土壤微形态分析在考古应用方面的研究进展

古土壤微形态分析是获取古人类活动信息的重要手段,通过研究文化遗址区古土壤微形态特征反映古人类活动和古环境日益成为国内外研究的热点。总结近年来国内外文化遗址区古土壤微形态分析在考古应用方面的研究进展,结果表明土壤微形态分析能够有效地反映古人类活动和古环境信息。提出了应系统建立文化遗址区古土壤微形态特征的诊断指标体系,进一步加强土壤学与考古学的结合,在此基础上建立文化遗址区不同古人类活动区对应的土壤微形态特征数字图像库,丰富文化遗址区古土壤研究方法,提高土壤微形态分析在考古学领域的研究精度和准确度。     

仰韶村遗址文化层土壤微形态研究

土壤微形态方法已广泛运用在遗址土壤研究中，可解读其蕴含的古人类活动信息。本研究在仰韶村遗址土壤前期研究基础上，采集多处文化层以及古土壤层、表土层，通过比较土壤微形态和理化性质差异，判别古人类用火和培土行为。结果表明：(1)用火影响的土壤基质主要呈红棕色，其中炭屑散乱分布，铁质垒结形成物主要呈团块状、碎屑状。细粒质受到火烧作用影响，经化学反应形成的铁质氧化物覆盖其上，显示出弱干涉色特征，多为无分离b-垒结。(2)培土影响的土壤中可以识别出人工痕迹，如平整的孔道和刮擦痕迹，紧密的不同土壤垒结之间存在清晰平整的界线，表明土壤被压实。部分细粒质受到人为刮擦作用影响，呈现条纹状b-垒结。细粒质与粗粒质除包膜状和桥接状外，还出现填集状，这也表明土壤被压实。(3)发现贝壳和碳化植物等侵入体，土壤微结构呈现海绵状。总体而言，土壤的宏观特征和基本理化性状印证了微形态观察结果，表明该区域土壤与古人类用火和耕作活动相关。     

农业生态与土地退化的土壤微形态研究

简要地介绍了土壤微形态研究方法及其在农业生态与土地退化研究中的应用，并回顾了近20a的国际土壤微形态研究的内容与进展，在过去的20a中，土壤微形态学在概念，现象的解释，分析技术以及应用上都取得了前所未有的进展，特别在样品脱水方法，荧光分析，图象处理及定量分析技术上得到很大的发展，植物根系与土壤微结构的关系，土壤改良对结构的影响等方面研究取得一定的成就，利用土壤微形态研究农业生态系统中的根系与根际的生态过程，作物对水分和养分的吸收过程，人为活动对土壤退化，熟化的微形态指标，以及利用微形态指标评价人为因素的现代土壤过程中的作用等，是土壤微形态研究的最新动态。     

土壤微形态研究进展综述及前瞻

本文通过对国内外近年大量有关土壤微形态文献的分析,从微形态观测技术、微结构单元的定量测量、微形态在相关研究领域的应用、描述术语等方面进行了初步总结和评述,对未来研究作一前瞻。     

白鹿原人工果树林地土壤和农耕地土壤微形态对比研究

选择白鹿原人工果树林地土壤和耕地土壤为研究对象,用偏光显微镜和Qwin软件对土壤微形态进行了观察和定量分析。结果表明:两种土壤和土壤粗颗粒的矿物组合基本一致,主要由石英和长石组成,但颗粒的形态和粒径有一定差别;林地土壤中主要是孔道和填充孔隙,孔隙壁较光滑,剖面中微形态连续变化,而耕地土壤的孔隙形态复杂,孔隙壁相对较粗糙,从上向下微结构明显变化,其中20 cm和35 cm是两个重要转折点;大量隐晶方解石反映土壤环境频繁变化,大量针状方解石出现在犁底层中下部并指示一种短期稳定的土壤环境,大量细晶方解石反映长期稳定的土壤环境。     

黄河三角洲土壤抗蚀性的微观研究

用土壤微形态的研究方法观察了分析了黄河三角洲土壤的微观特征，用以研究土壤的抗蚀性，研究结果表明该区土壤发育处于初始阶段，土壤在矿物成分，有机物质，土壤形成物等方面仍然在很大程度上保留着冲积物的特征，土壤微结构差，抗蚀性弱，微生态系统脆弱，土壤经人为扰动后易发生水土流失，由三角洲顶部向河口地区。土壤发育愈来愈差，也愈容易遭受侵蚀，因而土地开发利用中，必须重视对土壤微生态环境的保护。     

