基于GIS的黄土丘陵沟壑区土壤质量评价研究——以陕西省长武县为例

以地处黄土丘陵沟壑区的陕西省长武县土壤为研究对象,筛选出包括土壤养分、环境因子、微量元素和生物酶活性等在内的14个因素作为评价指标,建立了黄土丘陵沟壑区土壤质量评价指标体系.采用层次分析法确定各指标的权重系数,运用模糊数学理论中的综合指数法进行综合评价.以GIS为平台,划分并绘制了长武县土壤质量等级分布图,实现了县域土...     

仁用杏园不同土层土壤养分含量的测定

在陕北黄土丘陵沟壑区,对仁用杏园的土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾进行了测定。0～500cm土层的土壤有机质为3．368g／kg,全氮为0．268g／kg,全磷为0．536g／kg,速效氮为13．644mg／kg。速效磷为2．202mg／kg,速效钾为50．406mg／kg。陕北黄土丘陵沟壑区仁用杏园无论是浅层、根系集中分布层还是源层土壤,土壤养分含量均较低,满足不了仁用杏的正常生长与开花结实。     

(土娄)土剖面CO_2释放通量的变异特征

采用碱液吸收法,对(土娄)土剖面CO2通量进行连续1年的定位观测研究。结果表明:(土娄)土剖面CO2通量具有明显的、较为复杂的季节变化规律,8月下旬最高,冬季最低;一般情况下观测期间耕作区(土娄)土剖面CO2通量呈现表层低-中部高-底层低的分布特征;休闲区(土娄)土剖面CO2通量的季节变化和剖面变化与耕作区相类似,但是在土剖面CO2通量的变化剧烈程度和复杂性方面,耕作区表现的更为明显。土壤温度是影响土剖面CO2通量的主要因素,二者间存在极显著的指数函数相关关系(P0.01);土壤含水量与土剖面CO2通量之间也有着一定的相关关系,但是与土壤温度相比其属于次要地位。土壤CO2释放通量与土壤含水量之间存在一个最适土壤含水量,随着剖面深度的增加,最适土壤含水量逐渐增大。     

黄土丘陵沟壑区高效生态农业发展途径探讨

从生态农业基本要求出发 ,对黄土丘陵沟壑区延安市生态农业的发展状况进行分析 ,说明在黄土丘陵沟壑区“四位一体”高效生态农业经济效益明显 ,有利于植被恢复和畜牧规模发展 ,适宜于黄土丘陵沟壑区 ,是农民脱贫致富和生态环境建设的重要途径 ;通过对 ;四位一体”高效生态农业的结构和功能分析 ,指出“四位一体”生态农业的发展优势 ,进而分析了“四位一体”高效设施农业发展中存在的问题和对策。应用“四位一体”高效设施农业模式 ,可以达到陕北黄土丘陵沟壑区农村生态、经济和农业持续发展的统一。     

黄土丘陵沟壑区退耕地人工林的土壤环境效应

根据延安、安塞和吴旗退耕20年以上人工林地、自然恢复草地和坡耕地的调查与分析资料,分析了人工林相对于坡耕地、自然恢复草地、次生林的土壤环境效应,包括土壤有机质的积累、土壤氮磷钾素的变化、土壤水分效应和水稳性团聚体的特征。结果表明:人工林可明显地提高土壤有机质、全氮、有效氮和速效钾的含量,特别是0~20cm土层,但这些土壤肥力指标仍处于低或中等水平;同时人工林地土壤的水稳性团聚体含量较高,增强了土壤的抗侵蚀能力;但人工林对土壤水分的消耗却远远大于坡耕地和自然恢复的草地,在安塞和吴旗表现得更为明显。综合分析结果和黄土丘陵沟壑区特殊的自然环境特征,认为在黄土高原丘陵沟壑区,退耕地的植被恢复宜采取先封禁牧,然后补种部分适宜的牧草、灌木和乔木,逐步实现良好的乔灌草植被结构特征和其生态环境功能。     

利用遥测地表温度模拟土壤热通量

土壤热通量是地表水热平衡的重要组成部分,谐波法可以利用地表温度模拟土壤热通量.谐波法估算地表土壤热通量需要一日内的地表温度过程,提出了一种利用2次卫星过境时刻的地表温度及日地表温度最大值出现时刻来模拟晴天地表温度变化过程的方法,并利用Monsoon'90实验区的观测资料进行检验.结果表明:该方法的模拟精度较高.由于谐波法计算复杂,又提出了一种谐波法的简化方法,简化后模拟的土壤热通量过程与简化前模拟的土壤热通量过程比较一致,表明该简化方法是有效的.     

