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1.
地形、生物气候条件具有明显差异的青藏高原约占我国陆地面积的五分之一,开展该地区土壤有机碳和无机碳分布特征的研究对于理解青藏高原土壤碳循环过程与陆地碳库的精确预测以及应对全球气候变化具有重要意义。研究选取位于祁连山中段的阴、阳坡地形序列土壤,分析了不同坡向间以及同一坡向内随海拔高度变化土壤有机碳和无机碳的垂直分布特征及其影响因素。结果表明:阴、阳坡有机碳含量均随土壤深度增加而下降,但阳坡下降的速率(66% ~ 91%)明显高于阴坡(31% ~ 77%);阴坡土壤中碳酸钙基本淋失,通体无机碳含量较低(< 5.0 g kg-1),阳坡B层土壤无机碳含量是A层的2倍,表现为明显富集。阴坡和阳坡1 m土体总碳密度相当(分别为16.1 ~ 33.9 kg m-2和11.8 ~ 32.8 kg m-2),其中,阴坡以有机碳为主(占总碳密度的82% ~ 99%),而阳坡有机碳和无机碳密度变化均较大(分别占总碳密度的27% ~ 81%和19% ~ 73%)。因此,坡向是影响高寒山区土壤碳垂直分布和组成的重要因素。此外,降雨量和植被类型对地形序列土壤有机碳和无机碳含量的空间变异也具有重要影响:降雨量每增加1 mm,表层(0-20 cm)土壤有机碳含量增加0.4 g kg-1,而淀积层(40-80 cm)土壤无机碳含量下降0.2 g kg-1;植被类型在一定程度上影响了土壤有机碳的富集程度。本研究揭示了青藏高寒山区土壤碳循环及其碳库预测应充分考虑微地形对坡面尺度下土壤碳垂直分布、碳库组成和空间变异的影响。  相似文献
2.
岩石风化和土壤形成是地球表层物质循环的重要环节,了解岩石风化和土壤形成速率对土壤资源可持续利用和流域管理具有重要意义.本研究以位于我国亚热带的皖南花岗岩地区森林流域为例,通过野外监测其主要矿质元素输入输出量,应用流域中元素地球化学质量平衡原理,估算岩石风化和土壤形成速率.研究结果表明,在目前的降雨和酸沉降条件下,我国亚热带森林流域中,花岗岩的平均风化速率为0.696 t hm-2 a-1,土壤平均形成速率为0.598 t hm-2 a-1,所以需要经过2万年以上才能形成1 m厚的土壤.研究发现,大量输入土壤系统的H+由于被土壤风化和阳离子交换所消耗,径流水不至酸化,但是从长远来看,这会带来土壤的酸化.研究还表明根据当前的土壤形成速率,土壤允许流失量标准需要重新制定.  相似文献
3.
选取亚热带花岗岩区不同利用方式下的3个相邻小流域(F:100%森林;FA1:82%森林+18%农田;FA2:76%森林+24%农田),通过定期监测与分析雨水和径流水的元素组成,获得了流域尺度元素的降水输入与径流输出特征,在此基础上分析了元素收支平衡及其对土壤酸化的影响.结果表明:雨水中离子输入总量为181.74 kg/(hm2·a),夏季输入量约占全年输入量的45%,Ca2+、Na+和NH4+约占阳离子输入总量的80%,SO2–4和NO–3约占阴离子输入总量的74%.F、FA1和FA2流域径流水中离子输出总量分别为236.81,153.17和243.36 kg/(hm2·a),夏季输出量约占全年输出量的39%~47%,Ca2+和Na+约占阳离子输出总量的81%~86%,SO2–4和NO–3约占阴离子输出总量的65%~70%.降水和径流水的元素收支平衡表明,F、FA1和FA2流域中SO2–4、NO–3、Cl–、NH4+和H+均表现为净输入,其中SO2–4的净滞留量最高,分别为13.7、30.43和20.49 kg/(hm2·a);而Ca2+、Mg2+和Na+均表现为净输出,其中Na+的净输出量最高,分别为28.99、14.96和31.76 kg/(hm2·a).F、FA1和FA2流域内酸雨直接输入的H+为818 mol/(hm2·a),而流域内氮素转化产生的H+分别为396、389和401 mol/(hm2·a),占H+输入总量的32%~33%.F、FA1和FA2流域的土壤酸化速率分别为996、1069和1035 mol/(hm2·a),表明即使不考虑农业施肥的情况下农林复合流域(FA1和FA2)的土壤酸化速率仍高于森林流域(F).  相似文献
4.
