贵州典型喀斯特流域土壤氧化铁特征分异及其影响因素

探究亚热带喀斯特流域土壤氧化铁特征及其分异,对认识这类特殊地域综合体上土壤的发生发育及类型演化等具有重要意义。以贵州省普定县后寨河流域内53个典型剖面土壤为研究对象,测定诊断表层和诊断表下层不同形态氧化铁含量并计算其风化度指标,分析土壤氧化铁特征及其分异情况,探讨成土环境和土壤属性对氧化铁特征分异的影响。结果表明：由诊断表层至诊断表下层,全铁、游离铁呈增加趋势,平均增幅分别为25.54%和39.63%,铁氧化物具有在诊断表下层富集的特征;诊断表层铁活化度高于诊断表下层,而铁游离度和铁晶胶率与之相反。大部分诊断表下层土壤游离铁在30 g·kg?1以上,铁游离度≥50%,铁活化度< 30%,土壤处于中期脱硅富铝化阶段。母岩、土地利用、流域部位、有机质、pH、黏粒阳离子交换量和质地等对不同形态土壤氧化铁含量及其风化度指标分异均有显著影响（P<0.05）;地理探测器分析表明,母岩与有机质对各氧化铁特征（除铁游离度）分异的解释力较大,二者交互作用下的q值最大（全铁41.9%、游离铁39.8%、非晶质铁40.1%、铁活化度41%、铁晶胶率52.5%）,因此母岩和有机质为亚热带喀斯特流域土壤氧化铁特征分异的主控因子。     

三江平原水稻田耕层土壤铁随开垦年限的动态变化

以三江平原不同开垦年限水稻田为研究对象,分析了水稻田耕层土壤铁随开垦年限的动态变化情况。结果表明,随开垦年限增加,水稻田耕层土壤全铁呈指数形式递增;游离态铁以波动形式增加,3和11a时为波谷,5和14 a时为波峰;络合态铁开垦前期逐年增加,8 a后增加到1 562.41 mg/kg,随后逐渐减少;无定形态铁呈指数递减趋势。氧化铁的游离度先升高后降低,开垦8 a时达到最高值0.46;络合度在开垦前8 a逐年上升,5～8 a增速降低,8 a时达到最高值0.18,之后逐年下降;活化度则呈指数形式下降。土壤淹水状况和耕作管理方式的不同造成水稻田和大豆田氧化铁游离度、络合度和活化度随开垦年限变化趋势的差异。水田开发使湿地表土游离态铁、络合态铁和无定形态铁含量增加,氧化铁游离度升高,水稻田耕层土壤氧化铁络合度和活化度低于天然湿地,高于大豆田。     

冻融交替对土壤中不同形态氧化铁的影响

通过人工控温,室内模拟方法(-30℃冻结24 h,20℃融化24 h,作为一个周期,共设0,1,3,6,9次,5个冻融交替梯度,含水量分别为田间持水量的10%,40%,70%,100%,120%)对比研究了冻融交替作用下东北地区棕壤不同形态氧化铁的含量。结果表明:土壤含水量、冻融次数及二者的交互作用对游离氧化铁、无定形氧化铁和晶质氧化铁含量的影响均达到极显著水平(P0.01)。随着土壤含水量的增加,游离氧化铁和晶质氧化铁含量波动式增加,无定形氧化铁含量波动式降低。随着冻融次数的增加,游离氧化铁和晶质氧化铁含量的变化趋势相似,均表现出先降低、然后上升、之后趋于平缓,无定形氧化铁含量随冻融次数的增加呈波动式降低的趋势。冻融对土壤中硅酸盐中铁的游离情况处于波动式影响,冻融促进了游离出的氧化铁的晶质化,降低了氧化铁的活化度,促进了氧化铁的老化。土壤氧化铁中无定形氧化铁含量对冻融处理最为敏感,可以作为不同冻融处理对土壤氧化铁影响大小的一个较好的指标。     

