降雨过程中不同密度枯落物对各土层含水率动态影响

目的以晋西黄土区典型油松林及刺槐林为研究对象, 对其枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究,以期为该区建设水源涵养林及水土保持林提供一定的借鉴依据。方法分别选取对应林分3种密度枯落物后进行野外人工降雨,并对其覆盖下0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm、80~100 cm、100~120 cm 6个土层含水量实时监测。结果(1) 在同一雨量级别下,当枯落物覆盖密度增加时,其在降雨过程中的截留量以及枯落物最终达到饱和截留量的时间也随之增加;此外,随着降雨试验的进行,截留率随之减小,且其随枯落物的密度增加而升高。(2)降雨过程中,随着枯落物密度的增加,两种林地上层土壤(0~60 cm)的含水率均呈现逐渐减小的趋势;其中0~20 cm土层含水率对降雨的响应最为直接和迅速,而20~40 cm与40~60 cm土层的土壤含水率变化有一定的滞后和延长,较深层(60~120 cm土层)土壤含水率对降雨过程几乎无响应过程。(3)降雨结束后,各深度土层的含水率均表现出随时间的持续缓慢减小;降雨结束24 h内,裸地及各密度枯落物覆盖下的土壤含水量最高均出现在0~20 cm层;当入渗48 h后,裸地土壤含水量最高则出现在20~40 cm土层,但是对于有枯落物覆盖的土壤,0~20 cm土层含水率在降雨结束48 h内始终最高,并且随着密度的增加其随时间延续而减小的幅度越小。结论截留量、截留率与降雨历时(降雨量)均符合幂函数关系(R2>0.9);在降雨前后及过程中,不同密度枯落物对其覆盖下的土壤含水率有较大影响;不同深度土层含水率对降雨响应差异显著。      

滴灌棉田粉砂壤土的水分特征曲线试验研究

为探究滴灌棉田粉砂壤土土层深度对土壤水分特征曲线的影响,采用张力计法对0~20cm,20~40cm,40~60cm深度土层土壤水分特征曲线测定并分析,选用van Genuchten模型进行拟合。结果表明,随着土层深度的增加,土壤体积含水率随土壤水吸力的变幅降低,变化最快的土层为0~20cm,20~40cm;在同一吸力下,土壤容重越大的土层,相应含水率越大,各土层含水率大小表现为:0~20cm20~40cm40~60cm;不同土层吸湿曲线与脱湿曲线不相同,有滞后现象存在。试验区各土层吸湿与脱湿土壤水分特征曲线均与van Genuchten模型拟合较好,其中40~60cm土层拟合最优,拟合相关系数0.8600~0.9949,实测值与模拟值均方根误差均小于0.01。     

梭梭林下土壤结皮对土壤水分空间分布格局的影响

为了解土壤结皮对土壤水分空间分布格局的影响过程,以梭梭林下不同类型结皮下样地土壤水分为研究对象,采用分层取样的方法,分别对无结皮(NSC)、物理结皮(PSC)和生物结皮(BSC)样地0~0.5、0.5~10、10~20、20~40、40~60cm土层的土壤进行采集,并对各层土壤含水量进行测定,分析对比2种结皮发育对土壤水分分布格局的影响作用。结果表明:1)物理结皮与无结皮样地各层土壤含水量变化趋势基本一致,0~20cm土层的土壤含水量季节性变化幅度都较大,但略低于无结皮样地。而20~60cm土层的变化幅度较小,无结皮样地长期保持在1.0%~1.3%,物理结皮样地长期保持在0.6%~1.1%之间,显著<无结皮样地(P<0.05),深层土壤渐趋干化。2)生物结皮样地只有0~10cm土层的变化幅度较大,而10~60cm土层的变化幅度都较小,长期维持在0.4%~0.8%,土壤严重趋于干化。3)由于生物结皮对入渗水分的截留和阻碍作用,0~0.5cm土层的土壤含水量显著高于无结皮和物理结皮样地(P<0.05);而0.5~20cm土层显著低于无结皮和物理结皮样地(P<0.05);同时,20~60cm土层略<物理结皮样地,且显著<无结皮样地(P<0.05)。由此可见,相对于无结皮样地,物理结皮和生物结皮的覆盖不同程度地影响着土壤水分的空间分布格局,二者的存在不利于水分入渗,并使深层土壤渐趋干化。     

