种植模式对阿克苏绿洲农田土壤肥力的影响

土壤肥力是影响农田生态系统生产力及稳定性的重要因素,其演变的方向和程度受人类活动直接影响,探究农业种植模式与土壤肥力的相互关系对绿洲土壤生态系统的开发与保护具有重要意义。以塔里木河上游阿克苏绿洲为研究靶区,选择20年棉花连作、棉花/水稻轮作、棉花/茴香套作、棉花/打瓜套作4种不同种植模式的棉田为研究对象,综合土壤物理、化学和生物学性质利用因子分析法选取13项土壤因子评价土壤肥力状况的优劣。结果表明:种植模式和作物种类均会影响农田土壤的理化性质及酶活性,进而影响土壤肥力状况;4种种植模式下农田土壤肥力评价值排序为棉花/打瓜套作模式>水稻/棉花轮作模式>20年棉花连作>棉花/茴香套作模式。     

关中平原台塬区土壤肥力模糊综合评价——以西安市长安区为例

为了对关中平原台塬区土壤肥力进行综合评价,在野外调查采样和室内化验分析基础上获得了土壤肥力各要素数据信息,选取了有机质、碱解氮、有效磷、速效钾以及pH值5项评价指标,首先根据隶属函数模型及层次分析法确定各评价指标隶属度和权重,进而采用加法模型计算土壤肥力综合指数(IFI),最后利用ArcGIS9.3软件对土壤肥力进行分级,实现了土壤肥力综合评价定量化、自动化。根据利用模糊评价模型方法获得的研究区土壤肥力等级面积、分布信息及不同地貌类型的肥力状况进行分析。结果表明:研究区内肥力总体呈现出南高北低的趋势,洪积平原区的肥力状况较好,其余地貌类型区土壤肥力属中等水平。模糊评价模型方法在进行土壤肥力评价时可以取得较为直观实用的结果,同时也为综合评价土壤肥力提供有力的技术支撑。     

青海省黄土丘陵区主要林分土壤微量元素丰缺状况研究

以青海省黄土丘陵区为例,对比分析了土壤中有效态微量元素Cu、Fe、Mn、Zn、B在不同林地类型中的含量差异及其与土壤有机质、p H值之间的相关性。结果表明:1)土壤中有效态Fe和B含量极其丰富,达到高等水平;Cu含量比较丰富处于中等水平;Zn含量较为丰富,处于中低水平;Mn含量极其缺乏,处于极低或低水平。不同林型中,针阔混交林和灌木林的有效态微量元素含量较高。2)各微量元素有效性指数从大到小依次为Fe、Cu、B、Zn、Mn,Fe的有效性指数最高(7.613),Mn的有效性指数最小(0.722)且有效性指数均小于1。不同林分中微量元素有效性综合指数顺序为针阔混交林>灌木林>针叶林>阔叶林。3)有机质与有效态Fe呈极显著正相关(p<0.05),土壤p H与有效态Cu、Fe、Mn、Zn含量呈负相关关系。     

吴起县退耕还林后主要植被类型土壤质量评价

为明确吴起县退耕还林后形成的主要植被类型土壤质量状况,文中以吴起县王洼子典型退耕植被作为研究对象,对比分析不同植被类型土壤理化性质差异,并综合主成分分析法、敏感性以及相关性分析法,建立了研究区土壤质量评价指标最小数据集。结果表明:1)不同植被类型间土壤物理、化学性质差异显著(P<0.05);山桃×沙棘混交林在土壤孔隙度、持水性以及有机碳含量方面表现较优;刺槐林在土壤pH和电导率方面表现较优;沙棘林、柠条林在富集氮、磷、钾元素方面优势明显;草地土壤指标整体表现较差。2)适用于研究区不同植被类型土壤质量评价的最小数据集指标为土壤有机碳含量、毛管持水量、电导率和有效磷。3)不同植被类型均在不同程度上有效提高土壤质量,但研究区土壤质量指数整体仍较低,其中山桃×沙棘混交林对土壤质量提升效果最好,其次为灌木林(柠条、沙棘),乔木林(刺槐、杜梨、山桃)和草地。因此,研究区在今后进行低效林改造、林分结构调整与植被恢复重建等林业生态工程时,优先选择以沙棘、柠条为主的灌木林或者小乔木与灌木相结合的混交林(山桃×沙棘混交林)。     

