黄土高原小流域土壤总碳分布与储量研究

以位于黄土高原典型沟壑区的砖窑沟流域为研究区,通过对流域内土壤分层取样分析,运用地统计学方法探讨了流域土壤总碳的空间分布特征,并在运用Kriging插值法生成流域土壤总碳含量空间分布图的基础上,通过构建土壤碳储量估算模型,估算出流域土壤总碳储量。结果表明,砖窑沟流域土壤总碳含量总体上随着深度增加而减少,同一深度层内土壤总碳含量沿梁峁顶部→梁峁坡→沟坝地依次减少;流域内0—100 cm深度内土壤总碳储量占0—200 cm深度内土壤总碳储量的51.8%。100—200 cm深度的土壤碳储量在0—200 cm深总碳储量中仍占较大比重。因此,在研究黄土高原土壤碳储量时,100 cm深度以下的土壤碳储量不容忽视。     

不同耕作年限水稻土土壤颗粒的体积分形特征研究

应用基于土壤颗粒体积分布确定土壤颗粒大小分布分形维数的方法,对浙江慈溪耕作年限分别为50、100、500、700、1000和2000年的水稻土土壤颗粒体积分形特征进行了研究.结果表明:同基于土壤颗粒质量分布的分形维数相比,基于土壤颗粒体积分布的分形维数计算不需要密度假设,更具有合理性.不同年限水稻土的土壤颗粒大小分布能被体积分形模型显著拟合(p＜0.01).土壤颗粒体积分形维数与黏粒的体积百分含量之间呈显著正相关(p＜0.01),与粉粒和砂粒的体积百分含量之间呈显著负相关(p＜0.01),其中与黏粒含量关系最为密切.耕作年限对水稻土土壤颗粒的体积分形维数和分形模型的拟合度均有一定影响.与50 ～ 500年水稻土相比,700 ～ 2000年水稻土剖面中土壤颗粒体积分形维数的变异性和均值较高,但其拟合决定系数则较低;耕作年限会对水稻土剖面中黏粒的含量和分布产生影响,进而影响到剖面土壤的颗粒体积分形特征;对于同一质地类型的土壤,耕作年限越长,分形维数越高.     

亚热带区域几种典型人工林生态系统林地土壤质量评价

针对不同经营模式对林地土壤的物理性质、化学性质和生物学性质的影响,采用主成分分析方法直观定量地研究了亚热带区域几种典型人工林生态系统林地的土壤质量指数和土壤退化指数,揭示了土壤质量指数之间的相关性和差异性、以及土壤退化指数之间的相关性和差异性,并很好地识别出了土壤质量指数和土壤退化指数的主要成分。分析结果基本上反映了不同生态类型林地土壤质量状况,主成分分析土壤质量指数得分以常绿阔叶林最高,其次是混交林和阔叶纯林,连栽杉木纯林最低;主成分分析土壤退化指数表明,与次生常绿阔叶林比较,其中连栽杉木纯林退化幅度最大,而混交林和阔叶纯林次之。从而对其林地土壤质量进行了准确评价,为杉木人工林的可持续利用提供直接依据,并为亚热带区域人工林生态系统林地土壤质量评价提供参考。     

基于PLUS-InVEST模型的福建省土地利用变化与碳储量评估

[目的]福建省森林覆盖率高达66.8%,是我国森林覆盖率排名第1的省份。探讨福建省土地利用变化对碳储量时空变化的影响是探寻社会发展和生态保护平衡点的理论基础。[方法]基于PLUS模型和InVEST模型碳储量模块,揭示2000—2020年全省碳储量时空变化特征与土地利用类型之间的关系,并从自然发展、生态保护和城镇发展3种情景预测2020—2030年福建省碳储量时空变化。[结果] 2000年、2010年和2020年研究区的总碳储量分别为214.77×10⁷,214.51×10⁷,212.93×10⁷ t,呈逐年下降趋势。人类活动对土地的开发和改造是导致碳储量变化的主导因素,大面积的耕地和林地转变为建设用地是导致碳储量降低的直接原因。预测结果认为,与2020年相比,2030年自然发展、生态保护和城镇发展情景下碳储量分别减少1.47×10⁷ t,增加0.17×10⁷ t,减少1.85×10⁷ t。生态保护情景是唯一逆转碳储量下降的发展情景,该情景与2020年相比,...     

