贵州喀斯特山区典型土壤氧化铁特征及其与土壤类型分异关系

以贵州省喀斯特山区30个典型土壤剖面为研究对象,采集土样,测定不同形态的氧化铁含量、计算相应的风化度指标,通过分析不同形态氧化铁含量、风化度指标与土壤类型分异的关系,探讨了氧化铁特征对喀斯特山区典型土壤类型分异的指示作用。结果表明:游离氧化铁是区内土壤氧化铁的主要存在形态(26.62～75.99 g kg^-1);绝大部分土壤的铁活化度<30%,游离度≥50%,游离氧化铁≥30 g kg^-1,均处于中期脱硅富铝化阶段;土壤络合态氧化铁及络合度具有较强的空间异质性。按中国土壤发生学分类土壤(亚类)的氧化铁特征,各石灰土亚类不同形态氧化铁含量及其风化度指标(除非晶质氧化铁和络合度外)均存在显著性差异(P <0.05);随着晶质态氧化铁含量及游离度、晶化度增加和活化度减少,土壤风化程度逐渐增加,土壤类型有由棕色石灰土到黄色石灰土再到红色石灰土的演化趋势。按中国土壤系统分类土壤(土纲、土类)的氧化铁特征,各土纲、土类不同形态氧化铁含量及其风化度指标(除晶化度外)均有较大差异;随着晶质态氧化铁含量及游离度、晶胶率增加和活化度减少,土壤风化发育...     

雷州半岛和海南岛北部玄武岩发育土壤的表面电化学性质及其演变

利用采自雷州半岛和海南岛北部不同年代喷发的玄武岩发育的6种土壤,研究了土壤的游离氧化铁、铁的游离度、CEC和土壤胶体动电电位与成土母岩年龄的关系,探讨土壤表面化学性质与成土的时间和空间因素的关系。结果表明:土壤游离铁和铁的游离度与母岩年龄间存在很好的线性相关性,铁的游离度与母岩年龄间的相关性更高,土壤全铁与母岩年龄间没有相关性。土壤CEC随母岩年龄增加而降低,土壤IEP呈相反变化趋势。进一步对2个地区土壤CEC和IEP与岩石年龄进行分析表明,空间因素对这2个地区土壤性质的影响更为明显,尤其对IEP。     

地形对贵州石灰岩分布区土壤属性及土壤类型分布的影响

为认识贵州喀斯特山区土壤属性分异、土壤类型分布与复杂地形条件的关系。以贵州石灰岩分布区32个典型土壤剖面为研究对象,采集不同地形条件下土壤样品,测定土壤物理化学特性,通过分析各地形因子与土壤属性及土壤类型分异的关系,探讨不同地形条件下土壤的分布特征。结果表明：土壤诊断表层有机碳含量、诊断表下层黏粒阳离子交换量（CEC）和游离氧化铁含量分别在不同海拔范围间差异显著（P<0.05）,随着区域海拔的升高,游离氧化铁含量先升高后降低,土壤有机碳含量和黏粒CEC分别在1900 m以下和1400 m以上区域内呈升高态势,富铁土分布与海拔呈负相关关系,多分布于低、中海拔（<1900 m）区域,且随着纬度的升高,分布区域海拔呈降低态势。淋溶土是贵州石灰岩地区分布的主要土壤类型之一（占研究剖面总数的71.87%）,随着坡度的增大,土壤p H、盐基饱和度呈升高趋势,分布钙质湿润淋溶土可能性增大。阳坡发育土壤诊断表层厚度显著小于阴坡,阳坡（南、西南）和半阳坡（东南、西）石灰岩山地利于雏形土发育。坡位是显著影响诊断表层有机碳、诊断表下层黏粒CEC和盐基饱和度的地形因子,但对土壤类型分布影响较小。在...     