西安南郊不同深度土壤CO_2浓度变化研究

利用红外CO2监测仪对西安南郊不同深度条件下的土壤CO2浓度进行了多次昼夜观测。观测结果表明:在一昼夜内土壤CO2浓度具有从低到高再到低的变化规律,这种变化特点与昼夜温度变化基本一致;土壤CO2浓度从总体来看具有白天高,夜间低,夏季高,秋季低的特点;浅层土壤CO2浓度昼夜变化幅度明显大于深层土壤CO2浓度变化幅度;在厚层黄土的150cm深度范围内,土壤CO2浓度随着深度的增加而增加,在150~600cm深度范围内CO2浓度基本恒定,显示出与薄层土CO2浓度变化明显不同。     

准噶尔盆地盐穗木群落土壤CO2释放规律及其影响因子

采用LI-8100自动土壤碳通量测量系统,于2006年5～10月对分布于准噶尔盆地西北缘的盐穗木群落的土壤呼吸速率进行了(北京时间8:00～20:00)测定,并分析了温度和水分对土壤呼吸的影响.结果表明:土壤CO2释放速率具有明显的日变化和季节变化规律,均呈单峰曲线.日最大释放速率出现在14:00～16:00时,最小释放速率在8:00时,日变幅最大值为0.977 μmol/(m2·s)、最小值为0.549 μmol/(m2·s);土壤CO2释放速率的变化顺序为6月＞7月＞5月＞8月＞9月＞10月,平均速率为0.436±0.061 μmol/(m2·s).土壤呼吸速率日变化与温度的相关性分析表明,呼吸速率与气温、地表温度和5 cm土层温度呈极显著和显著正相关关系,土壤呼吸速率与其之间的线性回归关系为Y=-0.034 0.045 X气温 0.011 X地表温度-0.044X5 cm,(R2=0.734,P＜0.001).土壤呼吸速率与20～30 cm,30～40 cm土层的含水量具有显著的相关性.     

干旱区荒漠下垫面能量通量观测误差对能量闭合的影响

利用内蒙古微气象观测试验(IM-Mm OE)资料,分析干旱区荒漠下垫面近地层能量传输特征,探究观测仪器的一致性问题及其对地表能量平衡的影响。结果表明:干旱区荒漠下垫面的能量传输以感热和地表土壤热通量为主。大多数辐射仪器的观测相关系数大于0.98,地表土壤热通量和感热通量的观测相关系数大于0.97,潜热通量观测相关性最差,为0.92,其中地表土壤热通量、感热通量和潜热通量的均方差分别为14.3 W·m~(-2)、8.9 W·m~(-2)和8.0 W·m~(-2),各仪器之间观测数据比较一致,观测误差较小。非一致性引起的观测数据偏差直接影响能量闭合率,试验中湍流通量(感热通量和潜热通量之和)的观测偏差造成地表能量闭合率1%~3%的不确定性,有效能量(净辐射与地表土壤热通量之差,仅考虑地表土壤热通量的观测偏差)造成5%的不确定性,湍流通量和有效能量两者数据的总偏差造成地表能量闭合率6%~8%的不确定性。     

沙漠地区不同下垫面近地表沙尘水平通量研究

沙漠地区近地表水平输送的沙尘物质通量及其随高度的变化特征直接影响着沙尘的输送过程。选择塔克拉玛干沙漠腹地塔中地区的典型沙丘、平沙地为观测点,利用BSNE集沙仪,对2008-2009年11次典型沙尘天气过程中近地表0～200 cm不同高度层沙尘物质的水平输送进行了测量,对其随高度变化特征进行分析,计算近地表水平运动的总沙尘通量。结果表明：近地表0～200 cm范围内,在沙丘顶部和平沙地沙尘水平通量均随高度呈显著降低趋势,在这2种下垫面条件下,沙尘水平通量随高度的变化均较好地符合幂函数关系;在沙丘顶部,通过100 cm（宽度）×200 cm（高度）空间断面的总沙尘水平通量为3 721.0 kg,平沙地通过相同大小断面的沙尘水平通量为2 252.9 kg,比沙丘顶部减少了39.5%;沙丘顶部与平沙地PM80的总水平通量分别为996.8 kg和678.9 kg。     

