杉木林采伐迹地的土壤有机碳分配特征

以杉木林采伐迹地为对象,比较上坡、中坡和下坡的土壤碳分配以及0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层的土壤碳垂直分布,研究了不同坡位和土层对固碳功能的影响。结果表明,采伐迹地各土层的有机碳含量均为下坡中坡上坡,各坡位的土壤有机碳含量均随土层深度的增加而减少。土壤有机碳密度为下坡中坡上坡,随土层加深而减少,0~20 cm土层有机碳密度分别为20~40 cm和40~60 cm土层的1.37倍和1.78倍。     

茶园多植物覆盖种植对土壤酶活性和有机碳矿化特征的影响

为量化不同覆盖作物种植模式对茶园土壤酶活性及有机碳矿化特征的影响，以湖北省十堰市郧阳区谭家湾茶园为研究对象开展覆盖作物多样性试验，设置四种覆盖作物种植模式：无覆盖作物（A0）、2种覆盖作物（A1）、4种覆盖作物（A2）、8种覆盖作物（A3），测定茶园0~20 cm和20~40 cm土层的土壤酶活性、有机碳矿化速率以及累积矿化量，并对其进行一级动力学方程拟合，得出有机碳潜在矿化势（C_p）和矿化常数（k）。结果发现，覆盖作物种植小区的土壤酶活性均高于对照小区，0~20 cm土层的酶活性均高于20~40 cm，不同覆盖作物类型对土壤过氧化氢酶和脲酶活性的影响具有显著差异（P<0.05），但对土壤磷酸酶没有显著影响。与过氧化氢酶相比，土壤脲酶、磷酸酶是更重要的土壤碳循环参与者，其活性与有机碳矿化作用之间呈极显著正相关关系（P<0.01），在土壤有机碳分解转化过程中具有重要作用。各处理的土壤有机碳矿化速率均呈现先升高后降低最后趋于平稳的趋势，0~20 cm土层的土壤有机碳矿化速率和累积矿化量均高于20~40 cm土层。0~20 cm土层C_p/k表现为A1 > A2 > A3 > A0，20~40 cm土层C_p/k表现为A1 > A2 > A0 > A3，两土层均以A1的土壤有机碳矿化作用最强。A1的微生物量碳和可溶性有机碳均高于其他处理，为作物生长发育提供了充足的养分，pH值也最高，有利于阻抗土壤酸化。     

磷添加对陇中黄土高原旱作农田土壤呼吸组分特征与碳平衡的影响

磷素的大量输入,将显著影响陆地生态系统的碳平衡和碳固存,为探究陇中黄土高原旱作农田土壤呼吸及其组分动态变化特征与碳平衡对磷添加的响应,采用完全随机区组设计,设不施磷肥（CK）、低磷（P₁）、中磷（P₂）、高磷（P₃）4个施磷水平,测定春小麦生育期各处理土壤呼吸及其组分与环境因子,计算土壤呼吸温度敏感性指数、净生态系统生产力与碳平衡。研究结果表明,磷添加增加了土壤呼吸及其组分的CO₂排放量。与CK处理相比,P₁、P₂处理和P₃处理土壤呼吸CO₂累计排放量分别显著增加13.85%、24.86%和26.47%（P<0.05）;土壤异养呼吸显著提高了9.09%、9.4%和14.52%（P<0.05）;土壤自养呼吸分别提高了18.96%、39.98%和38.33%（P<0.05）。土壤呼吸及其组分受到多因素的共同作用,拟合分析结果表明,土壤水分和温度分别可解释土壤呼吸及其组分速率变异的37.0%~49.7%和69.4%~76.8%。逐步回归和方差分解结果表明,土壤呼吸的主要影响因素为0~5cm土壤碱性磷酸酶和0~10 cm土壤有机碳;异养呼吸的主要影响因素为0~5 cm土壤β-1,4-葡萄糖苷酶、0~5 cm土壤纤维素二糖水解酶和5~10 cm土壤碱性磷酸酶;自养呼吸的主要影响因素为0~5 cm土壤碱性磷酸酶、0~5 cm土壤速效磷、0~5 cm土壤有机碳和5~10 cm土壤纤维素二糖水解酶。CK、P₁、P₂处理和P₃处理的净生态系统生产力均为正值,其数值分别为2640.10、3412.91、3579.83 kg·hm^-2和3 790.74 kg·hm^-2,均表现为土壤碳的“汇”。因此,在陇中黄土高原旱作农田生态系统管理中,应合理地增施磷肥（建议施用115 kg·hm^-2）,提高土壤固碳效率,科学合理地构建环境保护与经济高效并重的现代化农业生产管理体系。     

