黄浦江上游水源涵养林土壤团聚体组成及其碳、氮分布特征

作为土壤结构的基本单元,土壤团聚体是反映土壤肥力的一项重要指标。不同土层各粒级团聚体在营养元素的保存、传递和转化等方面发挥着不同的作用。试验选取了上海城市森林生态系统定位观测研究站黄浦江上游水源涵养林观测点的四块典型阔叶混交林,研究其不同土层土壤团聚体组成及其有机碳和全氮的分布特征,进一步探究不同土层各粒级团聚体对土壤的养分贡献率。结果表明:(1)土壤团聚体含量随其粒径的减小而增加,53μm粒径土壤团聚体在分布中占主导地位,同时大团聚体含量与土层深度呈负相关;(2)有机碳含量随团聚体粒径的减小而减少,随土层深度的增加而降低;(3)土壤团聚体全氮含量变化规律与有机碳趋于一致,但大团聚体的碳氮比均显著高于微团聚体;(4)粒径250μm的微团聚体对土壤的有机碳和全氮贡献率高达85%以上。研究结果在一定程度上揭示了黄浦江上游水源涵养林土壤团聚体的组成及其碳、氮元素分布特征,为衡量和改善区域土壤质量提供了理论依据。     

土壤多糖对不同利用方式下棕壤中各级微团聚体稳定性的影响

采用高碘酸盐氧化法和分组胶散法对比的方法研究了土壤多糖对耕地、园地、林地三种利用方式下棕壤中各级微团聚体稳定性的影响,认为土壤多糖在不同利用方式下棕壤的各级微团聚体的形成和稳定中均起到了较重要的作用,去除土壤多糖后,各级微团聚体的破坏程度均较大。与胶散分组相比较,多糖对耕地和园地棕壤50~250μm和<10μm微团聚体稳定性的作用较林地的大,说明在林地棕壤中可能其它的胶结物质起着更重要的作用;而在10~50μm微团聚体中多糖对林地的稳定性作用较强。     

黑土区坡耕地与坡林地表土团聚体有机碳库差异

以东北黑土区典型坡耕地(玉米)和坡林地(退耕还落叶松林和樟子松林)表层土壤为研究对象,分别在坡上、坡中上、坡中、坡中下、坡下5个坡位设置取样点采集非原状土,风干后将土壤筛分为2~5 mm、1~2 mm、0.5~1 cm、0.25~0.5 mm、0.25 mm 5个粒级团聚体,分别计算每个粒级土壤风干团聚体所占比例,测定各粒级土壤风干团聚体有机碳含量,并以此为基础计算土壤团聚体有机碳贮量。通过对比不同坡位、各粒级风干团聚体组成及其有机碳含量与贮量变化规律,探明黑土区不同土地利用方式下坡地土壤团聚体有机碳库对不同侵蚀类型的响应特征。结果表明:坡耕地土壤团聚体迁移、沉积过程不同于坡林地,耕地土壤2 mm团聚体的组成比例显著高于2种林地,并在坡下达到最高值(70.30%);有机碳含量均随团聚体粒级减小逐渐增加,樟子松林地内各粒级有机碳含量(25.57~142.60 g/kg)显著高于耕地(22.58~30.06 g/kg)和退耕还落叶松林地(21.58~66.53 g/kg);坡林地土壤团聚体有机碳贮量由坡上至坡下逐渐增加,相同坡位处土壤团聚体有机碳贮量均为樟子松林地退耕还落叶松林地耕地。研究结果证实了黑土区耕作侵蚀的存在及其对土壤团聚体、团聚体有机碳库分布的影响,同时印证了退耕还林是减缓坡地黑土耕作侵蚀、提升有机碳库的长效途径。      

