北京平原地区不同土地利用类型对土壤颗粒组成及其分形特征的影响

选取农田、撂荒草地、人工乔木林、人工灌木林和次生林5种不同土地利用类型土壤颗粒为研究对象,采用Microtrac S3500激光粒度仪测定土壤样品粒径,利用土壤分形学理论和方法,分析不同土地利用类型对土壤颗粒组成及其分形特征的影响。结果表明,土壤粒径在不同土地利用方式下存在显著差异,其中撂荒草地以砂粒为主,农田、人工乔木林、人工灌木林和次生林以粉粒为主;次生林、人工乔木林黏粒体积分数最大,且显著大于其他土地利用类型,撂荒草地最小;次生林、人工乔木林、人工灌木林粉粒体积分数最大,且显著大于农田与撂荒草地;砂粒体积分数则与粉粒相反。土壤分形维数的大小依次为撂荒草地＜农田＜人工灌木林＜次生林＜人工乔木林;土壤分形维数与土壤黏粒含量、粉粒含量均呈显著正相关,与土壤砂粒含量呈显著负相关。     

山涧口流域土壤机械组成特征研究

为了研究山涧口流域土壤机械组成特征,应用筛分法及密度计法,对16块样地的土壤进行取样和测定,得出以下结论:(1)山涧口流域土壤机械组成为粗砂土,表层土壤砂粒含量最低。(2)砂粒与深度呈现正相关关系,粗粉粒与深度呈负相关关系,粘粒与深度没有显著的相关性。(3)砂粒与海拔呈现正相关关系,粗粉粒与海拔呈负相关关系,粘粒与海拔没有显著相关性。(4)人类活动引起村庄附近未扰动土壤中粘粒含量升高。     

沂蒙山林区不同植物群落下土壤颗粒分形特征

运用土壤物理学和分形学原理与方法,研究了沂蒙山林区7种植物群落下的土壤颗粒组成与分形特征。结果表明:1)研究区土壤颗粒组成具有石质山地典型粗骨土的结构特征,各种植物群落的土壤中以粗砂粒含量最高,细砂粒含量次之,而石砾含量和粉黏粒含量较低;2)防护林群落具有显著地改善土壤颗粒组成和提高土壤颗粒分形维数的作用,其作用程度为针阔叶(赤松+麻栎)混交林依次高于阔叶林(刺槐纯林、麻栎纯林)和针叶林(赤松纯林);3)土壤颗粒分形维数与土壤中粉黏粒(粉粒及黏粒)含量呈极显著正相关,与细砂粒和粗砂粒含量呈显著的负相关,而与石砾含量的相关性不显著。研究成果可为沂蒙山区水土保持植被类型的合理选择与配置提供参考。     

露天煤矿排土场边坡不同年限沙棘对林下土壤肥力质量的影响

2014年8月,对内蒙古自治区霍林河煤业南露天煤矿排土场边坡栽植不同年限的沙棘林Hippophae rhamnoides土壤肥力进行调查,通过采样分析,对排土场栽植沙棘林下、覆土植被天然恢复区边坡及天然草地不同土层土壤机械组成和化学性质进行对比。结果表明,各样地以砂粒含量最大,细粉粒最小,栽植沙棘7 a后可显著降低砂粒含量(P0.05),提高黏粒含量;随栽植年限增加,土壤有机质、碱解氮、表层速效钾含量逐渐增加,p H值趋于中性,速效磷含量呈先升高后降低趋势;Pearson相关系数分析显示,碱解氮、速效钾与土壤砂粒含量及p H值呈显著负相关、与有机质含量呈显著正相关,速效磷与粗粉粒含量变化呈显著正相关。调查结果表明,在内蒙古森林草原向典型草原过渡地带矿区排土场栽植沙棘林可有效改善土壤质量。     

