土壤有机碳库与土壤结构稳定性关系的研究进展

土壤有机碳的形成抵押了二氧化碳的排放 ,也促进了土壤结构的形成并提高其稳定性。本文介绍土壤结构的层次性和稳定性 ,阐述不同土壤有机碳库影响土壤结构及其性质的作用机制 ,着重评述土壤活性碳库 ,颗粒有机物和可溶性有机物的数量及质量对土壤结构的层次性及其稳定性的影响机制 ,并突出土壤有机物的疏水性对土壤结构及其性质的影响等方面的研究工作。今后应深入研究不同土地利用和土壤管理措施下土壤活性碳库组成与土壤结构稳定性的关系 ;定量描述不同土壤碳库和土壤结构稳定性的形成过程 ;重视研究土壤碳库、土壤稳定性和土壤回复力三者之间的关系 ;深入研究有机碳库的性质影响土壤水分湿润速率的机制 ;应用获得的土壤有机碳库和土壤结构稳定性的新知识 ,完善土壤有机碳和水分循环模型     

浙西北丘陵区农田土壤微量元素空间变异特征及影响因子

【目的】采用地统计学和GIS技术相结合的方法能较好地综合评价土壤微量元素空间数据的结构性、空间格局变异产生原因及影响因子。本论文以生态型城市桐庐县为研究区,研究了土壤微量元素的空间变异特征及其影响因素,为长期耕作的浙西北丘陵区农田土壤高效施肥提供依据。【方法】在满足空间分析要求的基础上,根据研究区主要土壤类型、土地利用类型、地形地貌和交通条件等因素布置采样点数目与密度,在作物收获后,选取水田区、旱地区、茶园区、果园区和桑园区等有代表性的田块采集分析土样386个。利用GS+7.0和ArcGIS 10.1进行半方差分析和Kriging插值,运用逐步回归分析比较各因子对微量元素含量的影响程度。【结果】铁、锰、铜、锌4种微量元素变异系数在58.37%~90.22%之间,块金效应值在10.9%~12.5%之间。4种微量元素的空间分布结构相似程度较小,呈斑块状特点。不同土壤类型对有效Fe和有效Zn的含量有显著影响。不同土地利用方式间4种微量元素含量差异显著。有效Fe与有机质和速效钾呈极显著负相关,与有效Cu呈极显著正相关。有效Cu与有效磷呈极显著正相关,与速效钾呈显著负相关,与有效Mn呈显著正相关。有效Zn与碱解氮呈极显著负相关,与有效磷和速效钾呈极显著正相关,与有效Mn呈显著正相关,与海拔呈显著负相关。土壤类型、土地利用方式、有机质、pH、碱解氮、有效磷、速效钾和海拔等8个因子合计分别能够解释4种微量元素变异空间变异的19.1%、2.2%、12.2%和12.1%,8个因子中土地利用方式能够独立解释空间变异的3.1%~13.5%。【结论】研究区内铁、锰、铜、锌4种微量元素总体处于丰富水平,呈中等变异。不同元素的主导影响因素不同,除土壤类型、土地利用方式、有机质、pH、碱解氮、有效磷、速效钾和海拔等8个因子外还有众多其它结构性影响因子,土地利用方式有重要影响但非主导因子。     

沙漠化逆转过程中毛乌素沙地土壤风蚀可蚀性影响因子的变化特征

[目的]揭示毛乌素沙地沙漠化逆转过程对土壤风蚀可蚀性的影响,为该区风蚀防治和生态重建提供科学参考。[方法]选取1986—2021年共8期遥感影像,以ENVI 5.3和ArcGIS 10.7为平台对毛乌素沙地不同时期土地沙漠化进行反演,同时构建研究区2021年沙漠化差值指数(DDI),并按照自然断裂法将毛乌素沙地土地分为非、轻度、中度、重度和极重度5种沙漠化类型代表沙漠化逆转的不同阶段。根据反演结果,应用空间代替时间的方法,对不同沙漠化类型土壤进行样品采集,并对土壤机械组成、土壤有机质含量、土壤结皮、植被因子等土壤风蚀可蚀性影响因子进行测试分析。[结果]毛乌素沙地1986—2021年沙漠化整体呈逆转趋势,沙漠化土地面积由1986年的47 877.81 km²缩减至2021年的45 914.06 km²,以56.11 km²/a的速率逆转。该区土地沙漠化可分为3个时期：1986—2001年为沙漠化发展期,土壤黏粒、粉粒百分含量、有机质含量呈降低趋势,土壤砂粒百分含量、结皮因子和植被因子值呈增加趋势;2001—2011年为沙漠...     

