塔里木河流域阿拉尔垦区不同土地利用类型土壤质量评价

不同土地利用类型的土壤质量评价已成为土壤科学的研究热点,开展干旱区绿洲土壤质量评价对绿洲土壤生态系统的开发与保护具有重要意义。以塔里木河流域阿拉尔垦区为样区,选取10年棉田、25年棉田、人工林、天然林、荒草地、撂荒地、盐碱地等7种不同土地利用类型采集土样,综合考虑土壤的物理、化学和生物学性质,分析了12个指标。在对数据进行统计分析的基础上,构建土壤质量评价最小数据集,通过土壤评价指数进行阿拉尔垦区的土壤质量评价。不同土地利用方式下土壤的理化性质和酶活性均存在一定差异;研究区不同土地利用类型的土壤质量评价结果为天然林人工林10年棉田25年棉田荒草地撂荒地盐碱地。垦区内部的土壤质量优于垦区外围。     

不同密度调控强度对华北落叶松人工林土壤质量的影响

  目的  探究不同密度调控强度华北落叶松人工林土壤质量的变化规律,为合理利用林地资源及人工林的可持续经营提供理论依据。  方法  以山西太岳山好地方林场华北落叶松人工林为研究对象,基于土壤密度、含水率、养分含量、酶活性等18项土壤指标,并结合主成分分析和相关系数法建立土壤质量评价最小数据集,采用加权求和指数法对不同密度调控强度的（对照,2 096株/hm2,CK;低强度处理,1 850株/hm2,LT;中强度处理,1 402株/hm2,MT;高强度处理,1 106株/hm2,HT）华北落叶松人工林土壤质量进行综合评价。  结果  与对照相比,LT、MT和HT样地土壤含水率呈增加趋势;从密度调控对土壤养分影响而言,MT处理下C、N和P等养分含量均较高。此外,土壤生物学性状也对不同调控强度存在显著响应,其中土壤微生物生物量碳、氮含量在MT显著高于CK;脲酶和多酚氧化酶活性在MT最高,过氧化物酶活性在LT最高,蔗糖酶活性在CK最高,而纤维素酶活性随密度调控强度增加整体呈下降趋势。结合主成分分析和相关性分析结果可知,有机质、含水率、微生物生物量氮、多酚氧化酶、过氧化物酶构成了土壤质量评价的最小数据集。不同密度调控强度华北落叶松人工林土壤质量指数大小为MT（0.598） > HT（0.510） > LT（0.432） > CK（0.339）。  结论  密度调控可有效改善华北落叶松人工林土壤质量状况,中等林分密度下土壤质量指数最高。建议对华北落叶松人工林进行适度密度调控处理,以提高人工林地土壤质量。      

多时空尺度的土壤质量评价最小数据集的建立

[目的]探讨土壤质量评价最小数据集的建立方法,并且基于建立的方法构建不同时空尺度的土壤质量评价最小数据集。[方法]基于环境相关法,采用皮尔森相关分析、主成分分析和计算矢量常模值、土壤母质类型、土壤类型和土地利用与土壤质量的关系等建立土壤质量评价最小数据集。[结果]就空间尺度而言,衡量县域和乡镇尺度土壤质量好坏的最小数据集明显不同,2008年县域尺度下最小数据集包括土壤容重、砂粒、土壤有机质、黏粒、pH、土壤有效锌、土壤有效锰7个指标,而进入2008年乡镇尺度下的最小数据集则为粉粒、有效钾、有效锰、全氮、土壤容重、黏粒、pH、土壤有效铁8个因素;就时间尺度而言,不同时期的最小数据集不同。[结论]土壤质量评价必须和时空尺度挂钩才有意义。基于该研究建立的方法得到的土壤质量评价最小数据集参数能够最大限度地包含所有未入选参数所表达的土壤质量信息。不同时空尺度下建立土壤质量最小数据集冗余程度最低。     

