青海云杉造林密度与水源涵养功能的响应关系

以青海省大通县安门滩小流域7种造林密度的青海云杉人工林为研究对象,利用浸水法、环刀法测定林下枯落物、草本层及0—60cm土壤层的持水量,定量评价不同密度的青海云杉人工林水源涵养功能。结果表明:(1)不同造林密度下的林分枯落物最大持水量变化范围为1.97～7.60m3/hm2,枯落物持水量最大的造林密度为1 725株/hm2,造林密度为2 300株/hm2的枯落物持水量最小;不同造林密度的林下草本层持水量变化范围为1.97～7.17m3/hm2,林下草本层持水量最大的造林密度为1 575株/hm2。(2)0—60cm土层的水源涵养功能与土壤物理性质、土壤渗透性及贮水性密切相关,土壤容重的变化范围为1.20～1.43g/cm~3,土壤总孔隙度变化范围为46.53%～53.30%,土壤容重与土壤总孔隙度随造林密度变化趋势呈负相关,密度1 575株/hm~2的林地具有最小的土壤容重和最大的土壤总孔隙度;土壤渗透性能主要取决于土壤的非毛管孔隙度,二者呈显著性相关,密度为1 575株/hm~2的土壤渗透性能最强,密度为2 300株/hm2的林分土壤渗透性最差;0—60cm土层的饱和蓄水量变化范围为2 792.50～3 197.90m3/hm2,造林密度为1 575株/hm2的土壤饱和蓄水量最大。(3)利用林地总贮水量评价水源涵养功能,林地总贮水量大小依次为D1575(3 207.37m3/hm2)D2300(3 164.67m3/hm2)D1900(3 157.17m3/hm~2)D1650(3 141.12m3/hm2)D1475(3 105.91m3/hm2)D1725(2 998.32m3/hm2)D1350(2 803.68m3/hm2)。研究结果说明造林密度为1 575株/hm2的青海云杉林水源涵养能力较好,这与当地2m×3m的造林规格相匹配,为青海黄土高原高寒区的青海云杉人工林可持续经营提供理论依据。     

冀北山地华北落叶松人工林水源涵养功能分析

以混交林为对照,对冀北山地35 a生的华北落叶松人工林枯落物持水量、土壤水分物理特性和土壤入渗特性进行研究.结果表明:与混交林相比,不同郁闭度林分枯落物有效拦蓄量、土壤总孔隙度、毛管蓄水量、非毛管蓄水量、总蓄水量、初渗速率和稳渗速率均小于混交林,并随林分郁闭度的降低有下降的趋势.林地枯落物最大持水量和有效持水量分别为4.45～48.02 t/hm2和3.19～35.97 t/hm2.林地总蓄水量随着郁闭度的增加呈现增加趋势,混交林最大,为1 262.08 t/hm2,土壤的贮水量占总蓄水量的96%以上,水源涵养功能以土壤层为主,表明华北落叶松人工林水源涵养功能低下.     

坝上高原杨树人工林的枯落物及土壤水源涵养功能退化

为探究坝上高原不同退化程度杨树人工林对枯落物及土壤水源涵养功能退化的影响,于2016年7—9月在张北县进行样地调查,对不同退化程度杨树人工林地枯落物及土壤水源涵养功能进行定量分析。结果表明:(1)林下枯落物储量表现为轻度退化(24.68t/hm~2)中度退化(13.43t/hm~2)重度退化(3.66t/hm~2),枯落物有效拦蓄量表现为轻度退化(29.28t/hm~2)中度退化(23.18t/hm~2)重度退化(3.30t/hm~2),最大持水量为轻度退化(34.90t/hm~2)中度退化(24.13t/hm~2)重度退化(3.86t/hm~2),最大持水率表现为轻度退化(228.80%)中度退化(228.70%)重度退化(119.94%),枯落物持水量、持水速率与浸水时间分别符合对数函数与指数函数;(2)不同退化程度土壤容重范围为1.65～1.80g/cm~3,毛管孔隙度为27.42%～33.64%,总孔隙度为29.97%～38.57%;(3)林地土壤入渗速率与入渗时间呈幂函数关系,稳渗速率表现为中度退化(3.32mm/min)轻度退化(2.58mm/min)重度退化(2.44mm/min)。坝上高原退化杨树人工林的枯落物及土壤的水源涵养能力处在较低水平,随退化程度增大而显著下降。因此,在森林经营中应注意合理的树种选择,对退化较严重的林地通过补植其他树种或促进更新进行修复。研究结果可为当地杨树人工林退化评价及相关恢复重建提供一定的理论依据及参考。     

