华南花岗岩侵蚀区不同植被类型坡面土壤有机碳分布和团聚体稳定性

植物是影响土壤有机碳含量和土壤团聚体稳定性的重要因素。选取华南典型花岗岩侵蚀区荒草地、桉树林、湿地松林和木荷林4种植被类型径流小区的土壤为研究对象,分析测定不同坡位、不同土层深度的土壤有机碳特性和团聚体稳定性等指标,评价不同植被类型对土壤养分的分布特性以及团聚体稳定性差异,明确花岗岩侵蚀退化区较为理想的生态恢复措施,旨在为合理利用土壤、重建坡面植被和改善土壤结构提供科学依据。结果表明:土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)和溶解性有机碳(DOC)含量随土层加深逐渐降低,而林地小区土壤碳氮比(C/N)则相反,荒草地碳氮元素的坡面变异系数(CV)显著高于其他3种林地,其中桉树林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低40%,56.18%,68.5%和25.81%;湿地松林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低62.73%,33.71%,46.46%,58.06%;木荷林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低41.82%,38.2%,51.18%,48.39%,表明林地较荒草地更有利于土壤碳氮在坡面的均质化和有机质的积累。荒草地和木荷林地0.25 mm粒径以上的团聚体在上、中坡位的质量分数显著高于其他植被类型,而林下植被生物量较高的木荷林地的平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著高于其他植被类型。其中木荷小区水稳性团聚体平均质量直径(MWD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.10%,19.58%,23.20%;几何平均直径(GMD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.00%,19.54%,22.23%,表明在花岗岩侵蚀区林地空间结构较好的林草模式有利于土壤有机碳的积累和土壤结构的稳定。     

崩岗崩积体坡面产沙与坡面形态的耦合影响

为了探究崩岗崩积体长时间序列的侵蚀变化,在崩积体典型坡度(30°)及研究区强降雨(3.33mm/min)条件下,进行了持续20场次降雨的崩积体侵蚀过程模拟试验。结果表明,在本试验条件下降雨溅蚀和径流冲刷对崩积体产沙的平均贡献率分别为47.6%和52.4%,在崩积体侵蚀过程中,其产沙量呈幂函数减小;弗劳德数、径流功率、达西-韦斯巴赫阻力系数与崩积体产沙量具有较好的相关关系,在沙源充足时,其参数可用于定量描述坡面径流产沙效能;崩积体侵蚀过程可分为4个阶段:(1)含沙量为0.099kg/L,以片蚀为主,坡面未见粗化;(2)含沙量为0.052~0.101kg/L,以细沟侵蚀为主,坡面粗化不明显;(3)含沙量为0.011~0.064kg/L,以细沟侵蚀为主,坡面粗化显现;(4)含沙量为0.008~0.036kg/L,无明显的主导侵蚀方式,坡面持续粗化。降雨及其径流对崩积体的分选性搬运,致使崩积体坡面粗化,而崩积体坡面粗化,反过来又使得降雨及其径流产沙效能降低。     

人为侵入体对城市绿地土壤水分入渗特征的影响

在快速城市化过程中,人为侵入体大量混入绿地,改变了土壤的三相组成及孔隙特征,但其对城市绿地土壤的入渗影响仍不清楚。基于一维垂直土柱入渗模拟,以典型人为侵入体砖块和混凝土碎块为例,研究其对城市绿地土壤水分入渗的影响特征。结果表明:(1)人为侵入体的混入均会抑制城市绿地土壤水分下渗,导致其稳定入渗速率降低,累积入渗量、湿润锋距离和土壤体积含水量减小,深层土壤水分变化滞后。同一配比下,以混凝土碎块对土壤水分入渗的抑制作用更为明显(P0.1);(2)随着人为侵入体配比从10%增加到20%,土壤稳定入渗率、累积入渗量、湿润锋距离和土壤体积含水量仍持续减小或略有增加,但差异均不显著(P0.1),其对土壤水分下渗的抑制作用渐趋减弱。(3)不同类型人为侵入体及配比下,城市绿地土壤水分的入渗量随时间变化更加符合Kostiakov模型。研究结果可为未来海绵城市的高效建设提供科学依据。     

