北京市五环内道路绿地土壤细菌群落结构特征

土壤细菌的群落结构特征能够准确反映当前土壤生态系统稳定性,为城市道路绿地的管理提供重要参考依据。以北京市五环内道路绿地为研究对象,选取34个样点进行土壤细菌高通量测序,探究北京市五环内道路绿地土壤细菌的群落组成、多样性和丰富度,并采用冗余分析(RDA)法分析土壤环境因子对细菌群落结构的影响。结果表明,北京市五环内道路绿地土壤细菌群落多样性和丰富度存在显著差异,且由市中心向外呈递减趋势;门分类水平下优势菌门包括变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)4类菌门,占土壤细菌总比的78%左右;属分类水平下主要由RB41、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、H16等优势属组成;属分类水平下细菌的群落结构组成较门分类水平呈现出更为明显的分异;RDA分析结果共解释了50.26%的变异,土壤含水量、全N、有机质和有效P与土壤细菌群落结构组成存在显著相关性。总体来看,北京市五环内道路绿地土壤养分状况处于中等偏下水平,可通过改善道路绿地的管理措施提升土壤质量,进而优化土壤细菌群落结构,提高土壤生态系统的稳定性。     

北京地区五环内冬季园林绿地中裸土调研及其分布特征

在中国北方地区,伴随阔叶植物冬季落叶造成大量土地出现季节性裸露.土壤在裸露情况下极易造成扬尘污染和空气污染,进而成为中国北方城市雾霾污染逐渐加重的重要组成部分;因此,准确掌握冬季裸露土地的分布情况和建立合理的治理方案,对中国北方城市的环境保护和生态建设具有重大意义.本文以北京城区五环内园林绿化用地中的裸地为调查对象,采用《全国土壤调查技术规程》中要求的调查方法,根据棋盘式布点法布设100个调查样点,调查总面积25万m2,占北京地区五环总面积的3.73％,按照草坪裸地、灌木裸地、树穴裸地3种类型进行分类研究.园林绿化用地总面积为8万7 539.84 m2,仅占总样方面积的35.02％,可见,北京城区内仍是以建筑、公路等硬化用地组成.在园林绿化用地调查样点中,草坪绿地、灌木绿地、树穴绿地面积分别为6万6 647.30、1万6 329.64和4 562.91 m2,证明北京城区五环内园林绿化用地以草坪绿地为主.裸地分布调查结果显示草坪裸地对裸地面积的贡献率达78.11％,是北京地区五环内主要裸地类型.在100个全部的调查样地中,43.42％的草坪绿地以及24.25％灌木绿地冬季变成裸地,而树穴裸地比例达到90.91％,证明北京城区五环内树穴在冬季基本无覆盖.通过对裸地区域分布研究发现,裸地面积排序前20个样点中有13个样点分布在南四环到南五环之间,裸地面积占总裸地面积的51.66％.裸露的土地不仅造成北京城区内水土流失和土壤养分下降,也加重雾霾污染程度,降低城市空气质量,建议在北京地区五环内推广种植具备抗寒性的冷季型草坪草品种替代现在易枯萎草坪草品种,使用园林绿化废弃物加工产物作为覆盖物对其余裸土类型进行有效覆盖,严格控制北京城区冬季裸地面积,为北京冬季城市生态环境发展保驾护航.     

辽宁省老秃顶子不同林分类型土壤有机碳储量和碳氮垂直分布特征

以老秃顶子毛榛子灌丛、岳桦林、云冷杉与枫桦混交林、落叶阔叶林4种典型林分为对象,研究不同林分土壤有机碳质量分数和全氮质量分数的垂直分布特征及其与其它土壤基本属性(土壤m(碳)∶m(氮)、全磷质量分数、全钾质量分数、密度和p H值)的相关关系。结果表明:不同林分的土壤有机碳、全氮质量分数都随着剖面深度的增加有明显的降低,且不同土壤层次间呈现显著性差异。不同林分土壤有机碳和全氮质量分数平均值分别在23.45~46.98、1.42~2.91 g/kg,其中云冷杉、枫桦混交林的土壤有机碳和全氮质量分数最高,分别为46.98、2.91g/kg。各林分土壤m(碳)∶m(氮)平均值从大到小依次为岳桦林带、云冷杉与枫桦混交林、落叶阔叶林、毛榛子灌丛带;各林分0≤h50 cm土层土壤有机碳储量从大到小依次为云冷杉与枫桦混交林、毛榛子灌丛带、岳桦林带、落叶阔叶林带,分别为96.36、89.73、81.93和66.16 t/hm2。与土壤有机碳质量分数呈显著负相关的为土壤密度,呈极显著负相关的为土壤p H值,没有显著相关性的为土壤m(碳)∶m(氮)、全磷质量分数、全钾质量分数。     