高寒草甸土壤贮水量对封育措施的响应

以三江源玛沁县高寒草甸为研究对象,分析了11a封育措施下土壤贮水量的时空变化特征、土壤持水能力及其对封育措施的响应。结果表明:封育和未封育措施下土壤贮水量变化趋势一致,可分为融冻集聚期、波动消耗期和蓄积期;植物生长期的5月1日—9月28日,0—40cm封育和未封育措施下土壤平均贮水量分别为112.58mm和96.26mm,表现为封育未封育;贮水量与土壤容重呈极显著负相关(p0.01),与地上生物量、地下生物量和有机碳密度分别呈极显著(p0.01)、显著(p0.05)和无相关(p0.05);贮水量在垂直方向上总体表现出上层高下层低;封育11a后0—40cm平均容重比未封育样地降低11%。11a来土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量分别增加了6%,9%和11%,分别以1.03,1.37,1.38mm/a的速率增加。表明封育措施一定程度上增加了高寒草甸土壤持水能力,利于水源涵养。     

封育对黄河源头玛多高寒草原水源涵养的影响

为探讨封育对高寒草地水源涵养能力的影响,以黄河源头玛多高寒草原封育和未封育的样地为研究对象,通过对降水、土壤湿度、渗漏量的观测,利用水平衡法计算草地的实际蒸散量,得到以下结果:植物生长期内的5月1日-9月28日,0-40cm土壤实际贮水量在16.89~98.16mm之间,封育与未封育条件下差异极小;5月1日-9月28日40cm深层处封育与未封育渗漏量分别为6.70mm和8.55mm,占同期降水量的3%和4%,依此推算年内约11mm的降水渗入地下。5月11日至9月下旬,封育与未封育植被蒸散量分别为272.95mm和299.36mm,自然放牧的植被蒸散量比围栏封育地高,考虑到冷季降水全部用于蒸发,可推算玛多高寒草原年实际蒸散量约为334.86mm,稍大于降水量(318.5mm)。围栏封育后,0-40cm整层平均容重降低6%,土壤毛管持水量和饱和持水量分别增大了16%和14%;近10a的封育不仅降低了土壤容重,而且使土壤毛管持水量和饱和持水量分别按每年1.95mm和1.77mm的速率增加,表明封育在一定程度上提高了土壤的水源涵养能力,对草场恢复有利。     

祁连山林草复合流域灌木林土壤水文效应研究

对祁连山林草复合流域5种主要灌木类型水源涵养功能进行了研究,对其持水能力的各项指标进行了综合比较分析.结果表明:5种灌木林类型的枯落物最大持水量和有效持水量分别在56.96～199.69 t/hm2和41.26～123.74 t/hm2,其土壤的最大持水量和有效持水量也分别为1 839.20～3 909.00 t/hm2和518.5～1 265.50 t/hm2.5种灌木林的持水能力顺序为吉拉柳灌丛＞鲜黄小檗灌丛＞箭叶锦鸡儿灌丛＞金露梅灌丛＞甘青锦鸡儿灌丛.土壤的贮水量占总蓄水量的92%以上,水源涵养功能以土壤层为主.     