毛乌素沙地长柄扁桃林地土壤水分时间稳定性

为揭示毛乌素沙地人工林土壤水分时间稳定性特征,于2018年3月—2019年10月利用CNC503DR型中子仪对毛乌素沙地东南缘固定沙丘长柄扁桃林地中30个测点的0～300 cm剖面土壤含水量连续测定,运用经典统计学和时间稳定性分析方法,研究不同深度土层土壤水分时空变异和时间稳定性特征.结果表明:1)监测期间,各土层土壤...     

贺兰山不同海拔植被下土壤团聚体分布及其稳定性研究

以贺兰山不同海拔植被下0—20,20—40 cm土层土壤为研究对象,分析不同粒径团聚体含量及团聚体稳定性随海拔升高的变化特征,探讨其与土壤理化性质之间的相关关系。结果表明:0—20 cm土层,0.25~0.053 mm团聚体为主要团聚体类型,随海拔增加,水稳性大团聚体(>0.25 mm)含量增加,<0.053 mm团聚体含量减少,表明土壤团聚体随海拔增加呈现由小粒径向大团聚体转变的趋势。20—40 cm土层,水稳性大团聚体含量在中海拔(2139 m)达到最高,占比为65.73%。平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)在0—20,20—40 cm土层均呈现随海拔升高先增加后减小的趋势,并在2139 m处达到峰值。不同海拔梯度土壤团聚体MWD和GMD与土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)粉粒以及砂粒含量呈正相关,与黏粒含量、pH呈负相关。贺兰山不同海拔植被下土壤团聚体稳定性总体表现为中海拔>高海拔>低海拔,较高含量的大团聚体和土壤养分是团聚体稳定的关键要素。     

离子型稀土矿尾砂地植被恢复障碍因子研究

以江西省赣州市定南县不同废弃时间的离子型稀土矿尾砂地为研究对象,通过植被调查、土壤理化性质、微生物和酶活性分析,探讨稀土矿尾砂地植被恢复的障碍因子。结果表明,尾砂地植被覆盖度随着废弃时间增加而增加,在废弃10年后植被覆盖度达到72%,但其群落组成仍相对简单(仅3种);尾砂地土壤黏粒含量(6.00%~9.66%)和土壤有机质含量(0.5~1.5 g kg-1)均远低于周边正常植被区,而尾砂地土壤容重(1.26~1.43 g cm-3)则明显高于周边正常植被区。废弃1年的尾砂地土壤电导值显著高于废弃3~10年的尾砂地土壤和对照区土壤,土壤铵态氮和碱解氮含量则高达400 mg kg-1和500 mg kg-1,但废弃3~10年后碱解氮和铵态氮含量已趋于痕量,且在所调查的废弃3年和6年的尾砂地0~100 cm剖面内土壤铵态氮含量也极低,表明尾砂地土壤铵态氮在废弃3年内已流失殆尽,严重的水土流失及其导致的土壤氮素等营养匮乏也是尾砂地植被恢复的主要障碍之一;尾砂地土壤微生物生物量碳(26.7 mg kg-1)、土壤脲酶活性(29.9NH3-Nmg kg-1h-1)、土壤酸性磷酸酶活性(7.10 phenol mg kg-1h-1)均显著低于周边正常植被区土壤,表明尾砂地土壤氮、磷循环受到抑制。本研究表明,废弃3~10年内离子型稀土矿尾砂地的土壤理化生性质并未得到明显改善,尾砂地土壤面临土壤重建的问题,需要引入合适的人工干预如土壤改良才能加快尾砂地植被恢复。     

