不同开垦年限对新疆绿洲农田土壤理化性质的影响

研究了不同开垦年限对新疆绿洲农田土壤养分的变化规律,利用主成分得分的方法评价了开垦对新疆绿洲农田土壤质量的影响。结果表明:(1)开垦有利于新疆绿洲农田土壤有机碳组分和POC/MOC值,开垦初期(0~3a)增加迅速,9a后缓慢下降并趋于一个相对稳定的水平。(2)不同开垦年限土壤含水量、pH、电导率和全盐含量均显著高于未开垦土壤(p0.05),土壤含水量和电导率在开垦初期(0~3a)急剧增加,在开垦6a前后达到最大值,此后的几年缓慢下降并趋于一个相对稳定的水平,土壤pH和全盐含量随开垦年限的增加而增加,开垦9a以后缓慢增加。(3)开垦9a以上土壤养分和有效养分含量均显著高于未开垦土壤(p0.05),并且基本呈一致的变化趋势,即随着开垦年限的增加呈先增加后趋于平稳或者降低趋势。(4)相关性分析表明,不同开垦条件下土壤养分与有效养分均呈现出一定的相关性。(5)土壤质量的各项指标主成分分析结果表明,基本确定新疆绿洲农田开垦9a后土壤质量开始退化。综合上述结果可知:短期的开垦(开垦0~9a)则有利于提高新疆绿洲农田土壤肥力及土壤养分的有效性,而长期的开垦(开垦年限13a)则造成土壤板结和盐渍化,降低了土壤养分及有效养分含量。     

人为干扰对桂西北喀斯特生态系统土壤有机碳、氮、磷和微生物量剖面分布的影响

在桂西北喀斯特地区以原生林地为对照,选取了玉米-红薯轮作地、放牧+火烧草地和自然恢复地3种不同人为干扰的生态系统,研究土壤剖面养分、微生物活性对干扰强度的响应。结果表明,土壤有机碳和全氮随土壤深度的增加而降低,全磷变化较小,说明磷素主要来源于土壤母质,且淋溶作用较小;原生林地0-30 cm土壤有机碳、全氮、全磷、微生物量碳、氮、磷、碱解氮显著高于自然恢复地、放牧+火烧草地和玉米-红薯轮作地(p0.05),说明原生生态系统可维持较高的土壤肥力和微生物活性;3种人为干扰的生态系统,自然恢复地和放牧+火烧草地0-5 cm土壤有机碳含量显著高于玉米-红薯轮作地,说明自然恢复有利于提高表层土壤肥力和有机碳积累;玉米-红薯轮作地表层0-15 cm土壤全磷和有效磷含量显著高于自然恢复地和放牧+火烧草地,主要受施肥影响;60-100 cm,原生林地、自然恢复地和放牧+火烧草地土壤全氮显著高于玉米-红薯轮作地,说明农耕旱地土壤下层氮受雨水影响较大,淋失严重。自然恢复地和放牧+火烧草地表层(0-15 cm)土壤碱解氮、微生物量碳、氮、磷显著高于玉米-红薯轮作地,说明减少人为干扰和实行自然恢复可显著提高土壤氮的有效性和微生物活性。因此,提高农田管理水平、施行保护性耕作,推行自然恢复、减少人为干扰是提高喀斯特退化生态系统土壤生产力和增加土壤有机碳积累的有效措施。     