赤水河下游不同林地类型土壤物理特性及其水源涵养功能

对赤水河下游地区毛竹林、杉木林和马尾松林的土壤容重、孔隙度、枯落物累积量与持水量以及林地土壤贮水性能等进行了研究.结果表明,不同林分类型的土壤容重和土壤孔隙度差异明显,且土壤容重均随土壤深度的增加而不断增加,土壤总孔隙度与毛管孔隙度均随土壤深度的增加而不断减小;杉木林(1.52 g/cm3)与马尾松林(1.54 g/cm3)平均土壤容重是毛竹林(1.18 g/c,3)的约1.3倍,土壤总孔隙度为:毛竹林>马尾松林>杉木林,非毛管孔隙度为:毛竹林>杉木林>马尾松林;枯落物持水量表现为杉木林(18.01 t/hm2)>马尾松林(14.04 t/hm2)>毛竹林(10.59 t/hm2);土壤平均最大蓄水量为:毛竹林(878.92 t/hm2)>马尾松林(652.80 t/hm2)>杉木林(643.18t/hm2),非毛管蓄水量为毛竹林(49.32 t/hm2)>杉木林(34.65 t/hm2)>马尾松(33.77 t/hm2),平均土壤稳渗速率为:毛竹林>杉木林>马尾松林;根据林地总贮水量的大小,水源涵养能力依次为:毛竹林(889.51 t/hm2)>马尾松林(666.84 t/hmz)>杉木林(661.19 t/hm2).在相同的立地条件下,毛竹林的水源涵养功能最好.     

河北雾灵山不同海拔油松人工林枯落物及土壤水文效应研究

对雾灵山4个海拔梯度(820,995,1 080,1 270m)的油松(Pinus tabuliformis)人工林枯落物层及土壤层水文效应进行研究。结果表明:枯落物总蓄积量、最大持水量、有效拦蓄能力均随海拔升高先减小而后增大,最大持水率随海拔升高而减小,枯落物总储量在29.11~47.14t/hm2之间,最大持水量在61.13~128.31t/hm2之间,有效拦蓄能力在41.00~106.74t/hm2之间,最大持水率在192.50%~252.02%之间。枯落物持水量与浸泡时间呈明显对数关系,R0.95,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系,R0.99。土壤容重随海拔升高而增大,变化范围为0.66~0.95g/cm3,总孔隙度随海拔升高而减小,土壤层有效持水量随海拔升高而减小,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系,R0.96。由此可知,低海拔油松人工林水源涵养能力普遍高于高海拔。     

北京山地不同密度侧柏人工林枯落物及土壤水文效应

以北京市八达岭石佛寺浅石山区5种密度(1 500,2 000,2 550,2 700,2 900株/hm2)侧柏人工纯林为对象,对其枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究。结果表明:枯落物总储量变化范围在22.94～34.35t/hm2之间,且随林分密度增加枯落物储量增加,最大持水量的变化范围为13.37～56.47t/hm2,有效拦蓄能力在26.97～52.02t/hm2之间,2 700株/hm2有效拦蓄能力最强,为52.02t/hm2;枯落物持水量与浸泡时间呈明显对数关系(R>0.88),枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系(R>0.99);土壤容重均值变化范围为1.09～1.37g/cm3,总孔隙度的变化范围为38.66%～54.30%;土壤层有效持水能力以密度为1 500株/hm2的最强,为157.27t/hm2;土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系(R>0.94)。综合分析得出,密度为2 000株/hm2的侧柏林水源涵养能力最强。     

冀北山地5个海拔梯度油松林枯落物与土壤水源涵养功能研究

为了研究冀北山地5个海拔梯度(910,1 050,1 160,1 320,1 450 m)油松(Pinus tabuliformis)纯林水源涵养功能,利用浸泡法对林分的枯落物层的持水量与拦蓄能力进行了研究,利用环刀法和双环法对土壤层蓄水能力进行了研究,结果表明:枯落物总蓄积量、最大持水量、有效拦蓄能力变化规律一样,均随海拔升高先减小后增大,最大持水率随着海拔的升高呈现增大的趋势,总蓄积量变动范围为32.14～41.97 t/hm~2,最大持水量为67.31～103.95 t/hm~2,有效拦蓄能力为48.16～84.69 t/hm~2,最大持水率范围为196.85%～253.34%,枯落物持水量、吸水速率与浸泡时间有较好的拟合关系,R0.96。土壤容重随海拔升高先增大后减小,变化范围为0.96～1.20 g/cm~3,总孔隙度随海拔升高先减小后增大,土壤层有效持水量随海拔升高而减小,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系,R0.92。     