海南省儋州市砖红壤在中国土壤系统分类的归属研究

为了研究海南省儋州市典型土壤在中国土壤系统分类中的归属,以该市砖红壤地区4个具有典型代表性的土壤剖面为研究对象,进行成土条件调查,并分层取样进行理化性质测定分析。结果表明:调查的4个土壤剖面归属于铁铝土、富铁土和淋溶土3个土纲、湿润铁铝土、湿润富铁土和湿润淋溶土3个亚纲4个土类4个亚类,并分别对应到相应的4个土系;儋州市砖红壤在发生分类与系统分类体系中并不呈简单的对应关系,系统分类的划分指标要求更严格,分类更标准。     

北京市五环内绿地土壤4种重金属的形态特征及其生物有效性

[目的]了解北京市五环内绿地表层(0—20cm)土壤重金属(Cu,Cd,Pb和Zn)的形态特征及其生物有效性,为北京市绿地土壤重金属污染防治提供比较可靠的参考依据。[方法]在建成时间为2~400a的绿化区内共采集表层土壤样品151个,运用改进BCR提取法分析样品中重金属的赋存形态,而后通过风险评价编码法(RAC)和次生相与原生相分布比值法(RSP)对重金属生物有效性进行评估。[结果]样品中重金属Cu,Cd,Pb和Zn的含量分别为31.42,0.29,29.89,76.78 mg/kg,Cu,Zn在中部和东北部含量较高,Pb在中部地区含量较高,Cd在西北部、东北部和南部存在少量高值区。Cu,Cd,Pb和Zn形态分布的总体规律均为:残渣态可氧化态弱酸溶态可还原态,稳定态含量均远高于有效态,有效态含量比例表明重金属生物有效性大小顺序为:CdZnCuPb风险评价编码法(RAC)表明,Cd和Zn环境风险程度为低风险,Cu和Pb无环境风险。次生相与原生相分布比值法(RSP)显示,Cu,Cd,Pb和Zn元素RSP值分别为0.06,0.49,0.18,0.13,土壤整体上未受到重金属污染,但是有少部分地区存在被污染现象。[结论]北京市五环内绿地土壤总体上不存在重金属Cu,Cd,Pb和Zn污染,环境风险较低,但应对重金属赋存形态保持关注。     

辽宁仙人洞典型林分森林土壤碳氮分布特征

以辽宁省仙人洞自然保护区内阔叶混交林、红松林、日本落叶松林、针阔混交林、赤松林以及栎类林6种典型林分为研究对象,分析了不同林分类型下土壤有机碳的含量、有机碳储量、全氮含量、碳氮比(C/N)及有机碳含量与全氮、速效磷、速效钾的相关关系。结果表明:随着土壤剖面深度的增加,不同林分的土壤有机碳、全氮含量逐渐降低,且不同土壤层次间呈现出显著性差异;不同林分土壤有机碳含量平均值为15.11~47.07 g/kg;不同林分土壤全氮含量为2.83~11.17 g/kg;不同林分的C/N为9.27~28.23,平均值大小为栎类林红松林赤松林日本落叶松阔叶混交林针阔混交林;不同林分0~50 cm土层的土壤有机碳储量大小为针阔混交林(230.64 t/hm~2)日本落叶松(210.46 t/hm~2)阔叶混交林(136.26 t/hm~2)赤松林(122.84 t/hm~2)红松林(97.84 t/hm~2)栎类林(68.55 t/hm~2);在0~10 cm土层,各个林分土壤有机碳含量与土壤全氮、速效磷、速效钾呈显著正相关(P0.05),在10~20 cm土层,各个林分土壤有机碳含量与土壤全氮、速效磷呈显著正相关(P0.05),土壤有机碳与速效钾不存在显著相关性。     

天津市滨海盐碱地刺槐种植区水盐动态变化规律

[目的]通过对滨海地区盐碱土水盐动态变化规律的研究,为该地区的土壤利用以及植树造林提供科学依据。[方法]以天津大港地区刺槐林土壤为研究对象,研究不同土层的土壤水盐年份变化和盐分离子分布特征。[结果]试验地土壤全年含水量变化范围在11.9%~28.8%;含盐量变化范围在4.2%~18.4%。春(3—5月)秋(9—11月)季节土壤含水量低,含盐量高,土壤盐分含量随土层深度增加逐渐降低;夏季(6—8月),土壤含水量高,含盐量低,土壤盐分含量随土层深度的增加逐渐升高。pH值在7.37~8.39之间,土壤中K+,Na+,Ca2+,Mg2+和Cl-春季表层土壤(0—10cm)含量最高,分别为0.04,4.27,2.69,1.04和10.03g/kg。除SO2-4和HCO-3外,其他盐分离子在春季变异系数(29.99~162.98)明显大于夏秋季节(2.87~88.13)。[结论]不同土层的土壤含水量和含盐量随当地降雨量呈明显的季节性变化;试验地区土壤属于碱性土壤,随季节变化不明显;K+,Na+,Ca2+,Mg2+和Cl-与含盐量变化趋势保持一致,SO2-4和HCO-3随季节变化没有明显的规律性;春季各盐分离子在土壤中分布极为不均。     

