新疆玛河流域绿洲农田开垦后土壤环境演变分析

 【目的】研究农田开垦后土壤退化特征及演变规律。【方法】以玛纳斯河流域绿洲为例，利用定位试验、空间替代法及主成分分析法，研究分析冲积扇下部绿洲农田开垦后土壤环境的变化过程。【结果】随开垦年限的增加，农田杂草群落由耐盐性多年生植被演替为1年生植被，演替序列主要集中在6～8年，而后进入平稳阶段。土壤耕层总盐变化呈现先降低后升高的趋势，而土壤养分表现为相反变化。主成分分析表明，农田开垦后土壤质量总体表现为良性发展而后开始退化，在开垦10年土壤整体质量状况趋向最大，而后综合评价值转为负值。【结论】可将10～15年作为反映该区域土壤质量总体退化的预警期。     

土地开垦年限对研究土地退化的作用——以吉林省镇赉县为例

以吉林省镇赉县为例,从历史资料中获取了各个屯落的开垦年限进行分析。在ArcGIS环境下,对土地开垦年限进行插值,对比插值结果和镇赉县的DEM,并将土壤类型与插值结果进行zonal histogram分析,得出镇赉县各地的平均开垦年限,及每种土壤类型出现于每个开垦年限的可能性大小,从而分析出每种土壤类型被开垦的先后顺序是以开垦的难易程度决定的,并推出开垦顺序与土壤类型没有显著关系的结论。并根据每种土壤类型的开垦年限,得出栗钙土的土地退化程度可能较小,黑钙土、冲积土、草甸土、淡黑钙土、风沙土、碱土的土地退化程度都较大。     

河西边缘绿洲荒漠沙地开垦后土壤性状演变及土壤碳积累研究

【目的】土壤养分变化及碳积累过程是评价绿洲农田生态系统结构、功能和生产力演化的重要指标。本研究的目的是通过了解西北干旱区自然荒漠开垦为灌溉农田后该指标的变化,揭示干旱区新垦农田土壤发育及演变规律,为新垦沙地持续利用提供指导。【方法】选择河西走廊中段临泽边缘绿洲0—46年开垦时间序列的沙地农田,取样分析0—60 cm土壤剖面的物理、化学性状变化及碳积累特征,通过比较2008年与2014年的耕层土壤(0—20 cm)测定结果,分析近几年土壤性状的变化。【结果】耕层土壤砂粒含量随开垦利用年限的增加而逐渐降低,但显著的变化发生在开垦16年后的农田,且最近10年土壤粒级组成变化不明显;在沙地开垦后的最初20年,耕层土壤有机碳(SOC)及全氮含量呈线性增加,20年后增加趋势减缓。开垦46年后,SOC、全氮、碱解氮、速效磷含量分别增加了9.0倍、6.3倍、6.3倍和13.5倍,耕层土壤无机碳(SIC)含量增加了77.1%;速效钾随开垦年限的增加呈先降低而后增加的趋势。20—40 cm和40—60 cm土层SOC及氮、磷、钾养分含量随开垦年限延长而逐渐增加,但变化幅度小于耕层土壤。2008—2014年的6年间,不同开垦年限的同一地块耕层土壤粒级组成未发生变化,但SOC及氮、磷、钾养分有明显的积累。沙地开垦46年后0—60 cm土层SOC、SIC和全碳的年平均固存量分别为0.75、0.79和1.47 kg·hm-2·a-1;SOC的积累主要发生在0—20 cm耕作层,而SIC的积累在40—60 cm土层。荒漠沙地转变为灌溉农田后有巨大的碳固存潜力;土壤黏粉粒增加对SOC及养分的积累和保持起重要作用。【结论】沙地开垦为灌溉农田后,随利用年限的增加,土壤肥力显著改善,但开垦46年后土壤肥力仍处于较低水平。对新垦沙地农田,要实现土地可持续利用和生产力持续提高,须采取提升土壤肥力水平的农田管理措施。     

