黄土丘陵区不同植被类型根际土壤微团聚体及颗粒分形特征

 【目的】研究黄土丘陵区坡耕地退耕后不同植被根际土壤微团聚体及颗粒的分形特征,为该地区植被恢复中土壤质量评价和生态恢复的持续健康发展提供科学依据。【方法】通过室内分析,运用分形理论,研究黄土丘陵区墩山小流域天然草地、人工草地和人工灌木等6种植被根际土壤微团聚体以及颗粒组成的分形特征。【结果】黄土丘陵区坡耕地退耕后,不同植被对土壤微团聚体以及颗粒组成影响不同。无论是根际还是非根际,天然草地0.25—0.05 mm、0.05—0.01 mm微团聚体含量以及土壤团聚状况、团聚度均高于人工灌木和人工草地,而0.25—0.05 mm、0.05—0.01 mm土壤颗粒含量以及分散系数、分散率低于人工灌木和人工草地,根际微团聚体分形维数和颗粒分形维数高于人工灌木和人工草地。除柳枝稷外,根际土壤团聚状况和团聚度高于非根际,分散系数和分散率低于非根际;不同植被根际微团聚体分形维数和颗粒分形维数均低于非根际土。相关性分析表明,与非根际相比,根际土壤微团聚体及颗粒分形维数与土壤基本理化性质相关性更显著。【结论】黄土丘陵区坡耕地退耕后,天然草地对于土壤微团聚体的改善作用优于人工灌木和人工草地。与非根际相比,根际土壤具有更好团聚结构,而且根际土壤分形特征能更好反映土壤性质的变化规律,因此可作为该地区植被恢复过程中土壤质量评价的指标。     

豫西黄土丘陵区不同退耕地土壤大团聚体 的组成及其分形特征

选取退耕10年左右的乔木林、灌木林、果园、人工草地及荒地,对表层土壤大团聚体的分布、稳定性及其分形特征进行研究。结果表明,2 mm的团聚体在土壤团粒结构中占主导地位,灌木地、乔木地和荒地土壤中2~5 mm和1~2 mm团聚体含量较耕地显著提高;灌木地、乔木地、果园、草地和荒地表层土壤中5mm和2~5 mm两个粒级水稳性团聚体含量较耕地均显著提高。灌木林、乔木林、草地和荒地土壤中干筛和湿筛团聚体的平均重量直径和几何平均直径较耕地均显著增加,分维数较耕地显著降低,这4种退耕地土壤结构显著改善,果园土壤结构的改善尚不明显。团聚体分维数能较好地描述土壤团聚体的分布状况且与土壤理化性质关系密切。     

不同土地利用方式下土壤化学性质特征研究

在宁夏固原上黄试验区,对灌木林地、农地、天然草地、果园和人工草地上5种土壤的化学性质进行了分析,并探讨了土地利用方式对土壤化学性质的影响。结果表明:1碱解N表现为灌木林地>农地>人工草地>天然草地>果园;全N表现为天然草地≈灌木林地>农地>人工草地>果园;速效P为果园>农地>天然草地>人工草地>灌木林地;速效K为天然草地>果园≈农地>人工草地>灌木林地;有机质表现为天然草地=农地>灌木林地>人工草地>果园;阳离子交换量(CEC)为灌木林地>人工草地>农地>天然草地>果园;不同利用方式间pH差异不大。2不同种植年限的灌木林地和天然草地上土样间变异性较大,农地次之,而果园各土样间变异性不大。3在垂直剖面上,灌木林地的碱解N、速效K及有机质含量均为表层高于下层,而速效P、全N及CEC为表层低于下层;天然草地的所有养分含量除速效氮及全氮外,其他均为表层高于下层,但上下变化不剧烈;农地和人工草地主要养分含量及CEC表层高于下层;果园的CEC为表层低于下层,其他指标则为表层高于下层。4天然草地和灌木林地为同类地区最佳利用方式。     

