三江源区草地退化与人工恢复对土壤理化性状的影响

以三江源区不同退化程度的天然草地及不同恢复年限的人工草地为研究对象,系统分析土壤理化性质随取样深度的动态变化。结果表明:(1)人工草地土壤含水量及全氮、全钾、全磷、速效钾、速效磷的含量随恢复年限均表现出先减小后增大的"V"形变化趋势;(2)随着退化程度增加,退化草地土壤中含水量逐渐降低,全氮、全钾、有机质、速效钾含量未表现出逐渐降低趋势,而草地的裸斑面积、土壤及养分的流失量逐渐增加;(3)人工草地及退化草地土壤中全氮、速效钾、有机质含量均随着取样深度增加而逐渐降低,草地恢复年限和退化程度基本不影响养分在土壤中的空间分布;(4)人工草地建设使退化草地有机质、全氮、全钾的含量增加,尤其有利于0-4cm的土壤养分增加。因而,人工草地建设可以作为三江源区退化草地土壤恢复的措施之一。     

吉兰泰盐湖周边不同沙化程度植被群落与土壤养分特征研究

选取吉兰泰盐湖周边4种不同程度的沙化土壤,对其植被群落特征与土壤养分含量进行测定,分析不同沙化程度植被群落特征、土壤养分含量垂直分布特征以及植被群落与土壤养分含量之间的相关性。结果表明:(1)随着沙化程度的加剧,Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数与Margalef丰富度指数均不断下降,植被群落结构趋于简单化;(2)随着沙化程度的加剧,土壤有机质与速效养分含量总体呈降低趋势;(3)土壤有机质、速效磷、速效钾均与Shannon-Wiener多样性指数呈显著正相关;碱解氮与Margalef丰富度指数呈显著正相关。对不同沙化程度植被群落特征和土壤养分的研究为吉兰泰盐湖区天然植被恢复与重建及盐湖保产、高产提供科学依据。     

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。     

兰州市北山削山造地的土壤质量变化评价

[目的] 评价兰州市北山削山造地引起的土壤质量变化,旨在为该区削山造地工程和生态效益评价提供科学依据和建议。[方法] 选择兰州市城关区北山原有耕地、林地、草地、削山产生的新造地4种土地利用方式,采集土壤物理性质、化学性质和根系生物量样品,基于主成分分析法(principal component analysis, PCA)筛选出最小数据集(minimum data set, MDS),通过土壤质量指数对兰州市北山土壤质量进行评价。[结果] ①基于包括12项理化指标的土壤质量全数据集(total data set, TDS)的主成分分析,构建了由容重、速效磷、速效钾、全氮、pH值组成的最小数据集。②兰州市北山4种土地利用方式下土壤质量指数排序为：耕地＞林地＞新造地＞草地,削山造地显著影响了土壤的水分保持、有机质积累、全氮、速效钾含量等。③最小数据集和全数据集之间相关性系数为0.66,最小数据集能够较好地进行土壤质量评价(p＜0.01)。[结论] 兰州市北山的耕地和林地具有更好的土壤质量,新造地土壤的持水与积累养分能力低于原有耕地和林地,是未来植被恢复和重建的重点区域。削山造地时应尽量安排在草地上进行,注意对原有耕地和林地的保护。     

基于最小数据集的塔里木河上游绿洲土壤质量评价

以塔里木河上游绿洲阿拉尔垦区为靶区,综合考虑表征土壤物理、化学和生物学性质的14个土壤指标,利用数理统计方法确定最小数据集并评价土壤质量,同时与不含土壤酶指标的土壤质量评价结果进行对比分析。结果表明:(1)研究区土壤质量评价适用的最小数据集(MDS)包括:土壤水分、全盐、全氮和过氧化氢酶活性;(2)研究区棉田、新开垦农田、果园和林地等大部分耕地土壤质量属于中等及以上水平(SQI≧0.5的占78.12%),大部分分布于河岸及绿洲区域;(3)不包含土壤酶活性指标的土壤质量评价使土壤全盐含量的权重降低,且导致土壤质量评价结果偏低。     

典型喀斯特山区无籽刺梨基地土壤质量评价

以贵州省兴仁县回龙镇无籽刺梨种植基地为研究对象,综合考虑表征土壤物理、化学和生物学性质的16个土壤指标,利用数理统计方法确定最小数据集并评价土壤质量,同时根据划分样方所在坡位的不同,对其相应的土壤质量评价结果进行了对比分析。结果表明:(1)研究区土壤质量评价适用的最小数据集(MDS)包括土壤有机质、pH值、全钾、水解氮、真菌和磷酸酶;(2)研究区上坡位、中坡位和下坡位土壤质量属于中等及以下水平,SQI依次为0.544,0.408,0.503;(3)影响该地区土壤质量的重要指标为土壤有机质和土壤真菌数量。     

