基于地统计学的哈尼梯田土壤微生物生物量碳时空分布特征

为探讨哈尼梯田生态系统土壤微生物生物量碳(MBC)的空间分布格局,采用氯仿熏蒸法测定了研究区0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm 3个土层的土壤MBC含量,利用经典统计学和地统计学方法分析了其空间变异特征。结果表明,哈尼梯田生态系统水源区土壤MBC含量的变动范围为24.16～514.64 mg kg^-1,梯田区土壤MBC含量的变动范围为16.52～257.00 mg kg^-1,不同土层不同季节的变异系数都属中等变异性;0～20 cm土层夏季、20～40 cm土层春季、40～60 cm土层秋季和40～60 cm土层冬季的块金系数大于25%,说明其有中等的空间自相关性;其它土层季节块金系数都小于25%,说明其有很强的空间自相关性;水源区不同土层土壤MBC含量呈现从山顶往下逐渐减少的趋势,梯田四季不同土层土壤MBC含量分布不均;各个土层夏季土壤MBC含量普遍高于其它季节,各个季节都呈现随土层深度的增加土壤MBC含量逐渐下降的趋势。土壤MBC含量在哈尼梯田生态系统植被状况、地形地貌、土壤性质等因子的相互作用下表现出一定的特征,其空间分布...     

中国西南水梯田土壤水分特性研究——以哈尼梯田为例

为了研究中国西南水梯田的土壤水分特性,以云南哈尼梯田为例,选取哈尼梯田核心区全福庄小流域内林地、荒草地、旱地和水田4种土地利用类型,分层取0—10,10—20,20—40,40—60,60—80,80—100 cm深度土样测其主要土壤理化指标和土壤水分特征曲线,分析其土壤的持水性和水分有效性.结果表明:(1)哈尼梯田4...     

哈尼梯田生态系统森林土壤水源涵养功能分析

位于云南省哀牢山区红河南岸的红河哈尼稻作梯田系统是全球重要农业文化遗产之一,自上而下形成了垂直分布的“森林、村庄、梯田、河谷”四素同构的良性原始农业生态系统,使得该系统成功地抵御了多年的连续干旱。以哈尼梯田的核心区域撒马坝梯田上方的典型森林为对象,对其土壤水源涵养功能进行了系统分析和评价。结果表明,研究区平均土壤容重为1.09 g/cm³,总孔隙度为65.1%,非毛管孔隙度为18.7%,平均土壤蓄水容量达2 589 t/hm²,土壤滞留贮水量达739 t/hm²,表层土壤平均初渗率达13.57 mm/min,稳渗率达7.22 mm/min,充分说明了该区域的土壤水热交换条件和土壤渗透性都十分良好。与我国其他区域森林相比,哈尼梯田森林具有很高的土壤水源涵养能力,是其适应极端干旱气候的重要保障,其模式可为我国适应极端气候变化减少农业经济损失提供重要的经验借鉴。     

黄土丘陵沟壑区坝地和梯田土壤养分特征与演变

[目的]了解黄土丘陵沟壑区坝地和梯田土壤养分状况,为合理利用土地资源和恢复改善生态环境提供科学依据。[方法]以陕西省延安市碾庄沟流域为研究区,以荒坡地作为对照,研究黄土丘陵沟壑区坝地和梯田土壤演变特征。[结果]速效磷、速效钾、有机质、全磷和全钾含量表现为梯田坝地,全氮含量表现为坝地梯田,除土壤钾素处于中等变异水平,其他土壤养分均处于高等变异水平,其中磷素和全氮变异系数较大。在80 cm剖面内,坝地和梯田土壤速效磷、速效钾、有机质和全氮均具有明显的表聚性特征,全钾和全磷剖面分布均匀。在水平位置上,坝尾和上坡梯田养分含量更高,供肥性能更好。随着利用年限的增加,除全钾外,梯田养分表现为明显的先减后增的趋势;坝地速效磷、全氮和全磷表现为先减后增的趋势,速效钾、有机质和全钾表现为先增后减的趋势。坝地土壤养分变化的分水岭年限(45～50 a)比梯田(30 a)滞后至少15 a。[结论]目前该区域除钾素外,土壤磷素、氮素和有机质均处于缺乏状态,亟待补充,应定期关注接近拐点年限的土壤养分状况。通过合理的管理措施,延长土地利用年限,促进农田土壤肥力可持续发展。相较于坝地和梯田,荒坡地土壤养分最高,供肥性能最好,变异系数最小,但其剖面分布不均匀,需翻地改善。     

