不同修复措施下红壤水稳性团聚体中有机质分布特征

试验设置作物对照(CK)、作物+PAM(聚丙烯乙酰)(C1)、作物+稻草覆盖(C2)、作物+带状牧草(C3)、作物+PAM+带状牧草(C4)和作物+稻草覆盖+带状牧草(C5)6个处理,分别于种植花生前(A)、花生收获后(B)和小麦收获后(C)采集表层土样,研究不同修复措施下鄂东南侵蚀红壤团聚体的稳定性及水稳性团聚体中有机质的分布特征。结果表明,C时期各处理>0.25mm水稳性团聚体含量的平均值比A时期提高了24.78%,以C2处理的水稳性团聚体含量最高。不同时期土壤和各级水稳性团聚体中有机质含量表现为B>C>A。随着团聚体粒径(>4mm,4～2mm,2～1mm,1～0.5mm,0.5～0.25mm)减小,水稳性团聚体中有机质含量逐渐降低。土壤有机质含量与各粒径水稳性团聚体有机质含量呈线性正相关,小粒径(2～0.25mm)水稳性团聚体的有机质含量与土壤有机质含量呈极显著正相关(相关系数为0.779 2～0.828 6)。综合考虑土壤有机质含量和团聚体稳定性2个因素,稻草覆盖措施对侵蚀红壤的修复效果较好。     

连续种植不同绿肥作物的土壤团聚体稳定性及可蚀性特征

为探讨连续种植绿肥对土壤团聚体的影响,以箭筈豌豆(Vicia sativa L.)、肥田萝卜(Raphanus sativus L.)、蓝花苕子(Vicia cracca L.)、毛叶苕子(Vicia villosa Roth)为研究对象,分析了连续种植不同绿肥作物下的土壤团聚体组成、稳定性及可蚀性特征。结果表明:连续种植绿肥能够提高不同粒径土壤机械稳定性、水稳性团聚体含量,肥田萝卜主要提高2 mm粒径的机械稳定性团聚体含量、5 mm粒径的水稳性团聚体含量,毛叶苕子、蓝花苕子主要提高0.25～2 mm粒径的机械稳定性团聚体含量,蓝花苕子主要提高了0.25～5 mm粒径的水稳性团聚体含量。并且,连续种植绿肥有利于形成土壤水稳性大团聚体(0.25 mm),5 mm粒级的土壤水稳性团聚体的增加对土壤水稳性大团聚体积累的影响较为突出,其中,毛叶苕子的土壤水稳性大团聚体含量最高。另外,连续种植肥田萝卜、毛叶苕子有利于土壤平均重量直径和几何平均直径的提升。同时,连续种植绿肥较清耕显著降低了土壤团聚体破坏率29%～38.17%,土壤团聚体破坏率表现为毛叶苕子肥田萝卜蓝花苕子箭筈豌豆。除此之外,连续种植绿肥对土壤可侵蚀因子(K)产生了一定的影响,肥田萝卜毛叶苕子箭筈豌豆蓝花苕子,虽然土壤可侵蚀因子(K)与绿肥作物品种间的规律不显著,但是其与土壤团聚体的关系很密切,土壤水稳性大团聚体含量越高,土壤平均重量直径、几何平均直径越大,可蚀性K值越低,团聚体破坏率越低,土壤结构的稳定性、抗侵蚀性越好。     