河南仰韶村遗址不同功能区土壤特征研究

为全面了解仰韶文化时期古人类不同活动内容和程度,在仰韶村遗址内分别采集古人类遗址不同功能区(地基、饮食、瓮棺、陶窑)和未受到古人类活动干扰的土壤剖面(简称自然剖面)土样,进行色度、磁化率、颗粒组成、游离铁、矿质全量、土壤微形态分析,通过与自然剖面数据比较,获知古人类不同活动对土壤的影响程度。结果显示,在地基区,黏粒含量最高,CaO含量较高,P含量最高,土壤微形态显示了古人类在石灰面中加入多种不同的集料。在饮食区,土壤微形态显示炭屑含量丰富,且排列呈现一定方向。在瓮棺区,χfd为最大值,游离铁和游离度均为最大值。在陶窑区,χlf为最大值,P含量较高,土壤微形态显示经过高温煅烧。结论表明,古人类选择黏土和石灰混合铺设地面,长期居住产生大量含磷物质;古人类长期在饮食区烹煮食物,并对灰烬进行清理;瓮棺中的尸体在腐烂过程中,由于土壤动物和微生物的参与,不仅增加土壤细颗粒,还促进了土壤发育;古人类烧制陶器时,可能将生活垃圾进行燃烧,因此P富集。     

北京地区不同土纲典型剖面的土壤微形态特征

以北京地区不同土纲典型剖面为例,通过观察土壤薄片,利用ENVI图像统计分析功能,从土壤微结构、粗骨颗粒、土壤形成物与孔隙几个方面研究其微形态特征。结果表明:北京地区不同土纲典型剖面土壤之间微形态差异明显。淋溶土典型剖面土壤发育完全,Bt层常见到黏粒淀积胶膜;雏形土与新成土土壤微结构发育程度较低,没有淀积黏粒存在,但雏形土形成了B层,存在孔洞状结构,钙积现象明显,土壤发育较新成土成熟。人为土明显表现出大量人类活动的痕迹,侵入物、动植物遗迹多见,土壤发育最为成熟。     

遗址土壤的系统分类研究

本文选取4个典型遗址土壤剖面为研究对象，基于剖面形态和理化性质的分析，根据世界土壤资源参比基础(WRB)、美国土壤系统分类(ST)、中国土壤系统分类(CST)，对供试土壤进行分类归属研究。结果表明，目前的分类方案均不能较好地体现遗址土壤的特征，因此建议在CST人为土土纲中增加技术人为土亚纲，并先被检索出来，下设缓透技术土和遗址技术土土类，分别下设遗址缓透技术土和含磷遗址技术人为土、普通遗址技术人为土亚类。修改方案不仅可以较少地改动土壤系统分类诊断体系，也能够较好地将古人类影响的土壤特征和产生的技术物质融合到新增的“人为缓透或不透层次”或“人工制品”中，作为从古到今所有人类活动和技术物质的一部分，从而实现遗址土壤在系统分类中的归属。     

农田恢复措施对黑土母质发育的新成土壤团聚体微形态及孔隙结构的影响

土壤结构是土壤肥力的物质基础,水土流失等导致土壤结构退化成为威胁我国粮食安全的重要因素。本文利用8年田间定位试验,通过土壤切片技术,研究不同农田恢复措施(耕作和有机物料投入)对黑土母质发育的新成土壤团聚体微形态的影响,对理解成土过程和肥力快速恢复具有重要意义。结果表明:免耕土壤(自然、人工植被恢复)、不施肥耕作土壤和仅施化肥耕作土壤均为复合孔洞状微结构,主要孔隙形状均为面状或孔洞状,连通性及数量相当,土壤垒结和微结构类似;但土壤颗粒分布频度和均匀度及粗细粒质接触紧密度与耕作负相关,免耕土壤显著地高于耕作土壤(P0.05)。施肥耕作土壤中,施有机物料的土壤为海绵状微结构,施高量有机物料的土壤微结构发育最好,施低量有机物料的土壤微结构次之,不施有机物料土壤微结构最差;其土壤垒结和微结构发育特征与有机物料的投入正相关。     

冻融循环对黑土团聚体稳定性与微结构特征的影响

冻融循环作用下的土壤结构变化被认为是融雪期黑土坡面土壤侵蚀加剧的主要原因之一,土壤团聚体稳定性与团聚体微结构是影响土壤可蚀性的关键因子.基于控制条件土壤冻融模拟试验,采用湿筛法、扫描电子显微技术(SEM)和Image-Pro Plus(IPP)图像分析处理相结合的方法,分析了冻融循环过程中黑土团聚体微结构的动态变化特征...     

