松嫩平原含盐碱斑的重度盐化草甸土种稻脱盐过程

以松嫩平原西部内陆盐碱湿地的重度苏打盐化草甸土与盐土、碱土镶嵌形成的复区为对象，进行了种稻脱盐过程试验。在不采取化学、物理等其他措施的前提下，单纯采用种稻水洗方法，经过5年连续试验，土壤表层平均盐分质量分数由4．5％降至0．15％，水稻产量由第1年的近于零，上升到第4年的4250kg／hm^2，表明运用简单的种稻脱盐方法改良强度苏打盐化草甸土与盐土、碱土复区具有可行性。这一结果对合理利用劣质土壤资源和重建西部严重荒漠化生态景观具有指导意义。     

大安市苏打碱土区地下水质与灌溉盐渍化风险评价

测试了吉林省大安市苏打碱土区6—7、20—30和60—70m^3种深度地下水的基本化学特征，对利用地下水灌溉可能引起的土壤盐化、碱化和盐碱化问题及其灌溉适宜性进行了评价。结果表明，各深度地下水均具有不同程度的苏打化特征，地下水中普遍含有较多NaHCO3；30m深度以内地下水中含有较多HCO3^-和Cl^-，用其作为灌溉水源存在潜在的盐化和碱化双重威胁；从各盐化和碱化指标看，该区60m深度以下的地下水质较好，作为灌溉用水不会产生盐渍化风险。30m深度以内的地下水均不适合灌溉。     

新疆盐渍化土壤氮肥氨挥发损失特征初步研究

在室温下应用“静态吸收法”,研究不同盐渍化程度的盐化土壤和碱化土壤上氮肥氨挥发损失特征。结果表明:(1)除碱土外碱化土壤上氮肥氨挥发量随时间延长呈现下降趋势,在盐化土壤上氨挥发量随时间呈现先上升后下降趋势。(2)供试9个典型盐渍化土壤样品上氮肥氨挥发量(Y)与时间(t)关系均符合Y=at2 bt c动力学方程,相关性呈极显著水平。(3)氨挥发总量(Y)、氨挥发速率(Yi)与土壤含盐量(x)呈极显著正相关;氨挥发持续时间随着盐渍化程度的增加而延长。(4)氨挥发总量、挥发速率与盐渍土pH相关性未达到显著水平;盐渍土上pH值对氨挥发的影响需要进一步研究。以上结果表明,盐渍化耕作土壤上氮肥氨挥发的控制要依据盐渍化类型的不同而制定相应的措施。     

坡地径流与溶质输出研究进展

坡耕地是我国水土流失的重要策源地,也是农业面源污染重要污染源。坡地径流和溶质输出是水土流失及其面源污染的一个重要过程,也是坡地农业生态系统水和物质循环的一个重要过程。坡地水文过程和溶质迁移转化不仅是土壤学近期的重点研究内容,也是需解决的资源环境问题之一。文章从坡地降雨水文过程的地表径流、壤中流和地下径流的输出研究,壤中流模拟研究以及坡地降雨条件下土壤溶质运移模拟等3个方面总结了国内外坡地径流与溶质输出的相关研究结论。同时指出：（1）红壤坡地地表径流、壤中流和地下径流的输出特征及规律还有待进一步研究。（2）对于土壤溶质运移模拟研究,现有成果主要是研究径流和溶质在土壤中的垂向运移,而对其输出过程却很少研究,尤其是坡面径流和土壤溶质分层输出的耦合关系还没有深入的研究。（3）土壤溶质运移理论的研究亟需从封闭的室内土柱试验扩展到野外大田观测,以获取足够的数据资料来确切地描述溶质运移过程,使理论研究与生产实际问题联系得更紧密。（4）同位素方法应用、野外长期定位试验和模拟模型是未来坡地径流与溶质输出研究需加强的几个方面。     

微咸水淋洗对苏打盐渍土土壤理化性状的影响

在轻度盐碱化和中度盐碱化2种苏打盐渍土上,分别设置对照、补充灌溉、低额淋洗和高额淋洗4个处理,对经微咸水淋洗的苏打盐渍土的土壤渗透性、土壤容重以及土壤盐碱含量的分析结果表明,在高额淋洗区,微咸水在中度苏打盐渍土中渗透速率约为对照区的3倍,在轻度苏打盐渍土中约为对照区的2倍。与对照区相比,中度和轻度苏打盐渍土高额淋洗区土壤容重分别降低10.1%和9.5%。在高额淋洗区,中度苏打盐渍土60 cm深度内的含盐量降至1.0 g.kg-1,碱化度降低17.4百分点;轻度苏打盐渍土120 cm深度内含盐量均降至0.6 g.kg-1以下,碱化度也降低7.9百分点。苏打盐渍土土壤理化性状得到明显改善。认为适合中、轻度苏打盐渍土的淋洗定额分别为400和150 mm。     