利用方式对珠江三角洲耕层土壤团聚体分布及碳氮磷化学计量特征的影响

为探明利用方式对珠江三角洲农田耕层土壤团聚体特征和碳氮磷的影响,采集长期水田、旱地和水旱轮作的耕层土壤,对土壤团聚体组成、碳氮磷分布及其化学计量特征进行研究。结果表明,水田土壤以>2 mm团聚体为主,其含量占比显著高于旱地和水旱轮作两种利用方式,旱地和水旱轮作土壤则以<0.25 mm微团聚体为主。各粒级团聚体有机碳和全氮含量均表现为水田显著高于旱地、水旱轮作,而全磷含量变化规律不明显。水田土壤团聚体有机碳和全氮含量随粒径减小呈先升高后降低趋势,旱地、水旱轮作土壤的有机碳、全氮和全磷含量均随粒径减小呈降低趋势,三种利用方式碳氮磷主要集中在>2 mm和2~0.5 mm团聚体中。各粒级团聚体C：P和N：P表现为水田土壤显著高于旱地、水旱轮作,而C：N差异不显著（P>0.05）。水田和旱地土壤团聚体C：N、C：P和N：P随粒径变化规律与其团聚体养分表现出一致性,而水旱轮作则表现出相反规律。土壤碳氮磷与团聚体碳氮磷总体上呈显著正相关（P<0.05）,表明团聚体碳氮磷对土壤养分具有良好的指示性,且随粒径减小指示作用增强。土壤团聚体C：P对利用方式变化最敏感,可作为反映该区域耕层土壤团聚体碳氮磷含量及化学计量特征的敏感性指标。水田土壤大团聚体及其碳氮磷含量较高,土壤结构良好,有利于团聚体对土壤养分的物理保护和土壤碳氮磷的积累。     

冻融作用对退化高寒草原土壤团聚体有机碳的影响

在三江源区具有典型退化特征的高寒草原设置研究样地,采集土样进行冻融处理,探讨冻融循环对退化高寒草原土壤团聚体有机碳的影响。结果表明：土壤有机碳含量与<0.25 mm、0.5~1 mm、1~2 mm、  2~10 mm粒级土壤团聚体有机碳含量均随冻融循环次数的增加而减少,且各粒级土壤团聚体有机碳含量与土壤有机碳含量间正相关,相关系数0.991~0.344。0.25~0.5 mm粒级土壤团聚体有机碳含量的变化随冻融循环次数的增加而增加,且与土壤有机碳含量呈负相关关系,相关系数-0.226~-0.547;与未冻融处理相比,冻融循环14次土壤团聚体有机碳含量随团聚体粒级的增大而增大;随高寒草原退化程度加剧,2~10 mm粒级土壤团聚体有机碳含量分别减少57.6%、64.9%、61.4%、75.2%。土壤冻融循环次数增加与草地退化等是导致土壤各粒级团聚体有机碳变化的因素,不利于高寒草原草地生态系统的稳定。     

亚热带地区不同种植年限果园土壤团聚体结构及有机碳、氮分布特征

研究不同种植年限果园土壤团聚体结构变化规律,探究各粒级团聚体有机碳、全氮分布变化特征,旨在为亚热带地区果园土壤肥力形成和变化规律等相关研究提供参考。以林地土壤(0 a)和不同种植年限(2、10、20、30 a)果园土壤为研究对象,分析种植年限与土壤团聚体结构及其有机碳和全氮含量的关系。结果表明:与林地土壤相比,开垦为果园后的土壤中2 mm团聚体含量显著增加;果园土壤团聚体含量随粒级减小而降低,其中2 mm和0.25～2 mm粒级分别占40.1%～64.9%和30.6%～46.4%;不同种植年限果园土壤各粒级团聚体含量无显著差异。各粒级团聚体有机碳和全氮含量随着种植年限的延长呈增加趋势,但C/N值呈下降趋势。相关分析表明,随种植年限延长而增加的土壤有机碳或全氮主要分布于0.25～2 mm粒级团聚体。亚热带地区林地开垦为果园可增加土壤大团聚体含量,但开垦为果园后种植年限对土壤团聚体各粒级的分布无显著影响。虽然随着种植年限延长可显著提高各粒径下有机质和全氮含量,但C/N降低,建议果园管理过程中应适当减施氮肥、增施有机肥,提高土壤养分有效性。     

不同利用方式下棕壤及其各级微团聚体中微生物量碳、氮的变化

采用熏蒸-提取法研究了耕地、园地、林地三种利用方式下棕壤及其各级微团聚体中微生物量碳、氮的变化。研究结果表明:(1)不同利用方式下棕壤微生物量碳、氮的变化趋势均为<10μm微团聚体>原土>10￣50μm微团聚体>50￣250μm微团聚体,且经方差分析可知,除原土与10￣50μm微团聚体中微生物量氮含量差异不显著外,均达到显著或极显著水平。不同利用方式之间微生物量碳、氮含量为林地>园地>耕地,土地利用方式对微生物量碳、氮含量有极显著的影响。(2)微生物量碳/有机碳、微生物量氮/全氮的比值表现为原土及<10μm、10￣50μm微团聚体中均为林地最低,不同利用方式下土壤有机质输入的质的差别造成了这一结果。     