土壤质量评价指标体系的构建及评价方法

【目的】探究国内外土壤质量评价方法与指标体系,梳理土壤质量评价中的研究热点与发展前沿,为我国土壤质量评估研究及方法应用提供科学参考。【方法】基于Web of Science 和CNKI数据库,利用文献计量检索方法,收集有关土壤质量评价指标、最小数据集筛选、土壤质量评价方法等方面的文献415篇、最小数据集155个。基于土壤质量评价指标选取频率、评价方法和最小数据集等信息,分析近30年来全球土壤质量评价的发展态势、前沿领域以及评价中存在的问题。【结果】国内外土壤质量评价指标体系涉及25个物理指标、36个化学指标、35个生物指标和19个环境指标。土壤有机质作为土壤质量的核心指标,其选取频率最高,为96.6%;其次是土壤酸碱度、全氮、速效磷、速效钾和容重,选取频率均在50%以上;微生物生物量、土壤酶活性等生物指标选取频率较低,均小于25%,但呈逐年增加的趋势。最小数据集构建方法中,主成分分析能最大限度地减少指标冗余,体现原始变量的绝大部分信息,应用最为广泛。被筛选进入最小数据集的指标中,有机质、速效磷、容重和土壤酸碱度在表征土壤质量时应用广泛,频率分别为67.7%、43.2%、34.8%和34.2%。目前土壤质量评价研究主要采用主成分分析方法筛选土壤质量指标,运用土壤质量指数法进行综合评价,能较准确地评估管理措施对土壤质量的影响,适用于土壤可持续管理。【结论】土壤有机质、速效磷、酸碱度、容重和含水量是表征土壤质量的重要评价指标。构建能够客观、全面、真实地反映土壤质量变化的指标体系及其与信息技术的融合是未来土壤质量评价研究的重点,应用指标体系在大空间尺度评估土壤质量是未来发展的趋势。     

我国主要粮食作物耕地基础地力的时空变化

【目的】 耕地基础地力是实现粮食作物高产稳产的基石,明确我国主要粮食作物耕地基础地力时间变化趋势及空间变异特征,为保障我国粮食安全、提升耕地质量提供重要理论支撑。【方法】 基于1988—2019年国家耕地质量长期定位监测网络,选取每个监测点自建点开始前1—5年不施肥处理的空白区与农民常规施肥处理的常规区的长期监测数据,分析我国玉米、水稻和小麦三大粮食作物产量以及基础地力贡献率的时空变化情况及其影响因素。【结果】 30多年来我国粮食作物产量和耕地基础地力随时间变化整体呈现增加趋势,作物产量年增长速度呈无肥区<常规区,水稻<小麦<玉米的变化规律。玉米、小麦、水稻无肥区产量分别从1988年的2 370、1 712、3 111 kg·hm^-2增至2019年的4 852、3 258、4 167 kg·hm^-2,增幅分别为104.7%、90.2%、34.0%;玉米、小麦、水稻常规区产量分别从1988年的5 356、3 296、5 970 kg·hm^-2增至2019年的8 859、6 515、7 825 kg·hm^-2,增幅分别为65.4%、97.6%、31.0%。我国三大粮食作物2015—2019年基础地力贡献率为52.7%,相较1988—1994年的45.4%显著增加了7.3个百分点。其中：玉米基础地力贡献率为54.3%,比1988—1994年的42.1%显著增加12.2个百分点;水稻基础地力贡献率为53.3%,比1988—1994年的46.6%显著增加6.7个百分点;小麦基础地力贡献率随年份整体呈增长趋势,且相较玉米和水稻整体偏低。三大粮食作物基础地力贡献率空间分布差异较大：东北区、黄淮海区较高,分别为56.5%、54.1%,西南区、华南区次之,分别为53.7%和52.9%;甘新区和青藏区最低,分别仅为38.7%和40.4%。利用随机森林模型对三大粮食作物系统中影响基础地力贡献率空间分布的土壤因素进行重要性分析,其中：土壤速效钾、有机质含量和土壤容重是影响玉米基础地力贡献率空间分布的关键因素;土壤有效磷、速效钾和有机质含量是影响小麦基础地力贡献率空间分布的关键因素;土壤pH、有效磷和有机质含量是影响水稻基础地力贡献率空间分布的关键因素。【结论】 30多年来,我国三大粮食作物耕地基础地力不断提升,但地区间差异较大、整体水平仍然较低,远低于欧美发达国家水准;土壤速效钾含量、土壤有效磷含量和土壤pH分别是影响玉米、小麦和水稻基础地力贡献率空间分布的最关键的因素。