咸水滴灌下沙漠公路防护林土壤理化性质的变化

对塔克拉玛干沙漠腹地防护林地下咸水滴灌下0-30 cm各层风沙土的理化性质进行了测定。结果表明, 咸水滴灌下, 土壤结皮层枯枝落叶量随防护林定植年限的增加而增加;土壤结皮层、0-5 cm、5-15 cm和15-30 cm土层土壤紧实度随防护林定植年限的增加而不断减小, 土壤有机质含量均随防护林定植年限增加而增加且自表层向下层逐渐减少, 土壤全盐量随防护林定植年限增加而逐渐降低且由表层向下层逐渐减少;结皮层各离子含量均随防护林定植年限增加而逐渐降低, 而0-5 cm、5-15 cm和15-30 cm土层各离子含量均随防护林定植年限增加而逐渐增加;结皮层、5-15 cm和15-30 cm土层土壤pH均随防护林定植年限增加而逐渐降低, 而0-5 cm土层pH随防护林定植年限增加而升高。     

流沙地表层土壤化学性质对免灌造林的响应——以古尔班通古特沙漠明渠防护林为例

[目的]在免灌造林措施下,研究不同种植年限梭梭林下土壤化学性质的变化,为防护林生态工程建设提供理论依据。[方法]对古尔班通古特沙漠明渠无灌溉条件下防护林地表层的土壤化学性质进行测定,分析林地土壤的结皮层、0—10cm层,10—20cm层土壤盐分和养分的动态变化规律。[结果]建立梭梭防护林后土壤的pH值和全盐量均高于流沙地,土壤碱化趋势比较明显;随种植年限的增加,各层土壤pH值和全盐量均表现出先增加后减小的趋势,8大离子的含量呈增加的趋势,土壤pH值、全盐量和8大离子由表层向下递减。随种植年限的增加,各层土壤有机质含量先增加后缓慢减小,土壤全N,P和速效P,K呈现总体增加,全K呈减小的趋势,速效N呈先增加后减小的趋势,同样有向下骤减的趋势。[结论]防护林建设有利于风沙土的发育,土壤质量状况逐年改善。     

黄土高原沟壑区烟草连作对土壤腐殖质性质的影响

综合研究了陇东黄土高原黑垆土不同烟草种植年限土壤的有机质含量、腐殖质组成、形态及胡敏酸的色调系数、相对色度等,结果表明 30～70 cm土层土壤有机质含量演化随烟草种植年限的增加表现出降低的特征最为明显,土壤表层的有机碳与胡敏酸含量则呈正相关,连作23年的胡敏酸最低.烟草连作1～8年的土壤HA/FA比值均大于1, 0～30 cm土层HA/FA比值为1年烟草＞5年烟草＞农田＞8年烟草＞23年烟草.农田和种植烟草1年的表层腐殖质含量以松结态＞稳结态,连作5年至23年表层腐殖质含量则为稳结态＞松结态.烟草连作各层土壤的相对色度(RF)在0～30 cm,50～70 cm土层随烟草连作年限呈显著的降低趋势,30～50 cm土层种植烟草1～8年呈升高趋势,8年后则呈降低趋势.但各层总趋势基本呈0～30 cm＜30～50 cm＜50～70 cm.HA的色调系数(ΔlogK)30～50 cm变化较小,各土层变化趋势与RF相反但结果一致.与对照比较,烟草连作1～8年可提高或保持胡敏酸氧化和芳化程度.     

