哈巴湖国家级自然保护区固沙林地土壤颗粒分形特征

为科学评价植被恢复促进沙漠化逆转对土壤质地的影响,以流动沙地(CK)、黑沙蒿林地(AF)、杨树林地(PF)及沙柳林地(SF)荒漠生态系统为研究对象,分析不同固沙林地土壤颗粒组成、土壤养分特征及其相关性。结果表明:固沙林地土壤颗粒组成主要以50～250μm的细沙粒为主,AF显著提高了0～10 cm土层土壤黏粉粒含量和土壤颗粒体积分形维数(P0.01),分形维数表现为AFPFCKSF,各固沙林地间分形维数差异极显著(P0.01);相关性分析表明,黏粉粒含量越高,分形维数越大,土壤物理稳定性越好;分形维数与土壤有机质、全氮和全磷含量极显著正相关,与细砂粒体积百分比极显著负相关,土壤颗粒分形维数D值每增加1,土壤有机质、全氮和全磷含量分别增加2.80、0.13 g·kg~(-1)和0.10 g·kg~(-1)。分形维数可以作为表征人工林固沙后沙丘土壤质地变化和沙丘土壤环境演变的敏感性综合指标。     

沙漠化逆转过程中不同粒组颗粒养分与全土养分的关系

通过野外采样和实验室分析,利用空间变化代替时间变化的手段,研究了宁夏盐池县多年围封区沙漠化逆转过程中不同粒组颗粒养分与全土养分的关系。结果表明：随着沙漠化程度的减小,中粗砂、极细砂和黏粉粒组分中有机碳和氮、磷、钾的含量及全土中有机碳和氮、磷、钾的含量均呈逐渐增大的趋势;相关分析表明,不同粒组颗粒养分与全土养分呈极显著正相关,沙漠化逆转过程中全土有机碳和氮、磷、钾养分的固存效应是与不同粒径颗粒结合的有机碳和氮、磷、钾养分共同作用的结果。通径分析表明,不同粒组颗粒养分对全土中各养分指标的影响程度和重要性不同,与粒径较大的中粗砂和极细砂结合的非保护性颗粒养分对全土养分的影响较显著。     

西鄂尔多斯珍稀濒危沙冬青及伴生种对土壤特征的影响

为探究荒漠灌丛及其伴生种对灌丛下土壤粒径、养分空间异质性的影响，以西鄂尔多斯国家级自然保护区内沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）-霸王（Sarcozygium xanthoxylon）混生群落、单株沙冬青为研究对象，以周围无植被覆盖的裸沙地为对照（CK），对比分析不同灌丛分布类型下土壤粒度特征、养分积累变化及养分与粒度组成的作用关系。结果表明：（1）单株沙冬青土壤黏粒、粉粒、细砂的体积百分含量较沙冬青-霸王分别增加0.8%、0.8%、0.71%。随灌丛种类减少，土壤粒径依次变细，分选性变差，分形维数变小，土壤颗粒分布逐渐不对称，颗粒组成向细粒物质集中。（2）土壤有机质、碱解氮含量随灌丛种类的增多分别增加了1.85 g·kg-1、8.18 mg·kg-1。单株沙冬青对有机质、速效磷的富集作用较沙冬青-霸王更强，对碱解氮的积累效果较沙冬青-霸王稍差。（3）沙冬青-霸王土壤速效磷含量与细砂含量呈显著正相关（P<0.05），沙冬青土壤碱解氮、速效钾与粗砂呈显著正相关（P<0.05）。沙冬青-霸王、沙冬青可有效促进土壤颗粒细粒化、显著改善土壤养分，但伴生种霸...     