旱区灌溉棉田土壤呼吸昼夜变化特征及其与土壤温度的关系

本试验以裸地为对照,通过对土壤剖面CO2浓度的监测,研究了旱区灌溉棉田土壤呼吸的昼夜变化规律及其与土壤温度的关系。主要结果如下:(1)土壤及根际呼吸均呈"V"型昼夜变化特征,最小值出现在16∶00~17∶00之间,而土壤微生物呼吸昼夜变化趋势与之相反;(2)土壤微生物呼吸产生的CO2通量在土壤升温阶段略高于降温阶段,相对的,根际呼吸在土壤升温阶段产生的CO2通量低于降温阶段,并形成一个明显的逆时针圆圈;(3)棉花根际呼吸对土壤呼吸的平均贡献率为47%。以上结果说明,在建立土壤呼吸与土壤温度相关关系模型的过程中,需要区分根际呼吸和土壤微生物呼吸,充分考虑土壤温度变化对土壤呼吸各组分影响的差异性。     

黄土丘陵沟壑区植被类型对土壤质量的影响

土壤质量是支撑地球生物圈和进行可持续农业生产的最重要的环境因子之一。以黄土丘陵沟壑区的纸坊沟流域为研究区,选取不同植被类型和不同恢复年限的样地8块,测定土壤微生物性质（微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物生物量磷、微生物商）、土壤化学性质（土壤有机碳、全氮、碳氮比、碱解氮、销态氮、铵态氮和速效磷）、土壤酶活性（转化酶...     

隔坡水平沟玉米增产机理及施肥效应研究

在晋西黄土高原残垣沟壑区和丘陵沟壑区选点，进行隔坡水平沟的增产机理及施肥效应研究。结果表明；与传统耕作相比，径流量减少７１．９％，表土流失量减少６９．３％。０ｃ，－２００ｃｍ土层贮水量增加１５４．６ｍｍ－１９１．３ｍｍ。     

黄土丘陵沟壑区不同年限苜蓿地土壤水稳性团聚体分布特征及稳定性研究

为了探索种植苜蓿对土壤质量的影响,选取黄土高原丘陵沟壑区3、7、12 a和18 a生苜蓿草地0～60 cm土层土壤为研究对象,以农田为对照(CK),采用湿筛法研究了不同种植年限苜蓿草地土壤团聚体分布特征及其稳定性。结果表明:黄土丘陵沟壑区土壤水稳性团聚体组成随着粒径减小呈阶梯式递增态势,增幅为1.22%～61.43%,以<0.25 mm的微团聚体占据优势级别,其比例达60.83%～79.72%。当农田更替为苜蓿草地后,在0～20 cm土层,随种植年限增加至12 a,土壤团聚化递增趋势明显,>2 mm、1～2 mm、0.5～1 mm和0.25～0.5 mm粒径的土壤水稳性团聚体分别为农田对照的2.03～2.75倍、1.98～2.72倍、1.31～1.65倍和1.15～1.36倍;平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)在0～20 cm土层均表现为12 a>18 a>7 a>3 a>CK,变化范围分别为0.34～0.70和0.18～0.26;分形维数(D)变化虽然较小,但在0～20 cm土层也呈现出了不同年限苜蓿草地均小于农田的规律性,变化范围为2...     