桂北土壤肥力质量对尾叶桉人工林连栽连作的响应

以桂北尾叶按三代连栽连作人工林为研究对象,分析20项土壤理化性质差异,筛选出尾叶按林地土壤肥力质量评价最小数据集,并对土壤肥力进行质量评价。结果表明:第三代尾叶按人工林大部分土壤理化指标比第一、第二代林土壤显著降低,其中第三代林土壤持水量、毛管孔隙度、有机质、全磷、有效磷、速效钾、有效元素含量显著低于第一代林、第二代林。基于主成分分析及皮尔逊相关性分析筛选出毛管孔隙度、有机质、全磷、有效磷、速效钾、有效硼、有效钙和有效锌含量,建成反映桉树人工林土壤肥力质量的最小数据集。评价发现,三代连栽尾叶按人工林土壤肥力为第二代(0.785)第一代(0.642)第三代林(0.566),土壤肥力质量先增加后降低,尾叶按连栽两代之后土壤理化性质显著退化。因此,建议在第二代林采伐后要及时补充因连栽下降的元素,以达到桉树速生丰产的目的。     

哈尔滨市不同类型人工林枯枝落叶层重金属质量分数特征

以东北林业大学城市林业示范研究基地9种人工林(兴安落叶松林、樟子松林、黑皮油松林、黄波椤林、胡桃楸林、水曲柳林、白桦林、蒙古栎林和针阔混交人工林)为研究对象,分析了林地枯枝落叶层6种重金属(As、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn)的质量分数,并以哈尔滨市土壤背景值为标准,采用综合污染指数法评价了不同林型枯枝落叶层重金属污染...     

低山油茶林土壤肥力质量评价最小数据集的建立

调查研究了湘南低山红壤区油茶林土壤肥力质量,基于研究区采集的99个土壤样品数据,利用主成分分析法(PrincipalComponent Analysis,PCA)及相关数理统计分析法,计算了PCA中各因子的综合因子载荷(Norm值),建立了低山红壤油茶林土壤肥力质量评价的最小数据集(Minimum Data Set,MDS),确定了MDS为土壤有机质、速效钾、碱解氮、全钾和有效磷。研究结果可为湘南低山红壤油茶林土壤肥力质量评价因子的选取提供依据,为油茶林土壤肥力的评价及油茶林复垦和施肥提供指导。     

商洛金凤山地区人工林土壤pH值及养分特征分析

运用实验分析法,对秦岭腹地商洛市商州区金凤山的核桃林、刺槐林、构树林、高橡树林和沙皮松林5种人工林的土壤pH及主要养分含量进行了分析。结果表明:(1)人工林土壤有机质含量核桃林刺槐林构树林沙皮松林高橡树林,除高橡树林土壤有机质缺乏外,其余林种土壤有机质含量适量;人工林土壤全氮含量均处于很高水平,土壤速效磷含量均处于缺乏及其以下层次。(2)人工林土壤pH值酸性强弱依次为:沙皮松林刺槐林高橡树林核桃林构树林,除构树林土壤属弱碱性外,其余多为弱酸性。(3)人工林土壤速效磷和全氮之间达到极显著相关性,相关性系数为0.441(p0.01);pH与有机质之间存在显著相关关系,而与全氮之间呈现弱负相关关系。     

上海市林地土壤有机碳分布特征及其与土壤理化性质的关系

土壤有机碳影响着全球气候生态系统的平衡。城市林地作为城市生态系统的重要组成部分,其碳含量和密度的高低是评价城市生态环境建设成功与否的关键。以上海市7种典型林地樟树Cinnamomum camphora林、阔叶混交林、其他软阔林、其他硬阔林、针阔混交林、水杉Metasequoia glyptostroboides林、经济林为对象,分析了不同林地、不同土层（0~10,10~30,30~100 cm）的有机碳质量分数和密度分布特征,并采用Pearson相关性分析方法和逐步剔除回归法探讨了有机碳质量分数与土壤基本理化性质的关系。结果表明:①上海市林地0~100 cm土壤有机碳平均质量分数从大到小依次为:其他软阔林、樟树林、经济林、阔叶混交林、水杉林、针阔混交林、其他硬阔林。各林地土壤有机碳质量分数在0~10和10~30 cm存在显著差异（P < 0.05）。除经济林,其余林地土壤有机碳质量分数在垂直方向上均表现为逐渐降低。②上海市林地0~100 cm土壤有机碳密度从大到小依次为:樟树林、其他软阔林、经济林、阔叶混交林、针阔混交林、水杉林、其他硬阔林。上海市林地0~30 cm土层有机碳密度对0~100 cm土层的贡献率较低。③上海市7种林地土壤有机碳质量分数与全氮和碱解氮呈极显著正相关（P < 0.01）,与电导率、全磷的相关性不显著。樟树林、其他软阔林、其他硬阔林、水杉林的土壤有机碳质量分数与容重显著负相关（P < 0.05）。阔叶混交林、其他软阔林、其他硬阔林的土壤有机碳质量分数与pH值呈显著负相关（P < 0.05）;樟树林、水杉林的土壤有机碳质量分数与速效磷显著正相关（P < 0.05）。除阔叶混交林、水杉林的土壤有机碳质量分数的主要影响因子为全氮,樟树林、其他软阔林、其他硬阔林和针阔混交林的土壤有机碳质量分数变化的主控因子为碱解氮。     

