基于最小数据集的喀斯特不同利用方式下土壤质量评价

为了探究贵州喀斯特区域不同土壤利用方式对土壤质量的影响,我们对该地区的林地、人工草地、天然草地、农田、弃耕地5种土地利用方式下的土壤理化性质进行研究。基于最小数据集对该区域的土壤质量进行评价,构建的最小数据集包括：土壤pH值、容重、全盐、阳离子交换量、全氮、有效铜、有效铁等指标。结果表明：全量数据集和最小数据集获得的土壤质量均表现为林地 > 人工草地 > 天然草地 > 农田 > 弃耕地;人工草地、天然草地、农田、林地的土壤质量等级为二级,位于土壤质量分级中的"较高"水平,弃耕地土壤质量为三级,位于"中等"水平。以上结果表明,人为对自然生态系统的开垦降低了土壤的质量。     

内蒙古农牧交错带土地利用对土壤性质的影响

为研究农牧交错带土地利用方式对土壤特性的影响,于2007年7月选择位于内蒙古东部农牧交错带太仆寺旗的3种土地利用类型,野外采集土样并进行分析。结果表明:在0~30 cm土层中,土壤有机碳含量、全氮含量、速效钾含量均表现为草地>榆树林地>农田;土壤水溶性有机碳含量表现为草地最高,农田次之,林地最小;土壤速效磷含量变化与上述趋势不同,为农田>草地>榆树林地。土地利用方式对土壤质地也有影响,与农田土壤和林地土壤相比较,草地土壤的粘粒含量最高,砂砾含量最低。本研究表明在研究区域天然草地具有较好的土壤养分保持能力,是最适合的土地利用类型,可为改善生态环境和当地的可持续发展提供依据。     

不同土地利用方式下表层土壤大团聚体特征

土壤大团聚体含量能表征土壤结构稳定性,反映土壤结构变化趋势。本研究在辽河干流中下游流域主要沙化区分析湿地、林地、农田和草地4种土地利用方式对0-20cm土层土壤大团聚体(0.25 mm)含量和稳定性的影响,及各粒径大团聚体的空间异质性,并进行空间插值模拟其分布。结果显示,农田土壤团聚体破坏率最大,达到46.98%,林地最小,为26.36%;依据土壤水稳性大团聚体含量、团聚体颗粒平均重量直径和几何平均直径,评价土壤结构稳定性强弱为湿地林地农田草地;4种土地利用导致土壤大团聚体稳定性差异显著(P0.05),湿地和草地之间的差异性最显著;湿地土壤结构相对最好,其次是林地和农田,草地相对最差。本研究结果可为辽河干流流域土地沙化程度评价及分区治理提供参考依据。     

华北土石山区土地利用类型对土壤有效态微量元素的影响

华北土石山区是京津冀地区重要水源涵养、防风固沙和水土保持功能区,是维护京津冀生态安全的重要屏障。土壤养分涵养能力是影响生态工程建设的重要影响因素之一。土壤微量元素是土壤肥力的重要组成部分,受到土地利用类型的强烈影响。为揭示华北土石山区土地利用类型对土壤有效态微量元素的影响,本研究以张家口市崇礼区耕地、草地和林地等主要土地利用类型为研究对象,系统分析不同深度土壤有效铁、有效锰、有效铜、有效锌含量差异及其影响因素。研究结果发现,土地利用类型对土壤有效态微量元素含量具有显著影响(P 0.05)。耕地土壤有效铁、有效锰含量均显著低于林地和草地,均值分别为10.46和10.94 mg·kg–1;耕地土壤有效锌含量(2.58 mg·kg–1)显著高于林地和草地;耕地土壤有效铜含量(0.67 mg·kg–1)显著高于草地,与林地土壤无显著差异(P 0.05)。林地和草地土壤有效态微量元素呈现一定的表聚性,而耕地0–15和15–30 cm土壤有效态微量元素含量均无显著差异。耕地土壤有机碳含量均显著低于林地和草地。土壤有机碳含量与有效铁和有效锰含量呈正相关关系,但与土壤有效铜和有效锌含量呈负相关关系。研究结果可为研究区不同土地利用类型的土壤养分科学管理和土地的可持续利用提供依据。     

