巢湖低丘山区典型植被群落与土壤环境因子特征研究

本文系统调查了巢湖低丘山区5种典型植被类型,即弃耕地、灌木林、人工马尾松林、草地以及次生马尾松林植被群落学特征、土壤养分状况,并分析了巢湖低丘山区典型植被群落与土壤环境因子的关系.研究结果表明:弃耕地显示了最高的植物物种数,其次为人工马尾松林和灌木林,草地物种数最低,平均仅为4种.总盖度以草地最高,达到95％,其次为次生马尾松林和灌木林,人工马尾松林总盖度最低.此外,弃耕地显示了最高的生物多样性与均匀度指数,其次为灌木林,而草地多样性指数和均匀度指数均最低.弃耕地土壤养分含量最高:次生马尾松林表层土壤有机碳、总氮、总磷与有效氮高于灌木林与草地,显示了较明显的土壤养分随植被演替过程的积累效应.相关分析表明生物多样性指数和均匀度指数与土壤养分状况呈良好的正相关关系,表明这一地区植被恢复处于演替发展阶段.     

巢湖沉积物总磷含量及无机磷形态的研究

以巢湖为研究对象,分析研究了巢湖沉积物总磷含量的水平、垂直分布以及磷的无机形态.表明结果:巢湖表层沉积物中的总磷含量范围在0.3～1.1 mg/g间,平均含量为0.55 mg/g.总磷含量的水平分布有由北向南递减的趋势,河口沉积物总磷的垂直分布出现变化程度的差异.巢湖沉积物无机形态的磷主要以Fe-P、Ca-P为主,两者之和为总磷的80%以上,但Fe-P与Ca-P表现出相异的空间变化特征.     

土壤积累态磷研究Ⅲ.几种典型土壤中积累态磷的形态特征及其有效性

采用Ｈｅｄｌｅｙ土壤磷的分级方法研究了我国几种典型土壤和长期定位试验肥料残留磷（积累态磷）的形态,并根据生物耗竭试验后不同级磷的减少讨论了各级磷的有效性。结果表明,即使在固磷能力很强的红壤上,积累态磷也大部分存在于可被作物利用的磷的形态中。这就是为什么磷肥的积累利用率高的基本原因。     

毛乌素沙地典型人工植被根际土壤磷形态特征

人工植被对毛乌素沙地生态系统恢复具有重要作用,了解典型人工植被根际与非根际土壤磷（P）形态特征,可为该区科学开展植被建设提供依据。采集毛乌素沙地7种典型人工植被（樟子松、小叶杨、长柄扁桃、紫穗槐、沙柳、臭柏和沙蒿）根际和非根际土壤,采用蒋柏藩–顾益初分级方法对比分析不同形态P含量。结果表明,沙柳根际土全磷（TP）含量显著高于其他植被,小叶杨、长柄扁桃和沙蒿根际土有效磷（AP）含量显著高于非根际土,表明种植小叶杨等3种植被有利于AP的活化;不同植物根际土与非根际土之间P形态差异显著：樟子松、长柄扁桃、紫穗槐和沙柳4种人工植被根际土八钙型磷酸盐（Ca₈-P）含量均低于非根际土,紫穗槐根际土铝结合态磷（Al-P）和铁结合态磷（Fe-P）较非根际土降幅最大,沙柳根际和非根际土的十钙型磷酸盐(Ca₁₀-P)含量差异相对较小。Al-P和Fe-P在大多数植被根际土壤中与AP呈显著正相关关系,是参与土壤P转化的主要形态。研究结果从土壤磷可持续角度为现有人工林的管理和种植模式布局提供了科学依据。     

