黄土高原土石山区土壤密度的坡面变化——以六盘山香水河小流域为例

[目的]土壤密度是最基本的森林土壤水文物理性质参数,为了定量描述土壤密度随坡位的变化和影响因素,研究不同坡面土壤密度的空间异质性。[方法]在宁夏六盘山半湿润区香水河小流域,选择华北落叶松人工林和天然灌丛2个典型坡面,按坡位从上到下设置连续样地。2014年进行了森林土壤调查,在样地内掘土壤剖面,采用环刀法,分层测定土壤密度。[结果]在1 m深土层内,土壤密度(Y,g.cm-3)随土层(X,cm)加深呈线性增大,拟合关系式:华北落叶松坡面为Y1=0.755 5+0.007 7X(R2=0.99),天然灌丛坡面为Y2=0.919 5+0.004 7X(R2=0.98),其原因包括植被根系活动、土壤生物活动、砾石含量等的土层差异;在2个坡面上,0 100 cm土层平均土壤密度均有明显坡位差异,且2个坡面的沿坡整体变化趋势不相同,华北落叶松坡面从坡顶到坡脚是先逐渐增大,后趋于稳定;天然灌丛坡面从坡顶到坡脚是"增大-减小-增大"的趋势,不同土层土壤密度的坡面变化也各不相同。在华北落叶松林坡面引起土壤密度坡位差异的主要原因是海拔,而在天然灌丛坡面是植物生长状况;2个坡面的土壤密度平均值均出现在相对坡长的0.4 0.5处。坡面上各样地的平均土壤密度和坡面平均值的差值(Z,g.cm-3)随相对水平坡长(样地离开坡顶水平距离和整个坡面水平坡长的比)(X,m)变化的回归关系式分别为:华北落叶松坡面Z1=-0.139X2+0.25X-0.080 1(R2=0.93),天然灌丛坡面Z2=0.494 4X3-0.767 2X2+0.340 3X-0.040 5(R2=0.95)。[结论]华北落叶松林坡面和天然灌丛坡面的土壤密度都存在明显的坡位变化,但变化格局和主要影响因素不同。基于土壤密度坡面变化的拟合关系,可实现从特定坡位测定值推算坡面平均值的尺度转换。     

坡度与施肥密度对毛竹林氮素流失的影响

为研究坡度与施肥密度对笋用毛竹(Phyllostachys edulis)林氮素流失的影响,在典型的笋用毛竹林内建立径流场,收集并检测不同类型毛竹林径流水中的NH4+-N、NO3--N、TN和TP含量。结果表明,施肥后短期内,毛竹林径流水中的NH4+-N、NO3--N和TN含量升高,之后缓慢下降。坡度对NH4+-N、NO3--N和TN含量的影响较大;随着坡度的增加,NH4+-N、NO3--N和TN在径流水中的含量及年流失总量均增加;30°坡毛竹林中的NH4+-N、NO3--N和TN年流失总量均最高,分别为69.72、136.13和413.50 g·hm-2·a-1。施肥密度对养分流失也有较大影响;随着施肥密度的增加,NH4+-N、NO3--N和TN在径流水中的含量及年流失总量均增加,最高年流失总量分别为64.47、132.74和364.94 g·hm-2·a-1。在整个试验周期内,TP在径流水中的含量和年流失总量均无显著变化。施肥是毛竹林径流水中NH4+-N、NO3--N和TN含量升高的原因之一。     

祁连山高海拔牧坡草地土壤理化性质沿坡面的变化规律

选择祁连山自然保护区西水林区高海拔牧坡草地为研究对象,通过典型坡面设置样地和剖面取样及室内测定分析,对其土壤理化性质进行了分析。研究结果表明:(1)随坡位的降低,0～60 cm土壤质量含水量均值是不断减小的,土壤容重和孔隙度均值变化不明显。在不同土层上,随土层深度增加,质量含水量在上坡表现为其含量大小总体是不断增加的,在中坡和下坡上表现为其含量大小是不断减小的。(2)随坡位的降低,0～60 cm土壤有机碳和全氮含量均值是不断增加的,土壤全磷和全钾均表现为上坡和中坡的含量稍高于下坡。在不同土层上,随土层深度增加,有机碳和全氮含量均是不断减小的,土壤全磷和全钾含量变化不明显。(3)相关性分析表明,牧坡草地土壤全磷不受这些理化性质因子的影响,其他因子之间彼此相互影响的。另外牧坡草地钾素容易流失,有机质对全钾具有"稀释效应"。     

