土地利用方式对红壤团聚体稳定性的影响

以湖南、湖北和江西3省第四纪红土母质发育的土壤为材料,应用干、湿筛法比较不同利用方式下土壤的团聚体粒级分布、平均重量直径(MWD)以及团聚体破坏率(PAD)的差异,分析在不同利用方式下土壤团聚体的分布特征以及稳定性与土壤有机碳的联系。结果表明:不同利用方式下干筛团聚体均以>5mm粒级为主,其次为<0.25mm粒级,而湿筛团聚体则以<0.25mm粒级为主。各不同利用方式土壤团聚体干、湿筛MWD值变化趋势大体一致,并且与有机质含量均呈显著正相关关系。各不同利用方式下PAD有显著差异,表现为旱地>果园>水田>茶园>林地,并且PAD与土壤有机质含量和湿筛获得的MWD值呈极显著负相关。不同有机质含量可显著影响不同利用方式下水稳性团聚体粒级分布。>5mm,1～0.5mm,0.5～0.25mm,>0.25mm粒级水稳性团聚体的含量比例均与有机质含量之间有极显著的相关关系,而5～2mm和2～1mm粒级水稳性团聚体则与有机质含量相关性并不显著。不同土地利用方式对土壤有机质含量有极大的影响,有机质含量高低表现为水田>林地>茶园>旱地>果园。     

华北平原农业土地利用方式对土壤水稳性团聚体分布特征及其有机碳含量的影响

以在华北平原具有典型代表的禹城市为研究区域,通过对该地区主要农业土地利用类型的土壤进行采样和分析,系统研究和比较了不同农业土地利用方式下土壤团聚体分布特征及其有机碳的含量.研究结果表明,不同农业土地利用方式对土壤水稳性团聚体分布和组成有着显著(p＜0.05)影响.与传统粮田比较,果园和苜蓿地土地利用方式明显提高了土壤中＞2mm和＞0.25 mm水稳性团聚体的比例,同时也降低了0.5～1 mm和0.25～0.5 mm粒级的水稳性团聚体比例.果园土壤平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)较传统粮田分别提高了70.5%和108.4%.设施农业用地降低了土壤较大粒级水稳性团聚体的比例和团聚体的稳定性.果园表层土壤总有机碳(TOC)、轻组分有机碳(LFOC)和颗粒有机碳(POC)较传统粮田分别提高了54.8%、136.4%和124.6%.设施农业用地则显著(p＜0.05)降低了土壤TOC、LFOC和POC的含量.不同粒级团聚体中土壤有机碳含量皆以果园为最高,苜蓿地次之,设施农业用地土壤不同粒级团聚体中有机碳平均含量为最小,这种差异在＞2mm和0.5～1 mm的团聚体中表现最为明显.相关和回归分析表明,＞0.25 mm团聚体含量、MWD和GMD与土壤TOC、LFOC和POC皆呈现显著正相关性,其中与POC之间的相关关系达到极显著水平(p＜0.01),其相关系数,分别为0.923**、0.912**和0.897**.     