若尔盖盆地不同退化阶段草甸土壤含水率、pH及电导率的变化

为了更好的了解若尔盖高寒草甸不同演替类型下土壤含水率、p H值、电导率的变化规律,采用SPSS、GIS与GS+地统计软件,对若尔盖高寒盆地逆向演替序列中"沼泽草甸-草原草甸-退化草甸-沙化草甸"4种演替阶段不同深度土壤的含水率、p H和电导率进行了比较和空间格局分析,以期为若尔盖盆地草甸退化和沙化治理及研究提供科学依据。结果表明,(1)各演替阶段土壤含水率随土壤深度的增加而不断降低,草原草甸水分含量由51.04%逐渐下降到33.66%,相比其他3种草甸下降幅度最大(17.38%);随草甸退化的加剧,草甸土壤各层含水率呈不断下降的趋势,p H值和电导率呈不断上升的趋势。(2)4个演替阶段草甸土壤含水量范围分别为:沼泽草甸33.66%~51.04%,草原草甸17.92%~23.07%,退化草甸18.00%~20.98%,沙化草甸14.49%~16.83%;4个草甸土壤p H变化范围分别为:6.44~6.74、7.19~7.51,7.52~7.81和29.09~37.21;随退化演替的进行,草甸土壤也由沼泽草甸的酸性土壤逐渐演变为碱性土壤。(3)4种演替阶段草甸土壤3种指标的空间变异,除退化草甸土壤电导率主要受随机性因素影响外,其余均受结构性因素影响,沼泽草甸土壤电导率以及沙化草甸含水率和电导率在结构性因素影响基础上,还叠加了随机性因素的影响。(4)4种演替阶段草甸土壤的3种指标的空间分布,除退化草甸土壤电导率呈破碎斑块状分布外,均表现为连续的条带状分布格局。且随退化演替的进行,草甸土壤含水率高值区不断缩小,p H值和电导率高值区呈不断扩大势态。研究显示,若尔盖高寒盆地草甸3种土壤属性的退化演替特征显著,其空间变异以结构性因素为主导,其次为随机性因素,且随机性因素主要影响土壤的电导率。     

冻融作用对土壤磷素迁移转化影响研究进展

磷素是生态系统中重要的生源要素之一,其在土壤中的丰缺变化制约着植物的生长状况,寒冷地区土壤的结构与理化性质常年受到冻结和融化的周期性影响,而冻融作用又强烈的影响着土壤磷的迁移转化途径,磷的生物地球化学行为是生态系统初级生产力的决定因素之一。系统的归纳分析了近年来国内外关于土壤吸附作用、土壤含水率以及土壤生物对磷素迁移转化过程影响的研究报道,主要研究结论认为：（1）冻融循环导致土壤颗粒粒径变小以及铁铝化合物形态改变,进而影响了磷在冻融土壤上的吸附行为;（2）土壤水在冻融作用下的固液相转换改变了土壤浸提液中磷的含量,而土壤含水率的高低与磷在土壤中的汇聚和释放存在密切关系;（3）土壤微生物和植物体内的磷在冻融过程中成为土壤中有机磷的主要来源之一。众多研究结果显示,同一制约因素在冻融作用驱动下对土壤磷的影响效果各不相同,这是因为冻融过程中土壤成分、水分含量、冻融时间、循环次数、植被类型和微生物状况等条件共同影响着磷的迁移转化行为,众多相互关联的因子产生的综合效应导致磷在冻融土壤中的迁移转化行为各异。总结分析当前的研究成果,提出冻融作用对土壤磷的影响应在土壤景观尺度、研究方法和手段、预防和治理措施方面进行深入的研究和探索。     

三江平原退化湿地和农田土壤养分的比较研究

三江平原农业开垦导致地表水位和土壤水分下降,原生湿地退化为沼泽化草甸和典型草甸,或者直接转化为水田和旱田.退化湿地与农田土壤养分的对比研究结果表明,4种样地类型0-30 cm土层土壤有机质含量为水田＞沼泽化草甸＞旱田＞典型草甸,全氮含量差异与有机质含量差异相一致,速效磷含量为水田＞旱田＞沼泽化草甸＞典型草甸.这说明在湿地退化为典型草甸的过程中土壤养分严重下降,水分状况是影响湿地土壤养分下降的关键因素;但是农田土壤养分仍然保持较高水平,主要是由于耕作、施肥等非水分因素的影响.由此可见,水分条件和人为干扰共同决定了退化湿地和农田土壤养分状况.     