贵州喀斯特山区草地生态系统类型转变对土壤有机碳的影响

为探明喀斯特生态脆弱区土地利用方式转变对土壤有机碳的影响,以贵州省不同海拔梯度下的草地及其相应开垦的农田为研究对象,采用成对设计的方法研究了不同海拔梯度下草地、农田的有机碳特征及草地生态系统类型转变对土壤有机碳的影响。结果表明:研究区草地、农田土壤体积质量随土层深度增加显著升高(P <0.05),增幅为17.85%～45.74%,草地转变为农田后土壤体积质量均显著增加,增幅为5.09%～10.88%。研究区草地、农田土壤有机碳含量随土层深度的增加而显著降低,表层(0～10 cm)土壤有机碳含量占整个研究区(0～50 cm)的54.93%,呈表层富集现象。草地生态系统类型转变导致整个研究区土壤有机碳含量显著下降,降幅为19.64%～57.12%,且降幅随着海拔高度的增加而增大;草地转变为农田使土壤有机碳密度下降,降幅12.22%～50.73%。     

青海湖北岸土地利用方式对土壤碳氮含量的影响

以位于青海湖北岸的围栏封育草地、围栏放牧草地、多年生人工草地和农田4种土地利用方式为研究对象,对0～10,10～20和20～30 cm三个土层的地下生物量、土壤颗粒组分、土壤有机碳和全氮含量分别进行了比较研究。结果表明,不同土地利用方式样地间土壤有机碳、全氮储量产生了较明显的差异。0～30 cm深度土体单位面积有机碳储量由高到低依次为:多年生人工草地＞围栏封育草地＞围栏放牧草地＞农田,多年生人工草地显著高于农田(P＜0.05),而另外2个样地间差异不显著(P＞0.05);0～30 cm深度全氮储量与有机碳储量变化趋势相似。4种土地利用方式相比较,0～30 cm土体内地下生物量由高到低依次为围栏封育＞围栏放牧＞多年生人工草地＞农田,分别为2 416.67,1 688.25,1 224.50和1 290.75 g/m²。0～10 cm土层土壤粘粒含量以多年生人工草地最高,并显著高于其他3种土地利用方式(P＜0.05);10～20 cm土层土壤粘粒含量由大到小依次为:多年生人工草地＞农田＞围栏封育草地＞围栏放牧草地;20～30 cm土层的土壤粘粒含量无显著差异。同一土层各土地利用方式间粉粒含量均差异不显著(P＞0.05)。     

三种土地利用方式下南方高山土壤温室气体通量特征及其影响因子研究

为探讨湖北火烧坪三种土地利用方式下土壤温室气体排放的特征及其影响因子,以研究区农田、草地和天然林地为研究对象,采用野外原位静态箱-气相色谱法对其土壤温室气体通量动态变化进行监测,并对环境因子进行分析。结果表明：三种土地利用方式下土壤CO₂均表现为排放,农田土壤CH₄和N₂O表现为排放,草地表现为吸收,林地不一致;土壤含水量抑制土壤CO₂,促进土壤CH₄产生,过氧化氢酶活性与土壤CO₂和CH₄的排放具有显著相关性,有机肥的施用影响土壤N₂O的排放;全球增温潜势（Global warming potential,GWP）由大到小表现为草地 > 林地 > 农田,但草地由于生物量高光合呼吸作用强,向大气排放CO₂的总量则较低。因此,人工草地的建造有利于降低研究区土壤温室气体的排放。     