浙西石灰岩发育土壤中氧化铁矿物组成及特性的研究

本计浙西地区４个具不同颜色的石灰岩发育土壤的氧化铁矿物组成和特性进行了研究。结果表明，在亚热带生物气候作用下，这些土壤已经经历了一定的风化，从氧化铁游离度来看；风化强度红壤性土（油红泥）〉棕色石灰土（油红黄、油黄泥）〉黑色石灰土（碳质黑油泥）。氧化铁矿物类型与土色存在一定的关系，油红泥含较高的赤铁矿，土色以红色和棕红色为主；油红黄 油黄泥主要以针铁矿为主，赤铁矿含理较低土色以黄棕色为主；碳质黑油     

冻融对黑土中氧化铁形态及其活性的影响

以东北地区典型黑土为研究对象,通过人工控温,室内模拟方法(-30℃冻结24 h、20℃融化24 h,作为一个周期,共0、1、3、6、9,5个冻融交替梯度,含水量分别为田间持水量的10%、40%、70%、100%、120%)对比研究了冻融交替下土壤中不同形态氧化铁的含量及其活性变化。结果表明:冻融次数对游离氧化铁、无定形氧化铁和晶质氧化铁含量的影响均达到极显著水平(P0.01)。随着冻融次数的增加,游离氧化铁和晶质氧化铁含量的变化趋势相似,均表现出先降低后上升的趋势,无定形氧化铁含量呈波动式的变化趋势。黑土氧化铁中无定形氧化铁含量对冻融处理最为敏感,可以作为冻融处理对土壤氧化铁影响大小的一个较好的指标。冻融显著影响黑土氧化铁的活化度和晶胶比,随着冻融次数的增加,活化度和晶胶比均表现为波动式的变化趋势。     

亚热带山地草甸土性态的变异及其在中国土壤系统分类中的地位

为了解我国亚热带地区山地草甸土性态的变化和成土特点,从福建、浙江、江西、安徽、湖南和贵州等省采集了20个代表性山地草甸土剖面,详细观察了土壤剖面形态特征,分析了土壤颗粒组成、有机质、阳离子交换量(CEC)、酸度、氧化铁形态和黏土矿物类型等指标,并从诊断分类的角度探讨了它们在中国土壤系统分类中的地位。结果表明:这一地区的山地草甸土表层有机质积累均非常明显,颜色普遍呈黑色和深褐色,土壤酸化明显,土壤氧化铁游离度多在40%以下,土壤CEC较高。但研究也发现,不同样点之间土壤的土体厚度、剖面构型、黏化状况、有机质垂直分布、氧化铁含量、矿物类型及其诊断层和诊断特性均有较大的差异。土体构型大致有Ah-C、Ah-Bw-C、Ah-Bt-C和Ah-G-C等4类。根据中国土壤系统分类的诊断标准,可把研究的20个剖面归并为均腐土、潜育土、淋溶土、雏形土和新成土等5个土纲,下续分为6个亚纲、10个土类和15个亚类。研究认为,在地理发生分类中笼统地把这些土壤归为一个土类存在边界不明确等问题。     