不同放牧条件内蒙古草原土壤冻融期水热动态

内蒙古草原地处季节性冻土区,与放牧强度相关,土壤冻融过程对该地生态和水文过程有着显著影响,但相关研究相对欠缺。该文重点研究了内蒙古锡林郭勒草原3种放牧条件下UG79(1979年以来禁牧)、UG99(1999年以来禁牧)、HG(1979年以来持续放牧)季节性冻融期的土壤水热动态,以期准确理解放牧这一当地主要土地利用模式对土壤生态水文过程的影响。结果表明:与地上覆盖度相关,不同放牧条件下地表积雪厚度有明显差异,其中HG处理积雪厚度远小于其他处理,其土壤温度变化也最为剧烈。与不同处理土壤冻结速率相关,土壤冻结时HG,UG79和UG99的"聚墒区"分别为20—30cm,10—20cm和10—30cm,其中UG99"聚墒区"分布范围最广,且集中在牧草根系发达区域,对来年牧草生长提供了更好的水分条件。换言之,由于冻后聚墒效应,土壤消融期水分含量在土壤表层高于冻融前,其中UG99处理最大,达到了0.19m~3/m~3。该研究结果为内蒙古草原季节性冻土区控制放牧及合理的禁牧措施提供理论依据。     

Development of a quick on‐farm test to determine nitrate levels in soil

Crop management can be optimized and nitrogen (N) losses can be reduced with a better knowledge of soil‐nitrogen availability, especially if this information becomes directly available on‐site in a fast and cost‐effective way. In this paper, simple on‐farm methods to determine nitrate‐N in field‐moist soil samples immediately after sampling are described. The procedures include volumetric soil sampling, extraction based on manual shaking with tap water as universally available extractant, filtering soil/extractant mixtures on‐site, on‐site determination of the soil water content, and reflectometric nitrate measurements based on test strips. Using correction factors can compensate the impact of the temperature during the final nitrate measurement. An excellent agreement was found between the developed quick‐test procedures and the standard laboratory procedure. The proposed quick‐test has great potential to enable economical savings for farmers as well as benefiting the environment.     

非饱和水分运动参数空间变异的研究

田块尺度土壤特性的空间变异性对水分与溶质运移具有明显的影响。该研究在野外30m×30m面积、土壤类型为砂壤土的田块的100个空间点上,分别利用张力计和取土样室内测定的方法测定了30cm土层深处土壤水张力、土壤容重ρ、饱和含水率θ_s,与初始含水率θ_i,同时利用圭尔夫仪,测定了该田块同样深度108个空间点上的饱和水力传导度K_s与孔隙大小分布参数α。利用经典统计分析与地质统计分析方法分析上述参数的空间变异特征,研究结果表明:ρ,θ_i,θ_s,K_s和容水度C遵从正态分布,而α具有对数正态分布;K_s,α和C具有较大的空间变异性,而ρ和θ_s的空间变异性则较小;K_s和logα是空间统计相关的;土壤水张力的空间变异具有时不变特征,且土壤水张力方差是其均值的二次函数     

黄土区大型露天矿排土场水力侵蚀计算与防治

以黄土区安太堡露天矿未复垦排土场为对象,研究未复垦排土场平台水力侵蚀(沟蚀)状况,通过实地外业采样和内业数据处理,结合数据统计分析平台,计算出了研究区内的沟蚀量分布情况,并分析了平台汇水面、土壤容重、坡度与沟蚀模数的关系,估算研究区水力侵蚀造成的直接经济损失,提出排土场平台复垦和水土流失防治措施。结果表明:(1)研究区水力侵蚀严重,总体沟蚀模数相当于自然地貌土壤侵蚀模数的6.8倍,其中平台汇水面对沟蚀模数的影响巨大;(2)排土场平台表层土壤压实,40cm以内土层压实最为严重,深层土壤土质较疏松;(3)排土场平台坡度和坡长在一定程度上可以反映出土壤侵蚀的高低,在水土流失防治措施中应予考虑。在平台复垦和土壤侵蚀防治中应采用减少平台汇水面积、增大地表水入渗能力和提高植被覆盖度的措施为主,本研究成果可为排土场复垦和水土流失防治提供参考。     

