侵蚀程度对不同粒径团聚体中养分含量和红壤有机质稳定性的影响

以三种侵蚀程度的红壤(轻度、中度、严重)为供试材料,研究其>0.25 mm水稳性团聚体中的养分(全氮、全磷、全钾、有机质)和不同形态有机碳(易氧化态和难氧化态)的含量状况和分布特点。结果表明:随着红壤由轻度、中度到严重侵蚀的变化,>0.25 mm水稳性团聚体中有机质、全氮和全磷含量逐渐降低;>0.25 mm水稳性团聚体中的养分对土壤养分的贡献率为[>4 mm]>[0.5～1 mm]>[1～2 mm]>[2～4 mm]>[0.25～0.5 mm];侵蚀红壤的全氮、全磷和有机质均与>0.25 mm水稳性团聚体含量显著正相关。土壤有机碳、易氧化碳和难氧化碳的含量随着红壤侵蚀程度的增强逐渐降低,并且均与>0.25 mm水稳性团聚体、有机质、全氮、全磷呈极显著正相关。有机质氧化稳定性系数与不同粒径水稳性团聚体、土壤有机质、全氮和全磷均呈负相关。     

植茶年限对土壤有机无机复合性状的影响

对不同种植年限茶园土壤有机无机复合状况及结合态腐殖质组成变化特征进行了研究。结果表明,土壤有机碳含量、重组有机碳含量以及土壤有机无机复合量随着植茶年限的增加而增加,而复合度下降,这一结果与土壤有机质的来源及移动性的差异有关。自然土壤植茶后,茶园土壤各结合态腐殖质含量明显提高,且各结合态腐殖质的绝对含量为紧结态腐殖质松结态腐殖质稳结态腐殖质,松结态腐殖质和紧结态腐殖质构成了复合态有机质的主体。随着植茶年限的延长,松结态腐殖质的相对含量增加,紧结态腐殖质的相对含量则表现为减少,土壤腐殖质松/紧比值增加。土壤有机无机复合状况及腐殖质结合形态与土壤养分之间存在相关关系,是表征土壤肥力演变的重要指标。     

侵蚀红壤中结合态腐殖质及其与水稳性团聚体的关系

以亚热带地区3种侵蚀程度(依据其植被、坡度以及土层厚度不同分为轻度、中度和严重侵蚀)的红壤为供试材料,利用湿筛法获得粒径4、2~4、1~2、0.5~1、0.25~0.5 mm的水稳性团聚体,分析侵蚀红壤和团聚体中3种结合态(紧结态、松结态和稳结态)腐殖质含碳量的分布特征,及其对0.25 mm团聚体稳定性的影响。结果表明:随着红壤侵蚀程度的增强,3种结合态腐殖质的含碳量均逐渐减小。在轻度侵蚀的红壤中,随着团聚体粒径的增大,其紧结态和松结态腐殖质的含碳量逐渐升高,稳结态腐殖质的含碳量逐渐降低;但是在中度和严重侵蚀红壤中,不同粒径团聚体的3种结合态腐殖质的含碳量基本相同。侵蚀红壤的紧结态、松结态腐殖质的含碳量与其0.25 mm水稳性团聚体的含量均呈极显著正相关(r分别为0.88,0.74),说明土壤中腐殖质与矿物质的结合方式和松紧程度不一样,其对侵蚀红壤的结构具有不同的影响。     

长期定位施肥对土壤腐殖质结合形态的影响

长期施用有机肥或有机无机肥配施均能显著提高潮土、旱地红壤和红壤性水稻土耕层松结态腐殖质、稳结态腐殖质和紧结态腐殖质含量,但以有机无机肥配施的效果最好。有机无机肥配施能提高三种土壤耕层稳结态腐殖质和潮土耕层松结态腐殖质碳占重组有机碳的比例,降低三种土壤紧结态腐殖质碳占重组有机碳的比例。单施有机肥或化肥也能提高潮土耕层三种结合态腐殖质碳占重组有机碳的比例,降低旱地红壤和红壤性水稻土紧结态腐殖质碳占重组有机碳的比例。施肥还可以提高三种土壤耕层松结态腐殖质/紧结态腐殖质的比值。     

