网格式生物埂对坡面土壤颗粒分形特征的时间效应

为研究网格式生物埂护坡的时间效应,以无生物埂护坡的裸坡为对照,运用分形学原理,对实施年限为1～4年的黄花生物埂坡面土壤机械组成及微团聚体分形维数特征进行研究,并将两者的分形维数与土壤理化性质之间的关系进行拟合.结果表明:(1)各实施年限土壤机械组成分形维数介于2.634～2.786之间,且表现为T4＞T3＞T2＞T1＞CK,与＜0.05 mm粒级颗粒含量呈显著的线性关系;(2)各实施年限土壤微团聚体分形维数介于2.486～2.602之间,且表现为CK＞T1＞T2＞T3＞T4,与＜0.01 mm粒级颗粒含量呈显著的线性关系;(3)坡位对土壤机械组成及微团聚体分形维数的影响明显,1～4年的黄花生物埂土壤机械组成分形维数值表现为坡上＞坡中＞坡下,微团聚体分形维数值表现为坡上＜坡中＜坡下,而作为对照的裸坡分别表现出与之相反的规律;(4)土壤机械组成、微团聚体分形维数与土壤基本理化性质均极显著相关.     

坡度和坡位对岩质边坡早期生态恢复土壤养分变异性的影响

通过对浙江省经过1a生态恢复的16个岩质边坡,在坡面没有植被和坡面环境形成交互发展的植被早期恢复进行研究,结果表明:(1)除45°～52°类型的边坡土壤有效磷含量为坡下>坡中>坡上外,其它3个坡度类型中全氮、全磷、全钾都呈现出较明显的坡中>坡下>坡上的分布规律。(2)在相似坡度及不同坡位条件下,全氮、全钾、有机质都没有表现出显著性差异。土壤养分多重比较出现较多差异的是有效态养分。(3)在相同坡位不同坡度条件下,对岩质边坡早期生态恢复的土壤养分进行多重比较,结果发现坡度在30°～52°的情况下,岩质边坡早期生态恢复演替中的土壤养分不会受到坡度的影响。     

宁南山区苜蓿地土壤水分和养分变异规律研究

以宁南半干旱黄土丘陵区3年生、7年生、11年生、19年生,以及7年生上坡、中坡、下坡苜蓿地为研究对象,分析了苜蓿地0—5m土壤干层及土壤养分的消长规律。研究结果表明:(1)坡位与种植年限均对土壤水分产生影响,上坡苜蓿地0—5m土壤平均含水量为6.34%,显著小于中坡和下坡;不同旱作年限苜蓿地0—5m土壤含水量排序为:3年生>7年生>19年生>11年生;土壤干燥化指数SDI排序为:上坡>中坡>下坡;3年生>7年生>19年生>11年生,土壤干燥化程度随着土层深度的增加而减弱。待苜蓿老化后土壤水分可以得到恢复,土壤干燥化程度降低,但这一过程需要较长的时间。(2)在土壤旱化过程中,随着坡位的下降,苜蓿地0—100cm层土壤平均有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾含量增加;随着土层深度的增加,土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷下降。随着苜蓿旱作时间的延长,土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、全磷、速效磷含量呈下降的趋势;待苜蓿老化严重时,土壤有机质、全氮开始逐渐积累,但仍然处于低水平状态。     

