基于土壤系统分类的河南省土壤有机质时空变异

利用1982年河南省第二次土壤普查数据和2009年采样数据,采用传统统计学、地统计学和地理信息系统(GIS)的方法,在土壤系统分类的基础上,揭示河南省不同土类有机质含量时空变异规律,并讨论了影响其变异的主要原因。结果表明:从1982年到2009年,河南省土壤有机质(SOM)含量均值由12.21 g kg-1增加至16.02 g kg-1,增加了31.20%,河南省SOM自西向东逐渐增加,平原地区增加较多,而河南省南部、偏北部和西部山区地区有所减少;系统分类中的底锈干润雏形土、淡色潮湿雏形土、灌淤旱耕人为土、干润冲积新成土、干润砂质新成土、简育湿润变性土、简育湿润雏形土SOM平均含量从1982年到2009年有较大的提高,分别提高了5.7、5.6、5.6、5.5、5.4、5.0、3.1 g kg-1,而湿润正常新成土和干润正常新成土SOM含量有所降低,分别降低了2.5 g kg-1和1.9 g kg-1。因气候条件、成土母质、土壤质地、土地利用方式和人为活动的影响使得河南省不同土类的SOM出现时空差异。     

重庆市全新统冲积物发育土壤的系统分类研究

为明确重庆市第四系全新统(Qh)冲积物发育土壤在中国土壤系统分类中的归属,本文以该成土母质发育的土壤为研究对象,挖掘9个典型土壤剖面,通过野外观测、分层取样及理化性质分析等,依据现行中国土壤系统分类检索,对其进行分类和命名,并与发生分类进行参比。结果表明:9个供试土壤剖面分别归属于雏形土和新成土2个土纲,5个亚类,其中5个为石灰淡色潮湿雏形土,1个为铁质简育常湿雏形土,1个为斑纹简育湿润雏形土,1个为潜育潮湿冲积新成土,1个为石灰潮湿冲积新成土;隶属于发生学分类潮土土类的6个供试剖面分别归为系统分类中淡色潮湿雏形土、简育常湿雏形土和简育湿润雏形土3个土类,而隶属于发生学分类新积土土类的3个供试剖面则分别归为系统分类中淡色潮湿雏形土和潮湿冲积新成土2个土类。结合成土环境分析可知,地形、气候和母质是影响重庆市第四系全新统冲积物发育土壤系统分类的重要因素。     

宁夏山地土壤的发育规律及系统分类研究

为全面了解宁夏山地土壤的发育特性及其系统分类归属,基于宁夏土系调查项目挖掘的典型剖面,选取10个发育在宁夏贺兰山山地(剖面编号为3、11、13、14和108)和六盘山山地(剖面编号为73、82、119、120和121)的土壤作为研究对象,结合剖面形态特征和理化性质,尝试对山地土壤的发育特征和系统分类归属进行研究。结果表明:(1)发育在宁夏的10个山地土壤高级单元归属为新成土、雏形土、淋溶土和均腐土等4个土纲,正常新成土、干润雏形土、湿润雏形土、冷凉淋溶土、湿润均腐土等5个亚纲,干旱正常新成土、简育干润雏形土、暗沃干润雏形土、冷凉湿润雏形土、简育冷凉淋溶土、斑纹湿润均腐土等6个土类,石灰干旱正常新成土、普通简育干润雏形土、普通暗沃干润雏形土、暗沃冷凉湿润雏形土、普通简育冷凉淋溶土、斑纹简育湿润均腐土等6个亚类,续分为10个土族,包括粗骨砂质硅质混合型温性—石灰干旱正常新成土,粗骨砂质长石型温性—石灰干旱正常新成土,壤质长石混合型石灰性冷性—普通简育冷凉淋溶土,砂质硅质混合型非酸性冷性—斑纹简育湿润均腐土等,10个供试剖面在土族完全分异,因而续分为10个土系,包括葡萄泉系、一堆系、滚钟口系、六盘山公园系、绿塬腰系等10个土系。(2)海拔对宁夏山地土壤的发育特征有着明显影响,表现为随海拔升高:腐殖质积累过程逐渐明显、土体淋溶过程加剧、土体石灰反应逐渐减弱直至消失;土壤水分条件逐渐改善,处于高海拔位置的山地土壤土体底部有弱氧化还原反应发生,形成铁子和铁锰胶膜;土壤pH逐渐减小,土壤酸碱性发生一定的变化。(3)受成土环境和成土因素的作用,土壤发育规律在诊断特征上的反映为随海拔高度的抬升呈现一定的垂直分异规律,其中诊断表层由淡薄表层演变为暗沃表层;土壤水分状况经干旱/半干润土壤水分状况向湿润土壤水分状况演化;土壤温度状况由温性土壤温度状况变为冷性状况。     

