广西桂林不同植被覆盖下土壤含水量空间变异性研究

以桂林市农业科学院的大豆地、梨树地、甘蔗地为例,分析3个试验区土壤表层0~6cm土壤含水量变化规律以及空间分布特征。结果表明:降雨是影响土壤表层土壤含水量变化的关键因子,耕作方式也在一定程度上影响土壤含水量变化,梨树地土壤含水量是三者之中最高,甘蔗地土壤含水量次之,大豆地土壤含水量最小;3个试验区在3种不同土壤水分状态下的土壤含水量空间分布属于中等程度的空间相关性,受降雨因素和人为因素共同制约,在不同条件下他们各自占有的权重不同;尽管不同的植被覆盖条件以及人为因素干扰会影响土壤含水量空间分布,但是土壤含水量较高的区域相对稳定,表明土壤本身具有恢复其空间分布稳定性能力。     

亚热带喀斯特地区土壤钾养分空间变化的评价及其施肥建议

为了提高肥料的利用率，并建立稳定高产的农田，更有效地促进利用农业土地和肥料资源，在广西喀斯特地区的一个村庄里，通过采用“3S”技术（全球定位系统（GPS）、遥感（RS）、地理信息系统（GIS））获得该村土壤与肥料信息系统，并结合当地条件，对该村土壤养分平衡管理技术进行研究。研究结果表明，近20年来，农田土壤养分状况有了明显的改变，在2000年，两种土壤类型的土壤有效钾含量和作物产量都比1981年有了明显的提高；通过“3S”技术获得了水稻和甘蔗土壤钾养分的施肥推荐方法，有利于喀斯特地区农民合理施肥。     

喀斯特石漠化过程中土壤重金属铬的含量特征

铬(Cr)是一种分布较广的重金属元素,可以通过母岩风化进入土壤。铬在食物链中通过植物的吸收,进入人体或动物体内而对其造成直接或间接危害。以贵州省清镇市王家寨峰丛洼地小流域为样地,对流域内不同等级、不同土壤类型、不同坡位及不同干扰方式下,石漠化的土壤Cr含量进行分析。结果表明:土壤重金属Cr含量变化范围为4.46～174.32μg/g,均值为95.20μg/g,有57.7%的样地超出贵州省土壤背景值。除强度石漠化外,随着石漠化程度的加深,Cr含量呈降低趋势;强度石漠化与中度石漠化的土壤Cr含量有显著差异(P0.05),其他石漠化等级间差异不显著。黄壤区Cr含量平均为107.22μg/g,其不同坡位Cr含量特征表现为下坡中坡上坡;黑色石灰土区Cr含量平均为81.15μg/g,其下坡位含量最低,上坡位和中坡位含量相当。在不同干扰方式下石漠化样地中,重金属Cr含量均值变化趋势为开垦火烧放牧樵采,Cr含量在不同坡位和不同干扰方式的石漠化间均无显著差异。随着土壤pH值和有机质含量的增加,重金属Cr含量有减小的趋势。     

喀斯特石漠化地区土壤养分空间异质性研究构想

在前人工作基础上用地统计学的区域化变量理论和变异函数并结合地理信息系统技术,对石漠化地区土壤养分的空间异质性进行定量研究,以揭示石漠化地区土壤养分的空间变异规律,对石漠化地区生态保护与恢复和农业生产有重要的理论指导价值。     

喀斯特石漠化过程中土壤颗粒组成的空间分异特征

对喀斯特高原区贵州省清镇市王家寨峰丛洼地同一流域内不同类型石漠化、不同等级石漠化以及不同干扰方式石漠化土壤颗粒组成变化及其空间分布特征进行了研究.结果表明:随着石漠化的发展,土壤物理性粘粒(粒径<0.01 mm)含量逐渐增加,物理性砂粒(粒径>0.01 mm)含量逐渐减少,土壤向粘质化、紧密化发展.在不同等级石漠化中,土壤各粒级颗粒含量在中度与强度之间均无明显变化.而在轻度与强度之间除粗砂粒外均存在显著性差异(P≤0.05),轻度.中度阶段为土壤颗粒组成变化最敏感时期.黑色石灰土中的物理性粘粒普遍低于黄壤,而物理性砂粒则普遍高于黄壤,且除粗砂粒外的各粒级颗粒含量在两类土壤中均存在极显著性差异(P≤0.01).开垦和放牧较樵采和火烧更易使土壤中的小颗粒聚集,总体表现为开垦>放牧>樵采>火烧.土壤颗粒组成受土壤有机质的影响,并影响着土壤的其他结构性能.     

