伊金霍洛旗不同土地利用方式下的土壤养分特征

为分析内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗在4类土地利用方式(灌木林地、采矿用地、天然牧草地和农地)下,土壤养分质量分数的差异性,运用野外采样和室内化验、分析相结合的方法,测定4种土地类型在0～30 cm土层的土壤有机质和全量氮磷钾质量分数及pH值.结果表明:1)4类土地在0～ 30 cm土层的土壤有机质和全氮质量分数存在显著差异,土壤全磷量和全钾量差异不显著(P＜0.05),土壤有机质质量分数依次为农地＞天然牧草地＞灌木林地＞采矿用地,土壤全量氮磷钾最大值分别为天然牧草地、天然牧草地和灌木林地,最小值分别为采矿用地、灌木林地和天然牧草地;2)在垂直剖面上,采矿用地和天然牧草地的有机质质量分数随着土层深度的增加逐渐减小,农地和灌木林地的有机质质量分数最大值出现在20～30 cm深度的土层,4类土地的土壤全氮量和全磷量均有随土层深度的增加而下降的趋势,全钾量随土层深度的变化不明显.4类土地的土壤全氮和全钾质量分数整体而言较为理想,全磷和有机质质量分数欠缺.农地全磷质量分数基本能满足主要作物的生长需求,有机质和全氮质量分数不能满足主要作物的生长需求.本研究可为内蒙古中部工矿开采区土地合理利用以及退化的生态环境恢复等提供科学依据.     

喀斯特山地不同土地利用方式土壤养分特征研究

不同的土地利用方式影响着土壤的养分特征及土壤质量。对重庆市南川区灌草丛、人工林、果园、旱地、水田、撂荒地6种不同土地利用方式下土壤养分的研究表明:不同土地利用方式间土壤养分存在一定的差异,变化规律也不一致。6种土地利用方式下的土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾都呈现表聚现象,且有机质、全氮、速效氮都随深度的增加而递减,但全磷和全钾含量并无明显的变化规律。6种土地利用方式各土壤养分指标含量排序各异,退耕后土壤部分养分含量仍较低,初步认为该区土壤养分受人为影响较严重,退耕后土壤恢复能力还较差。     

次降雨过程中北京市不同土地利用方式下土壤养分流失特征

研究了次降雨过程中北京市不同土地利用方式下(草地、农田、林地和果园)土壤养分流失特征。结果表明:(1)在不同土地利用方式下,地表径流量的变化均随着降雨时间的增加呈对数变化趋势,在同一降雨时间内,地表径流量均表现为草地农田林地果园。(2)草地泥沙流失量随降雨历时变化幅度较大,在降雨后期出现陡增陡降的变化趋势,其他3种土地利用方式下泥沙流失量的增加变化幅度较小;不同土地利用方式下泥沙流失量大小顺序为:草地农田林地果园。(3)草地和农田地表径流量显著高于林地和果园(P0.05),地表径流量和壤中流均表现为:草地农田果园林地;从壤中流总量变化特征来看,草地和农田产生的壤中流显著高于林地和果园(P0.05)。(4)不同土地利用方式下的泥沙积累量均随降雨历时而呈指数的变化趋势。(5)不同土地利用方式下水相氮磷流失量、泥沙氮磷流失量和氮磷流失总量均表现为:草地农田果园林地。(6)降雨径流过程中,不同土地利用方式下磷的流失是以侵蚀泥沙相为主,氮素的流失以径流水相为主。(7)不同土地利用方式降雨前期土壤全氮和全磷含量大小基本表现为:草地农田林地果园,泥沙N和P含量比雨前土壤表层N和P含量有所增加,说明侵蚀泥沙对N和P具有一定的富集作用,并且不同土地利用方式下侵蚀泥沙对P的富集高于对N的富集,综合比较可知,草地侵蚀泥沙富集养分的能力最高。(8)不同土地利用方式下泥沙量与侵蚀泥沙中全氮和全磷含量均存在显著或者极显著的正相关关系(P0.05),与土壤全氮和全磷含量存在不同的正相关关系(相关系数较低),说明侵蚀泥沙量的增加会引起泥沙中养分含量不同程度的增加效应,并且草地和农田侵蚀量与养分含量的相关系数高于林地和果园。     