城镇搬迁地土壤厚度划分与案例研究

为确定城镇搬迁地绿化有效土壤厚度,本研究通过对比城镇搬迁地原地土壤和传统农业土壤的差异,基于土壤、杂填土、建筑垃圾和土体等基本概念,对城镇搬迁地土壤厚度进行了定义；基于建筑垃圾层位置和园林绿化种植土相关标准定义了城镇搬迁地绿化有效土厚土壤厚度的内涵；并以上海市世博文化园和三林楔形绿地建成前城镇搬迁地为例对进行了土壤厚度划分方法的应用。结果表明：城镇搬迁地土壤厚度是城镇搬迁地内土壤剖面所有的土壤物质层厚度之和；城镇搬迁地绿化有效厚度为在城镇搬迁地中位于地下水之上,自身理化性质符合或者经过改良后符合地方规定的园林绿化种植土标准的土壤物质层厚度。上海市世博文化园建成前城镇搬迁地土壤厚度为2.4~4.5m,但由于土壤理化性质不符合园林绿化用土标准,绿化有效土厚为零,绿化种植土均需采用客土。三林楔形绿地建成前城镇搬迁地土壤厚度大于1m,土壤经过改良均可作为园林绿化种植土。但由于地下水层的存在,城镇搬迁地绿化有效土厚为1m。 因此,城镇搬迁地绿化有效土壤厚度划分方法可为城镇搬迁地原地土壤和客土用量的快速估算提供科学依据。     

风电场建设对周边扰动区域土壤养分和植被的影响

研究了风电场的建设对周边扰动区域土壤养分和植被的影响。结果表明:风电场的建设增加了扰动区域土壤容重、pH和总孔隙度,降低了土壤电导率、含水量和全盐,同时也降低了植被生长各指标和土壤养分（除了土壤全磷）等;在扰动区域（0~3 km）,植被生长各指标和土壤养分均随远离风电场距离的增加而增加,距离风电场4 km时,植被生长各指标和土壤养分基本与未扰动区域达到一致,初步表明了风电场对于植被和土壤养分的影响范围均在方圆3 km以内;风电场扰动区域土壤微生物量的变化幅度和变异系数最大,说明风电场对土壤微生物量的空间变异影响较大;风电场扰动区域和非扰动区域土壤养分均随土层深度的增加而逐渐降低趋势,表现出明显的“表聚性”,而土壤深层（40—60 cm）未扰动区和扰动区土壤养分基本一致,表明了风电场的建设并没有改变土壤养分的垂直分布特征,也并未影响深层土壤养分含量;风电场未扰动区域植被与土壤因子相关性基本与扰动区域相一致,表明风电场对周边区域植被和土壤均有影响,而此影响具有同等的重要性,也即同等程度下影响了植被和土壤因子,同时也体现了植被和土壤因子的互作效应。     

Soil pH Changes from Fertilizer Site as Affected by Application of Monocalcium Phosphate and Potassium Chloride

A laboratory incubation experiment using soil columns was conducted to study the effects of monocalcium phosphate (MCP) and potassium chloride (KCl) on soil pH changes in fertilizer microsites with two Chinese soils. Mixtures of two fertilizers at two rates (0 and 0.26 g per column) were added to the surface of soil cylinders. The results shown that both fertilizers significantly decreased soil pH after 7 d and 28 d, which declined with time and distance from fertilizer site. Compared with KCl alone, the soil pH decrease close to the fertilizer site induced by applied KCl was slowed down in the acidic red soil by MCP addition but was promoted in the calcareous soil. Compared with MCP alone, the application of KCl with MCP had greater effects of reducing pH in both soils. The magnitude and extent of soil pH changes were mostly contributed by KCl in the KCl plus MCP treatment.