黄土高原表层土壤孔隙性状与穿透阻力对藓结皮发育的响应 被引量：4

1

作者 余星兴 肖波 +2 位作者 曹尤淞 李胜龙 孙福海 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期52-59,共8页

为探明生物结皮如何改善土壤物理性质从而促进水土保持,针对黄土高原风沙土和黄绵土上发育的藓结皮,以无结皮为对照,原状取样后分别使用高分辨率CT扫描仪和高精度土壤贯入仪测定其孔隙性状与穿透阻力,并构建结构方程模型剖析生物结皮对... 为探明生物结皮如何改善土壤物理性质从而促进水土保持,针对黄土高原风沙土和黄绵土上发育的藓结皮,以无结皮为对照,原状取样后分别使用高分辨率CT扫描仪和高精度土壤贯入仪测定其孔隙性状与穿透阻力,并构建结构方程模型剖析生物结皮对土壤孔隙度和穿透阻力的作用途径。结果表明:藓结皮发育改变土壤孔隙特征参数,并显著提高表层0—2 cm土壤总孔隙度(p=0.01),在此土层内,风沙土和黄绵土上藓结皮的总孔隙度比无结皮分别增加1.62,2.12倍,且藓结皮的孔隙度随土层深度增加呈指数降低。藓结皮和无结皮的土壤面孔率在0—1 cm土层内均急剧下降,但藓结皮整体面孔率显著高于无结皮(p<0.001)。随土层深度增加,藓结皮的土壤穿透阻力总体呈增大趋势,但在结皮层中部发生突变,越过结皮层后趋于平稳。在2种土壤上,藓结皮的面孔率与穿透阻力均呈对数负相关关系,无结皮中则分别呈线性正相关和对数负相关关系。黄土高原藓结皮通过改变孔隙度和机械组成等间接途径,极显著地提升表层土壤穿透阻力,增强土壤表面稳定性,为区域水土保持和生态恢复提供有利条件。 展开更多

关键词 风沙土 黄绵土 生物结皮 土壤孔隙度 土壤穿透阻力 黄土高原

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黄土高原蓝藻和藓类生物结皮对草本植物多样性及生物量的影响 被引量：2

2

作者 王彦峰 肖波 +2 位作者 汪万福 余星兴 张雪 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第16期6570-6580,共11页

生物结皮在干旱和半干旱气候区占据了广阔的生态位,深刻影响草本植物的空间格局,但其影响程度和作用途径目前仍存有争议。分别以黄土高原风沙土和黄绵土上的蓝藻结皮和藓结皮为对象,以无结皮为对照,通过样方法调查并测定了生物结皮与无... 生物结皮在干旱和半干旱气候区占据了广阔的生态位,深刻影响草本植物的空间格局,但其影响程度和作用途径目前仍存有争议。分别以黄土高原风沙土和黄绵土上的蓝藻结皮和藓结皮为对象,以无结皮为对照,通过样方法调查并测定了生物结皮与无结皮样地中草本植物的多样性和生物量,继而结合灰色关联分析和结构方程模型,对比分析了两类生物结皮对草本植物多样性和生物量的影响程度及作用途径。结果表明:(1)风沙土上,无结皮样地的优势科为禾本科和菊科,蓝藻结皮样地的优势科为藜科,藓结皮样地的优势科为禾本科,而黄绵土上无结皮样地的优势科为菊科、禾本科和豆科,蓝藻结皮样地的优势科与无结皮相似,藓结皮样地的优势科为禾本科和菊科;(2)与无结皮相比,风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地中多年生草本的株数分别增加了30%和16%,而黄绵土上两类生物结皮样地中多年生草本株数则分别增加了44%和减少了46%;(3)与无结皮相比,风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地中草本植物的Patrick和Shannon指数分别降低了1.0、0.2和3.4、0.5;而黄绵土上蓝藻结皮和藓结皮样地中两种多样性指数分别降低了4.8、0.2和4.2、0.4;(4)风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地的草本植物生物量比无结皮减少了111.5 g/m^(2)和145.0 g/m^(2),而在黄绵土上则分别减少了127.8 g/m^(2)和172.2 g/m^(2);⑤灰色关联分析显示,土壤穿透阻力对草本植物的多样性影响最大(关联系数分别为0.960和0.996),而NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N含量对草本植物的生物量影响最大(两种土壤上关联系数分别为0.727和0.752)。综上,黄土高原生物结皮显著降低了草本植物的多样性和生物量,其途径为通过增加土壤穿透阻力以降低草本植物的种子萌发几率并限制幼苗根系伸展,同时通过土壤氮竞争限制了草本植物生长。 展开更多

