三峡水库不同高程消落区水分变化对土壤有机碳的影响

以位于重庆市涪陵区珍溪镇的三峡典型消落区为研究区,紫色土和水稻土为供试培养土壤,在研究区内按7个高程(152,157,162,167,172,177和182 m)实地布设培养试验;同时,多点、分层采集研究区内不同高程段(150～155,155～160,160～165,165～170,170～175,175～180和180～185 m)的剖面(0～40 cm)土样,探讨三峡水库不同高程消落区水分变化对土壤有机碳(SOC)的影响.结果表明,两种供试土壤在研究区不同高程点位实地培养1 a后,其SOC质量分数相较于培养前均有所降低;其中,水稻土在高程152 m处的减少量最大,其显著大于非消落区的177 m和182 m高程;紫色土在152 m和157 m高程处的总有机碳变化量(ΔT_(SOC))均显著大于172,177和182 m高程(p0.05),但两高程间无明显差异,由此可见,与≥177 m的高程段相比,消落区低高程段(152 m)的水分环境更有利于培养土壤SOC分解;此外,实地培养1 a后,在152 m高程下两种培养土壤的老碳损失量(ΔL_(SOC))均较大,水稻土和紫色土在该高程下的老碳损失比例分别为14.33%和40.22%,且两种土壤的ΔL_(SOC)与ΔT_(SOC)间均存在明显的正相关.这表明,老碳损失是导致消落区152 m高程段培养SOC损失量较高的主要原因.另外,结合不同高程原位土壤有机碳分布特征,得出三峡水库消落区在160～165 m高程段的碳汇效应最强.     

重庆市酸性紫色土成因及其对发生分类的意义

以采自重庆市的16个酸性紫色土剖面为研究对象,分析海拔、母岩(质)、机械组成、交换性盐基和人为活动等对土壤酸度的影响,探讨重庆市酸性紫色土的成因及其对发生分类的意义.结果表明,在重庆市内,海拔是影响土壤酸度最重要的因素,海拔达到一定高度后(500 m),土壤质地才会影响盐基淋溶,进而影响土壤酸度;母岩(质)的CEC、有机碳和CaCO_3含量对其发育土壤的酸度有影响;ΔpH为供试剖面B层土壤与其母岩(质)之间的pH差值,母岩(质)的CEC、有机碳和CaCO_3含量与ΔpH呈对数负相关(其中CEC和CaCO_3的p0.05,有机碳分析无统计学意义);在不同盐基离子中, Ca~(2+)对土壤pH值的影响最大, Mg~(2+)和K~+对土壤酸度影响的强度与母岩类型有关, Na~+则基本无影响;而人为活动对土壤酸度的影响主要体现在耕层土壤的酸度变化上.此外,调查发现,在江津区,有不少pH值呈酸性的沙溪庙组(J_2s)紫色岩出露,由于其发育的紫色土在目前的发生分类体系中缺乏相应的土属位置,故建议扩大酸紫泥土的检索范围或在酸性紫色土亚类下为此类土壤新增一个土属,以完善紫色土发生分类体系.     

重庆市黄壤的成土特点与系统分类研究

选取重庆市境内4种母质(第四系更新统老冲积物、须家河组砂岩风化物、石灰岩风化物和紫色岩风化物)发育的5个代表性黄壤剖面为研究对象,探讨其成土特点及系统分类归属,并与其他分类体系进行参比。结果表明,各供试土壤中,须家河组砂岩母质发育的黄壤脱硅富铝化最为明显,蓬莱镇组紫色砂、泥岩母质发育的黄壤次之,石灰岩母质和更新统老冲积物发育的黄壤脱硅富铝化程度则相对较低;相比而言,须家河组砂岩母质发育的黄壤较为典型,在海拔350～1 300 m范围内均有分布。依据《中国土壤系统分类检索(第三版)》,5个供试土壤剖面分别归为淋溶土和雏形土2个土纲、3个亚纲、5个土类、5个亚类和5个土族;与发生分类的参比表明,供试土壤的系统分类与发生分类之间并非简单的一一对应关系,相较于发生分类,系统分类具有更高的区分度;被中国土壤系统分类(CST)归为淋溶土的供试剖面分属活性淋溶土和高活性强酸土2个世界土壤资源参比基础(WRB)一级单元,而被CST归为雏形土的供试剖面则同样也被WRB归为雏形土(一级单元)。     