秦岭北坡土壤发生特性与系统分类

根据野外调查资料和典型土壤剖面理化性质 ,包括室内化验数据综合分析表明 :秦岭北坡土壤的主要发生特性随海拔高度呈有规律的变化 ,依照《中国土壤系统分类 (修订方案 )》检索 ,土壤垂直带谱结构为 :土垫旱耕人为土—简育干润淋溶土—简育湿润淋溶土—酸性湿润雏形土—暗沃寒冻雏形土—暗瘠寒冻雏形土     

宁夏中部地区典型灰钙土的发育特性及系统分类研究

为了解宁夏中部地区地带性土壤——灰钙土的发育特性及其在中国土壤系统分类中的归属,在研究区内挖掘8个代表性的土壤剖面,进行剖面形态观察,采集分层土壤样品,测试理化性状。结果发现:(1)灰钙土中发生的主要成土过程有:弱腐殖质积累、弱淋溶淀积过程。(2)8个供试剖面中检索出的诊断依据有淡薄表层、干旱表层、雏形层、钙磐等诊断层,黄土和黄土状沉积物岩性特征、半干润/干旱土壤水分状况、温性土壤温度状况、钠质特性、石灰性等诊断特性和钙积诊断现象等。(3)依据《中国土壤系统分类检索(第三版)》,可将8个供试剖面初步归属为雏形土、干旱土2个土纲,干润雏形土、正常干旱土2个亚纲,简育干润雏形土和简育正常干旱土2个土类,普通简育干润雏形土、钠质简育正常干旱土2个亚类。依据《中国土壤系统分类土族与土系划分标准》将供试剖面初步划分为5个土族,5个土系。(4)参比研究表明,灰钙土在土壤发生分类和系统分类中的分类类别不是简单一对一的关系,发生分类中相同的类别可对应系统分类中不同类别,系统分类定量化的分类指标使土壤分类更加量化,减少了同名异土情况的发生,提高了分类的准确性。     

陕西黑垆土在中国土壤系统分类中的归属

在分析陕西省境内9个黑垆土剖面成土环境、剖面形态特征及理化性质的基础上,按照中国土壤系统分类高级及基层分类检索标准,确定了其在中国土壤系统分类中的归属。9个黑垆土剖面的腐殖质层厚度介于30～120 cm,通体均具有强石灰反应,CaCO₃含量介于12.5～189.5 g/kg,其中6个剖面具有30～45 cm的堆垫层。黑垆土共包括淡薄表层、暗沃表层、雏形层、黏化层、钙积层5个诊断层和堆垫现象、钙积现象、盐积现象3个诊断现象,均腐殖质特性、温性土壤温度状况、半干润土壤水分状况以及石灰性4个诊断特性。9个黑垆土剖面在高级分类上可检索为淋溶土和雏形土2种土纲,向下继分为普通钙积干润淋溶土、钙积暗沃干润雏形土、钙积简育干润雏形土以及普通简育干润雏形土4个亚类;其土族鉴别特征可分为黏壤质混合型温性、壤质硅质混合型石灰性温性、壤质混合型温性等6个土族以及胡家庙系、崾崄系、崔木系等9个土系。但目前的系统分类检索结果未能体现黑垆土具有深厚腐殖质层及堆垫现象的典型特性,因此黑垆土的系统分类归属仍需开展深入研究,同时建议新增堆垫干润雏形土土类或堆垫简育干润雏形土亚类,以体现人为农业生产...     