基于最小数据集的贺兰山东麓葡萄园土壤肥力评价

在宁夏贺兰山东麓银川芦花台、青铜峡甘城子和永宁黄羊滩3个葡萄产区选取具有代表性的酿酒葡萄园,通过测定表征土壤肥力的16个指标,利用主成分分析建立贺兰山东麓葡萄园土壤肥力质量评价的最小数据集,并结合模糊数学评价各产区葡萄园土壤肥力质量。结果表明,研究区16个土壤理化指标中速效磷为强度变异,碱解氮、速效钾、有效铜、交换态盐基钙、胡敏酸、富里酸、腐殖质、硒、有效硼、有机质、胡敏素、全钙、全硼和全铜为中等变异,pH值为弱变异。不同产区相比较,银川芦花台土壤有机质、胡敏素、有效硼和速效磷含量比青铜峡甘城子和永宁黄羊滩分别高53.7%、20.3%、17.2%、334.8%和44.4%、19.9%、13.8%、15.4%;永宁黄羊滩土壤腐殖质、富里酸、胡敏酸、碱解氮、速效钾、全钙、交换态盐基钙、全铜和有效铜含量比银川芦花台和青铜峡甘城子分别高13.1%、6.1%、9.9%、5.9%、25.8%、4.5%、63.7%、36.1%、30.6%和31.9%、25.5%、45.4%、77.7%、30.8%、10.9%、59.3%、28.6%、79.3%;土壤pH值比银川芦花台和青铜峡甘城子分别低4.28%和4.95%;青铜峡甘城子土壤全硼含量比银川芦花台和永宁黄羊滩分别高12.6%和14.4%。通过主成分分析,贺兰山东麓葡萄园土壤肥力评价的最小数据集为有机质、pH值、速效磷、全硼和有效硼5个指标。综合评价,银川芦花台土壤肥力指数为0.543,属于中等肥力;青铜峡甘城子和黄羊滩土壤肥力指数分别为0.343和0.460,属于低等肥力。通过相关性分析,全部数据集指标建立的SFI值(SFI-TDS)与最小数据集指标建立的SFI值(SFI-MDS)间呈极显著正相关,相关系数达到0.914,故利用最小数据集指标能够代替全部数据集指标评价宁夏贺兰山东麓葡萄园土壤肥力状况。     

基于分类组合评价方法的地下水质量综合评价——以泰安市城区为例

地下水质量评价是地下水环境保护、治理及地下水资源合理开发利用的前提。泰安城区地下水资源较丰富,是泰安市重要的供水水源地,为准确反映地下水环境质量现状,系统采集并分析了地下水样品119组,采用改进的内梅罗综合指数评价法和最差指标判别法相结合的分类组合评价方法对地下水质量进行评价,评价指标包括一般化学指标15项、无机毒理指标6项、毒性重金属5项、有机指标26项。结果表明：研究区地下水质量相对较差,可直接作为生活饮用水源或经适当处理后可做生活饮用水源的样品占样品总数的68.07%,不宜作为生活饮用水水源的样品占31.93%,地下水的综合质量为基岩裂隙水>岩溶水>孔隙水;地下水综合质量受到天然地质环境背景和人类活动的共同影响,人类活动贡献率为54.36%,其中影响最大的指标为一般化学指标总硬度和无机毒理指标硝酸盐,超Ⅲ类指标影响率分别为74.39%、59.76%。分类组合评价方法考虑了一般化学指标与毒理学指标之间的差异性,解决了传统内梅罗指数法评价结果过于集中且Ⅲ类水出现概率低、最差指标判别法评价结果过于悲观的问题,是一种有效的区域地下水质量综合评价方法。     

黄河三角洲滨海盐渍土区土壤质量综合评价

以黄河三角洲滨海盐渍土区为研究区域,选择对该区植物生长密切相关的0~30 cm土层土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、全盐含量、p H值和粘粒含量作为土壤质量综合评价的评价指标,应用模糊综合指数法计算土壤质量综合评价值,对综合评价值进行克里格插值,采用自然分段法划分等级,并对土壤质量进行综合评价。结果表明:土壤质量综合评价值介于0.194~0.376之间,研究区土壤质量总体较差;东北部沿海滩涂土壤质量最差,随距海岸线距离的增大,土壤质量综合评价指数逐渐增大,呈环状分布,分别在研究区西南部和西北角出现相对高值区;质量最差的四、五级地面积分别为804.60 km2和834.73 km2,总计占整个研究区面积的51.46%,主要为滩涂、光板地和盐荒地,其特点是养分缺乏、土壤盐分含量高、土壤脱盐困难。合理利用该类型土地途径是改变土地利用方式,如种植耐盐碱作物和发展海水养殖或兴建盐场等。对其它等级土壤也提出相应的改良利用措施。     