淹没–出露条件下三峡水库小江消落带土壤性质变化研究

以2010—2011年间采自三峡水库小江流域不同海拔消落带土壤为材料,研究了淹没前后土壤有机质、磷、氧化铁等性质的变化,以揭示消落带土壤的变化特征及其环境影响。结果表明:小江消落带土壤淹没后,土壤p H、有机质及速效磷、全磷、非晶质铁、游离氧化铁、黏粒含量增加;土壤出露后,监测点各海拔土壤的有机质、速效磷、非晶形铁、游离氧化铁及黏粒含量降低;消落带土壤经过一个"淹没–出露"周期后,双江、高阳监测点海拔170 m和165 m土壤的铁活化度降低,而海拔150 m土壤的铁活化度明显升高,增幅分别达12.4%和94.5%。消落带土壤在经过淹没–出露过程后,磷有累积现象,其环境风险增大,应引起重视。     

海南岛北部玄武岩上土壤发生研究Ⅱ.铁氧化物特征

研究了海南岛北部玄武岩上发育的不同风化成土年代土壤系列的铁氧化物特征。研究表明,随风化成土时间增加,土壤发生过程中形成的游离铁（Fed）以及铁游离度（Fed/Fet）增大,铁活化度（Feo/Fed）降低。穆斯堡尔谱分析显示风化成土时间从9×104a、64×104a至 181× 104a,土壤黏粒中形成的赤铁矿含量占铁氧化物的比例从16％、25％增至 48％。风化成土时间越短,土壤中针铁矿结晶程度越差。X-射线衍射结果表明土壤细土和黏粒中赤铁矿含量与风化成土时间呈正比增加。同时,土壤有磁铁矿含量减少、磁赤铁矿增加的趋势。     

黄土高原淋溶土黏粒、氧化铁与颜色的关系及发生学解释——以山西土系调查的31个黏化层为例

以黄土高原山西省14个淋溶土剖面的31个偏红的黏化层(Bt)为研究对象,分析了其全铁、游离氧化铁、无定形态氧化铁的含量与土壤颜色参数、黏粒含量之间的相关性,并建立了定量关系模型。结果表明:Bt的黏粒含量与氧化铁含量之间呈极显著正相关(P<0.01);颜色的红度与全铁、游离氧化铁和无定形氧化铁含量之间均呈极显著正相关(P<0.01),其中游离氧化铁是最直接的土壤红色"染色剂";其他色调、明度与彩度等颜色参数与土壤全铁、游离氧化铁含量之间亦呈现出显著的相关性,这也间接说明了黏粒含量与土壤颜色具有一定相关性。野外观测发现,某些黏化层结构体表面颜色较结构体内基质颜色更红,证实了在土壤结构体表面氧化铁随着黏粒在土壤空隙中的迁移淀积。黄土高原淋溶土偏红的黏化层多是来自由于土壤侵蚀而出露地表或接近地表的第三纪保德红土和第四纪红黏土,其黏粒含量、土壤颜色等指标均表明第三纪的古气候条件较第四纪更为湿热。     

火山岩海岛土壤硒元素空间分异及富集机制研究——以广西涠洲岛为例

选择广西北海涠洲岛作为研究区，网格化采集涠洲岛表层土壤样品106件、成土母岩16件，对亚热带环境下火山岩海岛土壤硒元素空间分布特征及赋存形态进行研究，并探讨其影响机制。结果表明，涠洲岛表层土壤中全硒自然变化范围为0.005~0.567 mg/kg，平均为0.287 mg/kg，足硒和富硒土壤占全岛总面积的70.87%。涠洲岛表层土壤中硒赋存形态的分布规律为：残渣态（78.06%）>有机结合态（10.58%）>酸溶态（7.76%）>可交换态（2.86%）>水溶态（0.74%）。不同成土母岩的全硒含量有显著差异，全硒含量最高的是火山碎屑岩，其次是玄武岩和含生物碎屑海滩沉积物。成土母岩与其相应土壤中全硒含量变化具有很好的套合性，全硒含量由火山碎屑岩、玄武岩和含生物碎屑海滩沉积物发育的土壤中依次递减。火山岩风化土壤中硒元素的富集主要归因于对火山岩高背景硒含量的继承，同时硒元素在表生演化过程中容易被火山岩土壤中的铁、铝氧化物和有机质（OM）吸附。这种由火山岩风化形成的富硒土壤对海岛土地资源农业开发利用具有积极意义。     