三江平原环型湿地土壤养分的空间分布规律

以三江平原环型湿地作为研究对象，对其环带状植被区湿地土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布规律进行了初步研究。结果表明，环型湿地土壤有机碳、全氮、全磷和全钾具有明显的空间水平分异规律，有机质、全氮、全磷的含量由环型湿地中心向边缘逐渐减少，全钾的含量和碳氮比逐渐增加。土壤有机碳、全氮、全磷和全钾在垂直方向上具有明显的分层和富聚现象，自上而下，有机质的含量逐渐降低；全氮含量除漂筏苔草群落外，其他各群落土壤全氮含量呈先增加后减少的分布；大部分植物群落全磷含量呈先减后增的“V”型分布；全钾含量呈表层和底层较高、中间层较低的“中空”状分布。通过相关分析表明，环型湿地土壤有机碳与全氮具有相似的空间分布规律，全钾与有机碳、全氮具有相异的空间分布规律，而全磷具有自己独特的空间分布规律。环型湿地土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布主要受植物体元素含量、生物过程和水文地貌过程影响，它通过过程影响湿地的功能。研究环型湿地的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布规律不仅有助于完善湿地土壤形成和发育的理论，探明湿地的生态过程和功能，而且为合理利用和保护湿地提供科学依据。     

不同坡位火力楠林土壤肥力变化特征

对不同坡位的火力楠林土壤肥力动态进行了研究。与2004年相比,2007年火力楠林上坡、中坡和下坡的土壤容重、毛管孔隙、非毛管孔隙、总孔隙变化不明显,土壤含水量显著增加;3个坡位的土壤pH值均略有减少,土壤有机质、全氮和全钾含量显著增加,全磷含量减少;3个坡位的土壤碱解氮、速效磷及中坡和下坡的速效钾含量显著增加,上坡的速效钾含量略增。2004和2007年火力楠林的土壤物理性质无明显变化规律。2004和2007年,3个坡位的pH值相近,土壤有机质、全氮和全磷含量均表现为：下坡〉中坡〉上坡。2004和2007年,土壤碱解N含量为中坡和下坡大于上坡,3个坡位的速效磷含量均相近。2004年上坡和中坡的速效钾含量小于下坡,2007年速效钾含量则表现为：下坡〉中坡〉上坡。     

宣城市岗坡地土壤养分特征及其与颗粒组成关系

对宣城市岗坡地土壤养分特征及其与颗粒组成关系进行了分析,结果表明:⑴不同土地利用类型中,林地土壤有机质和全氮含量显著高于其它3种土地利用类型;耕地和新耕地土壤全磷、速效养分含量都高于林地和灌丛;土壤有机质、速效氮和速效磷含量与土地利用类型有显著的相关性。⑵土壤有机质、全氮含量中、上坡位都显著高于下坡位,全磷和速效养分的含量随坡位下降呈显著增加趋势;有机质、全磷和速效磷与坡位有显著的相关性。⑶土壤有机质与粘粒(<0.002 mm)和粉粒(0.002~0.02 mm)的含量均呈显著的正相关,与砂粒(0.02~2 mm)含量呈显著负相关,全氮与粉粒含量呈现显著正相关,全磷与粉粒、砂粒含量显著正相关。     

祁连山西段青海云杉林土壤养分特征研究

通过野外取样和实验室分析,对祁连山西段青海云杉林的土壤养分进行了研究。结果表明：（1）土壤全氮、全磷、全钾和有机质的平均含量依次为（0.29±0.01）%、（0.051±0.001）%、（1.990±0.019）%和（7.96±0.40）%,空间变异程度均属中等变异。同时,10个样地单因素方差分析表明除土壤全磷含量总体均值为极显著外（F〉F0.01）,全氮、全钾和有机质含量在不同样地的总体均值差异均不显著（F〈F0.05）。（2）在土壤剖面上,随土层深度的增加,土壤全氮、有机质含量先增加后降低;土壤全磷含量逐渐增加,但其差异不大;土壤全钾含量呈现出先增加后降低;在剖面空间变异除土壤全钾含量为弱变异性,其他养分变异程度均属中等水平。（3）土壤表层（0-10 cm）土壤有机质含量与全氮含量呈极显著正相关,土壤有机质含量与土壤全磷呈显著正相关,与土壤全钾含量相关性不显著。     

