四川省土壤温度状况空间分布特征

土壤温度状况(STR)在现代土壤系统分类中是确定土壤分类单元的重要诊断特性。利用四川省160个气象站点的多年年均和月均地面气候资料与数字高程模型数据,分析不同气象因子与地形因素对土壤温度(土温)的影响,然后以显著影响的因子为辅助变量,采用回归克里格法预测四川省STR的空间分布,依据中国土壤系统分类高级与基层分类划分标准中有关STR的定量诊断指标,对四川省STR及其空间分布特征进行分析。结果表明,气温、经度、纬度与海拔对土温有显著影响,在高级分类划分标准下,四川省STR以热性、温性、寒性为主,部分区域为永冻、冷性、高热;在基层分类划分标准下,四川省STR以热性、温性、冷性为主,部分地区为高寒性、近寒性、亚寒性、高热性。四川省STR分析为四川土壤系统分类与土壤资源的合理利用提供了科学依据。     

四川盆地紫色土温度状况的确定

以气象资料为基础，为土壤系统分类的需要，估计了四川盆地紫色土的温度状况。采用逐步回归方法，从与土温相关的１０项气象因素中，筛选出６项主要影响因素。根据本区土层浅薄的特点，建立了不同深度土层的土温计算方程。计算结果表明，按土壤系统分类的土温状况诊断标准，本区拥有热性土壤温度状况。     

陕西省土壤温度和水分状况估算

土壤温度和水分状况是中国土壤系统分类的两个重要诊断特性。土壤的水热状况受近地表温度和降水的直接影响,可以通过气候因素来估算土壤水分和温度状况。以陕西省85个气象台站连续30年的地面气象数据为基础,采用地统计与纽荷模型(JNSM)相结合的方法研究了陕西省土壤温度和水分状况及其空间分布。结果表明,土壤温度状况表现为:秦岭山区及其以北为温性,汉江河谷地区及其以南为热性;土壤水分状况表现为:长城以北为干旱,陕北黄土高原地区和关中盆地为半干润,秦岭以南为湿润,常湿润仅在最南端镇巴县和镇坪县的小部分南部地区存在。     

河北省土壤温度与干湿状况的时空变化特征

土壤温度和干湿状况是表征土壤特性的重要参数,在土壤系统分类中作为诊断土壤某些亚纲、土类及亚类划分的参考依据。基于河北省142个气象观测站1951—2010年的日值气象数据,利用GIS空间分析技术,对河北省近60年的土壤温度和干湿状况的时空变化规律进行了分析。结果表明:(1)1951—2010年的平均土温和平均干燥度指数呈现上升趋势,且1981—2010年的上升速率均高于1951—1980年。(2)河北省主要有冷性和温性两种土壤温度状况,与1951—1980年相比,1981—2010年的温性土壤向北有所移动,移动的距离和面积大约为14.26 km和5 665 km2。(3)河北省的土壤干湿状况分布具有明显的地域差异,地表干湿状况可分为湿润、半湿润和半干旱三个等级;东部和北部区域气候湿润状况优于西部和南部,也间接表明了土壤的干湿分布状况。该研究结果为土壤系统分类定量化的诊断特性取代传统土壤分类中的地带性概念提供参考。     

瓦房店地区石灰岩类土壤系统分类初步研究

本文就辽宁省瓦房店地区的10个典型石灰岩类土壤剖面,按《中国土壤系统分类检索(第三版)》中的诊断层和诊断特性对供试土壤剖面进行检索,确定它们在中国土壤系统分类中的归属。诊断层有淡薄表层、黏化层、雏形层,诊断特性有碳酸盐岩岩性特征、温性土壤温度状况、湿润土壤水分状况、铁质特性。10个供试剖面分属于雏形土、淋溶土、新成土3个土纲。1、3号剖面属壤质温性棕色钙质湿润雏形土4,、6、8、9号剖面属壤质温性普通钙质湿润淋溶土,5号剖面属黏壤质温性普通钙质湿润淋溶土,2、10号剖面属粗骨壤质温性石灰扰动人为新成土7,号剖面属壤质温性石灰扰动人为新成土。对30个土壤剖面进行采样、分析和比较,根据基层分类划分的原则和依据,在样区建立了10个土系。探讨供试土壤的系统分类结果与土壤发生分类结果的参比,表明两种分类制对同一土壤的命名差异较大。     