平原区水田改林地后土壤黏土矿物及氧化铁的变化

近年来水田改为林地在我国南方地区非常普遍,为了解这种转变对土壤矿物(黏土矿物和氧化铁)演变的影响,在浙江省平原地区构建了4个水田改林地系列土壤,采用野外调查和室内分析相结合的方法,研究水田改林地后土壤剖面中氧化铁形态和黏土矿物类型的演变规律。结果表明,改林地后,土壤剖面中全铁含量变化不明显,耕作层和犁底层土壤游离氧化铁有轻微增加趋势。改林地15～20 a后,4个系列土壤耕作层活性铁和活化度降幅分别在18.0%～38.4%和24.7%～48.9%;耕作层土壤铁氧化物的晶胶比增幅在0.73倍～1.62倍;耕作层土壤亚铁含量明显下降,降幅最高达95.8%,变异系数达到143.9%;耕作层络合铁降幅在21.3%～36.2%,并与有机质呈极显著正相关(P<0.01)。改林地后,犁底层土壤中绿泥石相对含量及其与高岭石的比值都呈降低趋势,其他黏土矿物相对含量变化规律不明显,土壤有机质显著下降,土壤明显酸化。土壤铁氧化物形态和数量的变化对土壤结构以及土壤重金属的迁移转化等产生重要影响。     

亚热带山地草甸土性态的变异及其在中国土壤系统分类中的地位

为了解我国亚热带地区山地草甸土性态的变化和成土特点,从福建、浙江、江西、安徽、湖南和贵州等省采集了20个代表性山地草甸土剖面,详细观察了土壤剖面形态特征,分析了土壤颗粒组成、有机质、阳离子交换量(CEC)、酸度、氧化铁形态和黏土矿物类型等指标,并从诊断分类的角度探讨了它们在中国土壤系统分类中的地位。结果表明:这一地区的山地草甸土表层有机质积累均非常明显,颜色普遍呈黑色和深褐色,土壤酸化明显,土壤氧化铁游离度多在40%以下,土壤CEC较高。但研究也发现,不同样点之间土壤的土体厚度、剖面构型、黏化状况、有机质垂直分布、氧化铁含量、矿物类型及其诊断层和诊断特性均有较大的差异。土体构型大致有Ah-C、Ah-Bw-C、Ah-Bt-C和Ah-G-C等4类。根据中国土壤系统分类的诊断标准,可把研究的20个剖面归并为均腐土、潜育土、淋溶土、雏形土和新成土等5个土纲,下续分为6个亚纲、10个土类和15个亚类。研究认为,在地理发生分类中笼统地把这些土壤归为一个土类存在边界不明确等问题。     

不同耕种年限红壤性水稻土理化性质的变化特征

以江西省余江县不同种植年限的红壤性水稻土为对象,研究了土壤有机质、pH、阳离子交换量(CEC)、游离氧化铁含量和氧化铁活化度随时间变化趋势;选择耕种7、22和80年的土壤剖面,研究了游离氧化铁和无定形氧化铁在剖面不同层次的分布。结果表明,耕层(0～20cm)土壤有机质含量随着水稻种植年限的增加而增加,淹水种稻导致土壤pH升高,但主要发生在种稻的前7年,7～80年间土壤pH变化不大。土壤CEC随着种植年限的增加而增加,在17年达到最大,然后随种稻时间的进一步增加而减小。土壤游离氧化铁含量随种稻时间呈下降趋势,但种稻后土壤氧化铁的活化度高于母土旱地红壤。对7年和80年水稻土,表层土壤游离氧化铁的含量低于底层土壤,说明铁在剖面中存在淋溶迁移。7年和22年水稻土表层土壤无定形氧化铁含量高于底层土壤,但对80年水稻土,土壤无定形氧化铁随采样深度的增加而增加。     

沈阳市城市表土中微生物区系变化的初步研究

在沈阳市远郊-近郊-市区等不同城市化水平区内选取林地、草地和路边土几种不同利用方式下的表层土壤,对土壤中的微生物状况进行了初步分析。结果表明,随着城市化水平的提高,土壤中微生物的数量表现为明显的减少趋势。其中变化较大的是细菌,而真菌和放线菌的变化不明显。     

