数字土壤及其应用研究进展

数字土壤是近年来国内外土壤学研究的热点和前沿领域之一。文章阐述了数字土壤的概念和发展过程;总结数字土壤在各专业领域的应用,并对研究中出现的问题进行了深入的分析;最后展望了数字土壤的发展前景,提出了相关的建议。     

基于文献计量分析的近30年国内外土壤科学发展过程解析

借助Web of Science和CNKI数据库,利用文献计量学方法定量分析了近30年来国内外发表的土壤科学文献,研究了土壤科学不同时期(1986—1995、1996—2005、2006—2013年)的发展与演变过程,对比了国内外土壤科学发展的异同点。早期的国际土壤科学是以土壤肥力主导的农田土壤学研究,逐渐转向以生态环境为核心的问题导向研究,强调土壤生物驱动的土壤过程研究;而我国土壤科学研究更注重区域特色,以地力提升、土壤侵蚀与水土保持、土壤污染与修复等问题导向更加明确,发展过程中学科间的交叉与融合不断增强。本论文期望以文献计量学的分析方法客观评价土壤科学发展的脉络,把握学科发展前沿,提升土壤科学研究的创新能力,从而推动我国土壤科学的发展。     

固碳土壤学的核心科学问题与研究进展

土壤碳固定是当前有关陆地生态系统碳循环与全球变化的地球表层过程研究的重要优先领域。国际社会对全球农业温室气体减排的需求，驱动着土壤学对土壤固碳容量与潜力、固碳与减排的过程与机理的前沿探索，并越来越呈现为一个独特的土壤学新兴分支学科——固碳土壤学（SoilScience of C Sequestration）。本文围绕固碳土壤学的基本科学问题，回顾了最近10多年来，特别是最近5年来国内外关于土壤固碳研究的主要进展，讨论了固碳土壤学中的核心科学问题是土壤固碳容量与固碳作用的机理，论述了土壤物理保护、碳化学结合与碳化学转化稳定与固碳容量及稳定化的关系，提出了土壤-植物（作物）-微生物相互作用是当前固碳土壤学的前沿领域和深化方向，并结合国内对水稻土固碳的研究进展，提出了固碳土壤学的概念性框架，认为我国亟待加强固碳土壤学研究，深入探索我国农业经营管理特色下土壤固碳容量、过程、机理，丰富和发展农业土壤碳循环理论，并服务于全球变化生物学和国家碳管理。     

激光诱导击穿原子光谱在土壤分析中的应用

土壤分析是土壤学研究及应用的前提和基础,传统化学土壤分析方法逐渐不能适应现代土壤学海量信息数据快速获取的需求。激光诱导击穿光谱作为一种全新的、反映土壤组成元素原子信息的光谱技术,其无需对样品进行复杂前处理,可实现原位、快速、多元素连续在线检测,每条光谱记录土壤样本独一无二的特征,可以视为土壤“指纹”,成为现代土壤分析的有效技术之一。首先介绍和分析了激光诱导击穿原子光谱的原理、光谱获取的主要影响因素、光谱数据处理的化学计量学方法等;然后阐述和梳理了基于激光诱导击穿光谱技术在土壤分析方面的应用成果和进展,包括土壤鉴定、土壤养分评估、土壤重金属测定、微观/介观尺度土壤原位表征等;最后讨论和总结了激光诱导击穿光谱技术在土壤分析中所面临的挑战及其应用展望。     

提升对土壤认识, 创新现代土壤学

土壤是农业生产的基础,是人类赖以生存的基石,也是人类食物与生态环境安全的保障。随着现代科技和国家社会经济的快速发展,土壤的地位与功能正在发生变化。本文基于土壤与土壤学科及国民经济发展需求的关系为出发点,指出了当前对我国土壤的重要性认识正在从农业生产向环境安全、资源利用、生态健康及全球变化等方向转变与提升。同时,明确了现代土壤学的内涵和创新现代土壤学的战略思想,全面、系统、前瞻性地提出了现代土壤学的研究前沿与特点,以及现代土壤学研究领域所面临的挑战与展望,为我国现代土壤学的发展指明了方向。     