渝东南岩溶区典型土壤的系统分类研究

为明确渝东南岩溶区典型土壤在中国土壤系统分类中的归属,以该区域石灰岩发育的典型土壤个体为研究对象,挖掘8个典型剖面,通过野外观测、分层取样与分析,依据《中国土壤系统分类检索(第三版)》进行分类检索,并与发生分类进行参比。结果表明,8个供试剖面分别被划归为3个土纲(淋溶土、雏形土和新成土)、5个亚纲、7个土类和7个亚类等系统分类高级单元;在系统分类基层单元归属上,8个剖面分别被划归为8个土族和8个土系。黄棕壤参比到简育常湿雏形土和酸性常湿雏形土,黄壤参比到简育湿润淋溶土,石灰(岩)土参比到钙质常湿(湿润)淋溶土、钙质湿润雏形土和湿润正常新成土。结合成土环境分析可知,在渝东南岩溶区海拔1 000 m的地区,海拔越高,其水分状况越好,越容易形成黏化层;若海拔大致相同,坡度是影响土壤形成黏化层的首要因素;地形和海拔也与渝东南岩溶区的土壤水分状况、雏形层的形成等密切相关,是影响渝东南土壤系统分类归属划分的重要因素。     

河南开封土壤养分变化特征及其持续利用途径研究

通过 1 984～ 1 998年河南开封不同土壤耕层有机质与氮磷钾养分分析 ,论述了不同农业利用方式和农田管理措施下不同土壤耕层养分的时空变化特征和硝态氮累积特性 .由于“重氮磷 ,轻有机肥 ,忽视钾素补给” ,土壤养分变化的总趋势以下降 ,钾素耗竭性明显 .土壤养分空间变化较为复杂 ,但不同土壤间耕层养分为普通淡色潮湿雏形土 >底锈干润雏形土 >石灰淡色潮湿雏形土 >灌淤旱耕人为土 >简育干润雏形土 >干润砂质新成土 .硝态氮累积表现为由上至下递减或由上至下递增和相对积累于土体某一深度 .最后研究提出了土壤持续利用的有效技术途径 .     

湘东第四纪红土母质发育的典型土壤在中国土壤系统分类中的归属

选取湖南省东部地区12个由第四纪红色黏土发育的典型土壤剖面,在对其成土环境、剖面形态特征及其理化性质进行研究的基础上,按照中国土壤系统分类方案,检索出了其诊断层和诊断特性,据此确定了其在中国土壤系统分类中的归属。结果表明,供试土壤剖面包含了淡薄表层、暗瘠表层、低活性富铁层、黏化层、聚铁网纹层等10个诊断层和诊断特性,其在中国系统分类体系中的位置分别为：淋溶土、富铁土和雏形土3个土纲;湿润淋溶土、湿润富铁土和湿润雏形土3个亚纲;简育湿润富铁土、铝质湿润淋溶土和铝质湿润雏形土3个土类;暗红简育湿润富铁土、表蚀简育湿润富铁土、网纹简育湿润富铁土等6个亚类;按照土族和土系划分标准,建立了黏质高岭石型酸性热性-普通铝质湿润淋溶土等9个土族和燕塘系(43-LY01)等12个土系。研究发现：受亚热带气候影响,许多土壤剖面发生了富铁铝化过程,且由于淋溶强烈,孔隙周围形成了聚铁网纹层,而现行的《中国土壤系统分类检索（第三版）》还不能给出一个合适的位置,因此建议在铝质湿润淋溶土亚类中增设一个可以反映相关特性的网纹铝质湿润淋溶土亚类。     