海南岛天然草地有机碳分布格局及碳储量估算

海南岛草地在全球碳循环中具有重要作用,但该区域的草地碳储量尚不明确。以海南岛主要的3种草地类型(低地盐化草甸、热性灌草丛、热性草丛)为研究对象,共设置26个1 hm2的大样地,采用收获法收集地上活体植物、凋落物样品,采用根钻和土钻分7层分别采集地下生物量和土壤样品,经室内样品测定,分析草地的地上活体、凋落物、根系生物量以及各生物量和土壤的碳密度,并结合海南岛草地分布图,研究海南岛草地的碳密度分布格局及碳储量现状。结果表明:3种草地类型地上活体、土壤及生态系统碳密度表现为热性灌草丛热性草丛低地盐化草甸;凋落物、根系碳密度表现为热性草丛热性灌草丛低地盐化草甸,其中,低地盐化草甸的土壤有机碳密度和生态系统碳密度显著低于其他两类草地(P0.05),3类草地其他指标差异不显著。植被碳密度为407.8-478.7 g·m~(-2),占生态系统碳密度的9.5%-13.2%,土壤有机碳密度对生态系统碳密度的贡献最大,为2694.8-4539.3 g·m~(-2),占86.9%-90.5%。估算海南岛2 333 km2草地面积的碳储量约为11.4 Tg。     

不同草篱种植模式对土壤侵蚀的控制效应

选取我国南方红壤丘陵区5种等高草篱种植模式,结合径流小区法和稀土元素示踪技术,开展不同草篱控制坡地水土流失、减少地表径流的效应研究,分析等高草篱对坡面侵蚀空间分布的影响.结果发现,径流小区土壤流失量显著受降雨量影响,不同草篱种植模式下,各径流小区的平均土壤流失量和地表径流量较对照组(裸坡)均显著降低(P＜0.05),其中麦冬双行草篱处理平均土壤流失量和地表径流量最小,分别为4 047 g和1 554 L,对照组(裸坡)最大,分别为19 793 g和2 403 L;麦冬双行草篱在控制坡面土壤流失和径流方面效果最佳;通过平均土壤流失量和平均径流量的二次线性拟合模型发现,随着地表径流量的变化,不同处理下土壤流失量的边际值存在差异;坡面中、下部是侵蚀泥沙的主要溯源地,产生了接近总流失量85%的泥沙;草篱改变了降雨过程中坡面内部土壤因沉积作用导致的再分布,但对整个坡面土壤侵蚀的空间分布规律无明显影响.     

山西芦芽山林线附近土壤水分空间分布特征及其影响因素

于2008年植被生长季,在芦芽山荷叶坪亚高山草甸及森林-草甸过渡带内布设观测样带,应用FDR土壤剖面水分测量仪测量10～40 cm深度土壤含水量,并分析其空间分布特征和影响因素。结果表明:(1)根据所处位置及地上植被状况可将样带分为林地样带和草甸样带,林地样带土壤含水量随深度增加呈先升高后降低的变化趋势,草甸样带则恰好相反。(2)10和40 cm深度为土壤含水量稳定层,20和30 cm深度为活跃层,且林地样带10 cm深度土壤含水量小于草甸样带,20、30和40 cm深度土壤含水量则大于草甸样带。(3)降雨发生后,阴坡上部树岛样带土壤含水量增幅最大,阳坡上、中、下部草甸样带土壤含水量增幅也较大;不同土层深度比较而言,10cm深度土壤含水量增幅最大,20、30和40 cm深度土壤含水量增幅较为接近,土壤含水量对降雨的响应存在1～2d的时滞。(4)10、20和30 cm土壤含水量变化值与坡度呈显著正相关,30、40 cm土壤含水量变化值与初始土壤含水量呈显著负相关,20、30 cm土壤含水量变化值与地形湿度指数呈显著负相关。研究区内土壤含水量空间分布格局及其动态变化受植被和降雨影响显著,初始土壤含水量、坡度以及地形湿度指数对其也有一定影响。     

桂西北环境移民工程土地利用类型及产业化发展

在桂西北喀斯特地区的环境移民工程中,对不同坡面及土地利用类型,连续4a定位监测移民开发活动造成的土地利用类型变化对土壤养分、水分及生态安全的影响,初步揭示了开发过程中水土流失、土壤水分、土壤养分的动态变化,提出了减少降水径流系数与土壤流失量,以及增加土壤有效水分和培肥土壤的调控措施,为土地类型的合理利用及产业化发展,提供了科学依据.     

