土壤类型和树种对根际土丛枝菌根真菌群落及其根系侵染率的影响

为合理利用丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza,AM)真菌促进喀斯特退化土地植被恢复,采用形态学方法研究了土壤类型(石灰土和黄壤)和宿主植物种类(紫弹树(Celtis biondii Pamp)、红锥(Castanopsis hystrix)和单性木兰(Kmeria septentrionalis Dandy))对AM真菌群落结构的影响。研究共分离鉴定了2属14种AM真菌,其中幼套球囊霉(Glomus etunicatum)是石灰土和黄壤共有的优势种,石灰土特有的AM真菌包括地球囊霉(G.geosporum)、白色球囊霉(G.albidum)、双型球囊霉(G.ambisporum)、象牙白球囊霉(G.eburneum)和细凹无梗囊霉(G.scrobiculata),而波状无梗囊霉(A.undulata)是黄壤特有的AM真菌。土壤类型对AM真菌孢子密度,Shannon多样性指数以及侵染率具有显著影响;宿主植物种类与AM真菌Shannon多样性指数呈显著相关。石灰土紫弹树和单性木兰根际土AM真菌孢子丰度显著高于黄壤相同植物的,而红锥无显著差异;石灰土紫弹树和红锥的AM真菌物种丰富度及Shannon多样性指数均高于黄壤同种植物的。土壤类型对AM真菌孢子密度、物种丰富度、Shannon多样性指数和侵染率均有显著影响,对均匀度指数也有显著影响;植物种类对Shannon多样性指数有显著影响,且AM真菌物种丰富度、Shannon多样性指数和侵染率受土壤类型与植物种类交互作用的显著影响;土壤p H和全钾含量对AM真菌群落影响显著。因此,利用AM真菌促进喀斯特植物定植生长与植被恢复过程中,应该考虑喀斯特土壤AM真菌具有区域特异性和物种偏好性。     

广西蔗渣炭和玉米秸秆炭对水体中铵氮的吸附性能与比较

为进一步利用广西大量的农业有机废弃物资源,实现资源和环境效益的最大化,采用恒温振荡吸附方法,研究蔗渣炭和玉米秸秆炭对NH4Cl溶液中铵氮的等温吸附特征、吸附动力学过程,分析吸附时间、初始液浓度、添加量对生物质炭吸附铵氮效果的影响。结果表明,蔗渣炭和玉米秸秆炭对铵氮的吸附平衡时间均为3 h,平衡吸附率分别为39.0%和41.3%。生物质炭对铵氮的吸附率随添加量的增加而增加,但单位吸附量随添加量的增加而减少。对铵氮的吸附符合Langmuir方程和Freundlich方程,蔗渣炭和玉米秸秆炭对铵氮最大吸附量分别为2.50mg/g和2.88 mg/g。总体上,玉米秸秆炭对溶液中铵氮的吸附性能优于蔗渣炭。     

洞庭湖区不同土地利用方式耕作土壤氮素含量与循环

通过对洞庭湖典型地区的密集采样分析和农户调查,研究了4种利用方式耕作土壤全N、微生物生物量氮(MB-N)含量、两者关系和N素循环特征。结果表明:耕作土壤全N、MB-N含量平均值为3.00±0.48g/kg和101.4±49.2mg/kg。双季稻、一季稻、水田旱作和旱地全N平均含量依次为3.12±0.40g/kg、3.03±0.39g/kg、2.79±0.43g/kg2、.10±0.46g/kg。4种利用方式的MB-N含量分别为124.0±56.6mg/kg、96.4±39.2mg/kg、108.0±48.6mg/kg、75.2±30.5mg/kg。除水田旱作外,MB-N与全N之间存在极显著的正相关关系(P<0.01)。土壤N素盈余量依次为双季稻(105.0kg/hm2.a)>一季稻(75.1kg/hm2.a)>水田旱作油菜(64.5kg/hm2.a)>旱地苎麻(51.9kg/hm2.a)。     