种植枸杞对次生盐渍化土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响

以次生盐渍化弃耕地为对照,研究种植枸杞对次生盐渍化土壤有机碳、活性有机碳、非活性有机碳及碳库管理指数的影响。结果表明:与弃耕地相比,4 a、7 a、11 a枸杞地0~100 cm土壤有机碳分别增加41.6%、46.5%、51.1%,活性有机碳分别增加57.1%、57.9%、54.4%,非活性有机碳分别增加24.0%、33.2%、47.3%,增加量在0~10 cm和60~80 cm土层最为明显;次生盐渍化土地种植枸杞后碳库活度和碳库活度指数有所增加,碳库指数和碳库管理指数明显增加,土壤质量得到改善。土壤总有机碳、活性有机碳、非活性有机碳和碳库指数与土壤肥力提高、含盐量和p H的降低密切相关,可作为表征次生盐渍化土壤质量改善的指标。     

模糊评判方法在土壤肥力综合评价中的应用研究

利用GIS技术及层次分析法和模糊数学原理,选用7项评价指标对新疆干旱区农五师81团耕地进行土壤肥力的综合评价。根据作物效应曲线建立肥力指标的隶属度函数,并计算出隶属度值。采用层次分析法确定各指标的权重系数,进一步求得土壤肥力综合指标(IFI);然后进行综合评价,使评价结果能更好地为科学施肥服务。     

基于云模型的西安市蔬菜区土壤肥力综合评价

土壤肥力对于维持农作物生长和保障土地生产力具有重要意义。为综合考虑土壤肥力评价中的模糊性和随机性,引入云模型对西安市蔬菜区土壤肥力状况进行综合评价,选取pH值、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾为评价指标,运用主成分分析确定权重,利用逆向云、正向云算法获得每个指标的云模型;根据单指标云模型特征值和权重值,结合综合云算法得到土壤肥力综合评价云模型。结果表明:西安市蔬菜区土壤养分总体上属于中等偏高水平,有效磷、速效钾含量偏高,碱解氮含量适中。土壤有机质是土壤肥力的首要限制因素,在实际生产过程中应注意增施有机肥,高磷、高钾地区应限制磷肥、钾肥的使用,按需施用氮肥。科学评价土壤肥力有助于更加准确地掌握土壤特性和养分状况,精准施肥,维持土壤养分平衡,提高土壤质量。     

科尔沁沙地人工固沙植被优化配置模式试验研究

通过对科尔沁沙地7种人工固沙植被配置模式在植物生长季节土壤水分含量、蒸散量和植被盖度的综合分析,优选出可以维持较好的土壤水分状况、形成有效的植被盖度和保障稳定固沙效果的人工固沙植被建立初期的配置模式。结果表明：7种人工固沙配置模式处于人工固沙林定植初级阶段,沙地土壤含水量维持在2.32%～3.41%,基本满足固沙植被水分需求。但在降雨量较低的月份,部分固沙模式土壤含水量表现出较低水平,影响固沙植物的正常生长需求。7种人工固沙植被配置模式蒸散量占同期降雨量94%以上,基本能够维持土壤水量平衡。柠条纯林(525株/hm2)、山竹岩黄芪+沙蒿混交(沙蒿2 800株/hm²、山竹岩黄芪500株/hm²)、山竹岩黄芪（3 300株/hm²)的人工固沙配置模式适合初期建立的固沙工程应用。虽然山竹岩黄芪纯林(3 300株/hm²)固沙模式盖度较高,防风固沙效果好,但由于土壤耗水大,应采取措施,降低其密度。由于小叶杨纯林(1 350株/hm²)的固沙模式土壤耗水较高、植被盖度低,在固沙初级阶段,相对其他6种固沙模式,综合效果较差。     

青海湖东沙地不同植被恢复措施下土壤水分变化特征

土壤水分是沙地植被格局和过程改变的主要驱动力,也是干旱半干旱区植物生长最大的限制因子.沙漠地区的土壤水分表现出明显的空间异质性.以高寒半干旱沙地青海湖东沙地为研究区,以栽植人工固沙植物(小叶杨、樟子松、沙棘和乌柳)的沙丘和自然固定沙丘(沙蒿为优势种)作为研究样地,探讨不同固沙植物影响下的沙丘不同地貌部位土壤水分变化特征...     