黄土高原不同类型人工林对土壤肥力的影响

选择黄土高原地区典型人工林为研究对象,以土壤有机质和阳离子交换量(CEC)等理化特性为评价指标,研究了不同人工林对林地土壤肥力的影响。结果表明,成龄油松和刺槐林对土壤的培肥效应超过其幼龄林;成龄油松林和刺槐林土壤几乎无石灰反应;在树龄相同的条件下刺槐林对土壤培肥效应优于油松林。     

晋西清水河流域不同土地利用类型土壤质量评价

【目的】探索和评价黄土高原残塬沟壑区清水河流域不同土地利用方式下的土壤质量,并量化其与环境因子的关系。【方法】以该流域4种典型的立地类型(农地、林地、果园、灌草地)为研究对象,基于土壤容重、土壤机械组成、土壤养分(有机质、全氮、全磷、全钾、速效钾)质量分数等9种土壤理化性质指标,采用主成分分析和相关性建立最小数据集(MDS),并根据加权求和指数法计算不同土地利用类型的土壤质量。【结果】(1)清水河流域内林地各土层的有机质、全氮质量分数在4种立地类型中均为最高;在0～20 cm土层,农地的容重和全磷质量分数显著高于其他立地类型(P<0.05);在0～20 cm土层,林地的速效钾质量分数显著高于其他3种土地利用类型(P<0.05);各土地利用类型间的pH无显著差异;有机质质量分数均随土壤深度的增加逐渐降低,且与全氮表现出显著正相关关系(P<0.05)。(2)土壤质量指数评价的最小数据集包括土壤容重、砂粒体积百分比以及速效钾质量分数。4种土地利用类型间的土壤质量从高到低依次为林地、灌草地、农地、果园,土壤质量指数随海拔的升高而升高。【结论】清水河流域土壤质量整体状况较好,林...     

杉木林不同更新方式对林地土壤性质的影响

对杉木林采伐迹地两种更新方式(人工营造杉木纯林、自然更新)的林地的土壤物理化学性质进行了定位观测。研究了杉木林不同更新方式对林地土壤理化性质的影响。结果表明：连栽杉木林地土壤粘性明显高于针阔叶混交林，自然更新形成的针阔叶混交林对林地土壤质地、通气性有了明显的改善；两种不同更新方式林地土壤自然含水量动态变化呈现出基本一致的季节变化规律。但在0～10cm、10～20cm土层中，不同季节，自然更新林地土壤含水量高于杉木人工林地，在垂直方向上，自然更新林地土壤含水量在不同层次空间上发生了明显的变化，而杉木人工林地的变化却不明显；与杉木林地相比，自然更新林地的pH值、有机质含量和营养元素含量增加的程度更为显著，说明针阔叶混交林能够更好地维持和恢复林地土壤肥力。     

土壤质量评价指标体系的构建及评价方法

【目的】探究国内外土壤质量评价方法与指标体系,梳理土壤质量评价中的研究热点与发展前沿,为我国土壤质量评估研究及方法应用提供科学参考。【方法】基于Web of Science 和CNKI数据库,利用文献计量检索方法,收集有关土壤质量评价指标、最小数据集筛选、土壤质量评价方法等方面的文献415篇、最小数据集155个。基于土壤质量评价指标选取频率、评价方法和最小数据集等信息,分析近30年来全球土壤质量评价的发展态势、前沿领域以及评价中存在的问题。【结果】国内外土壤质量评价指标体系涉及25个物理指标、36个化学指标、35个生物指标和19个环境指标。土壤有机质作为土壤质量的核心指标,其选取频率最高,为96.6%;其次是土壤酸碱度、全氮、速效磷、速效钾和容重,选取频率均在50%以上;微生物生物量、土壤酶活性等生物指标选取频率较低,均小于25%,但呈逐年增加的趋势。最小数据集构建方法中,主成分分析能最大限度地减少指标冗余,体现原始变量的绝大部分信息,应用最为广泛。被筛选进入最小数据集的指标中,有机质、速效磷、容重和土壤酸碱度在表征土壤质量时应用广泛,频率分别为67.7%、43.2%、34.8%和34.2%。目前土壤质量评价研究主要采用主成分分析方法筛选土壤质量指标,运用土壤质量指数法进行综合评价,能较准确地评估管理措施对土壤质量的影响,适用于土壤可持续管理。【结论】土壤有机质、速效磷、酸碱度、容重和含水量是表征土壤质量的重要评价指标。构建能够客观、全面、真实地反映土壤质量变化的指标体系及其与信息技术的融合是未来土壤质量评价研究的重点,应用指标体系在大空间尺度评估土壤质量是未来发展的趋势。     