内蒙古奈曼旗中部地区沙漠化土壤养份动态分析

采用系统取样法在奈曼旗中部沙区草场布置110个监测点,研究沙漠化发展与逆转过程中土壤养分的变化规律。结果表明,在沙漠化发展的初期阶段,土壤养分急剧下降;沙漠化发展到严重阶段时,其养分继续损失并不十分明显。沙漠化逆转过程中土壤养分恢复缓慢,尚不及沙漠化发展过程中土壤养分损失速度的十分之一。     

西北农林科技大学资源环境学院，陕西 杨凌 712100

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5种利用方式土壤的化学性质、颗粒组成与其分形特征之间的关系进行了分析和研究。结果表明：①土壤砂粒含量与土壤分形维数存在一定的相关性；粘粒含量与土壤分形维数表现出极显著正相关，即粘粒含量越高其分形维数越大；②灌木林地随着种植年限的增长，粘粒含量增多，分形维数也增加；而果园随种植年限的增长，粘粒含量减少，分形维数降低；不同利用方式土壤颗粒分形维数变化趋势为天然草地〉农地〉灌木林地〉果园〉人工草地；③影响土壤颗粒分形维数的因素主要有砂粒含量、粘粒含量以及阳离子交换量等，土壤粘粒含量、颗粒分形维数及阳离子交换量三者存在极显著相关，土壤颗粒组成的分形维数可以作为表明土壤发育状况的一个重要指标。     

露天矿排土场不同土地利用状况下土壤分形维数特征研究

利用激光粒度分析仪测定了阜新海州露天矿3个不同土地利用方式下27个土样的粒径分布状况,运用土壤体积分形模型计算土壤颗粒体积分形维数(D),并分析土壤养分与D值之间的关系。结果表明:3个样区内有客土覆盖的草地、耕地,其土壤颗粒粒径分布呈现两极化,无客土覆盖的榆树人工林地的粒径分布呈逐渐减小的趋势,3个样区D值在1.689~2.894之间变化,平均D值关系为:耕地(2.706)草地(2.563)榆树人工林地(2.414),差异显著。D值与土壤养分的相关性随土地利用方式的不同各异,与人工林地全氮和土壤水解氮显著相关,而与其他所测定的养分相关不显著或不相关。     

吴起县退耕还林样地土壤粒径分布的单一和多重分形特征

利用马尔文2000激光粒度分析仪测定土壤粒级体积百分含量,并利用分形理论研究土壤颗粒组成的单一和多重分形特征,以说明陕西省黄土丘陵沟壑区退耕还林工程在减少土壤流失方面的作用。结果表明:荒地和林地土壤黏粒、粉粒体积分数和分形维数(D值)较梯田高,而砂粒体积分数较低。D与黏粒和粉粒体积分数极显著正相关,而与砂粒体积分数极显著负相关。土壤有机质含量与<0.05mm和0.05-1mm体积分数分别存在明显的正相关和负相关关系;与多重分形中的Dq(q≤0)和D1/D0不相关,与Dq(q≥1)显著负相关。林地和荒地土壤粒径分布的Rényi维数谱较梯田土壤的宽。退耕还林还草可使土壤细颗粒物质含量和分形维数增大。在该研究区,土壤细颗粒物质含量和单一分形维数可作为土壤物理性质改善的指标,而Rényi维数谱的相关指标还需进一步提取。     

农田沙漠化演变中土壤质量的生物学特性变化

通过研究处于沙漠化过程中的科尔沁沙地旱作农田土壤酶活性与基础土壤呼吸活性，分析了土壤质量生物学特性的沙漠化演变。结果表明，土壤酶活性与基础土壤呼吸对沙漠过程中环境的变化反应敏感，随着沙漠化程度增加，与土壤物理化学肥力因素有关的过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性和土壤呼吸活性随之下降。土壤酶活性和呼吸活性与土壤有机质和养分有极显著的相关，在一定程度上可以用酶活性和呼吸强度表征有机质和养分的状况及其数量的变异，因此，可以作为农田沙漠化演变中土壤质量特征变化的重要辅助指标。     

甘肃省中部干旱区植被恢复对土壤养分变化的影响研究

通过对甘肃省中部干旱区植被恢复过程中不同退耕年限(0年、3年、6年和10年)的土壤养分及各养分间的相关性进行了分析,研究结果表明:1)不同退耕年限对安定区土壤养分除全钾外对有机质和其它氮磷钾养分均有极显著或显著影响。2)植被恢复过程中养分在土壤剖面的分布具有明显的层次性,各养分具有明显的表聚性。3)土壤有机质的变化与全氮、速效氮呈现出显著的相关性,与钾素和磷素的相关性较低。全磷与速效钾和氮养分相互间显著相关,与速效磷相关性较小。全钾与速效钾相关性也未达到显著水平。     

