森林养分循环模型应用

The nutrient cycling model NuCM is one of the most detailed models for simulating processes that influence nutrient cycling in forest ecosystems. A field study was conducted at Tieshanping, a Masson pine （Pinus massoniana Lamb.） forest site, in Chongqing, China, to monitor the impacts of acidic precipitation on nutrient cycling. NuCM simulations were compared with observed data from the study site. The model produced an approximate fit with the observed data. It simulated the mean annual soil solution concentrations in the two simulation years, whereas it sometimes failed to reproduce seasonal variation. Even though some of the parameters required by model running were measured in the field, some others were still highly uncertain and the uncertainties were analyzed. Some of the uncertain parameters necessary for model running should be measured and calibrated to produce a better fit between modeled results and field data.     

土壤微生物量及其在养分循环和环境质量评价中的意义

综述了近年来国内外在土壤微生物量包括微生物碳、微生物氮、微生物磷和微生物硫及其周转，与碳、氮、磷和硫的循环及植物有效度之间的关系；土壤微生物量与环境的关系包括重金属和农药污染对土壤微生物量及活性的影响等方面的研究进展。同时就土壤微生物量今后的研究重点提出一些看法和展望。     

八达岭山地次生林土壤养分与磷酸酶活性研究

 为探讨北京八达岭山地土壤肥力状况,以黑桦、糠椴、核桃楸3种次生林为对象,对其土壤养分和磷酸酶活性进行研究。结果表明:土壤养分有明显的表聚效应;土壤全磷含量仅为0.39～0.66g.kg-1之间,有可能出现缺磷现象;土壤磷酸酶的活性以酸性磷酸酶为主,呈垂直递减分布规律;各种土壤养分和磷酸酶活性均有明显的根际效应,根系/本土比值在1.02～5.25之间。用SPSS软件进行分析表明,土壤磷酸酶活性与土壤pH、有机质、全氮、有效氮、有效磷和速效钾显著正相关,可以作为土壤肥力评价的一个指标。     

我国热带亚热带森林土壤养分循环特点与成土过程研究

作者在海南吊罗山，南昌梅岭和江西红壤生态实验站选择了８个代表性森林土壤类型，设置排水采集器，集水区和综合观测装置进行长期地，定位地观测与研究，取得了土壤养分循环和脱硅富铝化过程长系列资料，并探讨了森林土壤成土过程，特别是现代成土过程是否仍在继续进行及其强度差异和水热状况对其的影响。     

农田养分再循环研究Ⅱ.某些有机物料养分的有效系数

前文^[1]提到养分再循环是建立持久农业的重要内容。     

生物有机肥对宁夏盐碱地土壤养分和生物学特性的影响

为了探讨生物有机肥施用对宁夏引黄灌区盐碱地土壤化学和微生物特性的影响,明确生物有机肥的最佳施用量及施肥模式,以田间连续4年定位试验为依托,研究了生物有机肥施用量0(CK)、4.5(T1)、9.0(T2)、13.5 t/hm²(T3)及生物有机肥9.0 t/hm²配施无机化肥N 360 kg/hm²(T4)对盐碱地土壤养分含量、酶活性、微生物生物量、微生物群落碳源代谢活性及多样性和玉米产量的影响。结果表明:(1)施用生物有机肥可明显降低土壤p H和全盐含量,土壤养分含量及土壤酶活性随着生物有机肥施用量增加呈递增趋势,且在T2处理基础上增施无机化肥可显著增加土壤速效钾含量14.73%;(2)土壤微生物群落碳源代谢活性及多样性指数均随着生物有机肥施用量的增加而增加, T3处理土壤培养192 h时AWCD值为0.84,经Tukey检验分析, Shannon和Mcintosh指数较CK处理分别增加10.11%和62.67%;(3)随着生物有机肥施用量增加,土壤微生物生物量碳、氮、磷含量呈递增趋势,各处理平均分别比CK处理增加66....     