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。      

杭锦旗黄河南岸灌区土壤质量指数计算方法比较研究

为研究土壤质量评价过程中不同质量指数计算方法的差异与最优组合,采集并测定了内蒙古杭锦旗黄河南岸灌区79个土壤样本的11项理化指标,并基于主成分分析法构建最小数据集,对比分析了主成分分析法和层次分析法2种权重确定方法与隶属度函数、线性评分函数和非线性评分函数3种指标评分方法组合下计算的土壤质量指数,最后通过与全体数据集的自相关精度检验获取最优方法组合。结果表明：1)层次分析法确定的物理指标权重高于主成分分析法,速效养分指标权重低于主成分分析法,隶属度函数、线性评分函数、非线性评分函数对指标分值计算结果的分布趋势基本保持一致,但隶属度函数对物理指标进行评分时具有更高的区分度;2)采用层次分析法确定指标权重,隶属度函数确定指标分值计算的最小数据集土壤质量指数的自相关检验精度最高(R²=0.85),纳什效率系数为0.81,相对偏差系数为0.04;3)最优方法组合下全体数据集和最小数据集的土壤质量指数变化分别是0.25～0.71和0.16～0.78,平均值为0.43和0.45,表明研究区域土壤处于中等质量水平。综上,本研究确定了准确评价杭锦旗黄河南岸灌区土壤质量的最优方法组...     

粤西地区不同林分类型土壤重金属含量及生态风险评价

【目的】了解粤西地区不同林分类型土壤重金属的含量特征及污染情况,为其生态风险评价提供理论依据。【方法】以粤西地区桉树Eucalyptus urophylla人工林、马尾松Pinus massoniana人工林、杉木Cunninghamia lanceolata人工林、相思Acacia spp.人工林和阔叶混交林5种林分类型为研究对象,分析不同林分0~20 cm土层土壤中Cu、Zn、Pb、Cd和Ni的含量,并采用单项污染指数(Pi)法、内梅罗综合污染指数(PN)法和Hakanson潜在生态风险指数(RI)法对各林分土壤重金属污染情况进行污染评价及潜在生态风险评价。【结果】各林分土壤重金属含量均以Zn最高,Cd最低,但均未超过广东省土壤背景值;土壤pH为3.62~6.42,呈酸性。马尾松人工林土壤中Cu质量分数(16.06 mg·kg~(-1))及桉树人工林土壤中Pb质量分数(12.37 mg·kg~(-1))均显著高于阔叶混交林土壤中相应重金属的质量分数(9.21和6.87 mg·kg~(-1));人工林土壤重金属含量间的相关性显著。5种林分土壤重金属Pi均小于1,污染等级均为清洁;土壤重金属P_i及P_N均表现为:马尾松人工林杉木人工林桉树人工林相思人工林阔叶混交林,除马尾松人工林外,其余林分的综合污染等级均为安全。单一及多种重金属的潜在生态风险评价结果均为轻微风险,单一重金属潜在生态风险系数(E_i)表现为Cd最大,Zn最小,多种重金属RI表现为马尾松人工林最高,阔叶混交林最低。【结论】Hakanson潜在生态风险指数法能更综合地反映土壤受重金属污染情况;本研究评价结果表明,防止和减少森林土壤中人为的重金属输入仍是一项需要长久坚持的必要举措。     

