基于模型和GIS的江苏省农田土壤有机碳变化研究

 以土壤基本性状、气候条件、作物产量和耕作措施等为基本输入数据 ,将土壤有机碳分解模型与GIS技术耦合 ,模拟江苏省农田土壤有机碳含量分布的现状及未来变化趋势。对典型农区土壤有机碳测定数据的验证表明 ,所采用的模型能较好地描述土壤有机碳的动态变化。模拟结果指出 ,自第二次土壤普查以来 ,全省 77%的农田土壤有机碳含量有所增加。至 2 0 0 0年 ,苏北和沿海地区土壤有机碳含量增加量为 1.0～ 3.0g·kg-1,苏南太湖地区增加量为 3.5～ 5 .0g·kg-1。但苏中的江淮平原和宁镇丘陵区略有下降 ,仅增加约 0 .5～ 1.5g·kg-1。预测 2 0 10年在不同秸秆还田量条件下 ,江苏省农田土壤有机碳含量将继续增加 ,且有较大的接纳外源有机碳的能力     

不同轮作措施下瘠薄红壤中碳氮积累特征

 通过长期田间试验 ,观测不同恢复利用模式下物质循环和瘠薄红壤中有机碳、全氮的积累特征。结果表明 ,不同的恢复利用模式下植物生物量、有机质归还量以及氮素平衡状况都有明显差异。如果林粮轮作处理配合合理施肥 ,可使地上部植物生物量达到纯林处理的 75 %～ 10 0 %水平 ,有机质的归还量相当 ,氮素处于盈余状态 ,系统的稳定性较高 ,作物的生产力不断增加。不同模式利用 11年后 ,纯林处理表层土壤有机碳含量水平达到 14～ 16g·kg-1,全氮含量达到 1g·kg-1以上 ;林粮轮作处理的相应值为 9～ 11g·kg-1和 0 .6～ 0 .9g·kg-1;常规耕作处理为 7g·kg-1以下和 0 .6 g·kg-1以下 ;这分别是目前较高熟化程度、中等肥力、低肥力红壤旱地的含量水平。采用较合理的种植模式和施肥措施 ,瘠薄红壤或低肥力红壤的肥力可在 10年左右时间恢复到中高度熟化水平。因侵蚀造成大量损失可能是旱地红壤的有机碳和全氮含量长期得不到提高的重要原因。瘠薄红壤恢复利用后有机碳的积累量大大增加 ,表明其在固持大气CO2 和减缓全球气候变暖趋势上具有巨大的潜力。     

长期耕作对新疆绿洲农田土壤颗粒中有机碳和全氮含量的影响

【目的】土壤颗粒中有机碳和全氮是土壤有机碳和全氮的重要组成部分,研究长期耕作对农田土壤颗粒组分中有机碳和全氮组分含量和比例变化的影响,有助于揭示不同耕作年限下土壤有机碳和全氮的固存与周转规律,可为区域农田土壤培肥和固碳减排提供科学依据。【方法】以天山南北3个典型绿洲（兰州湾镇、31团、普惠农场）长期耕作农田土壤为研究对象,采用土壤颗粒分级法,研究不同耕作年限（0、5、10、15、20年）下3个典型绿洲农田土壤有机碳和全氮的变化规律,分析长期耕作对不同颗粒组分中有机碳和全氮含量的影响。【结果】（1）长期耕作增加了土壤有机碳和全氮的积累,并随耕作时间的延长而趋于平稳。与未耕作土壤相比,耕作0—5 a间,土壤有机碳、全氮含量增加迅速,兰州湾镇、普惠农场和31团土壤有机碳含量分别提高了76.4%、286.2%和145.6%,土壤全氮含量提高了14.7%、58.9%和75.0%,耕作5 a后,增速趋于平缓。（2）耕作提高了不同颗粒组分中有机碳和全氮含量,砂粒中有机碳含量表现为先增加后下降的趋势,与未耕作土壤相比,兰州湾、31团和普惠农场在耕作10—15 a间达到峰值,随后下降;耕作20 a后土壤砂粒中有机碳含量分别增加了0.63、0.89和1.56 g·kg^-1。而粉粒和黏粒中有机碳含量随耕作时间延长表现为持续增加,耕作20 a后,兰州湾、31团和普惠农场粉粒和黏粒中有机碳含量分别增加了0.42-2.39、2.64-3.39、1.36-2.72 g·kg^-1。耕作年限对不同颗粒组分中全氮含量的影响比较复杂,砂粒中全氮含量表现为随耕作时间呈现逐渐增加的趋势,耕作20 a后,兰州湾、31团和普惠农场砂粒中全氮含量分别增加了0.24、0.40和0.29 g·kg^-1;粉粒中全氮含量随耕作时间呈现先下降（0—10 a）,而后（10—20 a）上升的趋势,而黏粒中全氮含量则表现为相反的趋势,耕作0—10 a间快速增加,耕作10 a后开始下降。（3）不同颗粒组分中,粉粒中有机碳和全氮含量占比最大,分别在43.3%—56.1%和30.2%—72.2%之间。耕作改变了不同颗粒组分中有机碳和全氮含量在土壤有机碳和全氮中的分配比例,耕作0—10 a 间,砂粒中有机碳分配比例逐渐增加,10—20 a间呈降低趋势,砂粒中全氮比例分配则随耕作时间表现出递增趋势,耕作20 a间,兰州湾、31团和普惠农场,砂粒中全氮分配比例分别增加了14.8%、19.8%和29.0%。（4）耕作提高了土壤碳氮比,耕作0—5 a间,土壤中碳氮比迅速提高40.3%—142.9%,5 a后,碳氮比变化不明显,同时,改变了不同颗粒组分中碳氮比,耕作0—10 a,砂粒中的碳氮比最高,10 a后,粉粒中碳氮比最高。【结论】耕作增加了新疆绿洲农田土壤有机碳和全氮含量,改变了不同颗粒组分中土壤有机碳和全氮含量和占比,有助于土壤有机碳和全氮的累积,其中粉粒中的有机碳和全氮是该地区土壤固持有机碳和全氮的主体。     