不同耕作年限水稻土土壤颗粒的体积分形特征研究

应用基于土壤颗粒体积分布确定土壤颗粒大小分布分形维数的方法,对浙江慈溪耕作年限分别为50、100、500、700、1000和2000年的水稻土土壤颗粒体积分形特征进行了研究.结果表明:同基于土壤颗粒质量分布的分形维数相比,基于土壤颗粒体积分布的分形维数计算不需要密度假设,更具有合理性.不同年限水稻土的土壤颗粒大小分布能被体积分形模型显著拟合(p＜0.01).土壤颗粒体积分形维数与黏粒的体积百分含量之间呈显著正相关(p＜0.01),与粉粒和砂粒的体积百分含量之间呈显著负相关(p＜0.01),其中与黏粒含量关系最为密切.耕作年限对水稻土土壤颗粒的体积分形维数和分形模型的拟合度均有一定影响.与50 ～ 500年水稻土相比,700 ～ 2000年水稻土剖面中土壤颗粒体积分形维数的变异性和均值较高,但其拟合决定系数则较低;耕作年限会对水稻土剖面中黏粒的含量和分布产生影响,进而影响到剖面土壤的颗粒体积分形特征;对于同一质地类型的土壤,耕作年限越长,分形维数越高.     

太湖地区长期定位试验稻麦两季土壤酶活性与土壤肥力关系

采用主成分分析法研究了太湖地区水稻土25 a长期定位试验稻麦两季的土壤酶活性与土壤肥力之间的相互关系。结果表明,稻麦两季的脲酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、β-葡糖苷酶和芳基硫酸酯酶活性与肥力因子大都具有不同程度的显著线性相关关系。特别是酸性磷酸酶和β-葡糖苷酶,其稻麦两季的酶活性与pH、速效氮、速效磷和有机质之间均呈显著或极显著线性相关。结合土壤酶活性及肥力因子对稻麦两季14种处理进行分析,筛选出影响土壤肥力的主要因子群并进行了综合评价:土壤酶活性可作为反映土壤肥力的重要指标,且磷酸酶、芳基硫酸酯酶和β-葡糖苷酶活性作为综合评价指标优于脲酶。氮磷肥配施是最优的培肥模式;在施用其他肥料的基础上增施磷肥能够提高土壤肥力;不施肥或仅施有机肥均会导致土壤肥力的退化;秸秆还田可提高麦季土壤肥力水平,而对稻季的无明显影响。     

重庆市潜育水稻土发育特性和系统分类研究

以重庆市境内7个发生分类的潜育水稻土典型剖面作为研究对象,通过剖面形态特征观测和理化性质测定分析,探讨其发育特性和在中国土壤系统分类(CST)中的归属。结果表明,7个供试剖面主要位于丘陵山地下坡、坡麓以及江河沿岸一级阶地,质地多为粉壤土或粉质黏壤土,不同土壤剖面中游离铁分布有较大差异,潜育特征受到人为滞水和地下水的影响,主要出现在耕作表层和受地下水位影响的深度范围内。依据CST,7个典型剖面均具有水耕表层、人为滞水土壤水分状况、潜育特征和氧化还原特征,但1个剖面虽有水耕表层但无水耕氧化还原层而隶属潜育土土纲中的石灰简育正常潜育土亚类;其余6个剖面具有水耕表层和水耕氧化还原层而分别隶属于水耕人为土亚纲中的复钙潜育水耕人为土、铁聚潜育水耕人为土和普通潜育水耕人为土亚类,依据土族和土系划分标准,建立了5个土族和7个土系。值得注意的是,目前CST中简育正常潜育土尚没有反映人为水耕活动影响(即水耕现象)的亚类,因此可以考虑新增水耕简育正常潜育土亚类。     

镉对紫花苜蓿生长和结瘤固氮的影响

[目的]研究镉（Cd）对紫花苜蓿（Medicago sativa）生长和结瘤固氮的影响。[方法]采用盆栽试验。[结果]在土壤中Cd添加量较低的处理中,Cd对紫花苜蓿地上部分生物量、株高和叶绿素含量影响不大;当土壤中Cd添加量达到10.0mg/kg时,Cd对地上部分生物量影响显著;当土壤中Cd添加量达到50.0mg/kg时,植株生长和叶绿素合成均受到明显抑制。紫花苜蓿体内Cd含量的分布次序为根部〉地上部分,且不同部位Cd的含量与处理中Cd添加量呈极显著相关（P〈0.01）。随着土壤中Cd添加量的增大,单位盆钵中紫花苜蓿根瘤鲜重不断下降。当土壤中Cd添加量达到5.0mg/kg时,紫花苜蓿的根瘤固氮酶活性受到严重抑制。[结论]紫花苜蓿及其共生固氮体系对Cd具有一定的耐性,但较高浓度的Cd不仅会导致紫花苜蓿地上部Cd含量超标,也会抑制其生长和固氮。     

