亚热带区域几种典型人工林生态系统林地土壤质量评价

针对不同经营模式对林地土壤的物理性质、化学性质和生物学性质的影响,采用主成分分析方法直观定量地研究了亚热带区域几种典型人工林生态系统林地的土壤质量指数和土壤退化指数,揭示了土壤质量指数之间的相关性和差异性、以及土壤退化指数之间的相关性和差异性,并很好地识别出了土壤质量指数和土壤退化指数的主要成分。分析结果基本上反映了不同生态类型林地土壤质量状况,主成分分析土壤质量指数得分以常绿阔叶林最高,其次是混交林和阔叶纯林,连栽杉木纯林最低;主成分分析土壤退化指数表明,与次生常绿阔叶林比较,其中连栽杉木纯林退化幅度最大,而混交林和阔叶纯林次之。从而对其林地土壤质量进行了准确评价,为杉木人工林的可持续利用提供直接依据,并为亚热带区域人工林生态系统林地土壤质量评价提供参考。     

基于最小数据集的青藏公路沿线土壤质量评价

为明确青藏公路沿线土地土壤质量的基本特征,通过采集沿线3种不同土地利用类型(农地、草地和沙地)的土壤样品,采用主成分分析法(PCA,Principal Component Analysis)筛选最小数据集(MDS,Minimum Data Set)指标,并构建土壤质量指数(SQI,Soil Quality Index)定量评价其土壤质量。结果表明:(1)相较于农地和草地,沙地的土壤肥力较为贫瘠,其土壤有机质、全氮和有效磷的土壤肥力等级均为6级。9个土壤指标均为中低度敏感指标,沙地土壤黏粒和粉粒含量具有更强的空间分异性。(2)沿线土壤质量评价最小数据集由全钾、全磷、有机质、黏粒和粉粒组成,最小数据集能够较好地替代全数据集进行土壤质量评价(p<0.01)。(3)沿线农地的土壤质量指数SQI(0.535±0.043)高于草地SQI(0.499±0.044)和沙地SQI(0.449±0.066)。该研究发现沿线农地土壤质量为中等水平,沿线草地和沿线沙地土壤质量处于较低水平,土壤有机质是影响青藏公沿线土壤质量的主要因素。     

天津小站稻种植区土壤质量综合评价

为了解天津小站稻种植区土壤养分水平与肥力状况,本次调查分析了稻田土壤pH、盐分、有机质、速效量和全量氮磷钾、铜锰硫等中微量元素共24项指标,通过主成分分析法对土壤质量进行综合评价.结果表明:研究区土壤pH介于7.80～8.95,平均盐分含量为1.6 g/kg,有机质、全氮与碱解氮含量属于中下水平,钾素含量丰富而磷素缺乏...     

我国东部水蚀区坡耕地土壤质量现状分析

土壤质量是土地生产力的基础,为探讨我国东部水蚀区坡耕地土壤质量现状,笔者采集36个样点表层0 ～20 cm土样,测定28项土壤理化指标,利用主成分分析法确定表征土壤质量的关键指标,根据指标隶属度与权重采用加权连乘法计算各采样点的土壤质量指数.结果表明:1)速效磷的变异系数最大,微团聚体体积分数的变异系数最小,绝大部分指标属于中等强度变异,土壤物理指标的变异系数明显小于土壤化学指标.2)黏粒体积分数、粉粒体积分数、微团聚体体积分数、有机质、pH值、Cd、Cr是表征土壤质量的关键指标,Cr隶属度最高,而pH值隶属度最低,Cd隶属度在二级水蚀分区间差异显著.3)36个采样点的土壤质量指数均值为0.64 ±0.16指数,6个二级水蚀分区间不存在显著差异.36个采样点土壤质量指数属较低、中等、较高和高等级的比例分别为8.33％、38.89％、36.11％、16.67％.总体而言,我国水蚀区坡耕地的土壤质量整体状况良好,但仍需要加强对土壤质量偏低地区的培肥改良.本研究对认识和维系我国东部水蚀区坡耕地土壤质量、分等定级与区划,合理开发利用坡耕地土地资源具有重要意义.     