中国华北地区近40年物候春季变化

根据华北地区7个观测站物候资料,分析了华北地区1963-1996年及北京1963-2005年物候春季的变化特征及其与气温的关系。结果表明:华北地区的物候春季有明显提早来临的趋势,而造成这一变化的主要因素是本地区近40 a来冬春季气温的明显上升。其中1963-1996年间华北地区1-3月及4月的平均气温分别上升了2.3℃与1.7℃,物候春季起止日期分别提前了9d和4d,因而使得春季长度也延长了5d;北京1963-2003年间1-3月及4月的平均气温分别上升了3.5℃与2.6℃,物候春季的起止日期分别提前了11d和10d,但春季长度没有明显变化。     

Changes in proteolytic bacteria in paddy soils in response to organic management

Proteolytic bacterial communities, which mineralize organic nitrogen, play a key role in agricultural systems. In this study, alkaline metalloprotease (apr) gene fragments from proteolytic bacteria were investigated in bulk and rhizosphere paddy soil from four fields under organic management (for 2, 3, 5, and 9 years), and from one field under conventional management (for 2 years). We analyzed the abundance and structure of the proteolytic bacterial communities using real-time quantitative PCR and denaturing gradient gel electrophoresis. Our results showed that the abundance of proteolytic bacteria ranged from 1.57?×?10⁸ to 8.02?×?10⁸?copies/g of soil. In addition, the abundance of the proteolytic bacteria in the paddy soils under organic management was significantly higher than those in the paddy soil under conventional management. Moreover, the gene copy numbers in the rhizosphere soils were significantly higher than those in the bulk soils. The abundance of proteolytic bacteria tended to increase with the duration of organic management, with the highest abundance being found in the soil that had been under organic management for 5 years. However, the proteolytic bacteria communities in the paddy soils were not significantly affected by management practices. Phylogeny analysis showed that all gel bands obtained represented genes from Pseudomonas. Additionally, correlation analysis and canonical correspondence analysis showed that C/N, C, and N were important factors that influenced the abundance and community structure of the proteolytic bacteria. These results suggest that proteolytic bacteria are indicators in organic management systems, depolymerize organic N and hence maintain soil sustainability.

Abbreviations: CM: conventional management; OM: organic management; DGGE: denaturing gradient gel electrophoresis; qPCR: real-time quantitative PCR detecting system; COFCC: China organic food certification center; CCA: canonical correspondence analysis     

不同种植模式下菜地土壤腐殖质组分特性的动态变化

通过在南京普朗克有机农场开展的9年长期定位监测,研究了有机(露地和大棚)和常规种植模式下蔬菜地耕层土壤有机碳和土壤腐殖质组分特性的动态变化。结果表明,有机露地、有机大棚和常规露地种植土壤有机碳含量分别从11.41、9.29、9.00 g k g-1提高至15.35、20.90、10.00 g kg-1;胡敏酸碳(CHA)分别从1.79、1.23、1.14 g kg-1提高至2.11、3.11、1.31 g kg-1;富里酸碳(CFA)分别从2.19、1.88、1.73 g kg-1提高至2.44、2.68、1.91 g kg-1。两种有机种植模式的土壤有机碳及腐殖质组分含量增加达到显著水平,而常规种植模式下的变化不显著。两种有机种植模式下表征土壤腐殖质品质的胡/富比(CHA/CFA)、胡敏酸占总腐殖物质的比例(PQ值)均高于常规种植模式,土壤富里酸的E4/E6值、色调系数(ΔlogK)值随着种植时间增加的幅度较常规种植模式更大,土壤胡敏酸芳化度呈现先降低后增高的趋势,但在常规种植下变化不明显。说明土壤在长期有机种植模式下不仅更有利于土壤有机碳的积累,而且能促进土壤腐殖化进程。     

闽北不同土地利用方式径流量动态变化特征

采用定位研究方法和小集水区试验技术方法,通过两年的降雨量数据观测,对闽北地区木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照等不同土地利用方式的小集水区进行坡面径流动态规律研究。研究结果表明:试验小区地表径流的产生主要是受降雨量的影响,而与降雨强度的关系不大,地表径流量与降雨量之间呈现出极显著的非线性二次抛物线关系(P<0.01)。4种不同土地利用方式的月平均径流量一般随月降雨量的增大而增大,并且在同1月份间其平均地表径流量的大小趋势为:对照>封山育林>杉木>木荷,均是在6月份达到最大值,9月份出现最小值。对照比木荷林地、杉木林地、封山育林地更容易产生地表径流,林地具有较好的涵养水源和保持水土作用。     

