湿地生态系统土壤氮素矿化过程研究动态

土壤氮素的矿化过程与土壤供氮能力及氮素损失密切相关,其对于氮素生物地球化学过程的生态意义重大。本文综述了当前湿地土壤氮素矿化过程的研究方法、模型表征以及影响因素的研究动态。氮素矿化过程的研究主要集中在净矿化作用方面,而其研究模型又主要包括矿化动力学模型、热力学模型和环境效应模型。影响湿地土壤氮素矿化过程的因素主要包括湿地气候条件、水文条件、土壤理化性质、枯落物性质、土壤生物区系及人类活动等。今后研究的重点应包括:(1)氮素矿化过程的驱动机制与驱动因素;(2)概念模型与应用模型的表征;(3)全球变暖、降水改变以及人为碳、氮输入对矿化过程的影响;(4)人类活动在湿地土壤氮素矿化过程中的作用。     

南极半岛海洋气候区的土壤Ⅴ.气候变化响应

气候变化导致南极海洋气候区冰川消退、多年积雪融化,为新的土壤形成与分布提供了潜在的母质基础与发展空间;地表和土壤内部水分活动在时间和空间上的加强促进了以自由水为基础的土壤过程和冰缘地貌过程;由气候变化引发的低等植物生境、群落结构变化、初级生产力与生物量的提高、海洋脊椎动物迁徙和栖息地的变迁,影响了本区土壤有机质积累过程以及土壤有机质结构与性状。已有的证据表明,气候变化正对南极海洋气候区土壤发生、发育及演变产生重要影响。     

南极半岛海洋气候区的土壤 V．气候变化响应

气候变化导致南极海洋气候区冰川消退、多年积雪融化，为新的土壤形成与分布提供了潜在的母质基础与发展空间；地表和土壤内部水分活动在时间和空间上的加强促进了以自由水为基础的土壤过程和冰缘地貌过程；由气候变化引发的低等植物生境、群落结构变化、初级生产力与生物量的提高、海洋脊椎动物迁徙和栖息地的变迁，影响了本区土壤有机质积累过程以及土壤有机质结构与性状。已有的证据表明，气候变化正对南极海洋气候区土壤发生、发育及演变产生重要影响。     

南极半岛海洋气候区的土壤Ⅱ.有机质积累过程

南极海洋性气候土壤形成过程中具有明显的有机质积累作用,有机质对成土过程和土壤性状产生重要影响,如土壤酸化、有机-金属螯合物的形成和生物成矿现象。受地表生物活动强弱影响,不同土壤有机C、N含量差异明显。冻扰作用、灰化作用以及物理性裂隙渗漏是有机质在剖面的迁移和重新分配的主要途径。     

土壤水蚀中关于化学因素的研究现状和展望

土壤水蚀是一个复杂的物理化学过程。化学因素在土壤水蚀过程中起了相当重要的作用。该文系统分析了土壤溶液浓度和组成对土壤团聚体稳定性、地表硬壳形成以及土壤水力传导度、入渗率、地表径流和土壤侵蚀的影响；探讨了长期劣质水灌溉可能对土壤侵蚀产生的影响以及减少劣质水灌溉区土壤侵蚀的化学方法；指出土壤表面密封层对土壤侵蚀的影响及其机理描述是土壤侵蚀研究中的一个重要研究方向。     

坡面径流分离土壤的水动力学实验研究

土壤分离过程是指在降雨溅击和径流冲刷作用下 ,土壤颗粒脱离土壤母质的过程[1] 。对因降雨溅击引起的土壤分离过程曾进行过深入系统的实验室模拟 ,但对因径流冲刷引起的土壤分离过程 ,并没有得到充分的研究[2 ] 。实验水槽内的水流动力特性与坡面径流的水动力学特征十分相似 ,     

