亚热带典型小流域景观格局对耕地土壤酸化的影响

土壤pH是影响粮食产量的重要因素,土壤酸化是造成土壤退化的重要因素且成因较为复杂,景观格局是生态过程的重要影响因素,其对土壤酸化的影响机制尚不明确。本研究以广州市流溪河流域作为研究区域,以样点缓冲区作为研究单元,基于2010年的759个耕地表层土壤样点pH和1980s土壤pH分布,使用景观格局指数、地统计与相关性分析方法,分析流域耕地土壤酸化时空变化特征,定量探究景观格局对耕地土壤酸化的时空影响。研究结果表明:①2010年流域耕地以酸性土壤为主,土壤样点pH均值为5.79,86.03%的样点和97.3%的耕地土壤pH6.5;不同耕地类型土壤pH均值:水浇地(6.03)水田(5.68)旱地(5.62);各类土壤的pH均值:河积土田(5.92)水稻土(5.84)赤红壤(5.66)紫色土(5.55)黄壤(5.40)红壤(5.39)。②1980—2010年土壤酸化显著,31.23%的样点和24.76%的耕地土壤pH下降;水田和旱地土壤酸化显著,水浇地有pH上升的趋势;除河积土田外各类耕地土壤酸化显著,黄壤最显著,红壤次之。③流域自上游往下游,耕地土壤pH递增且分布变得更复杂,上游和中游东西两侧及下游东侧的pH较小,且在1980—2010年酸性土壤向外蔓延趋势显著;中游中部及下游西侧出现了pH升高的复杂组合。④除旱地、灌木林地、草地和未利用地之外的类型景观格局指数都与耕地土壤pH存有显著相关性,pH与水域和道路密度景观水平指数呈显著正相关,本研究选出各类景观的土壤酸化敏感性景观格局指数,发现自然林的破坏,水田、园地和水域的破碎化,不透水建设用地的零散分布有造成耕地土壤酸化风险,大片水域的流水更新与水田的集聚化可降低土壤酸化风险。本研究可为耕地土壤酸化防治与景观优化提供参考依据。     

福建耕地土壤磷素富集空间差异及其影响因素

利用1∶250 000福建省耕地土壤类型空间数据库以及1982年1 676个和2008年200 322个耕地土壤调查样点数据资料,借助GIS技术与灰色关联分析模型,探讨了26年间研究区耕地耕层土壤有效磷富集程度空间差异及其影响因素。结果表明:26年来福建省耕地土壤有效磷呈明显富集趋势,全省92.81%的耕地有效磷处于不同程度富集状态,有效磷平均富集量和年均富集率分别高达24.38 mg?kg-1和10.01%,并呈较明显的空间差异。地处南亚热带的厦门市耕地有效磷富集程度最大,中亚热带的南平市富集程度最小;有效磷富集程度较高的土类为紫色土、潮土、水稻土和赤红壤,较小的土类为滨海盐土和石灰土;富集程度较大的亚类包括淹育水稻土、灰潮土和漂洗水稻土,较小的亚类包括棕色石灰土和滨海盐土。研究区耕地土壤磷素富集及其空间差异主要受年均磷肥施用量、p H、年均气温和土壤黏粒含量显著影响,灰色关联系数0.722。根据研究区耕地土壤磷素富集程度及其空间差异制定磷肥优化管理措施是十分必要的。     

山东省土壤酸化特征及其影响因素分析

为弄清山东省土壤酸化状况,采用统计分析和空间分析方法,对山东省测土配方施肥项目数据进行分析,并与第2次全国土壤普查的部分数据作比较,分析山东省不同区域、不同土地利用类型、不同土类的土壤酸化状况。结果表明:1)山东省的酸化土壤面积为126.4万hm2,占全省土壤面积的8.13%,与第2次全国土壤普查相比,酸化面积增加了8.07%;2)山东省土壤p H值呈现自西向东、由北向南逐渐减小的趋势,酸化土壤集中分布在鲁东和鲁南地区的威海市、烟台市、日照市、青岛市和临沂市;3)不同土地利用类型中,园地中的茶园酸化程度较重,耕地酸化程度最轻;4)不同土类中,棕壤酸化程度最重,潮土酸化程度最轻。山东省土壤酸化呈现严重的趋势,其自然地理气候条件、不同土地利用方式以及施肥管理等是可能导致土壤酸化的主要原因。     