红砂灌丛沙堆土壤粒度组成及养分积累特征

为探究荒漠灌丛对其沙堆土壤结构和养分空间异质性的影响，以白音恩格尔自然保护区的优势种红砂（Reaumuria soongorica）灌丛沙堆为研究对象，对其土壤粒度组成及土壤养分积累特征进行分析。结果表明：（1）研究区土壤粒径组成以细砂为主，含量为36.34%～65.31%，黏粒、粉粒含量均小于7.00%;(2)红砂灌丛沙堆沉积物趋于细化，由背风侧、迎风侧到沙堆间空地土壤颗粒分选性依次变差，峰态逐渐宽平，分形维数逐渐变小，灌丛沙堆土壤粒径组成含量分布较丘间空地更对称；（3）灌丛沙堆迎风侧和背风侧有机质（SOM）、碱解氮（AN）、速效磷（AP）、速效钾（AK）含量分别较沙堆间空地增加29.37%和40.63%、23.49%和35.12%、62.72%和66.45%、30.10%和22.75%(P<0.05)，且相对作用强度（Relative Interaction Intense, RII），即RII>0。红砂灌丛起到防风滞沙和重新分选沙粒的作用，并且在丛间地风蚀和植物反馈作用下养分向灌丛沙堆富集，形成“肥岛”效应。     

科尔沁沙地沙漠化过程中植被与土壤退化特征的研究

选择科尔沁沙地沙漠化严重地区相邻地段的固定沙丘、半固定沙丘、半流动沙丘和流动沙丘为对象,对土地沙漠化过程中植物种类消长、物种多样性、生活型结构及土壤理化性质和生物活性的变化特征进行了分析。结果表明:沙漠化过程是一个物种多样性衰减的过程,沙漠化导致大多数原生性物种消失。从生活型来看,地面芽植物受沙漠化影响最大。沙漠化过程中土壤养分严重丧失,土壤微生物量C、N、P,以及土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、磷酸单酯酶、脱氢酶和硝酸还原酶的活性均随沙漠化程度的加剧而大幅度下降。土壤生物活性对土壤沙漠化比较敏感,在固定沙丘到半固定沙丘的转化过程中土壤生物活性和物种多样性下降最快。     

艾比湖湿地泥炭土壤养分特征分析

以新疆艾比湖湿地泥炭土壤为研究对象,结合分析化学的手段,对泥炭土壤中的有机质、碱解氮、速效钾、有效磷等养分含量、空间分布特征进行测定与统计分析。结果表明:土壤有机质、碱解氮含量呈现出较强的表聚性,养分含量中有机质含量较高;其它养分含量较低;泥炭土壤中表层土壤有机质与碱解氮、速效钾、有效磷存在显著相关性,泥炭深层土壤的有机质与碱解氮、有效磷相关性较强;空间变异特征显示,土壤各养分指标均表现为中等空间变异特征。     

川西北草地沙化对土壤颗粒组成和土壤磷钾养分的影响

为揭示川西北若尔盖草原在草地沙化过程中土壤颗粒组成和矿质养分的变化特征,文中通过野外调查和室内分析化验,研究了川西北沙化过程中草地的土壤颗粒组成及磷、钾的变化特征。结果表明:草地沙化过程中0-100cm土层土壤结构受到了严重破坏,呈现出明显的粗化特征,土壤砂粒含量显著增加,粉粒、粘粒、土壤速效磷和速效钾含量显著减少。其中,0-20cm土层变化最为明显,极重度沙化草地土壤完全沙化,沙粒含量高达95.83%,相对未沙化草地增加了28.15%,速效磷、速效钾含量非常缺乏,分别仅为3.64mg·kg-1、24.66mg·kg-1,相对于未沙化草地分别降低了52.79%和74.29%。说明在沙化草地治理过程中,需及时补充适量的磷钾矿质养分。不同草地退化阶段研究表明,未沙化草地至中度沙化草地演变过程中,沙粒含量显著升高,粉粒、粘粒、速效磷、速效钾均有极显著降低,说明沙化草地的治理应将轻中度沙化阶段作为关键时期。     

