有机管理对不同土地利用方式下土壤质量的影响

许多研究发现有机管理可以改善农田土壤质量,但是否不同土地利用方式下都存在此结论尚未明确。为探究有机管理对不同土地利用方式土壤质量的影响,本研究基于一个多土地利用方式的有机管理农场及其附近常规管理农田进行土壤质量调查,对比不同管理措施及大棚菜地、果园、露天菜地、农田边界、稻田田埂5种土地利用方式下农田土壤质量的差异,并对不同管理措施下农田土壤养分含量、重金属含量、动物数量共计20个指标进行方差分析和主成分分析。研究发现虽然总体上(综合5种土地利用方式的均值)有机管理的土壤pH显著高于常规农田;但针对一种土地利用方式,只有露天菜地和农田边界的土壤pH显著提高。总体上有机管理下土壤全磷、全钾、有效磷含量显著降低,但露天菜地土壤有机质和全氮含量均显著高于常规管理农田。有机管理在总体上显著降低了土壤Cr、Cu、Ni、Zn含量;但针对一种土地利用方式,只显著降低了大棚菜地土壤Cr、Ni、Zn含量,果园和稻田田埂土壤Cu含量,露天菜地和农田边界土壤Zn含量。有机管理虽然总体上均显著增加了土壤中蜘蛛目、倍足纲、步甲、蚯蚓的数量;但针对一种土地利用方式,只显著增加了露天菜地地表蜘蛛目、倍足纲、步甲,稻田田埂地表步甲、土壤蚯蚓以及果园倍足纲数量。主成分分析结果表明,不同管理方式下土壤质量差异明显,有机管理下蜘蛛目、倍足纲、步甲和蚯蚓等土壤动物较多,土壤pH较高,土壤P含量较低,重金属Cu、Pb、Zn、Cr含量较低,但并非在所有土地利用方式下都成立。由此可见,有机管理虽然总体上可以改善土壤质量,但受具体管理措施、人为投入品数量和有机种植时间等因素影响,并非在所有土地利用方式下效果都显著,且在不同土地利用方式下显著改善的指标也各不相同,因此需要针对不同土地利用方式和不同指标采取针对性的改善措施。     

九曲溪生态保护区不同土地利用方式对土壤质量的影响

对九曲溪生态保护区5种典型的土地利用方式(次生林、人工林、经济林、茶园、稻田)0—20 cm表层土壤性状进行分析,并选取与土壤肥力质量关系密切的土壤容重、pH值、有机碳、全氮、全磷、水解氮、有效磷、速效钾作为土壤质量评价指标,运用土壤质量综合指数评价不同土地利用方式对土壤质量的影响,结果表明:5种土地利用方式各评价指标均表现出差异显著(P<0.05);与次生林相比,其他土地利用方式的土壤容重增加,土壤孔隙状况、持水性能及大部分土壤养分呈下降的趋势,人为施肥使茶园土壤有效磷含量明显高于其他土地利用方式;5种土地利用方式按土壤质量综合指数排序为次生林(4.046)>竹林经济林(2.944)>稻田(2.632)>马尾松人工林(2.478)>茶园(0.569)。因此,在水热条件较好的南方地区,采取封山育林和种植阔叶林的植被恢复措施更有利于提高土壤质量。     

宁夏黄土区不同植物群落土地利用方式对土壤质量的影响

本文研究了宁夏南部山区典型植物群落土地不同利用方式下土壤质量的变化。结果表明:（1）典型长芒草群落土地,开垦地比封禁地土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾养分含量明显降低,降低幅度分别为19.5%、20.1%、17.6%、13.0%、77.8% 和47.5%。脲酶活性为开垦地封禁地,蔗糖酶则表现为封禁地开垦地,中性磷酸酶差异不明显。（2）铁杆蒿群落土地三种利用方式下:放牧地土壤有机质、全氮、全磷、速效钾等养分含量较封禁地与开垦地有一定幅度的增加;放牧地的土壤脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性均高于封禁和开垦的同土层土壤,封禁地的脲酶和蔗糖酶次之,开垦地的脲酶和蔗糖酶活性最小,开垦地的中性磷酸酶活性高于封禁地。脲酶活性在土层之间变化较小,最高为放牧地表层177.6 mg/(kg.h),最低为开垦地表下层114.5 mg/(kg#8226;h),蔗糖酶活性层次之间变化明显,其中放牧地表层为表下层的3倍左右。长芒草群落土壤表层各级微团聚体表现为封禁地远大于开垦地,铁杆蒿群落土地不同利用方式下各级微团聚体表现不同,结构系数表现为表层表下层,保持率则为表层表下层。结构系数与保持率均表现为封禁地放牧地开垦地。（3）在轻度放牧条件下,土壤养分状况、酶活性有所提高,但土壤微团聚体中的结构系数与保持率则明显降低。     