海拔对毛竹林土壤物理性质和水分特性的影响

在毛竹分布南缘的中亚热带与南亚热带气候过渡区,选择土壤类型、坡度、坡向、经营水平等一致的3个海拔梯度毛竹林,对土壤物理性质和水分特性指标进行了测定,结果表明：相同海拔梯度毛竹林随土层的加深,土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度、饱和持水量、田间持水量、粘粒和砂粒含量增大,而毛管孔隙度和粉粒含量减小;海拔对毛竹林30cm土层的土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量影响不显著,而土壤非毛管孔隙度、饱和持水量随海拔升高而显著增大;不同海拔梯度毛竹林30cm土层的土壤微结构颗粒组成为砂粒〉粉粒〉粘粒,粘粒、粉粒含量随海拔升高而减小,砂粒含量趋于增大;试验区随海拔的升高,土壤物理性质和水分特性趋于有利于毛竹林生长变化。     

喀斯特不同侵蚀场地土壤颗粒分布及可蚀性特征

选取西南喀斯特最为典型的坡地、洼地和落水洞为研究单元,采用野外调查采样与室内试验相结合的方法,研究坡地、洼地和落水洞土壤颗粒的分布规律和土壤可侵蚀性特征。结果表明:土壤颗粒的质量分数分布,坡地为砂粒(42.25%)>粉粒(36.33%)>黏粒(21.42%);洼地为粉粒(51.80%)>砂粒(32.61%)>黏粒(15.59%);落水洞为粉粒(51.65%)>砂粒(31.67%)>黏粒(16.68%),坡地以砂粒为主,洼地和落水洞以粉粒为主。土壤可侵蚀性K值变化范围:坡地为0.07~0.22,洼地和落水洞分别为0.26~0.33和0.25~0.32,坡地土壤抗侵蚀能力强于洼地和落水洞。土壤分形维数与砂粒含量呈负相关,与粉粒含量呈正相关,与黏粒含量呈显著正相关。土壤可侵蚀性K值与砂粒和黏粒含量呈负相关,与粉粒含量呈显著正相关。土壤侵蚀沉积易形成质地较细,结构良好的土壤,但形成的土壤抗侵蚀能力较弱,易发生二次水土流失。     

毛乌素沙地油蒿植冠下表层土壤粒径特征分析

为探索毛乌素沙地油蒿植冠下表层土壤结构与土壤稳定性的关系,分析了油蒿植冠微环境下土壤粒径特征及其相关因素。研究表明:油蒿植冠下表层土壤机械组成以砂粒为主,占总质量的81.51%,其次是粉粒,占16.66%,粘粒含量最少,占1.83%,有机质平均含量4.52 g/kg,总氮平均含量0.19 g/kg,受油蒿植株形态结构特征等因素影响,油蒿植冠下表层土壤不同方向、同一方向不同距离处土壤颗粒组成及养分状况存在差异;油蒿植冠下表层土壤颗粒分形维数介于1.694至1.876之间,土壤分形维数与土壤粘粒含量呈显著正相关(p0.05),与砂粒、粉粒的相关性不显著,与土壤有机质、总氮含量呈显著负相关(p0.05)。土壤微团聚体作为土壤结构的颗粒单元,其含量及组成与土壤抗侵蚀性密切相关,在对油蒿群落进行恢复重建过程中,要充分考虑油蒿植冠微环境下表层土壤粒径特征。     

韩江流域典型区叶塘组紫色岩上发育土壤理化性质研究

采用野外调查和室内实验分析相结合的方法,研究了韩江流域典型区梅江盆地白垩系上统叶塘组(K2yt)紫色岩发育的土壤理化性质特征。结果表明:叶塘组紫色岩发育的土壤砂粒含量高而粘粒含量低,容重较大,孔隙度、自然含水量偏低,pH呈弱酸性,钾素含量丰富,但有机质、氮素和磷素含量相对缺乏。K2yt发育的土壤理化性质随地形变化明显,从丘顶、丘腰到丘脚,土层逐渐增厚,土壤粘粒含量、容重和自然含水量逐渐递增,砂粒含量、孔隙度逐渐递减,土壤有机质及各种矿质养分含量均呈递增趋势。并提出了紫色土可持续利用的对策。     

