泥石流流域气候与区段对坡面土壤pH值的影响——以云南蒋家沟流域为例

为了探讨泥石流频发流域的不同气候与区段对失稳性坡面土壤pH值的影响,掌握土壤pH值的空间变异规律,以蒋家沟流域温带湿润山岭区、亚热带和暖温带半湿润区、亚热带干热河谷区的典型失稳性坡面不同区段(堆积区、失稳区、稳定区)土壤为研究对象,采用随机取样法共采集0—20 cm的土壤样本135个,结合中国科学院东川泥石流观测研究站多年的气象资料,分析了不同气候和失稳性坡面区段与土壤pH值的相关性。结果表明:温带湿润山岭区、亚热带和暖温带半湿润区失稳性坡面土壤pH值总体偏酸性(pH<6.5),与总体偏碱性(pH>7.5)的亚热带干热河谷区之间差异显著(p<0.05)。亚热带干热河谷区的堆积区、失稳区、稳定区土壤pH值均大于亚热带和暖温带半湿润区及温带湿润山岭区且差异显著(p<0.05)。失稳性坡面土壤pH值与气温存在显著的正相关关系(p<0.05),与降水量存在极显著的负相关关系(p<0.001),与土壤含水量呈极显著负相关关系(p<0.001)。气候、区段及两者的交互作用对失稳性坡面土壤pH值均存在极显著影响(p<0.001)。除大凹子沟阴坡和查菁沟...     

大庆龙凤湿地土壤理化性质与硒元素分布关系研究

为了解大庆龙凤湿地土壤理化性质对硒的含量、形态与分布的影响,对大庆龙凤湿地保护区4个样区20个样点4个不同层次土样中硒的含量、形态、分布以及部分理化性质进行了研究。结果表明:大庆龙凤湿地土壤全硒含量为121～150μg/kg,由于硒淋溶流失的影响,随土壤深度的增加,全硒含量无明显变化;有效硒总量为22～28μg/kg,包括水溶态硒、交换态硒与富啡酸态硒三种形态。影响土壤硒的主要因素包括土壤有机质、土壤黏粒含量及pH值,其中土壤有机质、黏粒含量与硒含量之间存在正相关关系,土壤pH值与硒含量存在极显著的负相关关系。     

基于回归模型的渭-库绿洲土壤特性预测研究

区域土壤特性的时空变异及相互之间的关系研究,为了解区域土壤的结构和功能、保护和有效利用土壤资源提供科学依据。本研究以新疆典型盐渍化土壤-渭-库绿洲为研究靶区,利用研究区7次不同采样时间的土壤特性数据,采用传统统计学方法,对研究区土壤含盐量、电导率、TDS、pH值、含水量及主要盐基离子的特征值及土壤盐渍化程度进行分析,同时,对不同采样时期表层土壤电导率与含盐量、矿化度、主要盐基离子、含水量及pH值的变化进行一元线性回归分析。结果表明,研究区土壤pH值相对稳定;土壤含盐量具有不均匀分布特征;研究区土壤含盐量略有往加重方向发展,盐分具有强烈表聚性;研究区土壤中硫酸盐、氯化物在表层积聚相对强烈;土壤盐渍化类型是属于氯化物型。绝大部分采样时间,电导率与矿化度、含盐量之间所建立的回归模型的拟合效果较好,这表明用电导率值测定研究区总盐分浓度及矿化度是可行的。土壤电导率与土壤含水量、pH值之间所建立的回归模型的拟合效果不好,土壤电导率与土壤盐基离子之间的回归模型拟合效果也不好。这表明土壤电导率来反映土壤pH值、含水量以及盐基离子浓度是不准确的。     

陕北榆林地区沙漠化土壤理化性质、土壤酶活性及其与植物C,N的关系

用空间代替时间的方法采样,对陕北榆林地区不同程度沙漠化土壤理化性质、土壤酶活性及其和植物体有机C、全N的关系进行了研究。结果表明,(1)土壤理化性质随沙漠化过程变化呈现规律性的变化。随沙漠化加剧,同一沙漠化梯度不同剖面的pH值随深度增加基本呈增加趋势。随沙漠化程度加剧,土壤脲酶活性急剧降低,随土壤剖面加深,酶活性也呈现明显下降的趋势;土壤过氧化氢酶活性在整个剖面较高,并随剖面深入先降低后升高。(2)相关性分析表明,研究区土壤pH值与其它因子的相关性均不大,除pH值外的其它各因子间存在着密切的相关性;除植物和土壤C/N、土壤容重与其它各指标存在负相关关系外,其它指标间均存在正相关关系。     