河南中西部典型褐土在系统分类中的归属

选取位于河南中西部褐土土类的7个典型单个土体作为研究对象,通过土壤剖面形态特征和理化性质的分析,确定了它们在中国土壤系统分类中的位置.按照《中国土壤系统分类(第三版)》诊断标准,供试剖面中诊断出包括黏化层、钙积层、雏形层、氧化还原特征、温性土壤温度状况、半干润土壤水分状况等诊断层和诊断特性,7个剖面中,4个划归淋溶土纲...     

河北省秦皇岛市石门寨区域土壤系统分类

为推广应用中国土壤系统分类 ,本文对自然地理野外实习基地—河北省秦皇岛市石门寨区域的土壤进行系统分类研究。结果如下 :土壤诊断层有淡薄表层、水耕表层、雏形层、水耕氧化还原层、粘化层 ,诊断特性有砂质沉积物岩性特征、石质接触面、半干润土壤水分状况、湿润土壤水分状况、人为滞水土壤水分状况、氧化还原特征、冷性土壤温度状况、温性土壤温度状况 ,土壤类型归属为人为土纲、淋溶土纲、雏形土纲和新成土纲。并与原土壤地理发生分类进行参比及总结地理分布规律     

土壤系统分类中土壤水热状况的确定方法及应用研究——以山西省为例

土壤温度和水分状况作为表征土壤特性的重要参数,在土壤系统分类中是某些分类单元划分的重要依据。而现有的土壤水热状况估算方法存在数据不易获取、计算过程复杂等问题,在野外土壤调查及土壤系统分类工作中的适用性不强。本文提出一个基于气象数据的土壤水热状况快速估算方法,并结合山西省实地调查的75个剖面数据,对其在土壤系统分类中的应用进行探讨,以期为区域野外土壤调查及土壤系统分类工作提供借鉴和参考。结果表明:1基于气象数据的土壤温度估算方法在山西地区具有较好的适用性,其估算结果能代替土壤温度实测值来研究该区域的土壤温度状况;2基于气象数据的土壤水分状况估算结果仅适用于不受地下水影响的地带性土壤水分状况的确定,而对于受地下水影响的区域需根据土壤所处的实际水分环境状况进行分析和判定;3土壤水热状况在中国土壤系统分类中的分选性强,在野外土壤调查及土壤系统分类时,应特别注意区域土壤水热状况的差别。     

梵净山垂直带土壤的发生学特性与系统分类研究

为了解贵州东北部山地土壤的发生学特性及土壤分布,选择梵净山地区采集了不同海拔高度的13个代表性土壤剖面,分析了其成土环境、土壤风化强度的垂直变化,鉴定了区内土壤的主要诊断层、诊断特性,并根据中国土壤系统分类对研究区土壤类型进行了分类。结果表明,随着海拔的增加,区内土壤温度状况由热性转变为温性,水分状况逐渐由湿润向常湿润转变。梵净山地区土壤风化较弱,土壤中存在较多的2∶1型矿物,土壤脱硅富铁铝化处于中下水平。土体厚度、土壤黏粒、全铁、游离氧化铁含量、铁游离度随海拔增加而下降,砾石含量、黏粒CEC、土壤ba值、黏粒Sa值随海拔增加而上升,部分土壤出现明显的黏化。区内土壤酸化明显,多数土壤的pH在5.5以下,部分土壤的铝饱和度超过了60%,土壤的平均铝饱和度随海拔增加而下降。研究区土壤黄化非常明显,土壤色调主要为10YR。共检出淋溶土、雏形土和新成土3个土纲,5个亚纲、8个土类和12个亚类,土壤类型主要由淋溶土和雏形土组成。亚纲在海拔高度变化上有一定的分布规律,随着海拔的上升,由湿润淋溶土、湿润雏形土向常湿淋溶土、常湿雏形土转变。     