不同衰老程度顶坛花椒土壤养分质量的评价

【目的】为喀斯特石漠化地区花椒林地土壤肥力改良及植被恢复提供科学依据。【方法】以花江峡谷地区6种不同衰老程度顶坛花椒林地土壤为研究对象,通过测定其有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)和全磷(TP)等29项土壤养分及矿质元素化学指标,并运用主成分分析法以及构建土壤质量评价的最小数据集,对顶坛花椒土壤的养分质量进行评价。【结果】1)不同衰老程度顶坛花椒的土壤养分含量存在差异,总体表现出衰老退化较轻花椒林地土壤养分含量高于衰老退化严重的花椒林地。2)研究区土壤养分质量评价的最小数据集有二氧化硅(SiO2)、硼(B)、全钾(TK)、钼(Mo)、速效磷(AP)和速效钾(AK) 6个指标。3)全体数据集土壤质量评价分值依次为低挂果植株(315. 410)幼树衰老植株(233. 972)黄叶+低挂果植株(80. 844)全死亡植株(-35. 366) 4/5死亡植株(-268. 017) 1/2死亡植株(-326. 845)。【结论】衰老退化较轻的顶坛花椒林地的土壤质量较好,但6种(Ⅰ～Ⅵ)不同衰老程度顶坛花椒林地均需要对应增施不同肥料改良土壤质量。     

土壤质量评价中少量样本最小数据集的构建——以内蒙古杭锦旗黄河南岸灌区典型地块为例

为研究土壤质量评价过程中样本容量较少情况下最小数据集的构建方法。采集并测定内蒙古杭锦旗黄河南岸灌区典型地块的12个土壤理化指标,利用聚类分析、相关分析和主成分分析等探讨了少量样本最小数据集的构建方法。结果表明:1)通过聚类分析、相关分析和主成分分析所构建的最小数据集中的指标包括土壤容重、饱和含水量、土壤电导率、阳离子交换量、硝态氮、速效钾、速效磷;2)全体数据集与最小数据集的土壤质量指数呈显著正相关,R2达到了0.735,Nash有效系数为0.917,偏差系数为0.057;3)基于全体数据集和最小数据集计算得出的土壤质量指数变化范围分别是0.47~0.73和0.37~0.75,平均值为0.56和0.53,表明研究地块土壤呈现中等质量水平。研究发现,在黄河南岸灌区典型地块基于少量样本进行土壤质量评价的过程中,使用聚类分析、相关分析、主成分分析3种分析方法可以构建最小数据集,且检验精度较高。     

黄土高原毛白杨、刺槐人工林对土壤养分的影响

研究不同人工造林对土壤养分的影响,为人工林丰产管理及地力衰退评价提供理论依据。以黄土高原8年生毛白杨、刺槐人工林为研究对象,通过调查和SPSS分析,比较了2种人工林对土壤速效养分的影响。结果表明,2种人工林对土壤速效氮、速效钾含量影响差异显著(P<0.05),对速效磷含量影响差异不显著(P>0.05),毛白杨人工林土壤速效氮、速效钾含量较同等条件刺槐人工林低,而速效磷含量较刺槐林略高。表明营造2种人工林后,毛白杨林整体肥力明显低于刺槐林,并表现为土壤质量中度退化,距树干基部越近这种差异性表现越明显。     

应用最小数据集评价不同采伐强度天然针阔混交林的土壤质量

以长白山地区天然云冷杉阔叶混交林为研究对象，分别采集土层深（h）0TN),评价不同采伐强度下的土壤质量。结果表明：研究区土壤呈弱酸性，有效养分水平为中等；中度采伐样地的土壤有机质显著高于轻度采伐样地（P<0.01）;随着土层深度增加，土壤的有机质、全氮、全磷质量分数和含水量均显著降低，土壤密度显著增加（P<0.01）。MDS分别与TDS和MDS_TN的土壤质量指数线性回归的决定系数（R²）分别为0.869 2、0.943 4,说明MDS能够有效代替TDS评价土壤质量。     

福建青冈人工林土壤肥力与水源涵养功能

对35年生福建青冈人工林和杉木人工林生物量及土壤肥力进行调查,以研究福建青冈人工林培肥土壤和涵养水源的功能,结果表明:营造福建青冈人工林后林地土壤水稳性团聚体含量增加,团聚体的稳定性增强,容重降低,总孔隙度增加,林地土壤结构状况、孔隙、水分和养分状况均得到不同程度的改善,福建青冈人工林比杉木林能更好的培肥土壤;福建青冈叶的最大持水率明显高于杉木叶,其林分地上部分最大持水量是杉木林的1.17倍,由于福建青冈林土壤结构及孔隙状况的改善,林地蓄水能力增强,使得该林分表现出比杉木林更好的水源涵养功能.