南方典型红壤侵蚀区土壤有机质的影响因素及精准治理

以福建省长汀县朱溪流域为研究区，综合运用遥感、冷热点分析、灰度关联度法、神经网络模型，对研究区内不同因子对土壤有机质的影响及土壤有机质的精准治理方案进行了研究。结果表明：(1)朱溪流域西部与东北部为土壤有机质的热点区，南部与北部为冷点区；(2)各因子对有机质含量的影响程度排序为：高程>植被覆盖度>土地利用强度>坡度>水土保持措施耗费；(3)构建的MLP神经网络模型预测的正确率高达92.6%，利用模型预测在植被恢复、工程恢复、植被工程恢复三种治理措施下土壤有机质的恢复情况，通过精确定位，可实现生态恢复措施最优的空间分布，减少因治理空间错位造成的经济损失。     

南方红壤侵蚀区水土保持植物群落结构对土壤性状的影响

本研究了南方红壤侵蚀区水土保持植物群落结构对土壤理化性状的影响，结果表明水土保持复合植物群落结构不仅能够有效地减少土壤流失量，而且使土壤理化性状得以改善。水土保持复合植物群落结构可增强土壤保水保土能力，稳定土壤水分和温度，改善土壤通透性，提高土壤pH值及土壤肥力水平，达到增肥、改土、稳产目的，从而促进农业生态的良性循环。同时，笔建议在南方红壤侵蚀区种植果树的生产实践中采用水土保持复合植物群落结构。     

植被恢复对亚热带侵蚀红壤团聚体养分分布的影响

为深入了解不同植被恢复年限下土壤团聚体养分分布特征,以典型红壤侵蚀区福建省长汀县河田地区恢复年限分别为0,5,10,15,30,80a的坡地土壤为研究对象,分别对0—20cm和20—40cm土层不同粒径团聚体养分含量进行测定,并分析了它们与不同团聚体的相关关系。结果表明:(1)植被恢复过程中,土壤团聚体有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量的变化范围分别为2.06~27.71g/kg,0.54~2.12g/kg,0.034~0.171g/kg,2.20~6.89g/kg,0.31~3.30mg/kg和7.35~85.71g/kg;(2)有机碳、全氮、全磷和速效磷含量随着团聚体粒径的减小总体上表现出显著升高趋势(P0.05),全钾和速效钾含量无明显差异(P0.05);(3)随植被恢复年限增加,各粒径团聚体中有机碳、全氮、全磷、速效磷含量总体上呈显著升高趋势(P0.05),全钾含量先升高后降低,而速效钾含量表现出波动增加趋势;(4)恢复初期(0a和5a)不同土层间团聚体养分含量无明显变化(P0.05),其它恢复年限0—20cm土层团聚体有机碳、全氮、全磷、速效磷和速效钾含量显著高于20—40cm土层(P0.05);(5)团聚体对土壤养分的贡献率表现为(5mm)(2~5mm)(0.5~1mm)(1~2mm)(0.25~0.5mm)(0.25mm),2mm粒径养分贡献率达34.18%~49.93%,土壤养分含量与0.25mm粒径相关性较强(P0.01)。植被恢复在降低土壤侵蚀的同时,土壤团聚体养分含量明显增加,土壤结构得以改善,养分固持能力得到加强。     

漓江上游红壤侵蚀区不同植被群落环境因子差异

 为给漓江流域红壤侵蚀区植被恢复和重建提供科学理论依据,研究漓江上游流域红壤侵蚀区主要植被类型群落内小气候环境因子的差异,采用“以空间导时间”的方法分析植被退化过程中主要环境因子的变化。在植被退化的过程中,由于植被群落结构和物种组成的退化,主要的小气候环境因子均发生比较明显的变化,主要表现:针阔混交林类型群落和常绿阔叶林类型群落照度的垂直差异和时间变化非常小,而草丛群落以及灌丛群落的照度存在比较明显的垂直差异,光照强度随高度的增加而增大,在150cm以上的高度,照度的时间变化比较明显;针阔混交林类型群落和常绿阔叶林类型群落气温的垂直变化非常小,一般在0．5℃以下,在监测时段内其气温的变化幅度在2℃左右,而草丛群落和灌丛群落气温的垂直变化和时间变化相对较大,气温垂直变化的幅度最大可达到6℃; 针阔混交林类型群落和常绿阔叶林类型群落空气相对湿度的垂直变化不明显,变化范围一般在5％以下,草丛群落和灌丛群落空气相对湿度的变化幅度比较大,最大可达25％;常绿阔叶林类型群落的土壤内部温度变幅最小,在0．5℃以下,而灌丛群落的波动幅度较大,可达8℃左右。总体而言,在植被退化过程中,光照强度、空气温度、土壤温度和气地温差不断增大,空气湿度逐渐降低,同时,主要小气候环境因子的时空波动性从平缓渐趋剧烈。     

