黄土丘陵区不同植被下土壤可溶性有机物的荧光特征研究

【目的】土壤水溶性有机质的组成和结构是土壤质量的重要判别指标,具有重要的生态意义。研究黄土丘陵地区不同植被下土壤水溶性有机物的数量和荧光结构特征,可以为该地的植被修复及土壤质量评价提供科学依据。【方法】利用传统荧光和三维荧光技术,选取激发发射荧光光谱、 同步荧光光谱得到的腐殖化指标对土壤水溶性有机物的来源和结构进行评估,通过三维荧光技术探究不同植被下土壤水溶性有机物之间组分的差异。【结果】辽东栎(Quercus liaotungensis)和油松林(Pinus tabulaeformia)地具有较高的水溶性有机物含量,含量均为0.16 mg/g; 而荒坡地和农地的水溶性有机物较低,分别为0.04和0.05 mg/g,灌木荆条(Vitex negundo var. heterophylla )和狼牙刺(Sophora viciifolia)林地的含量介于两者之间。发射激发荧光光谱、 同步荧光光谱以及三维荧光光谱表明土壤水溶性有机物大多来源于植物和微生物的混合作用; 油松林地的水溶性有机物结构较简单、 腐殖化程度较低; 而灌木林地的水溶性有机物结构较为复杂、 腐殖化程度较高。从不同植被下土壤水溶性有机物的组成来看,蛋白类的物质差异不明显; 油松和辽东栎林地土壤水溶性有机物的类酪氨酸蛋白质、 类色氨酸蛋白质、 类溶解性微生物代谢产物含量较高,灌木林地较低。最主要的差异是富里酸类和胡敏酸类物质,油松林地的水溶性小分子量的富里酸类物质占主导地位,而灌木林地的水溶性有机物芳香化程度较高,农地和抛荒地类富里酸物质和类胡敏酸类物质含量的比值最低,其水溶性腐殖质的缩聚度高。油松、 辽东栎林地水溶性有机物由于植物残体分解形成的富里酸较易被氧化,同时阴坡林地较高的含水量使得这些产物较难缩合; 而灌木林地和农田及荒地较为干旱,枯枝落叶少,腐殖酸有充分时间进行缩合,导致了水溶性有机物的高芳香化和腐殖化。【结论】不同植被下的土壤水溶性有机物的组成和结构是存在差异的,同时说明荧光技术可用于揭示水溶性有机物的组成和缩合特性研究。     

生物炭对宁南山区土壤持水性能影响的定位研究

为确定生物炭作为土壤改良剂对半干旱地区土壤持水性能的影响,以中国科学院固原生态试验站为研究基地,通过添加不同种类(锯末、槐树皮)、不同比例(1％,3％,5％,以干土质量计)生物炭的小区定位试验,研究生物炭添加6个月后表层土壤容重、田间持水量及持水性能的变化.结果表明:施入生物炭可以有效地改善土壤容重,提高土壤田间持水量和土壤的导水性能.其中槐树皮生物炭的作用效果优于锯末生物炭,且土壤的持水性能与生物炭掺量呈正相关关系.     

宁南山区红梅杏桃小食心虫的发生与防治

介绍了宁南山区红梅杏桃小食心虫的危害特征、形态特征及发生规律,指出宁南山区红梅杏桃小食心虫一年发生一代且较集中,发生期较苹果桃小食心虫早20 d左右。提出防治红梅杏桃小食心虫应以预防为主,在农业防治的基础上,加强地面防治和树上防治,积极诱捕越冬幼虫和成虫,适时开展生物防治与化学防治,并根据桃小食心虫的生活阶段,选择不同类型的生物及化学药剂。     