岩溶区不同土地利用类型土壤无机磷形态分布特征

采用蒋柏藩、顾益初的土壤无机磷分级体系,对桂林毛村岩溶区旱耕地、灌丛、林地、水田土壤的无机磷形态分布特征进行研究。结果表明,岩溶区土壤全磷含量较高,速效磷和无机磷的含量均较低。4种土地利用类型总无机磷含量在49.87～489.80g/kg之间,占全磷的比例在6.08%～56.64%之间。各无机磷形态分布除Fe-P以外,均以水田最高,总无机磷含量水田也为最大。在同一土壤剖面不同发生层次上,Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、Ca10-P的含量随着深度的增加而减小,O-P含量随着深度增加而升高,对比各无机磷形态含量大小发现:Ca10-PO-PFe-PAl-PCa8-PCa2-P。对各无机磷形态与速效磷相关性分析表明:Ca2-P、Ca8-P、Al-P、O-P与速效磷呈极显著正相关关系;各无机磷形态之间,除Ca2-P与Ca10-P相关性不显著,Ca8-P、Al-P、Fe-P与O-P、Ca10-P相关性不显著,其余各形态无机磷之间均存在极显著的相关性。4种土地利用类型土壤磷素活化系数(PAC)除了水田耕层为2.5%2.0%外,其余土地利用类型的PAC均小于2.0%,说明岩溶区全磷不易转化为速效磷,有效性较低。     

巢湖沉积物磷的形态及其与间隙水磷的关系

采用磷形态的连续提取法,研究了巢湖沉积物中磷的地球化学形态及间隙水中总溶解性磷（DTP）、可溶性磷酸盐（DIP）、可溶性有机磷（DOP）含量的垂向分布特征。结果表明,西湖区的沉积物总磷含量明显高于东湖区。表层沉积物中活性磷含量占总磷的44％-81％,金属氧化物结合态磷（NaOH—P）作为活性磷的主要存在形式,在西湖区含量比例达到47％-60％,对磷释放起重要贡献;磷形态剖面表明,西湖区的金属氧化物结合态磷、可还原态磷（BD—P）含量高于东湖区。金属氧化物结合态磷、可还原态磷、钙结合态磷（HCl-P）受人类活动影响较大,有机磷（Org—P）受外源磷污染影响很小;BD—P、NaOH—P随深度增加而减小,说明巢湖近期磷负荷有增加的趋势;DTP、DIP、DOP在水-沉积物界面的浓度梯度反映它们有自间隙水向上覆水扩散的趋势;巢湖间隙水不同形态磷与BD—P、NaOH—P显著相关（α=0．01）。这项研究可为巢湖内源污染和富营养化的控制与治理提供理论参考。     

黄土高原石灰性土壤不同形态磷组分分布特征

以黄土高原自北向南采集的12个0～20 cm耕层土壤为供试土样,采用Tiessen和Moir修正的Hedley土壤有机无机磷分级方法研究了黄土高原石灰性土壤中不同形态磷组分的分布特征。结果表明:供试土壤各形态P总体分布特征为:HCl-P>Residual-P>NaHCO3-Po>NaHCO3-Pi>NaOH-Po>NaOH-Pi>H2O-P,以HCl-P和Residual-P为主,分别占土壤全磷的54.00%～88.96%和0～39.11%。黄土高原土壤磷含量总体分布表现为南高北低。在各土壤类型间,NaOH-Po、Residual-P和全磷平均含量表现为干润砂质新成土<黄土正常新成土<简育干润均腐土<土垫旱耕人为土,自北向南依次增加;H2O-P和HCl-P表现为简育干润均腐土<黄土正常新成土<干润砂质新成土<土垫旱耕人为土,自北向南先降后升,且上升幅度较大。黄土高原土壤全氮与全磷及各形态磷含量相关性均达显著水平,其中与NaOH-Pi、NaOH-Po、HCl-P及全磷含量达到极显著水平。C/N、pH及砂粒与全磷及各形态磷含量呈负相关关系,其中pH与NaHCO3-Po呈显著负相关,与H2O-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi及HCl-P呈极显著负相关;砂粒与NaHCO3-Pi、Residual-P及全磷呈显著负相关。除NaHCO3-Po、NaOH-Po及Residual-P,CaCO3与其他各形态磷含量具有一定程度负相关。除NaOH-Pi和NaOH-Po外黏粒与其他各形态磷及全磷也具有一定程度负相关。土壤各形态磷组分和有效磷的多元回归分析发现,各形态磷中对有效磷贡献最大的是H2O-P,其次为NaOH-Pi和NaHCO3-Po;土壤各形态磷组分和有效磷逐步回归分析结果,进一步说明H2O-P的有效性最高。     