碳酸盐岩地区开垦年限对农田土壤理化性质的影响

以空间代时间的方法,于2016年4月选择位于贵州省中部开阳县南江乡屯上组的林地和邻近的4个不同开垦年限的农田样地(开垦年限为3、8、35、55年)为研究对象分析其土壤理化性质。结果表明:随着开垦年限的增加,吸湿水含量呈先降低后升高趋势,在开垦年限为8年时达到最低值;容重呈先升高后降低趋势,在开垦年限为8年时达到最高值;pH值呈升高趋势;有机质和全磷含量均呈先降低后升高趋势,在开垦年限为8年时达到最低值。不同开垦年限土壤中粗粉沙(0.01~0.05 mm)的含量都是最高的,随开垦年限增加,土壤中粗沙及中沙(0.25~2 mm)、细沙(0.05~0.25 mm)和细粉沙(0.001~0.005 mm)的含量在增加,而粗粉沙(0.01~0.05 mm)、中粉沙(0.005~0.01 mm)和黏粒(0.001 mm)的含量在降低。碳酸盐岩地区农田土壤理化性质随开垦年限变化受耕作施肥和土壤颗粒组成的影响越来越明显,开垦之后用地与养地相结合显得尤为重要。     

土地利用变化对土壤养分及土壤质量的影响——以广西移民迁入区为例

研究选取广西喀斯特异地安置点进行采样,研究自然林地(NF)开垦后土壤养分分布及土壤质量的变化情况。选择桉树林地(UG)、甘蔗地(SF)、玉米地(CF)3种当地主要的自然林地开垦后的利用类型,采用室外采样与室内试验相结合方法,基于空间位置代替时间序列的理论,分析了自然林地开垦后土壤养分分布状况;并运用土壤质量综合评分和Markov方法研究了自然林地开垦后土壤质量的变化情况。研究结果,自然林地开垦后土壤有机碳及全养分含量在不同开垦类型及各个土层中均会出现明显的下降趋势;通过土壤质量综合评分和Markov方法对土壤质量分析发现,土壤质量均出现退化趋势,且退化主要集中在10~40 cm的土壤表层,随土层深度增加,退化程度逐渐减弱。结果表明,林地开垦会造成土壤养分流失和土壤质量下降,在喀斯特地区异地安置过程中,要充分考虑异地安置点生态系统的人口承载力和农业用地的供给能力,避免因大量开垦造成土壤退化、生态环境破坏使迁入区出现贫困化和石漠化的问题。     

不同开垦年限农田黑土团聚体与土壤基础肥力的关系

比较不同开垦年限的农田黑土,在0~20cm耕层不同粒级土壤风干团聚体和水稳性团聚体含量间的差异,并结合其土壤有机质、全磷、全氮与土壤水稳性团聚体之间的关系,对不同开垦年限的农田黑土土壤结构和抗蚀能力进行评价。结果表明,0.25mm风干团聚体与0.25mm水稳性团聚体含量都随这开垦年限的增加而逐渐减少,黑土中0.25mm水稳性团聚体与土壤中的有机质、全氮、全磷具有良好的相关性,相关系数分别为0.982**、0.893**、0.876**;在回归关系中,与有机质之间的关系更密切些,要保持黑土良好的结构状况,土壤有机质变化应处于平衡状态。     

新疆玛纳斯河流域不同垦殖年限农田耕层土壤微生物群落特征

[目的]研究垦殖对农田耕层土壤微生物群落特征的影响.[方法]采用常规计数法对新疆天山北坡玛纳斯河流域两组不同垦殖年限(0～200年和0～20年)绿洲农田耕层土壤微生物区系和细菌生理菌群多样性进行研究.[结果](1)荒地一经开垦耕种,微生物数量高于荒地.(2)随着垦殖年限的延长,耕层土壤细菌和放线菌数量总体呈上升趋势,真菌则先增加后减少;多样性指数都表现出先增加后减少的趋势.(3)随着垦殖年限延长,土壤细菌生理菌群的数量均呈先增加后降低的趋势,多样性指数的变化规律不明显.[结论]垦殖50年后,土壤微生物种群趋向单一,有益生理菌群数量减少,农田土壤生物肥力总体呈下降趋势.     