苏北海涂围垦区表层土壤体积质量的空间异质性研究

针对不当开发利用导致滩涂土壤理化性质恶化的现实状况,以苏北海涂围垦区为研究区域,应用地统计学方法研究了表土层体积质量这一物理性质的空间异质性.结果表明:研究区表层土壤表现出紧实趋势,各植被类型下表土层体积质量均为弱变异强度;表土层体积质量的分布总体表现为各向同性,较好地符合指数模型;受结构性因素与随机性因素共同作用,表土层体积质量表现为中等空间相关性.Moran's I系数分析表明,表土层体积质量呈较弱的相关关系,随机性因素是引起其空间异质性的关键原因.水稻种植区表土层体积质量要明显高于棉花种植区,其空间分布格局不仅与土地利用方式差异密切相关,土壤质地差异也是较为重要的因素.该研究为海涂围垦区中、低产地及障碍土壤的合理利用与科学管理提供一定的参考依据.     

亚热带典型地区土壤全氮和地形、母岩的关系研究--以江西省兴国县为例

土壤具有内在的空间变异性,加上缺乏充足的数据,因而估算土壤全氮含量的空间分布比较困难。本次研究根据兴国县151个样点数据,揭示全氮(TN)含量的空间分布特征,分析TN和地形因子的相关关系,应用线性回归分析,建立回归模型。结果表明:表层土壤中TN含量平均值为1.06g/kg,千枚岩发育的土壤中TN的平均含量最高,为1.35g/kg;砂页岩发育的土壤中TN的平均含量最低,为0.88g/kg。空间分布上:TN含量在0.5～1.0g/kg的面积最大,为1583.7km2,TN含量在2.0g/kg以上的面积最小,为126.7km2。地形变量中坡向对土壤TN含量影响最大,TN含量和母岩、海拔、坡向存在着正相关关系,坡度和TN含量的相关关系不明显。利用线性回归模型,可以预测TN含量的空间分布。     

太湖地区典型水稻土大时间尺度下的肥力质量演变

2004年通过调查与第2次土壤普查(1982年)相对应地块的土壤性状,对太湖流域江苏省武进地区典型水稻土土壤肥力变化趋势及原因进行分析.结果表明:从1982年到2004年,该研究区主要的6类水稻土共198个取样点的有机质、全氮、速效磷、速效钾显著上升,而pH和CEC显著下降.各亚类水稻土,除小粉土和沙土肥力质量指数有较大幅度提高外,其他类型水稻土肥力质量指数增加不大.各亚类水稻土土壤肥力单因子质量指数变化趋向一致,即1982年各亚类土壤速效钾的单因子质量为最低,其中速效钾单质量指数最小的小粉土为1.48;2004年pH值的质量指数则为最小值,其中pH质量指数最小的白土仅为1.73;同时,各水稻土CEC单质量指数由第2次土壤普查时的2.91～3.0显著下降为2004年的2.14～2.93.因此土壤酸化并伴随盐基离子的淋失是限制研究区水稻土土壤肥力质量的关键因素.     

