桂西北棕色石灰土和红壤有机碳矿化特征和差异

以桂西北两种典型土壤为研究对象(棕色石灰土、红壤),在25℃,100%空气湿度条件下培养80 d,测定培养期间土壤释放CO2量、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳含量(MBC),研究桂西北土壤有机碳(SOC)矿化特征和差异。结果表明:SOC矿化在培养20 d后达到稳定。80d培养结束后,棕色石灰土SOC含量高的土壤,DOC/SOC、微生物熵以及土壤呼吸熵分别为0.21%,0.94%,0.88 g/kg.h,SOC含量低的土壤分别为0.52%,0.76%,1.21 g/kg.h;红壤SOC含量高的土壤,DOC/SOC、微生物熵以及土壤呼吸熵分别为0.76%,0.22%,5.06 g/kg.h,SOC含量低的土壤分别为1.14%,0.60%,3.29 g/kg.h。在棕色石灰土上,与SOC含量低的土壤相比,SOC含量高的土壤微生物熵大(p<0.05),而土壤呼吸熵小(p<0.05);红壤的情况与之相反。总体上,棕色石灰土CO2释放速率、累积释放量、累积释放率、土壤呼吸熵以及DOC/SOC均显著小于红壤;而微生物熵显著大于红壤。从SOC矿化角度反映了棕色石灰土有机碳较红壤稳定,这对维持SOC水平,提高土壤肥力,保持土壤结构,增加碳汇等方面具有重要作用。     

基于环境同位素的红壤坡地水分运移研究

应用土壤学、水文学研究手段,结合环境同位素示踪技术,从形态学、能量学两个角度,分析了红壤坡地油茶生态系统土壤水分的运移规律以及壤中流的发生机制。结果表明,降雨入渗过程初期0—40cm土层土壤水分受降雨入渗及蒸散发影响最大;40—90cm为过渡层次,水分呈上下交替运移。与浅根系荒草地相比,深根系的油茶林更利于壤中流的发生,同一土壤层次油茶林壤中流产流量较大,但峰值流量较低,产流过程开始早,结束晚;浅根系植被的荒草地降雨多以地表径流形式流失,难以入渗蓄水;同一植被状况,产流量、峰值流量、滞后和拖尾均为上层(0—40cm)小于下层(40—110cm)。稳定性氢氧同位素测定结果表明,壤中流的发生条件之一是存在相对的饱和层,且产流主要来自驱替而出的原有土壤水分。     

喀斯特高原典型小流域土壤有机碳及其组分的分布特征

以贵州省清镇王家寨为喀斯特高原典型样区,采用网格布点法,调查研究了土壤总有机碳（SOC）、可溶性有机碳（DOC）和微生物生物量碳（MBC）的分布特征。研究结果表明：灌木林地表层土壤SOC、DOC和MBC含量分别为56.86、68.74mg·kg^-1和264.12mg·kg^-1,均显著高于旱地与水田（P〈0.05）;各土地利用方式表层土壤微生物熵（MBC/SOC）值处于0.45%～0.55%之间,土地利用方式对土壤SOC及其组分均有显著影响。协方差分析表明,土壤MBC受土地利用方式和pH的影响较大,土壤SOC和DOC受海拔高度的影响较大。不同土地利用方式下土壤SOC与MBC无相关性,而DOC与MBC的相关性正负各异。3种土地利用方式剖面土壤中,灌木林地0～30cm各土层MBC含量差异显著（P〈0.05）,水田20～30cm土层DOC含量显著低于0～20cm各土层。表层（0～10cm）土壤SOC密度以灌木林地最大,但旱地（155.97t·hm^-2）和水田（107.92t·hm^-2）1m以内土体的有机碳密度显著高于（P〈0.05）灌木林地（76.14t·hm^-2）,结合土层厚度,水田与旱地有机碳储量高于灌木林地。研究表明加强保护灌木林地,对农耕地实行秸秆还田,将有利于区域土壤有机碳的积累和区域生态的恢复,维持区域的可持续发展。     