河西走廊中段边缘绿洲农田土壤性状与团聚体特征

 【目的】土壤团聚体组成及其稳定性与土壤质量、土壤侵蚀和农业可持续性有着密切联系。【方法】在甘肃河西走廊中段近几十年来开垦的边缘绿洲区4种土类中（砂质新成土、正常干旱土、旱耕人为土和干润雏形土）采集49个农田表层土样（0～10 cm），用干筛和湿筛法分析土壤团聚体组成及其稳定性，并分析了与土壤团聚体形成有关的土壤物理、化学性状。【结果】除干润雏形土外，大部分土壤粒级组成以沙粒为主；土壤有机碳含量低，平均为（5.88±2.52）g•kg-1，4种土类中有机碳平均含量平均为4.75～10.51 g•kg-1，以砂质新成土最低，干润雏形土最高；碳酸钙含量普遍较高，平均含量为84.7～164.8 g•kg-1，随土壤粘粉粒和有机碳含量的增加而增加；不同土类＞0.25 mm的干团聚体平均变动在65.2%～94.6%，干团聚体组成以>5 mm的大块状团聚体（土块）为主，平均重量粒径（DMWD）变动在3.2～5.5 mm；>0.25 mm的水稳性团聚体变动在23.8%～45.4%，团聚体破坏率（PAD）为52.4%～66.8%，团聚体组成和特征有利于抵抗土壤风蚀，但稳定性差，灌溉后易于分散、沉实板结、通透性差。土壤粘粉粒、有机碳、碳酸钙及铁铝氧化物均对团聚体的形成有显著作用，以土壤粘粒和细粉粒作用最大，有机碳和碳酸钙作用次之；但有机碳和碳酸钙对团聚体的稳定性较粘粉粒的影响更为明显。退耕种植多年生苜蓿后，土壤有机碳、团聚体数量及其稳定性显著增加。【结论】对生态脆弱的边缘绿洲区新垦土地，退耕还草或推行草粮轮作，是改善土壤结构、提高土壤肥力、减轻土壤风蚀的可持续土地利用的有效途径。     

雷竹土壤水溶性有机碳及其与重金属的关系

为了解高效栽培雷竹林地土壤水溶性有机碳 (WSOC)状况 ,在浙江省雷竹主产区采集了土壤样品进行分析。结果表明 :高效栽培雷竹林土壤WSOC含量范围为 ( 0 1 5 5 0±0 0 0 5 3)g·kg-1( 2 5℃提取 )和 ( 0 2 2 2 0± 0 0 0 63)g·kg-1( 1 0 0℃提取 ) ,雷竹林土壤WSOC含量和WSOC占土壤有机碳总量 (TOC)的比例均明显高于立地条件相同的板栗林土壤和茶园土壤。雷竹林地增温覆盖措施增加了土壤WSOC的量 ,连续覆盖 5a的土壤WSOC比覆盖 1a的增加了 1倍。雷竹林土壤WSOC与土壤TOC、全氮、水解氮、有效磷、速效钾含量和脲酶、蔗糖酶活性及有效镉、钴、镍、铅、锌含量均有显著 (P <0 0 5 )或极显著(P <0 0 1 )相关性 ,说明土壤水溶性有机质含量与土壤质量密切相关。表 3参 1 7     