不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响

[目的]研究不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响。[方法]以陕西黄河湿地为研究区域,通过对不同土地利用方式下湿地土壤水分物理性质的比较,研究了湿地退化过程中土壤水分物理性质及其变异规律。[结果]在不同土地利用方式下,黄河湿地从河滩湿地、开垦湿地（农田）到因盐碱化最终废弃后的退化过程中,土壤容重均随着土壤深度的增加而增大,土壤容重的平均值分别为1.474、1.522、1.593 g/cm3。土壤变得更紧实;土壤孔隙状况（总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度）的各项指标也随着土地利用方式的改变有所降低,其中毛管孔隙和总孔隙随着土地利用方式的改变达到极显著水平,非毛管孔隙也达到显著水平。土壤孔隙度状况的改变而改变,加剧了土壤的退化;3种不同土地利用方式下,土壤最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量,表现出相同的规律。与湿地土壤相比,开垦湿地（农田）和废弃盐碱地的最大持水量平均值分别减少了5.7%和22.3%。毛管持水量平均值分别减少了0.2%和19.4%。最小持水量平均值分别减少了6.1%和22.2%;3种不同土地利用方式中,河滩湿地的蓄水能力和排水能力均优于开垦湿地（农田）和废弃盐碱地,与河滩湿地相比,开垦湿地（农田）和盐碱化荒地总土壤蓄水能力分别降低了12.4%和15.2%。总的排水能力分别降低了2.7%和15.9%。[结论]采取合理措施安排湿地周边集体林地、农田及湿地资源开发关系对黄河湿地保护区涵养水源,调节水分循环和抵御旱涝灾害的能力具有重要作用。     

不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响

[目的]研究不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响。[方法]以陕西黄河湿地为研究区域,通过对不同土地利用方式下湿地土壤水分物理性质的比较,研究了湿地退化过程中土壤水分物理性质及其变异规律。[结果]在不同土地利用方式下,黄河湿地从河滩湿地、开垦湿地（农田）到因盐碱化最终废弃后的退化过程中,土壤容重均随着土壤深度的增加而增大,土壤容重的平均值分别为1.474、1.522、1.593g/cm3。土壤变得更紧实;土壤孔隙状况（总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度）的各项指标也随着土地利用方式的改变有所降低,其中毛管孔隙和总孔隙随着土地利用方式的改变达到极显著水平,非毛管孔隙也达到显著水平。土壤孔隙度状况的改变而改变,加剧了土壤的退化;3种不同土地利用方式下,土壤最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量,表现出相同的规律。与湿地土壤相比,开垦湿地（农田）和废弃盐碱地的最大持水量平均值分别减少了5.7%和22.3%。毛管持水量平均值分别减少了0.2%和19.4%。最小持水量平均值分别减少6.1%和22.2%;3种不同土地利用方式中,河滩湿地的蓄水能力和排水能力均优于开垦湿地（农田）和废弃盐碱地,与河滩湿地相比,开垦湿地（农田）和盐碱化荒地总土壤蓄水能力分别降低了12.4%和15.2%。总的排水能力分别降低了2.7%和15.9%。[结论]采取合理措施安排湿地周边集体林地、农田及湿地资源开发关系对黄河湿地保护区涵养水源,调节水分循环和抵御旱涝灾害的能力具有重要作用。     

玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对土壤有机碳及团聚体稳定性的变化分析

[目的]对玛纳斯河流域不同恢复模式下盐渍化弃耕地土壤有机碳及团聚体稳定性的变化特征进行分析.[方法]以玛纳斯河流域为背景,选取典型的重度盐渍化弃耕地为试验区.随着弃耕地变成棉田年限的增加,土壤有机碳（SOC）含量增加,开垦2、5和10年的土壤微生物生物量碳（MBC）和易氧化有机碳（LOC）的含量以及土壤水溶性有机碳（WSOC）和土壤热水溶性有机碳（HWSOC）的含量较弃耕地高.连续人工开垦后SOC和大团聚体（＞1 mm）含量增加,土壤团聚体稳定性增强,其中开垦10年0～5、5～10 cm土层＞1mm团聚体分别占56.9％和56.7％,团粒指数下降至43.9％.[结论]水稳性团聚体的含量与SOC和土壤HWSOC达到0.05水平显著正相关.玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对绿洲农田土壤HWSOC对维持土壤团聚体稳定性的贡献明显.     