煤矸石土壤砷污染相关性分析

在对内蒙古自治区某矿区周边土壤环境总砷含量、全磷、有机质、含水率等项目测定的基础上,分析了土壤总砷含量、有效砷含量与土壤理化性质指标的相关性。同时,通过模拟研究区降水特点和降水量,采用淋溶试验装置,对由煤矸石和自然表层土壤组成的两组混合样品在不同pH值条件下砷的析出规律进行了实验研究。结果表明,研究区土壤有效态砷与总砷含量存在显著正相关关系;总砷含量与pH值、全磷存在一定的正相关性,与有机质和水解性氮之间的相关性不显著;土壤有效态砷含量与有机质含量呈正相关关系,与pH值呈一定的负相关关系。混合土层中砷的淋出量随淋溶液pH值的增加呈降低趋势,pH值越低,砷淋出量越高。     

鄱阳湖典型洲滩湿地土壤环境因子对植被分布影响研究

湿地植被生长的影响因素包括非生物因素和生物因素两部分。其中,非生物因素中对湿地植被格局影响较大的主要是水文和土壤环境因子,也是当今湿地生态水文过程研究的热点和重点。通过研究鄱阳湖典型洲滩湿地4种植物群落带下各土壤环境因子的含量变化特征,结合研究区20个植被样方的典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)排序,分析了鄱阳湖典型洲滩湿地主要土壤环境因子及其对植被分布的影响。结果表明:不同植被群落下的全氮含量有明显差异,依次为苔草带藜蒿-狗牙根带芦苇-苔草带苔草-虉草带;总有机碳与全氮含量大小在不同植被群落带的分异趋势相同,二者存在极显著相关关系;土壤全磷含量随植被群落不同的变化规律不明显;随植被群落带离湖泊水体距离逐渐减小,土壤中速效钾含量有增大的趋势,但程度较小。鄱阳湖典型洲滩湿地土壤有机碳与全氮、有效磷呈极显著相关关系,土壤含水量与土壤有效磷呈显著负相关关系,有效磷与全氮呈极显著相关关系。土壤含水量是影响鄱阳湖湿地研究区植被分布的最主要因素,土壤pH、全钾含量也是影响湿地植被分布的重要土壤环境因子。     

红壤丘陵区农田土壤酸化的时空变化研究

通过GPS技术,采集38个农田土壤样品,研究了红壤丘陵区农田土壤pH的时空间变化特征。结果表明:20年来,江西省兴国县农田土壤pH平均下降0.94个单位。pH下降的面积为645.9 km2,降幅在1.0～2.0个单位,主要分布在千枚岩、花岗岩和红砂岩发育的土壤地区,面积分别为296.1 km2、136.2 km2和42.2km2;pH增加的面积有24.1 km2,主要分布在紫色页岩发育的土壤地区,面积为11.3 km2。从土壤类型看,pH值下降的土壤主要为潴育型水稻土;从海拔上看,pH增加的土壤主要分布在海拔300 m以下的地区,pH降幅最大的土壤主要分布在海拔300 m以下及300～500 m的地区。相关分析显示土壤pH变化量与初始pH呈负相关关系,与海拔、有机质含量、黏粒含量呈正相关关系,通过线性回归模型可以预测pH的变化量。     