聚合氨基酸对北方水稻土中氧化铁存在形态的影响

为了解不同类型水稻土中氧化铁含量特征,探明添加外源聚合氨基酸对水稻土中氧化铁形态变化的影响,本研究以中国北方不同类型水稻土(棕壤型、草甸土型和滨海盐渍型)为研究对象,设置添加占供试土壤干重0.05%的γ-聚谷氨酸和聚天冬氨酸处理,以不添加氨基酸作为对照。通过室内恒温厌氧培养30 d后,测定各水稻土全铁、游离氧化铁、无定形氧化铁和络合态铁含量及氧化铁的活化和络合程度。结果表明:供试的北方3种典型水稻土中,游离氧化铁含量为滨海盐渍型草甸土型≥棕壤型,络合态铁含量为棕壤型滨海盐渍型≥草甸土型,而无定形氧化铁含量为棕壤型滨海盐渍型草甸土型。两种外源聚合氨基酸对不同类型水稻土氧化铁形态转化能力影响存在差异,与不添加氨基酸的对照相比,添加γ-聚谷氨酸的棕壤型水稻土无定形氧化铁和络合态铁含量分别增加27.72%和32.25%,聚天冬氨酸对无定形氧化铁和络合态铁含量无显著促进作用;在草甸土型水稻土中,γ-聚谷氨酸和聚天冬氨酸均能显著增加无定形氧化铁含量,且与对照相比,络合态铁含量分别增加136.24%和12.00%;γ-聚谷氨酸能有效促进滨海盐渍型水稻土中无定形氧化铁和络合态铁的生成。总之,添加γ-聚谷氨酸和聚天冬氨酸对水稻土游离氧化铁的含量没有明显影响;而添加γ-聚谷氨酸能有效增加水稻土中无定形氧化铁和络合态铁含量,降低晶胶率,有利于提高土壤中有效铁含量,显著活化铁氧化物,抑制各类型水稻土中铁的结晶老化;而聚天冬氨酸对水稻土无定形氧化铁和络合态铁没有明显的激发效应。     

喀斯特土壤与喀斯特区域土壤关系的探讨——以贵州省普定县后寨河小流域为例

当前喀斯特石漠化治理研究中出现了一个新词汇即喀斯特土壤。通过对喀斯特土壤已发表文献的研究并结合后寨河小流域内2 755个土壤剖面信息,探讨了喀斯特区域内土壤类型及其差异,对喀斯特土壤进行了定义并辨析了在纯碳酸盐岩地区喀斯特土壤与喀斯特区域土壤的区别。结果表明:后寨河流域共有石灰土、水稻土和黄壤3大土类,石灰土主要分布在海拔1 250 m以上的区域,且随着海拔的升高,分布相应增多,水稻土和黄壤主要分布于海拔1 350 m以下的区域;石灰土主要分布在流域东部峰丛洼地及中、西部山峦上,水稻土主要分布在流域东部洼地及中部河流西侧,黄壤分布无明显规律;不同土类剖面形态特征差异较大,石灰土平均土壤厚度(49.68 cm)低于水稻土(84.33 cm)和黄壤(85.54 cm),但石灰土平均石砾含量(7.94 g/kg)却远高于水稻土(4.28 g/kg)和黄壤(4.54 g/kg);石灰土、水稻土和黄壤的土壤厚度与坡度均呈负相关关系,平均坡度分别为18.92°、1.52°和3.23°。根据喀斯特的定义,喀斯特土壤应是喀斯特岩石发育形成的石灰土,而不应理解为分布在喀斯特区域的土壤,但大量文献中存在着...     

梵净山垂直带土壤的发生学特性与系统分类研究

为了解贵州东北部山地土壤的发生学特性及土壤分布,选择梵净山地区采集了不同海拔高度的13个代表性土壤剖面,分析了其成土环境、土壤风化强度的垂直变化,鉴定了区内土壤的主要诊断层、诊断特性,并根据中国土壤系统分类对研究区土壤类型进行了分类。结果表明,随着海拔的增加,区内土壤温度状况由热性转变为温性,水分状况逐渐由湿润向常湿润转变。梵净山地区土壤风化较弱,土壤中存在较多的2∶1型矿物,土壤脱硅富铁铝化处于中下水平。土体厚度、土壤黏粒、全铁、游离氧化铁含量、铁游离度随海拔增加而下降,砾石含量、黏粒CEC、土壤ba值、黏粒Sa值随海拔增加而上升,部分土壤出现明显的黏化。区内土壤酸化明显,多数土壤的pH在5.5以下,部分土壤的铝饱和度超过了60%,土壤的平均铝饱和度随海拔增加而下降。研究区土壤黄化非常明显,土壤色调主要为10YR。共检出淋溶土、雏形土和新成土3个土纲,5个亚纲、8个土类和12个亚类,土壤类型主要由淋溶土和雏形土组成。亚纲在海拔高度变化上有一定的分布规律,随着海拔的上升,由湿润淋溶土、湿润雏形土向常湿淋溶土、常湿雏形土转变。     