不同土地利用方式对岷江流域土壤团聚体稳定性及有机碳的影响

采用湿筛法测量了岷江流域不同土地利用方式下不同土层（0—10,10—20,20—30 cm）土壤大团聚体（> 2 mm）、中间团聚体（0.25~2 mm）、微团聚体（53 μm~0.25 mm）以及粉+黏团聚体（<53 μm）的质量分数及各粒径团聚体中的有机碳含量,并探讨了各粒径土壤团聚体的有机碳储量。结果表明,土地利用方式对土壤团聚体稳定性及其有机碳具有重要影响;土壤养分均呈现出一致性规律,大致表现为撂荒地 > 次生林 > 人工林 > 灌草丛 > 坡耕地,土壤全磷差异并不显著（p>0.05）;林地的开垦行为会导致大团聚体的破碎化,灌草丛及坡耕地>0.25 mm的大团聚体含量较林地低,土壤结构趋于恶化;而坡耕地闲置为撂荒地后,则会促使粉+黏团聚体向粒径大的微团聚体及中间团聚体转化,使土壤结构趋于改善,在0—30 cm土层内,灌草丛及坡耕地土壤颗粒的MWD（平均质量直径）和GMD（几何平均直径）值均显著低于林地和撂荒地（p<0.05）,坡耕地撂荒后,MWD和GMD值均显著升高（p<0.05）,表明林地开垦为坡耕地导致土壤团聚体的稳定性降低,而坡耕地弃耕撂荒会增强团聚体的稳定性,提高土壤抵抗外力破坏的能力。不同土地利用方式下各粒径土壤团聚体有机碳含量均随土层深度的增加而降低。在0—30 cm土层深度内,不同土地利用方式下各粒径土壤团聚体有机碳储量表现为:大团聚体有机碳储量为林地 > 撂荒地 > 灌草丛 > 坡耕地,中间团聚体有机碳储量为撂荒地 > 林地 > 灌草丛 > 坡耕地,微团聚体有机碳储量为撂荒地 > 林地 > 灌草丛 > 坡耕地;粉+黏团聚体有机碳储量为撂荒地 > 林地 > 灌草丛 > 坡耕地。各粒径土壤团聚体内有机碳储量均为林地和撂荒地高于果园和坡耕地,表明将林地开垦为坡耕地后,将导致各团聚体组分内有机碳的损失,而坡耕地撂荒则有助于土壤有机碳的恢复和截存;林地和撂荒地土壤有机碳主要蓄积在中间团聚体内,而坡耕地则主要蓄积在粉+黏团聚体内,表明在土地利用变化过程中,粒径较大的团聚体有机碳不稳定,更容易发生变化。     

不同土地利用方式土壤质量评价

通过应用现有的国际通用的土壤质量标准评价体系,对影响土壤质量的物理、化学因子,例如含水量、密度、pH、有机质等采用相应的标准评价方法,结合土壤在不同土地利用方式上的差异,得出不同土地利用方式上土壤质量的显著性差异。     

土默川平原盐渍化土地不同利用方式的土壤质量评价

为评价盐渍化土地经不同利用方式后对土壤质量的影响,以土默川平原盐渍化土壤为研究对象,针对区域内的5种土地利用方式(盐荒地、改良地、牧草地、农田地、林地),采用主成分分析法从32项土壤物理、化学、生物学指标中选取关键指标,计算土壤质量综合指数以评价土壤质量,为该地区建立可持续的土地利用模式和区域生态恢复提供理论依据。结果表明:不同土地利用方式下的土壤物理、化学、生物性状存在一定差异。总体来看,林地、牧草地、农田地和改良地均能有效降低土壤盐渍化程度,改善土壤物理性状,增加土壤养分和微生物数量;表征土默川平原土壤质量的关键指标包括2～5 mm团聚体的有机碳、全盐量、饱和含水量、细菌、铵态氮和氯离子,其权重分别为0.35、0.23、0.17、0.10、0.08和0.06;4个土壤质量指数的结果表明,农田地、林地和牧草地的土壤质量指数均高于盐荒地、改良地。     

