三江源高寒退化草原土壤有机质含量的光谱模拟估算

以三江源玛多县不同退化程度高寒草原土壤为研究对象,采集0～30 cm土层的90个土壤样品,测定土壤样品的光谱反射率和有机质（SOM）含量,分析不同光谱数据转换方式与土壤SOM含量的相关性,据此挑选P<0.001水平的显著波段作为特征波段,并与土壤SOM含量建立多元逐步回归（MLSR）、支持向量机（SVM）、决策树（DT）、随机森林（RF）模型。结果表明：1）高寒草原土壤SOM含量属中等变异,且与土壤原始反射率呈负相关,与倒数对数呈正相关;2）光谱数据的数学转换扩大了光谱的吸收特征,log(1/R)、R’、[log(1/R)]’与土壤SOM含量相关系数绝对值的最大值比R分别提高了0.099、0.156、0.160;3)RF反演模型精度高于其他反演模型,Log(1/R)-RF模型的预测效果较好,其建模组和检验组的决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）分别为0.949 1、0.252 69和0.717 23、0.496 9,可以准确估算高寒草原土壤SOM的含量。     

不同用地土壤有机质和微生物对添加秸秆的响应

选取采集于国内17个省(区)的不同利用方式下的85个土样为研究对象,定量添加玉米(Zea mays)秸秆置于相同温度培养90d,分析土壤有机质(soil organic matter,SOM)含量变化特征及其驱动因子。结果表明,添加玉米秸秆后,不同用地的SOM变化存在较大差异,63.5%的土壤样品的SOM增加,36.5%的减少;SOM含量相对变化率与其初始SOM含量呈显著负相关关系(P0.05),说明在短期内添加秸秆并不一定意味着土壤有机质会提高。试验土样来源于4种不同用地方式中,采集于播种粮食旱地的88%的土样,其SOM含量增加;采集于水稻田的土样,其SOM含量均减少;采集于林地和菜地的土样,其SOM含量有增有减。添加秸秆后,各土样的可培养微生物数量均增加,增加量表现为水稻田林地菜地粮食旱耕地,真菌放线菌细菌。磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)分析显示细菌/真菌与G+/G-均表现为水稻田粮食旱耕地林地菜地,比值越小说明土壤生态系统越稳定;A/B和iso/anteiso、C/A均表现为菜地粮食旱耕地林地水稻田,比值越小代表养分和环境胁迫越严重。因此,4种用地方式中,水稻田土壤生态系统稳定性较差,受养分和环境胁迫程度高。     

不同放牧强度下土壤有机质特性变化的研究

本文针对中国海北定位站高山草甸土壤不同放牧强度下土壤有机质组分变化进行了分析。实验结果表明，藏羊的放牧强度分别为8，4，2，0只／hm^2的情况下，从1998-2001年连续放牧4年间，土壤有机质各组分不论是重量还是各组分有机质含量上都有明显变化。最大放牧强度于对照相比，Go组的重量百分比和有机碳含量分别下降1．24％，1．012％；而G1组则下降0．4％，1．422％；G2组下降1．4％，0．500％。轻度放牧组有机质组分的重量百分比和有机质含量分别下降4．04％，0．33％。强度放牧导致土壤肥力下降，草场退化，生态环境遭到破坏。     

公路运营期两侧防护林土壤有机质含量变化特征

通过对京哈高速德惠段公路南北两侧防护林内土壤有机质含量的测定,经统计分析后发现:水平方向上,距离公路较近的防护林地区有机质含量相对较远地区防护林内土壤有机质含量较高;垂直方向上,土壤有机质含量上层(0 cm-5 cm)>下层(5 cm-10 cm);而不同季节不同主导因素影响着土壤有机质的含量变化,季节性波动特征:秋季>春季>夏季.     

高山草地的光谱反射特征及其估产模型

对祁连山东段高山草地中５种植物群落的光谱反射特征进行了测试研究。结果表明：１）草本植物和灌木种群的光谱反射率在可见光波段上无显著差异，但在近红外波段存在显著差异；２）土壤背景和测试仪器高度对群落的光谱反射产生显著影响；３）植物生长盛期，可用近红外波段的反射差异来区分草地植物群落的空间分布：４）草地植物群落的地上植物量与几种变换的植被指数呈显著或极显著的非线性相关。     

