不同土地利用方式对三峡库区消落带土壤细菌和真菌多样性的影响

  目的  明确不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌群落特征,为古红土健康评价提供重要的生物性状数据,并为古红土资源的合理利用和科学管理提供指导。  方法  以疏林荒草地、荒草地、林地、耕地第四纪古红土和附近处于同一地层的埋藏第四纪古红土为研究对象,并以埋藏古红土作为对照组,利用高通量测序技术对不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌群落的丰富度、多样性和群落组成的变化进行分析,结合古红土理化性状,系统揭示不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌的群落特征。  结果  ①不同土地利用方式下第四纪古红土间微生物α 多样性指数存在显著差异,较埋藏古红土,疏林荒草地、荒草地、林地和耕地古红土的细菌丰富度指数和多样性指数以及真菌的丰富度指数均显著增加,耕地的真菌多样性指数显著降低。②埋藏古红土出露地表后不同利用方式下第四纪古红土细菌和真菌优势菌群的相对丰度发生显著变化。较埋藏古红土,其他不同土地利用方式下古红土中变形菌门的相对丰度均显著降低,酸杆菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门的相对丰度均显著增加;疏林荒草地、荒草地和林地的子囊菌门的相对丰度显著降低,疏林荒草地和耕地的担子菌门的相对丰度显著增加,林地的被孢霉门的相对丰度显著增加。③古红土细菌和真菌群落的主坐标分析以及层次聚类分析显示,不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌群落结构发生变化,其中,荒草地与林地的群落结构最为相近。  结论  埋藏古红土出露地表后不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌丰富度、多样性以及群落组成都发生显著变化。研究结果可为开展古红土健康状况评价提供重要的生物性状数据,并为科学地管理与利用古红土资源奠定基础。     

土壤发育指标与气候因子的关系及辽西地区古气候重建

通过对我国现代气候条件下发育的22个土壤剖面发育指标的分析,运用相关性分析方法建立了土壤发育指标与气候因子的关系—转换函数,并将之运用于辽宁朝阳凤凰山古土壤剖面古气候参数重建中,得出71 ～423 ka BP以来的古气候参数值:403 ～423 ka BP期间年均降雨量为523.92 ～574.42 mm,年均温为10.6～11.0℃;311 ～403 ka BP期间年均降雨量为1 184.6 ～1 277.2mm,年均温为15.6～16.6℃;243～311 ka BP期间年均降雨量为517.24 ～669.08 mm,年均温为9.18 ～12.2℃;225 ～243 ka BP期间年均降雨量为1 302.7 mm,年均温为16.5℃;208 ～225 ka BP期间年均降雨量为642.54～731.42 mm,年均温为10.1～11.6℃;176～208 ka BP期间年均降雨量为1 231.4 mm,年均温为16.0℃;148 ～ 176 ka BP期间年均降雨量为640.49 ～682.09 mm,年均温为8.49 ～9.13℃;71 ～148 ka BP期间年均降雨量为1 128.2 ～1 294.0 mm,年均温为16.1 ～16.6℃.辽宁朝阳现今全年平均气温9℃,年均降水量450～ 500 mm,说明该地区42万年以来气候有过多次波动,但总的趋势是由温暖湿润向寒冷干旱演化.     

辽宁省白浆化土壤中白土层的特征及其形成

本文以辽宁省浑河在不同历史时期形成的阶地上的黄土状物质发育的土壤为研究对象,通过对剖面形态学特征、基本理化性质和母质均一性判定等研究,探讨了浑河三级阶地白浆化土壤的白土层特征及其形成机制。结果显示:(1)土壤粉粒中的稳定元素钛与锆分析结果表明在三级阶地上的21-003、21-009、07和21-076剖面和二级阶地上的21-001、21-200、03和04剖面的母质均一;(2)由于土体发育程度不同,一级阶地土体中无淀积层;二级阶地土体中有淀积层且无白土层,尚未出现白浆化现象;三级阶地土体中淀积层和白浆化现象明显,出现了白土层,其形成以黏粒的机械淋溶和潴育淋溶为主;三级阶地上土壤比二级阶地和一级阶地发育时间长,但尚未达到漂白层的标准。     

中国北方第四纪黄土发育土壤铁锰结核形成环境及空间分布

土壤铁锰结核是土壤形成过程的产物,记录着土壤发育过程和成土环境变化信息,也是土壤类型划分的重要依据,具有很高的研究价值。通常认为铁锰结核主要分布在地势较低、地下水位较浅的地区,但在我国东北地区位于高平地、地下水位较深,发育于第四纪黄土状物质的土壤中有铁锰结核的分布,对该地区土壤分类造成了很多问题。为了摸清我国北方温带地区第四纪黄土状物质发育土壤中铁锰结核的分布规律及形成原因,通过实地调查,并收集整理第二次全国土壤普查资料,对中国北方10个省份的345个处于高平地(地下水位深)、发育在第四纪黄土状物质的土壤剖面资料进行整理和统计分析。研究表明,有铁锰结核存在的土壤剖面分布具有明显规律,即主要分布在温带湿润地区(41.19°～49.01°N,120.82°～133.37°E),该区域年均降水量在370.6～917.7 mm之间,年均气温在0.9～14.9℃之间,气候的共同特点是降水量大、蒸发量小、冬季土壤结冻持续时间长、春季土壤冻融交替持续时间久,且土壤"返浆现象"明显。研究进一步表明,位于高平地、发育在第四纪黄土状物质土壤中铁锰结核的形成与土壤冻融交替有关。     