民勤荒漠区植被退化动态定位研究

白刺、沙蒿、麻黄是民勤荒漠区的主要植物种类,梭梭是当地主要固沙造林树种。定位监测表明:民勤5月下旬土壤含水率与灌木、草本植物和优势种密度及植被总盖度之间呈正相关关系。6~7月的降水量与灌木密度和植被总盖度之间呈正相关关系。5~7月的降水量和土壤水分是限制当地荒漠植被密度、盖度的关键因子。从群落类型看,深根性的麻黄和梭梭盖度比较稳定。从地貌看,流动沙丘和半固定沙丘上的植被较稳定,固定沙丘植被普遍严重退化。设置黏土沙障易形成沙面结皮,阻止降水下渗,不利于接收和保存有限的天然降水。     

Plantations of native shrub species restore soil microbial diversity in the Horqin Sandy Land,northeastern China

Caragana microphylla Lam., a leguminous shrub species, plays an important role in revegetation in the degraded ecosystems of the Horqin Sandy Land, Northeastern China. Large areas planted with this shrub have been artificially established as sand binders for soil protection, which might change the composition of soil bacterial communities with the development of sand dune stabilization. In this paper, we investigated the diversity and composition of native soil bacterial communities in the C. microphylla plantation for sand fixation using polymerase chain reaction with denaturing gradient gel electrophoresis（PCR-DGGE） to understand the influence of this plantation on sandy soil ecosystem development. We collected soil samples from plantations with an age sequence of 0, 9, 16, and 26 years, as well as from the natural community, to identify the differences among soil bacterial communities. The result showed that bacterial abundance and community composition in the sandy land were affected by the age of the C. microphylla plantation. Moreover, bacterial diversity decreased with increasing plantation age, and the composition of the bacterial community in the 26-year plantation was similar to that in the natural community. Phylogenetic analysis of bands excised from the DGGE gels showed that members of alpha Proteobacterium, gamma Proteobacterium, Gemmatimonadetes and Chloroflexi were dominant in the sandy land. The stabilization of moving sand dune and development of sand-fixed plantation resulted in an increase of soil fertility, which could drive the structural evolvement of soil bacterial community, and it needs over 20 years for the soil bacterial community to form a stable structure, similar to the case for the natural vegetation.     

沙质荒漠化土地评价指标体系研究

本研究根据我国沙质荒漠化 (亦称沙漠化 )土地现状评价与监测工作的需求 ,在实地调查的基础上 ,依据地表形态、植被、土壤三大特征 9项指标 (裸沙占地百分比、地表结皮、植被盖度、植被生物量、土壤有机质、全氮量、速效磷、速效钾、土壤物理粘粒含量 ) ,应用多元回归方法筛选评价指标 ,采用多因素综合指标分级数量化法建立了地方、区域、国家 3种尺度的沙质荒漠化土地现状监测评价指标体系。经三个不同气候区野外实地验证 ,结果表明 ,地方、区域、国家 3种评价尺度的判对率分别为 81 .0 3%、84.48%、89.66%。该指标体系具有实用性、可操作性、准确性高、简便易行、便于推广等特点 ,适用于我国各层次的沙漠化土地监测与评价 ,并有利于与国际接轨     

绿洲荒漠化及其评价指标体系的初步探讨

针对目前荒漠化评价指标体系中存在的问题，在大量前人工作的基础上，选取位于极端干旱区的民勤绿洲作为研究样区，在对绿洲荒漠化特点及其发生的自然与人为原因分析的基础上，对绿洲沙质荒漠化发生的边界范围，荒漠化评价指标选取原则等问题进行了探讨，最后从灌丛沙堆发育程度，土壤、植被、人为因素，地貌形态及其发育程度等5个方面，提出了一套以地面工作为基础的绿洲沙质荒漠化评价指标体系。     

Soil properties that determine the mortality and growth of Haloxylon aphyllum in the Aral region,Kazakhstan

