黄河下游不同质地潮土孔隙形态特征

土壤颗粒排列及形成的团聚结构是影响孔隙形态的基本因素,为直观观察与定量测算不同质地土壤的孔隙形态及其变化特征,于山东省东昌府区采集壤土、粘壤土、砂壤土样品,通过常规方法和土壤薄片,研究了土壤孔隙形态特征。结果表明:(1)土壤容重均随深度增加而增加。土壤孔隙度均为表层向下逐渐减少且10月份低于6月份。(2)砂质壤土孔隙形状均以简单堆集孔隙为主。而粘壤土、壤土则以复合堆积孔隙为主,且土壤团聚作用较强。(3)砂质壤土的孔隙平均当量直径(ED)及孔隙形状系数(S)明显高于粘壤土及壤土,而砂质壤土的孔隙复杂度(D)明显低于粘壤土及壤土。且ED及S值分别与土壤砂粒含量呈显著正相关,与粉、粘粒含量呈显著负相关;D值与砂粒含量呈显著负相关,而与粉、粘粒含量呈显著正相关。综上,土壤质地(即砂、粉、粘粒含量)能够影响土壤孔隙形态。     

土壤分形特征与土壤肥力关系研究--以皖南地区水稻土为例

在安徽土壤普查数据的基础上,对皖南地区水稻土的分形特征进行了研究,结果表明:(1)该地区水稻土的分形维数D介于2.6717～2.9117之间,D分别与国际制粗砂粒和细砂粒含量呈明显的负相关,与粉砂粒和粘粒含量呈显著的正相关,其中与粘粒的相关关系达到极显著水平。(2)用分形维数代替土壤颗粒组成来研究土壤肥力特性,结果表明它可以较好地作为水稻土肥力特性的定量化指标。     

土壤分形特征与土壤肥力关系研究——以皖南地区水稻土为例

在安徽土壤普查数据的基础上，对皖南地区水稻土的分形特征进行了研究，结果表明：（1）该地区水稻土的分形维数D介于2．6717～2．9117之间，D分别与国际制粗砂粒和细砂粒含量呈明显的负相关，与粉砂粒和粘粒含量呈显著的正相关，其中与粘粒的相关关系达到极显著水平。（2）用分形维数代替土壤颗粒组成来研究土壤肥力特性，结果表明它可以较好地作为水稻土肥力特性的定量化指标。     

湖南武水流域泥沙颗粒特性及分形规律研究

流域土壤流失的泥沙颗粒及其分布与流域土壤有关,影响流域土地质量和输沙过程。以武水流域天然河道的53次降雨径流输沙过程实测资料为基础,运用R-R(Rosln-Rammler)粒径分布函数法分析了泥沙颗粒级配特性及其分形规律。结果表明,流域多年均悬移质泥沙颗粒组成为粘粒11%、粉粒51%、细砂粒32%和粗砂粒6%,以粉粒和细砂粒为主体,占83%。1981年以后,悬移质泥沙颗粒中粘粒和粉粒含量相对减少,悬移质泥沙颗粒呈变粗的趋势。悬移质泥沙颗粒组成具有分形特征,分形维数D与小于0.005 mm粉粒及粘粒含量呈较显著相关,与中值粒径相关性较差。流域推移质泥沙颗粒中值粒径平均为0.874 mm,推移质泥沙以砂、石砾为主。推移质泥沙颗粒组成具有分形特征,分形维数D与小于0.3 mm细砂及粉粒含量呈显著相关。流域泥沙级配及其变化,有利于分析泥沙来源,采取相应的治理措施,控制泥沙。     

丹江鹦鹉沟小流域不同土地利用类型的粒径特征及土壤颗粒分形维数

选取丹江鹦鹉沟流域78个不同土壤剖面,应用分形理论研究不同土地利用类型的土壤颗粒分形特征和空间变异性以及与土壤养分的相关关系.结果表明:(1)研究区的土壤粒径分布中,粉粒含量占主导地位,粉粒含量百分比在45.41％～66.19％之间,粘粒含量和极粗砂粒含量相对较低.(2)小流域土壤颗粒的分形维数不能用半方差模型和Kriging插值来模拟.表层土壤颗粒分形维数受土壤侵蚀影响较大.(3)陡坡以下,土层较厚且质量较好的地块往往被用作农地,致使相同坡度下,土壤颗粒分形维数表现为农地＞林草地.(4)分形维数与不同粒级含量的相关性具有明显差异,其中,分形维数与粉粘粒含量呈显著线性正相关,与细砂粒、中粗砂粒和极粗砂粒含量呈线性负相关.(5)农地和草地0-10 cm土壤颗粒的分形维数随坡度的增加呈降低趋势,但坡度对林地的分形维数影响很小.(6)分形维数在4个土层均与土壤含水量呈显著正相关,在0-10 cm与有机质含量呈显著负相关.     