不同土地利用方式对岷江流域土壤团聚体稳定性及有机碳的影响

采用湿筛法测量了岷江流域不同土地利用方式下不同土层（0—10,10—20,20—30 cm）土壤大团聚体（> 2 mm）、中间团聚体（0.25~2 mm）、微团聚体（53 μm~0.25 mm）以及粉+黏团聚体（<53 μm）的质量分数及各粒径团聚体中的有机碳含量,并探讨了各粒径土壤团聚体的有机碳储量。结果表明,土地利用方式对土壤团聚体稳定性及其有机碳具有重要影响;土壤养分均呈现出一致性规律,大致表现为撂荒地 > 次生林 > 人工林 > 灌草丛 > 坡耕地,土壤全磷差异并不显著（p>0.05）;林地的开垦行为会导致大团聚体的破碎化,灌草丛及坡耕地>0.25 mm的大团聚体含量较林地低,土壤结构趋于恶化;而坡耕地闲置为撂荒地后,则会促使粉+黏团聚体向粒径大的微团聚体及中间团聚体转化,使土壤结构趋于改善,在0—30 cm土层内,灌草丛及坡耕地土壤颗粒的MWD（平均质量直径）和GMD（几何平均直径）值均显著低于林地和撂荒地（p<0.05）,坡耕地撂荒后,MWD和GMD值均显著升高（p<0.05）,表明林地开垦为坡耕地导致土壤团聚体的稳定性降低,而坡耕地弃耕撂荒会增强团聚体的稳定性,提高土壤抵抗外力破坏的能力。不同土地利用方式下各粒径土壤团聚体有机碳含量均随土层深度的增加而降低。在0—30 cm土层深度内,不同土地利用方式下各粒径土壤团聚体有机碳储量表现为:大团聚体有机碳储量为林地 > 撂荒地 > 灌草丛 > 坡耕地,中间团聚体有机碳储量为撂荒地 > 林地 > 灌草丛 > 坡耕地,微团聚体有机碳储量为撂荒地 > 林地 > 灌草丛 > 坡耕地;粉+黏团聚体有机碳储量为撂荒地 > 林地 > 灌草丛 > 坡耕地。各粒径土壤团聚体内有机碳储量均为林地和撂荒地高于果园和坡耕地,表明将林地开垦为坡耕地后,将导致各团聚体组分内有机碳的损失,而坡耕地撂荒则有助于土壤有机碳的恢复和截存;林地和撂荒地土壤有机碳主要蓄积在中间团聚体内,而坡耕地则主要蓄积在粉+黏团聚体内,表明在土地利用变化过程中,粒径较大的团聚体有机碳不稳定,更容易发生变化。     

紫色土丘陵区不同土地利用类型土壤抗蚀性特征研究

对紫色土丘陵区4种典型土地利用类型的土壤抗蚀性进行了研究,结果表明:(1)通过主成分分析,＞0.25 mm和＞0.5 mm水稳性团聚体含量、结构体破坏率能较好地衡量紫色土不同土地利用类型的土壤抗蚀性能;(2)＞0.25 mm和＞0.5 mm水稳性团聚体含量均为竹林地＞园地＞传统农耕地＞农林混作型耕地,结构体破坏率则表现为竹林地＜园地＜传统农耕地＜农林混作型耕地;(3)不同土地利用类型水稳性指数差别明显,其中竹林地为0.868,其次是园地、农林混作型耕地,分别为0.704,0.627,传统农耕地为0.469.     

三峡库区坡地脐橙园保护性措施对土壤团聚体结构及碳、氮、磷含量的影响

依托三峡工程生态与环境秭归实验站的8 a长期试验,对5种保护性管理措施下坡地脐橙园土壤团聚体结构与团聚体碳、氮、磷含量分布特征进行了研究。结果表明,脐橙套种多年生白三叶草(CM)和脐橙园地面农作物秸秆覆盖(SM)处理表层土壤(0～5 cm)大于0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体平均重量直径(MWD)值、大于0.25 mm水稳性团聚体氮含量及SM处理表层土壤大于0.25 mm水稳性团聚体磷含量显著高于其他处理;脐橙套种黄花菜等高植物篱(CH)处理和脐橙园沿等高线埋设防渗膜(MM)处理表层土壤大于0.25 mm水稳性团聚体含量及CH处理的MWD值显著高于常规脐橙栽植(CK)和脐橙套种小麦-花生(PC)处理;与CK处理相比,PC处理大于0.25 mm水稳性团聚体含量、MWD值、团聚体碳含量和表层土壤团聚体氮含量没有显著变化,但5～20 cm土壤团聚体磷含量有升高趋势。团聚体MWD与大于0.25 mm水稳性团聚体和团聚体氮含量有极显著相关关系。     