植草恢复对侵蚀红壤重组有机质的影响

在福建中亚热带红壤区,将侵蚀经济林(油茶)改造成人工草地(人工植草)、封山育林(自然恢复)进行生态恢复,11a后,分析A-C层土壤的常规理化性质、土壤复合量、原土复合度、腐殖质结合形态用以评价土壤肥力变化。结果表明:不同土层各指标有明显差异,其中土壤速效养分、有机质、土壤复合量表现为A层B层C层,原土复合度则表现为C层B层A层。土壤腐殖质在C层呈松结合态向紧结合态转变的趋势,其中在自然恢复区B、C层土壤的松/紧比值较A层分别下降0.149,0.458个单位,人工植草区C层土壤的松/紧比值较A层下降0.292个单位,松结合态向紧结合态转变速度较自然恢复区有所减缓。人工植草区A层土壤的有机质及有机碳总量虽低于自然恢复区,但重组有机碳含量相近,其它测定指标亦无明显差异。     

稻作制度对红壤性水稻土有机质特征的影响

采用长期定位试验,比较3种稻作制度对红壤性水稻土有机质总量、有机无机复合状况、腐殖质结合形态、腐殖质组成、胡敏酸光学性质和总酸度等的影响。结果表明:冬泡制度比水旱轮作有助于增加土壤有机质总量、重组有机质含量、胡敏酸含量和胡敏酸/富啡酸,而水旱轮作比冬泡制度有利于提高土壤松结合态腐殖质、松结合态腐殖质/紧结合态腐殖质、胡敏酸E4值和总酸度。由此说明,冬泡制度有利于土壤有机质总量和胡敏酸的累积,但不利于胡敏酸分子的增长,腐殖质品质较差。而水旱轮作条件下土壤有机质活性增加,胡敏酸分子结构趋于复杂,其氧化度和芳香度增加。因此,通过周期性的水旱轮作换茬,可使土壤有机质的腐殖化和矿质化过程比例协调,从而提高土壤有机质的质量。     

长期定位施肥对土壤腐殖质结合形态的影响

长期施用有机肥或有机无机肥配施均能显著提高潮土、旱地红壤和红壤性水稻土耕层松结态腐殖质、稳结态腐殖质和紧结态腐质含量，但以有机无机肥配施的效果最好。有机无机肥配施能提高三种土壤耕层稳结态腐殖质和潮土耕层松结态腐殖质碳占重组有机碳的比例，降低三种土壤紧结态腐殖质碳占重组有机碳的比例。单施有机肥或化肥也能提高潮土耕层三种结合态腐殖质碳占重组有机碳的比例，降低旱地红壤和红性水稻土紧结态腐殖质碳占重组有机碳的比例。施肥还可以提高三种土壤耕层松结态腐殖质／紧结态腐殖质的比值。     

侵蚀程度对红壤团聚体分布及养分含量的影响

[目的]探讨不同侵蚀程度下红壤团聚体和养分的变化规律,为侵蚀红壤的肥力提升和合理开发利用提供理论依据。[方法]将红壤表层按照不同深度剥离来模拟不同土壤侵蚀程度,比较分析不同侵蚀程度下团聚体稳定性、有机质和各养分的变化规律及其相互关系。[结果]各侵蚀程度红壤团聚体干筛粒级分布规律大体相似,以≥2mm粒级团聚体为优势粒级,与无明显侵蚀土壤相比,强烈侵蚀土壤≥2mm水稳性团聚体含量降低近1/3;随着土壤侵蚀程度增加,土壤碳、氮、磷等养分含量均表现出逐渐减少的规律,其中强烈侵蚀土壤有机质、全氮和全磷含量减少了30%左右,碱解氮含量减少了近50%,速效磷含量减少了80%以上。相关分析表明,土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮含量均与≥2 mm团聚体含量、WSA,MWD和GMD值具有较好的正相关性(p0.05),与D和PAD值呈负相关。[结论]不同侵蚀程度对红壤团聚体分布及养分含量有一定影响,可通过增加有机肥来改善侵蚀红壤结构,提高土壤肥力。     

西藏几种土壤有机无机复合状况及其热性质的研究

在西藏七种土壤结合态腐殖质分组测定的基础上，进行了相应不同有机无机复合体的差热和热重分析，结果表明：供试土壤的有机无机复合度普遍较低，复合碳中松结态和紧结态相对占有优势。土壤原样及其不同结合形态有机无机复合体在３１０℃和４３０℃左右均有一放热峰，部分土样在５７０℃左右出现另一放热峰，相应于各放热峰伴有失重。综合ＤＴＡ，ＴＧ分析以及有机质分组测定结果得出：与土壤矿物呈稳结态与紧结态复合的有机质是３１     

红壤复合胶体腐殖质的特性

对闽北6个样品测定结果表明,红壤复合胶体中C、N含量较高,其腐殖质的C/N和HA/FA、胡敏酸的芳构化度和腐殖质氧化稳定性系数均较重组小,而松结合态/紧结合态腐殖质的比值则较大.这些特性有利于土壤养分保存与供应和改善土壤结构.     

