荒漠草原区不同土地利用类型土壤水分时空特征

土壤水分是荒漠草原区土地可持续利用的重要指标,通过多个连续生长季的观测能够分析土壤水分的可持续性.对2011-2012年连续2a土壤水分和降水量进行定点观测,比较分析了荒漠草原区不同土地利用类型土壤水分的时空变化.结果表明:枯水年不同土地利用类型之间土壤水分差异比丰水年大;枯水年5种土地利用类型土壤水分随时间的变化均呈增长型,而在丰水年均呈波动型;5种土地利用类型土壤水分在枯水年呈现3峰3谷的变化特征,在丰水年与降水量的波动显著相关,并且有较长时期处于稳定期(7月至次年4月);无论是丰水年还是枯水年,荒漠草原区土壤含水量以人工苜蓿地和人工甘草地较大,甘草苜蓿昆合草地和天然草地次之,柠条林地最低.通过对比分析不同年份5种土地利用类型土壤水分的时空变化,以及水分补给与消耗在土壤剖面上的变化特点,可以更好地理解在景观尺度上的生态过程,对荒漠草原区土壤水分的有效利用及水土保持具有重要意义.     

晋西黄土区土地利用类型对阳坡土壤水分特征的影响

土壤水分是黄土区植被恢复建设过程中的主要限制因素,但不同土地利用下阳坡坡面土壤水分变化研究较少.以晋西黄土区土桥沟小流域为研究区,选取刺槐林、油松林、荒草地和梯田退耕地4种不同土地利用类型阳坡坡面为研究对象,用TDR土壤水分测量仪,以20 cm为间隔,测量阳坡各监测点0-200 cm土层土壤水分,并进行数理统计分析.结果表明:(1)观测期内,同一月份不同土地利用和同一土地利用不同月份阳坡土壤含水量差异显著(P 0.05),梯田退耕地各月土壤含水量较高,各土地利用类型10月份土壤平均含水量最高,6月份最低.(2)不同土地利用下阳坡土壤含水量均在0-100 cm土层变化较大,60 cm附近土壤含水量最高,随深度增加,变化趋势逐渐减弱,最终达到稳定状态,在观测范围内呈"S"状分布.(3)不同土地利用下阳坡坡面土壤水分活动层划分范围不同,刺槐林活跃层为0-80 cm,其深度范围大于其他3种土地利用类型,荒草地次活跃层深度范围最大为0-100 cm,此外,4种土地利用类型下,100-200 cm土层均为相对稳定层.(4)阳坡不同土地利用下土壤水分季节变异系数随土层深度增加先变大后减小,其中土壤水分季节变异系数均在土层40 cm处最大,140 cm左右开始趋于稳定.综上所述,阳坡不同土地利用类型下,土壤水分时空变化、土壤剖面活动层划分和土壤水分季节变异特征均呈现不同变化特征,结果可为黄土区阳坡植被恢复建设,土地与水资源有效利用提供理论依据.(图3表2参26)     

Ce3+在土壤中的扩散

通过^141Ce^3 同位素示踪法，研究了不同温度（19℃，30℃，40℃）和土壤饱和含水量（25％，37％，50％）条件下Ce^3 在四种土壤中的扩散。通过Fick第二定律推导的扩散系数计算公式，求得Ce^3 在不同条件下不同土壤中的扩散系数，结果表明：Ce^3 在土壤中的扩散系数因土壤类型、温度、土壤水分含量的不同而存在明显的差异。Ce^3 在四种土壤中的扩散系数与温度呈正比，随温度的升高（19℃→40℃），扩散系数逐渐增大；土壤水分含量在一定数量下（小于饱和土壤含水量），扩散系数与土壤水分含量呈明显相关；在相同条件下，Ce^3 在四种土壤中扩散系数的大小顺序为：马肝土＞黄土＞潮土＞黑土。     