淮北地区土壤养分含量对小麦产量因素影响程度的灰色关联分析

应用灰色关联度分析法,研究了淮北地区轻碱面砂土、淤心两合土、淤土3个土种的土壤养分含量对小麦产量因素的影响程度。结果表明,对小麦每公顷成穗数、穗粒数、千粒重和产量影响程度最大的因子,轻碱面砂土分别是速效磷、速效钾、碱解氮、有机质,淤心两合土分别是速效磷、速效钾、碱解氮、速效磷,淤土分别是速效钾、速效磷、碱解氮、碱解氮;进一步根据小麦产量3要素对小麦产量的影响程度,提出了3个土种的小麦施肥方案。     

基于灰色理论与回归模型的土壤类型预测研究

土壤的类型在一定程度上影响着土地的利用方式,而不同的土地利用方式又会促使土壤类型发生波动。为研究未来土壤多样性指数的动态变化,采用灰色关联模型分析1985-2013年阜新市土地利用对土壤多样性的影响,并利用多元线性回归模型对未来土壤多样性进行预测。研究表明:城镇用地、农用地、林地、水域、其他类型用地这5个因素是土壤多样性波动的主导因素。然后在灰色关联分析的基础上,根据2015年土地利用类型所占面积比例,利用所建立的多元线性回归方程对2015年阜新市土壤多样性指数进行预测和检测,最后,将此应用于根据土地利用类型对未来阜新市土壤多样性的预测,并提出相应的合理化建议。     

全州县耕地土壤酸化原因与改良

分析了全州县近30年来耕地土壤pH值变化状况,以及耕地土壤酸化的原因;提出了防止土壤酸化,提高耕地地力的改良措施。     

耕地棕壤酸碱缓冲性能及酸化速率研究

辽宁省耕地棕壤自第二次土壤普查以来酸化趋势明显,pH整体平均值从第二次普查时期的6.42降至5.73。对辽宁省4个典型地区(昌图、沈阳、瓦房店、清原)的耕地棕壤耕层(0-20cm)缓冲性能、酸化速率及其影响因素进行研究,结果表明:各地区酸碱缓冲容量变幅为29.66～39.87mmol/kg.pH unit,其中辽宁北部和中部地区酸碱缓冲容量明显高于辽南和辽东地区。酸化速率以辽南地区下降速率最快,其值为2.69H+kmol/(hm2.a),而速率最慢的地区为辽东,其酸化速率为1.44H+kmol/(hm2.a)。土壤初始pH、阳离子交换量、颗粒组成及有机质含量均是影响酸碱缓冲容量变化的主要因素。北部和中部质地以粉(砂)壤土为主,阳离子交换量、盐基饱和度及粘粒含量均高于南部和东部地区,因此缓冲性能也较强。施肥及其他人为因素对辽宁耕地棕壤酸碱缓冲容量及酸化速率的影响有待进一步研究。     