河南永城采煤塌陷复垦区不同复垦年限土壤理化性质的研究

对采煤塌陷区不同复垦年限土壤理化性质的研究,是合理开发和利用沉陷土地资源的基础性研究工作。因此,对河南省永城市煤矿塌陷复垦区复垦1、3、5年和附近正常农田的0~20 cm表层土壤样品进行分析,测定了土壤容重、比重、土壤孔隙度、pH和有机质5个指标,比较不同复垦年限的土壤质量。结果表明,复垦1、3、5年后的土壤容重分别为1.81±0.03、1.75±0.02和1.60±0.02 g/cm3,土壤比重分别为2.40±0.03、2.70±0.04和2.86±0.02 g/cm3,土壤孔隙度分别为22.60%±0.08%、34.93%±0.11%和43.82%±0.13%,土壤pH分别为7.20±0.10、6.90±0.10和7.10±0.10,土壤有机质含量分别为0.32%±0.01%、0.49%±0.01%和0.83%±0.02%。复垦后的土壤比重、土壤孔隙度和土壤有机质3个指标逐年升高,土壤容重逐年下降,土壤pH变化不大。永城市采煤塌陷复垦区随着复垦时间的推移,土壤质量逐步提高,但仍未达到塌陷前水平,土壤有机质极其缺乏,建议进行秸秆还田或种植绿肥,增加土壤有机质。     

开垦对三江平原别拉洪河流域土壤Fe活性的影响

为探讨农业开垦对土壤Fe活性的影响,采集土样对三江平原别拉洪河流域不同土地利用类型(岸边沼泽、农田附近沼泽、农田)泥炭层、表土层和潜育层中Fe2+、络合Fe及土壤相关理化指标进行分析。结果表明,土壤开垦后,与岸边天然沼泽相比,农田附近沼泽及农田土壤Fe2+、络合Fe含量整体上呈降低趋势,显示开垦促进了土壤有机碳损失,降低了土壤Fe活性。不同土地利用类型土壤各层中络合Fe与土壤TOC相关性显著,表明TOC是影响土壤Fe活化的重要因子。研究结果有助于深入了解土地利用状况变化对土壤Fe活性的影响,进而为耕地的合理开垦提供一定的理论依据。     

不同复垦方式对铝矿废弃地土壤微生物多样性的影响研究

土壤微生物被认为是土壤生态系统的预警及敏感指标之一,对土壤质量变化有重要指示作用,直接体现土壤的生态功能。以山西省孝义铝矿废弃地土壤样品为研究对象,通过施肥及前茬双因素随机组合,采用磷脂脂肪酸（PLFA）方法,分析了不同复垦方式对铝矿废弃地复垦区土壤微生物的影响。结果表明：（1）施肥能显著提高土壤微生物生物量（P<0.05）,其中以有机+无机肥为最佳施肥模式,与对照相比,在前茬种植大豆、箭舌豌豆、毛苕子,前茬玉米秸秆还田和前茬玉米整秸秆覆盖条件下,土壤微生物总量分别提高了5.70、8.03、31.27、1     

开垦对盐渍化弃耕地土壤细菌群落组成和结构的影响

【目的】新疆盐碱弃耕地开垦后用于棉花的种植,研究比较开垦前后土壤细菌群落的变化,分析开垦对土壤质量和功能的影响。【方法】通过Illumina MiSeq测序,比较弃耕地与开垦后种植棉花的土壤细菌群落的组成和多样性;探索菌群所具有的特定功能。【结果】开垦显著地降低了土壤电导率和速效钾含量,显著地增加了土壤有机质、碱解氮和速效磷含量。弃耕地开垦为棉田后增加了细菌物种的丰富度和多样性。Proteobacteria和Firmicutes是弃耕地土壤中主要的细菌门。开垦降低了Firmicutes的相对丰度,但是增加了Chloroflexi, Acidobacteria和Actinobacteria的相对丰度。聚类分析显示弃耕地与开垦后农田的细菌群落有明显的差异性。【结论】开垦后进行棉花生产提高了土壤理化特性,改变了土壤细菌群落组成和结构。     