祁连山南坡农田土壤碳氮含量垂直分布特征及其影响因素

[目的] 分析农田生态系统土壤碳氮与土壤理化性质的关系,为高寒地区合理利用土地资源提供理论借鉴。[方法] 在祁连山中段南坡选取具有代表性的农田样地共19个,结合野外采样及室内试验,运用回归、通径分析等方法对研究区农田土壤全碳含量（TC）,全氮含量（TN）与有机碳含量（SOC）,含水量（SWC）,土壤容重（ρ_b）,粒度（黏粒、粉砂、砂粒）,pH值等土壤理化性质的关系进行研究。[结果] ①研究区土壤全碳含量、全氮含量随土层的加深而减少,有表聚现象,平均含量分别为35.47,2.41 g/kg。②随着土层的加深,土壤有机碳、含水量、黏粒和粉粒含量减少;土壤容重、pH值和砂粒含量增大。③土壤理化性质因子之间相互联系,共同影响土壤碳氮含量。土壤全碳含量、全氮含量之间直接作用显著,土壤容重对土壤全碳含量产生直接作用效应,土壤含水量通过土壤全氮含量对土壤全碳含量产生间接正效应;土壤粉粒、黏粒含量对土壤全氮含量产生直接作用效应,土壤pH值通过土壤粉粒,黏粒含量对土壤全氮含量产生间接负效应。[结论] 祁连山南坡农田土壤比较肥沃,其土壤全氮含量及有机质含量处于较高水平,可为研究区植被生长提供较为充足的土壤养分。在当前耕作水平下,土壤全氮含量及含水量的增加有利于土壤全碳含量的积累。土壤全碳含量、黏粒及含水量的增加有利于土壤全氮含量的积累。     

桐柏山北麓土壤pH值空间分布特征及其影响因素

  目的  探明研究区土壤pH值空间变异特征,为当地区域农业酸碱调控提供基础依据。  方法  通过对土壤样品（0 ~ 20 cm、150 ~ 200 cm）分析,利用方差以及回归分析量化了不同因素对pH值的空间差异的影响程度。  结果  研究区表层土壤以酸性为主,pH均值5.66;深层土壤以中性为主,pH均值7.07。半方差分析表明,球状模型为研究区土壤pH值的最佳拟合模型,同时结构性因素为影响区域内pH值分布的主导因素。空间分布上,pH低值区主要位于研究区东北部,与传统农业分布区高度重合,高值区位于南侧山区,总体上呈现南高北低的格局。回归分析显示,成土母质是研究区表层土壤pH值空间变异的主控因素,可以单独解释24.8%的空间变异;土地利用类型和土壤类型分别有9.2%和8.8%的独立解释土壤 pH 值空间变化的能力。地貌类型的解释能力较低（5.6%）。  结论  土壤母质等结构因素对研究区表层土壤pH值的空间分布影响最大,与半方差分析结果相近;人为因素同样影响着区域内pH值的空间分布情况,长期不合理的施肥可能是主要原因。     

大沽河下游农田土壤水分含量动态变化特征

土壤水分作为土壤的组成部分以及"四水"转化的重要环节,其储存情况严重影响土壤中其他环境因子,因此,研究含水量动态变化特征具有重要的意义。回归等值线图能够较为直接地反映出土壤水分的时空分布。通过田间采样监测,获得了大沽河下游地区6个代表性农田剖面2017年4月21日至12月2日5～150 cm深度的土壤含水量数据,并采用回归等值线法分析其动态变化特征。结果表明:除研究区中部的毛子埠监测点外,其余5个监测点所求回归方程均能较好再现实际含水量;在时间尺度上,研究区南部、中部及北部沙梁监测点的土壤含水量随时间推移先减少,而后增加,最后再减少;位于研究区最北部的南村监测点,其土壤含水量随时间呈"增加–减少"趋势;在空间尺度上,北部两个监测点存在差异,其中南村监测点随研究深度增加,土壤含水量也逐渐增加;而沙梁与南部监测点相同,土壤含水量随深度先增加后减少;中部六里监测点的土壤含水量随深度先减少后增加。另外,可根据土壤含水量的剖面分布判断零通量面位置,并据此推测水分在空间上的运动方向。土壤含水量的变化随降雨量增加表现出一定的滞后效应,研究区降雨主要集中在7、8月份,除北部的南村监测点外,各监测点各深度土层含水量一般在9月达到最大值。该研究结果可以为合理制定区域土壤水–地下水联合调控方案提供科学依据。     