不同土地利用方式下坡面土壤养分分布特征

通过土壤养分测定,研究了重庆市长寿区代家沟小流域不同土地利用方式下坡面土壤养分分布特征.结果表明:3种坡位坡耕地的有机质和全量养分含量要远低于有林地,坡耕地和果园的速效养分要远远大于疏林地、荒草地、桑园及有林地的速效养分,果园-疏林地-有林地及有林地-桑园-坡耕地.这两种土地利用结构类型坡面具有较高的土壤养分含量;相同坡位上,土壤养分含量也不同,TP含量虽然在各个坡位中有一定差异,但只在坡顶相差很大,坡中和坡脚的含量不大.坡耕地的速效K含量要远远高于果园和有林地,果园和有林地的速效K含量相差不大.坡面土壤碱解N、有效P、速效K含量与坡位表现出显著相关性.     

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.     

黄泛平原区不同土地利用方式下的土壤养分状况分析

选取黄泛平原区菜地、水浇地、果园和有林地4种不同的土地利用方式,通过野外调查与室内分析,研究不同土地利用方式对土壤养分的影响。结果表明:土壤pH值有林地与果园相对较高,水浇地和菜地较低,均呈弱碱性;土壤有机质、速效钾、有效磷和全氮含量均受土地利用方式影响较大,并且均为菜地含量最高,水浇地次之,林地含量最小,土壤缓效钾受土地利用方式影响不显著;土壤有效硫含量由大到小为菜地水浇地果园有林地,与有机质相同;有效锌、有效铜和有效铁在水浇地中含量较高,有效猛、有效钼和有效硼在有林地中含量较高,菜地的微量元素含量普遍较低。     

不同土地利用方式对哈尼梯田土壤肥力的影响

哈尼梯田土地利用方式的改变对梯田土壤肥力的变化有重要影响。探究不同土地利用方式下哈尼梯田土壤肥力的变化特征及其影响因素,有助于理解土壤肥力对哈尼梯田持续发展的影响。以哈尼梯田典型区域内的水田、旱地、设施大棚土壤为研究对象(种植作物分别为水稻、玉米和柑橘、葡萄和辣椒),通过采样区域野外调查和实验室室内分析的方法,对梯田不同土地利用方式下土壤肥力特征进行研究。结果表明:(1)哈尼梯田不同土地利用方式下,水田和旱地玉米土壤水稳性团聚体稳定性最高,设施栽培(葡萄、辣椒)土壤水稳团聚体稳定性最低(P<0.05)。(2)不同土地利用方式下,土壤化学肥力随土壤深度增加而降低,水田改为其他4种土地利用方式,土壤全氮、有效磷含量增加,土壤pH下降(P<0.05);而水田土壤中的阳离子交换量、交换性钙、交换性镁含量显著低于其他4种土地利用方式(P<0.05)。(3)不同土地利用方式下土壤酶活性0～20 cm土层高于20～40 cm土层。整体上,除磷酸酶外,旱地、设施土壤中的脲酶、蔗糖酶、蛋白酶活性均显著降低,旱地玉米的磷酸酶活性显著高于水田(P<0.05)。(4)不同土地利用方式下,表层土壤(0～20 cm)中土壤微生物量碳氮含量均高于深层土壤(20～40 cm)微生物量碳氮含量。旱地和设施土壤中的微生物量碳氮含量显著低于水田的微生物量碳氮含量(P<0.05)。(5)土壤蔗糖酶、蛋白酶、磷酸酶活性和微生物量碳、微生物量氮与土壤有机碳含量均显著正相关,土壤蔗糖酶、磷酸酶活性和全氮含量显著正相关,蛋白酶、蔗糖酶活性和微生物量碳、微生物量氮与交换性钙、交换性镁显著负相关,蔗糖酶、芳基硫酸酯酶活性与微生物量氮含量正相关。在哈尼梯田中,水田改为旱地、设施大棚后,土壤中根区微环境、植株凋落物等刺激土壤物理肥力中水稳性团聚体稳定性降低;不同土地利用方式下,植物生长所需养分供给不同,人为耕作、灌溉、施肥促使旱地(旱地玉米、旱地柑橘)化学肥力中氮磷钾含量升高,但设施大棚(设施辣椒、设施葡萄)土壤化学肥力氮磷钾含量降低;同时旱地及设施大棚生物肥力土壤酶活性、微生物量碳氮含量低于水田。改变哈尼梯田传统土地利用方式,导致传统稻作模式土壤肥力降低,破坏梯田养分的运移和     