The effects of groundwater table and flood irrigation strategies on soil water and salt dynamics and reed water use in the Yellow River Delta, China

Vegetation management in shallow groundwater table environments requires an understanding of the interactions between the physical and biological factors that determine root-zone soil salinization and moisture. In this study, the effects of groundwater depth and flood irrigation strategies on water and salt dynamics and reed water use were analyzed in the shallow groundwater region of the Yellow River Delta in China using the HYDRUS-1D model. The results indicated that there is a conflict between water, salt stress, and reed water use with variations in groundwater depth. A water table depth of 3.5 m is the minimum limit to maintain a safe level of soil salinity, but at this depth, the environmental stress on reeds is worsened by the decrease in soil water storage. Maintaining the flood pulses on the wetland, especially during May, may be critical for restoring the reed wetland in the Yellow River Delta.     

应用浅层地温测量法分析崩岗侵蚀与地下水分布关系

地下水是影响崩岗发生的重要驱动力之一,而地温场异常可以反映反推地下水分布。在野外调查的基础上,利用浅层地温法反演流动地下水脉分布的原理,分析并探讨了粤东五华典型崩岗侵蚀区的地下水分布、流向及与崩岗分布的空间关系。结果表明：地下水脉复杂多变的区域,其崩岗侵蚀程度也越严重。这种关系主要表现在3点：（1）较活跃和集中分布的崩岗侵蚀群常具有更多的浅层地温冷点;（2）零散分布的单个崩岗体,其水脉形态常呈不连续性,且总体流动方向较均一,与崩岗前进方向相反;（3）在崩岗群中,地下水脉则呈树枝状或网状展布。应用浅层地温法间接探讨崩岗侵蚀与地下水分布关系,是研究崩岗侵蚀过程与机理的新手段,具较好的应用前景。     

风蚀条件下人类活动对高寒草地水分保持功能影响的定量模拟

青藏高原是我国重要的生态屏障,具有重要的水源涵养功能。高寒草地生态系统退化将严重地影响高原的水源涵养功能。为了定量研究人类活动对青藏高原高寒草地水分保持功能的影响,采用大型风洞实验,模拟人类不同的干扰方式和干扰程度对高寒草地土壤水分保持功能的影响。实验样品采自青藏高原三个草地类型:高寒草甸、草原化草甸和高寒草原。干扰方式包括破坏草地地上部分和根系,干扰程度包括轻干扰、中度干扰、重度干扰和全部破坏。实验结果表明,地上部分破坏后,土壤含水率均有下降,降幅分别为:QZ1为6.9%～9.2%、QZ2为6.8%～10.1%、QZ3为9%～10%;当根系遭到破坏后土壤含水率的降幅则分别为:QZ1为16%～30%,QZ2为17.25～32.1%,QZ3为22%～50%,显然,根系破坏后土壤含水率降幅远大于地表植被破坏后的情形。因此,植被根系是高寒草地水分保持功能的关键。随着干扰程度的加剧,土壤含水率在迅速下降。从试验模拟结果看,三个草地类型中土壤水分保持功能分别是高寒草甸>草原化草甸>高寒草原。     

Sensitivity of mesquite shrubland CO2 exchange to precipitation in contrasting landscape settings

In semiarid ecosystems, physiography (landscape setting) may interact with woody-plant and soil microbe communities to constrain seasonal exchanges of material and energy at the ecosystem scale. In an upland and riparian shrubland, we examined the seasonally dynamic linkage between ecosystem CO2 exchange, woody-plant water status and photosynthesis, and soil respiration responses to summer rainfall. At each site, we compared tower-based measurements of net ecosystem CO2 exchange (NEE) with ecophysiological measurements among velvet mesquite (Prosopis velutina Woot.) in three size classes and soil respiration in sub-canopy and inter-canopy micro-sites. Monsoonal rainfall influenced a greater shift in the magnitude of ecosystem CO2 assimilation in the upland shrubland than in the riparian shrubland. Mesquite water status and photosynthetic gas exchange were closely linked to the onset of the North American monsoon in the upland shrubland. In contrast, the presence of shallow alluvial groundwater in the riparian shrubland caused larger size classes of mesquite to be physiologically insensitive to monsoonal rains. In both shrublands, soil respiration was greatest beneath mesquite canopies and was coupled to shallow soil moisture abundance. Physiography, through its constraint on the physiological sensitivity of deeply rooted woody plants, may interact with plant-mediated rates of soil respiration to affect the sensitivity of semiarid-ecosystem carbon exchange in response to episodic rainfall.     