纳米碳溶胶对碱性土壤pH和养分含量的影响

采用土柱淋洗试验和土盆试验,研究了浓度分别为10、20和40 mg/L的纳米碳溶胶对碱性土壤p H、EC值和速效养分含量的影响。结果表明:纳米碳溶胶能够明显降低碱性土壤p H和EC值,最大降低幅度分别达到0.49个单位和0.14 m S/cm,且纳米碳溶胶浓度越高,降低效果越明显。纳米碳溶胶能够明显增加0~80 cm各土层硝态氮含量,3个处理平均增幅分别达到21.99%、27.34%和25.57%;但对铵态氮含量影响较小。纳米碳溶胶淋洗可提高各土层中有效磷含量,但不同浓度纳米碳溶胶在不同土层中表现效果不同,3个处理有效磷含量平均增加10.10%、13.72%和12.30%。纳米碳溶胶对土壤钾素有较好的活化效果,各土层速效钾含量均有明显增加,3个处理平均增幅分别达到6.62%、12.54%和13.18%。上述结果表明纳米碳溶胶能够明显降低碱性土壤pH和EC值,提高速效养分含量,对碱性土壤有较好的改良效果。     

刚察县不同植被类型的土壤水分特征研究

通过对土壤的物理性质和水分特征曲线的测定,分析了刚察县4种植被类型土壤的持水性能和供水性能。结果表明,不同植被类型土壤水分特征曲线与Van Genuchten模型非常符合,R2值都高达0.99以上,说明用Van Genuchten模型描述不同类型土壤水分数量和能量之间的关系是比较准确的。不同植被类型土壤的物理性黏粒含量为:油菜地>高草地>草灌地,土壤容重为:高草地>草灌地>油菜地,而总孔隙度为:油菜地>草灌地>高草地,表明油菜地土壤水分物理性质明显优于草灌地和高草地。土壤持水能力随着土壤吸力的增加而呈现先急剧递减后变化平缓的趋势,不同植被类型土壤持水能力为:高草地>草灌地>油菜地。通过改善土壤结构,增加土壤密度和降低土壤总孔隙度等改善土壤物理性质的措施能对其持水性能产生积极作用。土壤供水能力随着土壤吸力的增加而递减,低吸力段高草地和稠密草灌地的土壤供水性能均优于油菜地和稀疏草灌地,而高吸力段油菜地和稠密草灌地的土壤供水性能优于高草地和稀疏草灌地,表明高草地和稀疏草灌地植被极易受到干旱的威胁。     

长白山区沟谷沼泽乌拉苔草（Carex meyeriana）湿地土壤酶活性与氮素、土壤微生物相关性研究

通过现场采样及室内分析,研究了长白山区沟谷沼泽乌拉苔草湿地土壤酶活性及其与氮素、土壤微生物的相关性。结果表明,土壤脲酶活性在时空变化中,表层最高,且最大值出现在6月份,为2.57;C层最小,最小值出现在7月份,为0.3;土壤纤维素酶活性表层最高出现在6月份,为1.35;B层最小,最低点出现在6月份,为0.18,土壤蛋白酶活性在时空变化中变化规律基本一致,最高值是6月份B层,为8.5;最低点是C层的5月,为0.9;与氮素的相关性分析结果为：土壤脲酶在8月份最大,为0.91,B层最大为0.76;土壤纤维素酶在5月份最大,为0.41;C层最大,为0.52;土壤蛋白酶在4月份最大,为0.83;A层最大,为0.67,均不呈显著相关。与微生物相关结果为：土壤脲酶与8月份微生物呈极显著的正相关;蛋白酶与B层的细菌呈显著的正相关;脲酶与7、8月份的放线菌呈极显著的正相关。本文揭示了土壤不同酶活性受制于不同的微生物影响。     

不同类型生物炭理化特性及其对土壤持水性的影响

[目的]对比分析不同原料制备的生物炭的理化性质及其对土壤持水性的影响,为选择合适的生物炭改良和修复土壤提供理论依据。[方法]以鸡粪、浒苔及稻草为原料,分高、中、低3种不同温度制备生物炭,运用元素分析、盆栽培养等试验研究其特性。[结果]稻草中C,H及灰分的含量较高,鸡粪中N含量较高,浒苔中C含量低,O含量较高;而在制备的生物炭中,鸡粪基生物炭C和N含量较高,浒苔基生物C含量却比较低。另外,3种类型生物炭的H/C摩尔比值随着热解温度的升高而逐渐降低,C/N比随着热解温度的升高而增大。不同原料制备的生物炭pH值随着热解温度的升高而增大,pH值从6.82~8.35升高至9.33~10.29;3种类型的生物炭pH值随着灰分含量的增大而增大,但增长速率不同,稻草基生物炭浒苔基生物炭鸡粪基生物炭。并且,随着热解温度的升高,鸡粪、浒苔及稻草基生物炭引起土壤持水性逐渐增强。[结论]在土壤提供营养成分方面,鸡粪基生物炭显然更具优势,而且在促进土壤持水性方面,鸡粪生物炭也相对更强一些。     

