱地农业产业化体系，还要制定促进区域发展的各项有利政策，建设生态安全保障体系，建设旱地农业信息化管理与服务体系，竭尽可能的实现黄土高原农业的可持续发展。 关键词：黄土高原旱区生态环境水资源可持续发展 旱地农业在我国农业生产中占有十分重要的战略地位，由于全球气候变暖和干旱程度的日趋严重，水资源日趋紧张，使的发展新灌溉系统的成本不断上升，灌溉农业的效益下降已制约了其发展。因此，旱地农业在农业生产中举足轻重的地位越来越明显，加快旱地农业的发展，促进旱地农业生产水平上新台阶，已经成为摆在我们面前的重大战略问题。 黄土高原是世界上土壤侵蚀最严重的地区之一，绵延我国 11个省区境内沿黄河地区，共计约48万平方公里。这些地区年均降水量从不到200毫米（北部沙漠地区）至600毫米（西安）不等。地形有缓坡，也有陡峭的沟壑。生态环境、多变，资源承载能力较低。且这一地区多为旱地农业（旱地农业是泛指半干旱、半湿润地区主要依靠自然降水的旱作农业，也包括干旱地区的灌溉农业。）加之降雨极不均匀，土壤水分损失严重，有机质含量逐年下降，导致农业生产成本增加，具体表现如下： 一、晋陕黄土高原北部丘晋陵半干旱农牧区： 1、复杂多样的地形，强烈的土壤侵蚀。 除北部的鄂尔多斯高原较为平坦之外，南部晋陕黄土高原丘陵地面沟壑纵横，陡坡沟深，加之这一地区人口密度高，宜耕农田不多，陡坡开荒面积大，垦殖指数高，陡坡滥垦使林草植被造到严重破坏，本来抗冲性弱的黄土就更易受水蚀侵害。这是加剧水土流失的人为因素，并且形成“越穷越垦，越垦越穷”的恶性循环。 2、旱灾频繁，粮食产量低而不稳。 本区大于等于80%保证率的年降水量为250-400毫米，降水变化率较大。从全年雨量变化情况看，一次性小于等于5毫米无效降水多，降水多集中在夏季（7-9月），且多雨或暴雨，造成灾害。春季多风少雨，春旱十分严重，又受制于地下的影响，河流深切，含沙量大，流量不稳定等因素，限制了农田灌溉作用的充分发挥。春季多风，风沙威胁严重，蒸发强烈，加之黄土抗侵蚀冲刷能力差，植被覆盖率低，从而使的有限降水难以顺利入渗为土壤接纳保蓄以供作物有效利用，这些因素综合导致粮食产量低而不稳。 二、陇东黄土高原沟壑区 这一地区年均降水量500毫米左右，降水稀少且时空分布不均，降水高峰期与作物需水临界期错位，干旱是该区农业生产的住限因子，而且山坡地比例大，土壤为黄绵土，土壤蓄水保墒能力差，水土流失及肥力流失严重，土壤肥力地下。山地农业靠天吃饭，广种薄收。 三、陇中黄土高原中部丘陵沟壑半干旱农牧区。 本区包括甘肃中部定西，临夏市，积石山市和宁夏回族自治区南部的固原地区。，
黄土丘陵沟壑区土壤水稳性团聚体特征 摘要：土壤团聚体是土壤的重要组成部分,是土壤养分的贮存库和各种土壤微生物的生境。土壤水稳性团聚体含量影响各土壤性质。以黄土丘陵沟壑区的吴起县为研究区，选取不同土地利用和植被类型的样地为研究对象，通过测定土壤水稳性团聚体含量，评价了不同土地利用方式和植被类型下水稳性团聚体特征。结果表明：大于0.25mm的土壤水稳性团聚体在各样地的大小顺序为：柠条林地＞杏林地＞小叶杨林地＞油松林地＞多年荒地＞沙棘林地＞农用地。不同坡向、坡度的同一植被对土壤质量的影响也不相同，表现为：处于同一地带阴坡的种植较阳坡更利于增加土壤团聚体的稳定性。近几十年的退耕还林还草及禁牧有利于荒山荒坡地表植被的自然恢复，能够提高土壤水稳性团聚体含量，进而提高水分下渗，减少水土流失。 关键词：水稳性团聚体；土地利用；植被类型；黄土丘陵沟壑区 中图分类号：S158.3 Characteristics of Soil Water Stable Aggregate in the Loess Hill-gully Region Abstract :Soil aggregate is an important part of the soil, is the soil nutrient store and a variety of soil microbial habitat. The content of soil water stable aggregates impact on soil properties. Wuqi county of Shaanxi province was selected as the study area. Sample sites under different land use and vegetation types were choosed as study objects. Through determination of water stable aggregate content, water stability aggregates characteristics