沂蒙山林区不同植物群落下土壤颗粒分形与孔隙结构特征

为探索人为活动干扰下植物群落变化对土壤物理结构特征的影响,运用土壤分形学和水文学原理与方法研究沂蒙山林区7种植物群落下的土壤颗粒组成、分形维数、土壤孔隙度及其相关性。结果表明:在长期农业耕作等人为干扰下,玉米作物、板栗经济林和灌草丛群落下的土壤颗粒呈粗粒化特征,分形维数显著降低,土壤总孔隙度和毛管孔隙度下降,非毛管孔隙度增加,土壤物理结构呈现退化状态;而处于长期封禁保护下的森林群落,土壤颗粒分形维数较大,粉黏粒等细粒物质的含量较高,孔隙结构状况较好。研究区土壤颗粒组成具有石质山地典型的粗骨土结构特征,森林群落能显著增加土壤中粉黏粒等细粒物质的含量和对土壤空隙的填充能力,是其改善土壤物理结构的分形学机制。土壤颗粒分形维数与土壤粉黏粒含量、总孔隙度和毛管孔隙度之间存在明显的线性正相关,而与土壤砂粒含量和非毛管孔隙度具有线性负相关关系,它能较好表征植物群落变化对土壤颗粒组成和孔隙状况的影响,因而可作为评价土壤物理结构质量的一项综合性指标。     

坡度及旅游干扰对土壤粒度特征的影响

以天马山土壤粒度特征为研究对象,通过室外调查与室内试验相结合,分析了不同坡度对土壤粒度特征的影响以及受旅游干扰后土壤粒度特征的变化。结果表明:研究区土壤粒度组成以黏粒为主,粉粒次之,砂粒最低;粒度特征受旅游干扰影响后呈现出分选性变差,偏度多为极负偏,峰态值普遍偏高。不同坡度的平均粒径不存在显著差异;分选系数、偏度、峰度之间均存在显著性差异。相关分析证明分选系数与偏度呈显著正相关关系,与峰度呈极显著的负相关。表明土壤粒度分选性越差,偏度值越小,峰度值越趋向窄峰态。受旅游干扰后土壤粒度频率分布曲线均发生明显变化,由对称的单峰曲线向复杂的多峰曲线转移。说明在旅游干扰下粒度特征存在多成因组分,且平坡较陡坡更易受到旅游干扰的影响。     

西双版纳不同林分土壤机械组成及其肥力比较

以西双版纳热带季节雨林与橡胶林的土壤机械组成、土壤有机质、全N、全P、全K为研究对象,对2种土壤在质地、结构与肥力上的差异进行了研究.结果表明:季节雨林与橡胶林的土壤在机械组成上差异较大,达1%的极显著水平;季节雨林砂粒含量较高,粉粒与粘粒含量相对较低,3个剖面0~100 cm不同深度层次3种土壤颗粒所占比例平均为砂粒47.76%~57.43%,粉粒22.75%~23.69%,粘粒19.53%~29.50%,因此属于砂质粘壤土类型;相对于季节雨林,橡胶林砂粒含量较低,约占25.09%~31.88%,而粉粒、粘粒含量相对较高,其中粉粒约占33.33%~36.84%,粘粒约占31.29%~41.58%,因此属于粘壤土;2种土壤的有机质、全N、全P、全K与砂粒含量呈负相关,与粉粒、粘粒呈正相关,并且橡胶林土壤的有机质、全N、全P、全K含量明显要高于季节雨林,因此可以初步判定橡胶林的土壤肥力大于季节雨林.     