红壤侵蚀区马尾松林下植被特征与土壤侵蚀的关系

针对南方花岗岩发育的红壤侵蚀区,在赣县大田乡选择5个低丘马尾松林,利用植物样方调查方法对样地的地形、土壤、植被、侵蚀沟进行调查和测量,基于获取的数据,利用统计学方法分析植被特征与土壤侵蚀的关系.结果表明：1）马尾松人工林郁闭度低,林木生长状况差,林地阳坡半阳坡植被总盖度仅为36.9％;2）林下灌草生物量低,物种丰富度、多样性、均匀度差,物种较为单一;3）林下植被以草本为主,草本以芒萁为主,其生物量占草本总生物量的75％以上;4）马尾松林下细沟、浅沟发育,土壤侵蚀严重,仅细沟、浅沟流失的土壤厚度达71.2 mm;5）不同坡位的侵蚀沟发育相关性显著,侵蚀沟与坡面的微环境差异明显,尤其是土壤密度和土壤水分差异显著;6）马尾松林下土壤侵蚀量对植被恢复具有抑制作用,但沟壑密度的发育能够提高灌草物种丰富度、多样性,以及促进灌草均匀性分布.     

红壤侵蚀区恢复森林群落物种多样性对土壤生物学特性的影响

研究了南方红壤丘陵区不同森林恢复类型下生物多样性的变化,并用逐步多元回归分析法探讨了10种土壤生物学指标对多样性变化的响应。结果表明：研究样地中物种多样性以天然次生林最高。不同土壤生物学指标对物种多样性变化的响应不尽相同,其中土壤有机质、微生物生物量碳、细菌数量、真菌数量、微生物总数、脲酶、酸性磷酸酶等7个指标随着灌木物种多样性的增加而得到改善;细菌数量和酸性磷酸酶随乔木物种多样性的增加而增加;放线菌数量和多酚氧化酶随灌木个体数的增加而增加;真菌数量和酸性磷酸酶活性随乔木个体数的增加而减少;转化酶与物种多样性指数没有直接线性关系。最后建立了上述9个指标与物种多样性的相关数学模型。保护和提高南方红壤丘陵区植物群落物种多样性能促进部分土壤生物学活性指标的改善和生态功能的恢复。灌木物种多样性的恢复在人工造林恢复植被过程中应予以重视,它对于土壤生物学肥力的提高具有重要意义。     

赤红壤丘陵坡地不同侵蚀部位土壤养分和微生物特征变异性研究

对华南赤红壤丘陵坡地不同侵蚀部位土壤养分和微生物特性的变异性进行了对比分析。结果表明:水土流失对赤红壤丘陵坡地土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾都有较大的影响,而对全磷和全钾影响较小;随着土壤侵蚀程度的加剧和植被的破坏,土壤微生物总数逐渐减少,土壤基础呼吸和土壤诱导呼吸显著下降;在没有草本植物的情况下,仅有人工荷木并不能起到明显的水土保持作用,近地表覆盖的草本植物应是水土保持植被建设必不可少植物类群。     