间作作物与生物药剂对梨园土壤化学农药残留和理化性质的协同调控作用

施用化学农药是导致砀山梨园土壤污染的主要因素.本研究系统检测了梨园化学农药残留时空分布,定量评价了间作作物与生物药剂结合对梨园土壤理化性状和农药残留的调控作用.春季、秋季分别检测了0~20、20~40、40~60 cm土壤主要化学农药检出率和残留量.调控作用试验设计为:①间作白三叶草+0.3%SAVONA1200X+1%申嗪霉素2000X替代50%常规施药化学农药用量;②间作桔梗+0.3%SAVONA1200X+1%申嗪霉素2000X替代50%常规施药化学农药用量;③对照:人工除草+常规施药.每个处理重复3次.结果显示:主要化学农药检出率和残留量为:0~20 cm>20~40 cm>40~60 cm,秋季>春季,表明土壤化学农药残留主要分布在0~40 cm土层,来源于当年施用的化学药剂.通过2年调控试验,处理①和②0~40 cm的土壤中苯醚甲环唑残留量分别为17.00±0.82、5.67±1.25 μg·L^-1,显着低于对照57.67±1.70 μg·L^-1;毒死蜱分别为3±0.00、2±0.00 μg·L^-1,显着低于对照4±0.00 μg·L^-1;吡虫啉分别为103.33±1.70、180.00±4.08 μg·L^-1,显着低于对照401.67±13.12 μg·L^-1.桔梗对土壤中的氮吸收作用显着,白三叶草固氮作用显着,桔梗、白三叶草对土壤中的磷拦截作用显着.晴天测试的土壤含水量处理①和②显着高于对照,2014年7月26日12:30和15:30地表温度处理①和②均显着低于人工除草地.     

不同密度长白落叶松天然林土壤有机碳及养分特征

以吉林省金仓林场不同密度的长白落叶松(Larix olgensis)天然林为对象,运用森林生态学典型样地法设立标准地并获取野外数据,结合实验室测定结果探讨土壤有机碳的分布特征及其与其他土壤性质的关系。结果表明:长白落叶松天然林土壤有机碳质量分数和有机碳密度均随土壤深度增加而显著减少,土壤有机碳平均质量分数为26.46 g.kg-1;0<土壤深度(h)≤60 cm土层中有机碳密度为18.63 kg.m-2;0相似文献   

桂北喀斯特峰丛洼地橘园土壤入渗特征

广西(桂)是我国柑橘果园面积和喀斯特峰丛洼地分布最广的省份。目前,对广泛分布的喀斯特峰丛洼地橘园土壤的入渗特征还缺乏了解。为了更好的支撑喀斯特峰丛洼地柑橘产业与生态可持续发展,本文以桂林地区典型白云岩峰丛洼地小流域为研究对象。采用改进的表置式环式入渗仪结合染色(亮蓝)示踪方法开展土壤入渗试验,定量刻画了洼地和梯田橘园土壤基质入渗与优先流入渗特征。结果表明:(1)基质入渗是该地区橘园水分入渗的主要方式;(2)基质稳定入渗速率差异显著且表现为洼地橘园(91.60~145.75 mm/h)大于梯田橘园(35.02~44.78 mm/h),优先流稳定入渗速率差异同样显著且表现为洼地橘园(79.78~118.30 mm/h)大于梯田橘园(12.63~23.18 mm/h);(3)优先流入渗在空间上具有很强的变异性,土壤染色面积并不是随土层的深入而递减;(4)梯田染色深度(17.4 cm)显著小于洼地(25.5 cm),梯田染色区域主要集中在表层土壤,0~5 cm范围内的染色面积占总染色面积的61.23%,洼地相同范围内染色面积仅占38.95%;(5)梯田与洼地相比,优先流路径更少,优先流发育程度更低,潜在的增加了橘树对土壤水分的可利用量。本研究结果有助于了解喀斯特峰丛洼地橘园的水文过程,并为峰丛洼地橘园的土壤水分管理提供借鉴。     