标桩法监测广东省人为侵蚀模数研究初报

通过标桩法开展了广东省4种典型的开发建设项目类型一个降雨周年侵蚀模数的实测,所监测到的侵蚀模数可供水土保持方案编制单位在编制水土保持方案时参考和借鉴,以期切实提高水土保持方案的编制质量和水平。     

铁还原菌对红壤菜地土壤磷形态转化的影响

采用室内模拟试验,通过外源输入铁还原菌,研究铁还原菌对红壤菜地磷素形态转化的影响。试验结果表明:活性磷(resin-P、Na HCO3-Pi和Na HCO3-Po)占总磷的10%~19%,中稳定态磷(Na OH-Pi和Na OH-Po)约占总磷的35%,稳定态磷(D.HCl-Pi、C.HCl-Pi、C.HCl-Po和residual-P)占总磷的46%~55%;输入铁还原菌活化了磷素,使活性较高的resin-P、Na HCO3-Pi和Na OH-Pi含量上升,活性较低的D.HCl-Pi、C.HCl-Pi以及Na OH-Po含量降低,但对Na HCO3-Po和residual-P的影响不大;与此同时,添加铁还原菌提高了土壤pH值与有效磷(Bray-P)含量。相关性分析结果表明:pH与有机质、有效磷、resin-P、Na HCO3-Pi之间均呈现负相关关系;有机质与有效磷、resin-P和Na HCO3-Pi之间、有效磷与土壤活性磷之间均达到显著正相关水平。总的来说,铁还原菌的输入可以改变红壤菜地土壤中磷的形态,提高土壤活性磷的含量,对土壤磷素起到活化作用。     

不同种类小分子有机酸对砖红壤磷素形态转化的影响

【目的】明确有机酸的作用机制,为提高酸性红壤累积态磷素(P)可利用率提供科学依据。【方法】采用室内模拟试验研究了草酸、柠檬酸、苹果酸为代表的小分子有机酸对砖红壤磷素形态的影响。【结果】柠檬酸处理抑制了树脂交换P(P1)的解吸,而水(对照)、草酸和苹果酸处理促进了P1的解吸;在培养前期,3种有机酸抑制了NaHC_O3提取态无机P(P2)的活化,柠檬酸抑制作用最强,草酸抑制作用最弱;3种有机酸处理在整个培养时期均表现为活化NaHC_O3提取态有机P(P3)的作用,其中草酸活化能力最强;3种有机酸促进了NaOH提取态无机P(P4)的活化,其中草酸活化作用最强;3种有机酸抑制NaOH提取态有机P(P5)的活化;在整个培养时期,3种有机酸都表现为抑制稀盐酸提取态P(P6)、浓盐酸提取态无机P(P7)、浓盐酸提取态有机P(P8)和残留态P(P9)活化的作用。【结论】3种有机酸在不同培养时期对土壤磷形态的作用不同,草酸活化能力最强,其次是苹果酸,最后是柠檬酸。     

不同灰分生物质炭对红壤理化特性与微生物特性的影响

为探讨不同灰分含量的生物质炭对酸性红壤特性和微生物特性的协同影响,采用盆栽试验,添加1%～10%土壤质量的高灰分稻壳炭(RHC)和低灰分油茶壳炭(COSC),以无添加为对照,50 d后测定土壤含水率、p H值和土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量,以及土壤微生物群落数量、微生物量碳含量和微生物活性。结果表明,添加1%～10%的RHC和COSC,土壤含水率由15. 54%增加至17. 47%～28. 28%,p H值由5. 40提高至7. 05～7. 75,其中,10%RHC处理土壤的含水率显著(p 0. 05)提高81. 98%,p H值显著提高43. 52%。酸性红壤的营养元素随RHC添加量的增加而提高,10%RHC处理土壤的碱解氮、速效磷、速效钾含量分别显著增加84. 83%、70. 47%和595. 57%,COSC添加对土壤碱解氮含量有负相关影响,使其降低14. 65%～29. 27%。微生物群落数量随RHC、COSC添加量的增加呈现先增大、后减小的趋势,5%RHC处理对细菌、真菌、放线菌数量影响显著,分别增长了1 040. 05%、715. 00%和713. 59%; 5%COSC处理对土壤真菌数量影响显著,增长了1 265. 00%。土壤微生物生物量碳含量和微生物活性均随RHC和COSC添加量的增加呈先升高、后降低的趋势,5%COSC处理对微生物生物量碳含量影响显著,较对照组增长了11倍,5%RHC处理对微生物活性影响显著,较对照组增加了60. 50%。因此,适量添加高灰分稻壳炭改良红壤,可协同改良土壤理化特性、增加微生物群落数量和微生物活性。本研究结果可为高灰分生物质炭改良酸性土壤提供科学依据。     

