哈尼梯田景观水源林区土壤水分垂直变化与持水性能

采用ThetaProbeML2x土壤水分测定仪和环刀取样法对哈尼梯田景观水源林区主要植被类型(林地和草地)下0—300cm土层的土壤水分特征及其持水性能进行了研究。研究结果表明:(1)各样地〔样地Ⅰ(林地),样地Ⅱ(林地),样地Ⅲ(草地)〕土壤水分垂直分布为"双峰"波动型,样地Ⅰ和Ⅲ波动弱,样地Ⅱ波动剧烈,拐点出现在60,140和230cm土层附近,土壤水分运动趋势在拐点处受邻层土壤含水量影响大;(2)粉沙性质地土壤(样地Ⅱ)水分变异系数高于黏性质地土壤(样地Ⅰ,Ⅲ);林地土壤水分变异系数大于草地土壤;(3)样地Ⅰ土壤和草地Ⅲ土壤蓄水量均较样地Ⅱ高,且其值相近,黏性壤土的蓄水能力优于粉沙性土壤;(4)水源林区0—160cm土层最大持水量和毛管持水量由大到小均表现为:样地Ⅰ样地Ⅲ样地Ⅱ;非毛管持水量由大到小表现为:样地Ⅱ样地Ⅰ样地Ⅲ,样地Ⅰ和样地Ⅲ的土壤水源涵蓄能力较强,样地Ⅱ土壤调节水分能力较强。     

黄土塬区土壤水分运动的氢氧稳定同位素特征研究

根据测得的长武塬区降水和土壤水中氢氧稳定同位素组成,研究不同层位土壤水中氢氧稳定同位素组成的变化规律及其与水分转换与迁移的关系。结果表明,土壤水中δD和δ18 O的变化范围分别为(-77.15‰)~(-24.89‰)和(-13.00‰)~(-3.39‰),平均值和标准差分别为-51.50‰和9.09‰,-7.22‰和1.45‰,其变化幅度远小于降水中δD和δ18 O值的变化幅度。土壤水中δD和δ18 O在当地降水线两侧分布,其关系为:δD=4.495δ18 O-19.05,降水进入土壤后在土表后重氢氧同位素分馏明显。表层土壤中δD和δ18 O值受降水直接影响明显,下层土壤所受影响减小。土壤水中δD和δ18 O值在30cm土层处最大,向下迅速减小,100cm以下变化较小。下层土壤水中δD和δ18 O值受其上部土壤水中δD和δ18 O值的影响,降水进入土壤后,向下入渗过程中与浅层自由水发生不同程度的混合;150cm处土层土壤水中δD和δ18 O值动态变化过程中存在突变,表明黄土在局部土体内有大孔隙,可导致土壤水分以"优先流"的形式向下入渗。     

喀斯特石漠化过程中土壤氮同位素组成及其空间分异特征

对喀斯特高原区贵州省清镇市王家寨峰丛洼地同一流域内不同类型石漠化、不同等级石漠化以及不同干扰方式石漠化表层土壤全氮的同位素组成及其空间分异特征进行了研究。结果表明：流域内黄壤区样地的表土全氮δ15N值主要分布在＋0.35‰～＋6.82‰之间,平均值为＋4.50‰;黑色石灰土区样地的表土全氮δ15N值主要分布在＋2.70...     

内蒙古贝加尔针茅草原氮素去向的示踪研究

采用15N同位素示踪技术，开展了贝加尔针茅草原氮素去向的研究。结果表明：贝加尔针茅草原植物对标记氮素的回收率为28.36%~37.03%，施氮肥显著影响植物对15N的回收，随着施氮量的增加，植物地上和地下器官对15N的回收量均显著提高。凋落物的15N回收率为2.06%~3.28%。标记氮素的土壤存留率为35.86%~44.32%，大致分布在地表0~40 cm的土层范围内；各土层存留的15N量均随着施氮量的增加而显著升高。标记氮素的当季损失率为19.68%~32.99%。风险/收益比分析表明，在该试验条件下，添加10 gN·m-2的处理风险最低、收益最高，可为草原生态系统的氮素管理提供参考。     

氮添加对亚高山针叶林土壤结构及水分入渗性能的影响

为探究大气氮沉降增加导致的土壤团聚体结构变化规律及其对土壤水分入渗性能的影响,在贡嘎山针叶成熟林和中龄林内分别设计2种氮肥形态[(NH₄)₂SO₄、KNO₃]和4个浓度水平(0,10,20,40 kg/(hm²·a)N)的添加试验,研究不同形态大气氮沉降对亚高山森林土壤团聚体结构和土壤水分入渗特征的影响。结果表明：(1)随施氮量增加,中龄林土壤大团聚体含量逐渐增加,土壤持水量、孔隙度和水分稳定入渗率逐渐增大;成熟林土壤大团聚体含量、土壤持水量、孔隙度和水分稳定入渗率均表现出先增加后降低的趋势;(2)不同形态氮添加对土壤团聚体结构、孔隙度及水分稳定入渗率的作用无显著差异;(3)土壤持水能力、孔隙度和团聚体结构是土壤入渗性能的主要影响因子,外源氮添加增加中龄林土壤持水量和孔隙度,改善中龄林土壤团聚体结构稳定性和水分入渗性能。     

施肥对大白菜中氮同位素及硝酸盐含量的影响

研究不同肥料配施处理对土壤和大白菜中稳定性氮同位素丰度(δ15 N‰)及硝酸盐含量的影响.结果表明,随着有机肥比例的降低,大白菜中δ15 N和硝酸盐含量分别呈现逐渐降低和增加的趋势,对照大白菜中δ15 N和硝酸盐含量分别为+9.355‰和1459mg/kg;纯有机肥(100%-O)和纯化肥(100%-C)处理大白菜中δ...     