中国华北地区近40年物候春季变化

根据华北地区7个观测站物候资料,分析了华北地区1963-1996年及北京1963-2005年物候春季的变化特征及其与气温的关系。结果表明:华北地区的物候春季有明显提早来临的趋势,而造成这一变化的主要因素是本地区近40 a来冬春季气温的明显上升。其中1963-1996年间华北地区1-3月及4月的平均气温分别上升了2.3℃与1.7℃,物候春季起止日期分别提前了9d和4d,因而使得春季长度也延长了5d;北京1963-2003年间1-3月及4月的平均气温分别上升了3.5℃与2.6℃,物候春季的起止日期分别提前了11d和10d,但春季长度没有明显变化。     

沈阳市城市表土中微生物区系变化的初步研究

在沈阳市远郊-近郊-市区等不同城市化水平区内选取林地、草地和路边土几种不同利用方式下的表层土壤,对土壤中的微生物状况进行了初步分析。结果表明,随着城市化水平的提高,土壤中微生物的数量表现为明显的减少趋势。其中变化较大的是细菌,而真菌和放线菌的变化不明显。     

不同种植模式下菜地土壤腐殖质组分特性的动态变化

通过在南京普朗克有机农场开展的9年长期定位监测,研究了有机(露地和大棚)和常规种植模式下蔬菜地耕层土壤有机碳和土壤腐殖质组分特性的动态变化。结果表明,有机露地、有机大棚和常规露地种植土壤有机碳含量分别从11.41、9.29、9.00 g k g-1提高至15.35、20.90、10.00 g kg-1;胡敏酸碳(CHA)分别从1.79、1.23、1.14 g kg-1提高至2.11、3.11、1.31 g kg-1;富里酸碳(CFA)分别从2.19、1.88、1.73 g kg-1提高至2.44、2.68、1.91 g kg-1。两种有机种植模式的土壤有机碳及腐殖质组分含量增加达到显著水平,而常规种植模式下的变化不显著。两种有机种植模式下表征土壤腐殖质品质的胡/富比(CHA/CFA)、胡敏酸占总腐殖物质的比例(PQ值)均高于常规种植模式,土壤富里酸的E4/E6值、色调系数(ΔlogK)值随着种植时间增加的幅度较常规种植模式更大,土壤胡敏酸芳化度呈现先降低后增高的趋势,但在常规种植下变化不明显。说明土壤在长期有机种植模式下不仅更有利于土壤有机碳的积累,而且能促进土壤腐殖化进程。     

Changes in proteolytic bacteria in paddy soils in response to organic management

Proteolytic bacterial communities, which mineralize organic nitrogen, play a key role in agricultural systems. In this study, alkaline metalloprotease (apr) gene fragments from proteolytic bacteria were investigated in bulk and rhizosphere paddy soil from four fields under organic management (for 2, 3, 5, and 9 years), and from one field under conventional management (for 2 years). We analyzed the abundance and structure of the proteolytic bacterial communities using real-time quantitative PCR and denaturing gradient gel electrophoresis. Our results showed that the abundance of proteolytic bacteria ranged from 1.57?×?10⁸ to 8.02?×?10⁸?copies/g of soil. In addition, the abundance of the proteolytic bacteria in the paddy soils under organic management was significantly higher than those in the paddy soil under conventional management. Moreover, the gene copy numbers in the rhizosphere soils were significantly higher than those in the bulk soils. The abundance of proteolytic bacteria tended to increase with the duration of organic management, with the highest abundance being found in the soil that had been under organic management for 5 years. However, the proteolytic bacteria communities in the paddy soils were not significantly affected by management practices. Phylogeny analysis showed that all gel bands obtained represented genes from Pseudomonas. Additionally, correlation analysis and canonical correspondence analysis showed that C/N, C, and N were important factors that influenced the abundance and community structure of the proteolytic bacteria. These results suggest that proteolytic bacteria are indicators in organic management systems, depolymerize organic N and hence maintain soil sustainability.