长期弃耕降低红壤稻田土壤磷库

【目的】施用磷肥会显著提升土壤磷的活性,弃耕不仅导致土地资源浪费还会带来环境风险。探讨弃耕后稻田土壤全磷、各磷素组分的变化规律及趋势,为弃耕土壤管理提供理论依据。【方法】红壤稻田弃耕长期定位试验于2007—2014年在湖南桃源进行,弃耕前(1991—2006年)为双季稻定位试验,包括不施肥对照(CK)、施氮钾(NK)和氮磷钾(NPK)化肥3个处理。分析了弃耕前后(2006和2014年)土壤全磷、速效磷(Olsen-P)、微生物生物量磷(MBP)及各个磷组分(Hedley法)含量。【结果】弃耕8年后,土壤全磷较弃耕初期下降了19.3～160.8 mg/kg,Olsen-P下降了0.7～14.1 mg/kg,下降幅度分别为5.4%～23.4%和11.0%～45.4%,其中NPK处理的全磷和Olsen-P分别显著下降了23.4%和45.4%(P<0.05)。Hedley-P分级结果表明,弃耕前、后稻田土壤各磷组分的含量高低均为Residual-P>NaOH-P_o>NaOH-P_i>Sonic-P_i>...     

植被恢复对红壤侵蚀区土壤氮组分的影响

为了解植被恢复过程中土壤不同氮组分变化规律,以福建省长汀县典型红壤侵蚀区为研究对象,利用时空互代法,选取5个典型植被恢复阶段样地(裸地、恢复10、20、30年马尾松人工林和天然林)。土壤样品采集后,测定不同土壤氮组分,并探讨了其与土壤养分的关系。结果表明:(1)土壤全氮和有机氮组分(微生物量氮、溶解性有机氮、颗粒有机氮和粘粒有机氮)均为天然林>马尾松恢复20年人工林>裸地。天然林土壤铵态氮含量显著高于其他恢复阶段样地,植被恢复10年后硝态氮含量显著升高;(2)天然林土壤微生物量氮和粘粒有机氮与全氮的比例分别是裸地的5.37倍和2.81倍,并且其两种矿质氮(铵态氮和硝态氮)与全氮的比例也分别是裸地的3.23倍和5.67倍。(3)土壤全氮、有机氮组分和矿质氮与土壤其他养分(全碳、全磷、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾)呈显著正相关,说明植被恢复过程中,土壤肥力也逐渐改善。     

南方红壤区不同侵蚀程度下耕地土壤有效磷空间 分布特征及其驱动因素

以江西省兴国县耕地土壤有效磷为研究对象,结合高程、坡度、成土母质、土壤质地、耕层厚度和地貌类型等因素,运用Spearman相关性分析、回归分析和普通克里格法,对不同侵蚀程度下土壤有效磷空间变异及其驱动因素进行研究。结果表明:随着侵蚀程度的加深,土壤有效磷均值呈下降趋势,当侵蚀程度不断加重时,土壤有效磷均值又呈上升趋势。不同侵蚀程度下土壤有效磷含量差异显著(P0.001)。变异系数由大到小依次为极强度侵蚀(35.20%)剧烈侵蚀(28.09%)轻微侵蚀(28.02%)重度侵蚀(27.90%)无明显侵蚀(25.96%)中度侵蚀(25.78%)。在无明显侵蚀时,成土母质能独立解释1.7%的土壤有效磷空间变异。在轻微侵蚀、中度侵蚀和重度侵蚀时,高程的独立解释能力分别为5.7%、2.3%和2.9%。在极强度侵蚀时,成土母质的独立解释能力为5.0%。在剧烈侵蚀时高程的独立解释能力为1.9%。因此,高程和成土母质是不同侵蚀程度下土壤有效磷空间变异的驱动因素。研究成果为不同侵蚀程度下合理开展耕地利用和水土保持工作提供了参考。     

植被对南方红壤丘陵区土壤侵蚀的影响研究

本文以南方红壤区为研究对象,以传统径流小区观测为主要手段,共布设8个径流小区,每个径流小区设置不同的植被类型和植被盖度。本试验观测了36场次降雨条件下降雨量、径流量和泥沙量资料,分析了植被类型和植被盖度对减流减沙的作用规律,结果表明:①在减流作用中,乔灌木林混交林纯林;②林分结构越复杂,减沙效果越显著;③植被类型对减流减沙具有整体效果,而植被盖度更突出在影响其变化幅度上。     