人为干预对太行山坡地核桃林土壤理化性质的影响

[目的]探究人为干预对山区坡地人工经济林土壤理化性质的影响，为森林土壤恢复和可持续经营提供科学依据。[方法]以太行山坡地未管理、清理灌草、清理灌草施肥这3种干预方式的核桃林为研究对象，通过野外调查和室内实验比较分析3种干预对核桃林土壤理化性质影响，并采用主成分分析法对土壤质量综合评价。[结果](1)不同人为干预的核桃林土壤理化性质差异明显，未管理的土壤黏粒、粉粒、电导率、有机碳、全氮、全磷最高，土壤砂粒、含水量最低；清理灌草的土壤黏粒、粉粒、电导率、有机碳、全氮等较未管理显著降低(p<0.05)，土壤砂粒、含水量则较未管理显著增加(p<0.05)；清理灌草施肥的土壤黏粒、粉粒、电导率、含水量、全氮、全磷、全钾较清理灌草略有增加，土壤砂粒、pH、有机碳等较清理灌草略有降低。(2)各干预的核桃林土壤理化性质之间相关性显著，土壤黏粒与砂粒在均呈极显著负相关(p<0.01)，土壤有机碳与全氮均呈显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)正相关，其余土壤理化指标则在各干预、干预内部土层间呈不同程度的相关性变化。(3)各干预的核桃林土壤理化性质存在一定程度变异，土壤...     

滇中尖山河流域不同土地利用类型土壤粒径分布对土壤有机碳组分的影响

【目的】土壤粒径分布是影响土壤性质的指示指标,与土壤有机碳含量有着密切的相关性,并对土壤有机碳的转化有着显著的影响,了解不同土地利用类型土壤粒径分布与活性有机碳组分的关系。【方法】以滇中尖山河流域坡耕地、荒草地、林地、园地4种主要土地利用类型为研究对象,系统地分析了其土壤剖面(0～10cm、10～20 cm、20～30 cm)的颗粒组成、活性有机碳(AOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组分有机碳(LFC)、总有机碳含量(SOC)的分布特征及其相关性。【结果】坡耕地、荒草地、林地、园地不同土层土壤粒径中粗粉粒的平均含量均在整个土层中所占比例最高,平均含量分别为43.13%、52.92%、41.70%、41.17%;不同土层土壤AOC、POC、LFC、SOC均呈现出随着土壤深度增加而降低的垂直分布特征,其含量整体均表现为园地林地坡耕地荒草地;土壤有机碳与砂粒含量之间呈极显著的负相关,与粉粒、粘粒含量之间呈极显著的正相关。【结论】坡耕地土壤在利用过程中,可增加耕层砂粒和粗粉粒含量,改变其机械组成,人为改土培肥,提高作物产量;退耕还林以及在荒草地种植农作物可作为提高土壤有机碳含量的有效措施,不仅可起到较好的水土保持作用,同时也是改善土壤质量、恢复土壤肥力、提高碳储量以及实现该区域植被恢复重建的根本保障。     

风沙区和黄土区采煤塌陷裂缝对土壤物理性质的影响研究

为了探明风沙区和黄土区采煤扰动塌陷后对土壤原有物理性质的影响。以陕西省神东矿区大柳塔镇(风沙土区)与内蒙古上湾镇(黄土区)采煤塌陷裂缝为研究对象,采用野外原位取样的方法,在两种土壤类型条件下,对比分析了不同裂缝宽度(7、32、54和68 cm)距裂缝不同距离(0、1、3和5 m)土壤的含水量、容重及机械组成的差异,结果表明：土壤含水率整体表现为随裂缝宽度和距裂缝距离的增加而减少的趋势;土壤容重整体表现为距裂缝距离的增加呈增大趋势;土壤砂粒、粘粒和粉粒的比例为7∶2∶1,其中,砂粒含量均占据主导地位,但其含量在风沙土和黄土中具有一定差异;而粘粒含量在风沙土和黄土中分别为13.38%～26.79%、13.13%～26.56%,变化幅度较大;粉粒含量均较低。综上所述,土壤机械组成表现出采煤塌陷区土壤物理性质质量较差,采煤塌陷裂缝会影响土壤物理性质的变化,局部土壤水分和颗粒物散失,这一点在矿区植被恢复与建设过程中不容忽视。     