雷竹叶营养元素含量与土壤养分的关系

材料采自浙江省临安市高虹乡立地条件不同的竹园。对竹叶和土壤的样品分析结果表明 ,雷竹叶氮 (N) ,磷 (P) ,钾 (K) ,钙 (Ca) ,镁 (Mg) ,铁 (Fe)和硅 (Si)的平均含量分别为 1 5 1 4g·kg- 1 ,2 33g·kg- 1 ,1 4 71g·kg- 1 ,2 92g·kg- 1 ,1 30g·kg- 1 ,0 1 3g·kg- 1和 1 8 45g·kg- 1 。 7种元素中磷含量的变异最小 ,变异系数为 5 837% ,而硅变异最大 ,变异系数达 2 6 684%。竹叶氮含量与土壤全氮及水解氮含量有显著相关性 ,相关系数分别为0 639 和 0 669 。竹叶钾含量与土壤有机质和速效钾含量的相关性也达到显著和极显著水平 ,相关系数分别为 0 635 和 0 789 。竹叶钙含量与土壤有效磷含量和竹叶镁含量与土壤速效钾含量均表现出显著负相关 ,相关系数分别为 - 0 657 和 - 0 638 。当年生雷竹叶氮、磷、钾和镁 4种元素含量显著高于 3年生竹叶 ,分别是 3年生竹叶的 1 0 8倍、 1 1 1倍、1 33倍和 1 1 5倍 ,而钙和硅 3年生竹叶高于当年生竹叶 ,是当年生竹叶的 1 0 8倍和 1 36倍。表 6参 9     

生物炭对旱作农田土壤有机碳及氮素在团聚体中分布的影响

为研究生物炭输入对旱作农田土壤团聚体及其团聚体碳氮分布的影响,通过分层(0~10、10~20 cm和20~30 cm)采集设置0 t·hm^-2(CK)、10 t·hm^-2(C1)、20 t·hm^-2(C2)和30 t·hm^-2(C3)4个生物炭水平的田间定位试验的土样,利用湿筛法获得不同粒径(> 2 mm、2~0.25 mm、0.25~0.053 mm和< 0.053 mm)的团聚体,测定各级团聚体中有机碳及全氮含量,分析添加生物炭后旱作农田土壤团聚体及团聚体中有机碳和全氮的分布特征。结果表明:与未施生物炭对照相比,施用生物炭两年后,0~10 cm和 10~20 cm土层> 0.25 mm粒级水稳性大团聚体的含量均呈增加趋势;且高添加量(30 t·hm^-2)显著增加了10~20 cm和20~30 cm土层0.25~0.053 mm粒级微团聚体的含量。生物炭显著增加了各土层不同粒级团聚体中有机碳和全氮的含量,随施用量的增加0~10 cm和10~20 cm土层增加规律一致,均表现为C3> C2> C1> CK。0~10 cm土层不同粒级水稳性团聚体中有机碳和全氮的贡献率表现为2~0.25 mm粒级最高,且随土层加深,< 0.053 mm粒级团聚体有机碳和全氮的贡献率增加。从0~30 cm土层团聚体有机碳和全氮的平均贡献率来看,随生物炭施用量的增加,2~0.25 mm和0.25~0.053 mm粒级贡献率均增加。     

福建烟区土壤肥力状况

福建烟区 72 2个土壤样品的分析结果表明 ,土壤 p H平均为 5 .0 4.各成分的质量分数为 :有机质 2 8.93 g· kg- 1 、物理性粘粒 (<0 .0 1 mm) 3 3 %、全 N 1 .446g· kg- 1 、碱解 N 1 41 .9mg· kg- 1 、全 P 0 .482 g· kg- 1 、速效 P 2 0 .5 mg· kg- 1 、全 K2 0 .89g·kg- 1、速效 K1 2 2 mg·kg- 1、缓效 K2 94mg· kg- 1、交换性 Ca5 99.3 mg·kg- 1、交换性 Mg2 9.5 3 mg·kg- 1、有效S2 6.8mg·kg- 1、有效 Cu2 .1 1 mg·kg- 1、有效 B0 .2 42 mg·kg- 1、水溶性 Cl- 1 4.7mg·kg- 1 .烟区土壤 p H普遍偏低 ,应重视调节土壤酸度 ;注意适量施用 N肥 ;合理施用 P肥 ,减少土壤固定 ;重视施用 K肥 ;增加 Mg、B营养 ;施用石灰调节土壤酸度的同时应避免影响烤烟对 Mg、B的吸收     