植被恢复程度与沙地土壤性质——以塔克拉玛干沙漠南缘为例

为进一步揭示塔克拉玛干沙漠南缘植被恢复对沙土的影响,调查研究了4种不同植被恢复程度沙地的土壤理化性质。结果表明:植被恢复与土壤理化性质动态的关系密切。随着植被恢复程度增加,沙土细粒成分增加,中砂成分减少,土壤平均粒径减小,但沙地土壤粒径峰度、偏度和分维值差异不大;不同土层深度沙土粒径组成的变化表现出与沙漠化逆转过程相一致的特点;植被恢复对土壤化学性质的影响表现为中、下层土有机质、有效磷、有效钾含量增加,但沙地土壤全氮的差异不显著。以植被恢复为前提的沙漠化逆转是土壤细粒化和营养富集的过程,但其演变是一个较为长期的过程。     

民勤绿洲耕作土壤养分时空变异特征及其影响因素

参照1980年土壤普查样点布设图,利用GPS定位,2006年采集民勤绿洲耕地土样209个,应用传统统计学、地统计学和ArcGIS的空间分析模块,对民勤绿洲25年来土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾的时空变异特征及其影响因素进行了分析。结果表明:与1980年土壤普查结果比较,2006年土壤有机质、速效氮和速效磷含量平均分别增加了12%,4%和230%,而速效钾均值下降了26%;除有机质变异系数增加4%外,其余养分均表现为下降,且速效磷变异程度高于其他养分;1980-2006年各土壤养分块金值/基台值增加明显,在一定范围内空间相关性减弱,表明由随机部分引起的空间变异逐渐高于由自相关部分引起的空间变异。速效氮、速效磷在北偏东-南偏西方向均呈现出较强的向异性,前者主要受土壤类型影响,后者主要受石灰性土壤固磷作用的影响。土壤养分含量西南(昌宁、环河灌区)-东北(泉山、湖区)呈降低趋势,绿洲中部(坝区)呈增加趋势,表明土壤养分空间分布变化的过程主要是从西南-东北方向向中心递增,不同灌区化肥投入、种植结构的差异是引起这种空间分布特点的主要因素。     

青海共和盆地人工固沙植被恢复对土壤微生物数量的影响

为明确高寒沙区小叶锦鸡儿人工固沙植被恢复过程中土壤微生物数量特征,深入认识高寒沙区植被恢复和演替过程,文中对青海共和盆地青海省治沙实验站5个不同林龄小叶锦鸡儿人工固沙植被恢复区(8a, 19a, 31a, 44a, 57a)土壤理化性质和微生物数量进行了研究。结果表明:1)植被恢复区土壤微生物数量呈明显的季节变化:夏季>春季>秋季>冬季。2)小叶锦鸡儿灌丛下微生物数量高于灌丛间,在植被恢复44a后达到显著水平(P<0.05)。3)植被恢复区的土壤微生物数量均显著高于流动沙丘(P<0.05),且随植被恢复时间增加呈线性增长模式。4)植被恢复过程中,微生物群落是土壤颗粒组成和养分变化的敏感指标,其中,土壤沙粒含量、黏粉粒含量、有机质、全氮、速效氮等含量是促使微生物数量发生变化的主要环境因子。研究区域的治沙模式改善了土壤的颗粒组成和养分条件,促进了土壤微生物的积累,对沙区生态系统的恢复和可持续发展意义重大。     

灌溉和生草对猕猴桃园土壤质量的影响

为探明灌溉和生草对猕猴桃园土壤质量的影响,于2016—2017年在陕西省眉县猕猴桃园试验地分别布设地面灌溉+除草(Ⅰ)、地面灌溉+自然生草(Ⅱ)、滴灌+除草(Ⅲ)和滴灌+自然生草(Ⅳ)4种处理,对试验地0～50 cm土层的土壤机械组成、物理和化学性质进行了统计分析,并利用土壤质量综合指数对土壤质量进行了评价,结果表明:与其他处理相比,Ⅲ处理使0～30 cm土层土壤容重和砂粒质量分数分别降低了0.02～0.24g·cm~(-3)和0.36%～5.25%,使土壤孔隙度、田间持水量、黏粒质量分数和土壤粒径分形维数分别增大了0.17%～7.17%、0.59%～2.53%、0.99%～7.15%和0.01～0.13;Ⅳ处理在0～30 cm土层中的速效磷和碱解氮与Ⅰ、Ⅱ处理无差异,显著高于Ⅲ处理10.75～109.55 mg·kg~(-1)和20.74～78.91 mg·kg~(-1)(P0.05),可使0～50 cm土层的速效钾、速效磷和碱解氮分别达到猕猴桃施肥标准的丰富、中等及中等水平;与其他处理相比,Ⅳ处理可使0～50 cm土层土壤黏粒质量分数增加了1.21%～2.66%,土壤粉粒质量分数减少了0.81%～1.41%,使土壤分形维数显著增加(P0.05),土壤质量综合指数最大,达0.619。因此,滴灌+自然生草(Ⅳ)的管理方式是猕猴桃园土地可持续性利用的有效措施。     