Black saxaul (Haloxylon aphyllum) is a native tree species tolerant of aridity and salinity. It is planted to alleviate environmental damage due to the formation of the Aralkum desert and improve vegetation of the Aral Sea region. To investigate the environmental factors that determine seedling mortality and growth after rooting, we focused on soil properties and topographic factors in a study plot. We found that a hard clay layer that was low in hydraulic conductivity underlay accumulated sandy sediments at different depths. The soil in low seedling mortality areas was consistently sandy and low in salinity from the surface to a depth of 100 cm. In areas of high seedling mortality (75–100%), soils with a high content of silt and clay, with high salinity were detected within 100 cm depths. This suggests that accumulated sand sediment over a depth of 100 cm is required for root development. Plant height was positively correlated with depth of the hard clay layer. Significant relationships with plant height were also detected in chemical and physical properties at 80–100 cm such as electric conductivity (ECe), sodium adsorption ratio (SAR), and sand ratio. However, these properties had no significant relationship at 0–20 cm or with the relative elevation of the plot, suggesting that the subsequent growth of seedlings depends more on the sub-soil environment than on-surface conditions. The assessment of sub-soil condition is recommended to make site selection for reforestation much more reliable.     

黄土地与沙地生物结皮的发育特征及其生态功能异同

基于课题组已有研究成果,选取陕北水蚀风蚀交错区内气候条件相同但土壤质地迥异的试验区,探讨黄土地和沙地生物结皮发育特征及其生态效应的异同。结果表明:(1)苔藓结皮是2种土地生物结皮的重要类型,其中,黄土地的优势藓种为尖叶对齿藓[Didymodon constrictus(Mitt.)Saito.]、真藓(Bryum argenteum Hedw.)、狭网真藓(B.algovicum Sendt.);沙地的优势藓种为黄色真藓(B.pallescens Scheich.)、弯叶真藓(B.recurvulum Mitt.)、银叶真藓(B.argenteum Hedw.)。沙地乔灌植物下生物结皮盖度(77.5%)、厚度(11.8 mm)及容重(1.9 g·cm~(-3))均高于黄土地生物结皮,而黄土地多年生草本植物下生物结皮抗剪强度(26.5 k Pa)高于沙地生物结皮,总体上,沙地生物结皮发育的更好。(2)黄土地的入渗增幅和0~200 cm剖面的平均土壤含水率增幅均显著高于沙地(P0.05),且在旱季和雨季其0~200 cm剖面的平均土壤含水率增幅分别比沙地高1.4%和1.9%。(3)两地生物结皮均表现出了较好的减蚀作用,其减蚀效率分别为81.0%和90.6%。     

Soil exchangeable base cations along a chronosequence of Caragana microphylla plantation in a semi-arid sandy land,China

As a pioneer leguminous shrub species for vegetation re-establishment,Caragana microphylla is widely distributed in the semi-fixed and fixed sandy lands of the Horqin region,North China.C.microphylla plantations modify organic carbon(SOC),nitrogen(N) and phosphorus dynamics,bulk density and water-holding capacity,and biological activities in soils,but little is known with regard to soil exchange properties.Variation in soil exchangeable base cations was examined under C.microphylla plantations with an age sequence of 0,5,10,and 22 years in the Horqin Sandy Land,and at the depth of 0-10,10-20,and 20-30 cm,respectively.C.microphylla has been planted on the non-vegetated sand dunes with similar physical-chemical soil properties.The results showed that exchangeable calcium(Ca),magnesium(Mg),and potassium(K),and cation exchange capacity(CEC) were significantly increased,and Ca saturation tended to decrease,while Mg and K saturations were increased with the plantation years.No difference was observed for exchangeable sodium(Na) neither with plantation years nor at soil depths.Of all the base cations and soil layers,exchangeable K at the depth of 0-10 cm accumulated most quickly,and it increased by 1.76,3.16,and 4.25 times,respectively after C.microphylla was planted for 5,10,and 22 years.Exchangeable Ca,Mg,and K,and CEC were significantly(P<0.001) and positively correlated with SOC,total N,pH,and electrical conductivity(EC).Soil pH and SOC are regarded as the main factors influencing the variation in exchangeable cations,and the preferential absorption of cations by plants and different leaching rates of base cations that modify cation saturations under C.microphylla plantation.It is concluded that as a nitrogen-fixation species,C.microphylla plantation is beneficial to increasing exchangeable base cations and CEC in soils,and therefore can improve soil fertility and create favorable microenvironments for plants and creatures in the semi-arid sandy land ecosystems.