哈尼梯田水源区不同景观类型土壤水分的入渗特性及影响因子

[目的]揭示不同景观类型土壤水分入渗特性及影响因子的差异,为红河哈尼梯田世界遗产的保护及持续发展提供参考。[方法]选择草地、林地、旱地和茶园等景观类型的7个样地,用Hood IL-2700土壤水分入渗仪测定样地土壤水分入渗参数,并分析枯落物持水性能和土壤物理性质因子对土壤水分的影响。[结果]在人为影响程度不同的森林和草地生态系统内部,土壤水分入渗能力表现为:原始林次生林人工林,荒草地蕨草地。在研究区的4种景观类型水平上,土壤水分入渗能力表现为:园地(翻耕)草地森林耕地(未翻耕),说明人为活动对土壤水分入渗效率影响显著。不同景观类型的土壤水分入渗特征值与影响因素的相关分析显示,除园地外的其他景观类型土壤水分入渗值与土壤枯落物特征、土壤物理性质中的多个指标具相关性。[结论]人为活动影响下的4种景观类型的土壤入渗能力差异明显,枯落物特性和土壤物理性质是关键因素。     

哈尼梯田生态系统地表水不同形态氮含量时空分布特征

为探讨哈尼梯田生态系统天人合一的水分和营养元素的利用模式,揭示哈尼梯田生态系统氮素时空变化规律,明确土地利用对氮浓度的影响,为哈尼梯田的水环境保护和可持续发展提供科学依据。以元阳县全福庄小流域为研究对象,应用Kriging空间插值法分析了该系统地表水氮素的时空分布特征。结果表明:(1)除NO_3~--N浓度在夏季和冬季呈强变异外,其他N浓度在不同季节的变异系数均小于100%,表现为中等程度变异。(2)梯田中下部TN、NO_3~--N和NH_4~+-N浓度变幅都较大,分别为0.103~0.849,0.010~0.143,0.052~0.446mg/L,森林地表水中TN、NO_3~--N和NH_4~+-N浓度的变幅都相对较小,分别为0.108~0.471,0.003~0.102,0.058~0.164mg/L。(3)TN、NO_3~--N和NH_4~+-N各季节的块金系数均小于50%,各季节均有较强的空间自相关性。TN、NO_3~--N和NH_4~+-N各季节的变程均在1 000m以内,表明各指标各个季节分别在不同尺度范围内分布连续,存在空间自相关性。(4)通过Kriging插值法得知,不同季节TN、NO_3~--N,NH_4~+-N地表水浓度从整体上为村庄梯田河流森林的分布规律。     

江西水稻土养分状况研究

为了解近年水稻土养分变化状况,于1997年采集原土壤普查点位的耕层土样142个,进行农化性状分析。结果表明江西水稻土土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷含量呈上升趋势;速效钾含量稍有改善;pH值略有下降;并简略讨论了上述养分变化的主要原因。     

传统地区稻田生态补偿标准的确定-- 以云南哈尼梯田为例

生态补偿标准的确定是生态补偿机制构建的关键问题之一。本文基于农户的受偿意愿以及政府对补偿资金的投入产出分析构建了稻田生态补偿标准的测算框架。其次,以云南哈尼梯田稻鱼共作的稻田系统为例,计算了哈尼梯田地区农户放弃一定程度化肥、农药施用的受偿意愿,并评估了不同化肥、农药限制施用条件下稻田所能供给的生态系统价值,最后基于政策有效性目标构建了哈尼梯田地区稻田生态补偿的动态标准。结果表明:在化肥、农药施用的不同限制条件下,农户的受偿意愿与限制标准呈显著正相关关系,接受政府直接补贴形式的补偿意愿为每年3 727～8 732元.hm 2,接受市场调控下稻米价格上涨的幅度为1.25～2.45元.kg 1。因此,以稻田养鱼减半化肥用量并不施用农药为例,初始时稻米价格未能提高,政府需要补偿农户7 462元.hm 2,但生态环境收益仅为7 447元.hm 2;当稻米价格提高1元.kg 1时,政府只需要补偿农户7 112元.hm 2,此时政府的投入盈余335元.hm 2。     