老砂田土壤容重和饱和含水率的测定

对裸地和砂田0~40 cm土层土壤容重和饱和含水率的测定结果表明:裸地的容重和饱和含水率随土层增加分别呈指数负相关和指数正相关,砂田的容重和饱和含水率分别呈指数正相关和指数负相关。裸地的平均容重较砂田增加了1.61%,平均饱和含水率减少了3.82%。0~30 cm土层土壤容重裸地砂田,饱和含水率裸地砂田。     

北京八达岭地区油松人工林土壤动物群落特征研究

【目的】研究油松人工林土壤动物群落结构和多样性特征,为人工林土壤生态系统经营提供理论依据。【方法】采用陷阱法和Tullgren干漏斗法,于2015年5月、8月和10月分别收集地表和新鲜枯落物层(Oi层)、半分解枯落物层(Oe层)以及矿质土层(0~2cm的矿质土壤表层(界面层)、2~5cm和5~10cm土层)的土壤动物。对收集到的土壤动物进行鉴定分类。【结果】2015年5月、8月、10月3次共收集土壤动物2 799只,隶属于6纲22目22科。3次收集的地表土壤动物共有优势类群为弹尾目、膜翅目和双翅目,地下中小型土壤动物优势类群为真螨目、寄螨目和弹尾目。5月地表土壤动物功能类群以植食类为主,8月主要为植食类和捕食类,10月各功能类群的个体密度差异不明显。3次调查的地下中小型土壤动物功能类群均以腐食类为主。不同采样时期中小型土壤动物类群数和个体密度的垂直变化规律不同,5月和8月Oi层的土壤动物类群数与Oe层无显著差异,但显著高于矿质土层,而10月各深度土壤动物的类群数差异不显著。就土壤动物个体密度的变化规律而言,5月Oi层个体密度显著高于Oe层和矿质土层,但在8月和10月的土壤动物个体密度Oe层最大,且显著高于Oi层和矿质土层。【结论】枯落物层的土壤动物类群数较矿质土层丰富;半分解枯落物层土壤动物个体密度较新鲜枯落物层高。在矿质土层,随土层深度的增加土壤动物个体密度呈减小趋势。     

抚育间伐对华北落叶松枯落物与土壤持水量的影响研究

以塞罕坝地区华北落叶松纯林和混交林作为对象,研究抚育间伐前后枯落物厚度,储量,土壤持水能力以及孔隙度的变化,探究抚育间伐的积极作用。结果表明,枯落物厚度抚育后大于抚育前,其中,抚育后抚育样地枯落物厚度的增加量小于对照样地;枯落物总储量表现为抚育样地的减少量小于对照样地,说明抚育后枯落物储量增多;枯落物最大持水量和最大持水率均值抚育后大于抚育前,且抚育样地的增加量大于对照样地,从总体来看未分解层最大持水量和最大持水率均高于半分解层;土壤容重无明显变化;总孔隙度均值表现为抚育后大于抚育前,最大持水量除10~20cm层抚育后大于抚育前,其余层均小于抚育前,最小持水量和毛管持水量除0~10cm层抚育后小于抚育前,其余各层均大于抚育前,自然含水量抚育后大于抚育前。     