森林土壤研究的进展

国内外森林土壤学研究重点是土壤与森林间相互关系的规律性以及如何把土壤科学研究新成果应用于林业生产。近几年来,我国在森林资源、森林立地分类与质量评价、森林土壞生态定位和林木施肥等研究方面取得了进展。今后应着重围绕森林土壤定位、森林立地分类和质量评价、适地适树预报林地生产力, 促进林木速生丰产的施肥技术和生物固氮等方面进行研究。     

基于Web of Science数据库的土壤呼吸知识图谱分析

以Web of ScienceTM核心合集数据库中1999 ~ 2019年有关土壤呼吸的6363篇文献作为数据源,借助CiteSpace知识图谱分析工具,对合著国家、作者、机构、学科分布、文献共被引网络及主题词共现网络等进行可视化分析。研究结果表明:①土壤呼吸研究的发文量经历了平稳增长、迅速增长和起伏增长三个阶段;②美国、法国、澳大利亚、瑞士等国家在土壤呼吸研究领域发文量较多,具有较大的影响力,中国土壤呼吸研究起步虽然较晚但发展迅速;③土壤呼吸研究主要集中在环境生态学（Environmental Sciences & Ecology）、农学（Agriculture）、环境科学（Environmental Sciences）、土壤学（Soil Science）等学科领域,具有显著的学科交叉性;④当前关于土壤呼吸研究热点主要集中在根际沉积和土壤异养呼吸方面;氮添加、气候变暖、冬小麦、温室气体排放是近年来土壤呼吸领域的研究前沿。     

土壤学的新分支——计量土壤学(Pedometrics)的形成与发展

计量土壤学(Pedometrics)是土壤学一个新兴的分支,是经过澳大利亚、美国、欧洲等许多国家的土壤学家近三四十年的努力,而逐渐发展建立起来的。在2002年第17届国际土壤科学大会后成立了计量土壤专业委员会,与传统的土壤地理、土壤发生、土壤分类等专业委员会并列。本文就国际上计量土壤学产生的理论背景和技术背景,以及发展过程做一个综合的介绍,对我国在计量土壤学方面的相关工作进行了总结和讨论。     

探索“透明”土壤体：土壤孔隙学的时代已经启航

土壤是地球表面由固、液、气三相组成的疏松多孔介质体,土壤物理、化学和生物学等过程主要发生在液相和气相填充的土壤孔隙中及其与固相的交界面。随着无损探测土壤孔隙结构、土壤生物化学原位分析和计算机模拟等技术的快速发展和计算能力的提升,从土壤孔隙的形态、结构和功能的角度,原位、直观、精确地研究土壤中动态发生的各种过程成为可能,推动了对真实土壤中各种微观过程与机制的研究。基于前期的研究进展,本文提出,研究透明土壤体的物理学—土壤孔隙学（Soilporelogy）的时代已经启航。土壤孔隙学主要针对土壤孔隙空间,研究其动态变化与土壤物理、土壤化学和土壤生物（生态）互作过程及其效应。以土壤孔隙学为主线,本文首先介绍了获取土壤孔隙方法的进步,进而论述了基于土壤孔隙的流体运动、生物化学过程、根系和生物活动以及土壤微观生态学等的试验和模拟研究。最后,本文对土壤孔隙学的研究方法和理论发展方向进行了展望,相信基于土壤孔隙的研究会推动土壤学研究新的发展。     

熊毅教授与我国土壤科学的发展——缅怀熊毅教授

熊毅先生是我国老一辈著名土壤学家,是中国土壤科学的开拓者和奠基人之一.他毕生致力于土壤科学研究,以创新的思想,开辟了中国科学研究的许多新领域;坚持理论联系实际,勇于承担国家重大生产建设任务,为我国农业发展作出了重大贡献;严谨治学,率先垂范,为祖国培养了一大批土壤学的学术带头人.他曾较长时间地担任中国科学院南京土壤所的领导工作,确立了土壤研究所在当时的学科发展和社会服务方向,扩大了土壤研究所在国际上的影响.由于他为祖国土壤科学发展所作出的突出贡献,1980年当选为中国科学院生物学部委员(现科学院院士).熊毅先生离开我们已近20年了,但他的学术思想至今仍深刻地影响着我国土壤学的发展.我们今天缅怀熊毅先生,就是要继承和发扬他求实创新,把自己的毕生精力奉献于祖国建设的崇高精神,不断地把我国的土壤学事业推向前进.