宁夏黄土丘陵区典型林草植被类型对土壤水稳性团聚体的影响

土壤团聚体是土壤的基础单元结构,是研究土壤结构、抗侵蚀能力的重要指标。对宁夏黄土丘陵区典型林草植被类型下的水稳性团聚体进行了测定,分析了不同林草植被类型下土壤水稳性团聚体的差异。结果表明:(1)混交林地的水稳性大团聚体比例,MWD,GMD,D值较山杏、山桃、沙棘等纯林大,说明混交林地土壤的结构最好,抗侵蚀能力最强;撂荒地的土壤水稳性团聚体稳定性的各指标值最小,土壤结构最差,抗侵蚀能力最差。(2)0.25mm粒径水稳性团聚体含量林地大于撂荒地,上层土壤大于下层土壤,说明林地土壤结构较撂荒地稳定,上层土壤结构较下层稳定。(3)土壤分形维数D值苜蓿地大于林地,苜蓿地土壤受到人为因素后恢复年限短,土壤颗粒分散,土壤稳定性差。研究结果表明,林地——特别是混交林地土壤水稳性团聚体比苜蓿地和撂荒地好,对研究区土壤结构恢复有很好的效果。     

茶渣生物质炭对茶园土壤团聚体及其有机碳分布的影响

将茶生产过程中产生的茶渣在500℃下制成生物质炭,针对雅安名山区3种典型茶园土壤(紫色土、水稻土和黄壤)进行112 d的室内培养试验,包括CK、0.5%、1%、2%和4%5种炭土比,共计15个处理,采用湿筛法分析不同生物质炭添加比例下3种茶园土壤水稳性团聚体组成、稳定性和有机碳分布的影响。研究表明:生物质炭输入后3种土壤0.25 mm粒径水稳性大团聚体的数量有所增加,且生物质炭添加比例越高提升越大,其中紫色土中2 mm粒径含量增幅最大,最高提升了12.71%;水稻土和黄壤则是0.25～2 mm粒径增幅最大,最高分别提升了8.25%和8.19%。3种土壤的MWD、GMD和R0.25值均有所增加,土壤水稳性团聚体稳定性增加,表现为高添加量下作用更显著,且对黄壤的提升效果最佳。3种土壤各粒径团聚体有机碳的含量大幅提升,且随添加比例的增加而增加,各处理间差异显著(P0.05),紫色土中0.053 mm粒径的增幅高达96.35%,水稻土中0.053～0.25 mm粒径有机碳含量增幅高达74.22%,黄壤中2 mm粒径有机碳含量增幅最高达到334.79%。3种土壤中均是0.25～2 mm粒径有机碳相对贡献率最高。总体上,茶渣生物质炭输入后可增加3种茶园土壤的大团聚体数量,提升团聚体稳定性,对各粒径水稳性团聚体有机碳的含量也有显著提升作用(P0.05)。     