营养型土壤改良剂对酸性土壤中磷的活化及玉米吸磷的影响

将营养型土壤改良剂施入3种不同理化性状酸性土壤进行恒温培养试验和盆栽试验.结果表明,土样1(高肥力粘壤土)施入改良剂0～8 0g·kg-1时,有效磷含量有增加的趋势,以施入改良剂8 0g·kg-1处理的土壤有效磷含量最高;但施入12 0～20 0g·kg-1时,有效磷含量又开始下降.土样2(中等肥力粉壤土)和土样3(低肥力粘壤土)在改良剂施入量0～12 0g·kg-1时,土壤有效磷含量增加量随改良剂施入量的增加而增加.盆栽试验结果显示,改良剂施入不同理化性状的土壤后,活化了土壤中的磷,促进了玉米对磷的吸收,提高了磷肥的利用.     

农业管理措施对新垦荒漠沙地农田土壤有机碳及其组分的影响

【目的】通过在黑河流域中游边缘绿洲新垦沙地农田安排的田间试验,分析不同施肥措施、不同覆盖耕作管理和种植方式对沙地农田土壤有机碳（SOC）及其活性组分的短期影响,为新垦荒漠砂质农田土壤有机质快速提升和土壤培肥提供理论依据。【方法】测定不同农业管理措施下不同处理的土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）和有机碳不同组分包括颗粒有机碳（POC）、易氧化有机碳（EOC）、热水浸提有机碳（HWC）和微生物生物量碳（MBC）。【结果】 不同施肥措施6年后,单施有机肥和有机无机配施处理耕层（0-20 cm）SOC和全氮含量分别增加32.1%-98.7%和1.5%-40.9%,以高量单施有机肥处理增幅最大,但单施高量氮、磷、钾化肥,SOC和TN仍维持在试验前的极低水平。不同覆盖和耕作处理4年后,SOC和TN含量较试验前分别增加5.4%-34.0%和9.3%-34.9%,少耕秸秆覆盖（RSM）处理增幅最大,RSM处理较常规耕作地膜覆盖（CK）SOC含量高27.2%,但在秸秆覆盖和地膜覆盖下减少耕作对SOC的短期影响均不显著。种植10年的苜蓿地和5年苜蓿5年玉米地较连续种植10年的玉米地,SOC分别高72.7%和27.7%,TN含量分别高54.3%和17.1%。不同农业管理措施的不同处理之间,POC、EOC、HWC和MBC的变化趋势与SOC的变化基本一致,但处理之间的差异更大。高量施用有机肥、秸秆覆盖和苜蓿地的POC占总有机碳的比例显著高于其相应的其它处理。【结论】干旱区荒漠土壤开垦为灌溉农田后,增施有机肥、秸秆覆盖还田、种植多年生苜蓿或苜蓿插入轮作体系是快速提升SOC水平,培肥地力的有效措施。颗粒有机碳是指示SOC动态对短期农业管理措施响应的理想指标。     

Losses of Soil Organic Carbon and Nitrogen and Their Mechanisms in the Desertification Process of Sandy Farmlands in Horqin Sandy Land

Soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (N) concentrations from bulk soils and soil particle size fractions in the different extent of desertified farmlands (potential, light, medium, severe, and most severe desertified farmlands) were examined to quantitatively elucidate losses of carbon and nitrogen and its mechanisms in the desertification process. Particle size fractions (2-0.1 mm, 0.1-0.05 mm, <0.05 mm) were obtained by granulometric wet sieving from 30 sandy soils (0-15cm depth) of different desertified extent. It was shown that soil physical stability index (St) in most severe desertified farmlands was 5-7% and St in other farmlands was less than 5%, which contributed to very low soil organic matter content. This was the intrinsic cause that sandy farmlands in Horqin sandy land was subject to risk of desertification. Desertification resulted in considerable losses of SOC and N. Regression analysis indicated that SOC and N content reduced 0.169 g kg-1 and 0.0215 g kg-1 respectively with one percent loss of soil silt and clay content. Losses of SOC and N were mostly the removal of fine particle size fractions (silt and clay, and a less extent very fine sand) from the farmlands by wind erosion, which were rich in organic matter and nutrients, as well as the depletion of organic C and N associated with coarse particles (>0.05 mm) in desertification process. The concentrations of C and N associated with sand (2-0.1 mm and 0.1-0.05 mm) significantly decreased with increase of desertified extent. Silt and clay associated C and N concentrations, however, were less changed, and in contrast, were higher in soils under most severe desertified extent than in soils under potential and severe desertified extent. The percentage of distribution in sand (>0.05 mm) associated C and N significantly increased with increase of desertified extent, suggesting that stability of SOC decreased in the desertification process.     