岷江流域不同土地利用方式下紫色土壤活性有机碳分布特征及其影响因子

作为土壤质量的重要指标,土壤活性有机碳（SLOC）在土壤许多物理、化学和生物特性中发挥着重要作用。通过对不同土地利用方式土壤进行采样和分析,系统地研究和比较了四川省岷江流域不同土地利用方式（次生林、人工林、灌草丛和坡耕地）SLOC分布特征及其影响因子。结果表明:岷江流域不同土地利用方式土壤机械组成不尽一致,土壤总孔隙度与土壤容重变化趋势相反。不同土地利用方式对土壤养分具有较大影响,土壤有机碳、全氮、全磷和全钾均呈现出一致性规律,大致表现为次生林和灌草丛高于人工林和坡耕地,而不同土地利用方式土壤全磷差异并不显著（p > 0.05）。不同土地利用方式SLOC均呈现出一致性规律,大致表现为次生林和灌草丛高于人工林和坡耕地。不同土地利用方式SLOC垂直方向随土层深度的增加表现出递增趋势,并且降低幅度逐渐减小,坡耕地、灌草丛、次生林和人工林SLOC从表层至底层逐渐递减,呈“T”形分布,“表聚性”较为明显。人工林、灌草丛和坡耕地在10—20 cm SLOC/SOC比例最高,而次生林0—10 cm SLOC/SOC比例最高,不同土地利用方式SLOC/SOC比例均在30—40 cm最低。相关性分析表明,不同土地利用方式SLOC与SOC和全氮均呈极显著正相关性（p < 0.01）,与土壤容重均呈负相关。表明SLOC受土壤养分和机械组成影响较大,其中SOC和全氮是不同土地利用方式SLOC变化的重要影响因素。SLOC与土壤有机碳之间呈极显著正相关关系（R²=0.9961）,说明SLOC能够作为研究不同土地利用方式SOC动态变化的一个敏感性指标而提前反映土壤碳库的动态变化,其含量在很大程度上依赖于所处生境下SOC含量。     

怀来盆地不同土地利用方式对土壤质量的影响分析

基于对河北省怀来县官厅水库南北两岸8种主要土地利用类型的土壤养分、pH值和土壤容重等的分析,讨论了不同土地利用方式对土壤质量的影响,并评价了不同土地利用方式下的土壤退化程度。结果表明:怀来县官厅水库北岸的防护林地,由于合理的土地利用管理与保护措施,土壤容重最低,土壤养分含量高于其它几种土地利用方式;而由坡耕地撂荒后演替而来的草地,由于当地干旱寒冷多风的气候环境,土壤的母质条件以及缺乏有效的恢复措施等原因引起土壤质量继续退化;在长期不合理的土地管理措施影响下位于水库南岸的防护林地及葡萄园、果园、玉米地等土壤也发生较严重退化,表现为土壤容重、pH值显著增加,大部分土壤养分显著降低。土壤退化指数的计算结果也表明草地及南岸的玉米地、葡萄园的土壤发生了较严重的退化。在对数据进行处理分析过程中发现,土壤有机质、有机碳与全氮之间存在显著正相关关系。     

巫山县坡改梯地区不同土地利用方式下土壤质量研究

为了探讨坡改梯地区不同土地利用方式对土壤质量的影响,在巫山县选择了5种不同的土地利用方式,依次为经济作物、粮食作物、豆科植物、经果林和撂荒地等,用因子分析法对其土壤质量进行定量研究。试验结果表明,各土地利用方式土壤质量综合指数从大到小排序为撂荒地（0．609）＞粮食作物（0．519）＞经济作物（0．479）＞经果林（0.248）＞豆科植物（0．063）。其中,撂荒地土壤质量综合指数最高,印证了撂荒地可以在一定程度上恢复地力、培肥土壤;经济作物和粮食作物种类丰富,两者土壤质量综合指数较接近;经果林和豆科植物土壤质量综合指数相对较低,这是因为经果林能产生一种抑制有机质生成的物质,而豆科植物能产生高氮的土壤条件,促使作物从土壤中吸收更多的磷,使土壤质量降低。     