渝西丘陵区土地利用方式、景观位置对土壤养分的影响

运用实地调查与数理统计分析方法,研究了渝西丘陵区土地利用方式、景观位置对土壤有机质和氮磷钾养分的影响。结果表明,水田耕层土壤有机质、氮素和全钾含量显著高于旱作地类,菜地耕层土壤有效磷含量显著高于其他地类,各地类耕层土壤的全磷和速效钾含量无显著差异。不同景观位置下的耕层土壤有机质和氮素含量按冲沟、坡脚、平坝、坡腰、坡顶的顺序明显减少;全钾按冲沟、坡腰、坡顶、坡脚、平坝的顺序明显减少;坡脚、坡腰、冲沟部位耕层土壤速效钾显著高于坡顶、平坝;平坝、坡脚、坡腰部位耕层土壤有效磷显著高于冲沟、坡顶;各景观位置的耕层土壤全磷含量无显著差异。不同土地利用方式的土壤有机质和速效钾含量的剖面变化强弱程度是,园地菜地旱地;有效氮、磷则是菜地园地旱地。不同景观位置的土壤有机质含量的剖面变化强弱程度为,平坝坡脚坡腰坡顶;有效氮,平坝坡脚坡腰≈坡顶;有效磷,平坝坡脚坡腰≈坡顶;速效钾,坡顶坡脚坡腰平坝。     

水土保持措施对坡耕地土壤养分时空变异影响

以水保林地、水平梯田及地埂植物带组成的水土保持措施体系和无水保措施布置坡耕地为研究对象,结合传统统计分析和ArcGIS地统计分析方法,研究不同深度土壤养分随时间及空间(垂直和水平)变化特征。结果表明,(1)所选研究区内土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均随着土层深度的增加而降低,同一坡位高度,有水土保持措施坡耕地土壤养分含量比无措施坡耕地高,且土壤养分在垂直方向上相对均匀分布。(2)从各水土保持措施对不同深度土壤养分含量的影响来看,在水土保持体系内,0~15 cm和15~30 cm土壤有机质含量依次为:水保林地>水平梯田>地埂植物带,全氮、全磷和有效磷含量依次为:地埂植物带>水平梯田>水保林地。在无措施对照区,土壤有机质、全氮和有效磷含量两层次均顺坡逐渐增高,而全磷两层次分布均呈:中坡位无措施区>下坡位无措施区>上坡位无措施区。不同深度土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均随月份变化先增加后损失,但其变化程度因水土保持措施不同而不同。(3)经统计分析表明,水土保持措施区0~15 cm土壤有机质和全氮变异系数大于无措施对照区,但土壤全磷和有效磷变异系数正好相反;无措施对照区15~30 cm土壤有机质、全氮、全磷和有效磷变异系数大于水土保持措施区。水土保持措施与不同深度土壤养分之间均呈极显著正相关关系,0~15 cm和15~30 cm土壤全氮和有效磷之间均呈显著正相关,而0~15 cm和15~30 cm其他各指标关系间均呈极显著正相关关系。     

舟山海岛矿山生态恢复过程中人工土壤的养分变化

以浙江舟山已进行生态恢复的矿山为对象,研究海岛矿山人工土壤的养分变化。结果表明:在2～5 a的生态恢复过程中,土壤养分呈现出逐步增加的趋势,土壤有机质含量、全钾含量和脲酶活性与恢复年限在0.01水平上显著正相关。此外,土壤全钾含量还与坡向在0.05水平上显著负相关,坡位同土壤养分的相关性不显著。经主成分分析:不同坡向上的土壤养分得分表现为阴坡>阳坡>半阴坡>半阳坡,不同坡位上的土壤养分得分表现为下坡>上坡>中坡。     