关键词 黄土高原 生物结皮 草本植物多样性 植物群落结构 生物量

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黄土高原生物结皮的纳尘与固土效应及其影响因素 被引量：2

3

作者 曹尤淞 肖波 +2 位作者 李胜龙 王彦峰 余星兴 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1610-1625,共16页

为探明黄土高原生物结皮的纳尘与固土效应及其影响因素,以进一步明确其对土壤母质的风积作用,以典型风沙土和黄绵土上发育的生物结皮为对象,通过野外采样、室内分析以及模拟纳尘试验,比较了不同发育阶段生物结皮(藻结皮、藻—藓混生结... 为探明黄土高原生物结皮的纳尘与固土效应及其影响因素,以进一步明确其对土壤母质的风积作用,以典型风沙土和黄绵土上发育的生物结皮为对象,通过野外采样、室内分析以及模拟纳尘试验,比较了不同发育阶段生物结皮(藻结皮、藻—藓混生结皮、藓结皮)的纳尘量和固土量,探究了不同风速、降尘粒径和降尘量下生物结皮纳尘量的变化规律,并分析了影响生物结皮纳尘量和固土量的关键因素。结果表明,相同条件下生物结皮的纳尘量为无结皮的1.1倍~4.8倍,且随生物结皮由藻到藓的正向演替而增加。风速为1~8m·s^(-1)时,生物结皮的平均减蚀量可达19.5~4893.0t·km^(–2)·a^(-1)。同时,生物结皮的纳尘量随含水率升高而增加,且增幅与风速呈正相关;相对含水率由0增至80%后,风速5~8m·s^(–1)下生物结皮的纳尘量分别平均提升了4.9%、53.1%、59.6%和72.3%。此外,生物结皮的纳尘量还随地表粗糙度增加而显著升高。与纳尘量的变化规律相似,生物结皮的固土量也随结皮发育阶段的正向演替而增大,其中藓结皮的固土量为藻结皮的1.4倍。在同一发育阶段,风沙土上发育的生物结皮其固土量显著高于黄绵土上发育的生物结皮(F=30.74,P<0.003)。生物结皮的固土量与结皮层厚度呈极显著正相关关系,且随土壤含水率增加呈先升高后降低的趋势。综上,生物结皮具有显著的纳尘与固土效应,其对黄土高原土壤母质的风积过程具有重要促进作用。 展开更多

关键词 降尘 土壤母质 风速 地表粗糙度 黄土高原

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基于Munsell颜色的土壤游离铁预测研究 被引量：8

4

作者 余星兴 袁大刚 +3 位作者 陈剑科 翁倩 付宏阳 黄宇潇 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1322-1329,共8页

土壤颜色和游离铁均是土壤系统分类中的指标,两者之间具有一定的关系,但迄今关于两者之间定量关系的报道甚少。以川中丘陵区典型土系为研究对象,通过定量分析其Munsell颜色与游离铁含量间的关系,尝试利用Munsell颜色建立的BP神经网络模... 土壤颜色和游离铁均是土壤系统分类中的指标,两者之间具有一定的关系,但迄今关于两者之间定量关系的报道甚少。以川中丘陵区典型土系为研究对象,通过定量分析其Munsell颜色与游离铁含量间的关系,尝试利用Munsell颜色建立的BP神经网络模型反演土壤游离铁含量,并与利用反射光谱模型反演的土壤游离铁含量进行比较。结果表明,Munsell色调、明度、彩度值与游离铁含量呈显著正相关,据此建立的游离铁含量Munsell颜色预测模型在单隐含层神经元个数为4时,R2为0.94,RMSE为4.20,RPD为4.37;光谱模型的R2为0.98,RMSE为3.35,RPD为5.99,两者的模型拟合度、精度均呈较高水平,表明利用Munsell颜色可以有效地对土壤游离铁含量进行预测。 展开更多

关键词 土壤Munsell颜色 游离铁 BP神经网络 光谱

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四川盆地沙溪庙组地层(J_(2)s)岩石发育土壤的系统分类研究 被引量：1