河北省耕地利用效率空间差异及影响因素

运用数据包络分析法,对2001—2012年河北省全省及其所属11个地市耕地利用效率进行测算和分析,将11个地市的耕地利用效率划分为3个层次:高效区、较高效区和低效区,在此基础上,运用FGLS方法研究影响3个层次耕地利用效率的主要因素。结果表明:(1)近几年河北省耕地利用效率发展较快,2010年以前耕地技术效率较低主要是由规模效率低造成的;(2)河北省各地市的耕地利用效率存在着一定的差距:石家庄市、承德市、张家口市和唐山市4市的耕地利用效率常年保持在良好状态;秦皇岛市、廊坊市和保定市3市耕地利用效率较好;而沧州市、衡水市、邢台市和邯郸市4市耕地利用效率相对较低;(3)高效区耕地利用效率的主要影响因素为:单位播种面积化肥使用量、人均播种面积、耕地复种指数、农业劳动力比率、农民人均纯收入;较高效区耕地利用效率的主要影响因素为:单位播种面积化肥使用量、人均播种面积、耕地复种指数、受灾率、农民人均纯收入;低效区耕地利用效率主要影响因素为:有效灌溉率、人均播种面积、耕地复种指数、受灾率、农民人均纯收入、二三产业比重。各地市在充分考虑各自耕地利用效率影响因素的基础上,从自身实际情况出发,有针对性地制定区域差别化的农业发展政策,有方向地引导耕地效率的提高。     

福建省不同耕地土壤和土地利用类型对“碳源/汇”的贡献差异研究

农田生态系统无论作为全球温室气体的“源”还是“汇”,均对大气CO2浓度的年际变化产生重要影响.以我国亚热带地区——福建省不同地理位置的闽侯县、浦城县、同安县和永定县为典型研究区,利用这4个县1982年23 869个样点和2008年12 521个样点实测数据建立的1∶5万土壤类型-土地利用方式数据库,分析了近30年来福建省不同土类、亚类、土属和土地利用方式耕地有机碳密度变化,并利用尺度上推的方法估算了全省两期耕地土壤有机碳储量.结果表明,近30年来福建省耕地总体上表现为弱的“碳汇”,土壤有机碳密度和储量分别上升了0.24 kg m-2和4.26 Tg,但不同土壤类型和土地利用方式在“碳汇/源”中的贡献程度差异很大.从土壤类型来看,紫色土、酸性紫色土和石灰泥田分别在土类、亚类和土属级别中的“碳汇”贡献最大,有机碳密度分别提高了0.63、0.63和1.25 kg m-2;而滨海盐土、滨海盐土和黄泥砂土则分别在土类、亚类和土属级别中的“碳源”贡献最大,有机碳密度分别下降了0.59、0.59和1.08 kg m-2.从土地利用方式来看,灌溉水田是全省最主要的“碳汇”,有机碳密度提高了0.27 kg m-2,而水浇地是全省最主要的“碳源”,有机碳密度下降了0.36 kg m-2.因此,在今后的福建省农田土壤有机碳管理政策中应重点考虑有机碳密度下降、面积较大的土壤类型及土地利用方式的有效管理.     

黄淮海平原封丘县土壤肥力变异与农田生产力相关研究

通过对黄淮海平原封丘地区土壤肥力现状及其与农田生产力相关性研究,结果表明,区域潮土的肥力质量得到普遍提高,土壤有机质、全N、速效P等养分含量得到显著增加,而土壤速效K含量显著降低.土壤肥力、农田管理措施与玉米产量的灰色关联分析表明,土壤肥力对玉米产量的影响大于农田管理措施,土壤肥力因素中,全N、速效P和碱解N的影响较大;农田管理措施中,以灌溉次数对玉米单产的影响较大.这为区域农田土壤质量研究、管理和政策决策提供了科学依据.     