广西喀斯特地区土地综合承载力空间差异研究

以广西喀斯特地区为研究对象,从生态环境系统、社会系统、经济系统3个方面构建土地综合承载力评价指标体系,应用层次分析法和聚类分析法,对广西喀斯特地区2015年的土地综合承载力进行综合评价,分析其空间特征,以期为广西喀斯特地区的土地利用和土地利用规划提供参考。结果表明,广西喀斯特地区的土地综合承载力总体上呈现与喀斯特地貌类型区一致的空间分异特征。高承载区主要分布在峰林平原,中等承载区主要分布在峰林谷地,低承载区分布在峰丛洼地。     

喀斯特山区村级尺度下农田土壤养分的空间变异特性

以贵州省平坝县马场镇栗木村土壤养分测试数据为例,利用经典统计及地统计学的原理和方法,结合GIS技术对土壤有机质、氨态氮、速效磷、速效钾的空间变异特性进行了分析和比较;根据旱地和水田中各土壤养分元素的不同空间变异特性分别选出了各自的最优插值方法,生成了空间变异分布图.     

喀斯特山区村级尺度下农田土壤中微量元素空间变异特性

以贵州省平坝县马场镇栗木村土壤养分测试数据为例,利用经典统计及地统计学的原理和方法,结合GIS技术对土壤Ca、Mg、S、B、Cu、Fe、Mn、Zn的空间变异性进行了分析和比较;根据旱地和水田中各元素的不同空间变异特性分别选取出了各自的最优插值方法,生成了空间变异分布图。     

不同类型植烟土壤有机质含量的空间变异特征

基于地统计方法和GIS技术,研究了凉山烟区紫色土和沙壤土有机质含量的空间变异性,并绘制了空间分布图.结果表明:紫色土和沙壤土有机质含量的变异系数分别为45.24％和32.98％,均为中等程度变异.Moran’s I 指数和半方差函数分析显示,2种类型土壤有机质含量均具有中等强度的空间相关性,紫色土和沙壤土C0/(C0+C)分别为30.9％和30.6％,变程分别为61.8m和35.7 m,紫色土的空间自相关范围略大于沙壤土,空间异质性较强.Kriging插值结果显示2种类型土壤有机质含量均呈现明显的渐变性分布规律.     

喀斯特地区烟田土壤有效态微量元素的空间变异特征——以贵州省毕节地区为例

以典型的喀斯特地区——贵州省毕节地区为研究区域,采用地统计学和地理信息系统(GIS)相结合的方法,对烟田土壤中有效态微量元素Cu、Zn、Fe、Mn、B和Mo含量的空间变异特征进行研究。结果表明,烟田土壤中各微量元素的变异系数在45.75%～82.45%,均属于中等变异。半方差函数分析表明,烟田土壤微量元素中Cu、Zn、Fe的最适模型是线性模型,而Mn、B和Mo的最适模型为指数模型;各微量元素的块基比〔C0/(C0+C)〕均在25%～75%,表现为中等空间相关性,其空间变异受结构性因素(土壤母质、地形地貌、气候)和随机性因素(施肥、耕作措施、工业污染等)的共同影响。烟田土壤微量元素的空间分布表明,除有效铁含量分布呈现连续空间分布特点外,其他几种微量元素的空间分布并未呈现明显的分布规律。     

桂林岩溶土壤和植被的稳定碳同位素组成及季节性变化特征

【目的】以桂林岩溶土壤为例,通过长期监测岩溶土壤及植被有机碳的δ13C值,研究其稳定碳同位素组成及季节性变化特征,为我国南方岩溶地区碳循环途径提供科学依据。【方法】选择3个试验点,定期采集土壤及优势种植被黄荆和檵木样品,测定有机碳含量和δ13C值。【结果】土壤有机碳的δ13C值具有明显的季节性变化特征,范围在-27.50‰～-17.92‰;优势种黄荆和檵木其各部位有机质的平均δ13C值范围为-28.23‰～-25.15‰,而土壤中有机碳的δ13C值范围为-22.32‰～-19.00‰;土壤有机碳的含量表现为洼地灌木丛〉坡地灌木丛〉洼地灌草丛,且都为表层土（0～5cm）〉深层土（10～20cm）。【结论】土壤有机碳的δ13C值变幅较大,但坡地灌木丛、洼地灌木丛和洼地灌草丛三者的变化规律并不一致;总体上土壤δ13C值随土层深度的增加而逐渐减小,表明土壤有机碳的δ13C值明显高于当地植被有机碳的δ13C值。     