哈尼梯田景观水源林区土壤水分垂直变化与持水性能

采用ThetaProbeML2x土壤水分测定仪和环刀取样法对哈尼梯田景观水源林区主要植被类型(林地和草地)下0—300cm土层的土壤水分特征及其持水性能进行了研究。研究结果表明:(1)各样地〔样地Ⅰ(林地),样地Ⅱ(林地),样地Ⅲ(草地)〕土壤水分垂直分布为"双峰"波动型,样地Ⅰ和Ⅲ波动弱,样地Ⅱ波动剧烈,拐点出现在60,140和230cm土层附近,土壤水分运动趋势在拐点处受邻层土壤含水量影响大;(2)粉沙性质地土壤(样地Ⅱ)水分变异系数高于黏性质地土壤(样地Ⅰ,Ⅲ);林地土壤水分变异系数大于草地土壤;(3)样地Ⅰ土壤和草地Ⅲ土壤蓄水量均较样地Ⅱ高,且其值相近,黏性壤土的蓄水能力优于粉沙性土壤;(4)水源林区0—160cm土层最大持水量和毛管持水量由大到小均表现为:样地Ⅰ样地Ⅲ样地Ⅱ;非毛管持水量由大到小表现为:样地Ⅱ样地Ⅰ样地Ⅲ,样地Ⅰ和样地Ⅲ的土壤水源涵蓄能力较强,样地Ⅱ土壤调节水分能力较强。     

鄱阳湖湿地不同植物群落土壤养分和土壤酶活性垂直分布特征

研究鄱阳湖湿地不同植物群落土壤Bglu（β-葡萄糖苷酶）、NAG（乙酰氨基葡萄糖苷酶）、Bxyl（β-木糖苷酶）、Phos（酸性磷酸酶）、Phox（酚氧化酶）、Pero（过氧化物酶）活性、土壤养分、土壤微生物量碳（SMBC）、土壤微生物量氮（SMBN）、土壤微生物量磷（SMBP）垂直分布特征。结果表明:土壤有机碳（SOC）、全氮（STN）、全钾（STK）、碱解氮（SAN）、速效磷（SAP）和速效钾（SAK）在深度上呈递减趋势,也即随着土层深度的增加而逐渐降低,在0-20 cm土壤与其他深层土壤之间存在显著的差异性;对于不同植物群落土壤养分平均值而言,由湖滨高滩地到沉水植物区,土壤养分呈增加趋势（均表现为沉水植物区 > 湿生植物区 > 挺水植物区 > 湖滨高滩地）。随土壤剖面深度的增加,不同植物群落SMBC,SMBN和SMBP在深度上呈递减趋势,其中表层SMBC,SMBN和SMBP分别占所研究整个剖面的27.37%,27.22%和29.75%,由湖滨高滩地到沉水植物区,土壤微生物量呈增加趋势（均表现为沉水植物区 > 湿生植物区 > 挺水植物区 > 湖滨高滩地）,其中SMBC,SMBN平均值在不同植物群落中差异均显著（p<0.05）。鄱阳湖湿地沿垂直剖面分布的土壤酶活性与微生物量的变化规律相一致,6种酶（Bglu,Bxyl,NAG,Phos,Pero,Phox）活性随土壤剖面深度的增加显著降低,在0-20 cm达到最大;由湖滨高滩地到沉水植物区,土壤酶活性呈增加趋势（均表现为沉水植物区 > 湿生植物区 > 挺水植物区 > 湖滨高滩地）。相关性分析表明,微生物特性SMBC和SMBN与土壤酶活性的相关性系数较大,表明SMBC和SMBN是影响土壤微生物活性的最主要因素。双因素分析表明,SOC,STN,SAN,SMBC,SMBN,Bglu活性,Bxyl活性,Phos活性,Phox活性均极显著地受到植被和土层深度的影响（p<0.01）,而STP,SAP和SMBP对土层、植被及两者间交互作用均未表现出显著性响应（p>0.05）。综合分析表明,鄱阳湖湿地土壤微生物功能特性之间具有相互促进作用,具有一定的协同作用。     