红壤区不同肥力水稻土根际硝化作用特征

通过根际培养箱(三室)——速冻切片技术研究了红壤地区高、低两种肥力下水稻苗期根表、根际和土体土壤矿质态氮含量和硝化强度,以及水稻生长、氮素积累的差异。结果表明,肥力水平对水稻根表和根际土壤铵态氮(NH4+-N)含量无显著影响,但高肥力显著提高土体土壤NH4+-N含量,以及根表、根际和土体土壤硝态氮(NO3--N)含量及硝化强度。两种肥力水稻土硝化强度最大值均出现在距根表2 mm处,分别为0.20和0.31μmol kg-1 h-1。土体土壤硝化强度随距根表距离增加而降低,低肥力土壤在距根表10～40mm处时硝化强度接近本底值,而高肥力土壤在距根表20～40 mm处时接近本底值。与不种水稻的CK相比,种植水稻显著提高根际土壤硝化强度。高肥力能显著改善水稻生长,增加植株氮素积累量,尤其显著促进根系生长及通气组织发育。由于红壤稻田肥力水平的差异造成水稻根际硝化强度以及水稻吸收NO3-的差异,导致高肥条件下水稻显示出更强的生长势和氮素吸收利用能力。因此,合理提高红壤稻田肥力水平对改善红壤区水稻根际土壤硝化作用及水稻氮素营养具有重要意义。     

2013年我国种植业化肥施用状况分析

【目的】我国农用化肥消费量大,数据来源不同,统计口径各异,行业内大多引用国家统计局公布的数据,但该数据无法推算出氮肥、磷肥、钾肥分类消费量。我国区域间、季节间、作物间化肥消费情况的报道很少,在调节化肥供需、指导化肥行业健康发展时显得依据不足。调查种植业化肥施用状况可以为指导肥料生产、供应提供重要依据。【方法】以农业部339个国家级基层肥料信息网点为依托,根据我国农业生产习惯和我国政府部门统计习惯,将一年分为三个用肥季,1 5月份为春耕季,6 8月份为夏播季,9 12月份为秋冬种季。在三个季节,每个网点随机调查30个农户的主要种植作物施用氮肥、磷肥、钾肥、复合(混)肥(包括配合式)量,经两级土壤肥料部门审核后,采用省份、相似种植区域、全国三级逐级加权平均的方法,推算了不同区域、不同季节、不同作物单位面积施肥量;再用作物单位面积施肥量、该作物全国种植总面积、样本中施肥面积占该作物种植面积的比例推算了作物全年、不同季节化肥施用量。同时,分析了主要作物、不同季节化肥施用状况以及供需平衡情况,不同季节、不同区域供肥情况和农民的购肥习惯。【结果】2013年我国种植业化肥施用量5498万吨(折纯下同),其中,氮肥(实物量)3382万吨,磷肥1175万吨,钾肥941万吨。粮食作物化肥总用量为2782万吨,占种植业化肥总用量的50.6%;其次是果树和蔬菜,三类作物占种植业化肥施用总量的82.8%,经济、园艺作物单位面积化肥施用量大于粮食作物。春耕、夏播、秋冬种化肥施用量分别占全年化肥施用量的34.2%、35.6%、30.2%。复混肥料和尿素是农民最常购买的两种肥料,从全年来看,农民施用复混肥料和尿素的样本数分别占总样本数的72.5%和71.6%,春耕、夏播、秋冬种农民购买尿素和复合(混)肥的样本数分别占该阶段样本数的70.9%和62.9%、84.9%和78.1%、56.6%和83.9%。春耕和夏播时期农民多数选用尿素,秋冬种多数选用复混肥料,东北、西北、华中南地区农民多选用尿素,华北、西南、华东地区农民多选用复混肥料。另外,我国氮肥、磷肥供应分别过剩1080万吨、680万吨,钾肥缺口370万吨,供需矛盾突出。氮、磷、钾养分配合式为15-15-15的复混肥样本数占农民选购复混肥总样本数的33.3%,说明复混肥养分结构不尽合理。【结论】建议国家进一步遏制氮肥、磷肥过剩产能,优化产品结构,大力推广科学施肥技术。     

Variability in growth and nutrient accumulation in sorghum grown in waterlogged soils