不同区域旱地土壤氨挥发过程同位素δ15N变化规律

大气氨（NH3）是PM2.5形成的重要前体物,明确和量化农田等排放源对大气NH3的贡献,是大气污染治理的基础。农田NH3挥发是大气NH3的重要来源之一,氮同位素自然丰度（δ15N）特征可以用来定量溯源大气NH3的来源,但目前对于农田土壤NH3挥发全过程δ15N值动态变化规律的研究比较缺乏,且农田土壤NH3挥发受土壤性质等不同因素的影响,会直接或间接地影响NH3挥发的δ15N值,进而影响溯源结果。旱地土壤NH3挥发在我国农田NH3挥发中占主导地位,本研究选取我国4个不同区域旱地土壤（辽宁北票、河南新乡、河北唐山、西藏林芝）,添加尿素后在受控条件下采用海绵吸收法开展了为期15天的室内培养试验,通过化学转化法测定了不同区域土壤NH3挥发全过程δ15N值并观察其变化规律。结果表明,辽宁北票、河南新乡、河北唐山、西藏林芝的土壤NH3挥发过程δ15N值变化范围分别为-26.14‰~-5.57‰、-31.92‰~-26.31‰、-24.41‰~-3.11‰、-29.17‰~-2.20‰,均值分别为-21.74±1.89‰、-29.31±1.72‰、-19.82±2.04‰、-23.25±2.16‰。不同区域旱地土壤NH3挥发过程δ15N值的特征存在差异,新乡土壤的δ15N-NH3值持续升高,而北票、唐山和林芝土壤的δ15N-NH3值出现先降低后升高的趋势。土壤性质、NH3挥发速率是影响NH3挥发δ15N值的主要因素,其中土壤pH、NH3挥发速率和累积损失量与δ15N-NH3值显著负相关;另外,同位素分馏效应对δ15N-NH3值也有一定的影响。本研究结果可为大气NH3的定量溯源提供更好的支撑。     

应用15N示踪技术研究土壤水分对氮素有效性的影响

在有防雨设施的试验田里,设置不同的土壤水分处理,应用15N示踪技术研究土壤水分对氮素有效性的影响.试验结果表明:冬小麦对肥料氮素的利用率随土壤水分提高而提高;土壤供应的有效性氮素(A值)在土壤水分由田间持水量的50%提高到60%时出现"跃迁",土壤水分超过田间持水量的60%以后,A值差异不显著,表明土壤氮素有效性对土壤水分存在一个阈值反映.节水、节肥高效的土壤水分下限应控制在土壤田间持水量的60%以上.     

放牧干扰对若尔盖高寒湿地不同水生生物δ~(13)C、δ~(15)N的影响

为了解畜牧业发展对若尔盖湿地水生生物类群的影响,本试验设置了A(对照组),B(影响组I),C(影响组II)3个样点,应用稳定同位素技术并结合多维尺度(MDS)等方法研究了若尔盖湿地影响组与对照组之间不同水生生物类群δ~(13)C、δ~(15)N值。结果表明,初级生产者POM(颗粒有机物)样品(主要成分为藻类)δ~(13)C、δ~(15)N值分别为-26.39‰~-21.17‰,3.68‰~6.61‰;浮游动物(枝角类)δ~(13)C、δ~(15)N值分别为-25.69‰~-23.43‰、3.19‰~9.53‰;软体动物泉膀胱螺δ~(13)C、δ~(15)N值分别-28.00‰~-22.30‰、5.19‰~9.27‰,钩虾为-28.57‰~-26.87‰、7.36‰~8.06‰;鱼类样品中高原鳅δ~(13)C、δ~(15)N值分别-30.83‰~-27.01‰、6.41‰~10.02‰,黄河裸裂尻为-26.89‰~-25.95‰、10.24‰~10.89‰。其中不同组间POM样品和浮游动物δ~(13)C值变化不明显,而其δ~(15)N值变化极显著。因此,若尔盖湿地食物网中,氮稳定性同位素信号能较灵敏地反映放牧干扰信息,与软体动物、鱼类相比,POM、浮游动物更适合作为该区域环境评价的指示物种。放牧干扰已经对若尔盖湿地POM、浮游动物等产生了一定的影响,因此,控制若尔盖湿地放牧规模和减少动物粪便的流入量,对于保护若尔盖湿地生态系统的稳定性具有重要意义。     

杉木人工林凋落物添加与去除对土壤碳氮及酶活性的影响

为了解未来气候变化过程中森林生产力增加的背景下,凋落物增加如何影响土壤碳氮过程,在杉木人工林中通过模拟实验研究凋落物添加(一倍)与去除对土壤中碳氮、碳氮同位素(δ~(13)C、δ~(15)N)、微生物生物量碳氮(MBC、MBN)及酶活性的影响。结果表明:凋落物添加后土壤中氮获得酶(β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶)活性显著上升,加速对土壤中有机质的分解获取氮素;凋落物添加与去除处理对土壤碳的影响较小,土壤有机碳(SOC)与可溶性有机碳(DOC)均未发生显著变化;土壤中δ~(13)C丰度与凋落物处理之间未呈现出相关规律性,而δ~(15)N丰度在凋落物添加处理后显著上升。这些结果说明,凋落物处理对杉木林土壤中氮的影响较为敏感,对土壤碳的影响较小。因此,未来气候变化导致森林生产力提高、凋落物输入增加,可能会导致土壤中氮素的损失,迫使土壤微生物分泌更多的氮获得酶同植物竞争土壤氮,最终可能会造成土壤碳氮循环的不平衡,对整个生态系统造成严重影响。