稻田植茶后土壤团聚体水稳性变化特征及影响因素分析

采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究名山地区稻田植茶后土壤团聚体水稳性变化特征及其影响因素。结果表明:稻田及植茶后的土壤水稳性团聚体含量在各粒径及土层间表现不同,稻田、茶园5年和10年土壤水稳性团聚体含量总体上随着粒径的减小呈先降低后上升的趋势,茶园15年水稳性团聚体含量则随着粒径的减小逐渐增加。从不同土层来看,在0—20,20—40cm土层中,随着稻田植茶年限的增加,土壤团聚体含量以2mm粒径团聚体为主转变为以0.25mm粒径团聚体为主,而在40—60cm土层中,总体上0.25mm粒径团聚体占据着主要地位;在0—20cm和20—40cm土层,稻田植茶后土壤团聚体水稳性逐年下降,由大到小依次为水稻田茶园5年茶园10年茶园15年,而在40—60cm土层,土壤团聚体水稳性由大到小依次为茶园5年茶园10年水稻田茶园15年,不同土层中团聚体的水稳性与0.25mm粒径团聚体含量呈正相关关系。稻田及稻田植茶后的土壤团聚体水稳性受土壤的理化性质影响,其中受0.25mm粒径团聚体含量、土壤容重、总孔隙度的影响较显著。就所测养分而言,稻田土壤团聚体的水稳性影响因素为有机质和游离氧化铁,茶园5年的影响因素为有机质和阳离子交换量(CEC),茶园10年的影响因素为有机质、CEC和有效磷含量,而茶园15年的影响因素主要是CEC含量。     

长期不同施肥处理对设施土壤团聚体组成及其稳定性的影响

通过设施土壤长期定位,试验研究了不同施肥处理对土壤团聚体含量、分布及其稳定性的影响。结果表明,有机肥处理的设施土壤水稳性团聚体的优势粒级均为0.125～0.250mm,而未施用有机肥处理的设施土壤水稳性团聚体的优势粒级均为0.053～0.125mm。设施土壤中>0.25mm粒级水稳性团聚体含量明显低于<0.25mm粒级水稳性团聚体。在>0.125mm的粒级中,有机肥(AN0)及其有机无机肥配施(ANPK)处理土壤水稳性团聚体比重均高于无机肥(BNPK)及其不施用肥料(BN0)处理土壤。长期施用有机肥具有促进水稳性微团聚体向水稳性大团聚体形成的趋势。设施土壤团聚体稳定指数大小依次为:ANPK>AN0>BNPK>BN0。分形维数D、几何平均直径GMD、平均重量直径MWD均适用于该设施土壤水稳性团聚体评价。     

长期施用化肥条件下土团聚体中有机碳与养分分布

[目的]探究长期施肥与小麦—玉米轮作下(蝼)土表层水稳性团聚体组成及对团聚体中有机碳和养分分布的影响,为评价长期施肥对改善(蝼)土肥力状况的影响提供科学依据.[方法]利用田间长期施用化肥与轮作定位试验,通过湿筛法分离土壤水稳性团聚体,得到土壤团聚体构成,并测定不同粒径团聚体中有机碳和养分的含量.[结果]结果表明长期施用化肥显著影响土壤水稳性团聚体含量,长期施肥降低了＞2 mm的水稳性团聚体数量,增加了＜1 mm的水稳性团聚体含量.施肥在一定程度上提高了水稳性团聚体有机碳的含量,但施用高量氮、磷下0.25～0.5 mm和＜0.25 mm水稳性团聚体中有机碳含量明显低于施用低量氮、磷肥料.不同施肥处理土壤水稳性团聚体全氮含量变化趋势与水稳性团聚体有机碳含量基本一致.磷素在不施肥处理各粒径团聚体中均匀分布,低氮、磷处理各粒径团聚体中全磷含量差异较小,高氮、磷处理各粒径土壤团聚体中全磷含量变化无明显趋势.长期施肥降低了＞2 mm水稳性团聚体中全K含量,增加了＜2 mm的水稳性团聚体中全K含量.[结论]水稳性团聚体关系土壤有机碳、氮的数量,水稳性团聚体及其中有机碳、氮含量在氮磷化肥的长期施用下变化无明显规律,并且,长期施用氮、磷化肥下土壤磷素和钾素在土壤中的保存及供应能力也受到影响.因此,需要合理施肥管理,促进农田生产力的可持续发展.     