开垦年限对黄河三角洲盐碱地土壤质量的影响

以黄河三角洲开垦年限5 a、10～15 a、20～25 a、30～35 a、50～60 a的小麦/玉米连作土地利用类型为研究对象,从土壤物理、化学、生物学指标出发,选取容重、有机质、全氮、有效磷、速效钾、全盐、pH、蔗糖酶、碱性磷酸酶等9个土壤质量指标,通过主成分分析,计算土壤质量综合指数(Soil Quality Index,SQI),定量评价不同开垦年限土壤质量变化过程。结果表明:土壤质量随开垦年限的增加呈增加的趋势,与未开垦荒地相比,开垦5 a、10～15 a、20～25 a、30～35 a、50～60 a的SQI在0～20 cm和20～40 cm土层分别提高了36.70%～161.49%和164.44%～444.40%。SQI在不同开垦年限期间表现出不同的上升程度,与未开垦荒地相比,开垦初期(5 a)0～20 cm和20～40 cm土层SQI分别提高了36.70%和164.44%,开垦10～15 a后,SQI较开垦初期(5a)分别提高了38.27%和18.18%,开垦20～25 a后较10～15 a分别提高了10.37%和39.35%,30～35 a较20～25 a分别提高了24.42%和24.79%,50～60 a较30～35 a分别提高了0.74%和0.17%。开垦5 a、10～15 a、20～25 a、30～35 a、50～60 a的0～20 cm土层分别较20～40 cm土层SQI提高了65.69%、93.85%、53.53%、53.08%、86.95%。表明开垦种植作物会提高黄河三角洲盐碱地土壤质量。     

贵州无籽刺梨基地土壤及树体特征对种植年限的响应

基于贵州喀斯特山区典型无籽刺梨种植基地的根系土壤的化学指标、物理指标和生物学指标和树体特征,采用空间替换时间的方法,对喀斯特山区无籽刺梨种植基地的土壤质量现状进行全面分析与评价,研究不同种植年限的基地的土壤质量及其树体特征对植被恢复的响应与机制。结果显示:不同林龄的无籽刺梨种植基地的土壤化学、物理和生物学指标差异明显,兴仁县(1~2a)土壤的整体变异程度大于乌当区(3~4a)和西秀区(8~9a),并随着种植年限的增加,土壤质量有所提高;无籽刺梨的冠幅、树高、叶绿素和地径呈现逐渐增加趋势,而分枝数则呈现先增加后下降趋势;兴仁县的pH(0.25)、乌当区的有机质(0.44)和西秀区的全磷(0.46)的隶属度均值最小,分别为三地土壤质量限制性因子;而有效磷(0.19)、有效钾(0.17)和容重(0.25)分别为三地的最大权重系数,是提高各自土壤质量的最重要因子;土壤质量综合指数分别为1.17、1.40和1.90,分别较兴仁县增加了19.69%和61.69%,增加趋势明显。研究表明,无籽刺梨的种植有利于贵州喀斯特山区土壤质量的改善,可作为中度、轻度和潜在石漠化地区生态重建的经济树种。     

开垦对退化沙质草地土壤机械组成及有机碳分布的影响

分析了退化沙质草地开垦耕种40,15,6 a的草地的土壤理化性状的特征和变化。结果表明：草原土壤开垦后,土体自然结构基本消失,分散成单粒或由不同单粒结合的微团聚体,力学稳定性降低,表层土壤粒径〈0.02 mm的黏粉粒的显著降低,0.002～0.02 mm和〈0.002 mm显著增加,随着开垦年限的延长,土壤进一步向粗粒化和单粒化演变;当草地开垦为农田后及转化为林地后,土壤质地又会逐渐逆转,林地中0-2 cm和2-4 cm深度土壤中〈0.002 mm的颗粒又会增加。同时开垦还会导致土壤有机碳下降,土壤肥力严重下降。草地开垦后土壤粒级分布的显著变化,可以反映出开垦导致的强烈土壤结构破坏和受风蚀影响的程度。     

黄河三角洲土壤肥力质量的时空演变——以垦利县为例

利用相关系数法确定土壤肥力质量评价指标的权重,采用综合指数法在ARCGIS中自动化评价土壤肥力质量,通过对1986和2003年土壤肥力质量的比较,探讨黄河三角洲土壤肥力质量变化规律。结果表明,2003年与1986比较,黄河三角洲土壤肥力质量54.22%的区域基本无变化,林草地和旱地下降,西部水浇地提高;土壤有机质41.14%的区域下降,耕地区基本不变或增加;土壤碱解N.46.96%区域基本无变化,西部的耕地地区和东南部林草地地区增加,而黄河两侧的旱地地区下降;土壤有效P在耕地地区增加,滩涂下降,盐荒地基本不变;土壤速效K除了林草地上增加外,一半以上(50.74%)有下降趋势;土壤盐分47.29%的区域下降,耕地地区基本不变,而沿黄两侧增加。     