Anaerobiosis in Marine Sandy Beaches

Organisms living at depths greater than 5 to 10 cm in marine beaches composed of fine sand are completely anaerobic whenever their particular section of beach is covered by water. Anaerobic conditions are continuous if the slope of the beach is slight enough so that capillary forces keep the sand saturated with water even at low tide.     

浅谈贫瘠沙壤土胶园的植胶与管理

通过大安农场土壤改良的实例,探讨解决宜胶条件差的园地进行土壤改良和植胶的科学方法。     

江苏省沿海沙质海岸现状及防护林防蚀耐盐树种选择基本原则

我国的沙质海岸分布范围广泛,沿海各省、市均有沙质海岸的分布,且地形复杂,岸段条件各异,形成了多样化的环境特点,这对沿海防护林营建树种的选择提出了新的要求。文章针对江苏省沙质海岸立地的高侵蚀、高盐碱性及风沙大的特点,总结前人的经验,提出了江苏省沙质海岸防护林树种选择的若干基本原则。     

延津、原阳两县砂质土壤养分特征研究

为实施科学施肥与土壤培肥,采用田间调查采样、室内测定和统计分析的方法,研究了延津县和原阳县黄河泛滥区沉积物发育的砂质土壤的养分特征.结果表明:延津和原阳两县土壤有机质和N素营养水平普遍偏低,其有机质平均含量分别为7.88 g/kg与10.57g/kg,土壤全N平均含量分别为0.90 g/kg和1.08 g/kg.土壤速...     

干旱区沙漠化土地治理与保护性耕作

面对沙漠化土地"局部治理,总体恶化"的现状,探索新的沙漠化治理方法和手段是必要的.通过对干旱区土地沙漠化原因的分析,回顾了我国半个多世纪艰辛而伟大的防沙治沙历程,认为在沙漠化土地治理中存在着对沙漠和沙漠化概念的差别,在研究和实践领域没有达到广泛共识、沙漠化治理方针和措施有片面性等局限.对保护性耕作的起源和特点分析后,认为保护性耕作在干旱区沙漠化土地治理中能起到三个积极的作用:(1)减少土壤扰动、增加地表覆盖率,直接减少土壤风蚀、防治土壤沙化和沙尘暴.(2)培肥土壤,防治土壤退化和潜在的土地沙漠化.(3)降低生产成本,增加农民收益,使农民减少对天然植被的破坏.进一步提出建设干旱区保护性农业防治土地沙漠化的主张.     

沙地赤松播种育苗技术

总结沙地赤松播种育苗技术,包括种子采集与处理、圃地准备、播种、播种苗管理、苗木调查与出圃等方面内容,以为沙地赤松的推广和我国防沙治沙事业的大发展、快发展提供科技助力。     

毛乌素沙地气候与植被变迁

从古文献记载、地学、古生物学、考古发掘和树木年代学等方面探讨毛乌素沙地历史时期气候与植被的关系。结果表明:全新世以来,毛乌素沙地的气候经历了多次较大的干、湿交替。历史时期的几个湿润期分别是:10.0kaBP前后、8.5～5.0kaBP期间、3.5kaBP前后、2.5kaBP前后和1.5～1.0kaBP期间。伴随气候变化毛乌素沙地自然景观在荒漠草原、典型草原与森林草原间转换。毛乌素沙地现在的植被格局是在气候演变的大背景下形成的,在该地区进行植被修复及制定土地利用规划策略要充分考虑当地的气候因素。     

风沙区农田防护林构建多样性及景观效益分析

风沙区农田防护林体系多样性构建的目的是确保防护效益的持续稳定发挥。文中在各树种不同配置方式试验研究基础上．提出了风沙区构建多样性、稳定性农防林的框架。研究结果表明：营建针叶常绿林带或针阔混交林带，在防护效果和观赏价值上皆优于纯阔叶林带。针对风沙区农防林单纯林带比例大、空间分布欠合理等问题，提出景观补救方法；引入新“斑块”扩大混交比例，增加观赏价值高的树种种类，采取人工抚育、修技等措施创造适宜的观赏环境。