Abbreviations: CM: conventional management; OM: organic management; DGGE: denaturing gradient gel electrophoresis; qPCR: real-time quantitative PCR detecting system; COFCC: China organic food certification center; CCA: canonical correspondence analysis     

我国主要梨园施肥现状分析

以国家梨产业技术体系为平台,对全国18个梨综合试验站744个主要梨园施肥种类、施肥时期、施用量和施用方式等进行调查。结果表明,全国范围内梨树施用的有机肥以猪牛羊杂粪为主,商品有机肥施用很少或几乎不施;施用的化肥以尿素和三元素复混肥为主,有的地区偏施尿素或三元素复混肥,复混肥中氮磷钾的比例较混乱,高磷高钾肥多。从施用时期看,以化肥作为部分基肥、果实膨大期追肥的现象较为普遍,而萌芽前追肥和花芽分化期追肥状况各地区差异较大。有机肥单位面积施用量和单株施用量差异较大,大多数梨园有机肥施用量不足,其中有4个试验站30% 左右的梨园不施有机肥;化肥的用量差异较大,盲目施肥或经验施肥现象严重。施肥方式以穴施和条施为主,施肥的深度差异较大。通过分析,指出各地梨树施肥存在的问题,以期为梨优质高产提供科学的施肥依据。     

Bacteria-grazing amoebae in situ in the rhizosphere

Summary An ultrastructural investigation of amoebae in situ in the rhizosphere showed that the protozoa are closely associated with soil aggregates and produce long pseudopodia that penetrate micropores. This could partly explain why bacteria are generally confined to the interiors of microaggregates. The presence of cytologically intact and partly digested bacteria in the food vacuoles indicates that rhizosphere bacteria are both ingested and digested by the amoebae. This digestion could lead to the recycling of P and N immobilized in rhizosphere microorganisms.     

闽北不同土地利用方式径流量动态变化特征

采用定位研究方法和小集水区试验技术方法,通过两年的降雨量数据观测,对闽北地区木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照等不同土地利用方式的小集水区进行坡面径流动态规律研究。研究结果表明:试验小区地表径流的产生主要是受降雨量的影响,而与降雨强度的关系不大,地表径流量与降雨量之间呈现出极显著的非线性二次抛物线关系(P<0.01)。4种不同土地利用方式的月平均径流量一般随月降雨量的增大而增大,并且在同1月份间其平均地表径流量的大小趋势为:对照>封山育林>杉木>木荷,均是在6月份达到最大值,9月份出现最小值。对照比木荷林地、杉木林地、封山育林地更容易产生地表径流,林地具有较好的涵养水源和保持水土作用。     