黄土高原地区水蚀风蚀交错带土壤质量综合评价

 为揭示黄土高原水蚀风蚀交错带土壤质量变化规律和总体水平,通过敏感性分析、主成分分析和相关分析,确定了研究区的土壤质量评价最小数据集,并利用综合指标和最小数据集定量评价了植被演替和不同植被恢复类型对土壤质量的影响。结果表明,研究区土壤质量评价指标最小数据集为有机质、速效磷、蔗糖酶和真菌。随着退耕年限的增加,土壤质量综合指数并非简单地线性增加,而是在演替的前15a呈现下降趋势,15a后开始呈现增加的趋势,即表现出非正U型的变化。就不同植被恢复类型而言,研究区土壤质量的排序为:刺槐林地>农地>退耕草地>油松林地>沙蒿地>柠条灌木地>杨树疏林地。所确定的土壤质量评价指标最小数据集能够反映综合评价指标的信息,评价结果具有较好的代表性。总体而言,研究区土壤肥力仍属于较低水平。因此,研究区生态建设的任务仍很艰巨,有关植被建设中如何缩短植被演替早期阶段的土壤质量退化是值得探讨的科学问题。     

贺兰山东麓葡萄产地不同种植年限土壤养分特征研究

宁夏贺兰山东麓是中国优质葡萄和葡萄酒产区,其土壤养分状况关系着葡萄品质的提升,更关系着整个区域葡萄酒品牌的发展。为了解荒漠草原开垦为葡萄地,土壤养分受农业管理措施干预后随种植时间的变化情况,以原生荒漠草原为对照,选取种植1、7、20年的葡萄样地,采用Pearson相关性分析、方差分析和LSD多重比较法,研究了不同种植年限、不同深度土壤养分状况、土壤养分因子之间的相关性。结果显示:荒漠草原开垦为葡萄地后,除全钾外,其他养分指标随着种植年限的增加均呈上升趋势,表明土壤种植年限的增加及葡萄地管理措施有利于土壤总体养分的积累,种植20年的葡萄土壤较荒漠草原全氮、全磷、有机质、速效钾、有效磷分别提高了0.24、1.31、0.21、1.43、24.93倍。荒漠草原开垦初期,土壤养分随土层深度的变化规律发生改变,随着种植时间的延长逐步稳定,各种植年限受到牛粪施入的影响,土壤养分在30～40 cm深度波动变化。就土壤养分因子间的相关性而言,土壤有机质与全氮呈极显著的正相关关系,相关系数达0.995;各养分因子间存在不同程度的相关性,表明土壤养分因子间关系密切,存在协同或拮抗作用,可以用其综合反应土壤肥力水平。     

基于重金属污染的太原市小店污灌区土壤综合肥力质量评价

为了解太原市小店污灌区的土壤肥力质量,应用土壤重金属综合污染指数法将污灌区采样点分为3个区域,并按分区分别采用主成分分析法选取前两个主成分的6项理化性质作为评价指标,确定其相应权重系数,应用土壤肥力综合评价指标法定量评价分区土壤肥力质量。结果显示:污灌区土壤污染以安全等级为主,土壤肥力质量状况总体较好;北部地区土壤碱解氮和有效磷含量偏低,阳离子交换量尤其低;西南部地区除阳离子交换量偏低之外各项指标都属上等水平,土壤肥力质量良好;中部地区阳离子交换量和有效磷含量偏低。对3个区域而言,有机质均为重要的土壤肥力质量评价因子,土壤阳离子交换量与有效磷是土壤肥力质量的主要限制因子。3个区域均属一级土壤肥力水平,但不同区域的土壤肥力质量存在差异,污灌区西南部土壤肥力质量总体优于中部及北部地区,其中北部地区土壤肥力综合评价指标值最低。该结果可为污灌区土壤的精准施肥及科学管理提供参考依据。     