南方红壤丘陵区不同植被类型土壤不同土层水分对降水的响应

以江西省泰和县老虎山小流域为研究对象,使用ECH_2O土壤含水率监测系统,对该区域百喜草(Paspalum notatumn)地、马尾松(Pinus massoniana)林地不同土层土壤含水率进行了定位监测,以裸地作为对照,分析红壤丘陵区百喜草地、马尾松林地各土层土壤水分对不同强度降水的响应。结果表明:(1)降雨后,不同土层深度土壤含水率的变化趋势相同且同一植被各土层土壤含水率从大到小依次为:5、15、30、60 cm土层。(2)同一土层,百喜草土壤含水率增长最快,其次为马尾松,最后为裸地。其中小雨时,,其他土层土壤含水率均有增加(百喜草增加2.42%~3.81%,马尾松增加1.94%~3.10%,裸地增加1.30%~2.34%),60 cm土层无响应;中雨时,百喜草土壤含水率增加1.73%~3.89%,马尾松增加1.56%~3.45%,裸地增加1.41%~2.98%;大雨时,百喜草土壤含水率增加2.94%~8.81%,马尾松土壤含水率增加2.51%~8.10%,裸地土壤含水率增加2.44%~7.67%。(3)土壤含水率主要受降水影响,降雨强度越大,土壤含水率增长速率越快。降雨强度为4.43 mm/h时,5 cm土层土壤含水率增长速率为(0.42%~0.57%)/h,15 cm土层土壤含水率增长速率为(1.91%~2.16%)/h,30 cm土层土壤含水率增长速率为(1.74%~1.98%)/h,60 cm土层无响应;降雨强度为12.74 mm/h时,5 cm土层土壤含水率增长速率(4.41%~4.89%)/h,15 cm土层土壤含水率增长速率为(4.98%~5.41%)/h,30 cm土层土壤含水率增长速率为(2.33%~3.06%)/h,60 cm土层土壤含水率增长速率为(0.34%~0.52%)/h;降雨强度为22.49 mm/h时,5 cm土层土壤含水率增长速率为(5.38%~5.83%)/h,15 cm土层土壤含水率增长速率为(5.60%~6.02%)/h,30 cm土层土壤含水率增长速率为(3.26%~3.61%)/h,60 cm土层土壤含水率增长速率为(1.05%~1.27%)/h。(4)在同一降水类型条件下,百喜草地土壤退水时间最长,其次为马尾松林地,最后为裸地。     

祁连山青海云杉林不同海拔梯度土壤水分动态变化

通过对祁连山排露沟小流域土壤水分动态的长期定位观察,比较分析了不同海拔青海云杉林地土壤不同深度的含水量变化.结果表明,不同海拔青海云杉林地异质性不同,海拔2 700 m青海云杉林地土壤含水量时间异质性>2 900 m青海云杉林>3 100 m青海云杉林>3 300 m青海云杉林(变异系数分别为23.38%、13.64%、10.49%、9.05%);不同海拔青海云杉林地土壤水分随土壤剖面深度的增加呈不同程度的降低趋势,土壤含水量变异系数随土壤深度有递减的趋势,在苔枯层和0～10cm的土层范围内,土壤含水量的变异系数最高而且较为集中:相同土壤层次土壤含水量随海拔升高递增,3 300m处年平均土壤含水量是2 700 m处的2.6倍;土壤持水量的动态变化与土壤水分动态变化基本一致,相同土壤层次土壤持水量随海拔升高递增,80 cm以上土层持水量以3 300 m海拔最高,为279.56±56.03 mm(平均值±标准差),其他依次为3 100m海拔(278.89±44.34mm)、2900m海拔(214.71±37.77mm)、2700m海拔(118.21±21.24mm).     