广东山区土壤有机碳空间变异的尺度效应

研究土壤有机碳的尺度效应能够为区域生态环境保护和确定合理的土壤取样间距提供科学依据。采用土壤类型法估算了广东山区表层(0-20 cm)和全剖面(0-100 cm)土壤有机碳密度,选择4条采样带,获取采样间距为250 m的土壤有机碳密度序列,并利用离散小波变换工具对其进行多尺度分解,得到2×250 m、2²×250 m、2³×250 m、2⁴×250 m、2⁵×250 m和2⁶×250 m 6个分解尺度上的小波信息,计算小波信息方差。结果表明:土壤有机碳密度具有较强的空间异质性,其空间异质性的大小受控于不同尺度下土壤有机碳密度分布格局的主导因子影响程度;整体上在大于等于1 km的尺度,其空间异质性较强;各个样带特征尺度的差异与各样带的土壤和植被类型、地貌特征以及土地利用方式、耕作管理方式等人类活动干扰强度有关。     

喀斯特典型生态系统土壤有机碳积累特征与稳定机制

土壤有机碳是衡量生态系统稳定性、土壤健康与肥力水平的重要指标。喀斯特峰丛洼地土壤具有土被不连续、土层浅薄、高钙、微碱性等特点,造成其有机碳分布、积累与稳定机制有别于其它岩性发育的土壤。基于此,我们在过去10年研究中,建立了基于探地雷达技术的喀斯特非连续性土壤及其有机碳分布的研究方法,研究了土壤微生物总量及其群落、碳氮循环相关功能微生物群落对喀斯特生态系统退化的响应,探讨了喀斯特土壤丛枝菌根真菌群落分布特征及其对岩性、坡位等立地条件的响应,明确了外源有机碳和无机碳(碳酸钙)输入对喀斯特土壤有机碳矿化和积累的影响,从团聚体稳定性、有机碳矿化、激发效应、微生物生物量碳周转角度明确了土壤有机碳的稳定性以黑色石灰土棕色石灰土红壤,初步阐明了喀斯特土壤有机碳的稳定性机制,并研发了土壤垂直漏失阻控技术、桑枝原位快速腐熟技术等喀斯特区土壤改良的关键技术。其结果对于揭示喀斯特生态系统土壤有机碳积累与稳定机制、评估喀斯特区土壤固碳的效应与潜力、提升喀斯特生态系统的可持续性有重要科学意义。     

活性铁铝矿物对农田土壤有机碳固定的研究

为了解活性铁铝矿物对农田土壤有机碳固定的贡献，量化了重庆西部地区不同土壤类型与耕作制度下61个典型农田土壤的表层（0~30 cm）、中层（30~60 cm）、底层（60~100 cm） 3层的活性铁铝矿物所固定的有机碳量（OC_Fe-Al）。结果表明：OC_Fe-Al表现为表层（均值2.02 g·kg^-1） > 中层（均值1.37 g·kg^-1） > 底层（均值1.19 g·kg^-1）；OC_Fe-Al占土壤总有机碳的范围为12.8%~83.6%。3层土壤的活性铁铝矿物平均固碳量，在不同土壤类型中，石灰岩土最高（1.83 g·kg^-1），紫色土最低（1.40 g·kg^-1）；在不同耕作制度中，水旱轮作用地最高（1.65 g·kg^-1），旱作用地最低（1.50 g·kg^-1）；在不同地形中，陡坡地最低（0.97 g·kg^-1），平地（1.53 g·kg^-1）与缓坡地（1.54 g·kg^-1）较高；OC_Fe-Al与土壤Fe、Al及TOC含量呈显著正相关（P<0.01），与土壤pH呈显著负相关（P<0.01）。总体而言，活性铁铝矿物固碳是土壤固碳的重要机制且对底层土壤碳库的贡献率更大；而土壤类型、耕作制度、土壤pH等均会影响活性铁铝矿物对土壤有机碳的固定。     

基于机器学习的江汉平原土壤有机碳预测及制图

土壤有机碳（SOC）不仅显著响应于表层,而且随深度的变化呈现不同的响应。江汉平原作为长江经济带农田生态系统的重要组成部分,其SOC垂向分布状况仍有待考察。本研究收集了2009—2012年湖北省土系调查的66个剖面数据,基于9个环境因子为协变量使用随机森林法构建 0~30、>30~60、>60~100 cm土层深度的 SOC含量预测模型,绘制了 30 m空间分辨率的 SOC含量分布图,并估算了 SOC 储量。结果表明,SOC 含量随土层深度的增加而减少,总体呈中东部高、西部低的特征。模型对表层（0~30 cm）SOC的预测精度最高（R²=0.45,RMSE=3.28 g·kg^-1）,温度、黏粒含量和降水对模型重要性居前三。江汉平原 1 m深 SOC储量为 183.75 Tg,>30~100 cm土层 SOC储量约占 1 m深度总储量的 59%。因此,土壤碳库估算及固碳潜力评估时需着重考虑深层土壤。本研究可为掌握SOC空间分布及垂直分异的响应规律提供参考。     