长期复种绿肥下光合碳在水稻-土壤系统中的分配与稳定

冬季复种绿肥是我国南方稻区传统的培肥增产模式,探究长期冬种绿肥下光合碳在水稻-土壤系统中的分配规律,对深入解析稻田土壤碳循环、充分发挥绿肥的生态功能具有重要意义。基于稻-稻-绿肥复种长期定位试验（38年）,针对稻-稻-紫云英、稻-稻-油菜和稻-稻-休闲三种处理,采用13C-CO2脉冲标记技术,研究长期冬季复种绿肥下光合碳在早稻季分蘖期水稻-土壤系统中的分配特征。结果表明,与冬季休闲处理相比,复种紫云英和油菜处理使早稻地上部13C-光合碳积累量每穴分别增加19.9 mg和80.6 mg;复种紫云英处理使早稻地下部13C-光合碳积累量每穴降低2.7 mg,而复种油菜处理对早稻地下部13C-光合碳积累量无显著影响。同时,冬季复种紫云英和油菜减少了早稻13C-光合碳向土壤的分配,积累量每穴分别降低7.6 mg和7.8 mg;复种紫云英处理对水稻13C-光合碳在土壤颗粒有机碳（POC）和矿物结合态有机碳的分配比例无显著影响,复种油菜处理促进了水稻13C-光合碳向土壤POC中的分配,使13C-POC的占比增加35.3%。综上,长期复种绿肥促进了水稻分蘖期光合碳在水稻-土壤系统中的积累,与冬季休闲处理相比,冬季复种绿肥使光合碳在水稻-土壤系统中积累量增加3.7%~28.0%;增加了光合碳向水稻地上部的分配,减少了其向水稻地下部及土壤中的分配比例;且复种油菜处理减弱了土壤中水稻光合碳的稳定性;从增加有机碳总量和光合碳稳定性的角度可知,复种紫云英是相对较好的一种冬季复种绿肥模式。     

《中国灌溉稻田起源与演变及相关古今水稻土的质量》评述

正我国水稻栽培已有七千多年的历史,大约距今1万年前后,居住在我国长江中下游、珠江流域一带的先民就完成了野生稻驯化为栽培稻的实践,逐步开发了水稻栽培和稻米主食。水稻土是中国重要的土地资源,也是面积最大、分布最广的耕地土壤类型。目前,中国水稻种植面积3 300多万hm~2,占     

北京山区生物多样性分析与碳储量评估

基于森林资源二类调查数据,应用InVEST模型对北京山区生物多样性和碳储量进行了评估和估算,并讨论了二者之间的相互关系。结果表明,在所有森林生态类型中,单位面积生物多样性得分最高的是天然桦树林,为0.76;得分最小是人工油松林,为0.49。北京山区总碳储量为49 193 742t,总碳储量最大的是人工经济林,为10 402 900t;得分最小的是天然针叶林,为423 132t。各森林类型的单位面积平均碳储量均较高。一般来说,生物多样性较大的森林生态类型碳储量也较大,生物多样性与碳储量有一定的相关性,但并不十分明显。     

农田土壤紧实度和容重空间变异性研究

为了揭示长期人为管理与利用过程对于土壤质量的作用与影响,本试验研究了陕西关中地区旱地农田土壤紧实度和容重空间变异特征。研究结果表明:在水平方向上土壤紧实度和容重具有中等变异强度,土壤紧实度和容重以村庄为中心向外逐渐增大;在垂直方向上土壤紧实度和容重同样存在明显的变异性。进一步分析表明,土壤紧实化的水平空间变异特征是人为长期采用就近原则进行有机培肥,对土壤质量产生的作用与影响;而垂直剖面上的差异性则是多年旋耕产生的结果。所以,加强土壤培肥,改善现行耕作制度显得极为重要。     

中国主要土壤类型的土壤容重传递函数研究

由于我国大多数土壤数据库缺失或部分缺失土壤容重数据,利用土壤其他属性来预测土壤容重具有重要意义。我国土壤类型多样,已有的土壤容重传递函数在不同土壤类型中的适用性也值得进一步探讨。本文基于我国现有的土壤数据库,对已有的两种土壤容重传递函数在不同土壤类型(土纲)中的预测精度与适用性进行评估,最后通过SPSS进行回归分析建立我国主要土壤类型最适宜的容重传递函数。研究结果表明,已有的两种土壤容重传递函数应用于部分土壤类型时预测精度不高,但基于土壤系统分类的数据分组后建立的容重传递函数能够明显提高预测精度。新建的容重传递函数对有机土、铁铝土、潜育土、均腐土、富铁土、淋溶土、雏形土、新成土和变性土土壤容重的预测精度较高,但人为土、盐成土和干旱土土壤容重传递函数的预测精度整体偏低,在应用时需要慎重。在利用土壤容重传递函数时一定要注意研究区及适用范围。     