施氮水平对马蹄金草坪反射光谱特征及光合色素含量的影响

为促进高光谱遥感技术在草坪营养状况监测中的应用,以马蹄金(Dichondra repens)草坪为材料,研究了不同施氮水平马蹄金草坪反射光谱特征和叶绿素含量的变化,分析了马蹄金草坪高光谱反射率与叶绿素含量的相关性。结果表明,施氮可以显著增加马蹄金草坪草的光合色素含量(P0.05),降低其可见光区光谱反射率;马蹄金草坪草绿波段(520~570nm)光谱反射率与叶绿素含量呈显著负相关关系,以绿波段反射率R570nm与叶绿素b间相关性最高,利用R570nm的变化来反演其叶绿素含量的变化可以达到较好的拟合效果(R2达0.85,P0.01)。试验为利用高光谱遥感技术快速、无损伤探测马蹄金草坪草的色泽和营养状况提供了理论支持。     

金佛山地区不同生境下土壤有机质与全氮含量及其相关性

通过对金佛山地区不同生境下土壤有机质和全氮含量的测定表明,0～10 cm土层内,有机质含量的顺序为西坡(108.088 g/kg)>南坡(92.229 g/kg)>山顶(89.727 g/kg)>北坡(80.881 g/kg),全氮含量的顺序为山顶(6.482 g/kg)>南坡(92.229 g/kg)>西坡(4.355 g/kg)>北坡(3.928 g/kg),土壤C/N顺序为西坡(24.82)>北坡(20.59)>南坡(16.12)>山顶(13.84);10～20 cm土层内,有机质含量的顺序为山顶(93.895 g/kg)>西坡(70.319 g/kg)>南坡(67.970 g/kg)>北坡(63.255 g/kg),全氮含量的顺序为山顶(5.528 g/kg)>西坡(4.055 g/kg)>南坡(3.867 g/kg)>北坡(3.460 g/kg),土壤C/N顺序为北坡(18.28)>南坡(17.58)>西坡(17.34)>山顶(16.99)。不同生境之间的土壤有机质和全氮含量存在差异,且0～10 cm土层高于10～20 cm土层。土壤有机质和全氮含量之间呈显著正相关。     

祁连山不同草地类型土壤有机质与全氮分布的关系

对祁连山的5种草地类型土壤有机质和全氮分布特征及两者间的关系进行了研究。结果显示,土壤有机质和全氮含量随土层加深而降低,不同草地类型土壤有机质和全氮含量差异明显。5种草地类型中,土壤有机质含量大小顺序为高寒草甸(151g/kg)高寒草原(30g/kg)温性草原(25g/kg)荒漠草原(16g/kg)温性荒漠(9.5g/kg);土壤全氮含量顺序均为高寒草甸(7 600mg/kg)高寒草原(2 100mg/kg)温性草原(2 000mg/kg)荒漠草原(1 800mg/kg)温性荒漠(750mg/kg)。相关性分析结果显示,土壤有机质与全氮呈极显著正相关(P0.01),表明土壤有机质是影响土壤全氮的关键生态因子之一。     

不同退化程度草原土壤有机质对水、氮资源梯度的响应

本文主要研究典型草原区两种不同退化程度草原,即轻度退化草原和重度退化草原对水、氮这两种资源的响应规律,意图找出这两种主要的生态因于作用于不同退化程度草原时的最适值,为典型草原区退化等研究方向提供相关依据。     

高寒地区多年生人工草地土壤有机质含量的研究

土壤有机质是土壤中各种营养特别是碳、氮的重要来源,其含量在一定程度上能反映土壤的养分状况。通过采用重铬酸钾容量法对东祁连山高寒草地多年生人工草地,不同程度退化草地以及耕地、补播地的0~20 cm层次土壤有机质含量进行了比较研究。结果表明:多年生人工草地之间(燕麦与披碱草)土壤有机质含量没有显著差异(P>0.05),却极显著高于中度、重度退化草地(P<0.01),也明显高于耕地、补播地的土壤有机质含量;另外不同退化程度的草地之间均差异极显著(P<0.01)。     

产漆酶真菌对高寒草甸土壤有机质矿化特性的研究

为了了解产漆酶微生物真菌对高寒草甸土壤有机质的矿化作用及其特性,实验采用室内密闭静置培养法,对添加产漆酶真菌Marasmius tricolor 310b发酵粗酶液对高寒草甸土壤生物活性有机碳库的影响进行了研究。结果表明：与对照组相比,添加产漆酶真菌Marasmius tricolor 310b发酵粗酶液后,在整个培养期内土壤CO₂释放量和微生物生物量碳含量随培养时间的延长,呈现不断下降的趋势,35 d后趋于稳定;在整个培养周期,微生物呼吸熵的变化总体呈对数降低趋势,处理组符合方程y=-9.964ln （x）+32.281（R²=0.9744）,对照组符合方程y=-9.788ln （x）+28.683（R²=0.95）,处理组土壤CO₂的累计释放量始终高于对照组（P<0.05）,说明菌株310b促进了土壤有机质矿化作用。土壤有机碳含量在培养前期开始降低,但差异不显著,15 d后处理组的土壤有机碳含量低于对照组（P<0.05）,说明不同阶段产漆酶真菌对有机质的周转速率不同,推测产漆酶真菌对有机质的转化作用与土壤环境条件有关。     