喀斯特坡地土层厚度及养分含量空间分布特征

岩溶作用下,喀斯特坡地溶沟、溶槽普遍发育,岩土分布表现出极强的空间异质性,目前对土壤分布格局及其理化性质变异特征方面的认识还极其缺乏,这严重影响了该区有限水土资源的合理规划和高效利用。本研究通过在喀斯特坡地沿坡向上开挖12条土壤岩石样沟(长24 m,宽1 m),根据土岩结构和土层厚度将样沟分为浅薄土层、中层土层、深厚土层三种样沟类型,分别选取典型样沟,探讨了喀斯特坡地土层厚度及主要养分元素的空间格局特征。研究发现:喀斯特坡地土层厚度变异性较大,变异系数介于12.0%～85.3%之间,土层厚度介于0～430 cm之间。土壤肥力整体较低,综合肥力系数随土层深度增加逐渐减少,除0～10 cm深度土层土壤肥沃程度为一般外,10 cm以下土壤肥沃程度均属贫瘠,即说明土壤养分主要集中在表层,其中全氮、全磷、速效钾与土层深度呈显著负相关关系。本研究为喀斯特区坡地土壤格局及其成土过程积累了详细的野外调查数据,有关土层厚度空间格局及其养分随土深的变化规律能为该区生态服务功能提升、国土资源空间优化布局提供理论依据。     

黑土坡耕地水保措施下土壤水分时空变异分析

利用经典统计学和地统计学对黑土坡耕地水保措施下土壤水分含量的时空变异规律进行研究,结果表明,黑土坡耕地土壤水分呈现中等强度的空间异质性,水土流失对土壤含水量的影响可达2 km,采取水保措施可逐渐减弱其空间异质性,对土壤水分的影响可缩短到100 m以内。不同水保措施对减弱土壤水分空间变异程度表现不同,其中梯田和地埂植物带最为显著。合理使用人工水保措施是黑土坡耕地高效管理的重要措施。     

降雨强度对西南喀斯特坡地土壤水分及产流特征的影响

降雨强度是水文过程的重要影响因素,为揭示其对喀斯特坡地土壤水分及产流特征的影响,本研究以桂西北典型喀斯特坡地为研究对象,采用野外人工模拟降雨方法,在相同降雨量（200 mm）下,对不同降雨强度下（34.8 mm/h、73.2 mm/h、100.0 mm/h 和136.4 mm/h）坡地土壤水分动态变化及产流过程进行研究。结果表明：1）随着土层深度的增加,土壤水分对降雨的响应趋于迟缓;由于喀斯特坡地土壤导水率较大,在不同坡位和土层深度,土壤水分变化迅速,通常在24 h 内恢复到降雨之前的水平,表明土壤层蓄水能力低,水文过程迅速。2）随着降雨强度的增大,累积地表径流量、壤中流量及表层岩溶带径流量均呈增加的趋势,表明随雨强的增加,喀斯特坡地水分由垂向（深层渗漏为主的慢速流）转为侧向运移（不同径流成分的快速流）。3）地表径流、壤中流及表层岩溶带径流与土壤含水率存在明显的产流阈值关系,且径流产生与消退过程和土壤含水量存在滞后效应,表现为顺时针（壤中流）或逆时针（表层岩溶带径流）的“绳套关系”。本研究表明喀斯特坡地产流主要受控于土壤- 表层岩溶带界面稳定入渗率,表现为受降雨强度的影响较大,研究结果有助于深入了解喀斯特关键带水文循环。     

干湿两季等高绿篱红壤浅沟坡面土壤水分空间变化

以红壤丘岗区等高绿篱浅沟坡面为研究对象,比较干湿两季有无绿篱浅沟坡面土壤水分的空间分布,并对试验小区的径流量以及土壤侵蚀量进行对比.结果表明:在旱季,小区土壤含水率变化随着土层加深均呈现增长的趋势;在雨季,无绿篱小区土壤含水率随着土层加深呈现增长的趋势,而绿篱小区土壤含水率表现为30 cm土层＞45 cm土层＞15 cm土层;绿篱小区的土壤水分变异系数随着土层加深呈降低趋势,相同土层干湿两季绿篱小区土壤水分变异系数均大于无绿篱小区土壤水分变异系数.在干湿两季,坡中位置绿篱小区土壤含水率始终大于无绿篱小区土壤含水率,坡上和坡下位置上绿篱小区土壤含水率小于无绿篱小区土壤含水率,种植等高绿篱的坡面保水保土效果明显,使植物在干湿两季能充分利用浅沟坡面水分,对缓解季节性干旱、保持水土起到显著作用.     