喀斯特地区不同土地利用方式对土壤饱和导水率的影响

研究不同土地利用方式的土壤饱和导水率(K_s)特征及其影响因素,对于准确了解喀斯特地区的土壤水文过程、水土保持效应具有重要的意义。为揭示喀斯特地区不同土地利用方式对K_s的影响,测定了0—50 cm土层的土壤饱和导水率、容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、毛管持水量、田间持水量、土壤含水量和有机质,并对K_s的影响因子进行了相关分析。结果表明:不同土地利用方式的K_s随着土层深度的增加而呈先增加后降低的变化特征,且在10—20 cm显著高于其他土层(p0.05)。不同土地利用方式土壤的平均K_s介于6.41～7.37 m/d,由大到小依次为花椒地金银花地荒地玉米地,其中花椒地显著高于玉米地(p0.05)。土壤理化性质对K_s具有不同程度的影响,相关分析结果表明:土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度和有机质均与K_s呈极显著相关(p0.01),通径分析进一步表明,非毛管孔隙度是影响该区K_s最重要的土壤因子。研究有助于了解喀斯特地区不同土地利用方式的土壤水文过程,为喀斯特地区生态建设及生态服务评价提供理论依据。     

复垦土壤细菌群落结构及其与土壤肥力的关系

为了解两淮煤矿区复垦状况及其对土壤微生物的影响机制,合理人工干预,快速有效提高复垦土壤生产力,本研究以煤矸石充填复垦土壤为研究对象,通过野外调查与采样分析,采用Illumina MiSeq 高通量测序分析土壤细菌特定基因片段V4 区域,基于非度量多维尺度分析、冗余分析、方差分析、肥力指数、回归模型方法,对矸石充填土壤不同复垦方向的土壤细菌优势群落和生物多样性进行了探索,明晰土壤细菌群落及其与土壤肥力的响应作用。研究结果表明：细菌群落组成上,不同复垦方向对细菌优势群落分布并无显著性影响,变形菌门、酸杆菌门和放线菌门菌群为主要优势菌群。土壤微生物多样性层面上,表层土壤微生物有较高的丰富度和多样性,均匀度并无显著性差异。微生物多样性在不同复垦方向不存在显著性差异,Shannon_Wiener指数介于5.23～6.91之间,Chao1指数为867.1～5436,Pielou指数介于0.79～0.84之间,表中层同深层土壤的细菌群落结构具有差异性。TN、SOM、AP和AK是影响土壤细菌群落的主要肥力因子,土壤肥力质量指数与奇古菌门相对丰度呈显著正相关（P＜0.01）,同链霉菌属呈显著负相关（P＜0.05）,在一定程度上可将二者的相对丰度作为评价复垦土壤肥力状况的重要生物指标。研究成果可为两淮矿区矸石充填复垦土壤在微生物层面提高肥力质量提供理论支持。     