不同土地利用方式下赤红壤坡面土壤侵蚀特征

为探究降雨和土地利用对南方赤红壤坡面侵蚀特征的影响,通过天然降雨观测试验,定量分析不同土地利用方式(坡耕地、果园、人工草地和撂荒地)下坡面径流和侵蚀泥沙特征,探讨降雨类型及土地利用对坡面侵蚀产沙的影响以及降雨特征参数与坡面水沙指标间的关系。结果表明:(1)2018年研究区降雨主要集中在5—9月,且每月降雨量主要由一场或几场暴雨及大暴雨组成;(2)坡耕地坡面年径流量和年侵蚀量均最大,分别是果园、人工草地以及撂荒地处理下的3.4,8.0,6.0倍和340.5,1605.3,1720.3倍;(2)次降雨下,坡面径流量在年内表现为前期平稳,后期波动增加,侵蚀量表现为前期波动较大,后期变化相对平稳,且侵蚀产沙主要集中在前期;(3)不同土地利用方式下,暴雨及大暴雨产生的径流量均占年径流量的75%以上,坡耕地、果园、人工草地以及撂荒地处理下由暴雨和大暴雨产生的侵蚀量分别占年侵蚀量的99.1%,71.8%,52.3%和51.6%;(4)降雨量和最大30min降雨强度是影响赤红壤坡面侵蚀最重要的降雨特征参数,降雨历时和植被覆盖度均显著影响果园、人工草地及撂荒地坡面径流量。研究结果有助于明晰南方赤红壤区不同土地利用现状土壤侵蚀特征,为区域水土保持提供参考依据。     

安徽省土壤无机磷组分状况及施肥对土壤磷素的影响

采用石灰性土壤无机磷分级方法，研究了安徽省不同类型土壤无机磷组分含量状况、土壤无机磷组分在土壤剖面中的含量分布以及施用磷肥对土壤无机磷组分含量的影响，结果表明：安徽省土壤无机磷含量高低排序为菜园土〉潮土〉水稻土砂姜黑土〉黄褐土〉黄棕壤〉红壤〉紫色土；土壤无机磷含量的地域分布特征明显，皖北地区土壤无机磷含量明显高于皖南地区。石灰性土壤无机磷组分以Ca—P为主，占土壤无机磷总量的60％左右，其次为O-P，而Fe—P和Al～P含量较少；酸性土壤无机磷组分以O-P为主，占土壤无机磷总量的50％左右，其次为Fe—P和Al—P，Ca—P相对含量小于10％。菜园土无机磷积累特别明显，特别是积累了较多的Ca2—P和Ca8-P。水稻土无机磷组成变化较大，其含量主要取决于水稻土的成土母质。在菜园土的土壤剖面中，上部土层磷素积累明显，菜园土0～20cm土层中无机磷含量与60～80cm土层的比值为4．12，其他类型土壤表土层也有无机磷积累现象。施用磷肥可以明显提高土壤无机磷含量，在作物生长前期，施用的磷主要转化为生物有效性较高的Ca2-,Ca8-P,Al-P和Fe—P，在作物生长后期，O—P和Ca10—P才出现积累。     

不同植被下降雨类型对红壤坡地土壤侵蚀特征的影响

根据武汉市蔡甸区西湖流域径流小区记录的146场次降雨资料,研究了植被类型和降雨类型对红壤坡面产流量与土壤侵蚀量的影响。基于K均值分类,将当地降雨划分为A型降雨（中雨量、弱雨强、长历时和高频次）、B型降雨（极大雨量、极强雨强、短历时和低频次）、C型降雨（大雨量,强雨强、中等历时和低频次）和D型降雨（小雨量,弱雨强、短历时和高频次）四种雨型。发现裸地与果林地的产流输沙量大,水沙关系稳定,水土保持能力在各类侵蚀性降雨下均较弱,A雨型和C雨型是导致此类坡面土壤侵蚀的主要雨型。阔叶林、针叶林、牧草地和草坪地坡面的产流输沙量小,水沙关系不稳定,植被的水土保持能力总体较强,但是在B雨型下偏弱,B雨型和C雨型是导致此类坡面土壤侵蚀的主要雨型。     