川西北不同沙化程度草地土壤细菌群落特征

研究川西北不同沙化程度草地（未沙化草地、轻度沙化草地、中度沙化草地、重度沙化草地）土壤细菌多样性和群落结构特征,利用Illumina二代高通量测序技术MiSeq对土壤细菌的16 SrRNA V₃—V₄可变区进行测序,研究土壤细菌多样性、物种组成和丰富度,并结合土壤理养分探讨影响细菌群落结构的环境因素,对发挥土壤潜在肥力,了解土壤健康状况,实现该区植被的管理与可持续利用有着重要的意义。结果表明:（1）不同沙化草地土壤养分具有明显差异,依次表现为:随着沙化程度的增加,土壤pH值逐渐增加,而土壤有机碳、全氮、全钾、碱解氮和速效磷逐渐降低;（2）不同沙化程度草地土壤样品中共检测到细菌的32个门,65个纲,169个目,优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）、浮霉菌门（Planctomycetes）,主要的优势菌纲为放线杆菌纲（Actinobacteria）、α-变形菌纲（α-Proteobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteria）、β-变形菌纲（β-Proteobacteria）、浮霉菌纲（Planctomycetacia）,与沙化草地相比,未沙化草地优势菌主要是变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）;（3）随着沙化程度的增加,OUT数目、Chao指数、Ace指数、Shannon指数逐渐减小,其中不同沙化草地土壤细菌覆盖率和Simpson指数差异不显著（p > 0.05）;（4）冗余分析和Pearson相关性分析表明,土壤pH值、土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）是土壤细菌群落结构和多样性的主要影响因子。     

A standardized soil quality index for diverse field conditions

  目的  为了有针对性选取典型潮土区的土壤质量评价最优方法,而进行不同种植制度下的土壤质量评价。  方法  以华北典型潮土区为研究区域,结合实测与调研数据,运用主成分分析法筛选最小数据,基于线性和非线性两种评分指标方法与加性（SQIa）、加权加性（SQIw）和记忆（SQIn）三种不同的土壤质量指数法。选取最优方法的同时,评价典型潮土区不同种植制度下的土壤质量。  结果  ①描述性统计分析表明,河北省中部潮土区土壤pH变异系数属于弱变异性,其余指标都属于中等变异性;有效磷、阳离子交换量（CEC）、土壤有机质（SOM）、土壤的速效养分含量的变异系数较大。②相关性研究表明,作物单产与SOM、全氮（TN）和缓效钾含量显著正相关,与土壤pH、速效钾、水溶态硼、有效铜、有效锌和有效铜含量呈显著负相关。③方法研究表明,典型潮土区最小数据集是SOM、缓效钾、有效铁、水解性氮、有效锌、有效磷、有效硫含量。不同方法最小数据集（MDS）与总数据集（TDS）的相关性强弱为：SQIw-NL > SQIa-NL > SQIw-L > SQIa-L > SQIn-L > SQIn-NL。④空间特征研究表明,研究区的土壤质量主要由中等等级II、III和IV等级主导。土壤质量指数（SQI）从南到北减少。⑤土地利用研究表明,不同种植制度土壤质量的大小顺序为：小麦－玉米/豆 > 花生 > 麦－玉米 > 棉花 > 玉米。  结论  华北潮土区的最佳土壤质量评价方法是SQIw-NL法,最小数据集为SOM、缓效钾、有效铁、水解性氮、有效锌、有效磷、有效硫含量,不同管理措施一定程度下影响了作物的生长发育,且小麦-玉米/豆轮作可以提升土壤质量,献县的土壤质量相对较高。     

藏西沙化草地根系分布与土壤理化性质的关系

[目的]调查和分析沙化过程中草地根系与土壤理化性质的关系,为藏西草地沙化的治理提供理论依据。[方法]以西藏西部典型的沙化草地为研究对象,通过S采样法进行采样,对0—15 cm土层土壤理化性质进行研究。[结果]随着沙化程度的加剧,土壤根系含量下降,pH值与速效钾含量先升高后降低,容重升高,含水量、有机质、全氮、碱解氮、速效磷降低。土壤根系含量与pH值和容重间存在极显著负相关关系(p<0.01),相关系数分别为-0.806和-0.735;与含水量、有机质、全氮、碱解氮和速效磷存在极显著正相关关系,相关系数分别为0.771,0.658,0.590,0.686,0.382。[结论]草地沙化过程中植物根系含量与多个土壤理化性质指标存在相关关系,并受土壤理化性质的制约。     