under different land use and vegetation types was evaluated. The results showed that: greater than 0.25mm water stable aggregates in the order of the size of all sorts of places: Caragana plantation>prunas armeniaca> lobular Young> P. tabulaeformis > many years barren land > seabuceakthorn forest> agricultural land. Different slope aspect, the slope grade of the same vegetation on soil quality is not the same and the content of soil water stable aggregates under prunas armeniaca of shady aspect is higher than that of sunny aspect. Decades of returning farmland to forest and grassland and banning grazing benefits to restore the natural vegetation of barren hills and slopes. In a word, returning farmland to forest and grassland can improve the content of soil water stable aggregates, and furthermore, can improve water infiltration and reduce water and soil loss. Key words: water-stable aggregate;land use;vegetation type; loess hill-gully region 1 引言 土壤团聚体是土壤养分的贮存库和各种土壤微生物的生境[1]，是土壤的重要组成部分，土壤团聚体对保证和协调土壤中的水、肥、气、热具有重要意义，并且影响土壤酶的种类和活性、维持和稳定土壤疏松熟化层并直接影响植物的生产力[2,3]，在一定程度上,土壤团聚体数量和质量及水稳性团聚体的状况,影响着土壤结构的优劣[4,5]。有研究表明,不同土地利用方式对土壤水稳性团聚体的组成以及土壤结构稳定性有显著影响。具有良好水稳性团聚体结构的土壤,不仅能够满足植物对水分、养分、湿度、空气的需求,而且具有良好的抗冲抗蚀性能[6]。团聚体稳定性是团聚体抵抗外界压力的能力，这些压力包括耕作，雨滴动能等。如何量化土壤团聚体的稳定性是一个重要的问题，罗列出不同粒级区间的土壤团聚体质量含量虽可提供详细的信息，却很繁琐。但如果仅分析某一部分的团聚体含量，不同粒级团聚体在养分的保持和供应中的作用不同[7],例如计算＞0.25 mm粒级的团聚体含量，就比较方便，可以对不同土地利用和植被类型下团聚体水稳性特征进行简单的评价。团聚体可分为水稳性和非水稳性两种，水稳性团聚体大多是钙、镁、腐殖质胶结起来的在水中振荡、浸泡、冲洗而不易崩解仍维持其原来结构的颗
研究生课程论文封面 课程名称土壤水动力学 教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业 所在院系 类别: 日期: 2012 年1月7 日
评语 对课程论文的评语: 平时成绩：课程论文成绩： 总成绩：评阅人签名： 注：1、无评阅人签名成绩无效； 2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效； 3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。