不同用量猪粪对红壤花生坡地水土流失和磷素流失的影响

通过田间径流微区定位试验,以中亚热带3种典型母质(花岗岩、红砂岩、红黏土)发育红壤花生坡地为研究对象,以当地常规化肥用量处理为对照,连续3年研究了在常规化肥用量减半条件下配施6个不同用量腐熟猪粪(猪粪含有0,0.5,1,2,4,8倍的对照处理磷用量)对红壤花生坡地水土流失和磷素流失的影响,以期为典型红壤地区合理施用猪粪提供科学依据。结果表明:化肥减半配施猪粪处理能有效降低红壤坡地的产流产沙,但随着猪粪用量的增加,径流水和泥沙磷含量均呈线性增加,环境风险增大。径流量和泥沙量均为花岗岩红壤红砂岩红壤红黏土红壤。配施3 500kg/(hm~2·a)猪粪,花岗岩红壤的径流量减少了28.0%、泥沙量减少了6.3%,红砂岩红壤的径流量减少了23.2%、泥沙量减少了37.1%;而配施7 000kg/(hm~2·a)猪粪,红黏土红壤的径流量减少了40.7%,泥沙量减少了12.8%。当花岗岩红壤、红砂岩红壤、红黏土红壤的猪粪用量分别达到14 000,28 000,28 000kg/(hm~2·a)时,径流水总磷平均含量超过地表水环境质量标准V类限值。径流水总磷含量为花岗岩红壤红黏土红壤红砂岩红壤,而泥沙总磷含量则为红黏土红壤花岗岩红壤红砂岩红壤。在减半化肥用量条件下花岗岩红壤和红砂岩红壤配施与常规化肥处理等磷量[P含量40kg/(hm~2·a)]的猪粪、红黏土红壤配施2倍常规化肥处理磷含量[P含量80kg/(hm~2·a)]的猪粪,可有效减少水土流失,且3年内不会增加磷素流失风险。     

青藏高原不同类型草地土壤磷素分布及其影响因素

磷是限制草地生态系统生产力的关键性养分元素,阐明青藏高原草地土壤磷素分布特征及其影响因素对于维持该区域草地生态系统的可持续发展具有重要意义。沿青藏高原从西北至东南的水平样带采集不同类型草地(即草甸草原、典型草原和荒漠草原)的土壤样品,研究土壤全磷、有效磷、无机磷组分和有机磷组分的分布特征及其影响因素。结果表明：土壤全磷和有效磷含量以草甸草原最高,其次为荒漠草原和典型草原。各类型草地土壤的无机磷组成均以酸溶态无机磷为主;草甸草原土壤的有机磷组成以氢氧化钠态有机磷为主,而典型和荒漠草原土壤则以酸溶态有机磷为主。不同类型草地相比,草甸草原土壤的水溶态、碳酸氢钠态和氢氧化钠态无机磷以及各形态有机磷含量均显著高于典型和荒漠草原,而荒漠草原土壤的酸溶态无机磷含量显著高于草甸和典型草原。冗余分析指出,土壤有机碳、年均降雨量是影响全磷和有效磷的主要因子,年均降雨量和游离氧化铁是影响无机磷组分的主要因子,而pH、年均气温、地上生物量和年均降雨量是影响有机磷组分的主要因子;结构方程模型指出,草地类型对无机磷组分和有机磷组分都有直接的影响,年均温度和容重对无机磷组分也有直接的影响,而海拔、年均降水量和年均气...     

侵蚀程度对红壤团聚体分布及养分含量的影响

[目的]探讨不同侵蚀程度下红壤团聚体和养分的变化规律,为侵蚀红壤的肥力提升和合理开发利用提供理论依据。[方法]将红壤表层按照不同深度剥离来模拟不同土壤侵蚀程度,比较分析不同侵蚀程度下团聚体稳定性、有机质和各养分的变化规律及其相互关系。[结果]各侵蚀程度红壤团聚体干筛粒级分布规律大体相似,以≥2mm粒级团聚体为优势粒级,与无明显侵蚀土壤相比,强烈侵蚀土壤≥2mm水稳性团聚体含量降低近1/3;随着土壤侵蚀程度增加,土壤碳、氮、磷等养分含量均表现出逐渐减少的规律,其中强烈侵蚀土壤有机质、全氮和全磷含量减少了30%左右,碱解氮含量减少了近50%,速效磷含量减少了80%以上。相关分析表明,土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮含量均与≥2 mm团聚体含量、WSA,MWD和GMD值具有较好的正相关性(p0.05),与D和PAD值呈负相关。[结论]不同侵蚀程度对红壤团聚体分布及养分含量有一定影响,可通过增加有机肥来改善侵蚀红壤结构,提高土壤肥力。     

