红壤区不同生态模式的“土壤水库”特征及其防洪减灾效能

本文在江西红壤区选择 5种具有代表性的红壤生态利用模式 :稀疏林生态 (Ⅰ )、林草生态(Ⅱ )、草灌生态 (Ⅲ )、经果生态 (Ⅳ )、农田生态 (Ⅴ )和对照模式侵蚀裸地 (Ⅵ ) ,利用人工模拟降雨仪研究和分析了不同生态模式“土壤水库”调节雨水的特征及其防洪减灾效能。结果表明 ,红壤区土壤入水通道受阻是“土壤水库”发挥防洪减灾效能的主要障碍因子 ;人工草灌生态模式 (Ⅲ )的防洪减灾效能最好 ;经果生态模式 (Ⅳ )不但具有较高的防洪减沙效能 ,而且具有较高的经济效益 ,是该区首选模式。     

基于高频探地雷达的土壤表层含水量测定

高精度快速探测土壤表层水分状况,对于精准农业生产、水资源精确管理及防治坡耕地水土流失具有重要意义。现有探地雷达(ground penetrating radar,GPR)低频探测技术不能满足表层土壤含水量高精度要求,需要发展和应用高精度探测技术。本研究采集江宁某蔬菜地水稻土表层(0~20cm)土壤(粉砂质黏壤土),通过室内模拟试验,利用高频(1 GHz和2 GHz)探地雷达在不同土壤含水量状况下进行探测,获取GPR数据图像信息,提取电磁波谱特征参数,分析其与土壤含水量之间的定量关系。结果表明:1 GHz和2 GHz频率GPR探测的土壤介电常数ε与实测土壤含水量θ拟合的ε~θ模型决定系数R2分别为0.94与0.97,高频探地雷达技术预测粉砂质黏壤土表层土壤含水量是可行的;与低频探地雷达技术相比,高频探地雷达技术能够高精度探测表层土壤含水量。     

引黄灌溉耕作对土壤团聚体有机碳的影响

为研究灌溉耕作影响下土壤团聚体及有机碳的特征情况,以宁夏引黄灌区为研究对象,选取对照土壤与耕作土壤,通过干、湿筛结合的方法,得到大团聚体(2mm)、中间团聚体(2~0.25mm)、微团聚体(0.25~0.053mm)和粉+黏团聚体(0.053mm),并测定团聚体有机碳含量,分析团聚体有机碳与总有机碳之间的关系。结果表明,灌溉耕作对团聚体分布具有极显著影响(P0.01),其中大团聚体和中间团聚体质量分数上升,微团聚体和粉+黏团聚体质量分数下降,灌溉土壤团聚体分布趋势为微团聚体粉+黏团聚体中间团聚体大团聚体。经灌溉耕作后土壤团聚体稳定性大于对照土壤,不同类型的灌溉土壤稳定性基本一致,对照土壤间差异明显。除0.053mm外,团聚体有机碳分布在经过灌溉耕作后有显著性差异(P0.05),团聚体有机碳分布随粒级大小基本呈"V"形分布。团聚体有机碳含量均表现出灌溉土壤高于对照土壤,其中灌溉土壤中灌淤土和潮土团聚体有机碳总量较高。未受人为灌溉耕作影响的自然土壤团聚体有机碳与总有机碳间具有显著的正相关性,土壤总有机碳增加主要依赖0.053mm团聚体有机碳增加。引黄灌溉耕作有利于增加大粒级团聚体的比例,提升团聚体稳定,显著增加有机碳含量。     

基于CA-Markov模型的土地利用景观格局预测研究

土地利用景观格局分析及预测,对平衡经济发展和生态保护、实现土地可持续生态利用和保护管理具有重要意义。本文以江西省抚州市东乡县为例,利用2005年和2015年两期遥感影像,获取东乡县土地利用类型转化数据,结合景观生态学研究了东乡县近10年的土地利用景观格局变化特征;运用CA-Markov模型对土地利用变化过程进行模拟,预测和分析了东乡县未来10年土地利用景观格局特征。结果表明:东乡县在过去10年建设用地、耕地分别增加了71.82、10.76 km~2,水域、林地和未利用地相应减少,减少幅度顺序为未利用地水域林地;各景观斑块分布均匀,景观多样性增加;景观形状趋于简单,相互之间连通性降低、关系变弱。人类经济活动及土地利用政策对东乡县景观格局有显著影响。到2025年东乡县建设用地将增加68.72 km~2,水域、林地和未利用地仍将不断减少,但耕地有所增加;景观斑块数增加,形状略趋复杂;景观异质程度提高,有向多样化、均匀化发展的变化趋势。总体来说,东乡县景观格局正逐步朝着稳定、均匀和多样的方向发展,但仍需加大力度保护和增加耕地资源,控制和合理规划建设用地,维持生态环境平衡。     