荆条灌丛下不同林木幼苗根周土壤颗粒分形特征

通过野外调查取样与室内分析相结合的方法,研究了太行山地区荆条灌丛下,不同林木幼苗根周土壤颗粒分形特征。结果表明,试验地土壤以粉砂壤土为主,土壤粘粒含量较少;荆条灌丛冠幅内林木幼苗根周土壤粘粒与粉粒体积百分比高于冠幅外,砂粒体积百分比则低于冠幅外。栓皮栎幼苗根周土壤分形维数值侧柏幼苗根周土壤分形维数值,荆条灌丛冠幅内外不同林木幼苗土壤的分形维数差异显著。土壤颗粒分形维数与砂粒(50~2 000μm)显著负相关,与粘粒(2μm)和粉粒(2~50μm)显著正相关,与土壤有机质、全氮含量为显著的线性正相关关系,与速效磷含量相关性不明显。     

汶川地震对四川理县典型受灾区岷江柏人工林土壤理化性质的影响

【目的】通过对四川理县地震灾区不同受灾程度森林土壤理化性质的对比调查,探索地震对土壤的影响,为受灾地区土壤修复提供科学依据。【方法】2013年11月选取汶川地震受灾区岷江柏人工林地进行调查与采样,在熊尔山调查点(山地褐土)选取1个对照(未受地震次生灾害明显破坏)和3个受灾林分,在蒲溪沟调查点(山地棕壤)选取1个对照和2个受灾林分。测定表层土壤(0~20 cm)的密度、总孔隙度和颗粒组成特征,分析土壤剖面3个土层(0~20,20~40和40~60 cm)土壤的pH值、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、有机质和阳离子交换量等养分指标。【结果】地震造成0~20 cm层土壤密度显著提高,受灾土壤密度平均值高达1.28 g·cm-3,与对照相比,熊尔山和蒲溪沟2调查点的土壤密度平均值分别提高6.1%和18.6%;伴随着土壤密度增大,土壤总孔隙度均显著减少(两者极显著负相关,γ=0.998**),导致土壤透水能力下降,地表径流和水土流失危险增大;受地震次生灾害影响,2调查点土壤有机质含量平均值分别下降56.1%和52.2%,表层土壤(0~20 cm)的黏粒含量分别平均下降了54.8%和57.1%,土壤砂粒和粉粒含量显著升高(P0.05);地震引起2个调查点各土层(0~20,20~40和40~60 cm)土壤pH值显著升高(P0.05),平均提高了11.5%,pH值变化与土壤类型和土层深度相关性不显著,土壤有机质含量减少及黏粒流失可能是导致土壤pH值升高的主要原因;受地震次生灾害影响,土壤全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量均显著降低,熊尔山土壤中的有效磷和速效钾含量分别减少了67.1%和72.2%,而蒲溪沟土壤中碱解氮和速效钾含量分别减少了80.3%和78.0%;土壤有机质含量与全氮含量、碱解氮含量、有效磷含量、阳离子交换量间均显著正相关;土壤的阳离子交换量显著减少,下降79.7%~90.3%,土壤保水保肥能力很弱;根据C/N比的变化分析可知地震后土壤的C损失率高于N损失率。【结论】受地震次生灾害山体崩塌、滑坡、泥石流、土体断裂及掩埋等影响,调查林分的土壤均出现明显的退化现象:土壤密度升高,总孔隙度下降,土壤pH值增大,黏粒流失十分严重,养分含量和阳离子交换量明显降低。建议该类林地的土壤修复应着重提高土壤有机质含量、改善土壤保水保肥性能和减少土壤黏粒流失等。     