不同水土保持植被对典型黑土微团聚体稳定性的影响

以典型黑土区落叶松人工林、水曲柳人工林和草地等水土保持植被以及耕地土壤为研究对象,通过土壤微团聚体分散系数、粒径组成以及不同粒径微团聚体有机碳质量分数的测定计算和分析。结果表明:(1)与耕地相比,所研究的3种水土保持植被均可显著增加(0.05 mmd≤0.25 mm)大粒径微团聚体组成比例、降低(d≤0.002 mm)小粒径微团聚体组成比例(P0.05),并表现出乔木植被对增加土壤大粒径微团聚体比例的作用显著强于草地植被(P0.05);(2)所研究的3种水土保持植被总体上均不同程度地较耕地增加了土壤微团聚体有机碳质量分数,尤其是乔木植被显著增加了土壤中各个粒径的微团聚体有机碳质量分数,且增加幅度显著高于草地植被(P0.05);(3)水土保持植被均显著降低了土壤分散系数(P0.05)。可以认为,水土保持植被通过改善土壤微结构和增加微团聚体有机碳质量分数,进而实现增强微团聚体的稳定性,以微团聚体有机碳质量分数增加的贡献大于微团聚体组成的改变。     

大兴安岭南麓农田土壤团聚体稳定性分析

以内蒙古自治区大兴安岭南麓阿荣旗全境农田土壤为研究对象,利用机械筛分法测定团聚体组成,并采用经典统计学对其团聚体组成结构进行分析,探索农田耕层土壤团聚体的结构稳定性。结果表明:阿荣旗各乡镇农田土壤团聚体组成存在较大差异,其中以大团聚体为主,粒径≥2 mm的大团聚体占总体的一半以上;粒径≥2 mm和0.25—2 mm的大团聚体之间及粒径0.053—0.25 mm和<0.053 mm的微团聚体之间具有极强的相关关系。各乡镇之间粒径≥2 mm和0.25—2 mm的大团聚体稳定性存在显著差异;各乡镇之间粒径0.053—0.25 mm和<0.053 mm的微团聚体稳定性差异不显著,微团聚体结构相对稳定。相关结果表明:大团聚体容易受到耕地不合理利用、水土流失等外因影响而产生崩解或分解为微团聚体,造成各乡镇间微团聚体差异性较大团聚体显著,直接影响土壤质量。合理利用耕地,保护性耕作才能阻止水土流失,维护土壤团聚体稳定性。     

施肥对棕壤团聚体组成及团聚体中有机碳分布的影响

施用有机肥可以改进土壤的团聚体结构,增加土壤有机碳含量.采用湿筛法分离团聚体,通过测定各级团聚体中有机碳含量,分析施肥对棕壤团聚体分布和团聚体中有机碳含量的影响.结果表明：（1）耕作引起了富碳的大团聚体减少,贫碳的微团聚体增多,自然土壤＞250μm的团聚体显著高于施肥（OM和CK）处理,单位土壤团聚体的含量增加了约20%,而施肥处理微团聚体含量与自然土壤相比增加了约18%,微团聚体占绝对优势.（2）团聚体碳含量随着团聚体粒径的增加而增加,大团聚体有机碳含量比微团聚体碳含量增加9～28g·kg^-1.与不施肥处理（CK）相比,施有机肥（OM）增加了土壤中大团聚体的数量,促进了大团聚体的形成,并且显著增加了团聚体中有机碳的含量.（3）长期施用有机肥有利于表层土壤有机碳的固定,且新固定的碳主要集中在＞2000μm和2000～250 μm的团聚体中.     