土壤有机碳稳定性及其影响因素

土壤有机碳库在全球碳循环中起着重要作用。利用文献资料,阐明土壤有机碳稳定性理论及其影响因素。土壤有机碳稳定性指土壤有机碳在当前条件下抵抗干扰和恢复原有水平的能力。它是由土壤的理化性质所决定的,是自然因素和人为因素共同作用的结果。土壤有机碳的降解包括生物降解作用和物理化学降解作用等,生物降解作用是主要的过程。把土壤有机碳库分成活性碳库、慢性碳库、惰性碳库,能较好地与土壤微生物的生物降解过程相对应。构建土壤有机碳稳定性概念模型,能更系统地理解有机碳在土壤中的稳定机制。     

渭河两岸缓冲带的土壤有机质含量分布特征及其影响因子

选取陕西省内渭河沿岸南北3 000 m缓冲区为研究区,利用野外调研、室内实验处理并应用GIS、ENVI、SPSS等软件,分析了土壤有机质的空间分布特征及影响因子,为渭河沿岸生态环境治理与修复提供理论依据。结果表明:渭河沿岸土壤有机质平均含量范围6.3~22.5 g/kg,有机质含量较低。渭河沿岸缓冲带区内南北两岸土壤有机质含量在1 000 m范围内随着距离的增加而增加,1 000 m范围外随距离增加而减少或基本不变;渭河沿岸的土壤有机质平均含量上游最高,下游次之,中游最低。土壤有机质的影响因子有地形因子(高程、坡度)、植被覆盖度和土壤质地。其中土壤有机质与高程、植被覆盖度(NDVI)和土壤颗粒中粉砂百分含量呈正相关,特别是高程因子与土壤有机质表现为显著相关;而土壤有机质与坡度、土壤颗粒中砂粒百分含量呈负相关。     

高原耕地土壤养分空间分布与影响因子相关性研究

综合运用GIS地统计分析和空间分析技术,以保山市隆阳区为代表区域研究高原坝区耕地土壤主要养分的空间变异规律,及其与土类、地形因子间的关系。结果表明:研究区内土壤pH、有机质、碱解氮、速效钾表现出中等程度的空间相关性。有效磷变异系数最大,空间自相关性较强。各指标在不同土类间差异均达极显著水平:潴育型水稻土中pH值、有机质、碱解氮含量较高;黄壤中有效磷含量最低,速效钾最高;红壤中有机质含量最低。土壤养分受地形因子影响明显,pH、有机质、碱解氮和速效钾与海拔均呈显著的正相关;有效磷与海拔呈负相关;坡度与pH、有机质、碱解氮、有效磷均呈负相关,与速效钾正相关。坡向与各指标相关性均不显著。本研究可为科学耕地施肥,合理土地改良及利用提供依据,对高原稀缺耕地的可持续和高效利用具有重要意义。     

青海省高速公路沿线植物群落稳定性影响因子分析

针对青海省高速公路沿线植被退化现象严重问题,以青海省马平、平西、平阿高速公路工程为依托,通过调查和试验对影响公路人工植物群落稳定性的原因进行了探讨。结果表明,土壤养分质量分数、土壤盐分质量分数、苗木适应性、栽植密度以及降雨量是该地区高速公路沿线植物群落稳定性的主要影响因子;其中植物成活率与土壤盐分含量呈一元一次负线性关系,栽植密度与其分盖度和植被总盖度均呈一元二次关系。在植被恢复过程中,应有针对性地采取各种有效措施,调整这些主要影响因子,提高土壤养分含量,降低土壤盐分含量,选用乡土植物,调整合理栽植密度,保证土壤水分含量,使其向有利于植被恢复的方向发展,为类似地区高速公路沿线植被恢复提供参考。     

石灰岩土壤结构稳定性及影响因素研究

用萨维诺夫法分析了不同岩溶生态系统土壤团聚体的组成特征及差异,并研究了土壤结构胶结物质对石灰岩土壤结构稳定性的影响.结果表明,各岩溶生态系统土壤干筛团聚体含量高,差异较小,但湿筛后水稳性团聚体含量差异显著.灌丛夹马尾松生态系统土壤水稳性团聚体及水稳性大团聚体含量最高,团聚体的稳定性也最好,坡耕地和退耕地土壤水稳性团聚体及大团聚体含量则显著降低.相关分析表明,有机质含量及腐殖质品质是影响研究区石灰岩土壤水稳性团聚体含量、组成特征及稳定性的主要因素.     

