塔里木盆地北缘绿洲不同连作年限棉田土壤有机碳、无机碳含量与环境因子的相关性

农田土壤碳库是土壤碳库的重要组成部分,易受人类活动调节且固碳减排潜力巨大,研究土壤有机碳、无机碳含量特征及其与环境因子的关系有助于深入理解土壤生态过程,为全球碳收支平衡研究提供理论支持.本文以塔里木盆地北缘绿洲为靶区,分析土壤碳库特征,结合冗余分析、通径分析,探究土壤有机碳、无机碳含量及其与环境因子的相关关系.结果表明:(1)同一土层不同连作年限棉田土壤有机碳、无机碳含量存在显著差异(P0.05),随连作年限增加,有机碳含量呈先增加后减少趋势,而无机碳含量呈先减少后增加趋势;同一连作年限棉田不同土层土壤有机碳、无机碳含量存在显著差异(P0.05),有机碳含量均在0~20 cm层达到最大值,而无机碳含量均在20~50 cm层达到最大值.(2)通过冗余分析得出环境因子对土壤碳库特征影响的重要性排序为:磷酸酶活性p H值蔗糖酶活性过氧化氢酶活性全氮速效磷速效钾土壤含水量脲酶活性电导率;磷酸酶活性、p H值、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性、全氮、速效磷、速效钾与土壤有机碳、无机碳含量呈极显著相关关系(P0.01);土壤含水量、脲酶活性与土壤有机碳、无机碳含量表现为显著相关(P0.05).(3)通径分析表明,速效钾对有机碳含量直接作用显著,是影响有机碳含量的主要因素,而脲酶活性对无机碳含量直接作用显著,是影响无机碳含量的主要因素.干旱半干旱区土壤有机碳、无机碳含量研究是评价农田生态系统土壤碳的"源/汇"效应的基础数据,对研究全球碳收支平衡和陆地碳循环机制具有重要意义.     

塔里木盆地南缘典型绿洲土壤有机碳、无机碳与环境因子的相关性

以塔里木盆地南缘的于田绿洲为靶区,结合经典统计方法分析研究区灌漠土、棕漠土、盐土和风沙土的土壤有机碳、无机碳含量与环境因子的分异规律,利用冗余分析探讨了土壤有机碳、无机碳含量与环境因子的相关性.经典统计结果表明,研究区土壤有机碳、无机碳含量均值分别为2.51 g·kg-1和25.63 g·kg-1,其中灌漠土的有机碳含量显著高于棕漠土、盐土和风沙土,风沙土的无机碳含量显著高于其他土壤类型;灌漠土的土壤含水量及养分含量最高,风沙土最低;除灌漠土外,各土壤类型盐碱化程度较高.冗余分析结果显示:环境因子对土壤碳含量影响的重要性排序为:全氮有效磷土壤含水量地下水埋深速效钾pH全盐.其中全氮、有效磷、土壤含水量和地下水埋深与土壤碳含量呈极显著相关性(P0.01);速效钾、pH与土壤碳含量表现为显著相关性(P0.05);其他环境因子与土壤碳含量的相关性均不显著(P0.05).     

塔里木盆地北缘绿洲不同连作年限棉田土壤有机碳组分特征及其与理化因子的相关性

开展绿洲连作棉田土壤有机碳组分研究,有助于阐明干旱区农田土壤有机碳稳定性机制在人地关系作用下变化特征.以塔里木盆地北缘阿拉尔垦区为研究区,以空间代替时间序列法分析了2、5、12、20和35 a等不同连作年限棉田土壤有机碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳的含量特征,结合冗余分析探讨了土壤有机碳组分与土壤其它理化因子（含水量、容重、pH值、全盐、全氮、有效磷和速效钾）的相互关系,结果表明：①不同年限的连作对研究区土壤有机碳组分含量具有显著影响,土壤有机碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳含量整体表现为连作12、20和35 a棉田高于连作2 a、5 a棉田和荒草地,ω（土壤有机碳）在20 a棉田达到峰值（7.06g ·kg^-1）,高出荒草地76.91%,各土壤有机碳组分含量均随着土层的加深而下降.②基于对土壤有机碳组分含量与土壤其它理化因子的冗余分析结果表明,土壤有机碳组分含量与全氮、有效磷和含水量呈正相关关系,与pH值和容重呈负相关关系.土壤其它理化因子对土壤有机碳组分含量解释的重要性排序为：全氮>有效磷>pH值>容重>含水量>速效钾>全盐.     