云南省元阳梯田水源区森林土壤入渗特性研究

利用双环法于2010年5—6月对云南省元阳梯田水源区几种林分的土壤入渗特性及影响因子?桤木林1(Ⅰ),桤木林2(Ⅱ),杉木林(Ⅲ),五桠果林(Ⅳ),杉木+苦栎林(Ⅴ),元江栲林(Ⅵ)?进行原位试验。结果表明:(1)土壤渗透性与土壤理化性质、枯落物持水能力等存在相关性。土壤渗透性与土壤非毛管孔隙度、土壤通气度、非毛管持水量呈极显著正相关,与土壤总孔隙度、饱和持水量呈显著正相关,与土壤容重、毛管孔隙度、毛管持水量呈显著负相关;与土壤有机质、全N、全K、水解N呈显著正相关;与枯落物持水量呈显著正相关。(2)各林分土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率存在较大差异,土壤初始入渗率变化呈:Ⅵ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ>荒坡;土壤稳定入渗率及平均入渗率变化趋势较为一致,呈:Ⅴ>Ⅲ>Ⅵ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ>荒坡。说明了元阳梯田区森林土壤渗透性能较好,各林分土壤渗透性指标均大于荒坡;各林分入渗性能比较可知,杉木+苦栎林和杉木林土壤渗透性能最好。     

基于RUSLE模型的云南省土壤侵蚀和养分流失特征分析

准确评估区域土壤侵蚀和养分流失空间分布特征,是开展区域水土保持规划和生态治理的基础。基于GIS空间分析技术和RUSLE模型,对云南省土壤侵蚀和养分流失特征进行定量化分析。结果表明：云南省土壤侵蚀面积为1 835.91×10⁴ hm²,占总面积的48.07%,平均侵蚀模数为15.65 t/（hm²·a）,土壤侵蚀以微度侵蚀、轻度侵蚀为主,但极强烈侵蚀、剧烈侵蚀是区域侵蚀产沙的主要来源。滇西南区土壤侵蚀强度较大,而滇西北区土壤侵蚀强度较小。区域土壤侵蚀主要发生在夏季,旱地是区域侵蚀产沙的主要策源地。流失土层厚度集中分布在0~2 mm/a,平均土层流失厚度为1.19 mm/a。土壤有机质（SOM）、全氮（TN）、速效钾（AK）、有效磷（AP）的平均流失模数分别为820.00,55.19,3.32,0.32 kg/（hm²·a）,4种养分流失量空间分布均存在一定的聚集特征,总体表现为滇西区等西部区域大于东部区域。研究结果可为云南省水土保持规划和水土流失生态环境建设提供科学依据。     

云南省元阳梯田遥感辅助识别特征研究

深入分析和研究元阳梯田的空间分布规律及其光谱特征,能够为今后元阳梯田的遥感分类识别提供专家知识,克服传统地面调查方法的弊端,及时准确地掌握元阳梯田的空间分布及动态变化情况,为有效保护、合理利用元阳梯田提供基础依据。在对元阳梯田进行基于SPOT5的目视解译分类的基础上,提取了各梯田斑块中心点上的海拔、坡度、坡向、MODIS-NDVI以及Landsat TM各波段上的像元亮度值,分别从元阳梯田的空间分布特征、植被指数特征和像元亮度特征三个方面,提取和归纳了元阳梯田的遥感辅助识别特征。结果表明,影响元阳梯田空间分布的环境因子按影响程度由大到小依次为海拔 > 坡度 > 坡向,主要分布于海拔1 000~1 400 m、坡度12°~33°、北坡和东北坡;随着梯田斑块面积的逐渐增大,MODIS-NDVI平均值则逐渐减小,总体平均值为0.754,最小值为0.378,最大值为0.849;元阳梯田在可见光波段（B10,B20,B30）的DN值较低,在近红外波段（B40）的DN值较高,各面积的等级元阳梯田在Landsat TM数据各波段上的像元亮度曲线趋近一致。     