徐州市樟树黄化病与土壤理化性质的关系

通过对江苏省徐州市樟树Cinnamomun camphora土壤理化性质的调查评价,分析引起樟树叶片黄化的主要因素。结果表明:0~30 cm土层黄化样地土壤容重比非黄化样地高20.61%,差异显著(P0.05),30~60 cm土层土壤容重差异不显著;黄化样地土壤pH值变幅为pH 8.28~8.64,呈碱性,非黄化样地土壤pH值变幅为pH 6.57~7.45,呈中性;黄化样地和非黄化样地土壤有机质、全氮、有效磷、铁、锰质量分数差异显著(P0.05),0~30 cm土层非黄化样地分别比黄化样地高62.84%,67.44%,74.55%,137.47%,71.25%;30~60 cm土层非黄化样地分别比黄化样地高30.89%,57.57%,134.06%,86.93%,71.38%。速效钾、锌及铜质量分数差异不显著。黄化样地土壤pH值偏高,土壤容重偏大,土壤有机质、全氮、速效磷、铁和锰质量分数偏低。推测土壤呈碱性及有效铁质量分数较低是引起樟树黄化的主要因素。     

冻融期盐渍化土壤水盐分布的变化特征

以北疆地区膜下滴灌棉田不同程度盐渍化土壤为试验区,冻融期在0、20、40、60、80、100cm取样,研究冻融期土壤水盐运移规律和分布变化。结果表明,冻融期浅层土壤积盐;在0~20cm,轻度盐渍化土壤的积盐率比盐土高1.54%、土壤盐分变异程度是盐土的1倍。冻结期在60cm土壤形成低含水率区,冻融期末在0~20cm土壤含水率盐土比轻度盐渍土高13.3%。冻融使土壤水盐发生重新分布,不同程度盐渍化土壤冻融期土壤水分和盐分变化趋势和幅度的差异显著(P0.05)。     

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。     

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。     

武夷山红壤、黄红壤与黄壤参比及合理开发利用

选取了武夷山红壤、黄红壤与黄壤的5个代表性剖面,采样进行室内理化性质分析。通过实地观察及各项指标的对比分析,结果表明：随着海拔的升高依次分布红壤、黄红壤和黄壤;从红壤→黄红壤→黄壤,有机质累积逐渐增加,而粘粒含量、黏化率及粉粘比逐渐减小。在上述理化性质参比分析的基础上,对武夷山保护区红壤、黄红壤及黄壤的合理开发利用作了简要分析。     

海南海岸青皮林土壤微生物类群的数量特征

为了从土壤微生物方面揭示海南石梅湾海岸青皮天然林更新的机理, 对青皮林土壤微生物进行了调查 分析。土壤调查采用5 点取样法,分别于旱季和雨季对两个土层的根际土和根外土进行取样,并用MPN 法分析了土 壤中5 个生理类群细菌的数量分布特征。结果表明院青皮林土壤中除尚未检测出亚硝化细菌外,其他4 个生理类群 细菌的数量彼此之间差别很大,其中氨化细菌的数量>>好气性自生固氮细菌>>反硝化细菌>>好气性纤维素分解细 菌;根际土壤中的氨化细菌、反硝化细菌和好气性纤维素分解细菌数量比非根际土壤少,但好气性自生固氮菌数量 则相反;下层土中氨化细菌的数量略高于上层土,但好气性自生固氮细菌、反硝化细菌和纤维素分解细菌多集中分 布在上层土内。     

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．     

Effects of different concentrations of super-absorbent polymers on soil structure and hydro-physical properties following continuous wetting and drying cycles