元谋干热河谷区土壤粒径分布分形特征

应用JL-1177激光粒度分布测试仪,获取元谋干热河谷区内三种不同土地利用方式下45个土壤样品的粒径分布(PSD),利用分形几何学方法分析土壤粒径分布分形特征。结果表明:1)元谋干热河谷区土壤分形维数D分布在1.8854~2.7709,平均值为2.2895,D值与土壤粉粒含量线性相关较显著,其大小顺序为粉壤土粉土,林地土壤草地土壤裸地土壤。2)土壤分形维数D与土壤黏粒、砂粒含量呈正相关,与粉粒含量呈负相关。3)偏相关分析表明,0.5~0.25 mm与0.05~0.02 mm粒径含量越高,土壤分形维数D越低,0.25~0.05 mm与0.02~0.002 mm粒径含量越高,土壤分形维数D越高。     

新疆伊犁新垦区土壤磁化率特征分析

对新疆伊犁新垦区几种不同土地利用方式下土壤磁化率参数及其与土壤有机质、粒度特征关系进行分析,结果表明:不同土地利用方式下土壤剖面的质量磁化率差异明显,杨树林地、农田林带边荒草地、杏林地与农田(几种油葵地)和干旱草场相比,土壤质量磁化率明显偏低;土壤质量磁化率与土壤有机质、粘粒、粉粒含量成负相关,不同土地利用方式相关系数差别较大,与土壤沙粒含量大多呈较好正相关.土壤频率磁化率与有机质、粘粒含量呈现较好正相关,个别达到极显著水平,与土壤粉粒含量呈不明显正相关;与土壤沙粒含量呈较好负相关.     

土壤颗粒组成与固定态铵之间的关系

大量研究表明,固定态铵的含量与土壤质地有关.李生秀等人的研究表明[1],西北地区土壤的固定态铵含量与粘粒含量呈显著正相关,与砂粒含量呈显著负相关;Feigin和Yaalon的测定证明,以色列129种钙质土固定态铵含量与粘粒(＜0.002 mm)含量显著正相关(r=0.63,p＜0.01)[2];施书莲等人[3]报道,棕壤、栗钙土、黑土、棕钙土和红壤带土壤中的固定态铵含量与粘粒、粘粒及细粉砂含量之和的相关均达到0.01显著水准.这些结果说明,固定态铵主要存在于粘粒和粉粒中,而砂粒中几乎没有[4].     

植物篱对紫色土区坡地土壤可蚀性变化影响

基于土壤分形维数及 EPIC 模型,研究紫色土区坡耕地不同土地利用方式下定植新银合欢植物篱对坡面土壤分形特征及可蚀性的影响作用.结果表明:定植植物篱能提高坡面土壤粘粒含量,对坡面小区土壤整体的可蚀性没有明显影响.土壤分形维数与砂粒、粉粒含量呈负相关,与粘粒含量呈正相关;土壤可蚀性 K 值与粉粒含量呈极显著的正相关,相关系数为0.957;与分形维数、砂粒含量、粘粒含量及有机碳含量呈负相关,相关系数分别为:-0.589,-0.668,-0.603,-0.286.     