水分特征曲线测定实验报告 1 实验的目的要求 理解水分特征曲线的含义，掌握水分特征曲线的测定方法，以及比较不同土壤水分特征曲线的特点。 2 实验的原理 土壤水的基质势（或土壤吸力）与土壤含水量之间的关系曲线称为土壤水分特征曲线或土壤持水曲线（soil water retention function ）。土壤水分特征曲线表示土壤水的能量和数量之间的关系，是研究土壤水分的保持和运动所用到的反映土壤水分基本特性的曲线。各种土壤的水分特征曲线均需由实验测定。 水分特征曲线仪主要由陶土头、集气管、压力传导管、水银测压计（由玻璃管和水银槽组成）、观测板以及样品容器组成，其结构如图1所示。 图1 水分特征曲线仪结构图 1.样品容器； 2.陶土头； 3.集气管； 4.压力传导管； 5.水银测压计； 6.观测板； 7.水银槽 陶土头是仪器的传感部件，由具有均匀微细孔隙的陶土材料制成，当仪器内充满水使陶土头被水饱和时，陶土头管壁就形成张力相当大的一层水膜，陶土头与土壤充分接触后，土壤水与其内部的水体通过陶土头建立了水力联系，在一定的压差范围内，水分和溶质可以通过陶土头管壁，而气体则不能通过，即所谓透水不透气。因此，如果陶土头内外之间存在压力差，水分就会发生运动，直至内外压力达到平衡为止。这时，通过水银压力表测定的负压值就是陶土头所在位置土壤水的基质势。 陶土头所在位置的压力水头（基质势或负压）的计算公式为： w m w m m h h h h h h --=-+-=6.12)(6.13 式中h 为压力水头，h m 为压力表中水银柱高度（以水银槽水银液面为基准面），h m 是水银槽液面到陶土头中心位置的垂直距离。
黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室 2014年度实验室开放基金课题指南 一、实验室主要研究方向 土壤侵蚀和干旱是影响农业生产和环境的世界性问题，在我国黄土高原地区尤为突出。本实验室是以黄土高原侵蚀环境调控和提高旱地农业生产力为研究方向，以解决黄土高原水土流失和干旱问题为目标，主要研究土壤侵蚀过程及其机理、土壤侵蚀预测预报、侵蚀环境演变机制及其提高生产力途径，土壤侵蚀与旱地农业研究的新技术与新方法、侵蚀与干旱逆境下作物生理生态和土壤水分、养分循环机制及其调控，发展土壤侵蚀与旱地农业新领域及其交叉学科，为加速黄土高原水土保持、生态环境建设和农业持续发展及黄河治理服务。 二、基金资助范围 本实验室主要资助符合实验室研究方向，又具有创新意义的基础及应用基础研究课题。主要资助如下研究方向： 1．土壤侵蚀动力学过程及其机制、土壤侵蚀预测预报、侵蚀环境演变机制及其调控（简称：侵蚀） 包括土壤侵蚀过程动力学机制、土壤侵蚀预报模型、土壤侵蚀研究新技术与新方法，土壤侵蚀环境演变机制及其时空分布特征、侵蚀环境演变的驱动力、土壤侵蚀环境效应评价、土壤侵蚀与环境演变的预测预报等。 2．旱地农业生态系统中水分、养分迁移与调控及提高旱地农业生产力的机制（简称：旱农）包括农林草生态系统中水分、养分迁移机制与动力学模式，土壤水—肥—生产力相互关系及产量形成过程的机理与动态模拟，提高水分、养分利用效率的机制与途径，作物对干旱逆境的适应性及旱地作物增产的机制，农业节水的生理生态基础，黄土高原发展集雨农业的理论与途径等。 3．黄土高原土壤侵蚀环境演变及调控与旱地农业生产力的相互关系（简称：交叉） 包括侵蚀条件下土壤养分运移规律，植被—侵蚀—土壤互动作用，侵蚀条件下的土壤退化对旱地农业生产力和生态环境影响的定量评价，水土保持和生态建设对区域水环境的影响评价、旱地农业生产力改变对区域水文情势影响的机制与效应，旱区生态农业对调控土壤侵蚀环境的效应，旱地农业可持续发展的优化模式等。 4. 黄土高原植被建设环境效应及调控（简称：植被） 包括半干旱区退化林草植被生态系统水分循环与恢复模型，灌草立体配置的水文生态与水土保持耦合效应；确定自然和人为作用下的土壤水分恶化过程及机理，建立区域土壤干层预报模型，提出区域植被恢复与建设高效种植模式，以指导黄土高原生态环境恢复与重建。 三、基金资助方式 为了更加有效地管理实验室基金，充分发挥实验室基金在推动学科建设和人才培养方面的作用，实验室基金资助方式包括如下三种类型：
SDSWCC 土水特征曲线压力板仪实验教程 实验理论： 土水特征曲线是非饱和土中的吸力与含水量之间关系的曲线。吸力可以是基质吸力也可以是总吸力。含水量可以是体积含水量、重力含水量，也可以是饱和度。它包含两条曲线分别是脱湿曲线和吸湿曲线。 通过Geo--‐expert的压力板仪，可以得到基质吸力与体积含水量之间关系的土水特征曲线。 基质吸力：Matric suction （u a--‐u w）孔隙气压与孔隙水压的差值。目前模拟基质吸力的方式有三种，按照可获得的吸力的范围可分为轴平移技术（0.1kPa--‐1.5Mpa），渗透技术（0.1--‐10Mpa）,蒸汽平衡技术（10--‐200Mpa）。Geo--‐expert 的一维SDSWCC压力板仪采用轴平移技术，将孔隙水压平移到0值，直接通过孔隙气压的变化来控制基质吸力值。 脱湿，土体在不同吸力作用下（通常吸力从小到大变化），水从土体中排出来的过程；吸湿，土体在不同吸力作用（通常吸力从大到小变化），慢慢吸进水分的过程。 SDSWCC可直接测得土壤中的出水值，再通过实验之前测得饱和样的质量，换算出不同吸力平衡后的体积含水量，最后根据脱湿、吸湿下吸力值和对应的体积含水量可作出土水特征曲线。 SDSWCC与传统土水特征曲线获得装置的最大不同点是采用了香港科技大学吴宏伟教授的最新成果，加入轴向力的独立控制, 实现了stress dependant功能。 以下是典型的土水特征曲线：
