基于林分空间结构分析方法的土壤大孔隙空间结构研究

土壤大孔隙的形成和分布具有重要的生态学意义,但尚未有研究者利用生态学方法研究其空间结构。以三峡库区紫色砂岩区的3种典型土地利用类型下的土壤大孔隙为研究对象,将图像处理技术与林分空间结构分析方法相结合,从形态学和生态学角度量化分析土壤大孔隙的空间结构。结果表明:3种土地利用类型的土壤大孔隙形状、空间结构复杂程度高,空间分布格局随土壤深度的增加均呈聚集分布趋势,且深层土壤的大孔隙组成较表层单一,其中草地最明显,大孔隙发育程度均随土壤深度的增加而降低;3种土地利用类型的土壤优先流发育程度由大到小为:草地、果园、农地,同一土地利用类型不同孔径范围的大孔隙所形成的优先路径的连通性、导水性和发育程度由大到小依次为:草地孔径范围[5.0 mm,∞)、[2.5 mm,5.0 mm)、[1.0 mm,2.5 mm)、(0,1.0 mm),农地和果园孔径范围[1.0 mm,2.5 mm)、[2.5 mm,5.0 mm)、(0,1.0 mm)、[5.0 mm,∞);将林分空间结构分析方法与土壤大孔隙位置密度分布、大孔隙变异度和复杂度指标进行对比,并与以往研究土壤大孔隙空间结构的方法进行比较,所得结果相同,证明该方法可以用于土壤大孔隙空间结构的分析和研究。林分空间结构分析方法简单易行,从生态学的角度完善了大孔隙空间结构的分析,弥补了目前基于物理化学方法在大孔隙结构理论分析的不足,进一步揭示了土壤大孔隙空间结构形成和分布的原因。     

基于GOES数据和弱约束变分的地表水热通量估算

基于弱约束的四维变分方法和陆面过程模式发展了一个地表温度的陆面数据同化系统。本文反演了地球静止业务环境卫星(Geostationary operational environmental satellite,GOES)的地表温度,并将反演的地表温度同化入陆面过程模式,改进陆面过程模式中地表水热通量的估算精度。以弱约束的变分方法通过在代价函数中增加弱约束项代替陆面过程模式动力方程组中存在的模式误差,构建新的代价函数并对其优化,从而改善模式中显热与潜热的估算精度。将GOES地表温度与实测地表温度进行比较,其均方根误差(RMSE)作为试验中的观测误差。选择美国通量网AmeriFlux中2个主要农业站点的气象和通量数据作为试验数据,对同化系统进行驱动和验证。结果表明同化后的地表温度、潜/显热估算精度均有提高。其中,各站地表温度RMSE平均仅为1 K,显热通量平均RMSE下降22 W/m2,潜热通量平均RMSE下降26 W/m2。因此结合陆面过程模式的弱约束变分方法同化GOES反演温度产品估算近地表水热通量的方法是有效且可行的。     

城市污水污泥处理利用研究进展

城市污水污泥由于其产生量的巨大及成分的复杂,如何对它进行合理利用已越来越受人们关注。文章系统地综述了污泥的减容化、无害化处理方式及其进展,并重点对其资源化的土地利用和水处理利用等作了较为详细的论述,从而提出污泥的资源化最经济、最有效的处理途径。     

土壤磷素流失的途径、环境影响及对策

土壤长期过量的P肥(包括化肥和有机肥)投入导致土壤P素水平的提高,从而加大了土壤P素流失的风险。大部分水体富营养化的限制因素是P,土壤P的流失是重要的非点源污染。本文对国内外有关土壤P管理的研究做一综述,内容包括土壤P对水体富营养化的贡献、土壤P的流失途径及影响因素、系列水体P和土壤P指数、土壤P流失控制对策(土地利用管理、立法、政策的改变)等。     

土地利用方式对黄土丘陵土壤CaCO_3含量及分布的影响

本文以具有典型黄土丘陵特征的砖窑沟流域为例,对该流域梁峁地主要土壤类型上不同土地利用方式下0～200cm层土壤剖面CaCO3含量进行了分析。结果表明:土壤CaCO3含量耕地>林地>荒草地;耕地土壤CaCO3有明显的累积层,累积深度约在20～100cm之间;林地累积层深度约在20～60cm之间;而荒草地无明显累积层。这种现象与一般干旱半干旱地区不同。     

坡地赤红壤不同利用模式对土壤磷和酶的影响

试验采用广东东莞花岗岩发育的坡地赤红壤为样品进行研究表明 :在坡地赤红壤的 4种利用模式中 ,旱地种植花生 ,荔枝可以有效地改善土壤的酸性 ,提高土壤肥力 ;提高土壤Al-P和Fe -P的含量 ,减少O -P的所占的比例 ,提高坡地赤红壤磷酸盐的有效性 ;增加土壤表层的脲酶和蛋白酶的活性 ,可能使土壤的磷酸酶的活性降低     