氮添加对高寒草甸土壤团聚体分布及其碳氮含量的影响

  目的  探讨不同氮添加条件下土壤团聚体分布及其碳氮含量的响应特征,以期为氮沉降背景下高寒草甸土壤固碳机制提供数据支撑。  方法  于2014年在青藏高原高寒草甸建立长期氮素添加平台,采取完全随机区组试验设计,设置0 g/（m2·a）（N0,对照）、2 g/（m2·a）（N2）、4 g/（m2·a）（N4）、8 g/（m2·a）（N8）、16 g/（m2·a）（N16）、32 g/（m2·a）（N32）6个水平氮素添加控制试验。通过湿筛法获得大团聚体（0.25 ~ 2 mm）、微团聚体（0.053 ~ 0.25 mm）和黏粉粒（< 0.053 mm）,并测定各粒级土壤团聚体有机碳和全氮含量。  结果  该高寒草甸土壤大团聚体质量百分比（79%）显著高于黏粉粒（13%）和微团聚体（8%）（P < 0.05）,各粒级团聚体质量百分比在不同氮添加处理下差异不显著（P > 0.05）,氮添加未显著改变土壤团聚体平均质量直径（P > 0.05）,这可能由于氮添加不仅提高了根系生物量,也降低了土壤微生物活性。氮添加降低了大团聚体和微团聚体有机碳含量,而增加了黏粉粒有机碳含量（P > 0.05）。相比于对照,氮添加使得微团聚体和黏粉粒全氮含量分别降低了2%和12%（P > 0.05）。氮添加显著降低了各粒级土壤团聚体C/N（P < 0.05）。  结论  不同粒级土壤团聚体C/N比值下降,表明未来持续氮沉降可能会加速高寒草甸土壤有机碳矿化。      

长期定位施肥条件下蔬菜保护地土壤微团聚体组成及有机质状况分析

以长期定位施肥的蔬菜保护地土壤为材料,研究了不同施肥处理对土壤微团聚体组成和有机质含量的影响。结果表明:保护地土壤中微团聚体的优势粒级是10～50μm,次优势粒级是50～250μm。与对照比较,施用化肥各处理土壤<10μm微团聚体含量略有增加,10～250μm微团聚体含量显著增加;与施用化肥比较,长期施用有机肥或有机肥与无机肥配施处理,土壤<10μm微团聚体含量减少,10～250μm微团聚体含量增加,土壤结构系数提高,<10μm和>10μm的微团聚体的组成比例显著降低,以有机肥与氮磷钾化肥配施处理变化最明显。长期施用化肥各处理,土壤有机质含量、易氧化有机质和难氧化有机质含量明显减少;有机肥与化肥配合施用处理,土壤有机质含量、易氧化有机质和难氧化有机质含量明显增加,其中以有机肥与磷肥配施增加最显著。相关分析表明,有机质含量与<10μm微团聚体含量呈现显著负相关。     

三江湿地周边不同利用方式土壤理化性质及水稳性团聚体化学计量特征变化

选取黑龙江省三江湿地-洪河保护区3种土地利用方式,分析各类土壤水稳性团聚状态及其团聚体有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量和碳氮磷化学计量特征变化规律。结果表明,湿地土壤不同利用方式水稳定性团聚体组成发生显著变化,水稳性团聚体比例均表现为粉-粘团聚体(0.053 mm)比例最大,微团聚体(0.053~0.250 mm)次之,大团聚体(0.25 mm)比例最低。随土壤粒径递减,所有生态系统中土壤SOC、TN、TP含量以及C/N、C/P均降低,表现为大团聚体大于微团聚体,水稳性团聚体N/P变化较小,范围在1.33~2.08。相同土壤粒径下不同利用方式下土壤SOC、TN、TP含量及C/P、N/P最大值均出现在湿地土壤,C/N最大值出现在水田土壤。土壤养分含量最小值出现在旱田土壤。因此,湿地周边土壤对各粒径土壤团聚体全效养分分配及其平衡关系有负向影响,其中旱田和人工林土壤退化最为严重,1~2 mm粒径下碳氮损失量较大,化学计量不平衡。研究结果为湿地保护与合理利用提供科学依据。     