土水特征曲线有以下特点 1. 整体来看，几乎所有土--‐水特征曲线形状都很相似，基质吸力增加，非饱和土的含水量降低。 2. 含水量较低时，基质吸力随含水量的变化较大；含水量较高时，基质吸力随含水量的增加较缓和的减小。 3. 脱湿曲线和吸湿曲线之间有一定的滞回特性,有很多种解释，最为大家接受的是由于土体内的孔隙特殊 性，如下图所示（左边为脱湿过程，右边为脱湿过程），土体孔隙空间内部有较大的孔隙，连接较小的通道孔径，形成“瓶颈”效应。脱湿、吸湿时由于运动方向不同使含水量变化出现滞后。 4. 土水特征曲线的特殊点 进气值, 土体随着吸力的增加，水分开始从土体中排出来时对应的吸力值。
兰州大学庆阳黄土高原草地农业试验站 草地农业生态系统国家重点实验室野外定位站 宣传片脚本 黄土高原是中华民族的发祥地，是华夏灿烂文化的摇篮，记载了我国畜牧业与种植业多次反复嬗替的古老样本。 兰州大学庆阳黄土高原草地农业试验站位于我国农牧交错带南缘。是我国第一个开展草地农业生态研究的试验站。 一、历史回顾 1981年，中国工程院院士、我国草业科学奠基人任继周教授，针对黄土高原存在的水土流失严重、农业系统结构以单一谷物种植为主、畜牧业比例低低、农民收入低下等问题，带领着学术团队选址建立了庆阳试验站，开创了我国草地农业研究的先河，取得了丰硕的研究成果，曾被光明日报、经济参考、甘肃日报、甘肃科技报等专题报道，2002年随着甘肃草原生态研究所并入兰州大学，成为学校在黄土高原重要的科研、教学、推广示范基地和野外定位站， 2009年该站获批教育部中央级高校农林实践基地，2011年挂牌为草地农业生态系统国家重点实验室野外定位站试验站的软硬件条件不断完善，对外开放服务能力不断提升。 二、基础条件 全站占地217亩，划分为作物-牧草试验观测区、家畜养殖区、综合楼、机具区、库房区和生活区等区域。站内各类用房总建筑面积近三千平方米，综合楼面积1421m2，建有实验室、教室、会议室和师生宿舍等、网络通讯设施齐全。配备有气象站、土壤水分测定仪、氧化亚氮气体分析仪、土壤碳通量测定仪、光合仪、冠层仪、人工模拟降雨器等仪器设备和实验室基本条件，各类拖拉机、播种机、免耕机等田间机械，为大田实验提供了条件保障。 三、科研工作及相关成果 建站以来，依据草地农业系统理论，农业系统中畜牧业所占比例不低于25%，重点开展了粮-草-畜耦合提高系统提高自然资源利用能力和效率的研究，共引进评价近千种饲草植物新品种，其中100余种已在当地应用，在研究评价草田轮作系统评价系统生产力和效益，在牧草-家畜系统试验区评价反刍家畜对饲草的转化利用及对环境的影响，在果-草试验区观测牧草加入果园后系统水分、养分和光能利用过程。建立的水土保持耕作试验区，以当地常见二年三熟轮作为对象，系统观测中长尺度下免耕、秸秆还田等水土保持耕作措施对农业生产力和环境安全的影响。
非饱和压实黄土抗剪强度的研究 非饱和黄土分布广泛,建筑物回填地基以及黄土路基、坝基等,这些工程用到的土都为非饱和压实黄土。土水特征曲线是研究非饱和土强度特性的重要内容。 对于压实土,压实功和压实含水率对土的物理力学特性影响很大。相对于压实功,压实含水率的影响更为显著。 不同起始含水率压实的土样尽管矿物成分相同,但常被看作不同的土。为了探究非饱和压实黄土抗剪强度特性,本文以黑方台黄土为研究对象,采用标准击 实法获得击实曲线,确定最优含水率(17.0%),选取低于最优(8.0%)、最优(17.0%)和高于最优(19.0%)三种含水率,采用压实法制备重塑样,压实样干密度与击实曲线上各含水率对应的干密度相同,分别为1.57g/cm~3(D157)、1.71g/cm~3(O171)、1.67g/cm~3(W167),另外以低于最优含水率(8%)制备一组与原状黄土干密度 (1.35 g/cm~3)相同的压实样(D135)。 通过滤纸法测定了四种压实黄土增湿过程的土水特征曲线,并用 Fredlund&Xing的方程对实测数据点进行拟合。结果表明:相同击实含水率的土样,即D135和D157,其土水特征曲线差异不大;而不同击实含水率的土样,即 D157,O171和W167,其土水特征曲线在过渡区(基质吸力10-3000kPa)差异较大。 具体表现为D157土样的土水特征曲线较陡,W167次之,O171最缓,这一现象同土样的微观孔隙分布密切相关。在残余区(基质吸力大于3000kPa),基质吸力 主要与颗粒矿物成分有关。 通过常规直剪试验讨论四种土的应力应变特性。击实含水率8%土样,即D135、D157,均为集粒结构,微观结构相似,土体的初始孔隙比显著影响其应力应变特性,较大孔隙比的土样D135剪切过程中易发生剪缩,表现为理想塑性或应变硬化特