三峡库区皇竹草植物篱对坡面土壤分形特征及可蚀性的影响

基于土壤颗粒分形维数及EPIC模型研究定植皇竹草植物篱,对三峡库区坡耕地土壤分形特征及土壤可蚀性的影响作用。结果表明：植物篱对坡面土壤粘粒的拦截作用显著,粘粒在篱前富集含量升高;土壤分形维数与土壤砂粒含量呈负相关,与粉粒、粘粒含量呈正相关,总体上表现为：粘粒〉砂粒〉粉粒,土壤颗粒分形维数值受细颗粒含量的影响作用显著;土壤可蚀性K值与土壤砂粒含量呈极显著的正相关,相关系数为0.870;与土壤粉粒含量、粘粒含量、有机碳含量、团聚度及土壤颗粒分形维数呈负相关,相关系数分别为-0.538,-0.739,-0.603,-0.486,-0.538;有机质及粘粒含量的高低是反映库区土壤抗侵蚀能力强弱的有效指标。皇竹草植物篱带间距对三峡库区坡耕地土壤颗粒分形特征及可蚀性的影响作用总体上表现为：4.5 m带间距〉5.5 m带间距〉7.5 m带间距。库区10°坡耕地篱带间距布设在6 m以内时,植物篱对改善坡面土壤分形特征、降低坡面土壤可蚀性、控制农业面源污染的作用最显著。     

岷江上游干旱河谷土壤粒径分布分形维数特征

具有分形特征是土壤的客观属性之一,为了探讨分形维数与土壤性质之间的关系与影响因素。运用土壤体积粒径分布分维模型计算了岷江上游干旱河谷不同土地利用方式下土壤表层(0～20cm)161个样品的分形维数,分析了分形维数的空间变化特点及其与粒度组成、有机质和土壤养分之间的相关性。土壤粒径分布分形维数可以作为表征土壤结构和性质的重要指标。结果表明:不同土地利用方式下土壤的粒径分布具有不同的分形特征,分形维数在2.5011～2.7825之间,粉壤土>壤土>砂壤土,耕地大于灌林地。土壤颗粒体积分形维数与黏粒(<0.002mm)和粉粒(0.002～0.05mm)的体积百分含量以及土壤全钾含量呈极显著正相关关系,与砂粒(>0.05mm)的体积百分含量呈极显著负相关关系,而与土壤有机质,全氮,全磷,速效磷和速效钾含量的相关性未达到显著水平。研究结果可以为研究区植被恢复和土地利用开发提供一定的依据。     

Straw incorporation and soil organic matter in macro-aggregates and particle size separates

Two field experiments in which straw has been removed or incorporated for 17 yr (loamy sand) and 10 yr (sandy clay loam) were sampled to examine the effect of straw on the C and N contents in whole soil samples, macro-aggregate fractions and primary particle-size separates. The particle size composition of the aggregate fractions was determined. Aggregates were isolated by dry sieving. Straw incorporation increased the number of 1–20 mm aggregates in the loamy sand but no effect was noted in the sandy clay loam. Straw had no effect on the particle size composition of the various aggregate fractions. After correction for loose sand that accumulated in the aggregate fractions during dry sieving, macro-aggregates appeared to be enriched in clay and silt compared with whole soil samples. Because of the possible detachment of sand particles from the exterior surface of aggregates during sieving operations, it was inferred that the particle size composition of macro-aggregates is similar to that of the bulk soil. The organic matter contents of the aggregate fractions were closely correlated with their clay + silt contents. Differences in the organic matter content of clay isolated from whole soil samples and aggregate fractions were generally small. This was also true for the silt-size separates. In both soils, straw incorporation increased the organic matter content of nearly all clay and silt separates; for silt this was generally twice that observed for clay. The amounts of soil C, derived from straw, left in the loamy sand and sandy clay loam at the time of sampling were 4.4 and 4.5 t ha^?1, corresponding to 12 and 21% of the straw C added. The C/N ratios of the straw-derived soil organic matter were 11 and 12 for the loamy sand and sandy clay loam, respectively.     

耕层土壤颗粒表面的分形特征研究

通过对31个土壤样品的测定,研究了不同质地耕层土壤颗粒表面的分形维数(D),结果表明D介于2.7060~2.9968之间,并且同一质地类型的土壤分形维数D差异不大,但有随土壤质地由紧砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土到轻粘土,分形维数D呈递增趋势。统计分析结果表明:土壤颗粒表面的分形维数D与10个粒级颗粒含量之间存在极显著的线性回归关系;4个粒级对分形维数D的直接贡献由大到小依次为:粘粒>细粉>粗粉>中粉,无论哪一个粒级的颗粒含量增加,通过其它三个粒级的颗粒含量的间接效应都将使分形维数D增大;土壤有机质、土壤阳离子交换量分别与D有极显著正相关,可以用O M=-229.1113+86.5400D和CEC=-84.6456+32.1086D的直线回归方程来描述它们间的数量关系。     