华北地区土地利用类型对土壤呼吸、有机碳组分和水稳性团聚体的影响

土壤呼吸和土壤团聚体对土壤肥力、质量和土壤的可持续利用等具有重要作用。通过湿筛法得到华北地区不同土地利用类型土壤大团聚体(2 mm)、中间团聚体(0.25～2 mm)、微团聚体(53μm～0.25 mm)以及粉+黏团聚体(53μm)的质量分数和土壤呼吸速率。结果表明:不同土地利用类型土壤呼吸随着月份的增加呈先增加后降低趋势,在7月份最大,呈倒V字型变化规律,7月以后,土壤呼吸急剧降低,其中在1月份土壤呼吸速率最小。不同土地利用类型对土壤呼吸具有明显的影响,土壤呼吸速率大小基本表现为次生林人工林灌木农田果园,其中,次生林和人工林显著高于其他土地利用类型(p0.05),灌木和农田差异不显著(p0.05),果园显著低于其他土地利用类型(p0.05)。不同土地利用类型对土壤总有机碳(TOC)、颗粒有机碳(POC)和轻组分有机碳(SLOC)影响较为明显,其大小基本表现为次生林人工林灌木农田果园。次生林和人工林以0.25 mm的大团聚体为主,占粒径总组成的20%以上;灌木以中间团聚体和粉+黏团聚体为主;而农田和果园则以粉+黏团聚体为主,约占粒径总组成的40%。林地的开垦会导致大团聚体的破碎化,灌木及农田0.25 mm的大团聚体含量较林地低,土壤结构趋于恶化;而农田闲置为果园后,则会促使粉+黏团聚体向粒径大的微团聚体及中间团聚体转化,使土壤结构趋于改善。灌木及农田土壤颗粒的MWD(平均质量直径)和GMD(几何平均直径)值均显著低于林地和灌木(p0.05),农田撂荒后,MWD和GMD值均显著升高(p0.05),表明林地开垦后导致土壤团聚体的稳定性降低,而农田弃耕会增强团聚体的稳定性。土壤中0.25 mm团聚体含量、MWD、GMD和土壤呼吸均与土壤TOC,SLOC和POC皆呈现显著正相关性(p0.05),其中0.25 mm团聚体含量、MWD、GMD和土壤呼吸与LFOC和POC之间的相关关系达到极显著水平(p0.01),且相关系数较大,说明与土壤TOC相比,LFOC和POC对土壤水稳性团聚体和稳定性的贡献更大,并且LFOC和POC对土壤呼吸的贡献更大。     

不同利用方式和肥力红壤中水稳性团聚体分布及物理性质特征

研究了不同土地利用方式和土壤肥力对红壤水稳性团聚体及土壤物理性质的影响。结果表明,同一肥力水平下不同土地利用方式的土壤中,>0.25 mm水稳性团聚体含量变化趋势相同,均以旱地土壤含量最低,林地土壤最高。不同肥力水平下,林地、果园、水田中>5 mm水稳性团聚体含量变化均为:高肥力>低肥力。说明随土壤肥力的逐渐增高,有机质胶结物质含量增加,有利于形成更多的水稳性大团聚体。土壤团聚体稳定性与>0.25 mm水稳性团聚体含量呈极显著正相关,这表明>0.25 mm水稳性团聚体含量是影响土壤团聚体稳定性的主要因素。不同土地利用方式下的土壤物理性质(土壤容重、土粒密度、土壤孔隙度)存在较大差异,变化规律也不一致。但土壤容重和土壤孔隙度与>0.25 mm水稳性团聚体含量有很好的相关性。     

名山河流域不同类型土壤腐殖质的组成特征

以名山河流域不同类型土壤为研究对象,研究了3种土壤类型(黄壤、紫色土、水稻土)和4种土地利用方式(水田、旱地、果园、茶园)下腐殖质的组成特征。结果表明:名山河流域3种类型土壤腐殖质含碳量为9.74~21.66g/kg,表层土壤(0—20cm)大于下层土壤(20—40cm),含量由高到低依次为水稻土紫色土黄壤,水稻土与紫色土、黄壤腐殖质碳含量差异显著,腐殖质各组分碳含量间呈极显著正相关(P0.01);从土地利用方式看,水田腐殖质含碳量显著高于果园、茶园和旱地,且腐殖质碳含量与HA含量呈极显著正相关(P0.01);土壤的腐殖化程度表现为黄壤紫色土水稻土。不同利用方式下重组碳含量表现为水田果园茶园旱地,茶园表层土壤腐殖质松紧比最大(1.37),为水田下层土壤的2.14倍;3种类型土壤团聚体中HA含量为0.02~4.57g/kg,且随着粒径的减小呈现先降低后增加的趋势,除2~5,0.25mm粒径团聚体外,5,1~2,0.5~1,0.25~0.5mm粒径团聚体均与其HA含量呈正相关(P0.05)。土壤腐殖质组成受土壤类型及人为耕作管理活动的影响,4种土地利用方式下水田土壤肥力最高,HA含量受5mm粒径团聚体影响最大。