东祁连山不同退化草地植物群落特征与土壤养分特性

为探究东祁连山不同退化草地植物群落特征、土壤养分特性及其相关性,以轻度退化草地、中度退化草地和重度退化草地为研究对象,采用野外调查、室内测定和数据统计分析相结合的方法,分析了不同退化草地植被特征、土壤养分特性及其之间的相关性。结果表明:(1)从轻度退化草地-重度退化草地,植物群落特征(地上生物量、高度、密度、频度和总盖度)整体呈现降低趋势,且差异显著(P<0.05),中度退化草地Margalef指数、Shannon指数和Evenness指数最高,Dominance指数最低;(2)研究区植物共有19科38属41种,生态适应性较强的植物主要集中在豆科、禾本科、菊科和蔷薇科,不同退化草地植被型分别为矮生嵩草(K.humilis)+赖草(Leymus secalinus)、矮生嵩草+高山唐松草(Thalictrum alpinum)、矮生嵩草+赖草,其中矮生嵩草是各退化草地的优势种,不同退化草地的功能群以杂类草占优势,其次是禾草类,毒草类所占的比例最少;(3)随草地退化程度加重,土壤速效氮、有效磷、有机碳和含水量呈降低的趋势,而pH整体呈现升高的趋势;(4)不同退化草地土壤因子对植被生长贡献率最高分别为速效氮、有效磷和含水量。综上,随着草地退化程度加重,植物群落结构向单一趋势过渡,土壤养分含量减少,且土壤因子对植物贡献率也相应发生变化。     

中国东北农田土壤质量评价的最小数据集选择

Soil quality assessment provides a tool for agriculture managers and policy makers to gain a better understanding of how various agricultural systems afect soil resources.Soil quality of Hailun County,a typical soybean (Glycine max L.Merill) growing area located in Northeast China,was evaluated using soil quality index(SQI)methods.Each SQI was computed using a minimum data set(MDS) selected using principal components analysis(PCA)as a data reduction technique.Eight MDS indicators were selected from 20 physical and chemical soil measurements.The MDS accounted for 74.9% of the total variance in the total data set(TDS).The SQI values for 88 soil samples were evaluated with linear scoring techniques and various weight methods.The results showed that SQI values correlated well with soybean yield (r=0.658**) when indicators in MDS were weighted by the regression coefcient computed for each yield and index.Stepwise regression between yield and principal components (PCs) indicated that available boron(AvB),available phosphorus (AvP),available potassium (AvK),available iron (AvFe) and texture were the main factors limiting soybean yield.The method used to select an MDS could not only appropriately assess soil quality but also be used as a powerful tool for soil nutrient diagnosis at the regional level.     

长顺冗雷河小流域草地治理模式下土壤肥力评价

采用野外调查和室内分析相结合的方法,对贵州省长顺县冗雷河小流域坡耕地、人工草地和天然草地3种地类的全氮和碱解氮,全磷和有效磷,全钾和有效钾,酸碱度,有机质进行了研究,以层次分析法进行肥力综合评价,揭示冗雷河小流域草地治理模式下对土壤肥力的影响。结果表明:坡耕地实施人工种草措施后,土壤全氮含量相对增加42.64%,碱解氮增加50.86%,中层和下层（20—30 cm）土壤碱解氮改善最为明显;土壤全磷含量相对增加45.24%,有效磷降低23.58%,坡耕地相比草地在全磷含量上相对较为匮乏,但用于作物吸收的有效磷素却高于人工草地;土壤全钾和有效钾含量降低,pH值无变化,其中全钾含量相对降低43.28%,有效钾降低37.32%;土壤有机质含量相对增加77.24%,其中表层（0—10 cm）、中层和下层土壤有机质含量分别提升48.06%,85.58%和107.78%,中层和下层土壤有机质含量改善幅度大。天然草地综合肥力指数最大,坡耕地最小,天然草地综合肥力指数是人工草地的1.09倍,是坡耕地的1.14倍,人工草地是坡耕地的1.05倍。土壤肥力整体水平上得到提升。     

长江下游典型地区农田土壤肥力变化——以常熟市为例

根据2000年和2006年两次在常熟市农田土壤GPS定位采样获得的土壤肥力属性数据,分析该地区在经济高速发展背景下土壤属性的变化情况,并用综合指数法进行了土壤肥力评价。结果表明,土壤pH整体有所下降,土壤有酸化的趋势,有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾含量以及阳离子交换量(CEC)经过6 a的耕种后均有增加,其中全氮、全钾和有效磷含量增加达到显著水平。在本次调查取样研究中,全氮增量主要集中在0~0.4 g kg-1,全钾增量主要集中在1~2 g kg-1,有效磷增量主要集中在0~5mg kg-1。两次调查的土壤综合肥力指标(IFI)均主要分布在优和良好两个等级,2006年土壤综合肥力指标相对于2000年有所增加,土壤整体肥力状况有了一定程度的提高。     