不同耕作年限对耕地土壤质地和有机碳垂直分布的影响

研究不同耕作年限新疆玛纳斯县耕地的土壤颗粒组成、不同土壤颗粒有机碳含量变化特征以及二者的相关关系。选取4种不同耕作年限耕地为研究对象,采集土层0—300cm的土壤样品,采用激光法获取土壤颗粒组成,探讨长期耕作对土壤颗粒组成以及不同土壤颗粒有机碳含量的影响。结果表明:研究区域土壤剖面颗粒组成主要以砂粒(约占21.0%~35.4%)和粉粒(约占46.0%~50.0%)为主,砂粒含量下部明显高于上部,而粉粒含量中部明显低于上部和下部;随着耕作年限增加,剖面上部(0—60cm)土壤质地由粉砂质粘壤土转变为壤土,60—100cm土层土壤质地由粉砂壤土转化为壤土,中部和下部(100—300cm)土壤质地变化较小;土壤有机碳含量随着开垦年限的增加呈现先增加后降低的趋势,增幅达到71.8%,耕作年限越长有机碳增加值趋于平缓;土壤粉粒、砂粒与有机碳含量相关性不高,而粘粒与有机碳含量呈现显著正相关关系,未耕作(Y0)、耕作20a(Y20)、耕作30a(Y30)和耕作50a(Y50)的土壤粘粒与有机碳含量的相关系数(r)范围在0.67*~0.75*,均达到显著性差异(P0.05)。耕作对土壤颗粒组成以及有机碳含量产生一定影响,科学合理的耕作能够提高土壤的固碳能力,对土壤碳循环系统起到良好的保护作用。     

丹江中游典型小流域土壤颗粒及分形特征

在丹江鹦鹉沟小流域,利用网格状取样和典型样地取样相结合的方法,进行土样采集,共计采样点268个,研究土壤颗粒组成和分形特征,以及与土壤全氮之间的相互关系。结果表明：土壤粉黏粒质量分数随土壤深度的增加而增大,不同土层下土壤粉黏粒质量分数平均值均表现为农地〉林地〉草地。经ANOVA分析,不同土地利用在10—40cm土层的粉黏粒质量分数存在显著差异（P〈0．05）。不同植被类型间土壤颗粒分形维数亦存在显著差异（P〈0．05）,10～20cm土层的土壤颗粒分形维数更能代表不同土地利用的差异。土壤颗粒分形维数与坡度呈显著负相关（P〈0．05）,与坡向和海拔无显著相关性。土壤全氮质量分数在0～20cm土层与中粗砂粒质量分数呈极显著正相关（P〈0．01）,土壤颗粒分形维数和土壤全氮质量分数在20～60cm土层均与土壤粉黏粒质量分数呈极显著正相关（P〈0．01）。鹦鹉沟流域0～10cm土层的土壤粉黏粒储量为13．28万t,不同土地利用下0～10cm土层每m2土壤粉黏粒储量表现为农地〉林地〉草地,分别为74．71kg／m2、71．54kg／m2和70．23kg／m2。     

沂蒙山区小流域坡耕地土壤颗粒结构与养分退化特征

为探讨坡耕地土壤退化程度及其与坡度的关系,在沂蒙山区选择典型小流域,通过测定流域内不同坡度坡耕地、弃耕地与生态林地的土壤颗粒组成、分形维数、土壤养分质量分数的变化及其相关性,研究坡耕地土壤颗粒结构与养分退化特征。结果表明：1）所有土地利用类型,土壤砂粒体积分数最高,黏粒体积分数最低,平均值分别为70．81％、0．75％;2）土壤颗粒分形维数、有机质质量分数为生态林地〉弃耕地〉坡耕地;3）坡耕地土壤颗粒分形维数随坡度增加而减小,其大小与土壤粉粒和黏粒体积分数分别呈极显著、显著正相关;4）所有土地利用类型,土壤有机质质量分数与砂粒体积分数显著负相关,与粉粒和黏粒体积分数显著正相关,土壤氮、磷、钾养分质量分数与土壤颗粒体积分数相关性不显著;5）研究区土壤具有粗骨性砂土的物理特性,坡耕地耕作或坡度加大会增强土壤粉粒和黏粒的流失,导致土壤颗粒分布的均匀性及其分维数下降,水肥保蓄性能和养分质量分数降低。     

