不同海拔高度对周公山柳杉人工林植物多样性及土壤养分的影响

【目的】研究海拔高度对周公山柳杉人工林林下植物多样性及土壤养分的影响,对人工林的抚育及合理经营有着重要意义,旨在为人工林近自然改造以及利用山地造林、恢复森林生态提供科学依据。【方法】采用代表性样地法和随机取样法相结合的方法,在800、1 000和1 200 m 3个海拔高度对周公山柳杉人工林林下的物种组成、物种重要值、物种多样性和土壤养分进行了初步研究和对比分析。【结果】1)林下草本层共发现植物33种,属于19科32属;林下灌木层共发现植物49种,隶属于39属26科。2)草本群落Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度指数(H’)和Pielou均匀度指数(JSW)均随着海拔的升高表现为先升高后降低的趋势,符合"中度膨胀"理论,而草本层物种丰富度指数(D)以及灌木层群落各多样性指数则符合负相关关系理论。3)林下植被0~40 cm深度土壤养分随土层深度增加,全氮、全磷、有效磷、速效钾、有机碳、有机质含量均降低。4)物种多样性指数与有机质、全氮(TN)、全磷(TP)、有效磷(AP)的含量呈显著负相关。【结论】应控制人为干扰的强度,保持合理的林分密度,改善柳杉人工林的物种组成和群落结构,使人工林处于一种天然更新状态。     

热带地区时间序列土壤中伊利石类矿物的演化——P.Barré假设在热带地区土壤中也存在吗?

P.Barré等认为温带地区自然土壤中,由于植物根系将下层土壤中的钾和硅向上搬运,减缓了上层土壤中伊利石类矿物(混层伊利石/蒙皂石+伊利石)脱钾和脱硅过程,致使其长时间地存在较多的伊利石类矿物。本文旨在了解热带地区土壤中这一假设是否也存在,以海南琼北地区发育于由不同年代火山喷发形成的玄武岩所构成的时间序列土壤(1×104a,(9.0±2.0)×104a,(14.6±0.9)×104a,64×104a,(133±18)×104a,(181±8)×104a)为对象,利用X-射线衍射(XRD)技术分析了其黏土矿物的变化情况,结合土壤钾、硅、活性硅的分析结果,发现伊利石类矿物仅存在于(133±18)×104a以前的土壤中,表层土壤中钾和硅的含量高于下层的土壤,活性硅含量随成土年龄而降低。为此,我们认为:P.Barré假设在热带土壤形成发育过程中,在具有一定的生物复钾和复硅条件下,在成土初期也会存在,但最终会由于土壤强烈的脱钾和脱硅作用而逐步消失。     

基于模糊集理论提取土壤—地形定量关系及制图应用

通过对研究区地形因子的模糊聚类,提取了地形因子组合与特定土壤属性的定量隶属度关系,然后对隶属度高值区土壤进行目的性采样为隶属度函数赋值,制作研究区土层厚度连续分布图。通过野外实地验证,将观测值与图中预测值比较,结果显示该方法制图精度在82%左右,具有一定的可靠性。进一步考察认为该模型在地形部位较低,地势较为平坦,土壤发育较好,土层较厚,成土环境相对稳定的地区预测效果更好,适用性更强。该方法能提高土壤制图效率,降低制图成本,提高制图精度,对土壤微域变异的表现更为详细,图面信息负载量更高。应用该方法制作大比例尺土壤详图不失为土壤调查与制图领域一种可行的新方法。     

基于不同地表曲面模型预测土壤有机碳含量

Local terrain attributes,which are derived directly from the digital elevation model,have been widely applied in digital soil mapping.This study aimed to evaluate the mapping accuracy of soil organic carbon (SOC) concentration in 2 zones of the Heihe River in China,by combining prediction methods with local terrain attributes derived from different polynomial models.The prediction accuracy was used as a benchmark for those who may be more concerned with how accurately the variability of soil properties is modeled in practice,rather than how morphometric variables and their geomorphologic interpretations are understood and calculated.In this study,2 neighborhood types (square and circular) and 6 representative algorithms (Evans-Young,Horn,Zevenbergen-Thorne,Shary,Shi,and Florinsky algorithms) were applied.In general,35 combinations of first-and second-order derivatives were produced as candidate predictors for soil mapping using two mapping methods (i.e.,kriging with an external drift and geographically weighted regression).The results showed that appropriate local terrain attribute algorithms could better capture the spatial variation of SOC concentration in a region where soil properties are strongly influenced by the topography.Among the different combinations of first-and second-order derivatives used,there was a best combination with a more accurate estimate.For different prediction methods,the relative improvement in the two zones varied between 0.30％ and 9.68％.The SOC maps resulting from the higher-order algorithms (Zevenbergen-Thorne and Florinsky) yielded less interpolation errors.Therefore,it was concluded that the performance of predictive methods,which incorporated auxiliary variables,could be improved by attempting different terrain analysis algorithms.     