黄土丘陵区不同地貌类型地球化学分布特征

根据宁夏南部黄土丘陵区彭阳古城乡黄土梁峁—茹河河谷剖面和西吉城郊乡黄土梁峁—葫芦河河谷剖面土壤样品地球化学测试的结果,分别对不同地貌部位的常量元素、微量元素和微量元素有效态的含量进行了对比研究。大多数常量元素比较稳定,K+、Na+在河谷阶地区富集,在黄土梁峁及边坡流失;CaO和Fe2O3由于土壤水的作用和氧化还原条件的不同,其含量在河谷阶地区较少;大多数微量元素在土壤中比较稳定,Ti、P、V、Zn和Ba等元素的含量:黄土丘陵梁峁顶部<河谷阶地;B在土壤中的含量:黄土丘陵梁峁顶部>黄土丘陵梁峁边坡>河谷阶地;微量元素的有效态含量:河谷阶地>黄土丘陵梁峁顶部>黄土丘陵梁峁边坡。     

施肥对旱作免耕土壤酶活性与CO_2排放量的影响

通过对不同施肥处理的免耕土壤酶活性和CO2排放通量测定分析,研究北方农牧交错区施肥对旱作免耕农田土壤酶活性、CO2排放量的影响及其相互关系,为提高土壤质量、实现固碳减排和可持续利用提供理论依据。结果表明:免耕施肥土壤酶活性和CO2排放通量高于不施肥处理;氮肥对脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性和CO2排放通量的增加影响最大,其次是磷肥,钾肥最小;过氧化氢酶活性的增加受钾肥影响最大,磷肥次之,氮肥最小;氮磷或氮磷钾肥配施更能增加土壤酶活性和CO2排放通量,单施钾肥土壤过氧化氢酶活性高于氮磷肥配施。蔗糖酶和脲酶活性与土壤CO2排放量呈显著正相关,碱性磷酸酶和过氧化氢酶与土壤CO2排放量之间相关性不显著。     

黄土丘陵沟壑区不同土地类型的土壤水分特性

在黄土丘陵沟壑区燕沟流域,于2002～2006年定位监测不同类型土地不同坡位、坡向的土壤含水量,对土壤含水量的动态变化进行了系统分析.结果表明:不同土地类型的土壤含水量差异明显,坝地最高,平均19.83%,川台地次之,平均17.21%,梯田平均16.34%,坡地最低,平均15.04%,土壤含水量与年降雨量呈正相关,相关系数为0.68;土壤含水量月变化动态呈现"单谷"曲线,7月份最低;不同坡位的土壤含水量变化趋势为随坡位升高,土壤水分含量递减;不同坡向的土壤含水量变化趋势为阴坡>阳坡.     

黄土丘陵区软埂梯田埂坡种草与土壤性状研究

该项研究以黄土高原丘陵沟壑区为背景,选择“接近自然”的技术对坡改梯进行了技术改进,在工程方面设计采用接近黄土自然休止角40-45°为梯田埂坡设计坡度,通过对土壤物理性状的监测和种植实验,初步筛选出3种适宜在埂坡面种植的牧草和作物品种。     

子午岭不同植被类型土壤微生物量与有机酸含量

以黄土丘陵沟壑区的子午岭次生林区为研究区域,分析了农田、草本、乔木、灌木、弃耕地五种不同植被覆盖下土壤微生物量与有机酸含量变化。结果表明,不同植被类型土壤微生物生物量C变化趋势是:农田>草本>乔木>弃耕地>灌木,从乔木到农田微生物生物量N、P基本上呈下降趋势。不同植被类型下土壤有机酸变化基本趋势为:弃耕地<灌木<草本<农田<乔木。相关分析表明,不同植被覆盖下土壤微生量C、P与该土壤有机酸含量呈显著正相关,而土壤微生物N与该土壤有机酸含量相关性不显著。     

双料沟垄组合覆盖对土壤水分时空分布的影响

双料沟垄组合覆盖是适合于黄土丘陵沟壑区旱梯田作物栽培的一种全新覆盖方式。对该措施三种谷子密度的土壤水分时空分布规律进行了系统研究,结果表明,与地膜覆盖和对照相比,组合覆盖具有以下特点：①沟垄水分差异不显著;②时间变化动态滞后于对照,整个生长季土壤含水量均低于对照;③生育期总耗水量大于降水量,土壤水分处于亏缺状态,休闲期土壤储水对生育期耗水贡献很大。并就该项技术的具体应用提出了几点建议。