关中平原地区果园和农田土壤有机碳组分及碳库特征

由于果树经济效益高,关中平原地区广泛推广农田转为果园。为明确关中平原地区农田转变为果园后土壤有机碳(SOC)组分含量及土壤碳库指数的差异,采用了野外调查和室内分析的方法,探究了关中平原地区农田生态系统中果园和农田的土壤碳组分及碳库管理指数的变化。结果表明,在0～20、20～60、60～100 cm土层中,果园土壤活性有机碳(LOC)含量较农田分别增加了33.91%、49.95%和35.37%;与农田相比,果园显著增加了20～60和60～100 cm土层LOC/SOC值,提高了深层土壤碳库活性,促进了土壤有机碳的利用;在0～100 cm土层的垂直梯度上果园和农田LOC含量均随土层深度增加而减少,土壤总有机碳含量无显著差异;果园的碳库指数(CPI)和碳库管理指数(CPMI)均大于农田,增幅分别达6.12%和72.72%。相关分析表明,土壤有机碳组分、碳库活度、碳库管理指数与土壤主要肥力因子如有效磷、速效钾相关性密切,可以作为该地区农田生态系统土壤肥力的主要监测因子。研究表明,关中平原土地利用方式从农田转变为果园,将有效活化深层土壤的固有碳库,促进有机碳的分解与利用,土壤性能向良性发展。     

关中平原农田土壤水力参数空间分异与模拟

土壤水力参数是土壤水分和污染物迁移等陆面过程数值模拟的重要基础参数。为探明关中平原农田土壤水力参数空间分异特征,建立空间分布预测模型,在关中平原网格布设124个样点,采集根层0-20 cm原状和扰动土壤样品,利用van Genuchten模型拟合获取土壤水分特征曲线,获得残余含水量(θr)、饱和含水量(θs)以及系数α和n等土壤水力参数。采用经典统计学、地统计学和结构方程方法分析了θr、θs、α和n的空间变异特征及影响因子,建立了水力参数传递函数预测模型。结果表明:θr和α为强变异,θs为中等变异,n为弱变异。θr、θs、α和n半方差函数最佳拟合模型分别为球状模型、指数模型、指数模型和球状模型。θs和n具有强烈的空间依赖性,变程分别为32.7,54.3 km;θr和α具有中等程度空间依赖性,变程均为52.8 km。土壤质地、容重、pH、有机质和海拔是影响土壤水力参数空间分布的主要因子。基于土壤理化性质和海拔建立的水力参数传递函数模型具有较好的模拟效果,可用于关中地区大尺度农田生态系统土壤水力参数的模拟预测。     

重金属镉对三种潮虫的毒性效应及其回避行为研究

选择潮虫亚目三种常见种:普通卷甲虫Armadillidium vulgare(Latreille,1804),多霜腊鼠妇Porcellionides pruinosus(Brandt,1833)和中华蒙潮虫Mongoloniscus sinensis(Dollfus,1901)为研究对象,以农田自然土壤为实验土壤,人工添加重金属镉(Cd)进行毒理研究。结果表明:(1)急性毒性试验采取滤纸接触法和自然土壤法开展Cd对三种潮虫的急性毒性试验,三者的半致死浓度(LC50)大小关系为:A.vulgareP.pruinosusM.sinensis,说明不同潮虫对Cd的忍耐限度和敏感程度不同。(2)三种潮虫对Cd的富集强弱关系为:M.sinensisP.pruinosusA.vulgare。说明陆生等足类能存活于一定浓度的污染土壤中,但不同潮虫对Cd的富集能力不同。(3)三种潮虫对土壤中Cd均表现出明显的回避行为反应,回避能力大小关系为:A.vulgareP.pruinosusM.sinensis。与急性毒性试验的测试终点LC50相比,潮虫行为测试终点对土壤中重金属镉的反应更为敏感。根据实验结果,中华蒙潮虫体内Cd的富集量随着Cd浓度的增加呈上升趋势,所以其富集能力和耐受性强于普通卷甲虫和多霜腊鼠妇,在将来有望成为土壤重金属污染生物修复的首选动物类群。     

阴山北麓地区土地利用/覆盖及景观格局变化分析

利用1989年和2002年生长季的Landsat TM/ETM+卫星遥感数据,采用非监督分类方法,处理并提取阴山北麓地区土地利用/土地覆盖的相关信息,在地理信息系统(GIS)支持下,开展景观格局变化的空间分析。结果表明:①耕地、灌木林地、高覆盖草地和中覆盖草地是这一地区土地利用的主体类型。从相对动态度来看,未利用土地类型是景观格局中变化程度最剧烈的单元;从绝对动态度来看,中覆盖草地类型对阴山北麓地区的土地利用/土地覆盖变化的贡献最大。②从土地利用转化矩阵来看,研究区的耕地、林地、灌木林地、低覆盖草地和未利用地类型都明显增加,高覆盖草地和中覆盖草地类型显著减少,而水体和城镇用地占地面积小,变化不明显。③1989～2002年,研究区斑块密度、边界密度都有所增加,聚合度减少,说明在这13年间这一地区景观破碎化程度加重,多样性指数减少,说明景观类型呈现单一化趋势。     

基于文献计量的近25年深层土壤碳循环研究进展分析

土壤深层碳库巨大，在全球碳循环中具有重要作用。为了深入理解深层土壤碳循环，分析深层土壤为主题的全球土壤碳循环研究的热点与前沿，以Web of Science核心合集为数据库，获取近25年以深层土壤为主题词的土壤碳循环研究文献(280篇)。通过文献计量方法，分别对年文献发表量、研究区分布、研究主题热点等进行了统计与可视化分析。结果表明：(1)1995-2020年间，以深层土壤为主题词对土壤碳循环研究的发文数量逐渐增长，尤其是2010-2020年期间；(2)不同研究主题对深层土壤的定义不同，其中以土壤碳储量为主题的研究对深层土壤的定义深度最深，52.2%的文献对深层土壤定义深度超过60 cm;(3)农林、环境科学、土壤科学和生态学是深层土壤碳循环研究的主要领域；(4)研究热点主要集中在环境因素和土地利用变化对土壤碳储量、碳稳定性及碳剖面垂直变化的影响方面；(5)近几年，研究主题逐渐向微生物群落、激发效应、碳组分、碳稳定性等转变，研究对象扩展到了北极永久冻土。