不同尺度下土壤养分空间变异特征的研究

在不同取样尺度下采集了农田土壤样品并测定土壤有机质、全N和有效P含量，研究不同尺度下地统计学方法对土壤养分空间变异分析的适用性和空间插值质量。研究结果表明，大比例尺下土壤有机质含量、有效P含量、全N含量的分布呈正态分布，在中小比例尺下呈现轻微偏态分布。各养分空间变异系数存在明显空间变异(C．V.介于17％—27％之间)，大比例尺下，空间变异较小；中小比例尺下，空间变异程度大(C.V.和峰度值较小)。在各种尺度下，土壤养分均存在典型的半方差结构，表明在各种取样比例尺下采用地统计学方法进行土壤养分空间变异分析都是可行的。在大中比例尺下，各养分块金系数介于0．28—0．38之间，表明土壤养分具有明显空间自相关；而在小比例尺下，块金系数介于0—0．17之间，表明土壤养分具有强烈空间自相关，其中有机质含量具有恒定的空间自相关(块金系数为0)，有效P含量的空间自相关程度相对较弱；空间插值和交互检验结果表明，球状模型空间插值结果与实测结果符合性很好，交互检验均达到极显著水平。在小比例尺下其估计比大比例尺下精度更高。不同养分的空间预测结果质量不尽相同，土壤有机质含量空间预测符合度最高。     

加速土壤侵蚀对养分流失的影响

Soil erosion and nutrient losses on newly-deforested lands in the Ziwuling Region on the Loess Plateau of China were monitored to quantitatively evaluate the effects of accelerated soil erosion, caused by deforestation, on organic matter, nitrogen and phosphorus losses. Eight natural runoff plots were established on the loessial hill slopes representing different erosion patterns of dominant erosion processes including sheet, rill and shallow gully （similar to ephemeral gully）. Sediment samples were collected after each erosive rainfall event. Results showed that soil nutrients losses increased with an increase of erosion intensity. Linear relations between the losses of organic matter, total N, NH4-N, and available P and erosion intensity were found. Nutrient content per unit amount of eroded sediment decreased from the sheet to the shallow gully erosion zones, whereas total nutrient loss increased. Compared with topsoil, nutrients in eroded sediment were enriched, especially available P and NH4-N. The intensity of soil nutrient losses was also closely related to soil erosion intensity and pattern with the most severe soil erosion and nutrient loss occurring in the shallow gully channels on loessial hill slopes. These research findings will help to improve the understanding of the relation between accelerated erosion process after deforestation and soil quality degradation and to design better eco-environmental rehabilitation schemes for the Loess Plateau.     

Spatial distribution of carbon over an eroded landscape in southwest Wisconsin

Spatial distribution of carbon (C) within a soil profile and across a landscape is influenced by many factors including vegetation, soil erosion, water infiltration, and drainage. For this reason, we attempted to determine the soil C distribution of an eroded soil. A three-dimensional (3D) map of a 0.72 ha field with a Dubuque silt loam soil which has three levels of erosion (slight, moderate, and severe) was developed using soil distribution and profile data collected using a profile cone penetrometer (PCP). This map displays the distribution of the total depth of the Ap and Bt1 horizons and the upper part of the 2Bt2 horizon. A map of soil C distribution was created for this landscape using C content information obtained from soil samples. Based on the C distribution in the upper two horizons, a 3D viewing was developed of soil C distribution for this eroded landscape. The 3D assessment of C distribution provides a better means of assessing the impact of soil erosion on C fate. It was estimated that there were 52 Mg ha⁻¹ of total C in the surface (Ap) horizon and 61 Mg ha⁻¹ in the Bt1 horizon for the 0.72 ha area. This increase in C with depth in the soil can be attributed to an increase in clay content and C leaching resulting in stable carbon–clay complexes. The C content was 16.0, 17.5, and 19.0 g kg⁻¹ for the Ap horizon in the slight, moderate, and severe erosion levels, respectively. However, it was estimated that the total C amount in the respective Ap horizons was 28, 14, and 10 Mg ha⁻¹ for the slight, moderate, and severe areas. The Bt1 horizon had 31, 19, and 11 Mg ha⁻¹ of C in the slight, moderate, and severe areas, respectively. For the 0.72 ha area, 25% was severely eroded with 31 and 44% being moderate and slight, respectively. Soil C distribution information, such as that presented here, can be very valuable for soil management and could be used to determine possible C storage credits.     