黄土高原练习 梯田是因地制宜发展农业生产的典范。图5是四种不同类型梯田的剖面示意图，图6是某地等高线地形图。读图回答1~2题。 1.图6中甲区地形适合修筑的梯田类型是 A．水平梯田 B．坡式梯田 C．隔坡梯田 D．反坡梯田 2．在黄土高原缓坡上修筑反坡梯田的优点是 A．保水保土效果更好 B．修筑难度小 C．利于机械化耕作 D．便于灌溉施肥 黄土高原上的陕西洛川苹果香甜可口，深受消费者喜爱。 3.洛川苹果种植的自然条件优势是 ①黄土梁、黄土峁密布②日照较充足，昼夜温差大 ③降水集中在冬春两季④黄土通透性强，水肥供需协调 A.①② B.②④ C.③④ D.①③ 4.洛川商家在上海开设果行零售苹果，其利用的上海区位优势主要是 A.消费市场巨大 B.集聚效应显著 C.劳动力素质高 D.运输条件便捷 我国许多聚落名称体现了所处自然环境的特点。黄土高原地区有些聚落名为“XX川”。《现代汉语词典》解释：川地是山间或河流两边的平坦低洼的土地。据此完成5-6题。 5．为趋利辟害，这些以“川”为名的聚落选址宜（） A．紧邻河岸以方便取水 B．接近坡地中部以方便耕作 C．靠近坡地上部以防洪水 D．远离陡坡以避崩塌、滑坡 6．在农业社会，决定这些聚落发展规模的主导条件是（） A．河流水量 B．土壤肥力 C．川地面积 D．林木蓄积量 地处干旱区的宁夏银川市，其周边地区曾广布湖泊，明清时有“七十二连湖”的说法。20世纪80年代银川周边湖泊所剩无几。1999年开始，银川实施恢复湿地的计划。图4示意银川周围目前的湖泊分布。据此完成7-8题。 7．20世纪80年代银川周边湖泊所剩无几的主要原因是（） A．泥沙淤积 B．气候变暖C．排水造田 D．黄河来水量减少 8．疏浚、恢复湖泊湿地，对银川环境的直接影响是 ①增强城市排污能力②增加城市空气湿度③美化城市环境④增大城市气温年较差A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 下图中阴影地带是表示我国某两种地理事物转变、交错 分布的一个地带。据此回答9～10题。 9. 图中阴影可能是我国的（） A. 半湿润、半干旱的过渡地带 B. 二、三级阶梯的过渡地带 C. 是平原向高原的过渡地带 D. 内流区与外流区的过渡地带 10. 图中甲地最主要的生态环境问题是（） A. 荒漠化严重 B. 水土流失严重 C. 土壤次生盐碱化严重 D. 土壤污染严重 11. 图中乙处发展农业的主要限制性因素是（） A. 土壤贫瘠 B. 光热条件差 C. 地形坡度大 D. 水资源缺乏 12、2013年3月8~9日，沙尘天气横扫我国西北和华北地区，局部地区出现沙尘暴和强沙尘暴天气。图24是此次沙尘天气影响范围示意图。读图回答下列问题。（10分） (1)此次沙尘天气过程，a地与b、c两地相比，a地沙尘更强的自然原因有。（3分） (2)沙尘天气对b区农业生产的影响 有。（4分） (3)减轻沙尘危害的可行措施有（2分） A．建防风林削弱近地面风力 B．发展灌溉增加地面湿度 C．农作物留茬增强抗风蚀能力 D．硬化地面抵抗风蚀 (4)针对沙尘暴这一环境问题，广东省中学 生适合的参与方式是。（1分） 13、西部大开发的十年，是陕西省经济 发展步伐不断加快，经济综合实力迅速提升 的十年。读陕西省相关图文资料，回答下列 问题。（17分） 材料一：2008年陕西省粮食播种面积4852.05万亩,粮食总产1150.9万吨，全省粮食产量连续五年稳定在1000万吨以上。与1999年比，在粮食面积减少近20％的情况下，产量增长6.4％，2000－2008年粮食单产年均增长3.2％。 材料二：陕西省三大产业结构图 材料三：陕西省略图 1．1999年以来，陕西省产业结构的变化特点是 。 2．陕西省高新技术开发区的分布特点是 ，其发展的区位条件是 。 3．渭河和汉江的分水岭是；渭河和汉江比较，含沙量较大的是，主要原因是；含沙量大对河流综合开发的不利影响 有、等。 4．渭河谷地和汉江谷地分属哪种农业地域类型？两地发展农业不同的区位优势有哪些？ 。 5．近年来，陕西省粮食产量不断增加，主要是什么原因？ 14．（2011届北京海淀期末考试）我国是世界上水土流失最严重的国家之一。读图12回答下列问题。（10分）