黄土丘陵区空心村土地复垦后不同年限土壤肥力评价

为提升空心村土地整治质量,科学指导复垦耕地培肥及管理,以陕西省渭南市澄城县空心村为研究对象,采集了不同复垦年限村庄复垦前后土壤及周边荒草地土壤样品,选取物理、化学等8个评价指标,采用层次分析法确定因子权重,构建评价模型并进行了土壤肥力评价。结果表明:(1)复垦前后及周边荒草地土壤肥力指标的权重分别为容重0.028,质地0.75,pH值0.016,电导率0.041,有机质0.303,全氮0.159,速效磷0.159,有效钾0.159,CR<0.1,符合一致性检验;(2)村庄复垦前平均肥力指数为57.67,复垦后最高肥力指数为72.91,平均值达到68.59,不同利用的土壤综合肥力指数表现为:空心村复垦后>荒草地>空心村复垦前;(3)空心村复垦后土壤综合肥力指数与复垦年限正相关,复垦后肥力改良指数平均值为20.08%;(4)有机质对土壤肥力影响最大,与土壤综合肥力的指数相关系数R 2为0.5246,因子间影响大小表现为:有机质>速效钾>有效磷>全氮>电导率>pH值。综上,复垦可提升空心村土壤肥力,在复垦过程中调控有机质含量可较快提升土壤肥力。     

自然生长和人为影响下土壤碳氮含量差异及影响因素

[目的]深入探讨环青海湖区近30年未变动放牧草地和耕地土壤碳氮含量影响因素,以期为该区土地利用优化管理提供参考。[方法]基于有幸在该区找到未变动放牧草地和耕地,采用前期研究工作中的多个指标,利用一元和多元回归模型进一步分析土壤碳氮含量主导因素。[结果]该区草地和耕地土壤理化指标基本以30 cm土层深度为界发生明显变化; 从回归模型中可以看出,由于受到人类活动影响,耕地土壤碳氮含量受土壤理化指标影响较小,而草地土壤作为未扰动土壤,在自然发育背景下土壤碳氮主导因素明显多于耕地。[结论]土地利用变化显著影响了土壤性状,在该区减少土地扰动能有效减缓土地荒漠化进程。     

振动深松技术与生化制剂在苏打盐碱土改良中的应用

振动深松与生化制剂的有机结合旨在探求一种改良苏打盐碱土壤、快速修复草原生态环境的新方法.该文根据田间观测及室内试验,获得了盐碱土改良前后土壤物理化学指标的变化趋势.采用土壤水分特征指标法,定量了振动深松后深松层的土壤蓄水容量.利用方差分析方法分析了改良区增产效果.结果表明,集成技术对苏打盐碱土的改土、增产效果十分明显.其结论是采用振动深松技术改善了牧草生长的土壤环境,提高了降水有效利用率:与生化制剂的结合运用,降低盐碱对牧草根系的毒害,土壤中全氮、全磷和有机质等含量明显增加,提高了土壤肥力;经治理后的3～4a,改良区变为优质草场.     

农牧交错带土地利用类型对土壤风蚀的影响

[目的]研究农牧交错带不同土地利用类型对土壤风蚀的影响,为干旱沙区土地资源的合理利用及经营耕作提供科学依据。[方法]通过气象资料和野外风蚀试验,分析该区不同土地利用方式下的土壤风蚀状况。[结果]不同土地利用类型对土壤风蚀的影响显著,在不同利用类型的人工草地中羊草地较苜蓿地减蚀效果显著,天然草地中滨草地减蚀效果优于蒿草地,人工草地较天然草地显著降低土壤风蚀量。农田用地中耕翻地土壤风蚀量最高,未留茬免耕玉米地较耕翻地风蚀量减少46.7%~48.6%;作物留茬地土壤减蚀效果显著,且留茬作物不同,减蚀效果差异明显,玉米留茬较耕翻地风蚀量减少了58.1%~63.5%,荞麦留茬较耕翻地减蚀率为50.5%~54.6%。在不同地形坡地中迎风坡风蚀量高于背风坡3.12~3.73倍。[结论]应在该地区适宜增加人工草地种植面积,减少冬春季节耕翻地面积,减少迎风坡土地的开垦利用,在冬春季节采取地表覆盖或者作物收获后留茬的保护措施,以降低土壤风蚀程度。     