短期放牧对高寒草甸土壤水稳性团聚体构成及稳定性的影响

土壤水稳性团聚体是土壤肥力的基础。以青藏高原东北边缘地区高寒草甸为对象,采用放牧控制试验研究不同放牧强度下各粒级水稳性团聚体含量、根系和微生物数量的变化特征,以期阐明短期放牧对水稳性团聚体及其稳定性的影响。结果表明,中牧能够增加土壤内水稳性大团聚体的含量。土壤水稳性团聚体有机碳含量随土层深度增加而减少,中牧时在0—10cm土层,粒径1mm的土壤水稳性团聚体有机碳含量显著低于对照,但在10—20cm土层,粒径1mm土壤水稳性团聚体有机碳含量大于对照和其他放牧处理;随着放牧梯度的增大,地下生物量也递增,在0—10cm土层表现最为明显;中牧处理下土壤中真菌数量最大,而放线菌的数量随着放牧强度的增大而增大。     

东祁连山不同高寒灌丛草地土壤抗蚀性研究

为探讨祁连山东段不同高寒灌丛草地的土壤抗蚀性特征,采用野外调查和室内试验的方式,对东祁连山金露梅、柳、杜鹃3类高寒灌丛草地的土壤抗蚀性特征及其影响因素进行了研究。结果表明:不同灌丛草地土壤水稳性团聚体主要以0.5mm的大粒径水稳性团聚体为主,土壤团聚结构破坏率表现为:柳灌丛草地杜鹃灌丛草地金露梅灌丛草地;土壤水稳性指数依次为:杜鹃灌丛草地(97.1%)柳灌丛草地(96.9%)金露梅灌丛草地(95.8%);土壤抗蚀指数表现为:杜鹃灌丛草地最大(95.0%),金露梅灌丛草地最小(92.9%)。总体上,杜鹃灌丛草地的土壤抗蚀性最强,金露梅灌丛草地的土壤抗蚀性最差。通过灰色关联度法,对0.5mm的机械团聚体含量、0.25mm的机械团聚体含量、0.25mm的水稳性团聚体含量、0.5mm的水稳性团聚体含量、土壤结构破坏率、水稳性团聚体平均质量直径、有机质、土壤崩解率、土壤水稳性指数、土壤抗蚀指数10个土壤抗蚀性指标进行评价分析认为,影响高寒灌丛草地土壤抗蚀性最主要的因素是水稳性指数、0.25mm水稳团聚体和水稳性团聚体平均质量直径。     

石灰岩土壤结构稳定性及影响因素研究

用萨维诺夫法分析了不同岩溶生态系统土壤团聚体的组成特征及差异,并研究了土壤结构胶结物质对石灰岩土壤结构稳定性的影响.结果表明,各岩溶生态系统土壤干筛团聚体含量高,差异较小,但湿筛后水稳性团聚体含量差异显著.灌丛夹马尾松生态系统土壤水稳性团聚体及水稳性大团聚体含量最高,团聚体的稳定性也最好,坡耕地和退耕地土壤水稳性团聚体及大团聚体含量则显著降低.相关分析表明,有机质含量及腐殖质品质是影响研究区石灰岩土壤水稳性团聚体含量、组成特征及稳定性的主要因素.     

长期不同施肥对黄泥土水稳性团聚体颗粒态有机碳的影响

研究了长期不同施肥处理(化肥与秸秆配施、化肥与猪粪配施、单施化肥和不施肥)下太湖地区黄泥土耕层水稳性团聚体颗粒态有机碳含量的变化。结果表明,供试土壤水稳性团聚体组成以>2mm和2~0.25mm粒径为主,施肥下>2mm水稳性团聚体显著增加,并伴随2~0.25mm水稳性团聚体明显减少。颗粒态有机碳主要存在于>2mm水稳性大团聚体中,并随着水稳性团聚体粒径的减小而明显减少。>2mm水稳性大团聚体中的POC对施肥的响应较为敏感,以化肥与秸秆配施下该粒径水稳性团聚体中POC的积累效果最为明显。而化肥与猪粪配施则显著增加了2~0.25mm和0.25~0.053mm水稳性团聚体中的POC含量。土壤不同层次水稳性团聚体中POC的来源不同,在0~5 cm表层可能主要来源于作物根茬生物量,而在5~15 cm土层则可能跟施入的外源有机物有关。     