煤矿废弃地不同修复模式下土壤理化性质的变化

煤矿废弃地是巨大的污染源和潜在CO2排放源。对煤矸石山等煤矿废弃地进行生态修复,是改善矿区环境的根本途径。本文以马兰煤矿为研究对象,对不同植物修复方式下不同演替阶段土壤有机碳、全氮、有效磷、速效钾、p H及容重进行分析。结果表明:1)三种修复方式下,土壤有机碳、全氮、有效磷、速效钾均提高,p H降低,容重减小;2)垂直方向上,土壤中有机碳、N、P、K均表现出明显的表聚性;3)植被修复后土壤有机碳、N、P表现为为侧柏林火炬树林自然恢复,侧柏林对土壤营养元素的积累效果最优。修复后土壤氮、磷、钾元素仍低于原生群落;4)土壤有机碳与p H值和容重呈显著负相关性,与土壤全氮、有效磷、速效钾呈显著正相关性。     

亚热带不同稻田土壤微生物生物量碳的剖面分布特征

土壤微生物生物量碳是稻田土壤有机质最具活性的组分之一,可有效地指示土壤质量状况.为探明亚热带地区不同类型稻田土壤微生物生物量碳的剖面分布特征及其与土壤有机碳及养分的关系,通过选取5种不同母质发育的稻田土壤,采集土壤发生层次分层样品,分析其有机碳、微生物生物量碳以及土壤养分的分布特点.结果表明,土壤有机碳和微生物生物量碳含量均随土壤深度的加深而急剧下降,分别介于2.45～26.19 g.kg-1和4.55～1 691.75 mg.kg-1,以耕作层和犁底层的含量最为丰富.不同母质发育的稻田表层土壤微生物生物量碳含量存在显著差异,以板岩风化物发育的黄泥田Ⅰ最高,河沙泥和红黄泥最低;而有机碳含量却以红黄泥和河沙泥最高,其余几种土壤之间并无明显差异.尽管如此,土壤微生物生物量碳依然受有机碳数量的限制,两者呈显著的正相关关系.土壤微生物商亦随土壤深度的增加而明显降低,不同类型土壤耕作层微生物商以河沙泥(2.11%)和红黄泥(1.37%)相对最低,而板岩风化物发育的黄泥田Ⅰ最高(8.24%),说明河沙泥和红黄泥的底物有效性明显低于黄泥田,这也是河沙泥和红黄泥有机碳含量最高而微生物生物量最低的原因之一.土壤微生物生物量碳含量与土壤全氮、碱解氮和有效磷呈显著的正相关关系,而与土壤速效钾的相关性不明显,说明稻田土壤微生物生物量碳除受有机碳的限制外,还与土壤养分存在较为复杂的关系.     

不同土地利用方式对赤红壤理化性质的综合影响

通过比较不同土地利用方式下赤红壤pH值、粘粒、容重、孔隙度、有机碳、氮磷钾全量及其速效养分含量的差异,并运用主成分分析方法分析各变量的相互关系、土壤综合理化特征及其关键改良因子。研究结果表明：新垦旱地容重最高,粘粒含量和孔隙度最低;有机碳、全量氮磷钾养分和速效氮磷养分含量均处于较低水平（P<0.05）。果园土容重显著低于其他土地利用方式土壤,且全氮、碱解氮和速效磷钾水平均处于较高水平（P<0.05）。桉树林的全钾和速效钾含量显著高于灌木林,而粘粒含量和速效磷含量相对较低（P<0.05）。主成分分析结果显示：新垦旱地、果园和桉树林、灌木林土壤理化综合质量差异显著（P<0.05）,其中新垦旱地当前质量相对较差。有机碳、全氮和速效氮养分缺乏是当前新垦旱地土壤理化质量较差的主要原因。较少的速效磷钾养分含量是当前桉树林地、灌木林土壤质量的限制因素。主成分分析不仅能够区分不同土地利用方式下赤红壤理化质量差异,而且也是探查改良土壤质量因子的有效方法。     

安太堡露天煤矿复垦地土壤养分相关研究

以平塑安太堡露天煤矿为例，研究了矿区排土场矸石风化物和黄土二种主要母质发育的土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾状况及其相关性。结果表明，矸石和黄土母质对有机质、全氮的影响显著，对速效磷、速效钾的影响未达到显著水平；黄土母质发育的土壤有机质和全氮含量呈显著正相关，而矸石风化物有机质和速效钾含量呈显著负相关，有机质和其它的养分指标相关性不显著。     