浙西3类石灰岩发育土壤有机碳和团聚体稳定性的研究

选择浙西地区黑色石灰土、棕色石灰土和红色石灰土等3类石灰岩土壤,通过物理和化学性状的鉴定,研究了它们的有机碳组成和团聚体稳定性,并与当地质地同为黏土的典型红壤进行了比较。结果表明,石灰岩发育的这些土壤因同时含有较高的黏粒(350~450 g kg~(-1))、游离氧化铁(27.46~51.26 g kg~(-1))、交换性钙(8.55~25.77 cmol(+)kg~(-1)),其水稳定性团聚体(特别是大粒径水稳定性团聚体)数量和水稳定性团聚体平均重量直径明显高于红壤。由黑色石灰土至棕色石灰土到红色石灰土,随着土壤脱钙与风化程度的增强,矿物类型由伊利石、蛭石、蒙脱石的组合向高岭石、伊利石、蛭石的组合转变,碳酸钙、交换性钙、p H和阳离子交换量降低,土壤水稳定性团聚体数量趋向下降。同时,石灰岩发育土壤因风化较弱,p H较高,并含有高量的交换性钙和阳离子交换量,有利于有机胶体与无机胶体发生作用,土壤有机碳稳定性较高。水提取态有机碳占全有机碳的比例及易氧化态有机碳占全有机碳的比例均是黑色石灰土棕色石灰土红色石灰土红壤,而稳定性有机碳的比例及H/F比为黑色石灰土棕色石灰土红色石灰土红壤。模拟试验表明,由自然风化和施肥等引起的土壤酸化可引起石灰岩发育土壤水稳定性团聚体数量的下降,但酸化对红壤团聚体稳定性的影响较小。研究证实,石灰岩土壤因含有丰富的无机胶体和交换性钙,有利于有机碳的积累和水稳定性团聚体的形成,但土壤酸化可明显降低石灰岩土壤水稳定性团聚体的数量。     

福建三个垂直带谱中土壤氧化铁的研究

应用穆斯堡尔谱分析、化学分析和光学显微镜分析，对福建三条最有代表性的土壤垂直带谱中的粗粒及粘粒氧化铁矿物进行研究。结果表明，赤铁矿从黄壤－黄红壤－红壤－赤红壤逐渐增多而针铁矿逐步减少，粗粒原生矿物组合类型从复杂趋向简单。铁的游离度及晶胶比从黄壤－黄红壤－红壤逐渐升高而活化度逐渐下降，但赤红壤例外，这可能与其成土年龄有关。本文还讨论了土壤分类的有关问题。     

不同利用方式棕壤的铝硅氧化物的分异特征

棕壤是我国重要的土壤资源,其特殊的气候地形条件决定了必须科学合理的开发利用才能保证该地区农业的可持续发展。本文对林地、蚕地、耕地3种利用方式下棕壤中铝硅氧化物的变化情况进行了研究。结果表明:(1)不同利用方式下,铝氧化物的无定形态在各层间差异较大。0~20 cm土层的游离硅、无定形铝均表现出随人为干预程度的提高而增加的趋势,反映出开垦的集约化加剧了土壤的风化作用。(2)从各形态氧化物在剖面间的分布来看,游离氧化硅、无定形铝的分布均呈向下富集的趋势,与粘粒在土体内的分布规律一致。活性硅与不同利用方式土壤的风化淋溶作用关系的规律性不明显,但可反映作物对硅的吸收特性。(3)开垦后土壤表层生物积累量的减少,影响了土壤表层活性硅的积累。     