甘肃山地核桃园土壤水热和养分的变化特征

为给核桃园土壤管理提供理论依据,对甘肃省康县和清水县核桃园土壤温度、水分变化和矿质养分含量进行了测定与分析,探究了山地核桃园土壤水热和养分的变化特征。结果表明:核桃生育期土壤温度变化曲线呈倒"V"形,不同深度(20~80 cm)土层的年平均温差小于1.0℃;随着土层深度的增加,土壤温度的变幅减小,土壤最高、最低温度的出现时间均推后;坚果生长前期(坐果期至硬核期),土壤温度随土层深度的增加而降低,而坚果生长后期(硬核期至成熟期)不同土层的温度相近;土壤温度的变异系数(CV,%)随土层深度的增加而降低。土壤含水量也随土层深度的增加而增加,而其变异系数也随之降低;20 cm深的土壤含水量的变幅最大,80 cm深的变幅最小,平均变异系数为2.42%~5.84%;不同土层的土壤含水量表现为,核桃生长前期的变幅较大而生长后期的变幅较小。土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾及硼、锌含量随土层深度的增加均呈降低趋势;全磷、全钾含量差异不大;钙、镁含量随土层深度的增加而呈降低趋势(康县试验园)或较大变化特征(清水县试验园);两地土壤偏碱性或碱性。     

川滇高山栎林土壤氮素和微生物量碳氮随海拔变化的特征

川滇高山栎林是川西亚高山地区地带性的灌丛群落,具有重要的生态水文功能。本文在川西巴郎山东南坡沿海拔梯度(2 551、3 091、3 549 m),研究了川滇高山栎林表土层(0 15 cm)和亚表土层(15 30 cm)的土壤微生物量碳氮、有机碳(TOC)和氮素含量的分布特征及其相互关系。结果表明:海拔3 549 m和3 091 m处两土层土壤TOC及其储量、总氮(TN)、水解氮含量无显著性差异,其含量均显著高于海拔2 551 m处;海拔3 091 m处表土层与亚表土层的铵态氮(NH4+-N)含量显著比3 549 m的高,但与2 551 m处的NH4+-N含量差异不显著;在3个海拔梯度,土壤层硝态氮(NO3--N)含量差异不显著;3个海拔梯度的总无机氮含量在表土层差异不显著,而亚表土层无机氮含量在海拔3 091 m和3 549 m处差异显著;表土层微生物量碳含量变化与有机碳含量变化特征一致,亚表土层土壤微生物量碳含量在3个海拔梯度差异显著;表土层土壤微生物量氮含量在海拔3 091 m处最高,但3个海拔梯度的差异不显著,亚表土层土壤微生物量氮含量随海拔梯度降低而减少,但差异不显著。相关分析表明:水解氮、TOC、TN和土壤微生物量氮含量之间极显著相关(P<0.01);土壤微生物量碳与水解氮、TOC和TN显著正相关(P<0.05);pH值与水解氮、TOC和土壤微生物量氮显著正相关;NH4+-N与pH值极显著负相关。     

六盘山北侧叠叠沟小流域土壤物理性质空间变异的研究

2005年6-10月,在宁夏六盘山北侧叠叠沟小流域的不同坡面设置了93个调查样点,研究了土壤物理性质随土层深度、坡向、坡位及植被类型的变化.结果表明:(1)随土深增加,土壤密度和石砾含量逐渐增大,而土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量却逐渐减小,但非毛管孔隙度在100 cm以下土层时因石砾含量加大却随土深增加而增大;(2)各项土壤水文物理性质基本上均是阴坡优于半阴半阳坡和阳坡,半阴半阳坡与阳坡差别不大;(3)随着坡位下降,土壤厚度、土壤密度、石砾含量、非毛管孔隙度逐渐增大,总孔隙度和毛管孔隙度逐渐减小,各种持水量指标基本上也是程度不同地减小,但上坡的持水量指标大于阴坡坡顶;(4)4种植被类型0～30 cm土层的土壤密度为天然灌丛＜天然草地＜乔木林地＜退耕地;石砾含量为退耕地最低,其它3种植被类型差别不大;总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量、毛管持水量和田间持水量均是天然灌丛＞天然草地＞乔木林地＞退耕地;非毛管孔隙度则是退耕地＞乔木林地＞天然灌丛＞天然草地.其次,还建立了土壤物理性质与海拔、坡向、坡度、坡位、土壤深度、地表植被覆盖度等之间的回归方程.     