黄土高原子午岭地区植被恢复过程中的土壤质量评价

选择黄土高原子午岭地区植被自然恢复1-140a不同年限的阳坡墚坡地为研究对象,通过相关性分析筛选土壤表层（0-20cm）16项表征土壤物理、化学、生物学性质的指标,运用主成分分析计算土壤质量综合指数,评价子午岭地区植被恢复过程对土壤质量的影响。结果表明：土壤总孔隙度、平均重量直径（MWD）、有机质质量分数、速效磷质量分数、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、真菌数量、微生物总量构成土壤质量评价指标体系;土壤质量综合指数随植被恢复年限的增加而增加;植被自然恢复1-140a间,土壤质量综合指数变化范围为0.1559-0.8509,较裸露休闲地增加4.2-27.5倍;根据土壤质量综合指数变化规律,可将140a植被恢复过程中的土壤质量演变过程分为3个阶段,即植被恢复初期（1-20a）的土壤质量综合指数呈快速增长,植被恢复中期（20-40a）的土壤质量综合指数呈波动性增长,植被恢复后期（40-140a）的土壤质量综合指数呈稳定增长。植被演替过程中不同植被生活型土壤质量综合指数表现为乔木林地〉灌木林地〉草地。     

宁南山区不同土地利用方式土壤质量评价方法研究

目前关于土壤质量评价的方法很多,综合了多变量指标克立格法、土壤质量综合评分法和土壤相对质量评价法各种方法的优点,也融入了本地区的土壤特性研究,制定了有区域特色的层次分析法;确立了隶属函数及其中的参数,因而实现了原始数据的归一化处理;同时也解决了利用主成分分析法如何决定各评价因子的权重分配问题。     

围封沙化草地土壤种子库动态研究

以未围封沙化草地作对照,研究了围封1年、4年和9年的沙化草地土壤种子库特征的变化,获得如下结论:(1)对沙化草地实施围栏封育,可显著提高土壤种子库的植物种数.(2)围封过程中的沙化草地,土壤种子库群落组成中,1、2年生植物所占比例逐渐减小,多年生植物所占比例均逐渐增加.(3)围封过程中的沙化草地,土壤种子库群落组成的相似性,相临阶段较高,随围封年限差异的增加,相似性逐渐减小,表明土壤种子库的变化是一个连续的过程.(4)围封不同年限的沙化草地之间,土壤种子库密度存在极显著性差异,随围封年限的增加而增加,且与地上植被密度具有较高的相关性,其间可用二次曲线进行描述.     

土壤质量评价方法述评

 为全面总结土壤质量评价方法的研究进展,从指数法、模型法及GIS的参与等方面综述当前一些定量评价土壤质量的方法。指数法计算方法较简单、实用;模型法具有较强的逻辑性和系统性;应用GIS评价土壤质量客观且潜力大,对土壤进行时空动态监测以实现土壤持续经营管理。在土壤质量评价工作中将定量与定性评价结合起来,选择适宜的土壤质量评价指标,不断完善现有的评价方法,发挥信息技术的优势,为合理开发利用土壤提供依据。     

宁南山区不同土地利用方式土壤质量评价

运用层次分析法对研究区域的土壤进行了较为全面、较为科学的评价依据隶属函数确定了各评价指标的隶属度,实现了原始数据的归一化处理;同时也利用主成分分析法确立了各评价因子的权重分配问题.通过对研究区域土壤质量的评价,充分表明了土地利用方式不同对于土壤的改良效果存在明显差别灌木林地>天然草地>农地>人工草地>果园.     

沙化对高寒草地土壤碳、氮、酶活性及细菌多样性的影响

高寒草地沙化是青藏高原生态安全的严峻威胁,研究沙化过程中土壤碳氮和微生物变化有助于揭示驱动高寒草地沙化演替的生物学机制.以川西北沙化高寒草地为研究对象,分析了未沙化、轻度沙化、中度沙化和重度沙化程度下土壤碳氮、酶活性以及细菌多样性的变化.结果表明:中度和重度沙化显著降低了土壤有机碳、溶解性有机碳、微生物量碳、全氮、可溶...     

青藏高原高寒草原与草甸土壤可蚀性的关键因子

[目的]探讨青藏高原高寒草原与草甸土壤可蚀性特征差异,为高寒草原草甸土壤可蚀性研究提供重要参考.[方法]选取18个变化因子作为草原与草甸土壤可蚀性评价的影响因子,运用主成分分析、逐步回归分析以及通径分析法,确定高寒草原与草甸土壤可蚀性的主要影响因素,筛选青藏高原高寒草原与草甸土壤可蚀性的关键因子.[结果]高寒草原土壤可...     