水蚀风蚀交错带土壤剖面水力学性质变异

土壤剖面水力学性质的确定是土壤水分动态预测的基础。该文在水蚀风蚀交错区六道沟流域分别对居于坡中和坡上两块样地160 cm土层不同深度未扰动土壤的水分特征曲线进行了测定，将Van Genuchtens水分特征曲线模式与Mualem导水模式相结合，确定了两样地土壤剖面的水力学参数，对水力学参数在剖面的变化进行了分析。结果表明，土壤剖面饱和含水率、滞留含水率、进气吸力倒数和孔隙大小分布因子沿剖面变化不大，滞留含水率、进气吸力倒数属于中等程度变异，饱和含水率和孔隙大小分布指标属于弱变异，但经方差检验均不显著，说明该地区160 cm土壤剖面可以处理成均质剖面。     

黄土区坡面表层土壤容重和饱和导水率空间变异特征

土壤容重和饱和导水率是影响坡地土壤入渗产流和抗侵蚀能力的两个重要因素,研究径流小区表层土壤容重和饱和导水率在坡面的空间变化规律,有助于深入理解坡地的降雨入渗产流产沙规律。借助经典统计学和地质统计学,采用1m网格布点法对神木六道沟流域41m×5m径流小区表层土壤容重和饱和导水率坡面空间变异规律进行研究,结果表明:(1)表层土壤容重沿坡面的变化没有明显的规律,经地质统计学分析土壤容重具有明显的空间结构和自相关特征,自相关特征长度为7.6m。(2)表层土壤饱和导水率在坡面的变化也不具备明显规律,Ks和lnKs在坡面的变异经地统计学分析均不具有空间结构特征,属于纯随机变量。     

毛乌素沙区退化湿地土壤剖面水分和养分特征

在毛乌素沙地秃尾河源区,随机选取地下水位分别为50cm,80cm和100cm的3块退化湿地(1号、2号和3号)和1块地下水位超过300cm的典型沙地,通过采集土壤剖面,对比分析了退化湿地与典型沙地土壤水分和养分剖面分布特征。结果表明:地下水位深度对土壤含水量影响较大,1号退化湿地土壤含水量整体最高,为16.15%~28.12%,2号和3号退化湿地土壤含水量剖面特征相近,含水量分布范围为5.65%~24.75%,整体上低于1号退化湿地,但高于典型沙地;有机质在4块样地中均是表层含量最高,且随土层深度的增加而逐渐减少。退化湿地表层有机质含量为8.51~17.13g/kg,约为典型沙地的2~3倍,且2号和3号退化湿地分别在10—16cm,30—33cm,22—28cm存在有机质富集层,但含量低于表层;4块样地土壤全氮含量范围为0.01~0.60g/kg,其剖面分布特征与有机质相似。硝态氮在各样地间剖面分布特征不明显,但其表层含量均高于下层,表层最高者为3号退化湿地,为0.58mg/kg,最低者为典型沙地,约0.24mg/kg;4块样地土壤全磷、速效磷和铵态氮含量范围分别为0.10~0.20g/kg,0.80~3.15mg/kg和2.81~3.33mg/kg,其均在退化湿地与典型沙地剖面不同层次间无明显差异。4块样地表层土壤速效钾含量最高。速效钾在1~3号退化湿地与典型沙地中的平均含量分别为27.76,54.95,43.57,23.42mg/kg,其在退化湿地中的含量明显高于典型沙地;土壤含水量与有机质、全氮、硝态氮、铵态氮和速效钾呈显著相关(P0.05),而全磷与其他7个指标之间的相关性不显著。     