杨树防护林土壤蒸发及其影响因素

[目的]研究杨树林地土壤蒸发规律,探索估算林下土壤蒸发量的方法,为林业高效用水和研究水循环规律提供理论支撑.[方法]利用20 cm蒸发皿和微型蒸发器测量杨树林下水面和土壤蒸发量,分析气象要素与林下土壤和水面蒸发的关系.测量土面温度和蒸发皿水体温度,计算两者温度差相对值(RT),以水面蒸发量为参考计算土壤相对蒸发量(RE...     

土壤渗透参数空间变异性及其影响因子研究

土壤渗透参数的空间变异性是地形因子以及土壤理化性质综合作用的结果,是影响水以及溶质迁移转化的关键因素。在坡地随机布设24个点位,测定30cm土壤的渗透参数、地形指数、容重、颗粒组成、有机质、交换性钠、CEC(阳离子交换量)和ESP。在经典统计学以及Kolmogorov—Smiromov(K—S)正态分布检验概率(Pk—s)检验基础上对数据进行了空间结构分析。结果表明,Kfs、容重、砂粒、黏粒、有机质、CEC等符合正态分布,交换性钠和ESP等属于对数正态分布;粉粒属于均匀分布;Kfs、容重、砂粒、黏粒、有机质、交换性钠和ESP等空间结构明显,CEC空间变异性较大;并以相关分析和主成分分析相结合的方法,分析了土壤渗透参数空间变异的主要影响因子。     

新疆石灰性土壤锌有效性及其影响因素

为探讨新疆石灰性土壤锌的组分分布特征及锌有效性的影响因素,对南北疆3种最主要土壤类型农田土壤锌及其组分含量进行研究。结果表明:新疆石灰性土壤有效锌平均含量为潮土(0.69mg/kg)>棕漠土(0.57mg/kg)>灰漠土(0.51mg/kg),变异系数为灰漠土>潮土>棕漠土。在土壤锌组分中,松结有机态锌(WBO)、碳酸盐结合态锌(CARB)、氧化锰结合态锌(OxMn)、紧结有机态锌(SBO)、无定形铁结合态锌(AOFe)平均含量均为潮土>棕壤土>灰漠土。南北疆土壤锌背景值不同,南疆土壤全锌含量高于北疆土壤,而北疆土壤全锌变异较大。土壤碳酸钙含量和物理性粘粒含量与松结有机态、碳酸盐结合态、紧结有机态锌分配率高度相关。松结有机态锌、碳酸盐结合态锌及松结有机态锌分配率与土壤物理性粘粒含量呈(极)显著正相关。交换态锌与松结有机态锌呈显著正相关。松结有机态锌与碳酸盐结合态锌呈显著正相关。石灰性土壤有效锌含量与松结有机态锌、碳酸盐结合态锌含量呈显著正相关,可用方程Y=0.306+0.123WBO+0.116CARB(F=20.095,r2=0.801**)预测。     

连续纤维丝生态护岸稳定性及其影响因素研究

利用纤维丝补强土技术,将河道底泥作为河道生态护岸的原料,可实现底泥的资源化处置及河道护岸的生态化。选取锚杆粗细程度、锚杆安插密度及纤维丝添加量3项指标作为影响因素进行正交组合,通过自主研发的剪切拉力运动模型对纤维丝底泥补强结构进行剪切拉力试验,研究多因素耦合作用对底泥补强结构抗剪性能的影响并对其边坡稳定性进行评价,结果表明,3项因素从不同方面对底泥补强结构的抗剪性能起到了加强作用,在试验设计范围内,抗剪强度达到最大的组合为锚杆粗10 mm+锚杆数3根+加丝量1.3 kg/m^3。试验结果可为边坡稳定性计算及底泥资源化利用提供参考依据,并为复杂结构土壤的抗剪试验提供新的思路。     