农田潮土养分耦合循环的微生物学机理研究进展

科学施肥是实现农业增产和土壤健康的重要手段。深入认知土壤微生物驱动的养分元素循环过程对于评价和指导科学施肥具有极为重要的意义。近年来不同施肥策略对土壤微生物影响的认知虽取得长足进步,但多限于单一养分元素的影响。土壤养分元素循环过程及与碳循环过程具有不可分割性,互作和协同也是土壤微生物的重要特性之一。因此,揭示土壤微生物介导的养分元素的耦合会更有助于我们全面了解农田土壤养分循环过程和指导科学施肥。笔者研究团队多年来以中国科学院封丘农业生态试验站养分平衡长期定位试验为平台,利用土壤微生物学、分子生态学、微量热和同位素测定等技术,系统研究了不同施肥策略下潮土微生物介导的碳、氮、磷元素循环及耦合过程。本文综述相关研究成果。对于缺磷潮土,磷肥施用能够提高微生物生物量碳氮、转化酶活性、脲酶活性、呼吸强度及微生物代谢活性等,使得微生物能够保障土壤养分转化与作物养分吸收,增加潮土综合碳氮汇效应,“高效低排”地为生态系统服务;与之相反,缺施磷肥条件下,即使长期施用其它养分如氮肥,潮土微生物代谢效率仍然低下,且代谢过程会损失更多碳氮素,不利于潮土碳氮累积,致使土壤质量无法提高,还加剧了生态环境的污染。在阐明了微生物对潮土养分的响应与反馈后,还进一步揭示了潮土碳磷耦合的微生物学机制,提出了“缺磷耗碳,增碳活磷”的理论框架。长期缺磷使得外源碳经由微生物转化进入潮土有机碳库的比例减少,却增加了外源碳的净矿化量,使得更多外源碳以CO₂形式排放到大气,即缺磷潮土不利于外源碳向潮土有机碳的转化。但是,外源碳的添加能够长效刺激缺磷潮土中微生物的增殖,特别是解磷微生物。该过程可以使得土壤化学固持的磷素转移到微生物体内,增加了潮土中潜在有效磷含量,后续可以提供给植物利用,即外源碳的添加能够通过解磷微生物活化土壤中不可利用态磷素。最后,对今后农田土壤养分耦合循环的微生物学研究方向和内容进行了展望。这些结果会加深对科学施肥重要性的认知,有助于指导调控土壤微生物更好地服务农田生态系统。     

西双版纳热带人工林与次生林土壤动物群落结构时空变化初查

在西双版纳热带雨林地区,对３类人工林和１类次生林土壤动物群落结构的时空变化进行了调查。结果表明;蜱螨目和弹尾目在所查４类林地中为常年优势类群;４类林地中,土壤动物类群数和个体数均呈相同的季节消长规律,干热季（４月）〉雨季（８月）〉干凉季（１月）,各林地优势类群的种群数量在４月呈现剧增;次生林土壤动物群落类群数,个人本数及多样性在全年高于人工林,林地表层土壤动物拓全年明显多于底层。     

生物炭对葡萄幼苗根际土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响

以一年生“弗雷”葡萄幼苗为试验材料,采用盆栽试验,根据生物炭施用方式与炭土质量比,设置 5个处理,研究了生物炭不同施用方式及施用量对葡萄幼苗根际土壤养分、酶活性和微生物多样性的影响。结果表明:与不施生物炭(CK)相比,生物炭混施(HA、HB)和穴施(JA、JB)增加了土壤有机质、有效磷、速效钾含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性,但小幅度降低土壤容重和 pH。同一施用方式下,生物炭施用量越高土壤碱解氮、速效钾含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性越高;同一施用量下,混施处理土壤有机质和速效养分(碱解氮、有效磷、速效钾)含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性优于穴施处理,其中 HB(混施 5%生物炭)处理土壤有机质和速效养分含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性增加幅度最大,分别比 CK高73.7%、19.2%、42.3%、20.8%、10.5%、8.6%。土壤细菌 Alpha多样性分析表明 HB处理可以提高细菌丰度,但对细菌群落多样性影响甚微。穴施处理下硝化螺旋菌属菌群数量高于混施处理,而混施处理下节细菌属和假单胞菌属菌群数量高于穴施处理。UPGMA聚类分析及RDA冗余分析表明混施处理引起根际土壤微生物群落组成和结构发生较大变化,土壤碱解氮、有机质、速效钾及pH对细菌群落结构影响较大。综上,生物炭混施对葡萄幼苗根际土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响优于穴施,其中 HB处理效果较优。     