亚热带稻田土壤反硝化动力学参数估算

反硝化作用是土壤氮素损失的重要途径,对反硝化潜势的准确估算是农业精准施肥的必然要求。以亚热带典型红壤稻田土作为研究对象,足量添加外源氮进行室内淹水厌氧培养获取反硝化作用动态,并分别用米氏方程和一级动力学方程对其拟合,最后利用土壤基本理化性质对反硝化动力学参数进行估算。结果表明:米氏方程更适合反硝化动力学拟合,最佳的米氏常数(Km)为35mg/kg;米氏最大速率常数(vmax)与一级动力学速率常数(K)具有显著的相关性(r=0.96, P0.05)。土壤总氮,砂粒和粉粒以及土壤容重对vmax影响最大。利用总氮和粉粒含量作为输入参数估算了vmax,准确度达66%。所构建的参数方程既充分挖掘了土壤基础数据潜能,又能快速地获取土壤反硝化动力学曲线,省时省力。     

棕壤与褐土击实容重对含水量的响应

土壤在农业机械或者夯实压力下,容重会发生变化,其变化的程度受到土壤含水量的影响。为揭示棕壤与褐土受力后容重变化对含水量的响应特征,对土壤在不同的含水量下进行击实试验。结果表明:随着击实能量的增大,棕壤容重迅速增大后趋于稳定,而褐土容重达到稳定状态较慢。两种土壤容重随含水量的变化,因击实次数不同而具有差异性。棕壤容重随含水量增加,总体呈先增大后小幅度减小趋势,但在较低击实次数下,含水量为88.3 g/kg时容重略微减小;褐土容重在击实次数较低时,随土壤含水量增加呈先减小后增大趋势,而在击实次数较高时,呈先减小后增大而后又减小趋势,在含水量136.5 g/kg时出现最大值。含水量与击实能量对土壤击实容重的影响存在差异。在耕作条件(容重≤1.6 g/cm~3)和工程条件(容重1.6g/cm~3)下,影响棕壤击实容重的最主要因素分别为含水量和击实次数,而影响褐土击实容重的最主要因素均为击实次数。在耕作条件下,棕壤击实容重在较低含水量(50 g/kg)下数值较低,且随击实次数增多,容重变化较小;褐土的较小容重出现在较低击实能量范围内(90 kJ/m~3),且受含水量的影响较小。在工程条件下,当棕壤与褐土的含水量为150 g/kg左右时,获得较大容重所需的击实能量最低。     

河北省土壤容重的传递函数研究

由于非破坏性取样测定土壤容重是一项困难、昂贵、费时和不符合实际的工作。为克服这些困难,国外学者已经研究出多种与土壤有机质或有机碳含量和土壤质地有关的传递函数去估计其研究范围内的土壤容重。本文利用河北省第二次土壤普查资料中的土壤有机质和质地数据,对已有的13种土壤传递函数模拟的结果进行对比,确定最佳传递函数形式后,用SPSS统计分析软件进行回归分析,求得适宜河北省土壤容重的传递函数表达式。     

亚热带典型地貌下旱地和水田可溶性有机物化学组成特征

阐明亚热带典型地貌下旱地与水田土壤可溶性有机物(DOM)化学组成差异可为农田土壤DOM稳定性评价提供理论依据。研究采用XAD-8树脂分组和热裂解气质联用仪(Py-GCMS)技术,分析比较休闲期、耕作期亚热带喀斯特山区、丘陵区及平原湖区旱地和水田土壤DOM化学组成特征。结果表明:休闲期,亲、疏水性可溶性有机碳(DOC)含量以水田(10.2、33.4 mg/kg)显著高于旱地(4.15、12.8 mg/kg),耕作期无显著性差异。与休闲期相比,耕作期水田亲、疏水性DOC含量均显著降低,而旱地亲、疏水性组分DOC含量在两个时期间保持相对稳定。休闲期旱地和水田土壤DOM中有机酸相对比例分别为31.9%、35.6%,耕作期显著降至17.9%、20.0%(P0.05)。脂类相对比例趋势与有机酸相反,旱地和水田土壤DOM中脂类相对比例在休闲期分别为55.0%、49.5%,耕作期显著增至70.1%、62.9%(P0.05)。Adonis分析表明,亲、疏水性DOC含量在旱地和水田、休闲期和耕作期差异显著(P0.05);DOM化学组成在不同时期(休闲期和耕作期)及地貌(喀斯特山区和丘陵区、丘陵区和平原湖区)差异显著(P0.05)。Random Forest分析表明,有机酸和脂类参与微生物代谢过程,在休闲期和耕作期差异显著(P0.05);芳香化合物作为DOM稳定性组分,在不同地貌区差异较大(P0.05)。总体上,田间条件下水田DOC比旱地DOC对时期响应更敏感,且土壤DOM中微生物代谢相关组分(有机酸、脂类)和稳定性组分(芳香族化合物)在不同时期及地貌区的差异性不同,这对评价旱地和水田土壤DOM稳定性及土壤有机碳积累具有一定的参考意义。     