基于GIS/RS和USLE鄱阳湖流域土壤侵蚀变化

将空间信息技术（RS和GIS）和通用土壤流失方程（USLE）相结合对鄱阳湖流域土壤侵蚀量进行计算。分别利用1990年和2000年TM/ETM+影像分类得到两期土地利用/覆盖类型图,结合鄱阳湖流域数字高程模型（DEM）、土壤类型分布图和流域降雨资料分别获取USLE模型中各因子值的空间分布,最后计算流域2个年份的土壤侵蚀空间分布图。研究表明：鄱阳湖流域土壤侵蚀区域主要分布在赣江上游,信江上游,抚河上中游和修水上游地区;鄱阳湖流域1990年和2000年大范围土地经受着Ⅰ级微度与Ⅱ级轻度侵蚀,其侵蚀面积之和分别占流域面积的97.38%和97.30%;而流域产沙主要来源于Ⅱ级轻度侵蚀和Ⅲ级中度侵蚀,所占土壤侵蚀总量分别为58.16%和51.20%,其中中度以上等级的侵蚀对产沙量的贡献是不可忽视的;从1990年到2000年土壤侵蚀等级变化呈现了由中等级侵蚀（Ⅱ级轻度侵蚀和Ⅲ级中度侵蚀）向低等级（Ⅰ级微度侵蚀）和高等级侵蚀（Ⅴ级极强度和Ⅵ级剧烈侵蚀）的2个极端演化的趋势。鄱阳湖流域土壤侵蚀量从1990年到2000年增长幅度达6.3%;土壤平均侵蚀模数都约为1 100 t/(km2·a),属于Ⅱ级轻度侵蚀。分析2个年份的土地利用/覆盖变化,发现鄱阳湖流域湿地和农田面积减少,建筑用地增加均是造成土壤侵蚀量增加的因素,而降雨侵蚀力因子空间格局也对土壤侵蚀空间分布具有重要影响,最后提出了鄱阳湖流域水土保持规划措施。     

黄河小浪底库区土壤侵蚀驱动因子定量归因分析

为评价小浪底库区30年来土壤侵蚀特征及其影响因素,基于RUSLE模型,估算小浪底库区1990—2020年土壤侵蚀模数,分析土壤侵蚀时空变化特征,并结合地理探测器定量分析植被覆盖度、土地利用类型、海拔、坡度和降雨量等影响因子对土壤侵蚀格局的影响。结果表明：(1)小浪底库区土壤侵蚀模数从1990年的3 150 t/(km²·a)下降至2020年的1 554 t/(km²·a),土壤流失总量减少50.00%。高等级土壤侵蚀持续向低等级侵蚀转变,从1990—2020年,剧烈、极强烈、强烈、中度和轻度侵蚀面积分别下降53.92%,64.51%,55.65%,39.68%和3.28%,而微度侵蚀面积则上升41.13%。现阶段土壤侵蚀强度以微度侵蚀为主,其次是轻度侵蚀,两者分别占总侵蚀面积的60.02%和24.08%。(2)小浪底库区严重的土壤侵蚀主要分布在库区西南部(平陆县、陕州区)、东南部(济源市、孟津县)和中部(垣曲县)等人类活动集中的部分地区,但在时空上呈收缩聚集的特征。(3)植被覆盖度与土地利用类型对小浪底库区土壤侵蚀强度的解释力高于其他因子,植...     

日本北海道地区森林、牧场、草原和玉米田温室气体排放及模型研究

Information on the most influential factors determining gas flux from soils is needed in predictive models for greenhouse gases emissions.We conducted an intensive soil and air sampling along a 2 000 m transect extending from a forest,pasture,grassland and corn field in Shizunai,Hokkaido (Japan),measured CO 2 ,CH 4 ,N 2 O and NO fluxes and calculated soil bulk density (ρ b ),air-filled porosity (f a ) and total porosity (Φ).Using diffusivity models based on either f a alone or on a combination of f a and Φ,we predicted two pore space indices: the relative gas diffusion coefficient (D s /D o ) and the pore tortuosity factor (τ).The relationships between pore space indices (D s /D o and τ) and CO 2 ,CH 4 ,N 2 O and NO fluxes were also studied.Results showed that the grassland had the highest ρ b while f a and Φ were the highest in the forest.CO 2 ,CH 4 ,N 2 O and NO fluxes were the highest in the grassland while N 2 O dominated in the corn field.Few correlations existed between f a ,Φ,ρ b and gases fluxes while all models predicted that D s /D o and τ significantly correlated with CO 2 and CH 4 with correlation coefficient (r) ranging from 0.20 to 0.80.Overall,diffusivity models based on f a alone gave higher D s /D o ,lower τ,and higher R 2 and better explained the relationship between pore space indices (D s /D o and τ) and gases fluxes.Inclusion of D s /D o and τ in predictive models will improve our understanding of the dynamics of greenhouse gas fluxes from soils.D s /D o and τ can be easily obtained by measurements of soil air and water and existing diffusivity models.     