道路边坡土壤水分空间和季节变异性分析

采用野外定位观测法,对柽柳、胡杨、骆驼刺和沙拐枣林地土壤水分状况进行监测,并通过实测数据对农田区和荒漠区0—100cm土层土壤水分特征曲线进行拟合。结果表明,各林地0—250cm土层土壤含水量均随深度增加逐渐增大,生长季内9月和10月份土壤表层含水量明显大于其它月份。一次强降雨对土壤表层含水量有所补给,对深层土壤影响较小。总体而言,土壤蓄水量(0—250cm)在月季间差异不大,均维持在120—140mm之间,但各林地有所差异,表现为:胡杨>柽柳>骆驼刺/沙拐枣。对整个生长季而言,4种植物蒸散强度呈现出:胡杨>沙拐枣>柽柳>骆驼刺,且6月份蒸散强度最大。农田区和荒漠区0—100cm土壤含水量与土壤基质势间幂函数拟合效果好。研究成果可为该区今后植被保育及生态用水提供理论参考。     

黄土丘陵区不同树龄旱作枣园土壤水分动态

采用Trime-IPH管式TDR系统,对黄土丘陵区2龄、6龄、10龄、15龄旱作红枣林(Ziziphus jujube cv.Junzao)生育期内土壤剖面含水率进行连续监测,以探讨旱作枣林土壤含水率随树龄的变化特征。结果表明:2014年0.4 m以下土层、2015年0.6 m以下土层土壤含水率随红枣林树龄增加,呈减少趋势。2014年常态年红枣林土壤水分随生育期变化整体呈上升趋势;2015年干旱年红枣林土壤水分随生育期变化整体呈下降趋势。各树龄红枣林0~0.6 m土层土壤水分波动较大;0.6~1.8 m土层干旱年时形成季节性低湿层;1.8~3.0 m土层土壤水分呈常年低湿状态。持续干旱条件下,2龄、6龄红枣林雨后7 d土壤水分损失率分别为20%和19%,显著高于10龄、15龄红枣林土壤水分损失率(13%和18%),而雨后18 d,2龄、6龄红枣林土壤水分损失率增速缓和,10龄、15龄红枣林土壤水分损失率呈显著上升趋势。干旱年时红枣林在开花坐果期和果实膨大期需增加水分管理措施以有效降低枣树自身奢侈性耗水和非生产性耗水,实现红枣林可持续发展。     

甘南高寒草甸退化过程中土壤理化性质和微生物数量动态变化

研究甘南高寒草甸退化草地土壤理化性质和微生物数量动态变化特征,为退化草地改良修复提供理论依据。于2017年5,7,10月分别采集极度(ED)、中度(MD)和轻度(LD)退化草地,以及未退化的对照草地(CK)土壤,测定其理化特性及微生物数量特征。结果表明:CK的土壤含水量在5,7月均显著小于LD、MD和ED的土壤含水量,而在10月显著大于LD、MD和ED的土壤含水量;随着退化程度的加剧,土壤pH逐渐增大,有机碳、全氮和全磷含量逐渐减小;土壤细菌数量对草地的退化反映更敏感,放线菌次之,真菌最小;CK和LD的土壤微生物数量随土层深度下降更为明显;冗余分析结合蒙特卡罗置换检验结果发现,各月份影响微生物数量的环境因子不同,显著影响5月微生物数量的是土壤全磷和土壤含水量,而7月除土壤pH外,其余指标均有显著影响,10月除土壤pH和土壤碳氮比外,植被盖度和生物量等均有显著影响。可见,甘南高寒草甸土壤理化特征和三大微生物数量对退化程度的响应具有季节差异,不同时期影响因素和权重需在草地管理中予以重视。     