巢湖典型小流域表土磷的空间分异特征及影响因素分析

研究了巢湖北部的烔炀河-岐阳河小流域土壤、富磷地质区岩石风化碎屑及烔炀河沉积物等表土物质中总磷（TP）含量,以及NaOH提取态磷（NaOH-P）、HCl提取态磷（HCl-P）、有机磷（OP）等形态组成特征,探讨了富磷地质区岩源性磷及人为污染对表土磷空间分异的影响。结果表明,土壤中TP平均含量为436.8mg·kg-1,其形态组成以OP和NaOH-P为主,分别占到TP含量的41.6%和32.0%,HCl-P平均百分含量为11.8%;富磷地质区岩石风化碎屑中TP平均含量4539.5mg·kg-1,其形态组成以HCl-P为主,NaOH-P、HCl-P、OP分别占到TP含量的0.5%、74.9%、3.5%;烔炀河沉积物中TP平均含量为683.0mg·kg-1,NaOH-P、HCl-P、OP分别占到TP含量的45.0%、20.6%、24.9%。空间上,HCl-P含量在流域上游的富磷地质区最高;NaOH-P含量在流域上游地区较低,而在流域中游-下游地区逐渐增加。烔炀河-岐阳河小流域表土中总磷含量与形态组成空间分异受到富磷地质区岩源性磷及人为污染的共同影响,其中岩源性磷对流域上游地区影响较大,而在中下游地区受到生活污水及化肥施用等人类活动的影响程度较大。     

林下植被对寒温带兴安落叶松林土壤磷形态及有效性的影响

[目的] 由于大兴安岭寒温带兴安落叶松林下植被差异较大,其土壤理化性质也有较大差异,研究不同林下植被兴安落叶松林土壤磷形态变化特征及有效性,为科学评价寒温带森林土壤磷素供给水平及磷循环研究提供科学数据。[方法] 选取大兴安岭寒温带4种林下植被兴安落叶松林(兴安杜鹃—落叶松林、杜香—落叶松林、苔草—落叶松林和苔藓—落叶松林)为研究对象,于2022年6,8,10月采集0—5,5—10,10—20 cm土层土壤样品,采用Hedley磷分级法测定土壤不同形态磷含量。[结果] (1)观测期间4种林下植被兴安落叶松林土壤活性磷(H₂O—Pi、NaHCO₃—Pi、NaHCO₃—Po)和中等活性磷(NaOH—Pi、NaOH—Po)在6—10月总体呈降低趋势,中等活性磷含量占全磷的30.08%~52.80%,且中等活性磷均表现出无机磷含量高于有机磷含量。兴安杜鹃—落叶松林和杜香—落叶松林0—20 cm土层活性磷、中等活性磷含量均高于苔草—落叶松林和苔藓—落叶松林。苔草—落叶松林土壤稳定性磷(HCl—Pi、HCl—Po、residual—P)均显著高于其他3种落叶松林,且稳定性磷占全磷的58.86%~65.81%。(2)4种林下植被落叶松林土壤全磷(TP)、有效磷(AP)和磷活化系数(PAC)在6—10月变化范围分别为391.81~1 081.02,7.34~83.90 mg/kg和1.62%~7.76%,兴安杜鹃—落叶松林和杜香—落叶松林土壤AP含量和PAC高于另外2种落叶松林,表现出较高的磷有效性;而苔草—落叶松林和苔藓—落叶松林在8,10月5—10,10—20 cm土层则出现供磷不足现象。(3)土壤含水率是兴安杜鹃—落叶松林和杜香—落叶松林土壤磷的主要影响因素,可溶性碳是苔草—落叶松林的主要影响因素,而铵态氮对苔藓—落叶松林影响较大。[结论] 林下植被对兴安落叶松林土壤磷形态及磷有效性有显著影响,兴安杜鹃—落叶松林和杜香—落叶松林土壤活性磷组分、中等活性磷组分及有效磷含量较高,磷活化系数均在2.00%以上;而苔草—落叶松林土壤稳定性磷组分含量较高,土壤磷有效性相对较低。研究结果对寒温带森林生态系统林下植被生态功能及土壤养分循环研究具有重要意义。     