灌溉不同水质条件下滨海盐土脱盐动态的研究

通过在天津滨海新区的野外灌水脱盐试验,对比分析了灌溉淡水、中水和微咸水的中壤质、粘土和贝壳堤土土壤含盐量及pH的动态变化。结果表明,粘质滨海盐土经灌淡水后的土壤全盐量降低是逐渐的,中壤质滨海盐土则第一次灌水后土壤含盐量降低较多,表层（0～20 cm）由1.75%降到0.511%,以后灌溉土壤全盐量降低得较缓慢,20～40 cm土层的含盐量始终降低得较缓慢。灌溉淡水、中水、微咸水均能使土壤全盐量降低,灌溉中水、微咸水后表层和土体下层土壤的含盐量均逐渐降低,而灌溉淡水的土壤表层全盐量降低明显,土体下层的土壤全盐量变化幅度较小。灌溉淡水、中水、微咸水均使土壤pH有升高的趋势,灌溉淡水后表层土壤pH能够上升到9.0,灌溉微咸水、中水后土壤pH能够升至8.5左右。     

黄土高原沟壑区烟草连作对土壤腐殖质性质的影响

综合研究了陇东黄土高原黑垆土不同烟草种植年限土壤的有机质含量、腐殖质组成、形态及胡敏酸的色调系数、相对色度等,结果表明：30～70 cm土层土壤有机质含量演化随烟草种植年限的增加表现出降低的特征最为明显,土壤表层的有机碳与胡敏酸含量则呈正相关,连作23年的胡敏酸最低。烟草连作1～8年的土壤HA/FA比值均大于1,0～30 cm土层HA/FA比值为1年烟草〉5年烟草〉农田〉8年烟草〉23年烟草。农田和种植烟草1年的表层腐殖质含量以松结态〉稳结态,连作5年至23年表层腐殖质含量则为稳结态〉松结态。烟草连作各层土壤的相对色度（RF）在0～30 cm,50～70 cm土层随烟草连作年限呈显著的降低趋势,30～50 cm土层种植烟草1～8年呈升高趋势,8年后则呈降低趋势。但各层总趋势基本呈0～30 cm〈30～50 cm〈50～70 cm。HA的色调系数（ΔlogK）30～50 cm变化较小,各土层变化趋势与RF相反但结果一致。与对照比较,烟草连作1～8年可提高或保持胡敏酸氧化和芳化程度。     

水旱轮作条件下长期自然免耕对土壤理化性质的影响

通过实地调查，采集不同免耕年限土壤进行对比分析，研究了水早轮作条件下长期自然免耕对土壤理化性质的影响。结果表明：水早轮作条件下，不进行秸秆覆盖长期双免耕的农耕措施对土壤理化性质有较大的影响。0～15cm土层容重随免耕年限的增加而减小，免耕7～8年后趋于稳定，而15～30cm土层的容重几乎不受影响；土壤团聚度随免耕年限的增加而增加，表层增加更明显；土壤有机质、全氮、速效氮和磷含量均随免耕年限增加而逐年上升，并且有明显表聚现象，但对速效钾的影响则不明显。     

滨海盐土灌水脱盐动态的土壤质地和水质差异性研究

通过在天津滨海新区的野外灌水脱盐试验,对比分析了灌溉淡水、中水和微咸水的中壤质、重壤质土和粘土土壤含盐量及pH的动态变化。结果表明,粘质滨海盐土经灌淡水后的土壤全盐量降低是逐渐的;重壤质滨海盐土的土壤全盐变化趋势与粘质土相似,最初4次灌水使各层土壤全盐累积降幅较大;中壤质滨海盐土则第一次灌水后土壤含盐量降低较多,表层（0～20cm）由1.75%降到0.511%,以后灌溉土壤全盐量降低得较缓慢,20～40cm土层的含盐量始终降低得较缓慢。灌溉淡水、中水、微咸水均能使土壤全盐量降低,灌溉中水、微咸水后表层和土体下层土壤的含盐量均逐渐降低,而灌溉淡水的表层土壤全盐量以初次降低明显,土体下层的土壤全盐量始终变化幅度较小。同灌淡水的情况下,中壤质滨海盐土的土壤pH较为稳定,在7.5～8.5范围,而重壤质和粘土在最初表现下降,至约7.5后上升到8.5～9.0范围,质地越粘土壤pH越高。灌溉淡水、中水、微咸水均使土壤pH有升高的趋势,灌溉淡水后表层土壤pH能够上升到9.0,灌溉微咸水、中水后土壤pH能够升高至8.5左右。     