土壤中可溶性有机氮含量及其影响因素研究

研究了农田和日光温室2个生态系统土壤中可溶性有机氮(SON)的含量及施肥和栽培模式对其含量的影响。结果表明,农田和日光温室土壤中SON的含量平均分别为39.19 mg kg-1和320.16 mg kg-1,分别占可溶性总氮(TSN)的80%和73%,说明SON是土壤氮素中不可忽视的氮素组分。不同栽培模式对土壤中SON的含量及其占TSN的比例的影响因生育时期的不同而异。覆草显著增加了小麦拔节期0~5 cm土层土壤中SON的含量,覆膜各土层SON含量均较常规模式有所提高;开花期覆草和覆膜模式土壤中TSN和SON含量较拔节期的显著下降。施用无机氮肥对土壤中SON的含量无显著影响。     

油污土壤修复微生物的筛选及其影响因素

[目的]探讨微生物原位修复的主要影响因素及水平(正交设计)之间的关系,为石油污染场地生物修复工程的参数设计提供一定理论依据。[方法]选取5因素4水平的正交设计,考察污染强度、营养物、氧化剂、表活剂、接菌量等因素对土壤修复效果的影响。[结果]以原油为唯一碳源经过初步筛选,获得16株石油烃降解优势菌,经过菌群复筛,获得2株偏利共生协同真菌DPF2,DPF4,协同降解率最高,7d达87.77%。选择其进行室内油污土壤的微生物修复模拟试验,60d石油污染强度为10的油污土壤降解率最高,可达94.12%。污染强度为25的油污土壤降解率为90.17%,SPSS数据分析表明生物修复影响的最大影响因素是氧化剂、表活剂和营养物,其次是污染强度、接菌量。[结论]初期添加表活剂、氧化剂、营养剂能对石油生物修复具有重要意义。污染强度仅在35d前有一定影响,在修复后期影响最小。在整个修复过程,接菌量方差均值与其他因素比较都最小,因此其因素水平对石油降解能力的影响不显著。     

湘西烟区植烟土壤氯含量及其影响因素分析

为探明湘西州植烟土壤水溶性氯含量分布状况,测试湘西州主要烟区488个土壤样本的水溶性氯含量,采用传统统计学和地统计学方法分析其分布特征以及前茬作物、土壤类型、海拔高度、土壤pH值、土壤有机质等因素对其的影响。结果表明:(1)湘西州植烟土壤水溶性氯含量总体处于适宜水平,平均值为23.81mg/kg,变幅为0.24～59.77mg/kg,变异系数为72.74%,处于适宜范围内的样本占21.14%。(2)植烟土壤水溶性氯含量在空间分布上有从西向东方向递增的分布趋势。(3)不同作物前茬、植烟土壤类型、海拔高度和pH值的植烟土壤水溶性氯含量差异显著或极显著,但不同有机质含量的植烟土壤中水溶性氯含量差异不显著。(4)前茬为烤烟、蔬菜和玉米的土壤水溶性氯含量极显著地低于其他作物前茬。(5)水稻土壤的水溶性氯含量极显著高于石灰土壤类型。(6)植烟土壤水溶性氯含量有随海拔、pH值的升高而降低的趋势。     

平原丘陵过渡区土壤有机质空间变异及其影响因素

研究土壤有机质(SOM)在平原丘陵过渡区域的空间变异规律及其影响因素对指导农业生产实践具有重要意义。选取平原丘陵过渡区域(江汉平原与鄂西山区)作为研究区,采集500个土壤表层(0~20 cm)样本,利用相关分析和逐步回归分析从14个影响因素中选取与土壤有机质密切相关的7个变量作为解释变量:高程、坡度、坡向、有效铁、容重、砾石度、黏粒含量。利用普通克里格(OK),回归克里格(RK)和地理加权回归克里格(GWRK)方法对研究区土壤有机质含量进行预测,并用平均误差(ME)、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、相关系数(r)和不精确度(IP)作为验证指标来检验模型的预测精度。结果表明,GWRK插值结果最优,局部空间回归模型可以更好地表明过渡区域SOM的空间变异规律。且GWR模型的系数空间分布图可以反映环境变量在不同地理位置对SOM的空间非平稳性的影响程度,为探讨SOM在不同地形条件下的主导影响因子提供了依据,同时也为精确模拟过渡地带土壤有机质空间制图提供了重要的参考方法。