5

作者 余星兴 袁大刚 +1 位作者 陈剑科 付宏阳 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1448-1459,共12页

地理发生分类的紫色土在中国土壤系统分类中的归属一直受到高度关注,以四川盆地分布最为广泛的侏罗系沙溪庙组地层岩石发育的土壤为研究对象,在对19个典型剖面的成土条件、剖面形态特征和土壤理化性质分析的基础上,根据《中国土壤系统... 地理发生分类的紫色土在中国土壤系统分类中的归属一直受到高度关注,以四川盆地分布最为广泛的侏罗系沙溪庙组地层岩石发育的土壤为研究对象,在对19个典型剖面的成土条件、剖面形态特征和土壤理化性质分析的基础上,根据《中国土壤系统分类检索(第三版)》,确定了供试土壤的诊断层和诊断特性及其在中国土壤系统分类中的高级类别。结果表明,供试土壤归属于3个土纲、3个亚纲、7个土类和12个亚类;色卡确定的颜色上满足“紫色砂、页岩岩性特征”的剖面仅7个;但若在原颜色定义上增加“或色调为2.5YR~5YR,干态明度为4~6,干态彩度为3~4”条件,则有11个剖面的色卡定色符合“紫色砂、页岩岩性特征”,3个剖面的仪器定色符合该特征。 展开更多

关键词 紫色土 土壤系统分类 紫色砂、页岩岩性特征

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美国土壤系统分类中Pale-类型设置的演变历程

6

作者 余星兴 袁大刚 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1032-1039,共8页

美国土壤系统分类中的Pale-类型是用于归类发育程度高、年龄大的土壤,在比较分析了两版《土壤系统分类》及各版《土壤系统分类检索》后,概括介绍了Pale-类型的设置缘起,及其检索条件和检索顺序的修订历程,在此基础上阐述了Pale-类型设... 美国土壤系统分类中的Pale-类型是用于归类发育程度高、年龄大的土壤,在比较分析了两版《土壤系统分类》及各版《土壤系统分类检索》后,概括介绍了Pale-类型的设置缘起,及其检索条件和检索顺序的修订历程,在此基础上阐述了Pale-类型设置的演变历程对中国土壤系统分类的启示。 展开更多

关键词 Pale-类型 演变历程 土壤系统分类

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紫色土色度参数与铁锰形态及有机质的定量关系研究 被引量：5

7

作者 晏昭敏 袁大刚 +3 位作者 余星兴 吕扬 刘帆 程璋 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期372-380,共9页

以四川省30个典型紫色土剖面共计100个样品为研究对象,对其进行室内颜色测定和化学分析测试,获取Munsell HVC、CIE L^(*)a^(*)b^(*)色度参数、各形态铁锰含量(全量Fet/Mnt,游离态Fe_(d)/Mn_(d),活性态Fe_(o)/Mn_(o)和络合态Fe_(p)/Mn_(... 以四川省30个典型紫色土剖面共计100个样品为研究对象,对其进行室内颜色测定和化学分析测试,获取Munsell HVC、CIE L^(*)a^(*)b^(*)色度参数、各形态铁锰含量(全量Fet/Mnt,游离态Fe_(d)/Mn_(d),活性态Fe_(o)/Mn_(o)和络合态Fe_(p)/Mn_(p))及有机质含量数据。采用相关分析和逐步回归分析方法,研究紫色土色度参数与铁锰形态及有机质的定量关系。结果表明:紫色土有机质含量仅与C、a^(*)和b^(*)呈显著负相关,与H、V和L^(*)没有相关关系。铁锰含量与颜色有着密不可分的联系,Fet、Feo、Fep、Mnt、Mnd和Mno与两颜色系统色度参数均有显著相关关系。除络合态外,其余形态锰与色度参数的Pearson相关系数均高于铁,且各形态锰与色度参数的一元拟合决定系数均高于各形态铁。铁锰及有机质共同作用与紫色土颜色的逐步回归拟合决定系数R2介于0.46~0.54之间,相对于铁或锰单独作用,铁锰及有机质共同作用与两颜色系统的回归拟合度更高。 展开更多

关键词 紫色土 色度参数 铁锰形态 有机质 定量关系 逐步回归

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“紫色砂、页岩岩性特征”颜色修订建议——基于四川紫色土母岩颜色特征 被引量：6