水平阶种植油茶对红壤坡地土壤理化性质的影响

以江西省玉山县红壤丘陵区不同林龄(1a和15a)人工油茶林地土壤为研究对象,按不同坡位(上、中、下)、土层(0—10,10—20cm)采集土壤样品,分析其理化性质。结果表明:(1)随着油茶林龄增加,土壤容重呈减小趋势,而土壤含水量、田间持水量均呈增大趋势;土壤pH、有机质含量除上坡位外均呈显著增大趋势(P0.05);全氮、全磷、全钾均呈减小趋势;红壤坡地水平阶整地种植油茶后,土壤理化性质有所改善,土壤含水量、田间持水量和土壤有机质含量均有不同程度的增加,而土壤容重和养分(N、P、K)含量有所降低,为满足生产需要,在油茶林抚育过程中,应注意合理施肥,尤其是磷肥的施用。(2)不同坡位间土壤理化性质表现出一定的规律性。土壤容重表现为上坡位中坡位下坡位;土壤含水量在上坡位最大,而田间持水量在下坡位最小;有机质含量、全钾均为上坡位中坡位下坡位,有机质含量在各坡位间差异显著,而全氮、全磷没有显著差异;(3)与1a油茶林地相比,15a林龄的油茶林地土壤理化性质空间差异趋于均匀化。研究结果旨在揭示水平阶整地种植人工油茶复合措施的水土保持效应,为南方红壤坡地水土流失综合治理及人工油茶林地可持续经营提供理论依据。     

纳板河自然保护区土壤酶对不同海拔、坡向的响应

在纳板河自然保护区内分海拔和坡向采集土样,测定分析了尿酶、蛋白酶、蔗糖酶、过氧化氢酶4种主要土壤酶活性和主要养分指标的变化。结果表明:土壤有机质、水解氮含量随海拔升高显著增加;阳坡全氮含量随海拔升高呈现由中间向两端减小的趋势,阴坡全氮含量随海拔升高波动增加;土壤速效磷含量随海拔呈现由中间向两端减小趋势;蛋白酶活性高海拔 > 低海拔,海拔对表层过氧化氢酶活性影响较小,脲酶、蔗糖酶活性随海拔呈现波动。土壤有机质、全氮、水解氮、速效磷含量阳坡 > 阴坡;土壤蛋白酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性阴坡 > 阳坡,各土层土壤脲酶活性阳坡 > 阴坡。各养分含量及酶活性表层 > 中下层。土壤酶活性与各肥力因子间相关关系显著,各土壤酶活性间相关性显著。有机质、全氮、全磷是影响蛋白酶活性的主导因子,速效磷和水解氮为次要因子;全磷、速效磷、水解氮为影响脲酶活性的主要因子,有机质、全磷、速效钾为次要因子。主成分分析结果表明蛋白酶和脲酶活性作为保护区土壤肥力指标具有可行性。     

岩石边坡植被恢复初期土壤养分特征及其影响因素

以北京—承德(简称京承)高速公路(3期)边坡3 a恢复期植被为研究对象,对土壤养分状况进行了调研,并分析了影响养分变化的主要因素.结果表明,pH值绝大部分在6.5左右,86.73％边坡的有机质含量和88.78％边坡的全氮含量都处于中上水平,90.82％边坡的速效磷含量处于较丰富水平,73.74％边坡的速效钾含量处于中下水平,表明在目前施工技术及养护条件下,速效钾成为植物生长的关键养分因子.影响因素中,坡质、坡向和施工工艺对基质养分含量影响较大.     

137Cs tracing of the spatial patterns in soil redistribution,organic carbon and total nitrogen in the southeastern Tibetan Plateau