大兴安岭天然针叶林不同强度火干扰10年后土壤有机碳含量变化

在大兴安岭呼中国家级自然保护区2000年的火烧迹地上,按植被组合类型(杜香-兴安落叶松林和草类-兴安落叶松林)和火干扰强度不同选择样区进行采样,对土壤有机碳含量变化进行研究。结果表明:火干扰10年后,各样区有机层的有机碳含量均随深度的增加而减少,不同强度火干扰造成各样区各有机层有机碳含量变化不一;矿质层除了重度火干扰杜香-兴安落叶松植被下土壤以外,土壤有机碳均随深度的增加而减小,表层土壤有机碳含量最高;2种植被类型下,矿质土壤的A层和B层有机碳含量随火烧强度的增强而减小,说明在寒温带针叶林地区不同强度火干扰10年后,土壤有机碳并未恢复到火烧之前水平;不同强度火干扰杜香-兴安落叶松样区的有机层和矿质层的有机碳含量呈现相同的变化趋势,均为重度火干扰样区<轻度火干扰样区,反映了有机层对矿质层有机碳的补给作用;不同强度火干扰草类-兴安落叶松样区的有机层和矿质层的有机碳含量并未呈现规律性变化。     

中国辽宁典型风成黄土分维区间选取研究

应用分形理论中的幂指函数关系法,选取粒径R区间为无标度区,使用线性回归(linear regression)和分段线性回归(piecewise linear regression)来确定辽宁典型风成黄土837个样品粒度分维的无标度区。统计分析结果表明:一元分维的粒度分维值介于1.446~2.027,决定系数均大于0.900,确定无标度区为0.1~54.4μm;二元分维得到节点平均值为7.64μm±1.21μm(CV=15.87%),决定系数在0.978~0.999之间变化,变异系数为0.438%,确定无标度区为0.1~7.64μm(F_2)和7.64~54.4μm(F_1),且分维值D_(F1)D_(F2)。二元分维值与一元分维值差异较大,从另一个侧面表明即使是同一个研究对象,选取不同标度区范围,得到的分维值及其决定系数也不同,因此,使用分维模型前要注意无标度区的选取。分维值包含着土壤发生与沉积环境信息,深入解译分维值信息有助于理解黄土-古土壤的土壤发生过程。     

不同土地利用方式下第四纪古红土团聚体的组成比较研究

以林地、疏林荒草地、荒草地、耕地、埋藏古红土等不同利用方式下的第四纪古红土剖面为研究对象,通过剖面内扣除黏粒的粒度组成、Ti/Zr比值和野外剖面形态观察等方法分析,判定了古红土母质均一性,接着利用湿筛法筛分了供试古红土水稳性团聚体,比较分析了各利用方式下古红土与未经人为利用的埋藏古红土的不同粒级团聚体组成,探讨了不同土地利用方式下的古红土不同粒级团聚体组成变化。研究结果表明:(1)供试古红土的成土母质是均一的,埋藏于地下的古红土由于未被人为利用,受人为干扰小,因压实等影响结构性不良,主要以<0.25 mm微团聚体为主;(2)古红土被利用后土壤团聚体<0.5 mm的减少、> 0.5 mm的增加,利用方式不同,古红土的团聚体(粒级)变化不同(土层深度);(3)团聚体林地以> 5 mm为主,疏林荒草地、荒草地和耕地以> 5 mm、5～2 mm和2～1 mm为主;(4)古红土被开发利用后,土壤团聚体的稳定性增加,且林地的稳定性强于耕地,是古红土分布地区一种较合理的利用方式。     

不同土地利用方式下第四纪古红土有机碳分布特征研究

以不同土地利用方式下（疏林荒草地、荒草地、林地和耕地）第四纪古红土和埋藏第四纪古红土剖面为研究对象,测定古红土各发生层全土及各粒级团聚体的有机碳含量,比较不同土地利用方式下第四纪古红土剖面及团聚体的有机碳分布特征。结果表明:（1）埋藏古红土有机碳含量较低,随深度分布均一,各粒级团聚体内有机碳含量随团聚体粒径减小而降低;（2）埋藏古红土出露地表后,由于受到人为活动影响,表层全土有机碳及各粒级团聚体有机碳含量均增加,呈现林地 > 耕地 > 疏林荒草地 > 荒草地 > 埋藏古红土的特征,其中,林地显著高于其他土地利用方式,说明林地是古红土分布区的一种较合理的土地利用方式;（3）耕地0 ~ 10 cm土层粒径 > 1 mm和 < 0.25 mm团聚体的有机碳含量均随团聚体粒径减小而逐渐增加,1 ~ 0.25 mm团聚体有机碳含量随团聚体粒径减小逐渐降低。其余土地利用方式下古红土均呈现 > 0.25 mm团聚体的有机碳含量随着团聚体粒径减小而逐渐降低,< 0.25 mm团聚体的有机碳含量随团聚体粒径减小而逐渐增加。