8

作者 晏昭敏 袁大刚 +1 位作者 余星兴 吕扬 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期60-70,共11页

四川是我国紫色砂、页岩分布最具代表性的地区。利用《中国标准土壤色卡》(以下简称中国色卡)、日本《新版标准土色贴》(以下简称日本色卡)和分光测色计采集了四川45个典型紫色土母岩样品的颜色信息,并与《中国土壤系统分类检索(第三版... 四川是我国紫色砂、页岩分布最具代表性的地区。利用《中国标准土壤色卡》(以下简称中国色卡)、日本《新版标准土色贴》(以下简称日本色卡)和分光测色计采集了四川45个典型紫色土母岩样品的颜色信息,并与《中国土壤系统分类检索(第三版)》中“紫色砂、页岩岩性特征”的紫色(RP)定义进行了比对,在此基础上提出了相关的修订建议。结果表明,用中国色卡和日本色卡对母岩岩块测色时,符合RP色调的样品分别占20.0%和33.3%;而对母岩粉末测色时,仅中国色卡有2.2%的样品符合RP色调;用分光测色计对母岩岩块及粉末的测色结果则均无RP色调,绝大部分为YR色调。因此,结合他人对紫色及红色的定义等,建议将“紫色砂、页岩岩性特征”的颜色修订为:色调为2.5RP^10RP;或色调为2.5R^5YR,干态明度为3~6,干态彩度为2~4。按修改后的标准,有62.2%~75.6%的样品符合紫色定义,这一结果更符合对紫色土颜色的传统认识。此外,建议进一步完善土壤色卡系统,或使用可客观、准确、自动读取Munsell颜色信息的便携式测色仪来测量土壤颜色;野外调查时对“紫色土”要注意观测土壤中紫色砂、页岩碎屑“紫色”区域的颜色,以防忽略有“紫色砂、页岩岩性特征”的土壤。 展开更多

关键词 紫色土 土壤系统分类 紫色砂、页岩岩性特征 颜色修订

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稻田改为茶园后土壤铁形态与磁学性质演变特征 被引量：1

9

作者 翁倩 袁大刚 +3 位作者 余星兴 蒙凤丹 母媛 王昌全 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1076-1082,共7页

以四川省雅安市名山区稻田及由稻田改造的茶园土壤为研究对象,采用铁形态连续分级提取与环境磁学技术相结合的方法,分析铁氧化物与磁学特征随土壤利用方式及植茶时间变化而变化的特征。结果表明:稻田及不同植茶年限(3、6、10 a)茶园土壤... 以四川省雅安市名山区稻田及由稻田改造的茶园土壤为研究对象,采用铁形态连续分级提取与环境磁学技术相结合的方法,分析铁氧化物与磁学特征随土壤利用方式及植茶时间变化而变化的特征。结果表明:稻田及不同植茶年限(3、6、10 a)茶园土壤110 cm土体各形态铁含量均表现为可还原铁(Red-Fe)>可氧化态铁(Oxi-Fe)>酸溶态铁(Acid-Fe);稻田改为茶园以及随着植茶年限延长,表层(0~10 cm)及亚表层(10~20 cm)土壤Acid-Fe、Oxi-Fe含量明显增加,而整个土体Red-Fe含量降低。稻田改为茶园3 a后,0~30 cm土壤表现出质量磁化率(MS)、饱和等温剩磁(SIRM)、软剩磁(IRMs)升高,而硬剩磁(IRMh)降低;随着植茶年限的延长,土体总体表现出各磁性参数均降低的趋势,亚铁磁性矿物主导土壤磁性特征变化。稻田改为茶园后土壤逐渐酸化且有机质积累,使亚铁磁性矿物不稳定,进一步导致Red-Fe溶解并向Acid-Fe、Oxi-Fe转化,且随植茶年限的延长,部分铁氧化物结晶度会增加。 展开更多

关键词 稻田 茶园 铁形态 磁学特征 连续提取

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黄土高原北部水蚀风蚀交错区苔藓多样性及苔藓结皮发育的微生境特征 被引量：4

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作者 王彦峰 肖波 +2 位作者 汪万福 余星兴 张雪 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1729-1737,共9页