The southeastern Tibetan Plateau, which profoundly affects East Asia by helping to maintain the stability of climate systems, biological diversity and clean water, is one of the regions most vulnerable to water erosion, wind erosion, tillage erosion, freeze–thaw erosion and overgrazing under global climate changes and intensive human activities. Spatial variations in soil erosion in terraced farmland (TL), sloping farmland (SL) and grassland (GL) were determined by the ¹³⁷Cs tracing method and compared with spatial variations in soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (total N). The ¹³⁷Cs concentration in the GL was higher in the 0–0.03 m soil layer than in the other soil layers due to weak migration and diffusion under low precipitation and temperature conditions, while the ¹³⁷Cs concentration in the soil layer of the SL was generally uniform in the 0–0.18 m soil layer due to tillage-induced mixing. Low ¹³⁷Cs inventories appeared at the summit and toe slope positions in the SL due to soil loss by tillage erosion and water erosion, respectively, while the highest ¹³⁷Cs inventories appeared at the middle slope positions due to soil accumulation under relatively flat landform conditions. In the GL, the ¹³⁷Cs data showed that higher soil erosion rates appeared at the summit due to freeze–thaw erosion and steep slope gradients and at the toe slope position due to wind erosion, gully erosion, freeze–thaw erosion and overgrazing. The ¹³⁷Cs inventory generally increased from upper to lower slope positions within each terrace (except the lowest terrace). The ¹³⁷Cs data along the terrace toposequence showed abrupt changes in soil erosion rates between the lower part of the upper terrace and the upper part of the immediate terrace over a short distance and net deposition on the lower and toe terraces. Hence, tillage erosion played an important role in the soil loss at the summit slope positions of each terrace, while water erosion dominantly transported soil from the upper terrace to the lower terrace and resulted in net soil deposition on the flat lower terrace. The SOC inventories showed similar spatial patterns to the ¹³⁷Cs inventories in the SL, TL and GL, and significant correlations were found between the SOC and ¹³⁷Cs inventories in these slope landscapes. The total N inventories showed similar spatial patterns to the inventories of ¹³⁷Cs and SOC, and significant correlations were also found between the total N and ¹³⁷Cs inventories in the SL, TL and GL. Therefore, ¹³⁷Cs can successfully be used for tracing soil, SOC and total N dynamics within slope landscapes in the southeastern Tibetan Plateau.     

黄土丘陵沟壑区坝地和梯田土壤养分特征与演变

[目的]了解黄土丘陵沟壑区坝地和梯田土壤养分状况,为合理利用土地资源和恢复改善生态环境提供科学依据。[方法]以陕西省延安市碾庄沟流域为研究区,以荒坡地作为对照,研究黄土丘陵沟壑区坝地和梯田土壤演变特征。[结果]速效磷、速效钾、有机质、全磷和全钾含量表现为梯田坝地,全氮含量表现为坝地梯田,除土壤钾素处于中等变异水平,其他土壤养分均处于高等变异水平,其中磷素和全氮变异系数较大。在80 cm剖面内,坝地和梯田土壤速效磷、速效钾、有机质和全氮均具有明显的表聚性特征,全钾和全磷剖面分布均匀。在水平位置上,坝尾和上坡梯田养分含量更高,供肥性能更好。随着利用年限的增加,除全钾外,梯田养分表现为明显的先减后增的趋势;坝地速效磷、全氮和全磷表现为先减后增的趋势,速效钾、有机质和全钾表现为先增后减的趋势。坝地土壤养分变化的分水岭年限(45～50 a)比梯田(30 a)滞后至少15 a。[结论]目前该区域除钾素外,土壤磷素、氮素和有机质均处于缺乏状态,亟待补充,应定期关注接近拐点年限的土壤养分状况。通过合理的管理措施,延长土地利用年限,促进农田土壤肥力可持续发展。相较于坝地和梯田,荒坡地土壤养分最高,供肥性能最好,变异系数最小,但其剖面分布不均匀,需翻地改善。     