黄土高原生物结皮对土壤养分的表层聚集与吸附固持效应

  【目的】  生物结皮的广泛发育可显著影响表层土壤养分状况,在土壤养分积累和循环中发挥重要作用。通过淋溶实验和吸附试验研究其作用效果和机制。  【方法】  以黄土高原质地不同的风沙土和黄绵土为对象,分别选取有生物结皮覆盖和无结皮覆盖的地块,分析生物结皮层、结皮层下0—2、2—5和5—10 cm土层土壤的有机质、全碳、全氮、全磷含量,研究生物结皮对土壤养分含量的影响及其随土壤深度的变化规律。以Cl?、K+、Ca2+为示踪离子开展土壤淋溶实验,分析其淋出土壤的特征;淋溶实验结束后,测定包括结皮层在内的各土层离子吸附解析量。  【结果】  1) 生物结皮层 (约2 cm厚) 养分含量是无结皮土壤的0.43～10.51倍。生物结皮覆盖下0—10 cm土壤的养分含量均高于对应深度的无结皮土壤,有机质、全碳、全氮、全磷含量比无结皮土壤增加了1.4%～184.9%。2) 生物结皮层的养分含量比其下层土壤提高了38.2%～557.1%,而无结皮的表层 (0—2 cm) 土壤养分含量仅比其下层土壤提高了13.4%～213.9%,这表明生物结皮增强了土壤养分的表层聚集。3) 生物结皮覆盖土壤中添加的养分在相同条件下相较于无结皮土壤更难以淋出;除易淋溶的Cl?全部淋出外,K+和Ca2+未被全部淋出,且在生物结皮覆盖土壤中的累积淋出量比无结皮土壤低21.9%～47.4%。淋溶实验结束后结皮层的Cl?、K+、Ca2+含量均显著高于无结皮 (8.8%～340.4%) 和结皮下层土壤 (14.5%～62.7%)。4) 生物结皮显著增加了土壤对Cl?、K+、Ca2+的吸附量,其增加幅度为27.8%～118.1%,且生物结皮层对不同离子吸附能力的强弱依次为Ca2+>K+>Cl?。  【结论】  与无结皮土壤相比,生物结皮能够增加土壤养分含量并促进土壤养分的表层聚集,同时提升土壤对养分的吸附与固持能力,因而有利于退化贫瘠土壤的养分积累,在干旱和半干旱地区土壤肥力提升与生态环境改善方面发挥着至关重要的作用。     

不同种植年限覆膜滴灌盐碱地土壤盐分离子分布特征

为了研究长期覆膜滴灌对土壤化学性质的影响,该文通过时空转化的方法研究了覆膜滴灌种植春玉米1a和2a的盐碱地土壤盐分及盐分离子在0～150 cm土壤削面上的分布特征,同时以试验地附近未种植的盐碱荒地作为对照.结果表明,覆膜滴灌条件下,当滴头下方20 cm处土壤基质势为-10 kPa时,0～40 cm土层土壤盐分含量、各种盐分离子含量、土壤pH值、Cl-/SO24和钠吸附比(SAR)随滴灌种植年限增加向降低.这表明根区土壤环境随种植年限增加逐渐变好,有利于作物生长.与盐碱荒地相比,滴灌种植以后40 cm以下土层Cl-含量、Na 含量、Cl-/SO24、钠吸附比(SAR)均增加了.     

咸水滴灌对沙漠公路防护林土壤环境的影响

为了研究高矿化度水滴灌对极端干旱区防护林土壤环境的影响,为塔里木沙漠公路防护林生态工程的可持续利用和维护管理提供理论依据。该文以塔克拉玛干沙漠腹地4.0～4.8 g/L的高矿化度地下水滴灌下的防护林为例,分析了咸水滴灌前后0～30 cm各层风沙土全N、全P、有机质、全盐、离子组成和微生物的变化。结果表明:高矿化度咸水滴灌下塔里木沙漠公路防护林的土壤环境逐渐得到改善。防护林0～5 cm、5～15 cm和1～30 cm 3个层次的含水量、全N、全P、全K、全盐含量、离子组成和微生物数量与流沙地存在很大差异,且与灌溉年限有直接关系;其中0～5 cm层次变化最为明显,5～15 cm次之,15～30 cm变化最小。     

