贡嘎山海螺沟冰川退缩区土壤序列矿物组成变化

阐明土壤中矿物随时间变化的机制是理解矿物风化和土壤发育的基础。利用X射线衍射法对贡嘎山海螺沟冰川退缩区土壤矿物组成随成土作用时间变化进行了定量分析。结果表明,冰川退缩区成土母质的矿物组成同质性较高,以硅酸盐矿物为主(约90%),包括:斜长石(28.5%)、石英(24.5%)、黑云母、钾长石、普通辉石、角闪石、绿泥石、蛭石;并有少量碳酸盐矿物,如方解石(8%)、白云石(2.3%);以及磷酸盐矿物磷灰石(2.1%)。退缩区土壤的矿物组成总体呈新发育土壤特征,随着成土年龄的增加,方解石逐渐被风化成为草酸钙石,角闪石、黑云母、磷灰石和绿泥石含量逐渐降低,长英质矿物的相对含量有所增加。成土作用中矿物组成的变化受植被原生演替和土壤p H的影响,快速发育的植被导致土壤p H迅速降低,风化程度增强。     

淋溶过程对亚高山针叶林土壤碳、氮海拔分布特征的影响

为揭示淋溶过程在山地养分循环中的重要作用,研究了贡嘎山东坡海拔2 600～3 200 m针叶林土壤碳(C)、氮(N)的海拔分布特征,分析了不同海拔4个样点的针叶林土壤C、N含量及碳氮比(C/N),并结合其他土壤物理、化学和生物指标探讨了淋溶过程对土壤C、N海拔分布特征的影响。结果显示:分解强烈的凋落物层(O_H层)的C、N含量和碳氮比(C/N)随海拔升高有降低趋势。由于凋落物碳(C_(lit))含量分别与O_H层C、N含量显著正相关(P0.05),因此,O_H层C、N海拔分布特征主要由C_(lit)输入量控制。与O_H层相比,矿质土层(A、B和C层)中C、N含量及C/N并未发现明显的梯度变化趋势。A层C、N含量在2 781 m样点较低,而B和C层C、N含量均在2 781 m样点最高。天然降雨中C、N含量明显低于壤中流中C、N含量,展现了淋溶作用对C、N空间分布的影响。上述结果表明,淋溶过程对西南亚高山针叶林土壤C、N空间分布格局具有不可忽略的影响。     

贡嘎山东坡亚高山土壤生物有效磷的时空分异

采用湿化学浸提法测定了贡嘎山东坡亚高山带不同海拔(2 628 m、2 781 m、3 044 m和3210m)峨眉冷杉林的土壤生物有效磷(Bio-PL)含量,并利用原位树脂袋包埋法测定了土壤生物有效磷(Bio-PS)供给量,以阐明土壤生物有效磷的垂直分异和季节变化特征及其主要影响因素。研究发现:(1)土壤Bio-PL库及Bio-PS均随海拔升高呈增大趋势,低海拔地区生物有效磷因淋溶大量流失是形成这种梯度变化的主要原因。(2)随土层深度增加,Bio-PL库及Bio-PS显著降低,有机质层(O层)Bio-PL库约占土壤剖面的75%且该层的Bio-PS全年均为正值。O层中较高的有机磷含量和较强的磷酸酶活性是O层生物有效磷富集的重要原因。(3)2 781 m样点O层Bio-PS在9月最高,而3 044 m和3 210 m样点的Bio-PS在6月和9月出现两个高值。各样点矿质土层的Bio-PS全年多低于0,在8月时最低。Bio-PS的季节变化主要受生物吸收及径流流失控制。     

绰墩遗址新石器时期水稻田、古水稻土剖面、植硅体和炭化稻形态特征的研究

绰墩遗址第六次发掘的300 m2范围内出土22块古田块,通过对其田埂、灌排系统(水口、水沟、水井)等结构特征的观察研究,对古田块和水沟中出土的灌溉用具——陶罐和陶盆碎片的鉴定是属于马家滨文化时期的器物;从田块表土层中淘洗出大量的炭化稻粒,每克土壤中检测到有上万至十余万颗水稻植硅体,这些结果证明所发现的田块是马家滨时期的灌溉稻田。对出土的炭化稻粒和土壤有机质的14C定年结果表明其年龄分别为5 907 a BP和6 280 a BP,是新石器即晚马家滨文化时期的水稻文明。对在遗址挖掘的两个整段剖面(P-01和P-03)的研究发现,P-01剖面上42~103 cm层位埋藏有马桥文化-商朝初期(3 320 a BP)和在103~200 cm层位埋藏有马家滨时期(6 280 a BP)的两个古水稻土剖面,这一结果佐证了前人关于8 000年来长江三角洲地区曾有过几次大的洪水泛滥而使人类耕作活动中断的气候变化事件的结论。然而距P-01仅15 m的P-03整段剖面上仅出现了马桥-商朝初期的古水稻土剖面(40~100 cm),未发现马家滨时期古水稻土剖面(100~200 cm),说明当时的生产力非常低下,仅能利用低洼平坦的地方种稻,稍高一点的居住点附近的坡地就无法改成梯田种植水稻了。这两个埋藏的古水稻土剖面均已经发育了水稻土的明显特征。对出土炭化稻粒的形态学研究表明,外型多为椭圆形,长宽比的变异较大,稃面有方格凹陷结构、周边有稃毛,顶端残留有稻芒的基部,基部有护颖而没有小梗,"钝形"的双峰乳突、浅平的凹陷乳沟等均显示其为人工栽培的粳型水稻。结果与丁颖20世纪50年代在黄河流域发现的汉代的炭化稻粒的特征是吻合的,从而支持了关于"我国长江流域与黄河流域古代最早栽培的水稻都是粳稻品种"的论点。     

土壤类型对优先流路径和磷形态影响的定量评价

以中国贡嘎山由青灰色砂质冰水堆积物发育而成的疏松岩性土壤和德国厄尔士山渍水土壤优先流路径为研究对象,通过野外染色示踪试验和改进的Hedley磷形态提取法,使用优先流染色面积比和优先流程度评价指数定量评价不同类型土壤的优先流程度,通过相关关系分析进一步揭示不同土壤类型中优先流路径对磷形态分布的影响。结果表明:贡嘎山和厄尔士山优先流图片总染色面积比分别为31%和52%,厄尔士山渍水土优先流比贡嘎山疏松岩性土发育较好。贡嘎山疏松岩性土壤优先流发育程度与潜在生物可利用无机磷和有机磷贡献率显著正相关,而即时生物有效无机磷和磷灰石磷与厄尔士山渍水土壤优先流发育程度显著正相关。土壤类型影响优先流路径分布和土壤磷形态分布,从而影响土壤磷赋存状况和下游水质安全。