田林老山中山杉木人工林生产力及营养元素循环的研究

广西田林县老山林场中山区气候冷凉潮湿,土壤肥力较高,能满足杉木速生要求。17年生杉木人工林乔木层的生物量达138.46t/ha,平均净生产量为8.15t/ha·a,与杉木中心产区相当。乔木层对N,P,K,Ca,Mg5种营养元素的吸收量为224.04kg/ha·a,其中42.3％存留在林木层,42.5％通过凋落物,15.2％通过降雨淋洗归还土壤。通过凋落物归还是N,P,Ca,Mg归还的主要途径,K的归还主要通过降雨淋洗;K,Ca,Mg的循环系数较大,分别达到0.58,0.68和0.60;N,P相对较小,分别为0.48和0.33。林木正处于生长旺盛阶段,杉木对5种营养元素的吸收量、存留量和归还量以及循环系数都有较高水平,生物量积累也较大。     

海南次生植被与其土壤性质的关系探讨

在野外调查和室内分析的基础上,对海南岛热带次生植被及其土壤性质变化关系开展了研究。结果表明,热带森林在不同程度的人为干扰下,形成了多样化的次生植被类型,在调查区域内植物群落类型多达36种。其中,次生密林有10种类型;次生疏林有4种;灌丛有11种,草地11种。结果还表明,不同植被类型的土壤肥力状况从大到小依次为次生林>灌丛>草地。植被性状、植被与土壤复杂关系主要体现在:(1)次生植被类型的物种组成特性间相关性较大;土壤各营养元素含量之间的相关性变化较大;(2)植物组成特征与土壤各营养元素含量之间的相关性系数普遍偏小。     

红壤农业生态系统养分循环、平衡和调控研究

本文运用５年的定位资料,较系统的论述了红壤农业生态系统养分循环和平衡规律,讨论并举例说明了如何评价养分平衡的问题,同时,提出了调控养分循环和平衡的一些具体措施。     

三江平原环型湿地土壤养分的空间分布规律

以三江平原环型湿地作为研究对象，对其环带状植被区湿地土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布规律进行了初步研究。结果表明，环型湿地土壤有机碳、全氮、全磷和全钾具有明显的空间水平分异规律，有机质、全氮、全磷的含量由环型湿地中心向边缘逐渐减少，全钾的含量和碳氮比逐渐增加。土壤有机碳、全氮、全磷和全钾在垂直方向上具有明显的分层和富聚现象，自上而下，有机质的含量逐渐降低；全氮含量除漂筏苔草群落外，其他各群落土壤全氮含量呈先增加后减少的分布；大部分植物群落全磷含量呈先减后增的“V”型分布；全钾含量呈表层和底层较高、中间层较低的“中空”状分布。通过相关分析表明，环型湿地土壤有机碳与全氮具有相似的空间分布规律，全钾与有机碳、全氮具有相异的空间分布规律，而全磷具有自己独特的空间分布规律。环型湿地土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布主要受植物体元素含量、生物过程和水文地貌过程影响，它通过过程影响湿地的功能。研究环型湿地的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布规律不仅有助于完善湿地土壤形成和发育的理论，探明湿地的生态过程和功能，而且为合理利用和保护湿地提供科学依据。     

土壤碳循环研究及中国稻田土壤固碳研究的进展与问题

土壤碳循环是与全球气候变化密切相关的重要地球表层系统过程,是国际地学和生态学界近年来的热点领域。本文简要概述了国际土壤碳循环研究的进展和发展态势,着重讨论了中国稻田土壤固碳研究已获得的认识。提出碳循环研究越来越走向与生物学的结合,且越来越依赖于长期试验和观测。中国稻田土壤的固碳水平、潜力已有较丰富的认识和资料积累,在团聚体尺度上也开展了较多的固碳机理的研究,包括物理保护、化学结合、生物学的稳定等。无论是野外还是实验室的培养均表明稻田土壤碳矿化潜力较低,这与团聚体的物理保护有关外,还与稻田土壤中存在的碳的化学结合而稳定的机制有关;固碳与农田生态系统生产力和生态服务功能的耦合机制是当前稻田土壤固碳研究的中心内容,一些研究已经表明生物多样性可能是控制碳稳定和温室气体减排与生产力提高的关键因素。未来研究的重点是定量表征固碳中碳更新的关键环节,同时需要加强对作物-土壤微生物相互作用对碳输入、转化和固定的影响及机理的研究。中国稻田土壤固碳与农业发展意义值得进一步重视。     