宁夏中部地区典型灰钙土的发育特性及系统分类研究

为了解宁夏中部地区地带性土壤——灰钙土的发育特性及其在中国土壤系统分类中的归属,在研究区内挖掘8个代表性的土壤剖面,进行剖面形态观察,采集分层土壤样品,测试理化性状。结果发现:(1)灰钙土中发生的主要成土过程有:弱腐殖质积累、弱淋溶淀积过程。(2)8个供试剖面中检索出的诊断依据有淡薄表层、干旱表层、雏形层、钙磐等诊断层,黄土和黄土状沉积物岩性特征、半干润/干旱土壤水分状况、温性土壤温度状况、钠质特性、石灰性等诊断特性和钙积诊断现象等。(3)依据《中国土壤系统分类检索(第三版)》,可将8个供试剖面初步归属为雏形土、干旱土2个土纲,干润雏形土、正常干旱土2个亚纲,简育干润雏形土和简育正常干旱土2个土类,普通简育干润雏形土、钠质简育正常干旱土2个亚类。依据《中国土壤系统分类土族与土系划分标准》将供试剖面初步划分为5个土族,5个土系。(4)参比研究表明,灰钙土在土壤发生分类和系统分类中的分类类别不是简单一对一的关系,发生分类中相同的类别可对应系统分类中不同类别,系统分类定量化的分类指标使土壤分类更加量化,减少了同名异土情况的发生,提高了分类的准确性。     

中国年均地温的估算方法研究

年均地温是土壤重要的物理性质,对区域农业生产有着重要意义。对中国1981—2010年间895个气象站的地面气候资料进行整理,按全国一级标准耕作制度分区分析。结果表明:各区5~40 cm内各深度年均地温均高于相应气象站点的年均气温。同一分区内,各气象站点5~40 cm年均地温随深度增加未表现出相同的变化规律;不同深度的年均地气温差平均值在5~20 cm深度范围内变化≤0.1℃,在20~40 cm深度范围变化较大,个别分区达0.4℃。各分区之间比较,5~40 cm年均地气温差平均值存在地域差异性:自北向南,年均地气温差平均值表现为先减小后增加的变化规律;自东向西,纬度接近的分区年均地气温差平均值逐渐增大;不同分区年均地气温差平均值的变化较大,20 cm深度为1.4~3.9℃,40 cm深度为1.1~4.3℃。利用回归方程法和年均地气温差平均值法,在各标准耕作制度一级区分别建立年均地温估算公式,回归方程法的准确性高于年均地气温差平均值法,但青藏高原区和内蒙古高原及长城沿线区的估算公式未达到很好的估算效果。对各分区5、10、15、20和40 cm年均地温观测数据完整的262个气象站的数据进行分析表明,5~40 cm深度范围内,多数分区年均地温每5 cm变化量的均值≤0.1℃,20~40 cm深度的变化量更小。对于单一估算点,其40 cm和50 cm年均地温的最大差距≤0.4℃,所以,在中国土壤系统分类中,可以考虑用40 cm的地温代替50 cm的地温。     

Delineation of Japanese soil temperature regime map

The soil temperature regime map provides for utilitarian classification that can be superimposed on soil classification to permit more precise interpretations and assessments of land use. The objects of this study are (1) to clarify the relationship between soil temperature and meteo-geographical factors, and then (2) to delineate detailed soil temperature regime map (1?km grid) as Japanese land resources inventory. There was a parallel relationship between mean annual soil temperature (MAST) and mean annual air temperature (MAAT), but this relationship was affected to some extent by the mean annual wind speed and mean annual global irradiation in this study. Furthermore, the difference between MAST and MAAT [Diff(MAST–MAAT)] showed the highest correlation with elevation. The map of RK_Diff(MAST–MAAT) was computed using this meteo-geographical relationship with the regression-kriging approach, and then the map of MAST and the soil temperature regime map were delineated using the map of MAAT and the RK_Diff(MAST–MAAT). The root mean square error of this delineation procedure was 0.47°C. It was clear that the majority of the Japanese soils had “mesic” soil temperature regime, and Japanese agricultural land was mainly distributed at “mesic” area and followed by “thermic”, “frigid”, and “hyperthermic” area. For promoting this land resource inventory, the soil temperature regime map will be uploaded on “Soil Information Web Viewer (http://agrimesh.dc.affrc.go.jp/soil_db/)”, which is provided by the National Institute for Agro-Environmental Sciences.     