长顺冗雷河小流域草地治理模式下土壤肥力评价

采用野外调查和室内分析相结合的方法,对贵州省长顺县冗雷河小流域坡耕地、人工草地和天然草地3种地类的全氮和碱解氮,全磷和有效磷,全钾和有效钾,酸碱度,有机质进行了研究,以层次分析法进行肥力综合评价,揭示冗雷河小流域草地治理模式下对土壤肥力的影响。结果表明:坡耕地实施人工种草措施后,土壤全氮含量相对增加42.64%,碱解氮增加50.86%,中层和下层（20—30 cm）土壤碱解氮改善最为明显;土壤全磷含量相对增加45.24%,有效磷降低23.58%,坡耕地相比草地在全磷含量上相对较为匮乏,但用于作物吸收的有效磷素却高于人工草地;土壤全钾和有效钾含量降低,pH值无变化,其中全钾含量相对降低43.28%,有效钾降低37.32%;土壤有机质含量相对增加77.24%,其中表层（0—10 cm）、中层和下层土壤有机质含量分别提升48.06%,85.58%和107.78%,中层和下层土壤有机质含量改善幅度大。天然草地综合肥力指数最大,坡耕地最小,天然草地综合肥力指数是人工草地的1.09倍,是坡耕地的1.14倍,人工草地是坡耕地的1.05倍。土壤肥力整体水平上得到提升。     

生物耕作对蔬菜田土壤养分及酶活性的影响

通过在上海市崇明岛西部设置的长期定位试验,探讨生物耕作对菜田土壤养分及酶活性的影响。3年结果表明,与免耕处理相比,生物耕作有助于土壤养分含量增加,其中土壤有机质、 全氮、 全磷最高增幅分别为1822%、 1745%和1332%,速效氮、 速效磷和速效钾最高增幅分别为125.0%、 432.5%和21.3%,最高值多出现在生物耕作两年和三年时,差异显著（P0.05）。同时,随生物耕作年限的增加,05 cm土层过氧化氢酶、 脲酶、 蔗糖酶和蛋白酶活性均呈增加趋势,最高增幅分别为27.78%、 951.11%、 16.11%和420.00%,分别出现在生物耕作的第三年和第二年,且差异显著（P0.05）。此系统中过氧化氢酶活性与有机质、 全磷、 速效氮、 速效磷、 速效钾和含水量等呈显著正相关,与土壤pH值呈显著负相关（P0.05）, 有机质等是土壤酶活性主要影响因子,它们单独或是综合影响酶活性; 生物耕作时间对酶活性直接影响力大小顺序为过氧化氢酶活性蔗糖酶活性脲酶活性蛋白酶活性,直接通径系数为分别为1.353、 1.070、 0.421和0.110,其主要通过有机质和速效氮正向影响酶活性。     

三江源区草地退化与人工恢复对土壤理化性状的影响

以三江源区不同退化程度的天然草地及不同恢复年限的人工草地为研究对象,系统分析土壤理化性质随取样深度的动态变化。结果表明:(1)人工草地土壤含水量及全氮、全钾、全磷、速效钾、速效磷的含量随恢复年限均表现出先减小后增大的"V"形变化趋势;(2)随着退化程度增加,退化草地土壤中含水量逐渐降低,全氮、全钾、有机质、速效钾含量未表现出逐渐降低趋势,而草地的裸斑面积、土壤及养分的流失量逐渐增加;(3)人工草地及退化草地土壤中全氮、速效钾、有机质含量均随着取样深度增加而逐渐降低,草地恢复年限和退化程度基本不影响养分在土壤中的空间分布;(4)人工草地建设使退化草地有机质、全氮、全钾的含量增加,尤其有利于0-4cm的土壤养分增加。因而,人工草地建设可以作为三江源区退化草地土壤恢复的措施之一。     

侵蚀红壤区不同水土保持措施的土壤改良效果研究

结合野外调查和室内分析,研究了侵蚀红壤区不同水土保持措施下坡地土壤pH值和养分含量的变化,分析了不同水土保持措施的土壤改良效果。研究结果表明,不同水土保持措施显著影响侵蚀红壤区坡地土壤pH值和有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷的含量,但是对全钾和速效钾含量影响不显著。牧草和耕作措施可以显著提高土壤pH值和有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷的含量,显著改善土壤肥力状况,梯田对土壤肥力状况影响不显著。研究区土壤肥力状况不受钾素限制,可以将土壤有机质作为衡量土壤肥力状况的简化指标。