早稻秸秆还田和减钾对晚稻产量和土壤肥力的影响

水稻秸秆是华南双季稻区重要的有机肥资源,为探讨早稻秸秆还田条件下钾肥减量施用对晚稻产量和土壤肥力的影响,于广东省白云区和惠阳区开展大田试验,设置常规施肥（CK）、秸秆还田+常规施肥处理（RS）和秸秆还田+钾肥减施20%（RS-K）这3个处理,分析不同处理的晚稻生物量、钾含量和产量,及土壤速效钾、有机碳、细菌多样性和群落结构等土壤肥力性质的变化.结果表明,RS-K处理的水稻生物量和产量与CK处理无显著差异.与CK相比,RS处理的水稻植株钾含量平均提高了3.97%（白云）和6.91%（惠阳）.RS-K处理的植株钾含量在水稻生长前期显著低于CK处理,但在水稻生长后期两者无显著差异.与CK相比,RS处理显著提高了土壤速效钾含量,平均增幅达13.90%（白云）和21.67%（惠阳）;RS-K处理的土壤速效钾也较CK处理提高了3.56%（白云）和4.23%（惠阳）.秸秆还田处理显著提高了土壤可溶性有机碳含量,但对土壤pH值、有机碳、微生物量碳、硝态氮、铵态氮和有效磷含量无显著影响.与CK相比,秸秆还田处理显著提高了土壤细菌的Chao1和Shannon指数;秸秆还田处理还显著提升了变形菌门、放线菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度,而降低了酸杆菌门、拟杆菌门和厚壁菌门的相对丰度;冗余分析表明,土壤有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳、有效磷和速效钾含量是驱动土壤细菌结构群落变化的主要环境因素.综上,早稻秸秆还田可提高土壤速效钾含量和晚稻钾含量,在早稻秸秆还田条件下钾肥减施20%对晚稻钾营养水平和产量均没有产生明显负面影响,且能提高土壤有机碳和细菌多样性.因此,在华南双季稻区,早稻秸秆还田配合钾肥减施20%有利于化肥减施、粮食稳产和培肥地力,对农业绿色发展具有重要意义.     

嘉峪关草湖区域土壤养分分布及与地形的关系

湿地土壤养分含量是维护湿地生态系统功能的基础,地形地貌是土壤养分含量的主要影响因素之一。文章以嘉峪关草湖湿地为例,运用地统计学方法和GIS技术建立了不同地貌类型(沼泽、盐沼、盐沼与沙丘过渡带、沙丘、戈壁)土壤养分的变异函数理论模型,采用Moran I系数分析了土壤养分的空间自相关性,以Kriging插值法研究了不同地貌类型土壤养分的空间分布特征,并探讨了土壤养分和地形因子(海拔、坡度、坡向)的相关性。结果表明:(1)嘉峪关草湖湿地土壤养分分布均符合正态分布,变异系数由大到小依次为速效钾(75.33%)>有效磷(43.55%)>铵态氮(32.31%),均属于较强的空间变异性,空间自相关强度由大到小依次为速效钾(90.4%)>有效磷(89.3%)>铵态氮(76.3%),且速效钾的空间集聚性更强烈,有效磷次之,铵态氮最弱;(2)嘉峪关草湖湿地土壤养分总体呈现西部高,东部低的特点,铵态氮和速效钾含量总体表现为草本沼泽>内陆盐沼>内陆盐沼与沙丘过渡带>戈壁>沙丘,而有效磷含量总体表现为草本沼泽>内陆盐沼>内陆盐沼与沙丘过渡带>沙丘>戈壁;(3)土壤养分和坡度均呈现出负相关,海拔和土壤养分均呈现出正相关性,铵态氮和速效钾均与坡向呈正相关,而有效磷和坡向呈极显著负相关。综上所述,地形地貌为西北干旱半旱地区湿地土壤养分的重要影响因素,了解嘉峪关草湖湿地土壤养分的空间分布及其与地形地貌的关系,可为草湖湿地土壤养分的有效保持和资源的高效利用提供依据。     

天然气管道施工对脆弱黄土区土壤养分及细菌多样性影响

为探索天然气管道施工后土壤植被恢复的影响因素,研究了榆林脆弱黄土区管道施工扰动和周边天然植被区的植被特点、土壤理化性质、细菌群落结构.结果表明:管道施工扰动后,与天然植被区比较,扰动区植被盖度从60%下降到30%,土壤养分除全钾和全磷含量分别増加了29.97%和18.24%外,土壤含水率、有机质、全氮、速效钾、速效磷、速效氮、过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶均显著降低,土壤p H变化明显;扰动区土壤细菌丰度和多样性显著低于天然植被区.变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)为共同优势细菌,但扰动区变形菌门的丰度显著增加,从30.83%增加到49.26%.在属水平上,假单胞菌属(Pseudomonas)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingosine)为共同优势菌属,扰动区两者丰度分别从6.31%和5.28%增加到19.95%和9.69%(p0.01),表明扰动后逆境适应性强的细菌丰度增加.细菌优势菌属与土壤理化因子相关性分析表明,假单胞菌属分布与土壤理化因子无显著相关性,芽单胞菌属(Gemmatimonas)和鞘氨醇单胞菌属与全钾呈显著负相关(p0.01),GP6与速效氮呈显著负相关,与速效磷呈显著负相关(p0.01),与全磷呈显著正相关(p0.05),表明土壤养分会影响细菌群落结构和多样性.