三江源区土地利用方式对草地植物生物量及土壤特性的影响

以三江源区高寒草甸草原、退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地4种土地利用方式为研究对象,研究了不同土地利用方式的地上、地下生物量,土壤容重和土壤主要养分有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量,结果表明总生物量的排序为高寒草甸草原 >退化高寒草原 >退化高寒草甸草原 >人工草地,退化草地和人工草地的生物量明显降低,尤其是地下生物量,退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地的地下生物量分别为高寒草甸草原的31.9%,54.8%和13.9%,总生物量分别仅为高寒草甸草原的32.8%,49.4%和29.5%。人工草地的表层土壤容重显著降低,而退化对土壤容重没有明显影响,3种天然土地利用方式土壤容重在土壤剖面的变异也不明显。4种类型草地土壤碳氮磷养分含量均处于很低的水平,退化主要造成表层土壤碳氮的严重损失,平均分别损失了53.0%和52.4%,4种利用方式土壤有效氮和有效磷含量极低,而退化对土壤的全磷和有效磷影响不大。     

土地利用方式对低山丘陵区土壤理化性质及微生物群落的影响

为探究土地利用方式对辽西北低山丘陵区土壤性质的影响,以喀左县为研究样点,采集毗邻草地、林地和农田的土壤,测定其理化性质和微生物群落结构。结果表明：草地土壤的全磷、速效磷和硝态氮含量最低,农田土壤全氮、铵态氮和全碳含量最低。细菌群落中,林地土壤根瘤菌目的相对丰度最高,农田土壤鞘脂单胞菌目的相对丰度最高;真菌群落中,农田土壤粪壳菌目的相对丰度最高,林地格孢腔菌目的相对丰度最高。农田土壤细菌和真菌的Chao1指数和观测物种数显著地低于林地(P<0.05)。农田土壤微生物的乙醛酸循环和碳水化合物降解等途径丰度较高,但磷酸戊糖途径和碳水化合物合成等途径的丰度较低。综上,与草地和林地相比,农田土壤氮素流失严重,土壤微生物多样性下降,微生物群落趋向于增强土壤氮挥发和碳分解,不利于氮积累和碳固存。     

华北农牧交错带不同土地利用类型的土壤养分特征：以张北县为例

本研究以华北农牧交错带旱地、水浇地、草地和林地4种土地利用类型为研究对象,测定分析了0–15和15–30 cm土层土壤有机质、全氮、全磷、速效钾、有效铁、有效锰、有效铜和有效锌等营养元素含量差异及其影响因素。结果表明:1)土壤有机质、全氮和全磷含量从大到小依次为水浇地、草地、林地和旱地,而土壤有效钾含量从大到小依次为水浇地、林地、旱地和草地;水浇地土壤有机质、全氮、全磷和土壤有效钾含量均最高,分别为43.42、2.62、2.86和444.00 g·kg–1。2)不同微量元素对土地利用类型的响应不同,但水浇地土壤有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量在4种土地利用类型中均较高,分别达到11.45、15.21、0.59和2.04 mg·kg–1。3)土壤养分含量与土壤颗粒组成、pH等基础理化性质具有显著的相关性。土地利用类型对土壤养分元素含量均具有显著的影响,水浇地土壤由于其高水肥投入而具有较高的养分含量。研究结果对区域土壤养分科学管理和土地资源的可持续利用提供理论依据。     

基于土地利用的内蒙古牧区生态系统服务时空变化(2000-2015)

内蒙古牧区是我国北方生态安全屏障,生态脆弱,近年来开发强度大,土地利用变化明显.本文以内蒙古牧区为研究区,利用遥感地理信息系统和模型模拟的方法,通过2000—2015年土地利用转移矩阵和变化动态分析,了解生态系统服务碳固定、土壤保持演变特征,开展土地利用变化及碳固定、土壤保持评价,为牧区土地资源管理提供科学支撑.结果表...     