近年来黄土渗透系数的研究现状 要：对近八年来研究黄土渗透系数具有代表性的文章进行分析总结，提出在探究黄土的重要性时其有效方法是干密度的渗透系数来比较。分析了在现有的阶段时间检测出黄土渗透系数的常用方法，并且得出黄土渗透系数本身的一些特性。 关键词：黄土研究渗透系数干密度围压 中国黄土地层全、厚度大、分布广而且工程性质特殊，广泛分布在西北、华北与东北地区，尤其集中分布在被称为中央黄土高原的陕西、甘肃以及宁夏等地区。平面上从山西、陕西和甘肃为主组成的黄土高原向外扩展，覆盖面积达6.3105 km2，占中国陆地面积的6.6%。第四纪时期当地干旱、半干旱的气候环境为物质源的形成和以风成为主的物质搬运、黄土堆积及侵蚀作用创造了条件，造就今日独特的黄土地貌[1]。近年来，黄土地区的事故屡见不鲜，对我国国民经济建设造成重大的损失。加上国家实行的西部大开发政策，诸如引水工程、人工生态湖工程等大中型项目的建设，对于黄土的研究显得至关重要。 黄土的渗透系数是一个复杂的参数，不同地区和不同状态下的黄土，其渗透系数大不相同。对于不同地区干燥的黄土，其干密度不同而且内部可能含有小的孔隙或裂隙，所以他们的渗透系数不相同。当有水渗入时，黄土的渗透系数是一个恒定的值，此时的渗流量包括黄土颗粒吸水量和孔隙渗流量两部分。当黄土被浸湿，但尚未达到饱和时，其渗透系数将会发生变化。当黄土达到饱和时，其渗透系数又会发生变化，但此时，会变成一个定值。因此，提出黄土渗透系数的测定方法对黄土
的研究至关重要。目前采用南55型渗透仪和三轴渗透实验仪测定黄土渗透系数是国内较为广泛和成熟的测量方法。 1 黄土渗透性研究进展 近年来，对黄土渗透性的研究成果有很多，如赵天宇[2]等在室内采用柔性壁渗透仪实测了膨润土改性黄土的渗透性能，其研究表明，实验初期样品的渗透系数在同一数量级上有较大波动，随着持续时间的增加，渗透系数趋于稳定，稳定后几乎不随时间的变化而变化；而且增大围压和渗透压可以引起改性黄土渗透系数在同一数量级上降低。根据甘肃大型引水工程渗水试验[5]，黄土渠道渗漏过程的规律为：长时间渗透过程中，渗透浸润浅的变化和渗漏量变化取决于黄土地层结构和黄土的自身微结构；长期渗透过程中，黄土层的渗透系数随时间而改变，因此k值不是常数。 王铁行[3]等在室内配制不同干密度的压实黄土样，采用水平土柱入渗法测试得到不同干密度黄土水分扩散率与体积含水量的关系。试验结果揭示：在干密度严重的情况下的，在渗透含水量较多的同时渗透力和扩散力是尤为显著的；相反体积含水量很少时，当体积含水量较小时，对渗透力没有影响但扩散力几本是没有。然后采用高速离心机法测试得到不同干密度黄土土-水特征曲线，并分析确定了非饱和黄土比水容。进一步回归得到黄土水分扩散率与干密度的关系及考虑干密度影响的非饱和黄土渗透系数的确定方法。最后分析了非饱和黄土渗透系数随干密度和体积含水量的变化规律，结果表明，渗透系数随着体积含水量的增大而单调加速增大，密实黄土的渗透系数对干密度的变化比较敏感。
《水土保持学》课程作业 题目：黄土高原地区土壤侵蚀的研究 系别：地球科学与资源系 专业班级： 12级土管五班 学号： 033120528 姓名：张楼 指导教师：王殿武 2013年 12 月 1日
目录 摘要---------------------------------------第2页 引言---------------------------------------第2页 正文 1、黄土高原地区土壤侵蚀的形式-------------------第3页 2、黄土高原地区土壤侵蚀的成因-------------------第5页 3、黄土高原地区土壤侵蚀的影响-------------------第7页 4、黄土高原地区土壤侵蚀的解决措施---------------第8页总结----------------------------------------第9页参考文献----------------------------------------第10页
黄土高原地区土壤侵蚀的研究 摘要： 黄土高原是我国重要的自然地理单元之一，既是生态过渡带，又是环境脆弱带。生态环境脆弱，水土流失和土壤侵蚀形势严峻。深刻认识黄土高原的土壤侵蚀发生的自然和人为原因及其危害，对于土壤侵蚀的防治具有极为重要的意义。自然和人为因素使得该区土壤侵蚀极为严重。本文通过探讨黄土高原土壤侵蚀的类型、分布、动因和危害，提出了黄土高原土壤侵蚀的防治对策，可以为该区水土保持和国土整治工作提供一定的参考。 关键词： 黄土高原；土壤侵蚀；防治。 。 引言： 土壤侵蚀遍布世界各地，严重影响了包括农业和森林在内的所有自然和人为生态系统，它所带来的影响是深刻而持久的，随着人口的不断增加和人类活动方式和范围的扩大，土壤侵蚀严重影响了自然生态系统。黄土高原处于黄河中上游，是我国西部开发尤其是西北开发的关键地域，区域上指的是太行山以西，日月山―贺兰山以东，秦岭以北，阴山以南的广阔区域，跨越陕西、甘肃、宁夏、山西、青海、内蒙古、河南7省区，自然地理条件复杂，地形破碎，图纸疏松，植被稀少且年降水量少而集中，该区是我国水土流失最为严重、生态环境最为脆弱的地区之一。