随着环境问题的日益突出,人为活动对土壤的影响越来越深刻,需加强对“人为作用”的研究以便解释现代土壤磁性的过程和变化.水耕人为土在发育过程中人为作用的方式多种多样,明确其磁性矿物的生成和转化机制及其影响因素有利于理解人为活动对现代土壤磁性的作用.但目前水耕人为土磁学研究还比较零散,缺乏系统性,已有研究结果有待深入梳理.本文对已有的相关研究报道,包括水耕人为土磁性参数的演变特征、磁性矿物的生成转化机制以及对成土因素的响应等进行综合评述.最后,对当前研究的不足和存在问题进行总结,并对研究方向进行了展望,以期有助于环境磁学的发展.  相似文献
5.
以我国亚热带地区不同母质起源的水耕人为土时间序列为研究对象,分析不同形态铁氧化物和磁化率随成土时间的动态演变特征及其影响因素。结果表明,石灰性母质起源的水耕人为土0~120 cm 土体中全铁(Fet)、游离铁(Fed)和游离度(Fed/Fet)随时间序列演变均逐渐增加,0~50 a内Fet、Fed和Fed/Fet增加速率分别为3.2 t hm-2 a-1、1.2 t hm-2 a-1和0.04% a-1,50~1000 a内Fet、Fed和Fed/Fet增加速率分别为0.1 t hm-2 a-1、0.15 t hm-2 a-1和0.01% a-1;而酸性母质起源的水耕人为土0~120 cm 土体中Fet、Fed和Fed/Fet 随时间序列演变均逐渐下降,0~60 a内Fet、Fed和Fed/Fet下降速率分别为0.2 t hm-2 a-1、0.5 t hm-2 a-1和0.03% a-1,60~300 a内Fet、Fed和Fed/Fet下降速率分别为0.9 t hm-2 a-1、1.2 t hm-2 a-1和0.06% a-1。土壤pH、Eh、以及外源铁输入与土体内铁淋失的相对强度是控制不同母质水耕人为土中铁氧化物转化速率与途径的主要因素。石灰性母质起源的水耕人为土中不同磁学指标随时间演变分为三个阶段:0~50 a内表现为质量磁化率(MS)、饱和等温剩磁(SIRM)和软剩磁(IRMs)的急剧降低;50~300 a内表现为MS、SIRM和IRMs的持续、缓慢降低以及硬剩磁(IRMh)的相对稳定发展;300~1000 a内表现为MS、SIRM和IRMs的持续、缓慢降低以及IRMh的快速下降。酸性母质起源的水耕人为土0~20 cm 和20~120 cm土壤中磁学指标演变呈现截然不同的两个阶段:0~60 a 0~20 cm 内MS,SIRM和IRMs的急剧降低,IRMh具有明显增加;而20~120 cm内MS、SIRM和IRMs缓慢下降,IRMh明显降低。60~300 a 0~20 cm内不同磁学指标变化幅度均很小,而20~120 cm内IRMh相对比较稳定,MS、SIRM和IRMs在种稻150 a后快速下降。淹水还原条件下亚铁磁性矿物的破坏是不同母质水耕人为土演变过程中磁性衰减的主要机制。  相似文献
6.