金沙江下游季节性干旱区紫色土坡耕地土壤水分变化特征

土壤水分是季节性干旱区农业生产的限制因子,研究紫色土坡耕地土壤水分变化特征有助于解决坡耕地的生态水文型干旱问题。以金沙江下游季节性干旱区紫色土坡耕地为研究对象,使用PR2/6土壤剖面水分测定仪在雨季对5°、10°、15°、20°、25°、30°坡面10、20、30、40、60、100 cm土层的土壤体积含水量进行连续监测,分析紫色土剖面含水量变化特征。结果表明:坡耕地土壤水分随时间的变化特征可分为四个阶段:6月初至6月底为土壤水分恢复期,7月初至8月中旬为土壤水分快速补充期,8月中旬至8月底为土壤水分消耗期,9月初至9月底为土壤水分回升期。土体剖面含水量自上而下呈现逐渐增加的趋势,且各层含水量都具有显著的差异性和相关性。6个监测点最大含水量均出现在100 cm处,为19.67% ~ 33.82%,最小含水量大多出现在20 cm处,为3.07% ~ 11.71%。土壤含水量变异系数自上而下逐渐降低,10 cm处土壤含水量变异系数最大,为8.67% ~ 56.28%,100 cm处最小,为0.68% ~ 14.76%;土壤含水量随着坡度的增加总体上呈减小趋势,在0 ~ 60 cm土层,10°监测点的土壤含水量最高,为12.20% ~ 20.40%,在0 ~ 100 cm土层,25°监测点的土壤含水量较低,为4.28% ~ 19.22%。降雨和坡度对土壤含水量均有显著影响,二者对土壤含水量的影响随土层深度的增加而减弱。研究结果对紫色土坡面水资源高效利用及提高农业生产力具有重要意义。     

‘寒富’苹果园生长季土壤氨氧化细菌群落结构与多样性

采用PCR-DGGE技术,对‘寒富’苹果园生长季内土壤氨氧化细菌群落结构、多样性及其与土壤理化因子的相关性进行探讨。结果表明,不同时期土壤硝化强度、氨氧化细菌数量、种群组成及多样性表现出明显差异。其中,11月份土壤硝化强度最高,9月份最低,而氨氧化细菌数量则表现为11月份最低,7月最高。多样性特征分析表明,土壤氨氧化细菌多样性和均匀度指数均表现为11月份最高,9月份最低;而丰富度指数则表现为5月份与7月份最高,11月份最低;优势度指数则为9月份最高,5月份最低。系统发育分析结果表明,苹果园土壤氨氧化细菌均隶属于β-变形菌纲(β-Proteobacteria),多为不可培养菌株,其中亚硝化螺旋菌属(Nitrosospira)为土壤优势菌属。氨氧化细菌与土壤理化性质相关性分析发现,土壤速效磷、速效钾含量与硝化强度、氨氧化细菌多样性指数、均匀度和优势度指数呈显著相关,而与土壤氨氧化细菌数量无明显相关性。说明环境因子时间分布的不均匀性是不同时期土壤氨氧化细菌群落结构组成差异的重要原因。     

辽宁省不同土地利用对土壤微生物量碳氮的影响

通过野外调查采样和室内氯仿熏蒸提取法分析,研究了辽宁省旱地、稻田、湿地、草地、森林、果园6种不同土地利用方式共计35个样地表层土壤（0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm）对土壤微生物量碳（SMBC）和土壤微生物量氮（SMBN）的影响。结果表明,土地利用方式对土壤微生物量有显著影响,其中土壤微生物量碳依次为森林〉湿地〉稻田〉旱地〉果园〉草地;土壤微生物量氮则为森林〉旱地〉稻田〉果园〉湿地〉草地。土壤微生物量碳氮均表现为森林显著高于其他土地利用方式,湿地、稻田、旱地、果园高于草地。除旱地和稻田,土壤微生物量碳随土层加深含量递减;而土壤微生物量氮在6种土地利用类型中,均表现为随土层加深含量递减。相关分析表明,土壤微生物量碳、氮之间显著相关,土壤微生物量碳、氮是可以表征土壤肥力的敏感因子。