西南喀斯特地区典型石漠化阶段土壤水肥关系研究

通过每两月一次的定位监测,对贵州喀斯特不同石漠化阶段的土壤水分含量、蓄持效应和养分动态进行了研究.结果表明:表层土壤含水量随着石漠化的发展而下降;土壤含水量随降雨具有明显的动态变化,但非石漠化土壤蓄持水分最高,达到最高值为589.1 g·kg-1;不同程度石漠化土壤不同深度含水量与土壤的铵态氮和硝态氮含量呈显著的正相关关系,表明有效养分供给与土壤水分有密切的关系.因此,土壤水分的短缺可能成为喀斯特土壤中养分供应的制约因素.     

岩溶区不同植被下土壤水溶解无机碳含量及其稳定碳同位素组成特征

自2010年7月至2011年7月对重庆青木关岩溶区典型植被下的土壤水进行了月动态取样,分析了土壤水溶解无机碳含量(DIC浓度)及其稳定碳同位素组成(δ13 CDIC值)的时空变化特征,以揭示岩溶土壤系统碳酸盐岩溶蚀作用及其碳汇效应.研究结果表明:草地和针叶林地土壤水的DIC浓度和δ13 CDIC值相对较低,分别为59.12 mg/L和-17.22％,31.47 mg/L和-16.37‰;而旱地、灌丛地、退耕还林地土壤水具有较高的DIC浓度和δ13 CDIC值,分别达153.88 mg/L和-12.2‰,221.82 mg/L和-11.9‰,97.30 mg/L和-11.23‰,其中灌丛和退耕还林地的δ13CDIC值与DIC浓度呈正比,且雨季较旱季偏高约4‰-5‰.根据δ13CDIC值,结合各植被类型下土壤水DIC浓度与其相应的土壤碳酸盐含量呈正相关,判断旱地、灌丛地、退耕还林地等岩溶土壤水中的DIC主要来自土壤中碳酸盐岩矿物的碳酸溶蚀,即岩溶土壤中存在着碳酸盐岩碳酸溶蚀作用,从而在一定程度上减少了土壤系统向大气排放的CO2量.     

喀斯特石灰土水土保持剂的筛选

[目的]筛选出适合喀斯特石灰土的最佳水土保持剂,为喀斯特地区的石漠化治理重建提供参考依据.[方法]基于不同植物性材料水分吸收功能的差异,制备6种配方的水土保持剂,并在人工模拟降雨条件下进行喀斯特石灰土水土保持剂筛选试验.[结果]稻草比木糠(桉树)更有利于土壤物理结构改善,添加有稻草配方水土保持剂的土壤容重比空白对照处理(CK,未施用任何水土保持剂)约降低14.0%、总孔隙度约增大13.0%、最大持水量约增加31.0%.硅酸盐黏合剂能增加地表产流量,其中以单独施用硅酸盐黏合剂的累积产流量最高(3307mL),极显著高于其他配方(P<0.01,下同),其地表产流量在降雨过程的各阶段也最高.6种配方的水土保持剂均能极显著减少土壤侵蚀,比CK分别降低了37.4%、26.1%、32.6%、47.5%、50.0%和55.9%.[结论]硅酸盐黏合剂、稻草和木糠配合使用能充分发挥出各自的土壤保持功能,且硅酸盐黏合剂、木糠(加适量甘油)、稻草(加适量甘油)按2∶1∶1比例进行配制的配方水土保持功能最强.     

喀斯特地区水资源利用对生态环境的影响

就贵州喀斯特山区水资源利用与生态环境的关系进行了阐述,分析了喀斯特地区生态地质环境脆弱性特征以及喀斯特地区生态环境脆弱的原因,重点分析了喀斯特地区生态环境变化对水资源利用的约束作用,同时也分析了喀斯特水资源利用对生态环境的影响。