茶树根际与非根际土壤磷形态变化特征

以茶树(Camellia sinensis)根际和非根际土壤为研究对象,选取湖南省石门、临澧、桃源、长沙、安化、资兴等6县(市)的茶园为采样点,对其根际和非根际土壤的全磷、有效磷及无机磷的不同化学形态进行了分析。结果表明,茶树根际土壤全磷和有效磷含量均高于非根际土壤,有效磷在根际富集明显;土壤无机磷含量及占全磷的比例差异都很大。不同母质发育土壤的无机磷组成也不同,板页岩母质发育的根际土壤中Al-P含量最高,Fe-P其次,O-P最少。花岗岩和第四纪红色黏土发育的根际土壤Fe-P最高,Al-P其次,O-P最少。3种母质发育的非根际土壤中均为Fe-P含量最高。根际无机磷中的Al-P,Fe-P和Ca-P含量与有效磷呈极显著正相关,非根际Al-P和Fe-P与土壤有效磷显著正相关关系。根际、非根际土壤全磷和有效磷含量与pH值相关性不显著,根际、非根际土壤有效磷和全磷含量相关性极显著。     

土壤有机磷形态的生物有效性研究

通过对土壤有机磷形态测定及其与土壤有效磷、小麦幼苗吸磷量、黑麦幼苗吸磷量、幼苗试验土壤有机磷矿化量的相关分析,研究了土壤有机磷形态的生物有效性。结果表明:反映土壤供磷状况及植物磷素营养状况的一些相关指标,如有效磷、黑麦草幼苗吸磷量与有机磷组分无明显直线相关关系,不能说明土壤有机磷形态的有效性。而幼苗试验土壤有机磷的矿化量、小麦幼苗吸磷量可以从一个侧面反映土壤有机磷形态的有效性。总的趋势是活性有机磷和中等活性有机磷表现出较高的有效性,高稳性有机磷有效性最低。     

白洋淀柱状沉积物磷形态及其分布特征研究

应用淡水沉积物磷形态的标准测试方法（SMT）,调查了白洋淀6个典型湖区柱状沉积物中的磷形态分布、垂向及在两种沉积物粒级（砂土和粉砂/粘土）上的变化特征,分析了各形态磷之间的相关性。结果表明,白洋淀各湖区柱状沉积物总磷（TP）的平均含量为531~1223mg.kg-1DW,无机磷（IP）是白洋淀沉积物中磷的主要成分,占TP的72~83。湖区水体的污染及富营养化程度影响着生物可利用的铁/铝结合态磷（Fe/Al-P）在白洋淀不同湖区沉积物中的分布,从各形态磷含量和百分含量的变化幅度来看,均是Fe/Al-P〉有机磷（OP）〉钙结合态磷（Ca-P）。在垂向分布和两种粒级沉积物颗粒上,白洋淀沉积物各形态磷都有一定的变化规律,但不同磷形态的变化趋势不同,差异性也不一致。各形态磷相关性分析表明,在平均含量、垂向及粒级分布上,IP和Ca-P之间呈较好相关性,说明稳定的Ca-P是IP的主体;而在平均含量和垂向分布上,TP与IP和Ca-P之间都存在着较好的相关性,说明沉积物中TP的含量主要来自IP中的Ca-P。研究结果对于探讨白洋淀水污染沉积历史及内源磷释放对水体富营养化的贡献具有重要意义。     

底泥疏浚对磷形态和磷释放的影响

A laboratory experiment was carried out through a six-month incubation of undredged （control） and dredged cores to study the effect of sediment dredging on phosphorus （P） release from the sediment in the Taihu Lake. During the experiment, dredging the upper 30 cm layer could efficiently reduce the interstitial PO4^3-P concentration and different P forms in the sediment. The P fluxes of the undredged and dredged cores ranged from -5.1 to 3047.6 and -60.7 to 14.4μg·m^-2·d^-1, respectively. The fluxes of the dredged cores were generally lower than those of the control. Differences in the fluxes between the dredged and undredged cores were statistically significant （P 〈 0.05） from March to June 2006. The sediment P in the dredged cores had a lower release potential than that in the control. Dredging can be considered as a useful measure for rehabilitating the aquatic ecosystem after the external P loading in the Talhu Lake catchment was efficiently reduced.     