桂北不同林龄桉树人工林土壤生态化学计量特征

采用时空互代法,探讨不同林龄对桂北低山丘陵地区桉树林土壤SOC,TN,TP和TK养分变化及其生态化学计量学特征的影响。结果表明:1)随林龄的增加,SOC表现为先升高后降低再增加的趋势,TN无明显变化规律,TP趋于减少,TK表现为先减小后增大的趋势。不同林龄SOC,TN,TP和TK含量均随土层深度的增加而减少。2)随林龄的增加,土壤C∶N,C∶P,N∶P和C∶K表现为逐渐增大的趋势,N∶K表现为先增大后减小的趋势,P∶K无明显规律。随土层的加深,土壤C∶N逐渐增大,N∶P,N∶K逐渐减小。C∶P,C∶K和P∶K无明显变化规律。3)SOC与C∶P,N∶P,N∶K呈极显著正相关,TN与N∶P,N∶K呈极显著正相关。TP与N∶K呈极显著正相关,TK与N∶P呈极显著正相关。不同林龄、土层深度均影响土壤养分的分配,土壤养分对桉树林土壤化学计量的贡献表现出一定的差异性。     

中亚热带4种森林土壤碳、氮、磷化学计量特征

以湘中丘陵区杉木人工林(CL)、马尾松—石栎针阔混交林(PM)、南酸枣落叶阔叶林(CA)、石栎—青冈常绿阔叶林(LG)为对象,研究了中亚热带森林土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其生态化学计量特征。结果表明:同一土层SOC、TN、TP含量随着森林树种增加而增加,LG、CA 0~30 cm土层SOC平均含量显著高于CL,但与PM差异不显著,CA各土壤层TN平均含量均显著高于CL、PM,但与LG差异不显著,CA各土壤层TP平均含量显著高于CL、PM、LG;4种森林土壤SOC、TN含量随土壤深度增加而下降,呈"倒金字塔"的分布模式,但TP含量随土壤深度变化不明显,呈"圆柱体"的分布模式。LG各土壤层C:N、C:P平均比值最高,其次是PM,CA、CL最低,但4种森林同一土层N∶P平均比值差异不显著,4种森林0~30 cm土层的C∶N∶P平均比值均明显高于我国土壤C∶N∶P比值的平均值(60∶5∶1),C∶N、C∶P、N∶P比值均随土壤深度增加而下降,不同森林之间的差异也随土壤深度增加而减弱。土壤SOC、TN、TP相互之间的耦合关系显著,C∶N、C∶P比值主要受土壤SOC含量的影响,N∶P比主要受到土壤SOC、TN含量的影响,土壤C∶P比对土壤C∶N、N∶P比值影响显著。     

武夷桦林不同坡位土壤有机碳剖面分布特征

对福建省三明市罗卜岩自然保护区不同坡位武夷桦林土壤有机碳变化特征及土壤物理性质进行研究。结果发现:坡位对武夷桦林表层土壤容重的影响达到显著水平;而对深层土壤未达到显著水平。坡位对表层土壤有机碳和全氮含量无显著影响,但显著影响深层土壤有机碳和全氮含量。武夷桦林不同坡位土壤容重均表现为随土层深度的增加而增加,而土壤有机质、全氮含量、C∶N随土层深度的增加而减少。土壤有机碳和全氮含量与容重表现出显著的负相关,表明容重的增加不利于土壤养分含量的累积;而土壤有机碳和全氮含量与毛管孔隙度呈现出显著的正相关。     

不同龄组兴安落叶松林土壤养分及其化学计量特征

以内蒙古大兴安岭不同龄组兴安落叶松林为研究对象,分析土壤养分含量及化学计量特征的动态变化。结果表明:1)土壤有机碳(SOC)与土壤总氮(TN)、碳磷比(C∶P)、氮磷比(N∶P)具有极显著正相关关系;土壤TN与C∶P,N∶P呈极显著正相关关系;土壤铵态氮(NH~+_4-N)与土壤硝态氮(NO~-_3-N),C∶P,N∶P呈极显著正相关;土壤C∶N与C∶P呈显著正相关;土壤C∶P与N∶P呈极显著相关。2)随林龄的不断增加,土壤SOC,TN含量及C∶N,C∶P,N∶P表现出先升高而后降低的趋势,近熟林达到最高;土壤总磷(TP)含量呈先降低后升高的趋势,中龄林最低;土壤铵态氮与土壤硝态氮的含量无显著变化规律;而土壤养分含量逐渐降低。3)土壤容重随林龄的增加表现出降低的变化趋势,各龄组土壤容重之间差异均不显著。土壤TP与土壤容重无显著相关关系,土壤SOC,TN与土壤容重具有显著相关性。     