淹水土壤中镉活性变化及其制约机理

近年来,面对全球土壤Cd污染日益严重的现状,国内外许多专家和学者对土壤中Cd的迁移转化进行了大量的探索和研究。但是,由于土壤自身的复杂性以及影响因素的多样性和不确定性,有关淹水土壤中镉(Cd)活性变化及其制约机理的研究常常出现截然不同甚至相反的报道。铁锰氧化物、碳酸盐、固相有机质、硫化物、DOM、阴离子(主要是Cl-和SO42-)和阳离子(如Al3+、Ca2+、Mg2+、Na+等)等繁多的制约因素及其制约机理使得Cd的土壤化学理论复杂化,也给土壤Cd污染的控制和治理带来困难。本文从Cd在土-水界面发生迁移转化的化学过程(吸附与解吸、沉淀与溶解和配位与螯合)入手,总结并阐述了淹水土壤中Cd活性的变化及其制约机理,同时对该领域的研究进行了展望,试图为淹水土壤中Cd活性的深入研究和Cd污染土壤的修复与治理提供参考。     

控制土壤发育过程的科学原理——(全苏土壤微生物学问题会议总结)

微生物在土壤形成中起着巨大的作用。微生物在土壤过程中的意义经常在В.В.杜库查耶夫,П.А.考斯托契夫及B.P.威廉姆斯的土壤学经典著作中着重指出。B.P.威廉姆斯特别深堪地发展了关于生物在土壤中的作用的概念、土壤形成过程的趋向是与居住在一定的植物社会中的某种微生物类群的活动相联系的。草田轮栽的理论即为 B.P.威廉姆斯广泛地考虑到微生物学因素的作用而制订成的。Т.Д.李森科院士对 B.P.威廉姆斯的观点加以很高的评价。他指出,为腐朽     

土壤水汽吸附曲线的模拟及其滞后效应

准确模拟土壤水汽吸附曲线对于研究土壤与水分子之间的相互作用机理及预测土壤中挥发性有机气体的运移有重要意义。选择了中国不同地区七种典型土壤,评价了GuggenheimAnderson-deBoer(GAB)模型对水汽吸附和解吸曲线的模拟效果,并就水汽吸附行为的影响因素、水分子与土壤颗粒的相互作用机制进行了讨论。结果表明,对于七种供试土壤的水汽吸附和解吸曲线,GAB模型均方根误差小于0.000 7,决定系数大于0.995。相比土壤水汽解吸附过程,水汽吸附过程土壤的单层吸附水含量较低,而纯液态和单层吸附的水分子自由焓差较高。水汽吸附与解吸附过程中土壤单层水含量和滞后指数与有机碳含量呈极显著的正相关关系,而与黏粒含量的相关性受矿物类型的影响。     

SVAT模型的研究与应用

土壤-植被-大气传输（SVAT）模型对于研究大气水、植物水、地表水、土壤水和地下水的相互作用和相互关系、植物耗水过程与生态需水规律、生态系统与局地气候的反馈机制、土壤水分与植被的相互作用机制,以及生态环境的恢复与重建具有十分重要作用。SVAT模型经过“水桶”模型、生物物理学模型以及生物化学模型3个阶段约半个世纪的发展,已由最初的单层模型发展到双层模型、多层模型,取得了很大的进展。该文总结了SVAT模型主要水热过程的参数化方案,模型的应用研究、比较以及参数化方案的改进,并提出下垫面不均匀性、模型的简化、模型的全面性、模型的验证和比较等亟待进一步改进和完善的问题。     

地上植食性昆虫对土壤生态系统影响的研究进展

地上地下生态系统之间存在着密切的联系,二者相互作用,共同影响陆地生态系统过程。越来越多的研究表明,地上地下之间的相互联系还受到植食性动物取食作用的调节。地上植食性昆虫不仅可以改变地上植物或动物群落,还可以间接地影响土壤生态系统中的生物群落和相关的土壤过程,进而对地上生态系统形成反馈。本文综述了地上植食性昆虫对土壤食物网中不同营养级的生物群落,以及相关土壤过程的影响;在已有研究报道的基础上,分析并归纳了地上植食性昆虫影响土壤生态系统的途径和调控因素等,旨在较为全面地总结地上植食性昆虫对土壤生态系统的间接影响以及相关的影响机制,并对今后的研究方向作了初步展望。     