铁尾矿废弃地不同复垦年限土壤质量评价

目的研究不同复垦年限对铁尾矿废弃地土壤质量的影响,为揭示铁尾矿废弃地复垦土壤演替规律、生态治理提供依据。方法本文以唐山迁安马兰庄镇不同复垦年限（1、3、5、7和15年）铁尾矿废弃地为研究对象,以裸尾矿为对照,综合考虑0 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm、40 ~ 60 cm土层土壤理化性质和生物学性状,通过灰色关联度模型和相关关系分析法构建土壤质量评价最小数据集,并以隶属度函数计算指标隶属度,以主成分分析法确定指标权重,最后运用加权求和模型对铁尾矿区复垦土壤质量进行评价。结果土壤质量评价适用的最小数据集（MDS）包括5项指标:真菌、磷酸酶、脲酶、非毛管孔隙度和全氮,磷酸酶和脲酶因子荷载量和灰色关联度均较大,是评价该区复垦土壤质量的关键性指标。基于最小数据集的土壤质量指数（MDS-SQI）与基于全体数据集的土壤质量指数（TDS-SQI）有极显著相关关系（R2 = 0.911）,加权求和模型计算结果显示不同复垦年限土壤质量指数（SQI）大小顺序为复垦15年 > 7年 > 5年 > 3年 > 1年 > 裸尾矿。复垦1 ~ 15年间土壤质量综合值呈回归式抛物线增加,复垦1 ~ 7年内土壤质量提高缓慢,恢复7年后土壤质量迅速恢复,至第15年达到最大值。不同复垦年限土壤质量垂直剖面变异趋势基本表现为随土深的增加逐渐下降。结论土地复垦可改善铁尾矿废弃地土壤质量。该结论为揭示铁尾矿废弃地复垦土壤演替规律、生态治理提供依据。      

基于农户行为的复垦耕地质量研究——以徐州市柳新镇复垦区为例

复垦耕地的质量不仅与复垦方式有关,而且与农民的生活水平和农户行为息息相关。以徐州市铜山县柳新镇复垦区的耕地作为调查研究对象,基于问卷调查方法,对柳新镇复垦区的农户进行调查,对收集到的数据采用统计学方法,利用SPSS软件和Excel进行数据分析。结果表明,在农户对复垦耕地质量的感性认识的调查中,持满意及非常满意态度的农户达42．5％,所占比例较高,由于非农收益日益提高,6％的农户时复垦耕地质量持无所谓的态度;在农户对复垦耕地质量的理性认识的调查中,粉煤灰充填土壤的含氮量和有机质含量明显低于煤矸石充填土壤和对照区土壤;现行农户的生产种植习惯并未有效地提高复垦区耕地质量,大部分农户按照习惯进行种植生产,应加强对农户的思想引导,科学种植,提高复垦耕地质量;复垦耕地年产量在第1年很低,随着投入的增加和地力的恢复,复垦耕地的年产量逐渐增长,趋近于正常单位产量。基于此,提出了相应的对策：一是改良土壤碱性,提高地力;二是重视技术指导,科学种植;三是严格执行复垦标准。     

邹城市采煤塌陷区复垦土壤质量变化研究

[目的]分析邹城市不同复垦年限土壤的质量变化。[方法]样品选自复垦工艺相同的5个不同复垦年限的复垦区和未塌陷区,选用pH、电导率、速效钾、有效磷、有机质、容重、碱解氮和紧实度8个指标,比较分析了复垦后土壤质量的时间和空间变化。[结果]利用相关系数确定权重,在Arcgis中运用地统计分析和空间分析,得到不同复垦年限的土壤质量分布图。随着时间的推移,复垦后邹城市土壤质量逐步提高;施肥不均和复垦机械造成的紧实度不均匀引起区域土壤质量变异系数比较大;复垦时的充填物质会对表层土壤质量产生影响,在较短的时间内,粉煤灰产生的影响要比煤矸石好。[结论]人工施肥不均、复垦机械作业以及复垦时的充填物质都能对复垦后的土壤质量产生影响。     

充填复垦区土壤水分空间变异性研究

土壤本身的不均一性,使得充填复垦土壤特性研究结论的可信度较低。以土壤含水量作为反映土壤特性的综合性指标,研究了充填煤矸石复垦地、充填粉煤灰复垦地和未塌陷区对照地的含水量变异的结构性。结果表明,充填复垦土壤体积含水量的空间变异性小,复垦行为使土壤综合性质变得均一。