清镇市土壤侵蚀强度景观空间格局分析

以清镇市1∶10 000土壤侵蚀实地调查图件为数据基础,在ArcGIS软件和Patch Analysis for ArcGIS景观分析模块的支持下,从景观总体特征、斑块比例、斑块平均大小、斑块面积标准差、分维数、斑块密度、分离度以及Shannon均匀度指数角度进行了土壤侵蚀强度景观空间格局分析。结果表明:清镇市总体上表现出土壤侵蚀面积大、以微度侵蚀和中度侵蚀为主、土壤侵蚀程度不严重的特征;在土壤侵蚀空间分布上,以南部地区的乡镇土壤侵蚀程度最轻,其次为中部地区的乡镇,而土壤侵蚀最严重的则分布在东西部及北部地区的乡镇。清镇市的景观基质为微度侵蚀景观,该景观类型的斑块较为集中,但各斑块间差异大,斑块形状最为复杂,异质性特征明显。剧烈侵蚀与极强烈侵蚀景观均是典型的人为干扰后的景观。整体而言,各土壤侵蚀景观的斑块在面积上的分布较为均匀,且各景观类型的平均斑块面积普遍较小,斑块内土壤流动较易发生。     

云南省水土流失变化趋势分析

1999年与 1 987年两次遥感调查结果对比分析表明 ,云南省水土流失面积减少 5 0 97km2 ,全省轻度、极强度和剧烈流失面积呈减少趋势 ,而中度与强度流失面积呈增加趋势。 1 989年开始实施的“长治”工程范围内水土流失面积明显减少 ,部分县水土流失面积减少 37%～ 47%。全省人为水土流失虽仍较严重 ,但治理速度大于破坏速度 ,总体恶化趋势已得到初步控制     

基于GIS的太原市土壤侵蚀定量研究

基于GIS和RS技术,采用修正版的通用土壤流失方程(RUSLE),在对区域土壤侵蚀影响因子进行分析的基础上,对太原市土壤侵蚀进行定量研究,并根据土壤侵蚀强度进行了分级。结果表明,太原市土壤侵蚀以微度和轻度所占比例最大,主要分布在中南部的林地,以及东部和南部的以梯田为代表的耕地地带(坡耕地除外),约占市区总面积的1/2以上。土壤侵蚀较严重的地带主要分布在北部以及边缘地带。其中,荒草地、裸岩石砾地等未利用地的侵蚀强度最大,其次是建设用地、水体和耕地,林地的侵蚀强度最小。总体上看,太原市大部分地区的土壤侵蚀程度相对较低,土地利用状况相对较为合理,但亦有一部分地区的土壤侵蚀较为严重,尽管所占面积较小,但不可忽视。     

汾河源头地区土壤侵蚀时空变化及其空间自相关分析

[目的]汾河源头地区是山西省重要的水源涵养地和供水区,土壤流失严重。研究该区域土壤侵蚀时空变化的目的在于为该流域的水土保持工作提出科学依据。[方法]采用2004和2009年9月的SPOT影像作为数据源,将GIS和USLE结合对汾河源头地区土壤侵蚀的时空变化进行研究,并借助GeoDa软件分析了研究区2009年土壤侵蚀的空间自相关性。[结果](1)从时间变化来看,2009年汾河源头地区土壤侵蚀模数较2004年有所增加,中度以上侵蚀的面积占总侵蚀面积的比例也相应增大,且以极强度侵蚀和剧烈侵蚀增加为主;(2)从空间上看,土壤侵蚀程度高的区域分布在流域的东南部,土壤侵蚀程度低的区域分布在流域的西北部;(3)降雨和植被覆盖是影响汾河源头地区土壤侵蚀的2个主要因子;(4)除了微度侵蚀和剧烈侵蚀外,其他侵蚀强度类型向更高程度的侵蚀强度类型转移的面积都远大于向低程度的侵蚀强度类型转移的面积;(5)空间自相关分析表明,研究区土壤侵蚀存在一定的正相关和空间集聚,主要表现为高值与高值集聚,低值与低值集聚。[结论]研究区内土壤侵蚀现象不断加剧,应加强土壤侵蚀治理力度。