喀斯特峰丛洼地次生林土壤有机碳的剖面分布特征

采用样方法研究了喀斯特峰丛洼地八角枫(Alangium chinensis)、盐肤木(Rhus chinensis)、黄荆(Vitex negundo) 3种典型次生林群落土壤有机碳（SOC）含量、密度的剖面分布特征。结果表明,土壤有机碳含量与土壤根系生物量呈极显著正相关;不同次生林群落060 cm土壤有机碳平均含量和密度不同,依次为黄荆八角枫盐肤木,盐肤木的碳含量显著低于黄荆和八角枫群落,碳密度显著低于黄荆;3种次生林群落土壤碳含量和密度都与土壤深度有较好的线性关系,随土壤深度的增加而降低,2060 cm各层次的差异不显著,但均显著低于010 cm土层;不同次生林群落土壤各层次碳含量和密度均表现为为黄荆八角枫盐肤木,其中盐肤木群落1040 cm 3个层次的碳含量及2030 cm的碳密度显著低于另外2个群落。由此可见,喀斯特峰丛洼地退化生态系统合理的植被恢复方式是促进该区域生态重建和碳贮存的关键。     

玉米和牧草典型种植模式下不同土层中土壤微生物量分布差异的研究

为明确西南喀斯特退耕还林还草与粮改饲等国家生态工程建设对土壤微生物量的影响,本研究选取广西环江县典型种植模式(玉米与桂牧一号),按土壤发生层采集淋溶层(A层,0～10 cm)、过渡层(AB层,30～50cm)、淀积层(B层,70～100 cm)样品,利用氯仿熏蒸、实时荧光定量PCR、磷脂脂肪酸(PLFA)等方法研究作物、土层及其交互作用对土壤微生物量的影响及其机制,以期为传统玉米种植到草食畜牧业种植模式的转变提供理论依据。结果表明,作物、土层及其交互作用对土壤微生物生物量碳、真菌遗传丰度及细菌PLFAs量均有显著影响;总体上,土壤微生物生物量与总PLFAs量均表现为随土层加深而降低,但真菌遗传丰度及真菌PLFAs量则表现为B层最高;表层土壤微生物量在两种作物下无显著差异,但桂牧一号地土壤B层细菌PLFAs量显著高于玉米地,而玉米地土壤AB层真菌遗传丰度显著高于桂牧一号地。逐步回归分析表明,全氮、p H、有机质分别影响细菌遗传丰度、总PLFAs量与细菌PLFAs量;速效钾显著影响土壤微生物生物量碳、真菌遗传丰度、总PLFAs量以及真菌PLFAs量。上述结果表明,传统玉米转变为牧草种植模式后更应关注深层土壤微生物群落的变化,同时,喀斯特地区农田土壤钾素对土壤微生物具有重要影响。     

西南喀斯特地区土壤侵蚀特征研究现状与展望

受地质背景的强烈制约,西南喀斯特地区土壤侵蚀与其他类型区显著不同,叠加了化学溶蚀、重力侵蚀和流水侵蚀的耦合作用,呈现地面流失和地下漏失的混合侵蚀机制。从土壤地表侵蚀产沙、土壤地下漏失、土壤侵蚀强度与分级标准、土壤侵蚀过程模拟等几个方面简要综述了该区土壤侵蚀特征,并对未来研究方向进行了展望。今后应该加强西南喀斯特地区水土流失途径与土壤流失/漏失定位监测技术研究,进一步发展水土二元流失模拟模型,为该区土地利用变化的水土保持功能定量评估提供科技支撑,服务石漠化综合治理和后续规划制订。     

平衡施肥对喀斯特地区牧草产量及品质的影响

本研究针对喀斯特地区特殊的土壤地理环境,探讨不同施肥措施对牧草产量及品质的影响。结果表明,增施钾肥有利于提高牧草产量,植株钾和粗灰分含量增加。在等量氮肥基础上,增施钾肥或磷肥对植株N、P含量没有明显影响。高磷高钾处理下植株中粗脂肪含量最高,但随着刈割次数的增加,粗脂肪含量逐渐降低。低磷低钾处理下植株中粗蛋白含量最高,而高磷中钾处理下植物中粗纤维含量最高。总体来看,增施钾肥有利于提高牧草的产量及品质。     