Super-absorbent polymers (SAPs) are widely used chemical water-saving materials, which play an active role in the accumulation of soil water and the improvement of soil structure. Little is known about their performance with repeated usage or about factors influencing their efficiency under alternate wetting and drying cycles. In this study, various concentrations of SAP (0, 0.1, 0.2 and 0.3%) in soil following three continuous wetting and drying cycles (T1, T2 and T3), were studied to determine effects on soil structure stability and hydro-physical properties. The results indicated that the SAP improved soil water supply capacity under conditions of mild drought (T2) and sufficient irrigation (T3) at concentrations of 0.2 and 0.3%, but a reduction was observed under severe drought conditions (T1), which was negatively correlated with the SAP concentration. The physical adsorption of the SAP by soil and the chemical connection between the SAP and soil mineral colloids as Si-O-Si bonds, -OH bonds and different crystalline silica were the important factors that directly lead to the reduction of water retention capacities of the SAP with alternating wet and dry conditions. Compared with the control, the soil liquid phase ratios of the SAP treatments were increased by 8.8–202.7% in the T1 and T2 cycles, which would have led to a decrease in the soil air phase ratios. After repeated wetting and drying cycles, the SAP treatments increased the amount of >0.25 mm soil aggregates and the contents of water-stable macro-aggregate (R_0.25), and decreased the amount of <0.053 mm soil aggregates, especially with higher concentrations of the SAP. Increases in mean weight diameter (MWD) and geometric mean diameter (GMD), and declines in fractal dimension (D) and unstable aggregates index (E_LT) were all observed with the SAP treatments, which indicated an improvement in soil stability and structure. It was concluded that the distribution and stability of soil aggregates and soil water supply capacity was closely related to SAP concentration, soil moisture condition and the interaction between the SAP and soil particles.     

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。     

土壤颗粒和肥力关系的研究进展

阐述了土壤微粒的形成机制和不同微粒在土壤肥力上的作用，并从一个新的角度运用更细小的颗粒分级理论(即纳米微粒)对土壤肥力的影响进行了展望．     

水田和旱地土壤有机碳周转对水分的响应

【目的】研究土壤含水量对水田和旱地土壤中可溶性有机碳和微生物量碳含量以及有机碳矿化的影响,以探明水田和旱地有机碳周转差异的来源。【方法】在标准培养条件下（25℃,100%空气湿度）培养100 d,研究了5个水分梯度下（45%、60%、75%、90%、105%WHC,WHC为土壤饱和持水量）水田和旱地土壤有机碳的矿化特征,并测定了培养期内3个水分梯度下（45%、75%、105%WHC）土壤的可溶性有机碳（DOC）和微生物量碳（MBC）含量。【结果】土壤含水量、土地利用方式（水田和旱地）及两者的交互作用对土壤有机碳的矿化、DOC和MBC均有显著影响。水田（45%-90%WHC）和旱地（45%-75%WHC）土壤有机碳的累积矿化率（量）随含水量增高而增高,有机碳的周转半衰期随含水量的增高而缩短（水田为5.23-7.57 a,旱地为6.79-12.87 a）。100 d的培养期内,水田和旱地土壤分别有2.33%-3.94%和1.66%-3.33%的有机碳参与了矿化。淹水条件下,水田和旱地土壤的有机碳矿化速率均高于好气条件。同时,淹水条件还使水田土壤的DOC、MBC含量显著降低,对旱地则无影响。【结论】在一定水分范围内（水田：45%-90%WHC;旱地：45%-75%WHC）,提高含水量可以促进水田和旱地土壤有机碳的矿化,有利于养分的释放,但对土壤活性有机碳（DOC和MBC）无促进甚至有抑制作用。土壤有机碳的矿化速率和累积矿化率（量）,在淹水条件下和水田土壤中比在好气条件和旱地土壤中高,其原因之一可能是取样制样过程中土样经历的干湿交替过程促进了有机碳的降解。     

湘西南石灰岩红壤区苗木土壤的问题与对策

通过实地调查湘西南石灰岩区一个苗木基地红壤的利用状况,发现苗木生产7~8 a后土壤问题较为突出,包括表土质地粘重化,有机质含量偏低;强烈的土地整理和坡地整地造成部分地块的基岩裸露,表土中石块混杂,土壤肥力不均;地面覆盖差,易旱,水土流失较为突出;苗木施肥量不足、施肥方式和有机肥生产工艺有待完善。针对上述问题,建议在石灰岩红壤的苗木生产中,加强深耕松土,有机物肥土,增加覆盖度,改进苗木施肥技术及增强土壤管理人员的技能。