黑土长期定位试验原状土搬迁对土壤微生物性质的影响

通过测定黑土长期定位试验原状土整体搬迁前后四种处理(CK、NPK、M、MNPK)土壤可培养微生物数量、土壤微生物量含量及土壤酶活性变化,探讨搬迁的特定条件对土壤微生物性质的影响。结果表明,1搬迁前后5年各处理三大类微生物数量、微生物量碳、氮含量和四种土壤酶活性在0~20 cm土层中均高于20~40 cm土层;2每年在两个土层中MNPK处理的三大类微生物数量和微生物量碳、氮含量均最高,CK处理均最低,而每年在两个土层中土壤过氧化氢酶和转化酶活性CK和M处理均明显高于NPK和MNPK处理,而磷酸酶活性CK和M处理则低于NPK和MNPK处理,脲酶活性在4个处理中差异不大;3比较搬迁前后5年间各项微生物指标变化发现,各项指标年际间虽存在变化但程度不大,搬迁后2011年和2012年相对较高,同为小麦茬的搬迁前2010年和搬迁后2013年各项指标较为接近。研究说明,土壤深度和施肥对土壤各项生物指标影响较大,年际间变化也受到轮作方式的影响,搬迁对土壤微生物扰动影响远小于施肥和耕作方式等的影响。     

昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土养分调查

2002年5月对昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土136个土壤样品进行了测试分析,了解昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土3种土壤肥力现状。结果表明:有机质、全N、全P、碱解N、速效P在耕作中不存在缺乏现象。全K3种土壤全层都缺乏。速效K在水稻土、菜园土的20～40cm、40～60cm土层中缺乏,其余土壤的土层不缺乏。     

白浆土的水分性质和水分动态

通过试验和调查研究,发现大部分白浆土的干燥度在1.00～1.27之间,各土层的水分性质差异显著。白浆土水分变化可分为冻结凝聚期,融冻返浆期,初夏干旱期,伏雨湿涝期和秋夏稳定期。研究表明,调节土壤水分是利用改良白浆土的首要问题。     

水田自然免耕土壤结构状况研究

本文研究了自然免耕土壤的水稳性团聚体、微团聚体和土壤结构的稳定性及其与水分的关系。结果表明:自然免耕促进了>25mm的水稳性团聚体形成,团聚水平、团聚度和结构系数增加,结构稳定性提高,土壤容重稳定。因此,浸润水分有利于土壤结构的形成和稳定。     

侵蚀土壤酶活性与土壤养分的关系

通过对泥河沟侵蚀试验小区表层(0～10 cm)土壤酶及土壤养分的测定,研究了侵蚀土壤和泥沙中酶活性与土壤养分的关系.结果表明,水土流失使土壤酶损失,造成了泥沙中除脲酶外其它酶活性均高于表土层,呈现出高肥力土壤高流失的现象;流失泥沙中各种酶活性,以及它们与流失养分间呈现出显著或极显著关系,这种关系表明土壤流失不仅造成了土壤养分的损失,也造成了各种酶活性的降低.     

湘东丘陵4种林地深层土壤颗粒有机碳及其组分的分配特征

选取湘东丘陵区4种典型母质发育的林地土壤(花岗岩红壤、板岩红壤、第四纪红土红壤、酸性紫色土),分层次采集土壤剖面样品,采用物理分组方法,研究深层土壤颗粒有机碳(POC)及其组分(粗颗粒有机碳CPOC、细颗粒有机碳FPOC)的数量分布和分配比例,探讨POC及其组分与土壤有机碳、质地的关系。结果表明,4种土壤剖面POC储量介于2.63-11.59 t/hm2,以花岗岩红壤最高,其次为板岩红壤,第四纪红土红壤和酸性紫色土相对最低。4种土壤POC占SOC的比例(POC/SOC)介于1.5%-13.9%,花岗岩红壤POC/SOC随剖面加深而升高,板岩红壤和第四纪红土红壤则降低,紫色土POC/SOC在40-60 cm土层达到最大值后迅速降低。在40 cm以下的深层土壤中,花岗岩红壤和紫色土保存有数量可观、比例更高的POC。第四纪红土红壤POC储量相对较少、POC/SOC也在表土层较高。花岗岩红壤POC中以CPOC为主,而紫色土以FPOC为主,板岩红壤和第四纪红土红壤中CPOC和FPOC比例接近。所选4种土壤POC组分中,FPOC数量更能代表SOC数量的变化。SOC储量和质地是影响不同母质土壤POC及其组分分配差异的重要因素,在林地开发利用中也应重视深层土壤(40 cm)中储藏的活性碳组分。     

土壤质量管理：〈Ⅰ〉土壤功能和土壤质量

土壤质量管理是对土壤功能、土壤质量、土壤退化、土壤修复及其关系的研究和成果应用的科学实践活动.各种土壤的不同功能有其空间分异、历史演替和强弱序列;土壤质量及其评价建立在土壤功能之上.本文阐述了土壤功能、土壤质量及其评价指标和方法,并对今后的土壤评价研究提出了建议.     