土壤有机硫矿化研究进展

土壤有机硫矿化是硫生物地球化学循环关键过程之一,其过程具有复杂性和影响因素的多样性。在科学试验中,培养系统和方程模型的选择对研究硫矿化的准确性至关重要。综述了目前国内外土壤有机硫矿化研究中应用的主要3种培养系统和6个动力学方程模型,同时阐述了微生物和酶对有机硫矿化过程的直接影响和土壤的理化性质等因素的间接影响,以及各影响因素之间的相互协同作用,旨在了解土壤有机硫矿化特征、规律、机理、研究方法以及模拟模型的研究现状,并在此基础上,提出包括有机硫矿化模型的有效性、适用性以及有机硫矿化影响因素的联合作用在内的各方面需进一步深入探讨。     

黄土丘陵区长芒草群落对土壤水分入渗的影响

以黄土丘陵区长芒草群落为研究对象,采用圆盘人渗仪对不同盖度长芒草群落下的土壤入渗过程进行了对比研究.结果表明,在0-80 cm土壤剖面上.不同盖度的长芒草群落下土壤初始入渗速率和稳定入渗速率都随着土壤深度增加而下降.在同一深度的土壤剖面上,群落盖度越大土壤初始人渗速率和稳定入渗速率也分别越高.影响土壤初始入渗速率的主要因素是土壤有效孔隙度、初始含水量和水稳性团聚体含量.影响土壤稳定入渗速率的主要因素是土壤有效孔隙度、根长密度和水稳性团体含量.但水稳性团聚体对表层土壤初始人渗速率和稳定入渗速率的影响不显著.长芒草群落不仅通过根系对土壤的物理机械作用以及根系周转过程中形成的生物性大孔提高了土壤入渗速率.还通过提高土壤有机质和水稳性团聚体含量提高了土壤入渗速率.     

春季解冻期白浆土融雪侵蚀模拟研究

采用室内人工模拟融雪水冲刷试验,研究了春季解冻期冻融温差、循环次数、土壤初始含水率、融雪水流量和解冻深度这5个控制因子对白浆土侵蚀的影响。结果表明,影响土壤侵蚀的首要因素为融雪水流量。春季解冻期土壤发生侵蚀主要集中在前15次冻融循环过程中,之后即使冻融循环次数增加,侵蚀量增幅也不明显。土壤含水率变化与侵蚀量之间线型关系不明显,初始含水率较小的土壤侵蚀量大于初始含水率较大的侵蚀量。在径流冲刷过程中,融雪流量的大小和土壤冻层的存在,共同影响解冻深度与侵蚀量大小之间的关系。当融雪流量较小时,土壤解冻深度越小侵蚀量越大,二者间呈负相关关系;反之,当融雪流量较大时,土壤解冻深度与侵蚀量之间呈正相关关系。     

土壤有机质空间变异性及其驱动因素研究进展

土壤有机质是表征土壤质量的主要指标,在土壤肥力、环境保护和全球碳循环中发挥着重要作用。土壤有机质的主要特征之一是具有高度的空间异质性,这是土壤形成过程中自然因子和人为活动综合作用的结果。本文对土壤有机质空间变异性的研究方法进行了回顾,从非生物和生物两方面阐述了驱动土壤有机质空间变异的主要因素,分析了研究土壤有机质空间变异性尺度效应的重要性及相关成果。在此基础上,结合以往研究的特点和不足,从深层土壤有机质的空间变异性、森林土壤有机质的空间变异性、土壤有机质空间变异性驱动因素间的交互作用以及较大尺度下土壤有机质空间变异尺度效应四个方面,对未来的研究方向提出了合理化建议。     

季节性冻融土壤水热耦合运移模拟

根据季节性冻融条件下土壤垂直一维水热运移状况,在地表能量质量平衡条件下,利用水热耦合模型对土壤温度和水分变化进行了模拟。模拟时考虑土壤冻结时冰和水对土壤体积热容、热传导及导水度的影响,并考虑了雪盖层的影响。本模型由实验所在地2008年1月1日至2010年12月31日连续3 a气象数据驱动,用实测地温、水分和冻结深度数据进行验证。结果表明,在地面以下0、5、40、80、160 cm等不同深处模拟温度与实测温度均方根误差(RMSE)分别为3.65、1.59、1.75、1.35、1.64℃,冻结深度也趋一致。除去表层,其他不同深度土壤含水量模拟值与实测值平均误差在3%左右,均方根误差低于4%。此模型及参数化方案能够模拟季节性冻融条件下一定深度土壤温度、水分运移状况,可用于多年冻土区活动层水、热变化规律研究,并可与生态过程模型耦合,从而改进冻土环境下生态系统模型中土壤温度、水分和冻融深度的模拟精度。     