巢湖流域麦稻轮作农田径流氮磷流失研究

采用田间径流池法,在巢湖流域麦稻轮作种植条件下,研究农田地表径流氮磷流失的特征。研究结果表明:麦稻轮作农田径流总氮流失量为45.27～101.38kg/hm2,总磷流失量为0.302～0.612kg/hm2。总氮的66%以上是在麦季流失的,总磷的89%以上是在稻季流失的。常规施肥条件下麦稻轮作农田氮肥流失率在6%左右,磷肥流失率在0.45%左右。水稻和小麦氮肥减施30%和磷肥减施50%能够减少氮磷的径流流失量,分别减少总氮径流流失量2.83kg/hm2,减少4.1%左右,减少总磷径流流失量0.055kg/hm2,减少10.7%以上。氮肥减施30%对第一年的作物产量没有造成较大减产,可以实现减量不减产的目标。     

不同磷水平下玉米-大豆间作对红壤无机磷组分及有效磷的影响

通过2年盆栽试验,探讨不同磷水平下玉米–大豆间作根际土壤无机磷组分、土壤有效磷含量及作物磷吸收的差异,明确土壤无机磷组分、土壤有效磷与作物磷吸收之间的相互关系。试验设置玉米单作、大豆单作、玉米–大豆间作3种种植方式以及3个P2O5施用水平(0、50、100 mg/kg,分别记作P0、P50、P100),共9个处理。结果表明：与单作相比,2018年和2019年在P0、P50和P100水平下,间作显著提高玉米和大豆的籽粒产量,并显著提高玉米和大豆植株的磷素吸收量。与常规施磷水平(P100)下的单作处理相比,玉米–大豆间作在磷肥减少50%(P50)的条件下,并未降低玉米和大豆的磷吸收量与籽粒产量。3个磷水平下,间作提高了玉米和大豆根际土壤有效磷含量,而降低了根际土壤总无机磷以及Fe-P、Al-P、Ca-P、O-P的含量;同时适当增施磷肥显著提高了玉米和大豆根际土壤总无机磷及各无机磷组分的含量。本试验条件下,间作促进土壤中Fe-P、Al-P、Ca-P和O-P的活化(尤其是Fe-P),是低磷胁迫下间作土壤有效磷含量与作物磷吸收量增加的重要原因。玉米–大豆间作具有节约磷肥、维持作物产量及根际土壤有...     

近20年太湖流域典型区土壤养分时空变化及驱动机理

长期的定位采样试验研究了近 2 0年锡山市甘露乡土壤表层 ( 0～ 2 0cm)中有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾等土壤养分的时空变化趋势 ,并分析了土壤养分波动与国家政策、耕作方式、农业投入和单位面积农业纯收益之间的相互关系。结果表明 :2 0年间土壤养分质量总体上呈现先减后增的变化趋势。有机质呈现先减后增的变化趋势 ,且与耕作措施的改变有密切关系。全氮和速效氮呈持续上升趋势 ,上升幅度大于 1 0 0 % ,与氮肥使用量不断上升密切相关。速效磷、速效钾呈持续下降趋势 ,与磷肥、钾肥使用过少有关。国家政策和耕作方式、种植制度对SNQI影响十分明显 ,标准农业投入与土壤养分质量指数呈正相关关系 ,单位面积标准农业纯收益与土壤养分质量指数呈负相关关系     