竹纤维生物膜载体接触氧化法处理混合废水试验

研究竹纤维生物膜载体生物接触氧化处理浙江临安横畈镇污水处理厂厌氧池出水效果,考察水力停留时间(HRT)和气水比对CODCr,NH4+-N,TN和TP的去除效果。结果表明:竹纤维生物膜载体反应器12天内即完成挂膜启动;HRT在8～15h范围内,随着HRT增加,CODCr处理效果增强;HRT对NH4+-N,TN和TP的去除效果影响较小;试验范围内气水比对CODCr的去除效果无明显影响,NH4+-N和TN的去除率随气水比的增加显著降低,分别从91.46%和46.12%降低至69.21%和36.43%,TP去除率则随气水比增加从29.18%升高至36.40%。竹纤维生物膜载体生物接触氧化反应器与污水处理厂活性污泥曝气池对比试验结果表明:竹纤维生物膜载体生物接触氧化反应器对CODCr处理效果更好、耐冲击负荷能力更强。因此,采用竹纤维生物膜载体生物接触氧化对活性污泥曝气池进行升级改造是可行的。     

不同林龄湿地松土壤养分状况分析

不同林龄（5、10、15及20年生）湿地松人工林土壤养分（铵态氮（NH4^＋-N）、硝态氮（NO3^--N）、有效磷（P）、有机质及pH变化规律的研究结果表明：随林龄增长,土壤速效N（NH4^＋-N＋NO3^--N）含量呈增加趋势;有效P及有机质含量则随林龄增加而降低,但后者在后期略有增加;土壤pH值随林龄增长先上升后降,几种土壤养分的层次差异均较为明显（上层含量高于下层）,有必要施入磷肥和石灰进行土壤改良。     

枫香人工林林冠截留降水分配及养分特征

采用定位研究方法,根据2007年5月到2008年3月的观测数据,对长沙市天际岭林场枫香人工林生态系统的降水再分配中养分输入进行了研究。结果表明:林外降水、穿透水中以Ca含量最高;树干茎流中NH4+-N的含量最高;NH4+-N、NO3--N、P、Ca、K、Mg、Cu、Mn含量在穿透水和树干茎流中呈上升趋势,其中Mn含量增加幅度最大;Fe、Zn、Cd元素含量在穿透水和树干茎流中呈下降趋势;降水再分配过程中各元素含量随着降水量的增加而降低。     

太原市不同类型城市绿地土壤理化性质

文章以太原市不同绿地类型土壤为研究对象,参考景观梯度分析法,按照《城市绿地分类标准》,设置4类城市绿地样地,分析研究城市绿地土壤理化性质。结果显示:1)太原城市绿地土壤基本呈碱性,p H平均值为7. 65,土壤TN在含量上处于偏低水平,为0. 13 g·kg-1,TP含量较丰富,为1. 32 g·kg-1;不同类型绿地土壤TOM、TN、TP水平分布差异性不显著。2)各类绿地土壤TOM均随着土壤深度增加而降低,土壤TN、TP随深度增加无明显的规律。3)城市化高水平区、中水平区绿地土壤TOM显著低于城市化低水平区,而TN、TP含量则显著高于城市化低水平区;城市化高水平区、中水平区表层TOM含量显著高于其他层,TN、TP垂直分布无显著差异;城市化低水平区TOM含量各层次之间无显著差异,TN、TP分布表现出类似的规律,0～20 cm土层含量显著高于20～30 cm,层次性较明显。     

赤峰市落叶松人工林土壤碳密度分布特征研究——以喀喇沁旗旺业甸实验林场为例

文章以赤峰市落叶松人工林的土壤为研究对象,采用土壤剖面法和分层取样法,研究了不同深度下土壤容重、有机碳含量和碳密度的分布特征。结果表明:①落叶松人工幼龄林和成熟林土壤容重随土层深度增加先减少后增加,近熟林土壤容重随土层深度增加而增加,中龄林变化规律不明显。幼龄林、近熟林和成熟林土壤容重同土层深度均呈二项式关系。②落叶松人工林同一土层深度土壤碳含量均随林龄增加而减少,各林龄土壤碳含量随土层深度增加呈现减少趋势。幼龄林、中龄林和成熟林土壤碳含量同土层深度呈二项式关系,近熟林呈乘幂关系。③落叶松人工林不同林龄碳密度随土壤深度的增加呈先下降后升高趋势,各林龄土壤碳密度同土层深度均呈二项式关系。④土壤碳含量和碳密度的变化规律同有关研究结论基本一致。     