神府东胜煤田复垦区土壤入渗特性的试验研究

土壤入渗性能是最基本的土壤物理特性之一。复垦区土壤的结构组成复杂,入渗特性有别于非矿区土壤。本文以神府东胜煤田马家塔复垦区为研究对象,利用圆盘入渗仪分别测定了复垦区乔木、林地、荒地、灌木林地和草地的土壤入渗特性,用经典统计学方法对复垦区土壤入渗性能的空间变异性进行了分析。实测结果表明,不同土地利用方式下的土壤入渗特性有较大的差异;在测定范围内,乔木林地、荒地、草地和灌木林地的稳定入渗率均表现出0 cm>—3 cm>—15 cm的规律性,其中草地稳定入渗率随吸力的变化更明显。研究表明:乔木林地稳定入渗率和累积入渗量的变异系数分别为0.58和0.49.属于中等变异。     

科尔沁沙地农牧交错带土地利用方式对土壤特性的影响

以彰武县北部为样区，研究了科尔沁沙地农牧交错带不同土地利用方式对于土壤特性的影响。研究结果表明：草甸碱土草地开垦为早作农田后，土壤次生盐渍化加重；草甸草地开垦成为水田，则有利于对土壤次生盐渍化的防止和抑制；固沙林地或草地开垦成为农田，在一定的程度和范围会导致土壤养分含量特别是速效养分N含量显著降低，土壤颗粒的粗化（沙化），且这种趋势随着开垦年限的增加而加重。     

基于GIS技术的土地利用变化对表层土壤有机碳储量的影响——以富锦市为例

采用地统计学和GIS相结合的方法,利用1980年和2010年富锦市土壤有机碳数据,研究土地利用变化对表层（0—30 cm）土壤有机碳储量和空间分布的影响。研究结果表明:富锦市土壤有机碳库（0—30 cm）在1980—2010年期间呈现降低趋势,1980年富锦市土壤有机碳库为107.12 Tg C,2010年富锦市土壤有机碳库为94.39 Tg C,三十年间减少了13.49%。研究区土地利用变化主要表现为分布在中部和西南部的沼泽湿地、旱地和草地减少。而分布在北部地区水田、林地和水体的面积均有所增加。两期不同土地覆被类型土壤有机碳密度大小顺序为沼泽湿地 > 林地 > 草地 > 水田 > 旱地。沼泽湿地开垦和旱地改水田是影响富锦市土壤有机碳储量时空变化的主要因素。     

渭北台塬区新增耕地土壤肥力评价—以陕西澄城县为例

采用层次分析法和权重对比法对渭北台塬区新增耕地土壤肥力的权重进行了分配,并对该区域土壤肥力做了进一步评价,提出了影响新增耕地土壤肥力的最大限制因素。结果表明:渭北台塬区澄城县新增耕地土壤肥力权重指标为p H值0.22,电导率0.03,有机质0.22,全氮0.22,有效磷0.15,速效钾0.10,质地0.06。澄城县土地整治项目新增耕地土壤肥力分值分布在38~66之间,平均值为54分,研究区总面积的90%为新增耕地,其土壤肥力综合分值在45~65分,有一半的新增耕地的土壤肥力分值在50~60之间,分值最高和最低的面积约占到5%和3%。造成土壤肥力指数低的主要因素是土壤有效磷(AP)、土壤有机质(SOM)、土壤速效钾(AK)、土壤全氮(TN)4项指标含量较低,其影响程度为APSOMAKTN。运用层次分析法与权重对比法相结合的方法在土壤肥力评价上取得了较好的效果,具有较好的应用前景。     

宁夏盐池县草场退化因素分析

宁夏盐池县是干旱草原向半干旱草原的过渡地带,也是我国北方农牧交错带沙漠化强烈发展的地区之一。近50 a来该区草场严重退化。阐述了人类活动包括滥采、滥樵、滥垦、滥牧等行为对草场退化的推动作用,并对产生这些行为的动力因素进行了分析。结果认为人口增长速度过快且素质较低,社会经济发展水平低,土地资源利用不合理,政策执行困难且效果不理想这4个方面的因素导致了人类破坏草场的一系列行为,解决草场退化问题应从这些因素入手寻求解决方法。