Soil temperature regimes in Cameroon as defined in soil taxonomy

Soil temperature regimes of Cameroon were estimated from the relationships between mean annual air temperature (MAAT) and mean annual soil temperature (MAST) and their seasonal fluctuations. In the normal range of MAAT in Cameroon (20–30°C), the MAST is 2.3° to 2.6°C higher than the MAAT. The difference between mean summer (MSST) and mean winter soil temperatures (MWST) being always less than 5°C, only isotemperature regimes occur in Cameroon. We estimated that MAST decreases by 0.46°C per 100 m increase in altitude.A provisional soil temperature regime map has been prepared from the estimates, which indicates isohyperthermic temperature regimes as predominant in Cameroon. Isothermic regimes are believed to occur above 1,600 m altitude and isomesic regimes probably above 3,100 m altitude on Mount Cameroon.     

基于环境变量的中国土壤有机碳空间分布特征

研究中国土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)的空间分布特征对SOC储量估算以及农业生产管理具有重要意义。以全国第二次土壤普查2473个土壤典型剖面的表层(A层)SOC含量为研究对象,探寻地形、气候和植被等环境因素对SOC空间异质性分布的影响;以普通克里格法为对照,利用地理加权回归、地理加权回归克里格、多元线性回归和回归克里格模型建立SOC空间预测模型;并分别绘制了中国SOC的空间分布预测图。结果表明:(1)SOC含量与年均降水量、年均温、归一化植被指数、高程以及地形粗糙指数呈极显著相关关系;(2)平均绝对估计误差、均方根误差、平均相对误差和皮尔逊相关系数等模型验证指标表明地理加权回归的预测精度优于其他模型,可以更好地绘制SOC在大尺度上的空间分布特征;(3)较高SOC含量主要分布在研究区东北部、西南部以及东南部,而西北部SOC含量普遍偏低。本文以期从大尺度上探讨土壤属性与环境变量之间的相关关系,为全国土壤属性的空间制图提供一定的解决方案和思路。     

免耕与翻耕条件下农田土壤呼吸的比较

采用开路式土壤碳通量测量系统于2010年3-10月在冬小麦-大豆轮作期对免耕与翻耕田土壤呼吸速率、5cm深土壤温度和湿度进行测定,以研究耕作措施对农田土壤呼吸的影响。结果表明,在冬小麦、大豆生长时段,免耕与翻耕田土壤呼吸速率的季节变化趋势基本一致。冬小麦生长时段免耕与翻耕田土壤呼吸速率的平均值分别为2.50±0.14和2.40±0.29μmol.m-2.s-1,大豆生长时段分别为2.82±0.28和3.50±0.52μmol.m-2.s-1。冬小麦生长时段免耕与翻耕田土壤呼吸无显著差异,但大豆生长时段二者存在显著差异(P<0.05),差异最明显的阶段在大豆开花期(7月下旬-8月中旬)。利用温度影响函数(指数函数)和湿度影响函数(二次函数)耦合的模拟模型进行土壤呼吸与土壤温度和湿度的回归分析,得出免耕条件下土壤温度和湿度可以共同解释25.3%的土壤呼吸变异(R2=0.253,P<0.05),翻耕条件下二者可以共同解释44.0%的土壤呼吸变异(R2=0.440,P<0.01)。可见,一方面,耕作措施对土壤呼吸的影响因种植作物而异,与翻耕相比,免耕显著降低了大豆田土壤呼吸,但对冬小麦田无显著影响;另一方面,免耕下土壤温度和湿度对土壤呼吸的影响比翻耕要小。     