玉米/大豆不同种植模式对土壤有机质和全氮空间分布的影响

土壤中有机质和全氮的空间分布,及其在土壤微生态、养分循环和农业可持续发展等方面有着巨大的现实意义。因此,本试验于2018—2020年,研究了土壤有机质和全氮在带状套作玉米/大豆连作(MS1)、带状套作玉米/大豆轮作(MS2)、传统套作玉米/大豆(MS3)、玉米单作(M)、大豆单作(S)和休闲地(FL)6个模式下的含量及空间分布。结果表明,套作土壤全氮大豆行含量大于玉米,不同种植模式下有机质含量存在显著差异(P<0.05)。土壤有机质(29.19 g·kg^-1)和全氮(10.19 g·kg^-1)以MS2含量最高。FL土壤有机质含量(1.69 g·kg^-1)和全氮含量(0.64 g·kg^-1)最低。本研究认为,MS2是较好的带状套作种植模式,该模式能增加土壤有机质和全氮的空间分布,从而提高土壤肥力和C∶N比。     

利用方式对青海省高寒草甸土壤可溶性有机质光谱学特性的影响

为深入了解不同利用方式对青海省高寒草甸土壤可溶性有机质含量和结构特性的影响,以次生沙棘林地、退耕还林地、农田和天然放牧地等4种利用方式土壤作为对象,研究了其0~10 cm和10~20 cm土层可溶性有机质含量、紫外-可见光光谱及其特征参数、荧光光谱及其特征参数等。结果表明,0~10 cm土层可溶性有机碳和有机碳含量由高到低的顺序为天然放牧地>退耕还林地>次生沙棘林>农田。10~20 cm土层中的可溶性有机碳及有机碳含量在退耕还林地和次生沙棘林中较高。有机碳含量和可溶性有机碳含量及其复杂程度随土层的加深而降低。天然放牧地土壤可溶性有机质的芳香化程度和腐殖化程度较高,含有较多的多环芳烃。研究结果指出,天然放牧地土壤可溶性有机质的结构更为复杂,稳定性更强,对维护青海省高寒地区碳库平衡和生态稳定有积极作用。0~10 cm土层土壤可溶性有机质的结构更为复杂。     

陕北黄土丘陵区不同植被类型群落多样性与土壤有机质、全氮关系研究

为探讨陕北黄土丘陵区不同植被类型物种多样性与土壤有机质、全氮的关系,在野外调查和室内分析的基础上,采用相关性分析对5种不同植被群落特征、多样性、土壤碳氮之间的关系进行研究。结果表明：植物群落组成主要为菊科、禾本科和豆科,这3大科植物在该区具有较强的生态适应性;不同植被类型群落Gleason丰富度指数为30 a撂荒地最大,16 a撂荒地最小,Simpson指数、Shannon-wiener指数和Sheldon均匀度指数均为30 a刺槐林（Robinia pseudoacacia）最大,16 a撂荒地最小;土壤有机质、全氮含量均随土层深度增加而递减,其平均含量在0~30 cm和30~100 cm土层从大到小为30 a刺槐林>30 a撂荒地>16 a刺槐林>30 a柠条林（Caragana microphylla）>16 a撂荒地,30 a刺槐林表现出较好的土壤碳氮累积效果。相关性分析结果表明,不同植被类型群落物种多样性与土壤有机质、全氮之间显著相关（P<0.05）,表明土壤有机质和全氮是影响植物群落组成和多样性的关键生态因子。     

云雾山不同草地群落土壤活性有机碳分布特征

为探讨黄土高原草地植被演替过程活性有机碳的变化规律,揭示草地退耕后的分布特征,在云雾山草原区采集不同草地群落土壤,采用高锰酸钾氧化法对0~100 cm土层活性有机碳进行分析。结果表明:不同草地群落土壤活性有机碳含量均高于坡耕地,活性有机碳含量大小顺序为:长芒草(Stipa bungeana Trin.)群落>大针茅(Stipa grandis P.Smirn.)群落>铁杆蒿(Artemisia gmelinii Web.ex Stechm.)群落>百里香(Thymus mongolicus Ronn.)群落>退耕草地>坡耕地,且群落间差异达极显著水平(P<0.01);在恢复初期(坡耕地-退耕草地-百里香)活性有机碳含量增加较多,恢复到长芒草群落活性有机碳含量达到最大值,趋于稳定;活性有机碳的密度与含量表现出相同的变化规律,并随着土层的加深而呈现减小趋势。相关性分析表明,活性有机碳含量与土壤总有机碳含量呈极显著线性正相关关系(r=0.9742),土壤活性有机碳比总有机碳更能反映草地植被恢复初期土壤有机碳库的变化。     