Abstract

Sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] is a potential crop for use in lowland paddy soils following rice in the Philippines. Little is known about the variability in sorghum germplasm with respect to yield potential in these soils, or the alterations in mineral uptake which might occur if late season rains resulted in waterlogging. Eight sorghum cultivars including the most widely used Philippine cultivar were grown after rice under flooded or non‐flooded conditions. Flooding was initiated 30 days after seeding and terminated when most cultivars were at or near the boot growth stage. Flooding markedly reduced dry matter production, and delayed bloom date on the average of 5.5 days. Grain yield was reduced about 57% over all cultivars. Early maturing cultivars were not reduced in days to bloom as much as the late maturing types, and there was a significant cultivar x treatment interaction for both bloom date and grain yield. Later maturing cultivars outyielded the other cultivars at physiological maturity in both flooded and non‐flooded conditions. Concentrations of the major nutrients N, P, K, Ca, Mg, and S were decreased in foliage at the boot stage due to flooding. The only nutrient to fall below published “critical” levels in leaf tissue, however, was N, and plants growing in these conditions showed classical N deficiency symptoms. Iron and Mn concentrations were significantly higher in foliage at the boot stage with flooding, but not high enough to be considered toxic. Most differences observed at boot still existed at maturity, but of less magnitude. Marked variability existed in the response among cultivars to waterlogging. It would appear that flooding tolerant genotypes could be selected which would improve existing cultivar choices for use in these difficult soils.     

我国泥石流防治进展

从20世纪50年代开始,我国先后在西部开展了交通沿线和典型区域的泥石流综合科学考察,进行了东川蒋家沟、波密古乡沟、武都火烧沟等10余处泥石流定点观测,在铁道科学研究院西南研究所和中国科学院成都山地灾害与环境研究所建立了大型模拟实验室。针对山区公路、铁路、航道、矿山、城镇、农田、水电工程、风景区等建设与保护中的防灾减灾需求,研发了一系列泥石流监测和预警仪器,建立了单沟和区域泥石流预测预报模型,实现了泥石流预报的气象业务作业;建立了泥石流危险度评价和风险评价模型,提出了泥石流风险分析和风险管理方法;发展了岩土工程措施与生态工程措施相结合的泥石流综合治理技术;开发出城镇、道路、农田、矿山、风景区等泥石流防治模式,构建了系统的泥石流防治理论与技术,实施了大量的泥石流治理工程,取得了较好的减灾实效。我国山区社会经济的发展带来了人口密度与经济密度的增加,使得泥石流防治任务愈加艰巨,对泥石流减灾提出了更高的要求。为了做好泥石流防治工作,应该加强泥石流基础理论研究;发展基于泥石流形成理论的机制预报模式,提高泥石流预报精度;改进泥石流防治工程设计参数确定方法,完善灾害防治技术规程;加强灾害风险管理理论与方法研究,注重地震区泥石流风险预测;同时,认识泥石流的资源化属性,开发资源利用技术。     

Current trends in conservation education in Japan

Conservation education (CE) is an important component of environmental education. Its goal is to teach the theory and practice of preservation and restoration of biodiversity affected by human activities so that people can increase their awareness of conservation issues and change their attitudes and behavior to promote environmental conservation.This paper describes two successful case studies to highlight trends in CE in Japan. One case is a project implemented to create “agricultural wetlands” that resulted in the establishment of a Ramsar Convention site comprised of a restored wetland and its adjacent rice paddy in a rural area near Sendai City in northern Japan. Rice paddy fields are a major component of Satoyama, which are traditional agricultural ecosystems in Japan and occupy 40% of the undeveloped landscape in Japan (Ministry of the Environment Government of Japan, 2007. Third National Biodiversity Strategy of Japan. Ministry of the Environment Government of Japan, Tokyo). Restoration of Satoyama and wetlands by local citizens is a key component of CE practices in Japan, where practical, hands-on, community-based learning is important. The second CE project, geared toward university students and citizens in Yokohama, restored degraded dragonfly ponds and created butterfly biotope in the second largest city in Japan. Restoration of habitat that is centered around highly visible, popular species such as dragonflies and butterflies also benefits other, less prominent species that share these habitats, yet allows residents to easily monitor the benefits of the project.