荒坡地新建果园作物问种模式生态结构及功能研究

通过分析荒坡地新建果园5种优化模式的生态结构和功能表明,随重复种植的增加,5种间种模式土壤的有机质年均增加5％～20％,全N年增加7％～40％,全P年增加8％～70％,全K年增加15％～80％;顺坡垦植的土地水土流失严重,土壤侵蚀和地表径流第1年平均达1415.2t/km~2和790.7m~3/hm~2,花生-秋大豆水土保持最好,其次为春大豆-秋大豆、西红柿-白菜和辣椒-西红柿,其土壤平均侵蚀量和地表径流量与对照相比分别降低44.19％、38.24％、39.52％、37.56％和22.40％、9.28％、24.11％、21.16％。5种模式中辣椒-西红柿生物量最高,年均达10.028万kg/hm~2,其次是花生-秋大豆,年均达7.703万kg/hm~2,西红柿-白菜的生产力最高,达1.539万kg/hm~2,其次是辣椒-西红柿,达1.380万kg/hm~2;辣椒-西红柿投能效率最高,年均达2.96,其次为花生-秋大豆、西红柿-白菜、春大豆-秋大豆和早稻-红萝卜,分别为2.08、2.01、2.00和0.96,与对照相比辣椒-西红柿产出能最高,其次为花生-秋大豆、春大豆-秋大豆、西红柿-白菜和早稻-红萝卡,分别提高614.77％、433.01％、390.39％、316.07％和133.24％。     

典型红壤丘陵区土壤氮素含量及其分布的演变规律

通过对湖南省桃源县典型区域高密度采样分析和历史资料调研,探明了红壤丘陵区不同土地利用类型13年来(19902～2003)土壤氮素含量及其分布的变化:1)典型区域2003年的稻田氮素含量为1.94±0.02.g/kg,比1990年提高4.9%,主要分布区间由1990年的1.25～2.00.g/kg(分布频率为59.1%,下同)上升到2003年的1.50～2.25g/kg(77.1%),曲线图上呈近似正态分布向右偏态分布的演变趋势;2)旱土2003年的氮素含量为1.57±0.14.g/kg,比1990年提高18.0%,1990和2003年主要分布区间都为0.75～1.50.g/kg(58.2%～58.8%),但2003年分布在1.50～2.00.g/kg区间的频率为33.6%,比1990年的高出12.7个百分点,曲线图上由呈现左偏态分布向正态分布的演变趋势;3)以坡地橘园为主的林果地,2003年的氮素含量为1.15±0.02.g/kg,比1990年提高9.5%,两者的主要分布区间虽然均在0.75～1.50.g/kg之间,但2003年在此区间的分布频率为88.0%,比1990年的高出10.2个百分点,其演变趋势与稻田的基本一致;4)整个采样调研区域农业用地的土壤氮素含量,2003年的为1.58±0.03g/kg,比1990年提高3.3%。这表明在当前的施肥方式与经营管理条件下,红壤丘陵区农业用地的土壤氮素含量稳定并有增加的趋势。     

红壤积水入渗及土壤水分再分布规律室内模拟试验研究

利用室内模拟土柱试验研究了红壤积水入渗及土壤水分再分布规律。结果表明:入渗过程中湿润锋距离、累积入渗量与时间的平方根呈线性关系,湿润锋运移速率与时间呈乘幂关系,而入渗率与时间平方根的倒数呈线性关系;再分布过程中,在隔绝蒸发条件下,土壤含水量随土层深度的增加而下降,同一深度土层含水量则随时间推移而下降。无论在隔绝蒸发还是在自然蒸发条件下,短期内土壤水吸力有随土层深度的增加呈先下降后升高的趋势,而同一深度土层水吸力则随时间的推移而升高;土壤初始含水量对水分的入渗及再分布有较大影响,初始含水量较低时,水分入渗较快,而水分再分布则较慢。     

土壤改良剂对喀斯特地区土壤养分水平运移的阻控效应

为筛选出一种或者组合材料作为喀斯特地区土壤改良剂,达到既能改良土壤,又能有效降低土壤养分流失的风险,研究了不同材料对溶液中养分的吸附特性以及室内模拟添加到喀斯特地区土壤后对土壤养分地表流失的影响。结果表明:9 900 g土、9 900 g土+3%甘蔗渣炭297 g、9 900 g土+3%玉米秸秆炭297 g、9 900 g土+3%甘蔗渣炭297 g+2%沸石198 g+2%粉煤灰198 g、9 900 g土+3%玉米秸秆炭297 g+2%沸石198 g+2%粉煤灰198 g处理硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾养分地表流失量之和分别为625.42、614.51、558.47、411.24、391.80 mg。所有实验处理均能降低养分地表流失总量,增加沸石及粉煤灰施用量有望进一步降低流失量。与对照相比,各处理均能减少总养分流失,增加沸石和粉煤灰的利用,有利于减少养分流失。养分吸附特征与养分种类和吸附材料直接相关。改良剂填充柱对养分的去除效果显示,沸石和粉煤灰组合表现出了较好的效果,有望降低喀斯特地区土壤养分经落水洞的流失。     