喀斯特山区生态恢复中土壤剖面无机磷形态分布特征及其影响因素

[目的]研究贵州喀斯特高原峡谷生态恢复过程中土壤剖面无机磷的形态分布特征,为喀斯特山区生态恢复过程土壤磷素的研究及科学管理提供科学依据。[方法]选取贵州省晴隆县莲城镇内4种代表性样地(耕地、退耕还草地、荒草地和林草间作地)为对象,研究土壤无机磷形态特征及影响因素。[结果] 4种代表性样地土壤全磷和速效磷含量分别在1.96～3.88 g/kg,1.16～11.25 mg/kg范围。无机磷总量在591.39～1 024.79 mg/kg之间,表现为:耕地退耕还草地林草间作地荒草地。不同土壤剖面磷素活化系数(PAC)均远小于2%。不同形态的无机磷含量依次表现为:O-PFe-PCa-PAl-P;各形态的无机磷均与速效磷呈极显著正相关关系(O-P除外);各无机磷形态之间呈显著相关关系。不同形态的钙素(水溶性钙和交换性钙)以及pH值、黏粒含量均会影响各形态无机磷的比例以及相互间的转化。[结论]在生态恢复过程中,研究区由耕地→退耕还草地→荒草地→林草间作地,地表植物逐渐恢复,土壤理化性质得到了改善,土壤磷素含量也随之增加。     

红壤侵蚀沉积点^137Cs垂直剖面分布特征

研究了红壤农田和荒地侵蚀沉积点中 1 3 7Cs的剖面分布特征 ,结果表明 ,沉积点在 1 7cm处有明显的峰谷 ,农田沉积点 1 3 7Cs含量要高于荒地 ;经估算 ,两沉积点的沉积速率相近 ,1 96 3年以来为 1 .0 3 cm/ a,近 2 0年约为 0 .74cm/ a;沉积点的 1 3 7Cs分布显示该区域侵蚀有减小的趋势 ;1 3 7Cs活度与有机质存在较好的相关性 ;1 3 7Cs在侵蚀研究中具有重要意义     

黑土区低山丘陵坡耕地侵蚀沟浅层土壤养分特征及其影响因素

[目的] 研究黑土区低山丘陵地形侵蚀沟土壤养分特征及其影响因素,为黑土区土地资源合理运用,土壤肥力精确化管理和退化土壤修复工作提供数据与理论支持。[方法] 以黑龙江省延寿县不同发育类型侵蚀沟表层土壤作为研究对象,对0—40 cm层侵蚀沟各部位的土壤进行取样测定,量化分析土壤养分特征。[结果] ①不同侵蚀沟道间有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮含量较CK差异显著(p＜0.05),随侵蚀沟发育,0—40 cm层的土壤有机质含量呈递减趋势,土壤全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮含量总体呈下降趋势。随着土层加深,土壤养分差异显著(p＜0.05),呈下降趋势。受侵蚀—沉积影响,土壤有机质、全氮、全钾、碱解氮含量在沟头段降幅明显;土壤有机质、有效磷、有效钾含量在沟尾因沉积作用下降平缓。②土壤退化指数在0—40 cm层呈A₂＞A₁＞A₃,随侵蚀沟发育,土壤退化程度加重。[结论] 土壤养分与容重总体呈显著负相关,与土壤水稳性团聚体含量、黏粒含量呈显著正相关;土壤剖面与构型差异是造成土壤养分差异的根本原因,侵蚀沟发育是土壤养分变化的次要原因,土壤有机质、全氮、全钾含量也受到部位差异影响。