不同来源淀粉特性对水晶皮质构品质的影响

为了研究原料淀粉特性对水晶皮质构品质的影响,该文选用小麦、玉米、马铃薯、木薯、绿豆5种淀粉原料,测定并分析淀粉颗粒特性、破损淀粉含量、糊化特性与水晶皮的透明性、质构等品质的关系。结果表明:不同来源的淀粉制作水晶皮品质差异较大,小麦淀粉皮品质最好,其次是马铃薯、木薯、玉米淀粉皮,绿豆淀粉皮品质最差。淀粉颗粒特性、破损淀粉含量与水晶皮品质指标密切相关。平均粒径、膨胀度越大,水晶皮亮度、透明性越好;适宜的破损淀粉含量能够保证水晶皮较好的综合质构品质;淀粉的糊化特性与水晶皮品质指标之间存在显著相关性;淀粉峰值粘度和衰减值与水晶皮透光率呈极显著正相关。谷值粘度、最终粘度、回生值与水晶皮硬度、弹性、咀嚼性、剪切力呈极显著正相关,起始糊化温度与水晶皮品特性相关性不显著。因此,在水晶皮制作进行原料选择时,可以测定淀粉粒径、膨胀度、峰值粘度、衰减值来预测淀粉皮亮度与透光率;测定淀粉破损淀粉含量、谷值粘度、最终粘度、回生值来预测淀粉皮适口性等品质特性。该文旨在为加工水晶产品原料选择以及品质改善提供基本的理论支撑。     

河北省山区降雨侵蚀力的时空变化特征

[目的] 探究河北省山区降雨侵蚀力时空变化特征,为该区水土流失治理措施的制定和实施提供科学依据。[方法] 应用时间变化分析和空间分布分析对河北省山区2000-2018年降雨侵蚀力进行分析。[结果] 时间趋势中燕山山区年降雨侵蚀力呈波动上升趋势,主周期为11 a,在2009年发生突变,春、秋两季呈波动下降趋势,主周期分别为8和11 a,春季无突变点,秋季在2001年发生突变,夏季呈波动波动上升趋势,9 a为主周期,在2010年发生突变;太行山区年降雨侵蚀力呈波动下降趋势,主周期为6 a,无突变点,夏、秋两季呈波动上升趋势,主周期分别为8和10 a,均无突变点,春季呈波动下降趋势,主周期为8 a,在2006年发生突变;空间分布中,年均降雨侵蚀力范围为1 063.39~5 127.44 MJ·mm/（hm²·h）,燕山山区由西到东年及夏季平均降雨侵蚀力先增长后降低再增长,太行山区中由南向北年、夏季平均降雨侵蚀力逐渐降低,春、秋两季降雨侵蚀力分布规律较为多变。[结论] 通过对河北省山区降雨侵蚀力的分析,得出河北省山区夏季水土流失最为严重,燕山山区部分地区尤为突出。     

近30年湟水流域土壤全氮时空变异及影响因素

基于湟水流域1985年第二次土壤普查的45个剖面数据和2015年土壤调查的61个剖面数据,采用统计和地统计学法,分析了流域0~15 cm和15~30 cm土层近30年全氮(TN)的时空变异及影响因素。结果表明:从1985年至2015年,0~15 cm和15~30 cm层TN均值分别由1.33 g kg-1和1.15 g kg-1升高至2.25 g kg-1和2.08 g kg-1,增幅为69.20%和80.87%;近30年来,湟水流域0~15 cm和15~30 cm土层全氮呈现增加趋势,其中西部、北部、中部以增加为主,东南部以递减为主;空间相关性由强变为中等,1985年TN含量在东西和南北两个方向均呈现先减后增的趋势,2015年则整体呈从东南向西北增加的趋势;气候因子、海拔、土壤质地、土壤类型等自然因素和土地利用、施肥、种植结构以及农业机械化等人为因素共同导致了TN时空分异,人类对土壤养分干预作用表现出增强的趋势。考虑到TN含量存在较大的时空变异,建议建立湟水流域土壤TN含量长期监测点,并对农业氮肥的施用实行分区管理,以保障整个农业流域的可持续发展。     