不同土地利用方式下南亚热带赤红壤酸化特征

土地利用方式是影响土壤酸化的重要因素，研究不同土地利用方式下赤红壤酸化特征可为缓解和治理赤红壤区土壤酸化提供依据。本研究采集了4种土地利用方式(菜地、果园、水田、林地)的赤红壤区土壤样品，测定了表层(0～20 cm)和表下层(20～40cm)土壤的理化性状，结合田间调查和统计数据分析了不同土地利用方式下土壤酸化特征及成因。结果表明：果园表层土壤pH显著低于林地，果园表下层土壤p H显著低于水田和林地；菜地、果园土壤交换性Al³⁺含量显著高于水田和林地；果园表层土壤的盐基饱和度与阳离子交换量均显著低于自然林地，菜地表下层土壤盐基饱和度显著低于水田；与水田和林地相比，菜地和果园的酸化更严重，酸缓冲能力更低。不同土地利用下施肥、复种指数以及耕作方式上的差异可能是造成气候与母质相似地区土壤酸化差异的主要原因。     

Temporal change in land use and its relationship to slope degree and soil type in a small catchment on the Loess Plateau of China

We sought to detect the temporal change (1958–1999) in land use patterns and its relationship to physical landscape parameters in a small catchment in the semi-arid hilly area of the Chinese Loess Plateau. Degree of slope and soil type were selected as stable discriminating parameters that might constrain land use. With the help of GIS and canonical correspondence analysis, the relationship between rural land use distribution or transformation and the selected physical parameters was examined. The land use had undergone a general shift from farmland to woodland or grassland. Canonical correspondence analyses (CCA) indicated that a relationship between land use and the selected physical parameters was evident, farmland coincided with favorable conditions of fertile soil and gentle slope, while grassland and woodland were associated with conditions of poorer soil and steep slope. In the more favorable conditions the main land use change process was the intensification of farming, while in the less favourable conditions it was the abandonment of farmland. A thorough understanding of the relationship between land use temporal or spatial patterns and landscape physical parameters in the Loess Plateau of China, like degree of slope and soil type, will enhance our capability to predict landscape dynamics and lead to more sound and effective land use management strategies.     

土地利用方式和地形对半干旱区土壤有机碳含量的影响

以内蒙古赤峰市敖汉旗为研究对象,以实地调查数据为基础,结合土地利用方式与地形的变化,对敖汉旗0～100 cm深度土壤有机碳含量的空间分布特征进行了研究,旨在对地区碳储量的估算和科学利用土地资源起到积极的借鉴作用。结果表明,敖汉旗土壤有机碳含量在0～100 cm深度的土壤剖面内的变化范围为0.23～20.71 g/kg,主要集中在40 cm以上土层,且随着土层深度的增加土壤有机碳平均含量逐渐降低;各土地利用方式下土壤有机碳含量均表现为:林地农地草地。土壤有机碳含量主要富集在高海拔区的平缓地段;受土壤侵蚀的影响,当坡度10°后,不同土地利用类型的有机碳含量均显著降低。     

采煤沉陷区不同土地利用类型土壤水分、有机质 和质地的空间变异性

探索采煤沉陷区坡面微地形上土壤水分、养分和颗粒迁移转化的作用机理,为促进矿区生态环境综合整治的科学决策提供重要的理论和实践价值。以焦作九里山矿典型平原型采煤沉陷坑内的耕地和林地为研究对象,对比分析了土壤含水率、有机质含量和质地在不同土地利用类型（耕地和林地）、沉陷坡位（中心、坡底、坡中、坡顶和对照）和剖面深度（0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm）上的空间变异性。结果表明,耕地土壤含水率和黏粒含量较林地显著降低（p<0.05）,而砂粒含量则显著增加（p<0.01）。坡中或坡底处的土壤含水率、有机质和粉粒含量最小,而砂粒和黏粒含量则最大,成为整个沉陷坡面上的极值点。在剖面深度上,土壤含水率、有机质、砂粒含量表现为显著的表层聚集,黏粒含量则为显著深层聚集的特点。通过对土壤含水率、有机质含量和土壤质地在沉陷区坡面微地形空间变异作用机理的分析,建议平原型采煤沉陷区的土地复垦方向应以耕地为主,林地为辅的基本原则,在坡中到坡底的等高段复垦为林灌地,能起到对沉陷区土壤水分与养分流失控制和生态环境效益改善的关键作用。     