湘东第四纪红色黏土发育的典型土壤在中国土壤 系统分类中的归属

选取湖南省东部地区12个由第四纪红色黏土发育的典型土壤剖面,在对其成土环境、剖面形态特征及其理化性质进行研究的基础上,按照中国土壤系统分类方案,检索出了其诊断层和诊断特性,据此确定了其在中国土壤系统分类中的归属。结果表明,供试土壤剖面包含了淡薄表层、暗瘠表层、低活性富铁层、黏化层、聚铁网纹层等10个诊断层和诊断特性,其在中国系统分类体系中的位置分别为:淋溶土、富铁土和雏形土3个土纲;湿润淋溶土、湿润富铁土和湿润雏形土3个亚纲;简育湿润富铁土、铝质湿润淋溶土和铝质湿润雏形土3个土类;暗红简育湿润富铁土、表蚀简育湿润富铁土、网纹简育湿润富铁土等6个亚类;按照土族和土系划分标准,建立了黏质高岭石型酸性热性-普通铝质湿润淋溶土等9个土族和燕塘系(43-LY01)等12个土系。研究发现:受亚热带气候影响,许多土壤剖面发生了富铁铝化过程,且由于淋溶强烈,形成了聚铁网纹层,而现行的《中国土壤系统分类检索(第三版)》还不能给出一个合适的位置,因此建议在铝质湿润淋溶土亚类中增设一个可以反映相关特性的网纹铝质湿润淋溶土亚类。     

江苏省土壤有机质含量时空变异特征及驱动力研究

土壤有机质(SOM)含量是估算土壤碳储量、评价土壤肥力的重要指标,研究SOM时空演变对评估区域土壤固碳潜力,实现土壤可持续利用具有重要意义。以江苏省为例,利用全国第二次土壤普查资料和2006年采样数据,基于地统计学方法和GIS技术,对比研究了1980 - 2006年全省范围内表层(0 ~ 20 cm)SOM含量的时空变异特征及其驱动因子。结果表明：1980年和2006年江苏省SOM平均含量分别为16.55 ± 8.50 g kg^-1和18.31 ± 8.32 g kg^-1,变异系数分别为51.36%和45.44%。两个时期SOM的变异函数均符合指数模型,块金系数由51.85%增加为56.52%,变程由71.55 km减少至37.83 km,SOM含量的空间自相关性减弱,自相关距离减小。1980-2006年,SOM含量空间分布呈现出北增南减,沿江平原增,宁镇丘陵减,滨海平原基本持平的空间格局,增加幅度由北向南逐渐减小。SOM含量的初始值影响其空间格局的演变,总体上呈现初始SOM含量的高值降低、低值增加的趋势。肥料的大量使用在提高粮食产量的同时也增加了作物残茬和根系的生物量;秸秆还田的大力推行,使得大量的有机物质进入土壤,促进了SOM的累积。不同的土地利用变化对SOM含量变化的作用不同,土地利用方式转变成水田、旱地和林地促进了SOM的增加,而转变成荒地后导致SOM含量下降。     

我国东北烟区典型烟田土壤系统分类研究

以黑龙江的宁安、吉林的汪清和辽宁的宽甸为我国东北烟区的代表,通过15个典型优质烟田的土壤调查,本研究尝试建立相应的土系。结果表明：①调查的15个典型烟田土壤在系统分类上可归为3个土纲(淋溶土、雏形土和新成土)、5个亚纲、6个土类、7个亚类、11个土族和土系。②不同土系的烟田各有优劣,属于不同土纲的土系在植烟适宜性上有很大差异,淋溶土的土系有效土层深厚,养分含量适中、比例协调,劣势在于黏化层存在可能会限制根系下扎;属于雏形土和新成土的土系优势在土壤颗粒较粗,通透性好,养分含量虽然低但易于通过施肥调控,劣势在于有效土层偏薄。     