1984年以来湖南省耕地压力与粮食安全初步研究

通过收集1984-2013年湖南省人口总量、耕地面积、粮食总产量等数据,基于最小人均耕地面积(Smin)和耕地压力指数(K)模型及分析预测,研究了湖南省耕地面积变化和粮食生产特征及趋势。结果表明:1984年以来,湖南省人口不断增长,耕地面积呈下降趋势,但粮食总产量呈现波动增长态势;Smin和K值在1984-1999年波动下降,2000年之后波动上升,耕地压力逐渐增大;从各区域的耕地压力指数(K)来看,长沙市、张家界市、娄底市、郴州市、怀化市和湘西州耕地压力较大(K1),粮食供需紧张;株洲市、邵阳市和衡阳市耕地压力处于临界点附近(0.8≤K≤1),粮食生产基本能自给;湘潭市、益阳市、永州市、岳阳市和常德市的耕地压力相对较小(K0.8),粮食供需相对充足。预测分析表明:若按当前粮食生产模式发展,湖南省耕地压力将进一步增加,在2025年将无法满足国家商品粮的输出。未来应从控制人口增长、落实农业优惠政策、科学制定粮食调控策略、加大农田保护及改造力度等方面保障湖南省粮食安全。     

不同土地利用方式下崇明岛土壤酶与有机质空间分布特征

本文通过采集崇明岛0～20、20-40 cm和40～60 cm的三层土壤,利用地统计学方法研究崇明岛的土壤酶和有机质的空间分布特征,为合理利用崇明岛土地和提高其土壤质量提供参考依据.研究结果表明:不同土地利用方式下,工业用地的土壤有机质含量最高,河道旁、林地和农业用地的土壤有机质含量随土壤深度增加显著减少,其中农业用地的土壤有机质含量随土壤深度的变化要小于林地和河道旁.通过半变异函数和Moran'sI函数方法研究发现,崇明岛的土壤酶空间变异主要是由随机因素引起的,异性变异以崇明岛东西走向为主,而崇明岛南北方向发生异性空间变异要小于东西方向;通过空间插值方法研究发现,土壤酶活性主要由中部的镇中心以及居民和工业区向东部的东滩湿地以及北沿农场逐渐降低,并且随土层深度增加土壤酶高活性的区域逐渐减小.     

人为干扰对桂西北喀斯特山地植被多样性及土壤养分分布的影响

为促进桂西北喀斯特山地草地生态系统的恢复与重建,在连续3年全面调查的基础上,采用Pearson相关系数法和主成分法研究了人为干扰对喀斯特山地草地植被多样性和土壤养分的影响。结果表明:人为干扰对喀斯特山地草地植被多样性具有明显的影响,其中人为干扰显著降低了植被盖度、地上生物量、丰富度指数和多样性指数(p0.05),对喀斯特山地草地植被均匀度指数和优势度指数没有显著影响(p0.05),说明人为干扰并没有改变物种在生境中的均匀分布和物种发生根本性变化。人为干扰显著增加了土壤容重和pH值(p0.05),降低了土壤含水量和土壤电导率,但4种营养元素(碳、氮、磷、钾)的变化幅度不尽一致,具体表现为人为干扰降低了土壤碳、氮和钾含量,但对土壤磷素并没有显著的影响(p0.05),从降低幅度来看,土壤有效养分降低幅度高于土壤全量养分,由此表明土壤有效养分较土壤全量养分更为敏感。Pearson相关性分析表明,对于人为干扰区和对照区,影响其植被多样性的土壤环境因子不尽一致,其中土壤养分和有效养分在一定程度上起着主导性的影响作用,通过人为干扰区和对照区的相关性系数可知,人为干扰区域和对照区域土壤养分之间均呈极显著正相关,说明土壤系统内部因子处于动态变化和平衡中,在人为干扰下,它们作为相互作用和影响的有机整体表现出统一性和同步性,并没有改变土壤养分因子之间的互作效应,并且土壤全量养分均与其对应的有效养分呈极显著正相关(p0.01),说明其有效养分主要依靠于土壤全量养分。冗余分析的结果显示,对于人为干扰区和对照区,植被与土壤的排序基本没有变化,而人为干扰对土壤养分含量产生了一定的影响,造成二者的RDA排序图不相一致,排序轴可反映喀斯特地区土壤因子的梯度变化特征,表明利用土壤养分作为表征喀斯特山地草地土壤—植被关系的敏感性土壤指示因子是可行的。