微生境因子对苔藓结皮的物种分布和发育有重要调控作用。为探明其作用途径和影响程度,以黄土高原水蚀风蚀交错区的苔藓结皮为研究对象,通过样线法调查了8种微生境中苔藓结皮的物种分布和发育特征,结合结构方程模型剖析了植物冠层覆盖、... 微生境因子对苔藓结皮的物种分布和发育有重要调控作用。为探明其作用途径和影响程度,以黄土高原水蚀风蚀交错区的苔藓结皮为研究对象,通过样线法调查了8种微生境中苔藓结皮的物种分布和发育特征,结合结构方程模型剖析了植物冠层覆盖、坡向和坡度对苔藓多样性和苔藓结皮发育的影响途径并量化了其影响系数。结果表明:1)与无冠层相比,冠层覆盖使苔藓的Patrick、Shannon、Pielou和Simpson指数分别降低了63.4%、66.6%、91.0%和68.3%,但使苔藓结皮的厚度、生物量和叶绿素含量分别提高了0.5、0.2和1.3倍;2)北坡样地的4种苔藓物种多样性指数较南坡分别提高了0.6、0.9、5.6和0.9倍,而3种苔藓结皮发育指标分别提高了0.3、0.3和0.6倍;3)坡度从14°增加到34°,4种苔藓多样性指数分别降低了59.8%、84.1%、57.3%和68.0%,而3种苔藓结皮发育指标分别降低了15.2%、25.0%和16.5%;4)3种微生境因子对苔藓多样性和苔藓结皮发育的影响程度为冠层覆盖>坡向>坡度,其主要影响途径因微生境因子不同而存在差异。综上,植物冠层覆盖、坡度和坡向分异通过直接和间接途径显著影响了苔藓的物种分布和苔藓结皮发育,因此,在利用苔藓结皮进行荒漠化治理时应充分考虑微生境条件。 展开更多

关键词 黄土高原 苔藓结皮 物种多样性 植物冠层覆盖 坡向 坡度

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黄土高原封禁林地藓结皮呼吸速率对放牧踩踏干扰强度的响应 被引量：1

11

作者 窦韦强 肖波 +3 位作者 王彦峰 江子昊 余星兴 李胜龙 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1783-1790,共8页

放牧踩踏造成的土壤属性变化是引起土壤呼吸速率和碳固排波动的重要原因,但目前有关不同强度放牧踩踏对生物结皮呼吸的影响尚不明确。本研究针对黄土高原风沙土发育的藓结皮,以未干扰为对照,分别进行强度为10%、30%、50%和70%的模拟放... 放牧踩踏造成的土壤属性变化是引起土壤呼吸速率和碳固排波动的重要原因,但目前有关不同强度放牧踩踏对生物结皮呼吸的影响尚不明确。本研究针对黄土高原风沙土发育的藓结皮,以未干扰为对照,分别进行强度为10%、30%、50%和70%的模拟放牧踩踏干扰,连续测定了藓结皮呼吸速率的变化,分析了藓结皮呼吸速率对不同干扰强度的响应规律。结果表明:1)适度干扰会激发藓结皮呼吸速率,而重度干扰则会抑制其呼吸速率。与未干扰相比,干扰10%和30%的藓结皮呼吸速率分别增加了41.1%和22.2%,而干扰50%和70%的藓结皮呼吸速率则分别降低了8.9%和15.3%。2)踩踏干扰显著改变了土壤温度,但对土壤含水量的影响不显著。与未干扰相比,干扰10%和30%的土壤温度分别显著降低了0.4和1.2℃,干扰50%和70%则分别显著增加了1.1和1.0℃。3)不同干扰强度下藓结皮呼吸速率与土壤温度和含水量分别呈显著指数和线性正相关关系,但与藓结皮基本特性无显著相关关系,土壤温度和水分可分别解释藓结皮呼吸速率动态变化的70.6%~96.3%和49.1%~70.0%。综上,放牧踩踏显著影响了藓结皮呼吸速率,短期适度放牧踩踏会激发藓结皮呼吸速率,而过度放牧踩踏则会抑制其呼吸速率。因此,在未来黄土高原地区土壤碳收支平衡研究中应考虑不同强度放牧踩踏对生物结皮呼吸的影响。 展开更多

关键词 适度放牧 生物土壤结皮 土壤呼吸速率 土壤温度 土壤含水量

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