Soil nutrient changes due to land use changes in Northern China: a case study in Zunhua County, Hebei Province

Abstract. Since the 1980s, land use in rural areas of China has changed greatly as the result of political initiatives. These changes have caused soil nutrient changes which are examined in this paper for Zunhua County, northern China from 1980 to 1999. The areas of farmland, grassland, and paddy decreased greatly and were replaced by increases in forest and residential land. The soils under forest in 1999 transformed from farmland in 1980 increased in organic matter by 21%, total nitrogen by 18%, available nitrogen by 65%, available phosphorus by 17% and available potassium by 17%. Similarly, in the area which was converted from farmland in 1980 to grassland in 1999, soil organic matter, total nitrogen, available nitrogen, available phosphorus, and available potassium increased by 38%, 37%, 71%, 2% and 28%, respectively. Changes from farmland to forest and grassland not only changed land cover but also improved soil fertility and probably reduced soil nutrient losses.     

土地污染的一个评价指标:土壤动物

土地质量评价指标体系成为当前的研究热点,而土地污染是影响土地质量的重要因素。为了对土地质量全面客观地进行评价,提出了土壤动物指标可以作为土地污染的一个间接指标。文章认为土壤动物与土地污染之间存在着密切的关系,并表现在土壤动物各个生物组织层次中:在土壤动物体内累积污染物,在个体层次上表现为毒理学影响,在种群和群落层次上表现为生态学影响。通过对比被污染土地中土壤动物各项指数与未污染土地中土壤动物各项指数,综合得出土壤动物指标,并以此指标作为土地污染的替代指标。     

Tillage and land use effects on soil microporosity in Ohio, USA and Kolombangara, Solomon Islands

Micropores are important to soil moisture retention and plant growth. Microporosity and pore size distribution were evaluated using mercury intrusion porosimetery on aggregates from 35-year-old experiments started in 1962 at Wooster (40.5 °N, 82 °W) and South Charleston (39.8 °N, 84 °W) in Ohio, USA and from three land use practices on Kolombangara (8 °S, 157 °E) in Solomon Islands. Tillage treatments in Ohio included: moldboard plowing (MP), chisel plowing (CP), and no-till (NT) with continuous corn. The land use treatments in Kolombangara included: natural forest (NF), traditional farming (TF) and topsoil removal (TR). Pore size measured in aggregates ranged from 0.2 to 100 μm in diameter. Median pore radius was significantly (P < 0.05) larger for NT than for MP and CP treatments at Wooster, but not at South Charleston. Tillage treatments had significant effect on the volume of both storage and residual pores for both sites in Ohio. Volume of storage and residual pores were higher for Wooster than South Charleston soil. At Kolombangara, the NF treatment had significantly larger median and peak pore radii, and microporosity than TF and TR treatments. There was, however, no significant difference among treatments in the volume of pore size distribution. These data support a recommendation for adoption of no-till or conservation tillage in soils of the temperate region, and of minimal disturbance and effective erosion control in soils of the tropics.     

长江三角洲典型地区土壤性质对土地利用变化的响应—以江苏省锡山市为例

以锡山市为分析样区,对土壤pH、有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷和速效钾等7个指标对旱地变为未利用地、水田变为菜地、水田变为旱地、水田变为林地和水田变为未利用地等五种变化方式的响应进行了研究.结果表明,土地利用变化对土壤性质有显著影响,但不同变化方式对各指标的影响方向及影响程度不同：（1）水田变为菜地、旱地和林地使土壤向酸化方向发展,土壤pH分别降低0.47、0.78和0.17;旱地和水田变为未利用地分别使土壤pH提高0.24和0.74;（2）水田变为未利用地、菜地和林地分别使有机质降低3.83、3.18和0.35 g kg^-1;水田变为旱地、旱地变为未利用地分别使有机质含量增加7.58和1.07 g kg^-1;（3）旱地变为未利用地、水田变为菜地和未利用地分别使全氮降低0.31、0.08和0.11 g kg^-1;水田变为旱地和林地分别使全氮提高0.41和0.04 g kg^-1;（4）旱地变为未利用地使全磷有微小幅度的降低,降低量为0.01 g kg^-1;水田变为菜地、旱地、林地和未利用地后不同程度地提高全磷含量,增加量分别为0.23、0.08、0.23和0.09 g kg-1;（5）旱地和水田变为未利用地分别使速效氮降低2.38和7.62 mg kg^-1;水田变为菜地、旱地和林地分别使速效氮增加11.61、34.51和18.26 mg kg^-1;（6）旱地变为未利用地使速效磷降低3.70 mg kg^-1;水田变为菜地、旱地、林地和未利用地分别使速效磷增加45.16、7.54、40.55和10.94 mg kg^-1 ;（7）旱地变为未利用地以及水田变为菜地、旱地、林地和未利用地均使速效钾含量有所增加,增加量分别为8.75、77.44、32.28、160.4和27.59 mg kg^-1.