化肥与有机物料配施对黄褐土团聚体分布及有机碳含量的影响

通过对黄褐土小麦/玉米轮作定位试验,研究了不同施肥模式对土壤团聚体分布、稳定性及团聚体中有机碳含量、各级团聚体对有机碳的贡献率的影响。结果表明:黄褐土的水稳性团聚体组成主要以0.25 mm粒径为主,施有机物料增加了0.25 mm水稳性团聚体,同时提高团聚体的稳定性。团聚体有机碳主要存在于0.25 mm水稳性团聚体中,并随着水稳性团聚体粒径的增大而明显增加。化肥配施秸秆对黄褐土水稳性团聚体影响较大,显著增加0.053 mm各粒径水稳性团聚体含量,降低0.053 mm水稳性团聚体含量,同时显著提高团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和稳定率(R0.25),并且化肥配施秸秆对土壤中0.25 mm各粒径团聚体对有机碳的贡献率增加更为明显。而化肥配施鸡粪对土壤中0.25 mm各粒径团聚体中有机碳增加效果最好。     

强度水土流失区不同治理措施对土壤物理性质的影响

在福建省长汀河田强度侵蚀山地,探讨了3种不同治理措施对土壤物理性质的影响,结果表明：不同治理措施区的土壤孔隙状况、团聚度、抗蚀性、入渗速率均得到一定程度的提高,土壤分散率降低,土壤排水能力和通气度也有所提高。不同措施对土壤物理性质改良的总体趋势是：草灌乔措施〉补植乔灌〉老头松改造〉对照,采用草灌乔混交措施对土壤物理性质的改良效果最好。     

红壤区不同水土保持措施对土壤抗蚀性的影响

[目的] 研究南方红壤区不同水土保持措施下土壤抗蚀性的变化特征，为该地区的土壤抗蚀性研究和水土流失治理提供理论依据。 [方法] 以江西水土保持生态科技园内柑橘园试验区的裸地对照、柑橘净耕、柑橘+全园植草、柑橘+水平梯田处理为研究对象，通过野外采样和室内试验相结合的方法，研究不同处理、不同深度下土壤抗蚀性。 [结果] 0-20 cm土层，柑橘+全园植草的土壤抗蚀性最强，柑橘+水平梯田和柑橘净耕次之且二者无显著差异，裸地对照最差；20-40 cm土层，柑橘+全园植草和柑橘+水平梯田的土壤抗蚀性最强且二者无显著差异，柑橘净耕次之，裸地对照最差；相同处理下0-20 cm土层的土壤抗蚀性显著大于20-40 cm土层。 [结论] 水土保持措施能显著提高土壤抗蚀性，柑橘+全园植草的处理下土壤抗蚀性最强。建议在该区域采用林草复合的措施提高植被覆盖度，以加强土壤抗蚀性。     

不同水土保持措施对黑土区坡耕地氮、磷流失的影响

采用无任何保护措施的坡耕地为对照组,系统地研究了3种典型水土保持措施:水保林、水平梯田、地埂植物带对桓仁浑江流域坡耕地总氮（Total nitrogen,TN）和总磷（total phosphorus,TP）变化的影响。2013年3—9月,共采集了336个有代表性的土壤样本进行分析研究。结果表明,采取了3种典型水土保持措施的土壤样品中的TN和TP含量均显著高于未采取任何水土保持措施坡耕地土壤中TN和TP含量。其中,水平梯田土壤中的TN和TP较对照组分别提高了24.6%和35.7%。地埂植物带土壤中的TN和TP较对照组分别提高了19.4%和37.4%。3种综合措施（水保林、水平梯田、地埂植物带）协同使用效果更为明显,可使TN和TP较对照组分别提高29.2%和30.6%。研究可为坡耕地面源污染治理提供科学依据和切实可行的方法。     