中国西南岩溶山区石漠化的现状成因及治理的优化模式

阐述了西南岩溶山区石漠化的发展现状 ,从碳酸盐岩的抗风蚀能力、成土过程、地貌结构、土体剖面、人口压力及耕作方式与产业结构等方面详细分析了西南岩溶石漠化的成因机理 ,探讨了石漠化治理应坚持的六条原则 ;在结合西南岩溶山区的自然、社会、经济发展实际情况的基础上 ,从生产 (技术 )、生态、生活与发展等 3个层面提出了西南岩溶山区石漠化治理的生态经济优化模式与对策建议     

贵州喀斯特山区土壤物理性质对土壤侵蚀的影响

对贵州喀斯特山区在不同土地利用方式下土壤主要物理性质对土壤侵蚀的影响进行了研究。结果表明:土壤物理性质是影响土壤侵蚀和土壤抗蚀性能的内在因素。贵州喀斯特山区土壤表现出明显的粗骨性土壤特征。不同土地利用方式下土壤物理性质具有明显的差异,林地、草地和台耕地的土壤物理性状良好,缓解了土壤侵蚀的发生发展,能有效地发挥保持水土的作用;大面积农耕坡地和裸坡地的土壤物理性状极差,促进了山区土壤侵蚀的发生发展,是引起土壤侵蚀的主要因素。喀斯特山区不同土地利用类型的土壤抗蚀能力依次为台耕地>林地、草地>坡耕地、裸坡地。     

不同类型土壤对水稻硅同位素分馏的影响

为探明不同类型土壤对水稻硅同位素组成及分馏的影响,本研究以红壤、黑土和褐土作为供试土壤,以水稻品种嘉58作为供试材料进行盆栽试验,测定土壤理化性质,水稻各器官干重、硅含量、硅同位素组成等指标。结果表明,不同类型土壤对水稻硅同位素分馏效应均影响明显,红壤、黑土、褐土栽培的水稻硅同位素分馏系数(α_Pre-Dsi)分别为0.998 8、0.997 8、0.997 5,其中褐土栽培的水稻体内硅同位素分馏程度最大,黑土次之,红壤最小;相关性分析表明,水稻δ³⁰Si值(整株和叶片)与土壤pH值、有机质、有效硅、游离氧化铁和游离氧化铝含量之间均存在极显著相关性(P<0.01),其中土壤游离氧化铁、游离氧化铝含量随着土壤风化程度的增加均呈升高趋势。由此推断,水稻硅同位素组成可能主要受土壤pH值、有机质、有效硅含量及土壤风化程度的影响。本研究结果为利用硅稳定同位素示踪技术探索自然界的硅循环模式提供了理论依据。     

喀斯特石漠化过程中小生境及岩性的演替对土壤有机碳的影响

为探讨喀斯特石漠化过程中地表小生境及成土母质岩性的演变对土壤有机碳的影响,以不同喀斯特地貌类型的角度出发,分别从贵州普定、兴义、关岭、荔波及印江县选取对应的喀斯特高原(KG)、峰丛洼地(KF)、峡谷(KX)、原始森林(KY)及槽谷(KC)作为研究区域,分析了0—40 cm土壤层(0—10,10—20,20—30,30—40 cm)及土壤与基岩交界面土层的有机碳含量,分别计算土壤有机碳密度及储量,并分析其空间分布特征及演变规律。结果表明:不同石漠化等级下土壤有机碳含量、密度及储量分别为113.18～163.98 g/kg,1.08～7.32 kg/m~2及4.07～24.29 kg,并且呈现出随着石漠化程度的增加而逐渐降低的趋势,同时小生境为石槽以及成土母质岩性为石灰岩及泥灰岩的土壤有机碳含量相对较高。不同喀斯特地貌类型之间土壤有机碳存在较大的差异,在同等的条件下KY及KC土壤有机碳储量相对要高于其他地貌类型。土壤有机碳在喀斯特石漠化演变链上迁移,而小生境及成土岩性的更迭对不同喀斯特地貌类型土壤有机碳在重构空间分布格局具有重要的指示意义。同时喀斯特岩溶地区生态环境复杂多变,要获得评估喀斯特地区土壤有机碳更灵敏的方法,仍需开展进一步研究。     