流沙固定过程中土壤性质变异初步研究

植被的分布格局与土壤性质空间异质性密切相关。对降水小于200mm地区的沙坡头无灌溉条件下流沙固定过程中土壤性质的空间变化进行了研究。结果表明,随固沙植物群落的演变和土壤成土环境的改善与生物地球化学循环过程的加强,土壤性质发生了显著的变化:(1)固沙区土壤机械组成中粘粒(<0.001mm)含量、土壤水溶性盐(EC电导率)、pH、有机质和全氮含量都较流沙区有很大提高,且差异显著(p<0.05);固沙区土壤剖面性质的改变主要发生在结皮层和0～5cm的表层(topsoil),受表层土壤发育的影响5～30cm土层有所改变,但差异性不显著(p>0.05)。(2)土壤质地相对均一的流沙区土壤剖面性质无变异(p>0.05)。(3)不同年限固沙区间土壤性质变异差异性不显著(p>0.05);而表层(0～5cm)与结皮层土壤性质变化趋势一致,且相关性显著(r>0.807,p<0.05)。     

黄土高原沟壑区苹果园土壤重金属含量特征研究

以黄土高原沟壑区的苹果园为研究对象,对6～36 a苹果园土壤重金属含量状况进行研究,结果发现,该区苹果园的高投入种植管理模式,能够影响重金属在土壤中的迁移与富集,使土壤重金属含量发生明显变化.土壤Cu含量随树龄增加而增加,20 a以上的土壤-果树系统对土壤Cu的输入与输出趋于平衡,Cu含量变化不大,且耕层土壤Cu含量较高.Cr含量随树龄线性递增,36 a果园0～20 cm,20～40 cm和40～60 cm 土层Cr含量分别比6 a果园增加27.14%,17.09%和19.17%.Cd含量随树龄增加先增加后减少,长期大量施用磷肥是土壤Cd的主要来源,果园生态系统深层土壤Cd含量的峰值比耕层提前出现.Pb含量以15～26 a果园含量最高,树龄＜15 a和＞26 a时Pb含量较低.Hg含量则以15 a为转折点,在不同土层上呈现出不同的变化趋势.As含量在树龄＜15 a时逐渐降低,15～20 a时逐渐增加,20 a以后果园土壤As含量趋于不变,且各土层之间差异不显著.     

耕作方式对耕层土壤结构性能及有机碳含量的影响

为了寻求能够提高土壤结构稳定性的耕作模式,在陇中黄土高原半干旱区连续7年的定位试验研究基础上,采用常规分析方法(湿筛法、重铬酸钾容量法、环刀法),研究了不同耕作方式对耕层土壤结构性能及有机碳含量的影响.结果表明:与传统耕作(T)相比,免耕无覆盖(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)和免耕+秸秆覆盖(NTS)3种保护性耕作方式均能不同程度地增加耕层土壤的有机碳和不同粒径水稳性团聚体的含量,其中免耕+秸秆覆盖(NTS)处理效果最佳.在0～10 cm土层中,NTS处理的土壤容重低、孔隙度大,土壤结构得到了较大改善.不同耕作方式下0～5 cm、5～10 cm和10～30 cm土层粒径1～0.5 mm水稳性团聚体的含量最高,粒径>0.25 mm水稳性团聚体含量与有机碳含量和孔隙度呈显著正相关,与容重呈显著负相关.     