2013年我国种植业化肥施用状况分析

【目的】我国农用化肥消费量大,数据来源不同,统计口径各异,行业内大多引用国家统计局公布的数据,但该数据无法推算出氮肥、磷肥、钾肥分类消费量。我国区域间、季节间、作物间化肥消费情况的报道很少,在调节化肥供需、指导化肥行业健康发展时显得依据不足。调查种植业化肥施用状况可以为指导肥料生产、供应提供重要依据。【方法】以农业部339个国家级基层肥料信息网点为依托,根据我国农业生产习惯和我国政府部门统计习惯,将一年分为三个用肥季,1 5月份为春耕季,6 8月份为夏播季,9 12月份为秋冬种季。在三个季节,每个网点随机调查30个农户的主要种植作物施用氮肥、磷肥、钾肥、复合(混)肥(包括配合式)量,经两级土壤肥料部门审核后,采用省份、相似种植区域、全国三级逐级加权平均的方法,推算了不同区域、不同季节、不同作物单位面积施肥量;再用作物单位面积施肥量、该作物全国种植总面积、样本中施肥面积占该作物种植面积的比例推算了作物全年、不同季节化肥施用量。同时,分析了主要作物、不同季节化肥施用状况以及供需平衡情况,不同季节、不同区域供肥情况和农民的购肥习惯。【结果】2013年我国种植业化肥施用量5498万吨(折纯下同),其中,氮肥(实物量)3382万吨,磷肥1175万吨,钾肥941万吨。粮食作物化肥总用量为2782万吨,占种植业化肥总用量的50.6%;其次是果树和蔬菜,三类作物占种植业化肥施用总量的82.8%,经济、园艺作物单位面积化肥施用量大于粮食作物。春耕、夏播、秋冬种化肥施用量分别占全年化肥施用量的34.2%、35.6%、30.2%。复混肥料和尿素是农民最常购买的两种肥料,从全年来看,农民施用复混肥料和尿素的样本数分别占总样本数的72.5%和71.6%,春耕、夏播、秋冬种农民购买尿素和复合(混)肥的样本数分别占该阶段样本数的70.9%和62.9%、84.9%和78.1%、56.6%和83.9%。春耕和夏播时期农民多数选用尿素,秋冬种多数选用复混肥料,东北、西北、华中南地区农民多选用尿素,华北、西南、华东地区农民多选用复混肥料。另外,我国氮肥、磷肥供应分别过剩1080万吨、680万吨,钾肥缺口370万吨,供需矛盾突出。氮、磷、钾养分配合式为15-15-15的复混肥样本数占农民选购复混肥总样本数的33.3%,说明复混肥养分结构不尽合理。【结论】建议国家进一步遏制氮肥、磷肥过剩产能,优化产品结构,大力推广科学施肥技术。     

红壤区不同肥力水稻土根际硝化作用特征

通过根际培养箱(三室)——速冻切片技术研究了红壤地区高、低两种肥力下水稻苗期根表、根际和土体土壤矿质态氮含量和硝化强度,以及水稻生长、氮素积累的差异。结果表明,肥力水平对水稻根表和根际土壤铵态氮(NH4+-N)含量无显著影响,但高肥力显著提高土体土壤NH4+-N含量,以及根表、根际和土体土壤硝态氮(NO3--N)含量及硝化强度。两种肥力水稻土硝化强度最大值均出现在距根表2 mm处,分别为0.20和0.31μmol kg-1 h-1。土体土壤硝化强度随距根表距离增加而降低,低肥力土壤在距根表10～40mm处时硝化强度接近本底值,而高肥力土壤在距根表20～40 mm处时接近本底值。与不种水稻的CK相比,种植水稻显著提高根际土壤硝化强度。高肥力能显著改善水稻生长,增加植株氮素积累量,尤其显著促进根系生长及通气组织发育。由于红壤稻田肥力水平的差异造成水稻根际硝化强度以及水稻吸收NO3-的差异,导致高肥条件下水稻显示出更强的生长势和氮素吸收利用能力。因此,合理提高红壤稻田肥力水平对改善红壤区水稻根际土壤硝化作用及水稻氮素营养具有重要意义。     

长期施肥条件下土壤磷素的研究进展

施用磷(P)肥是提高农作物生产的重要措施.P肥施入土壤后易与土壤组分反应生成难溶的、对植物有效性低的化合物,因此P是土壤肥力管理中的一个重要方面.本文综述了国内外长期施肥条件下农田土壤P素的利用与积累状况、土壤P素形态转化及生物有效性的研究概况、长期施肥对土壤P素吸附与解吸的影响以及土壤P素流失的研究现状,并提出了目前在长期施肥条件下土壤P素的研究中存在的一些问题以及今后研究的热点.