土壤与地表水体空间分布格局的交互关系研究

水要素是重要的成土因素之一，土壤与地表水体空间分布格局之间存在密切联系。以中国中部典型农业区的土壤和地表水体数据为例，基于改良的土壤多样性计量方法计算并统计了1km网格尺度下的土壤类型个数、土壤构成组分多样性、土壤空间分布多样性和地表水体空间分布多样性等多类数据指数，探索了区域土壤与地表水体在地理空间分布格局上的内在联系。结果表明：①研究区内最具代表性土类潮土和褐土（两者面积加和占研究区总面积85%，两者空间分布多样性均大于0.8）的空间分布格局与区域地表水体的空间分布格局之间存在数据联系，回归分析中的判定系数R2大于0.5，这与水要素在两种土壤类型成土过程中所起的作用密切相关。②研究区面积的增加一般会造成地表水体对区域内土壤类型数量的影响作用减弱。与其他成土因素相比，水要素在土壤形成中影响作用的重要程度与研究尺度的大小有关。③基于资源地理空间分布离散性分析的土壤多样性计量方法及理论为水、土等不同资源类型的空间分布格局评价及其交互关系研究提供了理论及数据支持。     

陆地生态系统土壤呼吸的影响因素研究综述

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环中的一个重要过程,也是陆地生态系统最大的二氧化碳释放源,对全球气候和环境变化产生重要影响。对国内外关于陆地生态系统土壤呼吸影响因素的研究进行综述,分析了温度、水分、土壤性质等非生物因素,植被、土壤微生物、土壤动物等生物因素以及人类活动等对土壤呼吸产生的影响。最后分析了目前有关土壤呼吸研究中存在的问题,并提出了今后努力的方向:改进和创新土壤呼吸的测量方法,拓宽土壤呼吸的研究范围,加强土壤呼吸组分的区分研究,重视人类活动对土壤呼吸影响的研究。     

人工防护林作用下风沙土成土过程的研究进展

人工防护林是防风固沙,有效防治沙漠化的重要措施之一。在沙漠地区建立人工防护林,可以有效防止土壤侵蚀,促进土壤有机质及粘粒积累,促使地表结皮形成,不仅对流沙起到了固定作用,而且促进了风沙土的成土过程。本文结合植物－土壤相互作用理论,分别从植物地上部分对养分的阻滞和聚集,以及减少土壤表面蒸发;地下部分的固沙和物质的分解与营养补给等方面综述了生物防护林在风沙土成土过程中的作用。同时,从以往的研究发现,在风沙土成土过程中,土壤机械组成变细,比重和容重减小;土壤剖面结构分异显著,分层增加;土壤含水量和养分显著聚集;土壤微生物数量和种类增加,活性增强,酶活性也大幅度提高。总之,随着沙漠生物防护林的建造,林下风沙土性质发生了明显的改良作用,逐渐发展成固定风沙土。这说明人工防护林和风沙土的成土过程是协同发展的,这不仅有利于沙漠防护林的可持续管护,也有利于沙漠化的防治和退化生态系统的恢复与重建。     

生物结皮土壤-水文-侵蚀效应研究进展

生物土壤结皮(简称生物结皮)是由隐花植物、微小生物和土壤表层颗粒胶结形成的一种特殊复合体,广泛分布于各类气候和生境条件。作为生态系统的重要组分,生物结皮在不同生物气候区土壤的生态过程、水文过程、生物过程、地球化学循环过程以及生态修复过程中发挥着重要作用。从生物结皮影响土壤物理、化学、生物学性质以及土壤水文与侵蚀过程等方面对其生态功能进行总结和概述,在此基础上,从研究区域和时空尺度、多过程耦合机制、生物结皮影响氮循环的过程及其对氮沉降的响应机制、生物结皮与维管植物空间分布及互动关系等方面,展望了该领域有待深化的问题及今后的发展方向,以期促进我国生物结皮相关研究工作,加深对生物结皮生态功能及地表过程的认识。