利用方式对石灰土团聚体形成的影响

通过对贵阳市五种利用方式下石灰土的团聚体组成、稳定性及其它相关因素进行初步研究,结果表明:>5 mm水稳定性团聚体含量顺序为:林地>灌木林地>荒草地>旱地>裸地;>0.25 mm的水稳定性团聚体含量顺序为:林地>灌木林地>旱地>荒草地>裸地。有机质含量与>5 mm和>0.25 mm水稳定性团聚体含量呈极显著的正相关;影响>0.25 mm风干团聚体含量主要是土壤中粘粒的数量;团聚体结构破坏率与>0.25 mm和>5 mm水稳定性团聚体达到显著负相关。同时,土壤团聚体稳定性与土壤侵蚀状况呈负相关,团聚体的破坏率与有机质含量呈极显著负相关,有机质对团聚体的作用大于粘粒对团聚体的影响。人为开垦林地引起土壤侵蚀加剧,使土壤有机质含量降低,是导致土壤结构退化的基本原因。     

土地利用方式对土壤大团聚体的影响

[目的]探讨不同土地利用方式对土壤大团聚体的影响。[方法]通过江西省某农业园区农地(水稻田和旱地)、林地和荒地土壤团聚体的测定,分析了不同土地利用类型土壤团粒结构的差异,并讨论了其主要影响因素。[结果]不同土地利用方式下大于2.00 mm土壤团聚体的比例约占一半,其他各粒径团聚体的比例占10%左右,而且,随土壤粒径的减小团聚体数量呈先减少后增加的趋势。各土地利用类型土壤中大于2.00 mm的团聚体所占的比例依次为林地农地荒地,而不同农业用地土壤中大于2.00 mm团聚体所占的比例为芝麻水稻花生。此外,高含水量水稻土中大于2.00 mm团聚体数量约为低含水量水稻土的4倍,但对于0.50～0.25 mm粒径的团聚体,前者数量不足后者的1/5。[结论]随着土壤粒径的减小,团聚体数量呈先减少后增加的趋势,且不同土地利用方式下土壤团聚体以大于2.00 mm团聚体为主。土地利用过程中的植被覆盖状况、人类干预强度、土壤含水量等因素都能在不同程度上影响土壤大团聚体的稳定性。     

丘陵山地茶园土壤团聚体及其碳含量分布特征研究

通过野外调查与室内分析相结合的方法,对丘陵山地茶园土壤团聚体及其碳含量分布特征进行研究。结果表明:茶园土壤0～20cm以>5mm团聚体含量最高,占20.59%,20～40cm土层土壤团聚体以<0.25mm微团聚体为主,占35.32%。0～20cm,20～40cm土层均以>5mm粒径土壤团聚体有机碳含量最高,团聚体基本呈现粒径增大,有机碳含量增加的规律。茶园在0～20cm土层>5mm粒径土壤团聚体有机碳储量及其分配比例最大,0.25～0.5mm团聚体含量最少,而20～40cm土层以0.25～0.5mm团聚体土壤有机碳储量及其分配比例最大,>5mm团聚体的比例最小。     