咸水灌溉对沙漠防护林植物根系分布及风沙土演变的影响

以塔克拉玛干沙漠公路沿线防护林植物及土壤为研究对象,综合研究咸水灌溉对植物根系及风沙土演变的作用。结果表明,柽柳的根系较深,达到200 cm,而梭梭和沙拐枣根系为100~150 cm。林地表层土壤出现显著的土壤盐分(8 m S cm-1)和养分聚集现象。但在植物根系分布最多的40~60 cm的土壤层中并没有出现土壤盐渍化现象(1.0 m S cm-1)。防护林地土壤养分含量显著高于流沙地,且土壤的黏粒和粉粒以及土壤团聚体和团聚体稳定性均显著增加。综上所述,地下咸水灌溉并未对植物的正常生长产生盐害或毒害,同时有利于沙漠风沙土的演变。     

环渤海沿海区域土壤养分空间变异及分布格局

大尺度研究土壤养分空间变异和分布,是实现区域平衡施肥和精准化农业的重要前提,大批量土壤养分的实验室分析比较费时费力且耗资较大,地统计及GIS插值技术可以有效解决这一问题。利用432个采样点,进行环渤海沿海区域0~30 cm和30~60 cm土层土壤养分空间变异和空间分布格局研究。土壤养分指标包括土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有机质及全氮。对各土壤养分指标进行传统统计和地统计分析并采用kriging进行空间插值成图。结果表明:同一养分指标变异程度在0~30 cm和30~60 cm土层均相近;各养分指标在两土层均具有良好的空间结构性;研究区土壤有效磷和速效钾含量相对丰富,碱解氮、有机质和全氮含量较缺乏,总体而言本研究区域土壤养分较缺乏,30~60 cm土层各养分含量较0~30 cm土层更加缺乏。     

种植果树对土壤物理性状的双重效应

在渭北果区选择不同园龄(<10 年、10~20 年、>20 年)果园, 分层测定0~60 cm 土层土壤容重、土壤坚实度、土壤含水量以及表层土壤团聚体组成等物理性状, 进一步分析了果园土壤物理性状随园龄的变化特征。结果表明: 土壤容重在0~30 cm 土层随园龄增长而降低; 在30 cm 以下土层随园龄增长而增加, 超过了健康园艺土壤的质量标准1.30 g·cm^-3; 与休闲农田相比, 种植果树可降低10~30 cm 土层土壤容重; 但30 cm 以下土层土壤坚实度急剧增大, 接近或达到了限制根系延伸的土壤质量标准1 000 kPa; 与休闲农田相比, 种植果树对于降低17.5~27.5 cm 土层的坚实度具有明显作用。果园表层土壤团聚体状况整体较差, 水稳性优势团聚体直径为0.5~0.25 mm, >0.25 mm 水稳性团聚体含量随园龄增加而增大, >20 年果园比<10 年果园高1 倍。种植果树对表层土壤具有明显的保护和改善作用, 却在深层发生着紧实化和坚硬化过程。果树对土壤物理状况的双重效应体现在对0~30 cm 土层土壤结构具有改善作用, 对30 cm 以下土层土壤结构有破坏作用。果园土壤“深层的隐蔽性退化过程”影响着果树根系健康生长, 应当给予极大关注。     

人工樟子松林对毛乌素沙地土壤颗粒组成和固碳效果的长期影响

[目的]探讨人工樟子松林对毛乌素沙地土壤颗粒组成和固碳的长期影响,为综合评价沙地植被恢复的生态环境效应提供科学依据。[方法]选择毛乌素沙地东南缘人工栽植21,36和56 a的樟子松林和流沙地为采样地,对0—30 cm的土壤进行了分层取样分析,以探讨人工林建设对半干旱荒漠区土壤颗粒组成及不同粒级含碳量的长期影响。[结果]随着栽植年限的增加,土壤颗粒呈逐渐细化的趋势,且表层(0—5 cm)细颗粒含量均高于下层(5—30 cm)。造林后土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)含量均显著增加,最高值分别是流沙地的4.90倍和4.32倍;栽植年限对SOC含量和土壤有机碳密度(SOCD)的影响大于SIC含量和土壤无机碳密度(SICD)。相对于流沙地,各粒级SOC,SIC含量均在栽植56 a样地增幅最大,且均在细砂粒组分中增幅最大。团聚体和粉黏粒有机碳含量与土壤总有机碳含量之间存在显著的线性相关关系(p0.01),粗砂粒和粉黏粒有机碳对总有机碳的贡献率和粉黏粒无机碳对总无机碳的贡献率较为显著(p0.05)。[结论]随着樟子松栽植年限的增加,土壤团聚体、粉黏粒含量和土壤固碳能力均显著提高。     