Hans Journal of Soil Science 土壤科学, 2020, 8(2), 118-122 Published Online April 2020 in Hans. https://www.doczj.com/doc/fb10042433.html,/journal/hjss https://https://www.doczj.com/doc/fb10042433.html,/10.12677/hjss.2020.82017 Analysis of Soil Quality Evaluation in the Loess Plateau Yan Xu1,2,3,4, Chendi Shi1,2,3,4 1Key Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering, The Ministry of Natural Resources of China, Xi’an Shaanxi 2Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co. Ltd., Xi’an Shaanxi 3Insititute of Land Engineering and Technology, Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group, Xi’an Shaanxi 4Shaanxi Provincial Land Consolidation Engineering Technology Research Center, Xi’an Shaanxi Received: Mar. 30th, 2020; accepted: Apr. 19th, 2020; published: Apr. 26th, 2020 Abstract Numerous trenches developed in the hilly and gully area of the Loess Plateau contain abundant water and soil resources. However, due to the problems such as long-term disrepair of silt dams and inadequate irrigation and drainage facilities, the use of trenches is difficult and inefficient. After the implementation of conversion of cropland to forest project and gully control and land reclamation, the problem of soil erosion in the Loess Plateau has been significantly improved, and the quality of newly added cultivated land and its productivity has also improved. In this paper, through literature research, the relevant indicators and methods for soil quality evalua-tion and the current status of soil quality research after gully construction are summarized, and this provides a theoretical basis for the maintenance and improvement of soil quality after gully construction. Keywords Soil Quality, Evaluation Indicators and Methods, The Loess Plateau 黄土高原地区土壤质量评价研究浅析 徐艳1,2,3,4，师晨迪1,2,3,4 1自然资源部退化及未利用土地整治工程重点试验室，陕西西安 2陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西西安 3陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西西安 4陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西西安