复垦模式对矿区土壤团聚体组成及其有机碳、氮分布的影响

为研究不同复垦模式对矿区土壤团聚体组成及其有机碳、氮分布的影响,以平朔矿区安太堡露天煤矿3 a荞麦复垦、3 a苜蓿复垦为研究对象,以3 a自然恢复地为对照,分别采集3种模式下表层0～20 cm土样,测定机械稳定性团聚体、水稳性团聚体含量及其有机碳、氮含量,并进行相关指标分析。结果表明,随着团聚体粒径的减小,荞麦复垦与自然恢复地下的土壤机械稳定性团聚体含量均呈现出先增加后减少的趋势,且主要集中在1～2、0.25～1.00、≤0.25 mm粒径内,其中,2 mm粒径中机械稳定性团聚体含量表现为苜蓿复垦显著高于荞麦复垦和自然恢复地,0.25～1.00 mm粒径中苜蓿复垦显著低于荞麦复垦和自然恢复地,≤0.25 mm粒径中各复垦模式间无显著性差异;土壤水稳性团聚体主要集中于≤0.25 mm微团聚体内,而苜蓿复垦显著提高了0.25 mm粒径的水稳性团聚体含量,其中,苜蓿复垦下2 mm粒径的水稳性团聚体含量达23.77%,比荞麦复垦与自然恢复地分别高出13.37%和14.12%;土壤团聚体稳定性从大到小表现为苜蓿复垦荞麦复垦自然恢复地。团聚体有机碳、氮含量主要集中于0.25 mm粒径内,其中,苜蓿复垦下0.25～1.00 mm粒径的团聚体有机碳、氮含量分别达到最大值7.66、1.35 g/kg,各处理团聚体碳氮储量均以0.25 mm大团聚体为主;植物复垦提高了0.25 mm土壤团聚体C/N值,降低了≤0.25 mm粒径团聚体C/N值。植物复垦能够提高0.25 mm粒径机械稳定性团聚体和水稳性团聚体含量,增强团聚体的稳定性,并且可提高土壤团聚体有机碳、氮含量;苜蓿效果优于荞麦,其可作为矿区复垦优选植被。     

土地利用方式对土壤团聚体轻组有机碳的影响

[目的]为确定合理的森林经营措施提供必要的科学依据。[方法]选择东北温带地区典型土地利用方式,采用土壤轻组有机碳分离方法,研究天然次生林、人工林和农田对土壤团聚体轻组有机碳(LFOC)的影响。[结果]不同土地利用方式土壤团聚体LFOC含量天然次生林高于农田,并随土层深度增加而递减。在不同土地利用方式下,表层(0～20 cm)各粒级土壤团聚体轻组有机碳(LFOC)含量差异显著。天然次生林转变为农田下降幅度为2.48～4.17 g/kg。土壤团聚体LFOC含量、土壤团聚体LFOC分配比例均表现为:不同土地利用方式粒径2.00～1.00 mm最高,0.25～0.50 mm为最低。天然次生林转变为农田土壤团聚体LFOC主要损失在大团聚体0.25mm中。2.00 mm的水稳性大团聚体对土壤LFOC具有强富集和物理保护作用。天然次生林和人工林转变为农田时,大团聚体土壤LFOC的下降最明显。天然次生林和人工林平均重量直径(MWD)均高于农田,农田土壤团聚体稳定性最低。[结论]土壤轻组有机碳可作为土壤有机碳库变化的早期敏感指标。     

梅江区不同森林类型土壤物理性质研究

采用区域调查和定位试验方法,系统研究梅江区不同森林类型土壤物理性质及其对水源涵养功能的影响。结果表明,在4种林地中,表层土壤砂粒含量以马尾松林地为最高,天然常绿阔叶林地最低;黏粒含量大小为马尾松林地<人工桉树林地<灌木林地<天然常绿阔叶林地。表层土壤容重和比重马尾松林地为最大,灌木林地次之,天然常绿阔叶林地最小;孔隙度与自然含水量则为天然常绿阔叶林地>人工桉树林地>灌木林地>马尾松林地。在土层垂直方向上,阔叶林地的物理性质变化差异较大,针叶林相对较小。     

不同土地利用下黑土土壤团聚体有机碳贮量的变化

[目的]为了解土地利用方式变化对黑土土壤有机碳及贮量的影响。[方法]以黑土区草地、耕地、樟子松人工林和天然次生林土壤为研究对象,对土壤团聚体有机碳与碳储量的分布和积累进行研究。[结果]在不同土地利用方式下,土壤团聚体的组成比例存在一定差异,但均以〉2mm团聚体为主。土壤不同团聚体有机碳含量的分配并不相同。相较于林地土壤,草地和耕地均降低有机碳在小粒级团聚体中的含量,而增大大粒级团聚体有机碳的含量。在不同土地利用方式下．土壤团聚体有机碳贮量变化规律与团聚体组成比例相吻合。[结论]土壤团聚体有机碳贮量的变化中,占主导地位的是团聚体组成比例。土地利用方式的改变影响黑土有机碳在不同大小团聚体中的分布和贮量。     