强度侵蚀红壤区不同治理措施对土壤理化性质的影响

为了探讨生态治理措施对强度侵蚀红壤区土壤质量的影响,2005年对治理区4种不同治理措施下土壤理化性状进行比较研究。结果表明:强度侵蚀红壤区经过5年治理后,土壤的理化性质有了明显的改善。封禁措施改善土壤的物理性状最明显,生态果园措施次之,种植胡枝子最差。全面播种百喜草和封育措施能显著改善土壤的化学性状,生态果园措施略差,种植胡枝子改善作用并不明显。同时,这些措施的效果离原始林区的土壤质量还有很大差距。     

不同治理措施对退化紫色土土壤生物学活性的影响

通过对福建省宁化县禾口镇退化紫色土采取3种不同治理措施的土壤理化性质、土壤酶活性和土壤微生物特性的研究,结果表明:治理后土壤有机质、>0.25mm水稳性团聚体含量均有不同程度的提高;治理后土壤细菌、真菌、放线菌数量及微生物总数有明显的增加,土壤水解性酶和氧化还原酶活性得到显著的增强,土壤养分贮量和速效养分供应强度得到明显的改善,土壤肥力得到不同程度的恢复。表明紫色土的治理应根据其所处的不同退化阶段而采取相应的治理措施,才能使土壤的物理化学性质、土壤肥力得到较好的恢复。     

基于GIS的水土保持措施下坡耕地土壤养分变异特征

以水保林地、水平梯田及地埂植物带组成的水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分为研究对象,利用GPS定点采样,传统统计分析和ArcGIS地统计分析相结合,并通过参数及误差值对比,选取最佳空间插值拟合模型（球状模型）,研究水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分的空间变异特征。结果表明:（1）5个指标的空间变异度对比:TP > 有效P > TN > 有机质 > pH,其TN,TP,有效P,pH值的空间变异受水土保持措施影响显著,有机质不仅受非人为因素影响,也受人为因素影响。（2）运用Kriging插值制图显示,5个指标在空间上分布均不均匀。采取水土保持措施后对土壤养分有一定的富集作用,含量显著高于无措施对照区;无措施坡耕地坡上、坡中和坡下部位土壤养分呈规律性降低趋势。而土壤pH值空间变异与有机质,TN,TP和有效P相反。（3）上坡位的水保林地对TN,TP和有机质的拦蓄作用最好,中坡位的水平梯田对有效P的拦蓄作用显著;由于下坡位的无措施对照区作为土壤养分流失的必经区域,土壤养分含量较高,表现出地埂植物带对养分的拦蓄作用不显著。通过土壤pH值的空间对比发现,种植相应植物使水保林地和地埂植物带土壤pH值下降了。     

侵蚀红壤小流域水土保持措施的土壤肥力效应评价——以朱溪小流域为例

针对朱溪小流域在水土流失治理过程中设置的不同水土保持治理措施,采用模糊数学的隶属函数对土壤肥力的恢复效应进行定量分析,为小流域的后续管理和水土保持措施的推广提供依据。结果表明:不同治理措施的土壤肥力以封禁最好,生态林草次之,低效林改造效果较差;生态林草模式中以全坡面播草和乔灌草混交较好,水平条沟较差。八十里河样地治理后经过20多年时间FI值达到0.53,2000年设置的样地FI值,只有封禁和全坡面播草措施达到0.4,2006年设置的样地FI值都低于0.3,说明经过10 a的治理,土壤肥力指数刚刚达到中等水平,而20多年后土壤肥力指数才处于中等偏好的水平,土壤肥力的恢复是一个相当漫长的过程。     