喀斯特山区不同草地土壤养分与酶活性特征

为探究喀斯特山区植被恢复过程中不同草地的土壤性质,研究了贵州喀斯特山区不同草地土壤酶活性和土壤养分含量的变化规律。结果表明:土壤酶活性和土壤养分含量随着土层厚度增加而减少;过氧化氢酶和磷酸酶活性在3种草地中的变化趋势为林草间作地>荒草地>退耕还草地,脲酶活性在0~10 cm土层的变化趋势为林草间作地>荒草地>退耕还草地,10 cm以下土层的变化趋势为林草间作地>退耕还草地>荒草地,蔗糖酶活性为荒草地>林草间作地>退耕还草地,蛋白酶活性为林草间作地>退耕还草地>荒草地,多酚氧化酶活性在3种草地中的变化各异;土壤养分含量在3种草地土壤中表现为林草间作的高于荒草地和退耕还草地。相关性分析得出:不同草地土壤养分含量与土壤酶活性的关系不同,正负兼有。研究结果表明:随着地表植被逐渐恢复、生物多样性逐渐增加的林草间作地土壤酶活性与土壤养分含量都较高,喀斯特山区生态环境逐渐得到了改善。     

喀斯特山区不同草地土壤结构及分形特征

以喀斯特区域不同草地生态恢复阶段为研究对象,采用时空互代法对喀斯特山区耕地、退耕还草地、草地、林草间作地的土壤颗粒、团聚体、微团聚体粒径分布及分形维数进行研究,并分析分形维数与土壤理化性质的相互关系。结果表明,在石漠化恢复过程中,粗粒径微团聚体、团聚体含量随生态的不断恢复而增加,细粒径含量降低,但土壤机械组成与之相反。0~10 cm土层土壤微团聚体平均重量直径(MWD)表现为林草间作地、草地>耕地>退耕还草地,退耕还草地显著低于其他草地类型,分别比林草间作地、草地、耕地低0.15、0.15和0.11 mm;团聚状况在10~20 cm下均表现为草地>林草间作地>耕地>退耕还草地,其中退耕还草地显著低于林草间作地和草地,分别低8.26%和13.18%;土壤结构特征表明退耕还草地结构最弱。生态恢复过程中,土壤微团聚体和团聚体的分形维数从大到小依次为退耕还草地>耕地>林草间作地>草地,土壤颗粒分形维数从大到小依次为草地>林草间作地>耕地>退耕还草地,表明喀斯特山区土壤结构随生态恢复而逐渐变好,土壤分形维数一定程度上能反映喀斯特石漠化区域生态恢复的过程与特征。同时喀斯特地区土壤分形维数与其理化性质存在较好的相关性,微团聚体及团聚体分形维数能够较好的表征土壤结构及抗蚀能力的强弱。在石漠化区域生态恢复与石漠化治理过程中,通过人工调控措施,缩短退耕还草阶段,加快草地等植被覆盖度的增加,能有效减少水土流失,改善该区生态环境。     

宁南山区不同土地利用类型下土壤水分分布及其干燥化特征

为明确宁南山区不同土地利用类型下土壤干层垂直分布特征和影响因子，本试验运用干层起始深度（Forming depth of desiccated soil layer，DSLFD）、干层厚度（Thicknesses of desiccated soil layer，DSLT）、干燥化指数（Soil desiccation index， SDI）及土壤水分相对亏缺指数（Compared soil water deficit index，CSWDI）对0~600 cm土壤干层状况进行定量评价，同时采用典型相关性分析确定影响土壤干层的主控因素。结果表明：宁南山区林地、灌木地、草地、弃耕地和农地0~600 cm平均土壤水分（Soil moisture content， SMC）含量分别为11.46%，11.79%，14.97%，14.52%和14.66%。草地、弃耕地和农地未出现土壤干层，林地和灌木地分别呈现中等和轻度干燥化，DSLT均为440 cm，干层内土壤平均含水量（Desiccated soil layer-soil moisture content，DSL-SMC）分别为9.10%和9.93%，林地土壤强烈干燥层、严重干燥层、中等干燥层和轻度干燥层厚度分别为40，200，180和20 cm，灌木地土壤严重干燥层、中等干燥层和轻度干燥层厚度分别为80、240和120 cm。不同土地利用类型下60~600 cm土层CSWDI均值呈现出林地（0.58） > 灌木地（0.46） > 弃耕地（-0.03） > 草地（-0.08）。冗余分析（Redundancy analysis，RDA）分析表明土地利用类型、土壤、植被养分状况是影响土壤干燥化的主控因子。宁南山区不同土地利用类型下乔木和灌木存在土壤干层，应采取树体修剪、整地、控制种植密度等措施恢复土壤水分，以促进区域水土资源可持续利用和林草植被恢复。     