黄河三角洲土壤盐渍化与地下水特征关系研究

为研究黄河三角洲表层土壤盐分含量与地下水特征的关系,对研究区内土壤盐分含量及地下水进行原位监测,分析土壤盐渍化和地下水特征,并运用灰色关联分析法对地下水埋深、电导率、p H和主要离子含量的关系进行定量分析。结果表明:土壤表层盐分含量均值为3.90~6.31 g kg-1,表层以下土壤盐分含量均值为2.54~3.44 g kg-1,属于中度及以上盐渍化程度;地下水埋深平均值为1.16~1.71 m,普遍较浅;地下水阴离子以Cl-为主,阳离子以Na+为主,两者分别占阴、阳离子总量的比例约为65%。关联分析表明,不同地下水特征指标与土壤表层盐分含量的密切程度不同,同一特征指标与土壤表层盐分含量的密切程度在不同时期间差异显著,总体而言,土壤表层积盐与地下水电导率、Na+、Cl-的关系较为密切,与p H、CO32-和HCO3-之间的关系较弱。在防治土壤盐渍化中,应当加强对地下水电导率、Na+、Cl-的控制与管理。     

沿海滩涂区土壤重金属含量分布及其有效态影响因素

为揭示沿海地区土壤重金属含量的空间分布特征及其与自然、人为因素的关联,以近年来围垦开发强度较大的江苏沿海某滩涂区为研究对象,采用经典统计与地统计相结合的方法研究了表层土壤主要重金属Pb、Cr、Cd、As全量与有效态含量状况及其空间分布,分析了沿海滩涂区土地利用方式对重金属含量的影响,探讨了重金属有效态含量与土壤理化性质的相关性。结果表明:目前研究区土壤环境质量状况良好,土壤Pb、Cr、Cd、As均呈累积趋势但基本都低于土壤环境质量一级标准值;土地利用方式不同程度地影响了Pb、Cr、Cd全量与有效态含量,As全量与有效态含量受土地利用方式影响较小;研究区土壤Pb、Cr、Cd全量与Pb、Cr有效态含量具有明显的趋势效应,且研究区土壤重金属全量与有效态含量的空间分布受大尺度的潮汐作用与小尺度的人为因素的共同控制;土壤Pb、Cr、Cd有效态含量与黏粒含量、阳离子交换量和p H显著负相关,与有机质呈显著正相关,土壤As有效态含量仅与土壤p H显著正相关。本研究为沿海滩涂区土壤重金属源头减量、活性钝化、污染消减与风险防范提供科学依据。     

城市绿地土壤呼吸特点及影响因素

随着城市化进程的加剧,城市绿地土壤呼吸对城市及全球碳循环的影响越来越明显。为研究城市土壤呼吸特点及其影响因素,选取城市主要绿地类型(校园绿地、公园绿地、居住区绿地、工厂绿地)土壤为研究对象,对其土壤呼吸、土壤温度、土壤含水率及土壤理化性质进行近两年的动态观测。结果表明,研究期内土壤呼吸变幅为0.72~5.59μmol m~(-2)s~(-1),其中居住区绿地土壤呼吸范围为0.72~2.39μmol m~(-2)s~(-1),工厂绿地土壤呼吸范围为1.73~4.10μmol m~(-2)s~(-1),公园绿地土壤呼吸范围为1.95~5.59μmol m~(-2)s~(-1),校园绿地土壤呼吸范围为1.85~5.09μmol m~(-2)s~(-1);绿地类型,月份及土壤温度对土壤呼吸影响显著(P0.05);持续降水后,土壤含水率对土壤呼吸产生显著影响(P0.05)。0~10 cm土壤有机碳、NO3-N,全P含量及细根生物量(R2 mm)与土壤呼吸呈显著正相关(P0.05),土壤溶解性有机碳含量与土壤呼吸呈显著负相关(P0.05)。