矿物质调理剂对土壤养分含量及植物营养吸收的影响

通过室内培养和盆栽试验,研究了氮磷肥配施不同量(0、0.5、1.0、2.0 g/kg)矿物质调理剂对土壤pH和有效磷、钙、镁、硅等养分含量及作物产量和氮、磷、钾等营养元素吸收的影响。室内培养结果表明:施用1.0g/kg和2.0 g/kg调理剂,不仅增强了土壤抗酸化能力,使土壤pH从5.02提高到5.31和5.61,并且延缓了磷肥施入土壤后的固定速率,在施肥后第15天和第22天土壤有效磷含量得到明显增加,增幅分别为21.49%、24.17%和22.09%、23.84%。盆栽试验中,施用0.5～2.0 g/kg调理剂,土壤矿质养分得到有效补充,并能实现生菜增产10.47%～33.33%;同时,使生菜氮、磷、钾吸收量分别提高14.69%～44.26%、15.28%～52.89%和16.28%～42.43%。由此,施用矿物质调理剂是农业种植中改善土壤酸性、补充土壤有效养分、促进作物营养吸收并实现增产的有效途径。     

华北山前平原农田土壤养分循环的酶学调控

土壤酶是推动土壤养分循环的生物催化剂, 研究华北山前平原农田养分循环的酶学调控机制将有助于评价该地区土壤养分状况。试验用土壤取自中国科学院栾城农业生态系统试验站, 分析了土壤脲酶与碱性磷酸酶活性在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm 和30~40 cm 4 个土层中的分布, 研究了土壤粗砂(2 000~200 μm)、粉砂(200~63 μm)、粉粒(63~2 μm)和黏粒(2~0.1 μm) 4 个颗粒组中土壤酶活性与土壤养分之间的相关性。研究结果表明: 土壤脲酶活性与碱性磷酸酶活性均随土壤深度增加而降低, 土壤酶活性随土壤粒径减小而升高。在土壤粗砂和粉砂组分中, 土壤酶活性与养分含量显著相关, 而在土壤粉粒和黏粒组分中, 土壤酶活性与土壤养分含量并不总是显著相关。这些结果说明: 土壤酶活性在土壤养分循环中起到重要的调控作用, 土壤粗砂和粉砂中的土壤酶具有较高的田间实际催化活性, 对土壤养分循环的贡献较大; 与此相反, 土壤粉粒和黏粒中的土壤酶由于土壤无机矿物的吸附作用而失去部分田间催化能力, 降低了其对土壤养分循环的贡献。     

滇池宝象河流域土壤磷的累积及吸附特征研究

磷是导致湖泊水体富营养化的主要污染物质。本文对滇池宝象河流域稀疏林地、坡耕地、平地耕地及大棚土壤的0～5cm、5～10cm、10～20cm层土壤全磷、有效磷、磷固定量及磷吸持指数(PSI)等指标进行了测定或计算,并就磷的累积与分布特征、吸附特征等进行了评价。结果表明:流域表层土壤的全磷、Olsen-P和水溶性磷均有明显的累积,尤以大棚土壤磷的累积效应最为明显(平均值分别为1·67gkg-1、75·9mgkg-1和27·7mgkg-1),且Olsen-P和水溶性磷的含量在耕层各层次上表现为从上往下依次降低的趋势。吸附特征方面,表层土壤的磷固定量在68·4～351·2mgkg-1之间,不同土地利用类型不同土壤层次间的土壤磷固定量无显著差异;而土壤的PSI值以上游稀疏林地和坡耕地土壤中的显著较高,根据PSI值低于30的比例,推测出中上游平地耕地和下游大棚区土壤磷素存在着较大的潜在流失风险。     

基于Kriging插值法的土壤磷素空间变异图建立及分析

建立土壤养分空间数据库,并进行空间变异分析,已成为推进精准农业实施的前提和基础。本文结合国家“863”项目“玉米精准作业系统研究与应用”的要求,运用GPS（全球定位系统）采集地块信息,结合GIS（地理信息系统）技术,进行数据的处理,创建数据库、地图等操作,并应用Kriging（克里格）插值法生成土壤磷素养分空间变异图。通过对该区域土壤磷素养分空间变异特征的分析,为合理施肥、实行养分的分区管理、为指导农民科学种田,提供理论依据。