岷江流域不同土地利用方式下紫色土壤活性有机碳分布特征及其影响因子

作为土壤质量的重要指标,土壤活性有机碳（SLOC）在土壤许多物理、化学和生物特性中发挥着重要作用。通过对不同土地利用方式土壤进行采样和分析,系统地研究和比较了四川省岷江流域不同土地利用方式（次生林、人工林、灌草丛和坡耕地）SLOC分布特征及其影响因子。结果表明:岷江流域不同土地利用方式土壤机械组成不尽一致,土壤总孔隙度与土壤容重变化趋势相反。不同土地利用方式对土壤养分具有较大影响,土壤有机碳、全氮、全磷和全钾均呈现出一致性规律,大致表现为次生林和灌草丛高于人工林和坡耕地,而不同土地利用方式土壤全磷差异并不显著（p > 0.05）。不同土地利用方式SLOC均呈现出一致性规律,大致表现为次生林和灌草丛高于人工林和坡耕地。不同土地利用方式SLOC垂直方向随土层深度的增加表现出递增趋势,并且降低幅度逐渐减小,坡耕地、灌草丛、次生林和人工林SLOC从表层至底层逐渐递减,呈“T”形分布,“表聚性”较为明显。人工林、灌草丛和坡耕地在10—20 cm SLOC/SOC比例最高,而次生林0—10 cm SLOC/SOC比例最高,不同土地利用方式SLOC/SOC比例均在30—40 cm最低。相关性分析表明,不同土地利用方式SLOC与SOC和全氮均呈极显著正相关性（p < 0.01）,与土壤容重均呈负相关。表明SLOC受土壤养分和机械组成影响较大,其中SOC和全氮是不同土地利用方式SLOC变化的重要影响因素。SLOC与土壤有机碳之间呈极显著正相关关系（R²=0.9961）,说明SLOC能够作为研究不同土地利用方式SOC动态变化的一个敏感性指标而提前反映土壤碳库的动态变化,其含量在很大程度上依赖于所处生境下SOC含量。     

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。     

长期不同施肥制度土壤肥力特征综合评价方法

通过综合分析不同施肥制度下土壤物理、化学、生物学特征来评价不同施肥体系培肥土壤能力,以期建立科学施肥制度,为实现土壤可持续利用提供理论依据。以位于中国农业科学院禹城试验基地长达26 a的不同施肥定位试验为平台,研究了长期不同施肥对2种土壤物理肥力指标、10种化学肥力指标及2种土壤生物肥力指标的影响,运用主成分分析和聚类分析等数理统计方法综合评价了长期不同施肥制度下土壤物理肥力、化学肥力及生物肥力因子,并对不同施肥制度土壤肥力水平进行综合评分。结果表明:1)不同施肥制度对土壤肥力因子影响差异显著。单施有机肥及有机无机配施与单施化肥相比,土壤容重降低5.0%~11.0%,土壤总孔隙度增加4.1%~9.9%:土壤有机碳、全氮增加95%~136%、69%~137%,土壤速效磷含量增加5倍,土壤速效钾增加81%~103%;土壤微生物碳、氮分别增加50%~112%、34%~79%,土壤pH值下降了0.15~0.47个单位。2)将14个土壤肥力因子分为2个主成分综合表征土壤肥力,其中土壤容重、土壤孔隙度、土壤全碳、土壤活性有机碳、土壤全氮、土壤有机氮、土壤微生物碳、土壤微生物氮、土壤速效钾、土壤全磷、土壤速效磷、土壤有机磷、pH值等肥力因子在主成分一上有较高的负荷,贡献率83.73%;土壤全钾在主成分二上有较高的负荷,贡献率8.49%。3)聚类分析方法把不同施肥制度对土壤肥力的影响差异强度分为4类:常量有机肥和常量有机无机配施、常量化肥和高量化肥、不施肥、高量有机肥。4)不同施肥制度对土壤培肥效果依次表现为:高量有机肥常量有机肥常量有机无机配施高量化肥常量化肥不施肥。单施有机肥以及有机无机肥配施与单施化肥相比能有效增加土壤养分含量,调节土壤养分平衡,能从土壤物理、化学、生物肥力方面综合提升土壤肥力水平,提高土壤养分供应能力。     