不同土壤团聚体及其有机碳库的分布特征

通过野外调查与室内分析相结合的方法,对山西农业大学校园内的农田、灌木丛、针叶林、阁叶林和草地土壤团聚体及其有机碳库的分布特点进行了研究.结果表明：（1）不同土地利用方式下土壤团聚体的分布均以＞10 mm团聚体为主,总体随着团聚体粒径的减小呈先减小,后增加,再减小,然后增加,最后减小的变化.（2）0～20 cm土层中,不同土地利用方式的分形维数表现为：阔叶林＞针叶林＞农田＞灌木丛＞草地,草地的分形维数与灌木丛、阔叶林、农田、针叶林间差异极显著,在20～40 cm土层中,分形维数表现为：灌木丛＞草地＞阔叶林＞农田＞针叶林,针叶林的分形维数与灌木丛、草地、阔叶林、农田间差异极显著.（3）土壤团聚体有机碳含量随着粒径的减小呈先增加后降低的趋势.（4）不同土地利用方式下,随着土层深度的增加有机碳贮量降低,在0～20 cm、20～40 cm土层,有机碳贮量随着土壤粒径大小的变化趋势与不同粒级土壤团聚体质量百分比的变化趋势相同,主要以＞ 10 mm粒级团聚体最高,且与其余粒级间均呈极显著关系,＞10mm粒级的有机碳贮量表现为农田＞阔叶林＞灌木丛＞针叶林＞草地.     

黄土高原不同类型土壤团聚体中氮库分布的研究

【目的】研究黄土高原主要土壤不同团聚体中氮库的分布特征。【方法】根据不同植被类型和土壤类型，分别从黄土高原不同地域分层（0～20、20～40和40～60 cm）采集22个土壤剖面样品。【结果】无论哪种团聚体，从表层向下，有机氮、矿质氮、铵态氮、硝态氮含量皆呈递减趋势。不同土壤团聚体，其有机氮含量明显不同，>5 mm、2～5 mm、1～2 mm、0.25～1 mm粒级团聚体有机氮含量依次递增趋势，而0.25～1 mm、<0.25 mm粒级团聚体的有机氮含量依次呈下降趋势，以0.25～1 mm团聚体有机氮含量最大；不同团聚体中铵态氮、硝态氮和矿质氮含量分布没有明显的规律性。由于不同大小团聚体所占比例不同，因此无论是土壤有机氮，还是矿物态氮，其贮量在土壤团聚体中的分布与含量并不完全一致：> 5 mm、2～5 mm、1～2 mm粒级结构体中贮量依次呈递减趋势，而1～2 mm、0.25～1 mm、< 0.25 mm依次呈递增趋势，以1～2 mm结构体贮量最低。【结论】在黄土高原地区，土壤中各级团聚体含氮量分布随纬度增加而降低，土垫旱耕人为土各级团聚体含氮量最高，干润砂质新成土各级团聚体含氮量最低。植被对团聚体中的氮素分布也存在一定影响，有机氮和矿质氮大体上均呈自然林地>新垦农田>人工林>农地。     

川中丘陵区不同坡地利用方式的土壤肥力特征

[目的]为了探讨紫色土坡地典型利用方式(旱地、柑橘园、林地)对土壤肥力的影响特征。[方法]采用野外调查、取样和室内实验分析相结合的方法,对乐至县童家小流域的土壤理化性状进行了对比分析。[结果]林地受人为扰动少,土壤肥力高;柑橘园、旱地受人类耕作活动影响大,因经济产出效益不同,农户对土地的劳力与经济投入不同,使得柑橘园土壤肥力高于旱地土壤。[结论]不同坡地利用方式对土壤肥力具有较明显的影响。     

应用荧光素二乙酸脂水解酶活性研究不同绿地土壤微生物活性

为了研究不同绿地土壤微生物活性特征,应用荧光素比色法和碱液吸收滴定法,对郑州市不同绿地的FDA(荧光素二乙酸酯)水解酶活性及微生物呼吸强度进行了分析,结果表明,不同绿地表层土壤FDA水解酶活性由高到低的顺序为:人工林地＞人工草灌地＞行道绿地(文化路)＞行道绿地(诚信路)＞隔离带绿地＞人工草坪＞人工灌木地＞花卉绿地;人工...     