红壤低山丘陵区果园坡面土壤水分空间分布特征

以粤北红壤丘陵区典型桃园土壤为研究对象,通过烘干法测定含水率,对果园植被覆盖、坡位与土层深度对土壤水分的影响特征进行研究。结果表明:(1)植被覆盖度越高,桃园土壤含水率越高;(2)土壤容重与含水率皆随其土层深度的增加而增加;(3)不同坡位的土壤含水率表现为中坡位最高,上下坡位相当。     

碾子山段金长城坡面的土壤水分空间异质性研究

从水土流失的角度出发,对碾子山段金长城不同坡面的土壤水分进行了研究,以期为金长城的生态保护、环境管理与决策提供科学依据。研究结果表明:金长坡的坡面土壤在同一种土地利用方式下,纵向上随着土层深度的增加土壤容重的差异均不显著;不同土地利用类型是坡面土壤水分变异的重要影响因素;研究区周围土地利用结构是影响金长城不同坡面的土壤容重的关键因素之一;金长城坡面在单一土地利用结构下各坡位土壤容重有差异性,但也只有坡中与坡脚土壤容重差异显著。所以在坡面冶理和保护中更多的要注意人为干扰,合理设计旅游资源,减少耕地,加强周边防护林带的保护。     

安新县不同利用方式土壤碳氮磷及生态化学计量特征研究

为探明安新县不同土地利用方式土壤碳氮磷及生态化学计量特征,以裸地、水田、水浇地、林地和芦苇地5种典型的土地利用方式土壤为研究对象,分析了0～100 cm土壤总有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和化学计量数(C/N、C/P、N/P)的分布特征。结果表明:(1)5种土地利用方式土壤SOC、TN含量随土层深度增加而逐渐降低,TP随土层深度无明显变化;裸地、林地和芦苇地土壤C/P、N/P随土层深度增加逐渐减小。(2)利用方式对土壤C、N、P及生态化学计量产生了显著影响,其中土壤SOC和TN均值由高到低为芦苇地、林地、水田、水浇地、裸地;水田和水浇地在0～20 cm土层TP含量显著大于其他利用方式;0～40 cm土层C、N储量由大到小均表现为芦苇地、林地、水田、水浇地、裸地;裸地土壤C/N、C/P和N/P均表现最小;在0～60 cm土层,水田或水浇地土壤C/N最大,在60～100 cm土层,林地土壤C/N最大;林地和芦苇地C/P和N/P在不同土层间均表现较高。(3)通过典型相关分析,SOC、TN、C/P和N/P与土壤因子中的容重和pH值的累积关系较大。研究结果可揭示土地利用方式对土壤C、N、P及生态化学计量特征的影响,对雄安新区的生态建设和修复提供基础数据支撑。     

不同土地利用类型土壤有机质与全氮供应研究

选取了我国西南部抚仙湖流域典型流域尖山河小流域为试验区,以不同土地利用类型的径流小区作为试验对象,对径流小区内土壤不同土层有机质和全氮含量进行了测定分析。结果表明:土壤剖面有机质及全氮含量均随着土层深度的增加而降低,即0~20cm20~40cm40~60cm,且随深度增加含量差距减小;在同种土地利用类型中,土壤全氮含量随有机质含量的增加而增加;在4种土地利用类型中,土壤有机质含量表现为次生林人工林灌草丛坡耕地,全氮含量表现为灌草丛坡耕地人工林次生林,说明在土地利用类型不同且人为干扰严重的情况下,土壤全氮含量随有机质含量变化的程度不同。     

生物炭控制高施氮竹林土壤氨挥发效果研究

通过模拟土柱试验,研究生物炭(水稻秸秆炭和竹炭)不同施用量(炭、土质量比分别为1∶100或1∶20)控制高施氮(每千克土壤施N 46 mg)竹林土壤氮素(NH3)挥发的效果。结果表明,生物炭添加能够有效降低NH3的挥发(每500 g土壤,由对照处理的3.83 mg降至0.05—0.94 mg),且炭、土质量比为1∶20的处理对NH3挥发的控制效果显著优于1∶100的生物炭处理。土壤添加尿素后,铵态氮(NH+4-N)含量为每千克土壤7.54 mg,生物炭添加处理使土壤NH+4-N含量升高至每千克土壤7.84—9.77 mg。同时,秸秆生物炭施用可以提高土壤水分含量6.18%—12.45%,而竹炭施用对土壤水分含量无显著影响。可见,不同生物炭施用可以通过固持土壤NH+4-N和(或)保持土壤水分,实现有效控制高施氮竹林土壤NH3挥发的效果。