不同土地利用方式下的蚯蚓种群特征及其与土壤生物肥力的关系

采用样方法对华北平原(河北曲周)盐渍化改造区7种土地利用方式下的蚯蚓种群进行详细调查,并通过培养实验研究了蚯蚓种群特征对若干土壤生物学指标的影响。结果表明:(1)在7种土地利用调查样地中共存在蚯蚓有3个科,5个属,5个种,其中赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)占调查样地总个体数的60%以上,梯形流蚓(Aporrectodea trapezoides)和赤子爱胜蚓两个种在本地区广泛分布,样点出现频率分别为74%和44%,为该地区的优势种;(2)不同土地利用方式的蚯蚓种群密度及生物量变化趋势是:庭院菜地>直立免耕>清茬免耕>商品菜地>传统玉米地>果园>原貌地。其中庭院菜地蚯蚓种群的平均密度和生物量分别达到272 Ind.m-2和68.04gm-2;(3)蚯蚓种群密度和物种数等种群特征与土壤基础呼吸强度、微生物生物量碳含量成显著正相关(p<0.01),与土壤基础呼吸商成显著负相关(p<0.01);(4)不同土地利用方式下,蚯蚓的种群密度、生物量等种群特征对土壤中微生物群落的影响作用显著。蚯蚓生物量越大、种群越丰富的土壤有机质、氮、磷、钾等有效成分越高,反之则相反。室内培养实验表明,随着蚯蚓个体数量增加土壤原生动物总丰度、微生物生物量碳、氮也存在升高的趋势,与用土壤生物学特性指标及土壤化学特性指标评价的结果基本一致。     

华北集约化农区耕地土壤肥力时空演变特征——以河北省曲周县为例

科学准确地进行耕地土壤肥力评价以及揭示其时空演化特征,对于指导农业生产与耕地资源可持续利用具有重要意义。本文以华北集约化农区典型县域河北省曲周县为研究区,基于耕地土壤样点测试数据和耕地利用数据,综合运用模糊综合评价和地统计学方法,以耕地利用图斑为评价单元对耕地土壤肥力进行评价,并揭示耕地土壤肥力的时空演变特征。结果表明：2000-2018年研究区耕地土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾平均含量均有所增加,pH有所降低,且均受到结构性因素和随机性因素的共同影响;2000-2018年研究区耕地土壤肥力指数均值由0.25增长为0.54,增长率为116.00%,耕地土壤肥力由较低水平转变为中等水平,且总体变异程度和空间自相关程度均处于中等水平;2000年和2018年耕地土壤肥力等级分别以Ⅱ级和Ⅲ级为主,为总面积的83.92%和50.43%,广泛分布于除侯村镇和依庄乡之外的各个乡镇;2000-2018年研究区耕地土壤肥力Ⅰ级和Ⅱ级面积减少,Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级面积有所增加,Ⅱ级转出面积和轻度增加的面积最大,但最高等级和高度增加的耕地面积相对较小,其面积比重分别为1.86%和3.34%。因此,曲周县土壤肥力受到自然本底特征与人为农业生产活动的共同影响,有效地平衡与协调土壤养分元素含量有助于提升耕地土壤肥力以及土地资源的可持续利用程度。     

Landscape analysis of dynamic soil erosion in Subtropical China: A case study in Xingguo County, Jiangxi Province