宁夏河东沙区防沙治沙区表层土壤有机质和土壤水分空间异质性

为探讨宁夏河东沙地沙漠化治理区表层土壤有机质含量和土壤含水量的空间分布规律,选取表层土壤作为研究对象,通过野外采样、室内试验以及地统计学数据分析,得出以下结果:研究区内有机质含量为0.5~3.48 g·kg^-1,均值为1.34 g·kg^-1,含量较低,Kriging 插值结果表明,有机质含量从北向南呈递减的态势,呈带状分布,空间变异较高,该研究区有机质含量最低是在西北地区,含量普遍在0.8~1.05 g·kg^-1,有机质含量高的地区位于研究区域南部,分布较少,此地有机质含量在2.20~2.36 g·kg^-1之间。土壤含水量较低,平均值为0.75%,Kriging 插值结果表明,该研究区表层土壤含水量的分布存在空间变异,由北向南递减。有机质含量和土壤含水量均表现出较高的空间自相关性,土壤有机质含量的空间相关范围相对较大,为36.69 m,土壤含水量的空间自相关距离较小,为8.48 m。     

野生山蚂蝗绿肥对酸性土壤有机质含量的动态影响

山蚂蝗属（Desmodium Desv.）植物是我国南方重要的绿肥资源,为探明其培肥效果,本文通过田间试验研究了施用12份野生山蚂蝗属绿肥后,酸性土壤有机质含量随时间的动态变化,结果表明：不同山蚂蝗属绿肥对土壤有机质含量影响的效果不一,在施用1年内均能显著（p<0.05）增加土壤有机质的含量,且施用1个月后效果最好,但随着时间的延长效果不断变差。     

河北坝上农牧交错带草地不同方式持续利用对土壤颗粒空间分布的影响

为探究河北坝上农牧交错带典型草原不同方式持续利用对土壤颗粒空间分布状况的影响,本研究通过对河北坝上封育10年,中度放牧,重度放牧草地以及不同开垦年限的垦殖草地（持续利用5年,10年,15年）土壤进行分层（0～10 cm,10～20 cm,20～40 cm,40～60 cm）研究其土壤颗粒分布及变化。结果表明：随放牧强度的增加,土壤中2000～250 μm,250～150 μm,150～53 μm颗粒含量均显著减少,而53～20 μm,20～2 μm,<2 μm颗粒含量均显著增加,即增加了重度放牧草地土壤风蚀退化的潜在危险性;对于垦殖草地,随着持续利用年限的增加,土壤中2000～250 μm,250～150 μm,150～53 μm颗粒含量均显著增加,而53～20 μm,20～2 μm,<2 μm颗粒含量均显著减少,这表明随着垦殖年限的增加,土壤逐渐趋向沙化。因此,为保证草地的可持续性,放牧草地需要避免重度放牧而垦殖草地需要改变现有的耕作方式。     

紫色土丘陵坡地土壤水溶性有机碳对植被恢复的响应及其与土壤因子的关系

本文以典型的衡阳市紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列的方法,选用立地条件基本相似的草本阶段（Grassplot,GT）、灌草阶段（Frutex and grassplot,FG）、灌丛阶段（Frutex,FX）和乔灌阶段（Arbor and frutex,AF）,通过调查取样和实验分析,对不同恢复阶段0~40 cm土层土壤水溶性有机碳,E₂₈₀、E₂₅₀/E₃₆₅、E₂₄₀/SOC及其影响因素进行了研究。结果表明：随着植被恢复的进行,土壤水溶性有机碳含量显著增加（P<0.05）;土壤水溶性有机碳含量与土壤容重、重组有机碳呈极显著负相关（P<0.01）,与土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷、土壤微生物生物量碳、轻组有机碳呈显著或极显著正相关（P<0.05或P<0.01）,与全磷、速效钾、pH值相关性不明显（P>0.05）。综上所述,土壤水溶有机碳与土壤肥力关系密切,可作为评价土壤肥力性状的生物学指标。