为了更好地理解黄土高原植被恢复与生态重建过程对土壤碳循环过程的影响,研究选取位于黄土高原六道沟小流域的典型土壤地形序列(东北坡NE序列,西坡W序列),分析了不同坡向间及同一坡向内随植被类型变化土壤有机碳和无机碳的剖面分布特征及其影响因素.结果表明:六道沟小流域地形序列土壤有机碳含量在0-50 cm土层内随土层深度增加而显著降低,50 cm土层以下基本趋于稳定,且剖面上层(0-50 cm)有机碳含量显著高于剖面下层(50-200 cm,p<0.05),但在同一深度土层(0-50,50 200,0-200 cm)不同坡向林地和草地土壤有机碳平均含量均没有显著差异(p>0.05).与有机碳相比,无机碳含量相对较高并且主要在剖面下部(50 cm以下)不同深度土层富集.NE序列林地和草地剖面无机碳平均含量接近(p>0.05),而W序列林地剖面无机碳平均含量显著高于草地(p<0.05);不同坡向草地剖面无机碳平均含量无显著差异(p>0.05),但不同坡向林地剖面无机碳平均含量表现为W序列显著高于NE序列(p<0.05).0 50 cm土层有机碳含量与pH、容重和土壤含水量均呈极显著负相关关系,而与土壤总孔隙度呈极显著正相关关系;50-150 cm土层无机碳含量与pH和土壤总孔隙度均呈极显著负相关关系,而与容重、黏粒含量和土壤含水量均呈极显著正相关关系.NE序列和W序列2 m土体总碳密度相当,分别为15.2~47.4 kg/m2和18.3~51.3 kg/m2,其中无机碳密度占78%~94%,1-2m土层总碳密度占2 m土体总碳密度的35%~74%.若只考虑土壤有机碳库或只考虑浅层1 m土壤碳库,六道沟小流域2 m土体总碳储量平均将被低估88%和51%.  相似文献
7.
黄土高原大量的植被恢复为地栖性土壤动物提供了合适的栖息地和充足的食物,土壤动物的筑巢活动可提高土壤大孔隙的数量。以黄土高原北部神木县六道沟小流域的日本弓背蚁为研究对象,通过石膏浇筑法研究了日本弓背蚁巢穴结构特征,对比了日本弓背蚁(Camponotus japonicus)和针毛收获蚁(Messor aciculatus)成熟巢穴结构的异同,分析了土壤质地、土壤含水量和土壤容重对日本弓背蚁巢穴结构的影响。结果表明:日本弓背蚁的巢穴结构由通道和巢室组合而成,通道为圆柱形,其直径大小为4.1~6.6 mm,巢室的形状为倒置漏斗形或立体椭圆形,巢室横截面面积为606~2 117 mm~2;日本弓背蚁和针毛收获蚁巢穴在通道直径、巢室形状和横截面积、巢穴深度等方面有较大的差异;巢穴体积随着蚂蚁群落规模的增加而增加;日本弓背蚁群落在壤土和壤砂土中均有广泛分布,适宜其生存和繁殖的土壤含水量在60~200 g kg~(-1)之间,在土壤颗粒较大的干燥砂土中并不常见;土壤容重越大,蚂蚁巢穴的结构越简单,其通道的长度、分支、节点和巢穴总体积较小。但是,通道直径主要与蚂蚁的体型相关,不受土壤质地、含水量和容重的影响。本研究从小尺度分析了黄土高原植被恢复通过土栖性蚂蚁对土壤结构产生的间接影响,拓宽了黄土高原北部土壤大孔隙的研究范围。  相似文献
8.
通过盆栽控水试验,研究了干旱胁迫对黄土高原不同质地土壤(砂土、壤土)长柄扁桃和沙柳幼苗光合特性(净光合速率P_n、气孔导度G_s、胞间CO_2浓度C_i、内禀水分利用效率WUE)、蒸腾速率T_r及叶片水势Ψ_w的影响。结果表明:干旱胁迫下不同质地土壤长柄扁桃和沙柳P_n、G_s、WUE及T_r均呈现先上升后下降的趋势,而C_i和Ψ_w分别表现为上升和下降趋势。土壤质地显著影响长柄扁桃和沙柳对水分亏缺的敏感性,在相同干旱程度下,壤土中长柄扁桃P_n和G_s均显著高于砂土,而沙柳P_n和G_s表现为砂土显著高于壤土(p0.05)(重度干旱除外)。当土壤含水量降至中度和重度干旱时,长柄扁桃和沙柳WUE在不同质地土壤间具有显著差异(p0.05)。壤土中长柄扁桃生长优于砂土,而沙柳则相反。因此,黄土高原植被恢复与生态建设过程中不仅应根据土壤水分状况选择造林树种,还应考虑植物在不同质地土壤上对干旱胁迫的不同响应。  相似文献
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