我国南亚热带几种人工林的生物物质循环特点及其对土壤的影响

通过对杉木、马尾松、红荷木、格木四种人工林的三年定位研究,初步获得了四种林木对主要营养元素的生物吸收和归还特点、对土壤养分状况、水分状况、微生物状况和土壤酶活性的影响等一系列资料。初步阐明了四种林木凋落物的数量及主要营养元素含量,研究了四种林木凋落物的分解特点。从而为进一步研究林木混交提供了科学依据。研究表明,阔叶树种与针叶树种相比,在改善土壤理化性状、提高土壤生产力等方面都表现出明显的优点。     

龙胜里骆杉木林林下植物营养元素循环的初步研究

对龙胜里骆成熟杉木林群落草灌层氮、磷、钾、钙、镁5种营养元素循环的研究结果表明,草灌层5元素的最大积累量179.6kg/ha;年存留量142.1kg/ha.a;总归还量25.3kg/ha.a;吸收量167.4kg/ha.a。此外,还分析了枯叶分解失重变化及其养分元素的释放过程;植物营养元素的含量、积累和分布等。     

土壤养分分析的现代化

农业生产的发展和人们对环境质量的关注对土壤养分分析提出了更高的要求,土壤养分分析需要应对更大数量的样品和需要更快的分析速度,因此现代化成为土壤养分分析的必由之路。本文对近20年来联合提取剂(AB-DTPA、0.5 mol/L NaHCO3水溶液、0.01 mol/L CaCl2水溶液、Kelowna提取剂、锶-柠檬酸提取液、水)、仪器分析技术(流动分析、色谱、毛细管电泳、原子发射光谱、电极法)在土壤养分分析中的应用和土壤采样和分析自动化的发展进行了回顾。总起来说,土壤养分分析的现代化已取得了相当大的进展,但是,在现有自动分析中,土样混匀和土壤含水量测定仍是土壤养分分析自动化中需要深入研究的问题,可能的解决途径是在适当降低分析结果的准确性上追求较快的分析速度。     

山东省设施蔬菜施肥量演变及土壤养分变化规律

山东省是中国蔬菜的主要产区,常年蔬菜种植面积占全国的10%以上,设施蔬菜的面积占全国的近50%。1994~1997年山东设施蔬菜年平均施肥量达到N1351kghm-2、P2O51701kghm-2和K2O539.6kghm-2,在这段时间内施肥量逐年增加,2004年的施肥量与1997年相比氮肥和磷肥的用量有所减少,钾肥的用量有所增加,有机养分占总养分的比例明显增加。设施蔬菜土壤养分表观平衡为氮磷钾均盈余,且盈余量较大。设施蔬菜在大量施肥的情况下,肥料的利用率较低,1997年寿光设施蔬菜氮肥的表观利用率为21.33%,磷肥的表观利用率只有2.82%,钾肥的利用率较高达到61.34%。大棚蔬菜土壤pH值与露地相比有降低的趋势,土壤有机质含量高于露地土壤。山东省不同地区大棚土壤中碱解氮含量差异较大,以地处鲁西的德州最低,寿光的最高,平均达到205.4mgkg-1。不同地区大棚土壤中有效磷含量差异很大,寿光设施蔬菜土壤中有效磷含量最高,平均为225.2mgkg-1,土壤有效磷具有明显的积累效应,设施种植时间与土壤有效磷含量之间存在极显著的正相关性(r=0.550**,n=35)。土壤母质类型对土壤速效钾具有一定的影响,寿光设施蔬菜土壤中速效钾含量最高,平均为369.7mgkg-1。土壤速效钾也具有明显的积累效应,设施种植时间与土壤速效钾含量之间具有极显著的正相关性(r=0.502**,n=35)。设施表层土壤中水溶性钙的含量平均为337.9mgkg-1,土壤水溶性镁的含量平均为67.8mgkg-1,明显高于露地土壤。设施蔬菜土壤中微量元素含量均高于露地土壤。