大棚梯田侵蚀规律及其防蚀措施

通过对陕西省安塞县马家沟流域龙泉寺的典型黄土高原丘陵沟壑区大棚梯田定位监测,研究了大棚梯田的侵蚀规律。结果表明,大棚梯田侵蚀与棚面面积、降雨量、产流量及梯田防护措施有关,其中产流量起决定作用;发生侵蚀的临界月累计降雨量为198mm;大棚梯田在无相应防蚀措施情况下,单位面积梯田上大棚面积所占比例应小于0.5(平均土壤侵蚀量小于469.7t/km2)。根据大棚梯田的侵蚀特点,提出了相应的防护对策。     

紫色土坡耕地侵蚀耕层土壤养分变化特征

通过设置侵蚀模拟小区,研究紫色土坡耕地耕层质量退化过程中土壤养分的变化特征。以三峡库区紫色土坡耕地侵蚀耕层土壤为研究对象,基于铲土侵蚀模拟法建立5种侵蚀程度(0,5,10,15,20 cm)和2种管理措施[不施肥(CK)、常规耕作(F)]的原位试验,采用田间原位检测、土壤化学性质分析等手段,对常规耕作侵蚀耕层土壤养分的恢复效应和土壤养分的年际变化趋势进行研究。结果表明：(1)耕层土壤养分各项指标均表现为F>CK,表明F较CK改善土壤养分效果较好,且对有机质、全氮和有效磷改善效果明显。(2)紫色土坡耕地耕层土壤养分主要富集在0—20 cm表土层,整体随侵蚀程度加剧,随剖面呈下降的趋势,F下0—30 cm土层土壤养分含量增加明显,对10—20 cm土层有机质含量增幅效果最优。(3)经过连续4年的定位试验,CK下有机质、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量较背景值增长4.33%～15.89%,全氮含量较背景值无明显变化,全磷含量较背景值降低11.78%;F土壤养分含量较背景值增长4.51%～49.46%。研究成果可为坡耕地合理耕层调控途径、提高土地生产力提供基础参数。     

酸性土壤作物营养高效的形态及生理遗传学特性

养分缺乏是酸性土壤的主要障碍因子之一 ,筛选和培育营养高效的作物品种是维持和提高酸性土壤生产力的重要措施。本文综述了酸性土壤上作物氮、磷、钾营养高效基因型的形态学、生理学及遗传学特征 ,为深入开展作物营养高效基因型的筛选及营养高效机理的研究提供理论基础     

苏北地区各城市绿地土壤的理化性状相关性分析

为了促进生态化城市建设和保证区域城市的可持续发展,对区域城市之间绿地土壤理化性状作一系统研究。运用GPS定位对苏北地区的徐州、连云港、宿迁、淮安、盐城等5个代表城市各绿地土壤的理化性状进行取样分析,结果表明:该地区各城市绿地土壤容重不1.35～1.57 g/cm³,明显高于当地一般的农林业土壤或自然土壤;土壤硬度大致在10.46～21.55 kg/cm²,基本能够满足当地植物生长发育的需要;土壤有机质含量0.79%～1.20%、全氮0.061%～0.087%、全磷0.048%～0.072%、全钾1.690%～1.981%,低于当地农业土壤相应含量,并且其有效养分含量不均;土壤pH值8.04～8.63,明显向碱性的方向演变。另外,该地区土壤养分及化学性质间有一定的相关性,各指标间总体相关性大小顺序为:宿迁>盐城>淮安>徐州>连云港。