成都平原区土壤速效磷时空变化特征

根据1982年173个样点和2002年117个样点的分析数据，利用地统计学方法和GIS技术对成都平原耕层（0～20cm）土壤速效磷含量的时空变异特征进行了研究。结果表明，成都平原耕层土壤样点间速效磷平均含量由1982年的7.1mg／kg增至2002年的14.3mg／kg，平均增加了103.40％。20年间由于受区域间农业管理措施、土地利用方式和土壤颗粒组成差异的影响，占平原耕地面积75.86％的土壤速效磷含量增加，且区域增加幅度呈由东向西逐渐降低的趋势。土壤速效磷含量与土壤颗粒组成的相关性分析表明，1982年土壤速效磷含量与土壤砂粒（2～0.02mm）之间呈极显著的负相关，与土壤粉粒（0.02～0.002mm）之间相关未达到显著水平，与土壤粘粒（〈0.002mm）之间呈显著正相关；2002年土壤速效磷含量与土壤砂粒之间呈显著的负相关，与土壤粉粒之间呈极显著正相关，与土壤粘粒之间相关未达到显著水平。     

铜钼硅营养对苦瓜产量和品质影响的研究

通过田间试验,比较研究了在细砂土和粉壤土两种质地的土壤上,cu、Mo、Si营养对苦瓜产量和品质的影响.结果表明,与对照相比,在细砂土上施Cu能显著提高苦瓜产量,而施Mo、Si未表现出明显的增产作用;在粉壤土上施Si极显著提高了苦瓜产量,而施Cu、Mo未表现出明显的增产效果.在细砂土上施Cu、Mo极显著降低了苦瓜硝酸盐含量,而施Si未降低硝酸盐含量;在粉壤土上施Cu、Mo、Si均使苦瓜硝酸盐含量显著或极显著降低.在两种质地的土壤上施Cu、Mo、Si对Vc含量没有明显的影响;在细砂土上施Cu、Mo、Si极显著提高了可溶性糖含量,在粉壤土上施Cu、Mo亦极显著提高了可溶性糖含量.本试验结果表明在不同的土壤质地上Cu、Mo、Si营养对苦瓜的增产效应和品质改善效应不同.     

Erosion processes and erodibility of cultivated soils in North Rhine‐Westphalia under artificial rain. I. Site characteristics and results of laboratory experiments

Soil erosion by water causes substantial on‐site degradation and off‐site damages in the densely populated state of North Rhine‐Westphalia (Germany). Measures of soil conservation should be adjusted to soil erodibilities and should be based on an understanding of the processes involved in water erosion including aggregate breakdown, rainsplash erosion, surface sealing, and soil loss. For a state‐wide assessment of erosion processes and erodibilities, we tested representative cultivated soils of North Rhine‐Westphalia in laboratory and field experiments with artificial rain. In the laboratory experiments described in this paper, rainsplash erosion, sealing susceptibility, and interrill erodibility of 25 topsoils filled in 0.5 m² boxes were investigated. Results of different aggregate‐stability tests correlate with organic‐matter contents but not with parameters of rainsplash or soil loss. On most soil materials, rainsplash increases or maintains constant rates in the course of the simulation runs indicating that the soil surface did not attain a higher shear resistance. High sealing susceptibilities are found for soils of quite different textures ranging from loam sand to silt clay, whereas other silt clays, clay loams, and some clay silts maintain high infiltration rates. A trend of increasing sealing susceptibility and total soil loss with increasing clay content is observed for the loam sands to sand loams. Dynamics of soil loss is largely governed by runoff rates. Total soil loss is also determined by sediment concentration in surface runoff, which is low on most clayey soils, on loam sands poor in clay, and on a sand loam, and high in the case of highly erodible clay silts, loam sands, and sand loams. The most crust prone soils are not necessarily the most erodible. On most soils, soil‐loss rates do not stabilize until the end of the rainfall experiments. For comparing the interrill erodibilities of the soils, total soil loss is preferred instead of interrill erodibility factors (K_i, K_iq) published in the literature.