1980—2010年安徽省耕地表层土壤养分变化特征

本研究利用安徽省第二次土壤普查数据和2010—2011年土壤调查数据,运用统计方法从省级和县级两个尺度研究1980—2010年安徽省耕地表层(0 ~ 20 cm)土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)等养分含量的变化特征。结果表明,1980—2010年全省耕地土壤养分变化趋势不同,SOM平均含量由20.65 ± 11.78 g/kg增加到23.30 ± 8.81 g/kg,TP平均含量由0.58 ± 0.43 g/kg增加到0.71 ± 0.29 g/kg,TN含量总体保持不变,TK平均含量由19.00 ± 5.33 g/kg减少到14.28 ± 3.27 g/kg,四种养分含量的变异程度均降低。从养分含量的等级分布来看,全省耕地肥力总体上提高,SOM、TP和TN的高值比例均有不同程度的增加,TP含量的等级提升较大。在空间上,不同土地利用和地理区域的养分含量变化差异较大。淮北平原和沿江平原的SOM和TN含量增加较多,淮北平原和皖南丘陵区TP含量增加较多,各地理区域TK含量减少程度相似。三个典型县土壤养分变化趋势与全省变化趋势一致,除TK含量减少外其余养分含量均有不同程度的增加。典型县耕地土壤养分变化与相应的地理区域养分变化趋势基本一致。     

Influences of U Sources and Forms on Its Bioaccumulation in Indian Mustard and Sunflower

Anthropogenic activities, such as ore mining and processing, nuclear power generation, and weapon tests, have generated uranium (U) contamination to soils and waters. The mobility and bioavailability of U are influenced by its sources, speciation, and plant species. Phytoremediation has emerged as an environmentally friendly, cost-effective green technology to remediate radioisotope- and metal-contaminated soils. The main objective of this study was to explore the feasibility using sunflower (Helianthus annuus) and Indian mustard (Brassica juncea) in cleaning up soils with UO₂, UO₃, and UO₂(NO₃)₂. Uranium was found to be bioaccumulated in plant roots more than plant shoots. Uranium uptake by both plant species was significantly higher from the UO₃- and uranyl-contaminated soils than from UO₂-contaminated soils. UO₃- and UO₂(NO₃)₂-contaminated soils showed higher exchangeable, weak acid extractable, and labile U than the UO₂-contaminated soils. After a growing season, three U forms decreased as redistribution/transformation of U resulted in U species with lower extractability. This study indicates the importance of U speciation in soil with regard to the potential use of sunflower and Indian mustard for phytoremediation of U-contaminated soils.     

江苏省土壤有机质含量时空变异特征及驱动力研究

土壤有机质(SOM)含量是估算土壤碳储量、评价土壤肥力的重要指标,研究SOM时空演变对评估区域土壤固碳潜力,实现土壤可持续利用具有重要意义。以江苏省为例,利用全国第二次土壤普查资料和2006年采样数据,基于地统计学方法和GIS技术,对比研究了1980 - 2006年全省范围内表层(0 ~ 20 cm)SOM含量的时空变异特征及其驱动因子。结果表明：1980年和2006年江苏省SOM平均含量分别为16.55 ± 8.50 g kg^-1和18.31 ± 8.32 g kg^-1,变异系数分别为51.36%和45.44%。两个时期SOM的变异函数均符合指数模型,块金系数由51.85%增加为56.52%,变程由71.55 km减少至37.83 km,SOM含量的空间自相关性减弱,自相关距离减小。1980-2006年,SOM含量空间分布呈现出北增南减,沿江平原增,宁镇丘陵减,滨海平原基本持平的空间格局,增加幅度由北向南逐渐减小。SOM含量的初始值影响其空间格局的演变,总体上呈现初始SOM含量的高值降低、低值增加的趋势。肥料的大量使用在提高粮食产量的同时也增加了作物残茬和根系的生物量;秸秆还田的大力推行,使得大量的有机物质进入土壤,促进了SOM的累积。不同的土地利用变化对SOM含量变化的作用不同,土地利用方式转变成水田、旱地和林地促进了SOM的增加,而转变成荒地后导致SOM含量下降。