Driving forces of soil organic matter change in Jiangsu Province of China

Soil organic matter (SOM) is a key property determining soil functions and a major form of carbon stored in soil. Understanding the spatial and temporal variability of SOM and the driving forces responsible for spatial and temporal changes is important to assess regional soil quality and carbon sequestration potential and, particularly, to establish better practices for land use and management. We evaluated the spatio‐temporal change in SOM content from 1979–1982 to 2006 and its driving forces in Jiangsu Province, East China, using geostatistics. The results showed that mean SOM content increased from 16.60 ± 8.50 to 18.31 ± 8.32 g/kg over a 26‐yr period. The maps of SOM generated by ordinary kriging represented the increasing trend from north to south across the province in the two periods. The level of SOM in 1979–1982 affected the pattern of change: the SOM increasing in areas initially with a small content while decreasing in areas having a large content. The map of SOM change showed that the rate of increase decreased from north to south within the province. Increased fertilizer application promoted crop production with more residual biomass being retained in the soil, which resulted in increased SOM content. Land use changes to paddy, upland or forest improved SOM content, whereas abandoning land reduced SOM content.     

河南省土壤全磷质量分数时空变异分析

采用传统统计学、GIS和地统计学的方法分析河南省1982和2009年土壤全磷的时空变异特征。结果表明：1）研究区2个时期土壤全磷半变异函数拟合模型均为球状模型,均存在中等空间相关性;2）土壤全磷平均质量分数由1982年的0.56 g/kg增加为2009年的0.66 g/kg,增幅为17.86%,平均年增长水平为0.66%,其中豫东地区由0.65 g/kg变为0.83 g/kg,增幅27.69%位居全省第1位,豫南地区以6.12%增幅最低;3）主要土类中,全磷质量分数以主要分布在平原区的砂姜黑土、水稻土和潮土的增幅最大,增幅分别为29.55%、29.27%和18.46%,主要受秸秆还田以及施用有机肥等人为活动的影响,此外,黄棕壤中全磷平均质量分数有所下降,下降幅度为6.45%。     

Effects of Land Use on Concentrations and Chemical Forms of Phosphorus in Different-Size Aggregates

Land use has been recognized as an important driver of environmental change on all spatial and temporal scales. This study was conducted to determine the effects of land uses on phosphorus concentration in bulk soil and in water-stable aggregates in different soils. The study was conducted on three soil types (Ferrosols, Cambosols, and Primosols), which were collected from three different locations from southeast China and under three land uses (Uncultivated, Vegetable and forest land) the region is characterized as a hill and plain area. Accordingly, a total of 24 soil samples were collected. The results showed that average contents of total P were 0.55–1.55 g/kg, 0.28–1.03 g/kg and 0.14–0.8 g/kg for the soils: Cambosols, Ferrosols and Primosols respectively. Vegetable and forest land led to higher total phosphorus contents in these soils than in the uncultivated land. An aggregate fraction of >2 mm under forest land made up the largest percentage (30 up to 70%), whereas the size fraction <0.106 mm made the least contribution (5 up to 20%) in all soil types. Vegetable land increased the total phosphorus, organic phosphorus and Olsen P and phosphorus forms in the soils. It implies that the conversion of natural ecosystem to vegetable land increased the phosphorus proportion in the soils, which could have negative impact on the environmental quality.     

长江三角洲典型地区农田土壤有机质的时空变异特征及其影响因素

农田土壤有机质是评价土壤肥力和土壤质量的重要指标,同时也是全球C库的重要组成部分,其时空变化动态对土壤质量和全球气候变化有重要影响。对江苏省如皋市土壤有机质含量的分析结果表明,在空间上以东部的白蒲系(壤质水耕人为土)和南部的长青沙系(黏质潮湿雏形土)含量较高,而中西部的磨头系(砂质潮湿雏形土)、郭园系(砂质干润雏形土)和桃园系(壤砂质潮湿雏形土)含量较低,分布于东北和西北部的东陈系和搬经系(壤质潮湿雏形土)以及南部的营防系和张黄港系含量居中;近20年来(1982─2002年)该市农田土壤有机质总体上呈持续增长的趋势;1982─1997年的时空变异表现为中西部增长迅速而东部和南部增长幅度较小,但1997─2002年则以东部和南部增长较快而中西部增长幅度趋缓。本文进一步分析和讨论了影响农田土壤有机质时空变化的因子,并且提出了今后土壤管理和利用方面的建议。     