不同土地利用方式对土壤养分及肥力的影响

以山东省临沂市四种典型土地利用方式为例,分析不同土地利用方式对土壤养分及肥力的影响.结果表明:不同土地利用方式对有机质(OM)含量具有显著影响,而对pH、全磷(TP)、全氮(TN)、全钾(TK)和土壤颗粒组成无显著影响.不同土地利用方式土壤OM含量由高到低顺序为:水田>未利用地>林地>旱地;TN含量由高到低顺序为:未利用地>林地>水田>旱地;TP含量由高到低顺序为:未利用地>旱地>林地>水田;TK含量由高到低顺序为:林地>水田>旱地>未利用地.相关分析表明,旱地各养分之间的相关系数要大于水田、林地和未利用地,不同土地利用方式对TP和TN之间的相关系数无影响.主成分分析表明,旱地、水田、林地和未利用地综合肥力指标F值大小顺序为:水田(0.86)>林地(0.78)>旱地(0.51)>未利用地(0.43).     

黄土高原泾河流域气候和土地利用变化对径流产沙的影响

研究黄土高原流域水沙对气候和土地利用变化的响应机理,对生态调控决策制定及区域水土保持措施优化配置具有重要意义。以黄土高原泾河流域为研究对象,采用Mann-Kendall检验、累积距平和双累积曲线等方法,定量分析了流域近40年降水、径流和输沙的演变规律及土地利用变化特征,探讨了流域气候和土地利用变化对流域水沙量的影响。结果表明:（1）泾河流域径流深和输沙模数年际均呈显著下降趋势,在20世纪80,90年代尤为明显;（2）泾河流域土地利用结构发生了重大变化,具体表现为坡耕地向梯田的转换、耕地向林地草地的转换和沙地裸地向草地灌丛的转换;（3）人类活动影响下的土地利用变化对径流泥沙贡献率分别为82.90%,94.10%,气候因素影响很小。     

精河县土地利用/覆被变化及土地生态安全研究

基于3S技术对土地利用/覆被和土地生态安全的研究,不仅可以为经济发展提供依据,同时也能为生态环境保护提供一定的借鉴。以精河县为研究区,选择2005年、2011年和2014年3期Landsat遥感影像数据,利用RS和GIS技术对精河县的土地利用/覆被进行了定量的提取,结合近10年社会经济数据,构建精河县"驱动力—压力—状态—影响—响应"(Driving force-Pressure-State-Impact-Response,D-P-S-I-R)评价指标体系,对精河县土地利用/覆被与土地生态安全变化进行分析。结果表明:(1)2005—2014年,精河县土地生态安全状况先恶化后改善,总体向好的方面转变,但其分布格局极不平衡;(2)水体、耕地和林草地是精河县土地生态安全指数较高的地类;(3)精河县大部分地区处于临界安全水平,精河县土地生态安全状况亟待改善。     

喀斯特山区土地利用方式对土壤质量演变的影响

通过调查喀斯特山区典型土地利用方式对土壤养分和土壤容重的影响 ,结果表明 ,森林的破坏以及随后的耕种显著增加了土壤容重 ,并降低了大部分土壤养分。和林地相比 ,灌木林、灌丛、草地和退耕 3年的蒿草地容重分别增加了 32 % ,2 0 .3% ,4 6 .9% ,5 2 .3%。除全钾外 ,草地和退耕蒿草地土壤养分显著下降 ,和林地相比 ,草地有机质减少了 2 9.3% ,全氮减少了 4 8.2 % ,全磷减少了 6 6 .3% ,碱解氮减少了 4 5 .8% ,有效磷减少了 5 6 .3% ,有效钾减少了 6 0 % ;退耕 3年的蒿草地土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和有效钾分别减少了 85 .6 % ,84 .7% ,81.4 % ,74 .9% ,87.5 %和 90 .6 %。土壤退化指数的计算结果表明 ,草地和退耕蒿草地发生了非常严重的退化     