铁氧化物与土壤表面电荷性质的关系

The relationship between iron oxides and surface charge characteristics in variable charge soils (latosol and red earth) was studied in following three ways.(1)Remove free iron oxides (Fed) and amorphous iron oxides (Feo) from the soils with sodium dithionite and acid ammonium oxalate solution respectively.(2) Add 2% glucose (on the basis of air-dry soil weight) to soils and incubate under submerged condition to activate iron oxides,and then the mixtures are dehydrated and air-dried to age iron oxides.(3) Precipitate various crystalline forms of iron oxides onto kaolinite.The results showed that free iron oxides (Fed) were the chief carrier of variable positive charges.Of which crystalline iron oxides (Fed-Feo) presented mainly as discrete particles in the soils and could only play a role of the carrier of positive charges,and did little influence on negative charges.Whereas the amorphous iron oxides (Feo),which presented mainly fas a coating with a large specific surface area,not only had positive charges,but also blocked the negative charge sites in soils.Submerged incubation activated iron oxides in the soils,and increased the amount of amorphous iron oxides and the degree of activation of iron oxide,which resulted in the increase of positive and negative charges of soils.Dehydration and air-dry aged iron oxides in soils and decreased the amount of amorphous iron oxides and the degree of activation of iron oxide,and also led to the decrease of positive and negative charges.Both the submerged incubation and the dehydration and air-dry had no significant influence on net charges.Precipitation of iron oxides onto kaolinite markedly increased positive charges and decreased negative charges.Amorphous iron oxide having a larger surface area contributed more positive charge sites and blocked more negative charge sites in kaolinite than crystalline goethite.     

苏北低山丘陵区典型性森林土壤健康评价研究

以苏北低山丘陵区6种典型性森林植被下土壤为研究对象,通过野外调查与室内分析,在系统调查和分析土壤形态、物理、化学、酶活性特征以及物种多样性的基础上,运用土壤学知识和专家经验,构建了适合苏北山丘区森林土壤健康评价指标体系;应用不同类型的评分函数方程,对各评价指标数值进行隶属度处理,并基于SPSS软件对所获得数据进行差异性检验和相关分析,确定各项指标的权重;最后通过加权综合法,建立森林土壤健康指数,对该地区不同林分下土壤健康状况进行评价。     

生物结皮发育对风沙土盐基离子释放和矿物风化的影响

为探明生物结皮发育对风沙土盐基离子释放和矿物风化的影响,以进一步明确生物结皮的风化成土作用。以典型风沙土上发育的生物结皮为对象,通过模拟淋溶试验比较不同类型生物结皮(藻结皮、藻—藓混生结皮和藓结皮)覆盖土壤的盐基离子释放规律,探究盐基离子释放量随淋溶液pH的变化趋势,以及量化生物结皮覆盖土壤的矿物风化速率。结果表明:矿物风化反应阶段不同种类盐基离子的淋出量均较为平缓,生物结皮覆盖土壤的各盐基离子总淋出量表现为Ca²⁺＞K⁺＞Mg²⁺＞Na⁺,其中藻结皮覆盖土壤的盐基离子总淋出量最高,比无结皮、混生结皮和藓结皮分别增加了112.0%,31.2%,27.1%。淋溶液pH显著影响盐基离子的淋溶释放,且其作用程度因离子种类和结皮类型而异。生物结皮覆盖提升了土壤的易风化矿物含量、风化程度和速率,藻结皮、混生结皮和藓结皮覆盖土壤的风化速率相比无结皮分别提升了61.2%,27.1%,152.6%,并且风化速率随淋溶液pH降低而提升。综上,生物结皮能显著促进风沙土矿物风化,其对风沙土改良和修复具有积极意义。