基于TM数据的黑土有机质含量空间格局反演研究

以吉林省黑土区为例,采集区域土壤样本,获取Landsat TM遥感影像,基于有机质含量(SOM)与土壤反射率的定量关系,筛选出与土壤有机质分布相关的波段TM1、TM5,建立区域土壤有机质遥感预测模型。结果表明,表层土壤有机质含量的对数值与TM1、TM5的灰度值(Digital Number,DN)呈显著负相关关系,满足二次多项式回归关系,基于TM1、TM5波段DN值的回归模型预测研究区表层土壤有机质含量,结果可靠。研究区表层土壤有机质含量15 g kg-1的区域主要分布在东部地区,含量在15~20 g kg-1的区域主要分布在中部地区,含量在20~25 g kg-1的土壤主要集中在西部地区。调查表明东部地区和中部地区主要是典型黑土,地形部位较高,排水条件较好;西部地区主要是草甸黑土,地势平坦,地下水位适中,水分条件充足,有机质含量较高。     

环渤海湾地区主要梨园土壤养分状况及养分投入研究

对环渤海湾地区三省204个主要梨园养分投入和土壤养分含量状况进行了研究,结果表明:(1)该区域主要梨园土壤有机质平均含量为17.1 g kg-1,其中,辽宁省主要梨园土壤有机质平均含量为22.9 g kg-1,山东和河北省主要梨园土壤有机质平均含量<20 g kg-1,<10 g kg-1的梨园分别占13%和25%。该地区梨园土壤碱解氮、速效磷和速效钾平均含量为70.0 mg kg-1、63.1 mg kg-1和175.9 mg kg-1,速效磷含量普遍较高,存在不同程度积累现象。梨园土壤酸化现象明显,50%以上的梨园土壤pH<6.0,以辽宁省梨园土壤pH平均值最低。(2)土壤养分质量综合评价结果表明,环渤海湾地区的辽宁省梨园土壤养分水平最高,河北省最低。土壤有机质、碱解氮和pH值是该地区主要梨园土壤养分质量的限制因子。(3)山东省主要梨园氮、磷(P2O5)、钾(K2O)养分总投入量分别为968 kg hm-2、441 kg hm-2和523 kg hm-2,且以化肥养分投入为主。河北省养分投入状况与山东省相似。山东和辽宁省梨园化肥施用以三元复合肥为主,分别占94%和66%,河北省施用的尿素占化肥总量的77%。     

乡镇尺度烟田土壤有机质时空变异性研究——以襄城县紫云镇为例

为探明田块尺度烟田土壤有机质(SOM)的时空变异特征,本研究采用地统计学和地理信息系统(GIS)相结合的方法,分析了豫中襄城县紫云镇某个约4 hm2的烟田2013年和2014年4月、7月、10月合计6个时期耕层SOM的时空变异特征。结果表明:该田块各个时期SOM的变异系数差异较小;每年不同时期SOM的平均含量表现为先降后升的变化趋势,7月的含量显著低于4月和10月。各时期SOM空间最大相关距离范围在26~203 m;2013年4月和2014年7月SOM具有中等的空间自相关性,其他时期均表现为强烈的空间自相关性。研究田块SOM的稳定高值区主要分布在西部,稳定低值区主要集中在中部;SOM的时间稳定和较稳定级别区域面积很广,占总面积的90.89%。在时空变异研究的基础上,辅以时间稳定性分析能够更好地量化烟田SOM的时空分布,可为研究区更为精确、高效的施肥和田间管理提供决策依据。