风化煤对晋陕蒙矿区排土场新构土体土壤呼吸的影响

为探讨风化煤添加对晋陕蒙矿区排土场沙黄土及砒砂岩掺混沙黄土等新构土体土壤呼吸特征的影响,该文设置沙黄土、沙黄土+风化煤、沙黄土+风化煤+砒砂岩掺混、沙黄土+砒砂岩掺混的4种新构土体,采用Li-8100土壤呼吸测量系统测定田间土壤呼吸,分析了不同土体重构方式土壤呼吸特征及其与土壤水热因子的相互关系。结果表明：1）风化煤添加后沙黄土+砒砂岩土体与沙黄土土体土壤呼吸速率分别提高了35.2%（P<0.05）和17.1%,沙黄土土壤呼吸日变化为单峰曲线,风化煤添加后日变化呈双峰曲线。2）各土体土壤呼吸与土壤温度均呈极显著的指数函数关系,vant' Huff模型可用来模拟各土体土壤呼吸对土壤温度的响应。3）监测期内土壤含水率整体较高,土壤呼吸与土壤水分具有一定的线性关系,但不显著。土壤呼吸与土壤温度、水分多元线性分析结果也表明,监测期内新构土体土壤呼吸与土壤温度显著相关,与土壤水分相关性不显著,土壤温度可以解释土壤呼吸的大部分变异。综合研究结果表明风化煤促进了新构土体土壤呼吸,提高了碳释放速率,同时也改变了土壤呼吸日变化格局。研究阐明了添加风化煤对矿区新构土体碳通量释放的影响,对评估风化煤添加土体优缺点,估算未来局部碳变化具有积极意义。     

生物炭对土壤N2O和CH4排放影响的研究进展

为了探讨生物炭对土壤N2O和CH4排放影响的途径和机理,在综合评述前人研究的基础上,就生物炭对土壤N2O和CH4排放的影响因素、途径和影响机理进行了分析,提出了不同土壤的生物炭施用原则,并指出了今后生物炭研究应注意的问题:(1)明确土壤中2种温室气体排放特点,园地制宜地选择合适的生物炭类型;(2)注意生物炭的添加时机和用量;(3)目前学者所用的生物炭类型以及土壤种类不同,关于生物炭影响土壤N2O和CH4排放的研究结论不同.在这方面的研究工作还应在完善生物炭施用标准的基础上,继续进行生物炭还田的本地化试验验证,才能为生物炭对土壤N2O和CH4排放的影响得出更明确的结论.     

砒砂岩区典型坡面土壤颗粒组成空间分布特征研究

为揭示土壤颗粒组成在垂直和水平方向上的分布规律,采集砒砂岩区典型坡面0—100 cm剖面的土壤,运用经典统计学测定其颗粒组成。结果表明：坡面0—100 cm土壤质地主要为砂壤土(59.21%)和壤砂土(36.40%)。随土层深度增加,砂粒含量增加,粉粒和黏粒含量减少,土壤逐渐呈现粗粒化的趋势;坡面尺度上,表层0—10 cm砂粒为弱变异,其余各层各粒级均为中等程度变异,且随土层深度增加变异性增强,不同粒级的变异系数表现为砂粒<粉粒<黏粒。沿坡面等高线方向,样带B粗粒化程度最弱,10 cm土层以下,样带B粗粒化程度最强。沿垂直坡面等高线方向,坡中砂粒含量(73.60%)相比于坡上和坡下分别增加6.90%(p<0.05)和11.66%(p<0.05),坡下粉粒(31.85%)和黏粒(3.10%)含量相比于坡上和坡中分别增加13.13%(p<0.05),23.59%(p<0.05)和4.36%,51.70%(p<0.05),坡中粗粒化程度最强,坡下是细颗粒堆积的主要区域。研究结果可加强对砒砂岩区坡面土壤颗粒空间分布规律的认识。     

PAM对土壤物理性状以及水分分布的影响

为了研究聚丙烯酰胺（PAM）在黄土高原自然条件下对土壤物理性状和水分分布的影响,采用表面撒施的方法研究了12个不同处理小区的土壤体积质量、饱和导水率以及水分分布的变化。结果表明,在0～2 g/m2范围内添加PAM可以减小土壤体积质量增加土壤饱和导水率,但用量超过2 g/m2土壤体积质量开始增加。饱和导水率开始降低。在0～ 3 g/m2均可用二次曲线进行描述,相关系数达到95%以上。表层土壤含水量随着PAM添加量的增加而升高,20～60 cm土层土壤含水率随着PAM用量的增加出现交叉现象,60～100 cm土层随着PAM用量的增加而增加,在2 g/m2用量时达到最高,再增加PAM用量土壤含水率反而有降低趋势。100 cm以下土层变化不明显。该研究为探明PAM在黄土高原地区的适应性和大规模应用提供依据。