关中西部黄土塬典型农耕地的粒度与磁性研究——以陕西长武地区为例

对陕西长武XCMD剖面进行了粒度和磁化率测量、分析,发现:(1)在整个剖面中,土壤质地都属于粉土。(2)磁化率与粒级<1μm的颗粒含量相关性不明显;与1～10μm粒级颗粒含量呈明显的正相关,与10～50μm及>50μm粒级颗粒含量呈负相关关系。(3)1～10μm粒级颗粒含量在一定程度上可以反映夏季风的强弱,而10～50μm及>50μm粒级颗粒含量可以在一定程度上可以反映冬季风的强弱。     

不同土地利用方式对土壤含水量、pH值及电导率的影响

以林芝地区八一镇5种植被类型下土壤为研究对象,研究其土壤剖面(0—50 cm)的含水量、pH值及电导率分布特征。结果表明,土地利用方式影响了土壤含水量、pH值和电导率在垂直剖面上的空间分布,尤其以表层(0—20 cm)土壤含水量和电导率受影响最为明显。草地土壤含水量表现出明显的“表聚”效应,即随着土层加深,含水量呈降低趋势。在区域空间上,土壤含水量和电导率具有较强的空间变异性,而土壤pH值的空间变异性较小。随着土层加深,各层土壤含水量和电导率之间的变异性逐渐减小。     

不同土地利用方式下球囊霉素相关土壤蛋白与有机碳及土壤质地的关系

[目的]揭示土地利用方式对球囊霉素相关土壤蛋白（GRSP）的影响。[方法]测定了海南岛5种主要土地利用方式下GRSP、土壤有机碳（Soil oaganic carbon）与土壤质地（Soil texture）在0～10、10～20、20～50cm3个土壤层次中的分布情况。[结果]相对于保持较好的次生林,4种不同耕作土壤的GRSP与有机碳含量均有所下降。GRSP在海南岛5种主要土地利用方式土壤中的含量为0.53～4.80mg/g,占有机碳的7.9%～23.4%,是碳库的重要组成部分。GRSP占有机碳的比例在不同土地利用方式下差异显著,在土层之间差异不显著,GRSP和有机碳含量在土壤剖面上垂直分布较明显。GRSP与有机碳、砂粒含量呈显著正相关,与粉粒和粘粒呈显著负相关。[结论]砂粒含量在很大程度上决定了GRSP的含量,壤土相对粘土更有利于GRSP的累积。     

海南芒果园土壤有机碳特征及影响因素研究

【目的】分析海南芒果园土壤总有机碳和物理组分中的有机碳含量,阐明土壤有机碳特征及其影响因素,为评价海南芒果园土壤碳库提供依据。【方法】运用物理分组方法（包括大小分组、微团粒分离和密度分组）对土壤分组,然后分别测定土壤及各团聚体中的有机碳含量。【结果】海南潮沙泥土和花岗岩赤土地区芒果园土壤总有机碳含量分别在5．5-6．9和3．1-3．7g／kg;物理组分中微团聚体（53-250μm）组分和粘粒与粉粒（〈53μm）组分中有机碳含量比相应土壤总有机碳含量高,而大团聚体（〉250μm）组分中有机碳含量比相应土壤总有机碳含量低。海南芒果园土壤总有机碳和物理组分中的有机碳含量均很低,53～250μm和〈53μm物理组分中有机碳含量随着总有机碳含量的降低而显著降低。【结论】海南芒果园土壤总有机碳和物理组分中有机碳含量均很低,土壤类型对芒果园土壤总有机碳和物理组分中有机碳含量的影响程度远高于土地利用历史的影响。     

土地利用变化对土壤团聚体有机碳的影响

[目的]探讨土地利用变化对土壤团聚体有机碳的影响。[方法]利用团聚体分组方法,选择红树林湿地和农田（由湿地开垦为农田）为研究对象,分析湿地转变为农田后土壤团聚体有机碳的变化规律。[结果]土壤团聚体主要分布在2000～250μm粒级中。质量分数为76．52％。土壤有机碳含量在团聚体中分配呈现了在2000—250μm粒级中最大,50～250μm次之,〈50μm团聚体最小的规律。土地利用变化对土壤团聚体有机碳具有明显的影响,对2000～250μm粒级团聚体的影响最为显著,50～250μm次之。土壤有机碳含量与2000～250μm和〈50μm团聚体有机碳含量达到了极显著水平,但同50～250μm粒级有机碳含量并无明显相关。[结论]湿地开垦为农田后导致土壤团聚体碳库发生了显著变化,其中2000～250μm粒级有机碳对土地利用变化的响应更为敏感。     