岩溶区典型根系地下生境的土壤质量分析

选择岩溶区三种不同的典型根系地下生境类型土壤为研究对象(类型Ⅵ——白云岩水平产状多层空间类型、类型Ⅸ——白云岩倾斜产状多层空间类型及类型Ⅺ——白云岩直立产状多层空间类型),根据不同类型的土壤物理、化学及生物学指标,计算土壤肥力的综合指标值,对其土壤质量进行综合分析评价。结果表明:(1)不同植物根系地下生境类型和不同空间土壤层次的土壤指标值差异极显著;(2)不同类型的土壤质量存在差异,且具有明显的层次性,土壤质量表现为白云岩倾斜产状多层空间类型最好,且三种类型的土壤质量均呈现出随土壤深度的增加而逐渐降低的趋势。该文揭示了根系地下生境的土壤质量差异,这为岩溶石漠化区的植被恢复技术研究和治理均有积极的作用。     

扰动方式对典型草原区路域植被和土壤的影响

[目的] 分析不同扰动方式对内蒙古典型草原区土壤理化性质及植被特征的影响,为探索路域生态环境恢复规律,采用合理的恢复措施提供科学依据。[方法] 以锡林郭勒草原区3条公路(G303锡市—阿巴嘎旗段、G207锡市—西乌珠穆沁旗段、G207锡市—乌日图塔拉苏木段)为研究对象,采用空间代替时间的方法,调查研究了不同恢复年限(1,5,15 a)与不同扰动方式(碾压、路堑、取土场、路堤)路域土壤和植被特征。[结果] ①扰动方式对土壤理化性质有显著影响,其中土壤容重表现为：碾压＞路堤＞路堑＞取土场。随恢复年限增加,土壤容重表现为向未扰动区容重靠近趋势。土壤含水率表现为：碾压＜路堑＜取土场＜路堤,总体呈随恢复年限延长而增大趋势。土壤有机碳、全磷和全钾含量皆表现出碾压样地最差,路堤样地最优。②植物群落丰富度指数随恢复年限的增加显先增高后降低最终趋于稳定趋势,其中恢复5 a物种多样性指数相比于恢复15 a高。③主成分分析得出,恢复15 a的路堤、路堑、取土场扰动综合排名较高,其综合得分分别达到了2.33,1.42,1.32,碾压扰动的综合得分均处在最低水平,得分相比于未扰动区有明显差距,说明对生态系统破坏较为严重。[结论] 受到扰动的土壤理化性质及植被指数与未扰动土壤对比有很大差异,填方的土壤养分含量较高,而挖方土壤与未扰动区域相比,养分含量有明显缺失,需加强对该扰动区域的生态保护力度。     

青藏高原冻融荒漠化退化区分布及影响因素

[目的]青藏高原由于其高海拔、气温低、冻融侵蚀强烈的特点,是冻融荒漠化的主要发生区。探究青藏高原冻融退化区分布及其原因,对该区水土保持工作和生态环境保护具有重要参考意义。[方法]选择植被覆盖度、冻融循环次数、土壤温度日较差、土壤含水量、年降水量和坡度作为冻融侵蚀因子,对2000—2019年青藏高原冻融侵蚀敏感性进行了评价,结合研究期内青藏高原荒漠化趋势,构建了一种判定冻融荒漠化退化区域的方法。[结果]2000—2019年青藏高原冻融侵蚀区总面积为1.531×10⁶ km²,中度及以上敏感性区域面积为9.131×10⁵ km²,占青藏高原总面积的35.92%。青藏高原冻融荒漠化退化区域面积约为1.113×10⁵ km²,主要分布于高原西南部,退化程度以中度退化为主,面积占比为44.35%。[结论]气温上升、湿润指数下降和净太阳辐射增强是青藏高原冻融荒漠化发生的主要自然驱动因素,高原南部部分地区由于气候条件的差异,三者发挥了相反的作用。     

人工植被重建对沙化高寒草地土壤真菌群落特征的影响

采用实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR)和Illumina Miseq高通量测序技术研究了天然草地（NG）、沙化草地（DG）、草本人工草地（AG）和人工灌丛植被（AS）四种不同草地类型的表层（0～10 cm）土壤真菌群落的生物量、多样性和结构,以揭示不同人工植被恢复措施对沙化高寒草地土壤真菌群落恢复的影响及其驱动因子。结果表明：1）草地沙化显著（P<0.05）降低了真菌群落的生物量和α多样性,人工植被重建则明显促进了二者的恢复,22年后与NG无显著差异。2）草地沙化和人工植被重建均极显著（P=0.001）改变了真菌群落结构。草地沙化后,担子菌门相对丰度显著（P<0.05）下降,一些稀有真菌趋于消失,而未分类真菌门的相对丰度则显著（P<0.01）增加。经过22年的生态恢复,绝大多数真菌门的相对丰度与NG无显著差异;AG与NG的真菌群落结构比AS与NG更为相似。3）真菌群落α多样性与植被和土壤属性之间的相关关系因多样性指数的不同而异,而其群落结构与大多数植被和土壤属性极显著（P<0.01）正相关,植被和土壤属性二者结合解释了21...     