季节性雪被对青藏高原东缘高寒草甸土壤氮矿化的影响

依据自然雪被分布的差异,在青藏高原东缘高寒草甸中设置3条样带(即深雪、中等厚度雪被和浅雪),于2008年的秋冬过渡期,连续监测各样带中的雪被厚度和土壤温度,并采用原位培养法测定每月的土壤氮素氨化、硝化和矿化速率,以研究不同厚度雪被对高寒草甸土壤氮矿化的影响.结果表明,月均土温、每月日最高土温均值分别与雪被厚度极显著相关,二次函数关系拟合较好(R2=0.576,0.685),且根据每月日最高土温均值与雪被厚度的二次函数关系方程可知,25 cm厚的雪被可以起到较好的隔绝效果;土壤含水量受雪被厚度和土壤温差两个因素的显著影响.在秋冬过渡期末,浅雪梯度下土壤硝态氮含量显著降低,且雪被下的净氮矿化速率与月均土温、每月日最高土温均值、每月日最低土温均值都分别呈极显著相关,二次函数关系拟合较好(R2=0.589,0.541,0.601).研究表明,不同厚度的雪被对土壤温度和含水量影响显著,从而显著地影响着土壤氮的矿化,深雪更有利于氨化、硝化和氮矿化.图7表2参36     

三江平原典型小叶章湿地土壤中硝态氮水平运移的模拟研究

选择三江平原小叶章湿地不同水分带上草甸沼泽土和腐殖质沼泽土2种土壤类型作为研究对象，以KNO3为示踪剂，模拟研究硝态氮在湿地土壤中的水平运移过程。结果表明，2种土壤各土层硝态氮水平运移浓度和速率均与运移距离呈极显著负相关（P〈0．01），并随运移距离增加呈一阶指数衰减曲线变化，各土层硝态氮水平运移速率主要受浓度梯度、水势梯度及土壤基质势的控制；土壤各土层中硝态氮水平运移速率与土壤含水量呈显著正相关（P〈0．05），并随土壤含水量增加呈指数增长曲线变化；土壤各土层中硝态氮水平运移浓度与土壤水分扩散率呈极显著正相关（P〈0．01），0—20cm土层硝态氮水平运移浓度随水分扩散率升高呈Boltzmann曲线变化，其他土层则呈指数增长曲线变化；草甸沼泽土比腐殖质沼泽土相应土层更利于硝态氮的水平运移，这主要与土层颗粒组成和孔隙度等物理性质的显著差异有关，而湿地水文条件可能对2种土壤物理性质的塑造有着重要影响。     

陕北黄土区陡坡土壤水分变异规律研究

土壤水分是制约陕北黄土区陡坡林草植被建设主要限制因素,深入系统的研究陡坡土壤水分变异规律是科学开展林草植被建设的重要前提。目前,陡坡不同季节、不同坡向、不同坡度的土壤水分变异规律尚未见系统的研究。为此,本研究通过观测陕北黄土区坡面尺度的自然恢复流域陡坡土壤含水量,研究分析了陡坡土壤水分季节变化规律、陡坡土壤水分垂直变化规律,结果表明：（1）陕北黄土区陡坡的土壤水分消耗期、土壤水分积累期、土壤水分消退期和土壤水分稳定期分别对应3-6、7-9、10-11和12月-次年2月;（2）0~120 cm土层中0~60 cm土层土壤含水量变化活跃。土壤水分随着土层深度的增加而增加,且各层间的差异也越来越显著;（3）基于土壤水分的垂直变化规律,陡坡的土壤水分弱利用层、土壤水分利用层、土壤水分调节层分别为0~40、40~60和60~100 cm。（4）在垂直于陡坡坡面方向上,深度大于40~50 cm的土壤层能为植被生长提供良好的土壤水分环境,有利于人工植被建设在陡坡开展。