不同利用方式下红壤坡地土壤水分时空动态变化规律研究

利用连续3年土壤水分定位观测数据，研究了红壤坡地不同利用方式下土壤水分的时空动态变化规律。结果表明：土壤水分时空动态变化主要受降雨和植被类型的影响。土壤水分季节变化分为相对稳定期、消耗期和补给期三个时段；土壤剖面（0～90cm）水分含量从表层到深层表现为增长型，依据2003年土壤水分标准差和变异系数。将土壤剖面划分为活跃层、次活跃层和相对稳定层3个层次；土壤剖面水分变异系数随降雨量和土层深度的增加而减小，随植被根系的增长而变大。平水年，深根系区与浅根系区土壤水分变化差异表现在30cm深度以下，而丰水年其差异主要表现在土壤表层（0～30cm）；无论平水年还是丰水年，深根系区土壤水分变幅均比浅根系区大。     

黄土丘陵区人工刺槐林恢复过程中土壤氮素与微生物活性的变化

为了探讨不同生长年限的人工刺槐(Robinnia pseudoacacia)林对土壤中氮素组成与微生物活性的影响及机理,本文采用"时空互代"法进行野外选点调查和采样,对典型黄土丘陵区陕西省安塞纸坊沟小流域不同林龄(10 a、15 a、30 a、38 a)人工刺槐林和撂荒地3个土层(0~10 cm、10~30 cm和30~60 cm)中的全氮、铵态氮、硝态氮、有机氮、微生物生物量碳和磷、基础呼吸及基本理化性质进行了研究。结果表明:人工刺槐林地土壤微生物生物量碳、磷含量和微生物熵都显著高于撂荒地(P<0.05)。随着人工刺槐林生长年限的增加,各层土壤铵态氮、硝态氮和有机氮含量均逐渐增加,其中有机氮的增加最显著;土壤微生物生物量碳、磷含量显著增加;微生物熵显著增大而呼吸熵显著减小;土壤有机碳、速效磷含量总体上显著增加(P<0.05);容重和碳氮比则呈下降趋势。随着土层深度的增加,氮素、有机碳、速效磷和微生物生物量碳、磷含量显著减小(P<0.05);容重和pH显著增加。土壤微生物生物量碳、磷和呼吸熵均与有机氮、全氮、硝态氮显著正相关(P<0.05)。分析发现,刺槐的生长促使土壤中微生物可利用碳增加,提高了碳的利用率,使土壤微生物量碳、磷含量增加;微生物活性的提高反过来促进了土壤氮素含量的提高,土壤中有机氮含量显著增加。与10 a生刺槐林相比,30 a生林地土壤表层的全氮含量明显增加,氮素肥力由7级(0.40 g.kg 1)上升为5级(0.87 g.kg 1)水平。     

铜在土壤中的淋溶迁移特征研究

以棕壤为供试土壤,采用室内土柱淋溶模拟试验方法,研究了相当于泰安平均年降水量条件下铜在土壤垂直方向上的迁移转化特征.结果表明:各处理土壤中的铜在0～10 cm土层中均有不同程度的迁移转化.土壤铜含量越高,年降水量条件下表层土壤中铜的淋失量越大,沉淀态铜和矿物残留态铜所占的比例增加了28.57%～33.49%.高铜土壤中,钙含量的增加使交换态铜比例降低幅度为9.97%～10.48%,使铜的迁移量最大可减少15.54%;随褐煤施入量的增加,表层交换态铜含量减少,铜向5～10 cm土层中的淋溶量减少显著,有机结合态铜的含量增加22.76%～36.07%.