基于最小数据集的黄土高原矿区复垦土壤质量评价

矿产开发影响了土壤质量,特别是在黄土高原生态脆弱地区。通过植被恢复能够改善矿区复垦土壤质量。为了揭示矿区复垦土壤质量在植被恢复过程中的变化,该文以黑岱沟矿区排土场不同恢复年限不同植被类型、未复垦地和周边自然植被恢复区为研究对象,选取21项理化生指标作为总数据集(totaldataset,TDS),运用主成分分析(principal component analysis,PCA)结合Norm值构建评价指标最小数据集(minimum data set,MDS),通过非线性(non-Linear,NL)和线性(linear,L)两种评价方法对研究区土壤质量进行了评价。研究表明:黄土高原北部典型矿区复垦土壤质量评价指标MDS包括粉粒百分比、有机质、速效磷、钠吸附比和微生物碳;2种评价方法下,植被恢复均对复垦土壤质量指数(soil quality index,SQI)有了显著提升(P 0.05),复垦20 a灌木SQI高于复垦10 a灌木SQI,复垦12 a草本SQI高于复垦20 a草本SQI,然而所有复垦土壤SQI均未达到自然植被恢复土壤SQI;由于非线性土壤质量评价方法(SQI-NL)具有更大的土壤质量指数变化区间和变异系数,此外,在SQI-NL和线性土壤质量(SQI-L)评价两种方法下,MDS和TDS之间决定系数分别为0.911和0.866,因此,非线性土壤质量评价方法在该区域具有更好的适用性,并且最小数据集能够较准确地进行土壤质量评价。     

盱眙火山岩丘陵区不同林地土壤抗蚀性评价

以盱眙火山岩丘陵区5种不同的人工林（杨树林、杨梅林、朴树林、墨西哥柏林、桃树林）为研究对象,通过对土壤水稳性团聚体特征、有机质含量等指标的测定与分析,研究了人工林对土壤可蚀性的影响。对林地土壤的抗蚀性指标进行主成分分析和相关性分析将10个抗蚀指标降到了4个:> 0.5 mm水稳性团聚体含量、 > 0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体稳定性指数、有机质含量。并运用回归分析建立了不同林分下土壤抗蚀性综合评价模型Y=0.073X₄+1.066X₅+9.261X₉+0.554X₁₀-64.939。结果表明杨树林地土壤的抗蚀性在5种林分中是最好的。     

水分调控与种植模式对人工草地土壤水分及产量品质的影响

针对河西走廊地区水资源短缺、天然草地退化严重和质量低下等问题,探究合理的水分调控与种植模式,以缓解草畜矛盾,改善生态环境,实现区域草地畜牧业可持续发展。试验采用2年大田试验,研究3种种植模式(O:红豆草单播;A:红豆草+无芒雀麦混播;B:红豆草+无芒雀麦+长穗偃麦草混播)与4种水分调控[灌水上下限以土壤含水量占田间持水量θ_FC的百分比计,W0:充分灌水(75%~85%θ_FC);W1:轻度水分亏缺(65%~75%θ_FC);W2:中度水分亏缺(55%~65%θ_FC);W3:重度水分亏缺(45%~55%θ_FC)]对人工草地土壤水分特征、干草产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明:(1)在时间维度(4—9月)0—40 cm土层土壤含水量表现为先减小后增大的变化趋势,且该变化趋势W2、W3较W0、W1明显,单播较混播明显,40—100 cm土层土壤含水量呈现逐渐减小的变化规律;在空间垂直分布上,各处理土壤含水量呈先增大后减小之后趋于稳定的变化趋势;3种种植模式中土壤含水量均属于中等变异,且表层与60—100 cm土层变异系数较大。(2)随着水分亏缺加剧,单混播牧草产量均逐渐减小,WUE先增大后减小,W1较W0处理牧草产量差异不显著(p＞0.05),且WUE最高;A和B种植模式2年平均总产量分别较O提高16.01%和12.74%,2年平均WUE分别较O提升18.64%和11.19%。(3)适宜水分亏缺提升了牧草品质,混播模式较单播牧草品质改善。A和B种植模式较O种植模式2年平均ADF分别降低4.40%和2.73%,NDF分别降低2.82%和2.02%,CP分别降低3.53%和7.24%,但W0与W1水分处理,O与A种植模式CP差异不显著。A和B种植模式较O种植模式2年平均Ash分别提升18.50%和16.58%,EE分别提升23.19%和20.37%,RFV分别提升4.87%和3.20%。通过主成分分析综合评价得出,轻度水分亏缺下红豆草与无芒雀麦混播是河西走廊地区人工草地高产优质高效的适宜水分调控与种植模式。     

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...