As a case study on landscape pattern analysis of soil erosion change, Xingguo County in Jiangxi Province, China, was once one of the most severely eroded regions in Subtropical China. However, its soil erosion has been completely controlled in recent years. This county was historically full of forest as well as waterways that were well protected and soil erosion was seldom seen even by the mid-19th century. However, large areas of forest were destroyed after that period due to over-logging, which resulted in excessive erosion, bare hills, and mountains devoid of vegetation. Fortunately, soil erosion in Xingguo has been controlled gradually since 1982 after the county was appointed as 1 of the 8 Key National Level Erosion Control Regions. In this study, a raster (grid) soil erosion map was collected on the basis of soil erosion intensity maps from 1958, 1975, 1982 and 2000 with the aid of GIS software (ARC/INFO). Over 10 landscape indices were calculated using FRAGSTATS software for landscape pattern analysis. A set of free spatial statistics that address a fundamental problem in GIS, and soil erosion distribution patterns and their changes in the county were quantitatively analyzed at the landscape and class levels, respectively. Moreover, transformations of soil erosion types from 1958 to 1975, 1975 to 1982, and 1982 to 2000 were also calculated using the CROSSTAB module in IDRISI software. Results showed that at the landscape level, heterogeneity of soil erosion decreased. This was supported by decreasing tendencies of patch indices SHDI (Shannon’s diversity index), SHEI (Shannon’s evenness index), and IJI (Interspersion and juxtaposition index). This indicates that most of the severely eroded soil types were transformed into non-apparently eroded or slightly eroded types. Meanwhile, at the class level, a consistent pattern was found where the surface areas of non-apparently eroded or slightly eroded lands increased, and moderately, severely, very severely and extremely eroded lands deceased. In general, soil erosion in Xingguo County experienced three pronounced phases during the study periods: the exacerbation phase (1958–1975), the alleviation phase (1975–1982), and the overall alleviation phase (1982–2000). By the year 2000, 74.6% of total territory of this county was covered by land with no significant soil loss, indicating that severe soil erosion had been substantially controlled.     

Fractal characterization of soil particle-size distribution under different land-use patterns in the Yellow River Delta Wetland in China

Purpose

Soil particle-size distribution (PSD) is an important soil physical property. Single- and multi-fractal models are increasingly used to characterize soil properties and may provide additional information. The Yellow River Delta is one of the best representative examples of river ecosystem wetlands in the world. In this area, different land resource development patterns strongly influence soil structure and fertility. Here, the single- and multi-fractal characterizations of soil PSD were determined based on fractal theory, and the correlations between PSD and soil organic matter (SOM) across different land-use patterns were studied.

Materials and methods

The study site was located in a typical area of the Yellow River Delta Wetland in Shandong Province in China. The tested soil samples were obtained from areas with four different land-use patterns, including integrated Robinia pseudoacacia and grass cover land (RPG), well-covered European and American poplar forestland (EAP), cropland used for growing cotton (COT), and waste grassland (WAG). Soil samples were air-dried and passed through a 2-mm screen. Based on the international system of soil size fraction, the soil PSD was described according to the percentages of clay, silt, and sand. The clay, silt, and sand fractions were determined using a laser particle size analyzer. The fractal characterizations of soil PSD were determined using the single- and multi-fractal methods.

Results and discussion

The single-fractal dimension (D) of the different land-use patterns varied greatly (between 2.4657 and 2.6789). The D values of the RPG and EAP were the greatest, which corresponded to the soils with the greatest silt content and the lowest sand content. In contrast, the D value of the WAG was the smallest, which corresponded with the lowest clay content and the greatest sand content. These results indicated that D was directly proportional to clay content and inversely proportional to sand content. The multi-fractal parameters of the soil PSD, capacity dimension (D ₀), information dimension (D ₁), and information dimension?/?capacity dimension (D ₁?/?D ₀), followed a regular trend due to different land-use patterns. These parameters decreased in the following order: RPG?>?EAP?>?COT?>?WAG. In addition, the PSD of the RPG and EAP varied widely and was more heterogeneous than the PSD of the COT and WAG. Furthermore, the single- and multi-fractal parameters were significantly correlated with SOM.

Conclusions

Our findings indicated that the single- and multi-fractal parameters adequately described the scaling properties of the soil PSD and the influences of soil structure and soil nutrients for the different land-use patterns in the Yellow River Delta Wetland of China.     