基于地形因子的土壤有机碳最优估算模型

基于数字地面模型(Digital Terrain Model,DTM),同时考虑因子组合和分辨率构建土壤有机碳(SOC)最优估算模型。在7 100 km2范围内,选取了71个分辨率和22个地形因子中不多于5个因子的所有可能组合,构造了2 514 820个模型。采样点随机分为两组,6 362个训练样点构造数据挖掘模型,其他2 208个为验证样点。根据模型相关系数r值大小从中选取了不同个数因子组合以及相应分辨率的最优模型,并根据这些模型生成对应的土壤有机碳图。结果表明:单个地形因子模型和栅格大小之间的关系表现出多样化,并不是分辨率越高模型结果越好。单因子模型r值的大小并不能决定其在因子组合模型中的重要性。不同的因子及其组合有其特定的最适分辨率,最佳分辨率范围约为60~150 m。综合数据的存储空间和计算量、模型复杂度、预测精度以及空间表达能力,该地区最优模型由相对坡位、高程、归一化高程及多尺度山谷平坦指数等4个变量组成,对应分辨率为121.6 m。同时与多种克里格空间插值方法生成的土壤有机碳空间分布图进行了对比分析,发现无论几个变量的组合,其空间预测能力均较克里格空间插值方法更能表达SOC的空间变化,预测精度也较高。     

蚯蚓粪肥对水稻土磷形态及微生物活性的影响

采用盆栽试验方法,以小白菜为试验作物,研究蚯蚓粪肥对水稻土磷形态以及微生物活性的影响。结果表明:蚯蚓粪肥对土壤pH、Eh、水溶态Fe(Ⅱ)、盐酸提取态Fe(Ⅱ)、微生物生物量碳、微生物生物量磷、微生物生物量碳磷比以及酸性磷酸酶活性均有显著影响(P0.05);蚯蚓粪肥对于除稳定性磷C.HCl-Pi外的土壤各形态磷含量均有明显提高,其中对活性磷(Resin-P、NaHCO_3-Pi和NaHCO_3-Po)和中稳定性磷(NaOH-Pi和NaOH-Po)具有极显著性影响(P0.01)。相关性分析结果表明:在蚯蚓粪肥添加的土壤中,酸性磷酸酶活性与微生物生物量碳之间存在极显著正相关关系,与NaHCO3-Po存在显著负相关关系,与Resin-P、NaOH-Po均达到极显著负相关水平;微生物生物量碳与Resin-P、NaHCO_3-Po之间均存在极显著负相关关系,与盐酸提取态Fe(Ⅱ)之间存在极显著正相关关系;盐酸提取态Fe(Ⅱ)与NaHCO_3-Po、NaOH-Pi之间均为显著负相关;NaHCO_3-Pi与NaOH-Pi之间存在极显著正相关关系,Resin-P与NaHCO_3-Po、NaOH-Po均存在极显著正相关关系。研究表明:蚯蚓粪肥能够有效促进土壤铁溶解和还原,进而促进NaOH-Pi释放;蚯蚓粪肥添加有效改善土壤微生物环境,促进微生物对磷的活化和固持,同时增强了土壤酸性磷酸酶活性,其对NaOH-Po活化具有显著影响;蚯蚓粪肥添加的土壤中Resin-P主要来自NaHCO_3-Po、NaOH-Po的分解,而NaOH-Pi是NaHCO_3-Pi的主要来源。     

土壤全硫提取和测定方法的改进

[目的]研究大批量测定土壤样品硫含量的简单、经济、有效的方法。[方法]对氧化法提取全硫和BaSO_4比浊法进行完善。[结果]将土壤消解液消解剩余至1~2 m L,适量消解提取液(校准曲线加入等量空白消解液),加入(1+2)甘油-乙醇稳定剂、冰醋酸缓冲剂,以硝酸钡作为沉淀剂,电磁搅拌1 min,静置20 min后,40 min内在波长440 nm处测定比浊液吸光度,得到精确的试验结果。[结论]该方法可应用于高硫土壤样品中全硫的测定。