近25年来典型红壤区土壤pH变化特征——以江西省余江县为例

近些年中国南方红壤区土壤酸化问题的受关注程度有所下降,但酸化一直是红壤生态系统面临的主要问题之一,查明土壤pH时空演变特征对该地区制定合理高效的农业和环境管理措施具有重要意义。基于江西省余江县1982年和2007年的土壤采样数据,分析了全县两个采样时期的土壤pH空间分布格局及近25年来的演变趋势。结果表明,余江县土壤pH已由1982年的5.66,降至2007年的4.74。从土壤类型来看,潮土的pH下降幅度最大,达到1.02,水稻土和红壤的下降幅度较为接近,分别为0.89和0.88;从土地利用方式来看,林地和水田pH降幅分别为1.00和0.92,旱地降幅为0.82。从全县范围来看,绝大部分地区土壤pH出现大幅下降,中北部和西南部的部分地区下降幅度较突出;相对于1982年,2007年土壤pH降幅分别以0.8～1.2和0.4～0.8区间为主,分别占全县面积的73.82%和15.46%;全县土壤1982年以微酸等级为主,而2007年除全县近13.0%的区域土壤已成为强酸土壤外,其余大部分地区土壤也已接近强酸等级。可见,自全国第二次土壤普查以来近25年间,余江全县及各土壤类型和土地利用方式的土壤pH大幅下降,土壤酸化形势严峻,亟需采取相应措施加以应对。     

土壤肥力质量与施氮量对小麦氮肥利用效率的综合定量关系研究

耕地土壤肥力及施氮量对于小麦产量和氮肥利用率均具有重要影响,但它们综合影响的定量关系及相对贡献率并不清楚。在太湖流域常熟市研究区,通过设置不同土壤肥力与施氮量的小麦田间试验,研究施氮量、土壤肥力综合质量指数对小麦产量和氮肥利用率的影响,并利用多元回归方法拟合他们之间的定量关系方程,分析揭示施氮量与土壤肥力综合质量指数对小麦产量和氮肥利用率综合影响的相对贡献率。结果表明,提升施氮量和土壤肥力综合质量指数,有利于增加小麦产量,但不利于小麦氮肥利用率提升;土壤肥力综合质量指数对小麦产量和氮肥利用率的影响大于施氮量,两者对产量和氮肥利用率的相对贡献率比值分别为1.09∶1和1.32∶1。表明通过提升土壤综合肥力、削减氮肥施用量,达到粮食与生态双重安全目标,培育和提升耕地土壤质量显得更为基本和重要。     

引黄灌淤耕作对剖面土壤有机质组分构成的影响

土壤有机质组分构成是影响土壤有机碳库稳定性最直接的原因。为研究灌溉耕作对不同组分土壤有机质含量变化产生的影响,以宁夏引黄灌区为研究对象,通过密度分组方法,测定并分析土壤轻组和重组有机碳含量的变化。结果表明,经过不同时间的引黄灌溉耕作后,土壤轻组和重组有机质含量增加,但是不同组分,其变化量之间存在差异。在剖面深度上,土壤轻组和重组有机质含量及其增加量均随土层深度的增加而降低,表层土壤轻组和重组有机质增加最显著,土壤有机质组分含量的变化受土壤类型的影响明显。与未受灌溉耕作影响的自然土壤相比,灌溉土壤0~60 cm深度内轻组有机质与总有机质间的相关性增强,而且这种相关性随土层深度增加而减弱;自然土壤和灌溉土壤剖面各层次重组有机质与总有机质间均有极强的相关性,说明重组有机质是土壤有机质最为重要的组分,但轻组有机质对灌溉耕作的响应更加敏感,重组有机质较轻组有机质具有更好的固碳效果。     

低丘纸壤区不同土地利用方式的C值及可持续性评价

用人工模拟降雨仪研究低丘红壤区不同土地利用方式下植被覆盖与管理因子C值，并应用C值对土地利用方式的可持续性进行分析评价，结果表明，合理的土地利用方式，必须有利于降低C值，提高土壤渗透率，增强土壤蓄水力，以达到减少水土流失和提高经济效益的双重目的。     

基于1∶5万数据库研究土壤空间分异及其影响因素——以江苏省无锡和常州市为例

土壤数据库在土壤学研究工作中作为一种存储、分析工具的重要性是不言而喻的。本研究利用ArcGIS和Visual FoxPro建立了包括8 830个图斑、269个土壤剖面数据的无锡和常州市1∶5万土壤数据库,根据“土壤质量演变规律与持续利用‘973’项目”的土壤肥力质量指标(pH、速效磷和速效钾)和全国养分分级标准(全氮)编制出土壤表层(0~15 cm)pH、全氮、速效磷和速效钾的空间分异图,从中表明pH 1~2级的土壤占整个研究区面积90%左右;土壤养分全氮、速效磷和速效钾的空间分布有明显共同特征—太平田区养分含量要显著高于其他地区。对不同母质和不同土壤类型(亚类级别)间的土壤表层容重、粘粒、pH、有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾进行了方差分析,结果显示,除全氮之外,其他属性均有显著差异。在1∶5万尺度范围内,成土母质对pH、容重、全磷、有机质和速效钾起到主导作用,土壤类型对pH起到主导作用,成土母质对土壤属性的影响程度要大于土壤类型。     

土壤有机碳的剖面分布特征及其密度的估算方法研究——以我国东北地区为例

土壤有机碳(C)库在全球变化研究中具有极其重要的地位,而土壤剖面中有机C分布特征及估算方法是精确计算土壤有机C库的前提。本文收集了《中国土种志》和东北3省土种志中有关的土壤剖面属性数据,建立以土壤有机C为主体的数据库,讨论了土壤剖面有机C的分布特征及土壤剖面不同分类单元下土壤有机C的估算方法,为合理和准确地估算土壤有机C密度及土壤有机C库提供科学依据。