长期不同施肥下红壤性水稻土综合肥力评价及其效应

以江西进贤红壤性水稻土长期试验为基础,运用模糊数学及统计学方法进行土壤肥力综合评价及其效应研究,以期达到土壤培肥的目的.结果表明,有机质、速效氮、速效磷、速效钾、物理性粘粒、团聚度和团聚体稳定率为研究区土壤肥力评价最小数据集,由其所得评价结果具有高度代表性和科学性.NPKM的SFI值最大且与其他处理均呈显著差异.NPKM、2NPK、NPK各处理SFI值分别高出对照(CK) 31.3％、13.0％和10.1％.SFI值的时间演变为NPKM处理先增后降,临界年限在第12年,N和CK处理缓降,其它处理缓增.一定范围内,二次曲线较直线更能揭示作物产量与SFI的关系,进一步拟合发现,SFI和作物相对产量间符合“S”型波尔兹曼生长曲线,SFI增至0.60时,相对产量增幅趋零,NPKM处理(SFI=0.688)已属于此;模拟可知,作物产量趋稳时相应施肥年限表现为NPKM (2a) ＜2NPK (8a) ＜NPK (9a) ＜NP (11a) ＜K、NK (13a)＜P(14a)处理.综上,长期平衡施肥(NPKM、2NPK和NPK)明显提高土壤综合肥力,NPKM更为显著,但其现状对作物增产已无效,应减施或不施若干年;长期偏施肥对土壤肥力贡献不力,尤其是长期单施氮反使土壤肥力下降.     

豫西长期不同耕作下土壤肥力质量评价

基于河南洛阳长期定位试验(1999—2021年),分析不同耕作措施对土壤化学和生物性状的影响,采用隶属度函数和主成分分析法计算土壤肥力质量综合指数,评估豫西长期不同耕作制度下土壤肥力差异。选取传统耕作(CT)、免耕(NT)、深松(SS)和小麦-花生轮作(TC)共4个耕作处理,采集0~20和20~40 cm的土壤,测定土壤有机碳等指标,分析不同耕作对土壤肥力质量的影响。结果表明:(1)与传统耕作相比,免耕、深松和小麦-花生轮作处理显著提高了0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、硝态氮和速效钾含量,降低了土壤全磷和有效磷含量;而在20~40 cm土层小麦-花生轮作和传统耕作土壤养分含量更高。(2)相比于传统耕作,免耕显著提升了0~20 cm土层微生物量碳含量19.14%;免耕和深松显著提高了0~20 cm土壤亮氨酸氨基肽酶的活性;小麦-花生轮作土壤β-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、β-木糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶、碱性磷酸酶酶活性最高。(3)4种耕作措施下0~20 cm土壤肥力质量综合指数从大到小的排序为小麦-花生轮作＞免耕＞深松＞传统耕作,20~40 cm土层为小麦-花生轮作＞传统耕作＞深松＞免耕。综上所述,免耕和深松提高了表层土壤有机碳等指标,改善了土壤肥力质量,小麦与豆科作物轮作也提升了土壤肥力质量。因此,与传统耕作相比,在豫西开展保护性耕作可以有效改善土壤质量。     

中国黄土高原丘陵沟壑区天然降雨下不同土地利用方式的水土流失效应

The Loess Plateau, which is located in the arid and semi-arid areas of China, experiences significant soil erosion due to intense human activities and soil erodibility. It is necessary to explore and identify the land-use types or land-use patterns that can control soil erosion and achieve certain agricultural production capabilities. This study established runoff plots with two slope gradients (5^O and 15^O) in north of Yan’an, one area of the Loess Plateau, with 3 single land-use types (cultivated land, CL; switchgrass, SG; and abandoned land, AL) and 2 composite land-use types (CL-SG and CL-AL). From 2006 to 2012, we continuously monitored the rainfall characteristics, runoff depth, soil loss, vegetation coverage, and soil physical properties. The results indicated a general trend in the number of runoff and soil loss events for the 5 land-use types: CL = CL-SG > CL-AL > SG> AL. The general trend for runoff depth, soil loss, their magnitudes of variation, and the slopes of rainfall-runoff regression equation was CL > CL-SG > CL-AL > SG > AL, whereas the rainfall threshold for runoff generation exhibited the opposite trend. Results of nonparametric test regarding runoff depth/EI₃₀ and soil loss/EI₃₀, where EI30 is the product of rainfall kinetic energy and the maximum rainfall intensity over 30 min, and the runoff depth-soil loss relationship regression indicated that the effect of CL-AL was similar to that of SG; SG was similar to AL; and CL-AL, SG, and AL were superior to CL with regard to soil and water conservation. Runoff depth and soil loss significantly increased as the slope gradient increased. Runoff depth and soil loss were significantly correlated with the soil particle size composition and bulk density, respectively. The strongest significant correlations were found between runoff depth and vegetation coverage as well as between soil loss and vegetation coverage, which showed that vegetation coverage was the primary factor controlling soil erosion. Therefore, the composite land-use type CL-AL and the artificial grassland (SG) are appropriate options because both soil conservation and a certain degree of agricultural production are necessary in the study area.     