基于水稻产量的江苏省稻麦轮作区土壤质量评价

为明确江苏稻麦轮作区土壤质量状况,本研究基于2008—2015年期间江苏省稻麦轮作区10 681个测土配方施肥样点的数据,通过相关性和主成分分析筛选了江苏省稻麦轮作区的最小数据集(minimum data set, MDS),并对土壤质量进行评价。结果表明:基于水稻产量分析,江苏省稻麦轮作区的最小数据集包括有机质、有效磷、速效钾、有效铁和有效硼。基于最小数据集得出的江苏省土壤质量指数(SQI-MDS)范围在0.136～1.000之间(均值0.674),整体处于"良Ⅱ"等级,与基于全量数据集得出的土壤质量指数(SQI-TDS)之间呈极显著正相关关系(R²=0.720),这说明最小数据集能够较好地代替全量数据集指标。江苏省稻麦轮作区土壤质量存在空间异质性,里下河农业区土壤质量最高,其次是太湖农业区,再者是宁镇扬、沿江、沿海和徐淮农业区。江苏省六大农业区的最小数据集存在差异性,这说明不同农业区主要的限制因素存在差异。整体来看,有机质、钾元素和微量元素是江苏省六大农业区主要肥力限制因子。     

近50年局地气候变化及其对共和盆地贵南县草地退化的影响

利用共和盆地贵南站1961—2007年温度、降水等气象资料,分析了共和盆地贵南县的气候变化趋势,探讨了气候变化对贵南县草地退化的影响。结果表明：共和盆地贵南地区气温年际变化呈上升趋势,倾向率为0．23℃／10a,增温速度大于全国增温速度;年降水量总体上呈不显著的增加趋势,倾向率为3．0mm／10a;草地潜在蒸散量呈显著上升趋势,蒸散量倾向率为22．23mm／10a;年大风、沙尘暴日数呈下降趋势。分析认为：气候变化是草原生态退化的自然诱发因素,温度显著升高,草地蒸散量增加,春季干旱事件增多,秋季降水量减少造成草地牧草生长期的变化和草地生产力的下降,导致贵南草地生态退化。     

Soil nutrient changes due to land use changes in Northern China: a case study in Zunhua County, Hebei Province

Abstract. Since the 1980s, land use in rural areas of China has changed greatly as the result of political initiatives. These changes have caused soil nutrient changes which are examined in this paper for Zunhua County, northern China from 1980 to 1999. The areas of farmland, grassland, and paddy decreased greatly and were replaced by increases in forest and residential land. The soils under forest in 1999 transformed from farmland in 1980 increased in organic matter by 21%, total nitrogen by 18%, available nitrogen by 65%, available phosphorus by 17% and available potassium by 17%. Similarly, in the area which was converted from farmland in 1980 to grassland in 1999, soil organic matter, total nitrogen, available nitrogen, available phosphorus, and available potassium increased by 38%, 37%, 71%, 2% and 28%, respectively. Changes from farmland to forest and grassland not only changed land cover but also improved soil fertility and probably reduced soil nutrient losses.     

严重侵蚀退化马尾松林地植被恢复土壤养分的制约性因子

[目的]揭示马尾松(Pinus massoniana)林地植被恢复的土壤养分制约性因子,为严重侵蚀退化马尾松林地植被恢复提供理论依据。[方法]通过在福建省长汀县河田镇花岗岩风化红壤区,植被恢复差异较大的4种马尾松样地的0—5,5—20,20—40cm的土壤养分试验分析。[结果](1)恢复较差的马尾松林地的有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾含量均较低,土壤保肥能力差,养分易随土壤侵蚀而流失。(2)所有样地的有机质、全氮、全磷、速效磷,速效钾含量变化规律基本上为:恢复较差恢复中等恢复较好恢复好。(3)有机质、全氮、全磷、速效磷,速效钾极显著正相关(p0.01),且在第1主成分上的载荷分别为0.921,0.931,0.974,0.906,0.874。(4)4种恢复样地土壤表层全钾差异不显著,其他层土壤规律不明显,植被恢复好的样地的pH值最小,但是马尾松林下植被生长良好。[结论]有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾植是马尾松林地植被恢复主要制约因子,全钾、pH值不是马尾松林地植被恢复制约性因子。