长期施肥红壤稻田有机碳演变规律及影响因素

利用1981年起设置的水稻土长期施肥定位试验,分析了CK(不施肥)、N(单施氮肥)、NPK(氮磷钾配施)、NPK2(2倍氮磷钾配施)和NPKM(有机无机肥配施)等施肥措施下土壤有机碳的演变规律及其与作物产量和土壤养分(全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾)的相关性.结果表明:试验30年后,各个处理的土壤有机碳含量均有上升,其中CK、N、NPK、NPK2和NPKM的土壤有机碳在试验30年分别比试验前增加18.95％、17.72％、23.36％、16.92％和32.68％.与CK处理相比,NPK、NPK2和NPKM处理的土壤有机碳平均提高了4.09％、4.03％和25.68％.土壤有机碳含量与水稻产量呈显著相关(P＜0.001),相关系数r为0.410,这说明土壤有机碳含量的增加可以促进水稻增产.土壤有机碳与土壤养分中的碱解氮、速效磷和全磷含量均表现出极显著相关(P＜0.001),相关系数r分别为0.452、0.559和0.487,但是与钾含量相关不显著.这表明:有机无机肥配施可以持续快速提高红壤性水稻土的有机碳含量,同时在有机无机肥配施过程中应适当增施钾肥,从而促进土壤肥力平衡和维持作物高产稳产,实现农业可持续性.     

东北黑土区坡耕地地形因子对土壤水分和容重的影响

以东北黑土区典型坡耕地——海伦市光荣小流域为研究区域,通过田间采集土样,并结合GIS空间分析、常规统计学和地统计学方法,研究了区域坡耕地地形因子对土壤水分和容重的影响。结果表明,坡度对两者的影响最大;高程和坡位的相关性也达显著水平;坡向影响则不显著。坡度表现为与两者均呈显著负相关,高程和坡位则对土壤水分的影响达显著水平,坡向对两者的影响均不显著。地统计学分析结果认为,土壤水分、容重分别为中等程度自相关和强自相关。坡度对土壤水分和容重的影响大于其它地形因子,同时对研究区域的水土流失具有较大的影响。     

潜育化作用对水稻土磷素形态与供磷能力的影响

本文对江汉平原四湖地区几个不同潜育度水稻土剖面的磷素状况及其有效性进行了研究 ,并用张守敬—Jakson无机磷分级法做无机磷分级。结果表明 ,土壤潜育化程度对土壤全磷没有明显的影响 ,对土壤磷素形态及其有效性有明显的影响。随着土壤潜育化程度加重 ,无机磷中的O—P含量有增加趋势 ,其占土壤无机磷的百分数增大 ;土壤有机磷也随之增加 ;但有效磷含量减少。潜育化状况对土壤磷素形态与有效性的影响与土壤有机质和还原状况有关     

不同利用年限的红壤水稻土中重金属元素含量研究

本文介绍了不同利用年限的红壤水稻土中重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的含量变化,利用年限分别为3、10、15、30和80年。研究结果表明,虽然红壤水稻土中不同的重金属元素含量的变化趋势有所差异,但总体上重金属元素含量随利用年限的延长而降低,并可能达到一个相对稳定的水平;施用未经处理的城市垃圾会导致水稻土中某些重金属元素含量明显升高;研究区的水稻土已发生Cd和Cu污染。