土地利用对亚热带红壤区典型景观单元土壤溶解有机碳含量的影响

 【目的】在亚热带典型景观尺度上系统分析土地利用方式对土壤溶解有机碳（DOC）含量的影响。【方法】分别以广西肯福和湖南盘塘作为亚热带红壤低山与红壤丘陵典型景观单元，对两个景观单元进行密集采样（0～20 cm）分析。【结果】红壤低山和红壤丘陵景观单元土壤DOC的平均含量分别为（159.2±75.8） mg•kg-1和（90.035.4） mg•kg-1，其中低含量样本均以稻田土壤为主，其平均值分别为（46.7±14.9） mg•kg-1和（68.023.1）mg•kg-1。高含量样本以旱地、果园和林地土壤为主，红壤低山景观单元旱地、果园和林地土壤DOC含量分别比稻田土壤高271%、278%和315%，红壤丘陵景观单元比稻田土壤高37%、69%和77%。土壤溶解有机碳与土壤总有机碳的比值（DOC/TOC）显示，两个景观单元稻田土壤DOC/TOC值（0.24%和0.44%）亦明显低于其它利用方式土壤（0.90%～1.50%）。【结论】土地利用方式影响土壤DOC含量，同一景观单元长期处于淹水条件下的稻田土壤DOC含量明显低于旱作土壤（如旱地和果园），林地开垦为旱地或果园后土壤DOC含量降低。同时土壤DOC含量存在区域差异，位于亚热带南部的红壤低山景观单元土壤DOC的含量明显高于北部的红壤丘陵景观单元。     

稻草易地还土对丘陵红壤团聚体碳氮分布的影响

利用新垦坡地、熟化旱地两个定位试验的典型处理(不施肥、化肥、稻草 NP),研究稻草易地还土对丘陵红壤水稳定性大团聚体(>0.25 mm)内碳、氮分布的影响。结果表明,稻草易地还土提高了土壤大团聚体含量;团聚体粒径越大,有机碳和全氮的含量越高;与对照相比,稻草易地还土提高大团聚体内的有机碳含量10.1%~78.5%、全氮含量9.4%~63.6%(p<0.05),同时也显著提高二者在较大粒径(1~2 mm,2~5 mm)团聚体内的分配比例;与化肥处理相比,稻草易地还土提高>0.5 mm各粒级大团聚体内的有机碳含量6.5%~46.1%,也提高了0.5~1 mm,1~2 mm,2~5 mm团聚体内的全氮含量8.7%~16.1%(p<0.05)。水稳定性大团聚体对土壤碳、氮具有强富集和物理保护作用;稻草易地还土提高水稳定性大团聚体内碳、氮的含量和分配比例,是改良丘陵红壤结构、提高并协调土壤肥力的有效保育措施。     

喀斯特洼地表层土壤水分的空间异质性及其尺度效应

空间变异及其尺度问题在土壤学、地理学、水文学和生态学中均处于十分重要的地位,是当前研究热点之一[1~5]。变异结果使得不同景观斑块间的交换过程在从田块到流域的不同空间尺度上产生[6]。因此要实现景观生态过程中的尺度转换,关键是从实测到预测模型的复杂转变[7,8]。在土壤学研究中,观测尺度和模型尺度均包含尺度的三因素,即采样间隔、采样幅度和支撑效应,这三个因素是界定观测或模型空间尺度的必要条件[3]。而随采样尺度变化,土壤水分的表观变异与真实变异出现偏差,这种偏差是观测尺度的函数,可以采用地统计学中的半变异函数进行有效地尺度转化[9]。国内外学者对土壤水分的空间尺度问题作了大量研究。Bl sch