重庆市全新统冲积物发育土壤的系统分类研究

为明确重庆市第四系全新统(Qh)冲积物发育土壤在中国土壤系统分类中的归属,本文以该成土母质发育的土壤为研究对象,挖掘9个典型土壤剖面,通过野外观测、分层取样及理化性质分析等,依据现行中国土壤系统分类检索,对其进行分类和命名,并与发生分类进行参比。结果表明:9个供试土壤剖面分别归属于雏形土和新成土2个土纲,5个亚类,其中5个为石灰淡色潮湿雏形土,1个为铁质简育常湿雏形土,1个为斑纹简育湿润雏形土,1个为潜育潮湿冲积新成土,1个为石灰潮湿冲积新成土;隶属于发生学分类潮土土类的6个供试剖面分别归为系统分类中淡色潮湿雏形土、简育常湿雏形土和简育湿润雏形土3个土类,而隶属于发生学分类新积土土类的3个供试剖面则分别归为系统分类中淡色潮湿雏形土和潮湿冲积新成土2个土类。结合成土环境分析可知,地形、气候和母质是影响重庆市第四系全新统冲积物发育土壤系统分类的重要因素。     

紫色丘陵区典型旱地土壤有机碳矿化对突发性变温的响应

以紫色土为供试土壤,采用室内培养的方法,设置恒温20℃(HW)、突发性降温(20℃→10℃)(BW1)和突发性升温(20℃→30℃)(BW2)3个温度处理,研究了突发性变温下紫色丘陵区典型旱地土壤(紫色土)的有机碳矿化特征。其中温度突变的具体设置为:待20℃恒温培养至土壤有机碳矿化(Soil organic carbon,SOC)速率基本平稳且维持在较低水平时(第29天),将培养温度分别突降至10℃和突升至30℃,继续培养47d。结果表明,突发性变温对紫色土SOC矿化有显著影响(P0.05),在变温当天(第30天),突发性升温(BW2)处理对紫色土SOC矿化有明显促进作用,而突发性降温(BW1)处理则会明显削弱紫色土SOC矿化,二者的SOC矿化速率分别较恒温(HW)处理提高了225.1%,降低了38.5%;变温后的培养初期(第30~44天),各温度处理间的SOC累积矿化量存在显著差异(P0.05),与HW处理相比,BW2和BW1处理中紫色土SOC累积矿化量的变幅分别为+140.5%(升高)和-55.3%(降低);随培养时间的延续,各处理间的SOC累积矿化量未发现明显差异。表明突发性变温对紫色土SOC矿化的影响具有一定的时限性,其影响时长在2周左右。结合矿化动力学分析可知,同恒温相比,突发性变温主要通过改变土壤易分解有机碳库(C0)大小进而影响紫色土SOC矿化。     

三峡库区农业小流域盐基离子排放特征研究

为了解盐基离子的农业面源流失负荷与排放特征,对三峡库区涪陵段两个毗邻的集水域汇出口径流水质进行了持续两年的高频(每日)监测。两集水域气候、地貌和农耕方式相同,但其中一个集水域稻田分布零散,破碎度指数高(记为集水域A),另一集水域的稻田连片分布在集水域底部,破碎度指数低(记为集水域B)。结果表明,集水域A阴、阳离子年均输出通量分别为499kg·hm~(-2)·a~(-1)和218 kg·hm~(-2)·a~(-1),集水域B阴、阳离子年均输出通量分别为265 kg·hm~(-2)·a~(-1)和118 kg·hm~(-2)·a~(-1)。集水域A的盐基离子年均输出通量是集水域B的2倍左右,这种差异很可能是由两集水域稻田布局差异所导致。流域径流水体优势阴、阳离子分别为Cl~-和Ca~(2+),各占阴、阳离子年均排放总量的58%和67%。不同作物季中,水稻/玉米季和榨菜季均贡献了全年盐基离子排放量的1/2左右;不同时期中,5月和11月的离子排放负荷最高,分别占全年的26%和24%。研究表明,5月和11月是控制该流域盐基离子流失的关键时间节点,稻田连片布设于集水域底部是降低农田盐基离子流失的重要空间布局。