Bacterial diversity and community composition changes in paddy soils that have different parent materials and fertility levels

Parent materials and the fertility levels of paddy soils are highly variable in subtropical China. Bacterial diversity and community composition play pivotal roles in soil ecosystem processes and functions. However, the effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition in paddy soils are unclear. The key soil factors driving the changes in bacterial diversity, community composition, and the specific bacterial species in soils that are derived from different parent materials and have differing fertility levels are unknown. Soil samples were collected from paddy fields in two areas with different parent materials(quaternary red clay or tertiary sandstone) and two levels of fertility(high or low). The variations in bacterial diversity indices and communities were evaluated by 454 pyrosequencing which targeted the V4–V5 region of the 16 S r RNA gene. The effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition were clarified by a two-way ANOVA and a two-way PERMANOVA. A principal coordinate analysis(PCo A), a redundancy analysis(RDA), and multivariate regression trees(MRT) were used to assess changes in the studied variables and identify the factors affecting bacterial community composition. Co-occurrence network analysis was performed to find correlations between bacterial genera and specific soil properties, and a statistical analysis of metagenomic profiles(STAMP) was used to determine bacterial genus abundance differences between the soil samples. The contributions made by parent material and soil fertility to changes in the bacterial diversity indices were comparable, but soil fertility accounted for a larger part of the shift in bacterial community composition than the parent material. Soil properties, especially soil texture, were strongly associated with bacterial diversity. The RDA showed that soil organic carbon(SOC) was the primary factor influencing bacterial community composition. A key threshold for SOC(25.5 g kg~(–1)) separated low fertility soils from high fertility soils. The network analysis implied that bacterial interactions tended towards cooperation and that copiotrophic bacteria became dominant when the soil environment improved. The STAMP revealed that copiotrophic bacteria, such as Massilia and Rhodanobacter, were more abundant in the high fertility soils, while oligotrophic bacteria, such as Anaerolinea, were dominant in low fertility soils. The results showed that soil texture played a role in bacterial diversity, but nutrients, especially SOC, shaped bacterial community composition in paddy soils with different parent materials and fertility levels.     

土壤改良剂对酸性水稻土pH值、交换性钙镁及有效磷的影响

选取酸性水稻土进行土壤培养试验和水稻盆栽试验,分别施用生石灰(Q)、白云石粉(DP)、钙镁磷肥(CMP)以及土壤改良剂1号(M1)、2号(M2)、3号(M3)和4号(M4),分析其土壤pH值、交换性钙、交换性镁、有效磷含量的变化,探讨土壤改良剂对酸性水稻土理化性质的影响。结果表明,与不施改良剂(CK)比较,使用改良剂均显著提高了土壤pH(P0.05);Q、DP和M2处理交换性钙含量增加显著(P0.05),DP、M2、M3和M4处理交换性镁含量增加显著(P0.05);M1、M3和M4处理显著降低了有效磷含量(P0.05)。盆栽试验与土培试验相比较,施相同改良剂的土壤pH、交换性钙、镁、有效磷的变化幅度差异大,交换性钙含量除M3处理降低4.9%外,其余处理均升高,升高最多的有20.9%;交换性镁含量除DP处理升高14.9%外,其余均下降,M2处理降低最多,为9.2%;所有处理有效磷含量均升高,增加最多是M2处理,达114.6%。研究阐明了土壤改良剂在短期内能够影响土壤pH值、交换性钙、镁、有效磷含量的变化,但土培和盆栽两种方式造成的效果有差异。     

苏打盐碱土生态恢复过程中土壤养分与有机质的变化

以乾安县苏打盐碱土为例，探讨了不同生态恢复过程中土壤有机质和养分含量的变化情况．结果表明：4种不同恢复程度苏打盐碱土中的土壤养分和有机质基本呈现随恢复程度不同上、中、下层明显增加的规律；随着土层厚度的增加，土壤中的养分和有机质含量呈现下降的趋势．盐碱土生态恢复过程中土壤养分和有机质呈现正相关关系．