不同水土保持措施对闽西紫色土速效养分及可蚀性的影响

以福建省西部宁化县紫色土区梯田+杨梅+百喜草(C1)、山边沟+鱼鳞坑+金银花(C2)、隔坡梯田+鱼鳞坑+油茶(C3)、鱼鳞坑+油茶(C4)、竹节沟+乔灌草(C5)5种水土保持措施和无水土保持措施(CK)的紫色土坡地为研究对象,对比分析不同水土保持措施下闽西紫色土速效养分含量及可蚀性特征差异,并揭示土壤速效养分与可蚀性特征间的相互关系。结果表明:5种水土保持措施下紫色土速效养分含量除硝态氮外均高于CK,其中,铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、速效磷(AP)、速效钾(AK)含量分别呈现C2C3C4C1C5CK、C2CKC4C3C5C1、C2C5C1C3C4CK、C2C1C3C5C4CK的变化规律;5种不同水土保持措施下土壤AN/AP、AN/AK均小于CK,而AP/AK则表现为C3CKC4C1C5C2的变化规律,总体上5种水土保持措施均能有效促进土壤速效养分平衡。5种水土保持措施下土壤可蚀性K值均小于CK,土壤有机碳含量均高于CK,其中C2的土壤可蚀性K值最小,有机碳和砂粒含量最高。可见,在闽西紫色土坡地中布设水土保持措施能有效提高紫色土抗侵蚀能力,其中山边沟+鱼鳞坑+金银花的水土保持效果最好。紫色土速效养分与可蚀性特征联系密切,土壤可蚀性K值越大,速效养分流失越严重,速效养分含量越低。研究结果为紫色土坡地评价水土流失治理效果提供数据支撑,为水土保持措施的选择提供借鉴。     

基于径流小区实测的干热河谷土壤侵蚀荟萃分析

为详细了解干热河谷地区的土壤侵蚀状况,通过对径流小区资料的广泛收集、整理和标准化分析,对干热河谷主要土地利用类型的土壤侵蚀模数和水土保持措施效益进行定量评价,并将当地主要土地利用类型平均坡度下的土壤侵蚀模数与容许土壤流失量进行对比分析。结果表明:(1)灌草地、农地、园地和裸地等主要土地利用类型标准坡长坡度条件下的土壤侵蚀模数分别为110.88,389.58,320.66,507.87 t/(km²·a),呈现出裸地最大,农地和园地次之,灌草地最低的特点。(2)封禁、水平阶整地、梯田和植物篱等水土保持措施均能较好地发挥水土保持效益,平均可以减少72%的土壤侵蚀量。(3)各流域主要土地利用类型,特别是农地和园地在当地平均坡度下的土壤侵蚀模数明显高于容许土壤流失量,说明该地区土壤侵蚀状况仍相当严峻。研究结果将有助于进一步深化对干热河谷地区土壤侵蚀规律的认识,并为后续水土流失治理和水土保持措施优化配置提供技术支撑。     

不同措施对退化草地土壤和植被的影响

在我国干旱、半干旱草原区,草场沙退化和水土流失等现象十分严重,而要解决这一问题,首先应搞好水土保持生态环境监测。为了客观地分析和评价各项水土保持措施实施后给生态环境带来的效应,我们在京津风沙源科技支撑项目实施过程中,在我所建立的草地水土保持生态技术试验基地,对各项措施实施前后的生态指标进行了连续4年的动态监测。主要研究了退化草地围封前后及围栏内不同恢复措施对土壤水分与养分及草场植被的影响。结果表明：围栏前后土壤水分、养分和草场植被都发生了变化,尤其对草场植被的影响极其明显,封育草场的植被盖度较未封育的天然草场植被盖度平均增加了58.66%。围栏内不同恢复措施对土壤水分、养分和草场植被也都有明显的影响。