平茬对毛乌素沙地飞播杨柴林土壤养分与颗粒组成的影响

本文以毛乌素沙地飞播杨柴林为研究对象,对4种平茬强度(预留盖度10%、20%、30%、40%)及未平茬杨柴林(对照)的土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾及粒径组成进行研究,了解平茬对土壤理化性质的影响,为杨柴林分结构调控提供依据。结果显示：(1)预留盖度10%～30%平茬可提高0～20 cm土层土壤全氮含量,预留盖度20%较对照提高了137.50%;预留盖度30%土壤有机质含量较对照提高6.29%;4种预留盖度平茬处理样地土壤速效氮、速效磷、速效钾含量均显著低于对照;杨柴林土壤养分表现出一定的表聚效应,主要集中在0～5 cm土层。(2)平茬提高了土壤黏粒和粉粒含量,降低了砂粒含量,对0～10 cm土层影响较大,预留盖度20%较对照0～20 cm土层黏粒和粉粒含量提高了205.68%和144.97%,砂粒含量降低了7.65%。(3)基于改善土壤理化性质考虑,建议飞播杨柴林在平茬抚育时选择20%～30%的预留盖度为宜。     

春季萌发受抑核桃园土壤盐分与粒度分布及其关系研究

以温宿县春季萌发受抑早实核桃园作为研究区,通过采集不同土层土壤进行粒度和盐分分析.研究结果表明温宿县春季萌发受抑早实核桃园与对照土壤均主要由细沙和粉粒组成,总体属于壤土或沙土质地;土壤以粗组分为主,分选性很差;萌发受抑核桃园土壤总盐含量显著高于对照（P〈0.01）,不同土层之间含盐量存在较大差异,土壤盐分含量与机械组成有很强的相关性,与沙粒含量呈显著负相关,而与土壤粉粒和黏粒含量呈正相关,与粉粒含量的相关性达到极显著水平（P〈0.01）.     

冀东矿区不同植被恢复类型尾矿基质粒径组成和养分特征研究

为探究植被恢复对尾矿基质结构的影响,以河北唐山迁安马兰庄矿区直接在裸尾矿上营造的沙棘林、火炬—沙柳混交林和柽柳—杨树混交林为研究对象,裸尾矿样地为对照,研究不同植被恢复林对尾矿基质粒径组成、分形维数和养分状况等指标的影响。结果表明:植被恢复改变了尾矿基质粒径组成,促进了尾矿基质颗粒的细化,其中沙棘林对尾矿基质粒径组成的改良效果最好,其黏粒、粉粒和极细砂粒含量在0～30 cm土层均值分别0.14%、32.32%和34.14%,显著大于裸尾矿样地(P0.05),分形维数为1.92,显著大于裸尾矿样地(P0.05);植被恢复有效提高了尾矿基质的养分含量,3种植被恢复林尾矿基质的碱解氮、全氮和有机质含量显著大于裸尾矿样地(P0.05),沙棘林的pH显著小于裸尾矿样地(P0.05);相关性分析表明:粒径分形维数与黏粒、粉粒、极细砂粒、碱解氮、全氮和有机质含量呈极显著正相关(P0.01),与细砂粒、中砂粒含量和pH呈极显著负相关(P0.01)。综上可知,植被恢复可有效提高尾矿基质的细粒物质含量,改善养分状况,粒径分形维数可以表征尾矿基质的粒径组成和养分特征。     

关中西部典型人工生态林与经济林林地土壤的剖面特征及土壤粒度组成

对陕西关中西部的苹果人工经济林和槐树人工生态林林地土壤剖面的结构、土壤的粒度组成进行了系统研究。结果表明:(1)人工生态林林地所设的YSL土壤剖面其土壤的碳酸钙淋溶作用较人工经济林林地所设的YSP土壤剖面强;(2)YSP与YSL土壤剖面不同发生层,其土壤粘粒与砂的含量变化差异较粉砂大;(3)YSP土壤剖面的土壤粘粒较YSL土壤剖面的淋失深度浅,但淋溶量大;(4)YSP土壤剖面表层土壤的粘粒含量较YSL土壤剖面高,表明精细的人为管理方式对其林地表层土壤的粘化有显著影响。