昆明地区红壤中Be-7分布研究

[目的]红壤中Be-7分布、含量的研究对示踪土壤侵蚀速率有重要意义,可为水土保持与环境保护提供重要的参考。[方法]通过Be-7示踪技术,对昆明地区红壤中不同土地利用类型的Be-7剖面分布及含量进行研究。[结果]Be-7主要分布于0～20 mm范围内,其中0～4、6～12 mm范围内Be-7含量较高。河漫滩、林地、耕地、荒草地等不同土地利用类型的Be-7分布存在一定差异,且不同类型的Be-7剖面分布不同。[结论]Be-7分布可能与土地植被覆盖率、土壤质地与机械组成有关。     

庐山土壤有机质及氮磷钾含量与海拔关系研究

[目的]主要研究不同海拔庐山土壤的养分含量状况的差别。[方法]选择庐山地区3种典型土壤(山地红壤、山地黄壤、山地棕壤),分析不同层次中有机质、全氮、速效磷、速效钾的含量,阐明不同海拔土壤养分的垂直分布差异,以期进一步了解差异形成的原因。[结果]受自然因素(气候、温度、植被类型和凋落物等)和人为因素(不同的土地利用方式及污染等)的影响,土壤中的营养元素含量存在不同尺度的差异。不同海拔的土壤有机质含量与高度成正相关;土壤全氮含量随海拔升高而递增;速效磷含量有明显的空间差异,但与海拔无明显相关性;速效钾的含量与高度呈负相关,土壤总体养分含量为山地棕壤山地黄壤山地红壤。[结论]该研究对深入理解山地土壤垂直地带分布规律,提出土壤资源利用改良意见有积极意义。     

西安城郊污灌区菜地土壤与耕种土壤理化性质对比研究

通过对西安污灌区菜地与耕地土壤进行研究,试图探讨土地利用方式对土壤理化性质的影响。结果表明:土壤TOC、pH值和CaCO3表现为农田>菜地;<10μm颗粒含量农田高于菜地,>10μm颗粒含量农田低于菜地;农田土壤表层TOC和CaCO3值变异性大,菜地下层土壤TOC和CaCO3值变异性较大,而两剖面中pH值变异不大。     

曲阜棕壤试验区三种土地利用类型下土壤有机碳特征

从2010～2012年对曲阜市吴村镇峪口东村棕壤试验地3种土地利用类型下土壤有机碳进行研究,结果表明,表层土壤有机碳含量及碳密度高低为耕地＞休耕地＞荒地,耕作方式是耕地表层有机碳含量及有机碳密度较高的主要原因.试验区表层土壤有机碳密度在国内处于一般水平状态,在时间上试验区耕土壤有机碳呈长期稳定状态,休耕初始阶段则使土壤有机碳含量降低,荒地有机碳呈不规则波动状态.试验区土壤有机碳与人类活动影响下As等理化指标较强显著相关.     

淮北土石山区不同土地利用方式对土壤团聚体组成的影响

为了探索经济林发展对土壤性质的影响,以赣榆区西北部小流域为研究区,选取具有代表性的三种经济林类型(板栗林、苹果林及山楂林,三者均为针阔混交林转变而来),并以无人为干扰的针阔混交林为对照,采用湿筛法研究了不同土地利用方式下土壤团聚体状况和变化规律,并基于非度量多维尺度分析(NMDS)探究了其影响机制。结果表明:(1)0～10 cm和10～20 cm土层上,随着粒级的增大,各土地利用方式团聚体百分含量呈先增大后减小的趋势,整体而言,不同土地利用方式下团聚体组分的差异主要表现为针阔混交林和经济林间的差异,团聚体百分含量存在差异的粒级主要为0.25 mm和1 mm的团聚体。(2)平均重量直径(MWD)在不同土地利用方式下差异性显著,0～10 cm,针阔混交林土壤MWD显著大于板栗林; 10～20cm,板栗林和山楂林土壤MWD显著大于苹果林; 20～30 cm,山楂林土壤MWD显著大于苹果林,几何平均直径(GMD)变化不明显。(3)NMDS轴分析显示土壤容重与NMDS1显著相关,土壤总有机碳、总氮和碳氮比与NMDS1略相关,土壤总有机碳与NMDS2略相关。研究表明经济林的营造影响了土壤团聚体状况,且主要表现为土壤中大团聚体比例的降低和微团聚体比例的上升,总体而言,经济林团聚体稳定性低于针阔混交林,其中苹果林土壤团聚体稳定性最差,土壤容重和土壤碳氮是影响土壤团聚体组分的重要因素。