渭河平原县域农田土壤速效养分空间特征

土壤速效养分对评价土壤肥力水平具有很好的表征作用,对其充分了解是土壤养分管理和合理施肥的基础。本研究以兴平市为例,综合运用传统统计学、地统计学和GIS技术,结合“3414”田间肥效方案,研究渭河平原农田土壤速效氮、磷和钾的空间特征及其变化规律,为区域平衡施肥、农田保养和农业生产提供科学指导和理论基础。结果表明,兴平市农田土壤速效氮、磷和钾平均含量分别为38.38 mg·kg^-1,27.13 mg·kg^-1,202.07 mg·kg^-1,速效氮磷比值平均为1.99。在约400 m采样尺度下,3项土壤养分均表现出弱的空间相关性,主要受施肥管理、种植模式等人为活动影响。整体上,土壤速效钾含量丰富;速效磷整体较丰富,7.43%的农田缺乏;速效氮普遍不高,67.98%农田缺乏;速效氮磷比值偏低,92.27%农田比值小于2。30 a来,农田土壤速效氮普遍下降,降幅西高东低、北高南低;速效磷普遍增加,增速北高南低;速效钾北增南减,整体在增加;土壤氮磷比值分布格局逆转,变化上南增北减,整体在下降。盲目施肥和肥料利用率低是兴平市农业生产的主要障碍因素。今后的生产实践中应密切关注土壤氮素的有效补充,磷肥的控制及渭河阶地区土壤钾素的消耗,平衡土壤养分, 以提升区域经济和生态效益。     

吉林省西部半干旱地区土地利用方式对土壤养分的影响——以吉林省通榆县为例

选取位于吉林省西部的通榆县作为研究区,利用全国第二次土壤普查数据和2006年土壤采样分析数据,结合土地利用数据,研究土地利用方式及其动态变化对县域尺度表层(0~20 cm)土壤养分的影响。结果表明:近20年来通榆县土地利用格局变化显著,表层土壤全量养分显著降低,土壤有机质和速效养分则无显著变化。2006年耕地、林地和草地的土壤有机质、全氮、全钾、速效氮、速效磷含量无显著差异,全磷和速效钾含量差异性显著;除全磷、全钾和速效钾外,盐碱地土壤养分含量均显著低于耕地、林地和草地。除荒地开垦后土壤有机质含量增加,毁草、毁湿开荒以及多年放牧和耕作均造成土壤有机质含量降低;不同土地利用变化过程对土壤全量养分的影响以降低含量为主,而速效养分则以增加含量为主。     

民勤湖区表层土壤养分的空间异质性

利用地统计学方法研究了民勤绿洲湖区表层土壤养分碱解氮、速效磷和速效钾的空间异质性.结果表明:绿洲、过渡带和荒漠三种景观下表层土壤中氮磷钾含量都呈现出“丰氮、富钾、贫磷”的特征;碱解氮与速效磷的变异系数在绿洲区最小,荒漠区最大,而速效钾在荒漠区最小,过渡带最大,但都属于中等变异;从绿洲到荒漠,碱解氮、速效磷呈U型分布特征,而速效钾为倒U型分布特征.碱解氮的最佳拟合模型为Exponential,速效磷为PentaspHerical,速效钾为Tetrasherical;氮和磷的富集区位于绿洲区,而速效钾在过渡带上出现富集中心.土壤的养分元素含量除了与成土母质的元素有关外,人类活动的影响也是非常重要的因素.