100429665/2004/12(02)20182205 Journal o f Engineering G eology 工程地质学报 土水特征曲线的通用数学模型研究Ξ 戚国庆 黄润秋 (成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家专业实验室 成都 610059) 摘 要 土水特征曲线对于研究非饱和土的物理力学特性至关重要。根据土水特征曲线可以确定非饱和土的强度、体应变和渗透系数,甚至可以确定地下水面以上水份分布。由于土体物理力学特性的差异,导致描述其土水特征曲线的数学模型也各不相同。因此,建立土水特征曲线的通用数学表达式,显得尤为必要。本文对土水特征曲线数学模型进行了研究,依据这些模型的数学表达式形式,将其划分为4种类型。分别由这4种类型的数学模型推导出具有统一表达式形式的土水特征曲线通用数学模型,并运用陕北高原黄土土水特征曲线试验数据对通用数学模型进行了研究。 关键词 土水特征曲线 通用数学模型 幂函数多项式 基质吸力 中图分类号:T U43 文献标识码:A AN UNIVERSAL MATHEMATICAL MODE L OF SOI L-WATER CHARAC2 TERISTIC CURVE QI G uoqing H UANG Runqiu (Chengdu Univer sity o f Technology,Chengdu, 610069) Abstract The s oil-water characteristic curve is very im portant for studying the physical and mechanical characteristics of unsaturated s oils.Strength,v olumetric strain and permeability coefficient,and even m oisture-distribution above ground water surface can be determined by the s oil-water characteristic curve.A mathematical m odel of s oil-water characteristic curve is established,based on s oil,structure and the shape of s oil-water characteristic curve.Mathemati2 cal m odels of s oil-water characteristic curve differ due to varying physical and mechanical properties of unsaturated s oils.It is,thus,necessary to establish universal expression of s oil-water characteristic curve.In this paper,mathe2 matical m odels of s oil-water characteristic curve are divided into four types based on the patterns of mathematical m od2 els.An universal mathematical m odel with unified functional pattern is derived.The s oil-water characteristic curve of loessal s oils in north Shaannxi loess plateau,is used to verify the universal mathematical m odel. K ey w ords S oil-water characteristic curve,Universal mathematical m odel,P olynomial expression of power function, Suction Ξ收稿日期:2003-05-27;收到修改稿日期:2004-03-15. 基金项目:国家自然科学基金重大研究计划项目资助(项目编号:90102002) 第一作者简介:戚国庆(1969-),男,高级工程师,主要从事地质工程研究工作.Email:hrq@https://www.doczj.com/doc/fb10042433.html,