滇池柴河流域不同土地利用方式土壤养分剖面分异

基于滇池柴河流域土壤采样,研究了平坦设施农业、平坦传统农业、坡耕地、撂荒地和林地5种土地利用方式0—100cm土壤养分剖面的分异特征,结果表明:(1)不同土地利用方式土壤0—100cm内TN含量排序为:设施农业>传统农业>撂荒地>坡耕地>林地,并且设施农业TN含量显著高于坡耕地和林地(P<0.05)。不同土地利用方式间土壤TN含量的显著差异主要表现在0—80cm。土壤TN含量沿土层自上而下逐层降低,但在不同土地利用方式下,各土层间的差异不一致。(2)不同土地利用方式土壤0—100cm内TP含量排序为:传统农业>设施农业>坡耕地>林地>撂荒地,且不同土地利用方式间各个土层内土壤TP均无显著性差异。5个土层TP均表现为撂荒地<林地<耕作土壤。土壤TP沿土层自上而下总体先降后升,但不同土地利用方式土壤TP随土层的变化趋势不尽一致。(3)不同土地利用方式土壤0—100cm内有机质含量排序为:设施农业>传统农业>撂荒地>坡耕地>林地,且设施农业有机质含量明显高于坡耕地和林地。在5个土层内,不同土地利用方式间土壤有机质差异不显著,只在20—40cm土层内设施农业与坡耕地、林地之间达到显著性差异。土壤有机质含量沿土层自上而下逐层降低,但在不同土地利用方式下,各土层间的显著性差异不一致。     

沣河流域土地利用格局与水质变化的关系

以沣河流域为研究对象,综合运用遥感影像解译和相关分析方法分析了沣河流域的土地利用空间格局及主要水质指标[生化需氧量(BOD₅)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、氨氮(NH₃-N)含量及溶解氧(DO)]含量的变化特征,探讨了土地利用状况对沣河水质的影响。结果表明,沣河流域土地利用类型以林地和耕地为主,两者占全流域面积的90%以上;沿河不同宽度的缓冲区(分别向两岸划分100,600,1 500 m)范围内,建设用地、耕地与水质变化呈正相关关系,而林地与水质变化呈负相关关系,表明建设用地及耕地对水质的改善有负效应,而河流沿岸林对改善水质有正效应,并且这种影响在距河岸100 m缓冲区范围内达到最大。随着缓冲距离的增大土地利用变化对水质的影响逐渐减弱,说明沣河流域近岸带的土地利用方式对河道水环境质量的影响最大。     

贵州省乌江流域土地利用与土壤侵蚀关系研究

根据贵州省乌江流域20世纪80年代初和2000年左右的15幅Landsat MSS/ETM遥感影像数据、2000年土壤侵蚀调查数据和GIMMS/AVHRR NDVI数据,利用遥感、GIS技术和数理统计方法,系统分析了1980-2000年贵州省乌江流域土地利用/覆被变化的时空特征,探讨了不同土地利用方式对土壤侵蚀的影响.研究表明:乌江流域土地利用类型以林地、耕地和草地为主.1980-2000年的20 a间,流域内土地利用/土地覆被数量结构变化明显,呈好转趋势.不同土地利用类型下的土壤侵蚀强度大小为:裸岩石砾地＜其他林地＜建设用地＜有林地＜水域＜水田＜低覆盖度草地＜灌木林地＜高覆盖度草地＜疏林地＜中覆盖度草地＜旱地.旱地、中覆盖度草地和疏林地是流域内土壤侵蚀发生的主要土地利用类型.从不同侵蚀等级的发生区域来看,各强度类型侵蚀都集中分布在植被覆盖度为50％～60％的地区,侵蚀存在50％～60％的植被覆盖度临界值,这与非喀斯特地区随着植被盖度降低,侵蚀强度逐渐增大的规律不同.     

遥感模型支持下的精河流域绿洲表层土壤水分时空分布特征

土壤水分对干旱区气候变化、生态环境稳定、绿洲农业发展有着重要的影响作用。以新疆精河流域绿洲为研究区,基于Landsat TM和ETM+影像,借助修正后的温度植被干旱指数(TVDIm),进而反演了研究区2002年和2011年春、夏、秋3季的表层土壤水分。结果表明:(1)野外同步实测数据精度验证R~2值为0.800 2,TVDIm能够较好反映绿洲土壤水分分布状况;(2)研究区表层土壤水分的季节性变化明显,即秋季夏季春季,近10年间土壤水分总体呈趋湿特征;(3)研究区绿洲内部的土壤水分状况明显优于过渡带及天然荒漠区;(4)土地利用叠加分析指示,人类活动对土壤水分的空间分布影响强烈。