高寒草原坡面土壤活性有机碳分布特征分析

活性有机碳是土壤有机碳中最活跃的部分,在土壤碳循环中起着非常重要的作用。以西藏当雄高寒草原坡面为研究对象,对不同高度坡位上表层土壤(0~10 cm)活性有机碳(Labile organic carbon)含量分布特征进行分析。结果表明:相同高度坡面不同位置上土壤活性有机碳和总有机碳含量差异较小,标准差分别为0.0273~0.1642和0.0301~2.2835之间;土壤活性有机碳占总有机碳比例在6%左右;随着坡位高度的升高土壤活性有机碳和总有机碳含量均呈增加趋势;回归分析表明,土壤活性有机碳与总有机碳之间呈极显著正相关关系(r=0.9383),回归方程为y=0.0763x-0.4634;与<0.002 mm粘粒含量呈正相关关系(y=0.0548x+1.4847),但相关性未达显著水平(r=0.6488);土壤总有机碳和<0.002 mm粘粒含量可以分别88.04%和42.1%地解释土壤活性有机碳含量的差异。     

Measurement,prediction and interpretation of soil temperature for use in soil taxonomy: Tropical Australian experience

Soil temperature data for use in the application of Soil Taxonomy to soil classification in the Australian tropics is reported for a three year study period at 15 sites. The research indicates that, although there is a paucity of soil temperature data in the tropics and that simple instrumentation and relatively infrequent observation will provide soil temperature data that are suitable for use in Soil Taxonomy, there are a number of problems of interpretation which can have important consequences to classification.Vegetative cover has a significant effect on soil temperature at a depth of 50 cm in both the humid and semi-arid tropics of Australia. This effect is sufficient to cause a shift from iso to non-iso regimes; for a change from vegetated to bare surfaces, as is common with a cropping land use.The relationship between the defined summer and winter periods and the measured hottest and coldest three months is strongly influenced by both the soil moisture regime and vegetative cover. Again these differences in interpretation are sufficient to seriously affect classification. In order to avoid these problems the ‘Trop’ concept could be modified to ‘mesic or warmer temperature regime and an udic moisture regime’ and deletion of the iso requirements.A comparison of two recommended methods for estimating soil temperature from screen temperature showed them both to be unsatisfactory, particularly in the semiarid tropics. The errors produced by each method were sufficient to cause important changes to soil classification when using Soil Taxonomy.The work demonstrates the importance of treating soil temperature and moisture regimes together. In the ustic regimes, mean monthly soil temperature at 50 cm can be adequately predicted by adding 4.0 degrees to the mean monthly screen temperature; whilst in the udic regimes it appears that the same can be achieved by adding 2.0 degrees to the screen temperature.     

生物炭对干旱区绿洲农田土壤呼吸的影响

为探究不同粒径秸秆生物炭添加对绿洲农田土壤CO2排放及Q10的影响,以新疆典型绿洲农田土壤灰漠土为供试材料,采用室内土柱培养的方法,研究添加＞5、1～5、0.25～1和＜0.25mm共4种粒径棉花秸秆生物炭和葡萄藤生物炭对农田土壤CO2释放的影响。结果表明：（1）试验周期内（0～85d）,添加生物炭处理土壤呼吸速率呈先增加后降低的趋势,前10d土壤呼吸增速较高;添加生物炭的土壤呼吸速率（1.27μmol·m-2·s-1）高于不添加生物炭的对照处理（1.01μmol·m-2·s-1）,棉花秸秆生物炭处理土壤呼吸速率（1.43μmol·m-2·s-1）高于添加葡萄藤生物炭处理（1.08μmol·m-2·s-1）。培养期内土壤CO2累积过程符合一级反应动力学方程,生物炭添加改变了土壤CO2潜在排放量、周转速率和半周转期。（2）添加棉花秸秆和葡萄藤两种生物炭处理与土壤CO2累积排放量（y）分别符合y=7.51x+88.53和y=2.68x+75.85的线性关系（x为生物炭粒径）。（3）添加生物炭处理土壤呼吸速率与空气温度和土壤温度显著相关,棉花秸秆生物炭处理土壤呼吸速率与温度的相关性高于葡萄藤生物炭处理,土壤温度敏感系数随粒径的减小而增加。综合土壤呼吸速率和温度敏感系数考虑,建议绿洲农田施用1～5mm中等粒径生物炭。