赣县崩岗洪积扇土壤肥力的空间分异规律

崩岗侵蚀是南方花岗岩地区最严重的侵蚀方式,已成为我国一种严重的环境地质灾害,尤其是崩岗侵蚀产生的大量洪积物沉积在农田中,造成洪积扇农田沙化。以赣县田村镇崩岗洪积扇为研究对象,采集扇顶到扇缘不同区域的土样,研究该地区崩岗洪积扇土壤颗粒组成及土壤肥力的分异规律。结果表明:崩岗洪积扇土壤理化性质在空间分布上具有明显的分异规律。由扇顶到扇缘,土壤砾石和砂粒质量分数均逐渐减少,粉粒和黏粒质量分数则逐渐增加,土壤肥力也随之呈显著增加趋势。利用Pearson相关系数分析显示,土壤肥力与土壤砾石和砂粒质量分数呈显著负相关,而土壤肥力与粉粒和黏粒质量分数呈显著正相关。采用修正的内梅罗综合指数法对洪积扇土壤进行肥力评价发现,土壤肥力沿扇顶到扇缘逐渐增加,相比于扇顶土壤,扇中、扇缘土壤肥力等级系数分别增加了119.31%和157.93%。研究崩岗洪积扇土壤肥力分异规律有利于农业用地规划,对崩岗洪积扇土壤改良和提高农业经济效益有重要意义。     

东北典型县域稻田不同肥力土壤剖面肥力变化特征及验证

研究东北典型县域稻田不同肥力土壤剖面特征,阐明东北典型县域高肥力土壤的特征及中、低肥力土壤的关键障碍因素,为进一步提升该区域稻田肥力和水稻产量提供科学依据。在黑龙江省方正县7个乡镇采集了9个稻田不同肥力土壤剖面样,测定了耕层和犁底层厚度、土壤容重、pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、硫离子(S2-)、锰离子(Mn2+)、阳离子交换量(CEC)、团聚体组分、微生物量碳/氮等指标,进行土壤综合肥力评价以及水稻产量与各土壤肥力指标的逐步回归分析,探究肥力差异的主控因子。结果表明,稻田不同肥力土壤剖面有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、CEC、Mn2+含量随剖面土层深度增加逐渐降低,且均表现为高肥力土壤>中肥力土壤>低肥力土壤。方正县高肥力土壤(产量大于10000 kg/hm²)耕作层厚,容重低,耕作层有机质含量丰富,全氮含量高,全磷含量中等,且犁底层有机质、全氮和碱解氮含量高。中肥力土壤(产量介于7500～10000 kg/hm²)耕作层有机质含量高,全氮含量中等,全磷含量低。低肥力土壤(产量介于5500～7500 kg/hm²)耕作层薄,土壤S2-含量高,其他养分含量均低于高肥力土壤。高、中、低肥力土壤有效磷和速效钾养分达到丰富水平。高肥力土壤与中肥力土壤耕作层有机质、全氮、碱解氮、微生物量碳、0.25～0.053 mm团聚体含量和Mn2+差异显著,中肥力土壤与低肥力土壤耕作层除全磷和阳离子交换量外,其他指标无显著差异。高、中、低肥力土壤耕作层和犁底层土壤综合肥力指数分别为0.70和0.83、0.42和0.49、0.21和0.26。水稻产量与各土壤肥力指标的逐步回归分析表明,有机碳和全磷对产量的影响最大,耕作层微生物量氮和pH以及犁底层有效磷和全钾对产量影响较小。耕作层土壤有机碳和全磷对产量的影响最大,中、低肥力土壤有机碳和全磷养分供应不充足,全氮和碱解氮含量中等,低肥力土壤耕作层薄,因此,中、低肥力土壤建议采用增施有机肥和磷肥等措施,同时加强改良和培肥管理,以实现高肥力土壤的产量目标。