黄土高原坡地退耕恢复草地的土壤水分动态

为了解黄土高原水蚀风蚀区坡地退耕还草后的土壤水分消耗与补充过程,利用2003年开始的野外坡面径流小区定位观测土壤剖面水分,分析坡地退耕还草多年后的土壤水分动态变化及丰水年的恢复状况。结果表明:坡地退耕还草后,土壤水分含量降低,多年以后,苜蓿地显著低于坡耕地,含水量已接近或者达到萎蔫含水量。撂荒草地土壤水分含量稍低于坡耕地,尽管坡耕地有较多的径流,但是土壤水分含量保持在较高水平。2010年初3个处理土壤剖面平均含水量分别为7.4%,12.6%,12.5%,丰水年降水可以不同程度的补充土壤剖面水分,补充深度较一般年份深110 cm左右,苜蓿地、撂荒地、坡耕地土壤水分分别恢复到10.0%,14.5%,15.5%,分别增加了35.1%,15.1%,24.0%。因此,坡耕地退耕种植紫花苜蓿(Medicago sativa)导致土壤水分含量显著降低,只有在丰水年土壤水分含量才有较明显的恢复。     

高寒草地土壤有机碳含量同植物功能群数量特征关联度或然性初探

采用逐次回归分析法及主成分分析法,对青藏高原高寒草地不同土地利用方式(草甸、草原、人工草地、农田)的67块样地植物功能群数量特征同土壤有机碳含量的耦合性进行分析,以明晰土地利用格局或植被演替对土壤有机碳同植物群落数量特征的影响.结果表明:青藏高原植物-土壤系统有机碳含量在草地利用模式变化或演替过程中具有较强的解释能力.土壤有机碳含量同植物功能群数量特征关联度的或然性受到草地的利用模式、利用强度和利用历史等因素的影响.人工生态系统土壤有机碳含量同地上植物功能群数量特征之间无明显的耦合关系;健康草地生态系统土壤有机碳含量容易同放牧顶级群落优势种数量特征建立一定的耦合关系.退化草地生态系统土壤有机碳含量容易同提高限制性土壤养分的植物功能群建立耦合关系.     

祁连山国家级自然保护区土地利用时空变化及与气候因子关系研究

土地利用类型变化是植被变化最直接的表现形式。祁连山是我国西部地区重要的水源涵养区,生态环境比较脆弱,研究区域内土地利用时空变化对区域生态环境保护具有重要意义。本文基于2000—2018年土地利用类型数据,分析祁连山土地利用时空变化特征及影响因子。结果表明：草地、林地、未利用地是研究区主要的土地利用类型,耕地、城乡、工矿居民用地、水域面积较小;2000—2018年间祁连山范围内草地、林地、水域面积增加,未利用地面积减少,且2005—2010年期间土地利用类型变化最为明显;2000—2018年期间祁连山区域草地覆盖度增加,中、高覆盖草地面积增加,低覆盖草地面积较少;2000—2018年土地利用类型变化主要发生在祁连山西部地区,主要为草地与未利用地之间的相互转化。草地变化受降水、相对湿度的影响较大。