土地利用方式对高寒草甸土壤有机碳及其组分的影响

[目的]探讨土壤碳库的变化规律。[方法]以原生高寒草甸、人工草地和农田(油菜地)作为研究对象,利用土壤有机碳密度分组法,研究3种土地利用方式对高寒草甸土壤有机碳(SOC)及轻组有机碳(LFOC)含量变化的影响。[结果]3种土壤0～40 cm土体内,SOC含量依次为人工草地>高寒草甸>油菜地,分别为113.13、111.61和93.54 t/hm2;LFOC含量依次为人工草地>高寒草甸>油菜地,分别为10.36、8.93和5.83 t/hm2。人工草地与高寒草甸相比,0～40 cm土壤SOC含量间差异不明显,但LFOC高16.01%;耕作20年的农田中,SOC和LFOC分别较高寒草甸低16.19%、34.71%。[结论]人工草地土壤中总SOC和LFOC则略高于高寒草甸,明显高于农田,人工草地和高寒草甸的植物-土壤系统的总固碳量明显高于农田。     

西藏林芝不同土地利用方式的土壤团聚体及其有机碳分布

为揭示西藏林芝地区不同土地利用方式对土壤团聚体及其有机碳含量的影响,以八一镇耕地(FL)、蔬菜大棚(VG)、撂荒地(AL)、草地(GL)、次生林地(SF)为研究对象,采用干筛法对土壤团聚体进行分级,分析团聚体及其有机碳、易氧化有机碳的含量和分布。结果表明:在0~20 cm土层,各土地利用方式下基本以≥2 mm团聚体为主,其含量大致表现为GL、AL高于VG和FL,表明与农用地(FL、VG)相比,自然生态系统的土壤结构较好。土壤团聚体有机碳和易氧化有机碳的含量在不同土地利用方式下整体表现为0~10 cm>10~20 cm,大团聚体(≥0.25 mm)高于微团聚体(<0.25 mm),并以≥2 mm团聚体的贡献率最高,碳汇能力较强。结果说明,自然生态系统的土壤结构较好,草地、林地的开垦行为将导致土壤结构变差。实施保护性耕作措施,减少草地、林地的人为干扰有利于提高土壤有机碳库的稳定性,发挥土壤"碳汇"功能。     

玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对土壤有机碳及团聚体稳定性的变化分析

[目的]对玛纳斯河流域不同恢复模式下盐渍化弃耕地土壤有机碳及团聚体稳定性的变化特征进行分析.[方法]以玛纳斯河流域为背景,选取典型的重度盐渍化弃耕地为试验区.随着弃耕地变成棉田年限的增加,土壤有机碳（SOC）含量增加,开垦2、5和10年的土壤微生物生物量碳（MBC）和易氧化有机碳（LOC）的含量以及土壤水溶性有机碳（WSOC）和土壤热水溶性有机碳（HWSOC）的含量较弃耕地高.连续人工开垦后SOC和大团聚体（＞1 mm）含量增加,土壤团聚体稳定性增强,其中开垦10年0～5、5～10 cm土层＞1mm团聚体分别占56.9％和56.7％,团粒指数下降至43.9％.[结论]水稳性团聚体的含量与SOC和土壤HWSOC达到0.05水平显著正相关.玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对绿洲农田土壤HWSOC对维持土壤团聚体稳定性的贡献明显.