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。     

坡位对马尾松林下土壤理化性质、酶活性及微生物特性影响

以我国南方花岗岩区退化马尾松林地土壤为研究对象,通过典型样地调查方法研究不同坡位（坡上、坡中,坡底）马尾松对土壤理化性质、酶活性和微生物学性质的影响。结果表明,0～20和20～40 cm土层土壤w（有机质）、w（全氮）、w（碱解氮）和w（速效钾）坡位间差异均显著（p〈0.05）,其中w（有机质）和w（全氮）均表现为坡底〉坡中〉坡上;而w（全磷）和w（全钾）位间差异不显著;3坡位中坡底土壤w（粘粒）较高容重较小。土壤酶活性坡位间差异不显著,可能受林分密度影响较大。两土层微生物生物量碳氮与土壤呼吸强度均为坡底最大,且与有机质和全氮相关性分别达显著（p〈0.05）和极显著（p〈0.01）正相关,但在微生物对碳利用效率、有机碳氮累积程度等方面坡位间差异不显著。所以,对养分瘠薄且易受侵蚀的花岗岩红壤区域,马尾松作为恢复植被须谨慎选择。     

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。     

金沙江干热河谷侵蚀陡坡植被恢复对土壤质量的影响

植被恢复关系到金沙江干热河谷陡坡冲沟侵蚀的发育,土壤质量的演化.文章以元谋干热河谷侵蚀陡坡为例,通过测定植被恢复地与侵蚀裸地的土壤质量,探讨了植被恢复对侵蚀陡坡土壤质量的影响.结果表明:侵蚀陡坡植被恢复有效地防止了土壤侵蚀的发生.与侵蚀裸地相比,植被恢复地土壤剖面层次保持完整,母质层以上有明显的A、B层,土壤厚度变异小且厚度大,物理性粘粒含量高,基本保持着母质为粘土层的变性燥红土质地粘重特征.植被恢复在3年多时间内对土壤紧实度尚没有起到明显改善作用.土壤容重依然偏大.植被恢复对雨季陡坡土壤水分的改善效果好,而在旱季改善效果不好.雨季,植被恢复地水分含量高,不同坡位土壤水分差异不明显.旱季,植被恢复地与侵蚀裸地土壤水分状况相似.两种类型的坡地土壤水分含量都很低,不同坡位土壤水分差异明显,而且土壤水分含量沿向下坡方向降低.植被恢复减弱了陡坡土壤侵蚀带来的有机质流失,促进了有机质的积累.因此,针对目前植被恢复的不足,采取有效的土壤改良措施,保土保水,提高土壤水分储量,减小土壤水分的时空差异,同时降低土壤紧实度,是今后侵蚀陡坡植被恢复值得考虑的一项工作.     

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.     

科尔沁沙地土地利用变化对土壤特性的影响

在中国科学院奈曼沙漠化研究站放牧试验场周围,选取了不同利用方式和类型的草地（封育和放牧）、林地（乔木和灌木）和农田（灌溉和非灌溉）为研究样地,调查了0～30cm土层每隔10cm的土壤水分质量分数和有机养分（有机碳和全氮）,分析了土地利用变化对土壤水分质量分数和有机养分的影响。结果发现,垂直空间分布上,无论哪种土地类型样地,土壤水分质量分数和有机养分各土层间均无显著差异性（P〉0.05）,土层垂直变化对土壤特性影响均较小。在不同土地利用方式水平空间分布上,土壤水分质量分数和有机养分（土壤有机碳和全氮）灌木林地均显著高于乔木林地（P〈0.05）,而封育草地和放牧草地间以及灌溉农田与非灌溉农田间土壤水分质量分数和有机养分均无显著差异性（P〉0.05）。不同土地利用类型水平分布上,草地土壤水分质量分数显著低于林地和农田（P〈0.05）,而土壤养分质量分数草地显著高于林地和农田（P〈0.05）。分析表明,对沙质草地进行围栏封育和旱作农田退耕还林还草的同时,对水浇农田实行保护性耕作和精细管理,有利于沙地土壤环境改善与生态系统恢复。     

基于SWAT模型的淠河流域土地利用变化的水文响应模拟

以淮河南岸最大支流——淠河流域为研究区域,采用嵌套入ArcGIS软件的SWAT分布式机理性水文模型定量评估土地利用变化对降水-径流关系的影响.结果表明,1996-2010年淠河流域的土地利用变化主要表现为水田、旱地向建设用地转化以及林地向园地转化.相较于1996年的土地利用情景,2010年土地利用情景下的多年平均径流增加5.87％,年径流的增加主要表现为汛期径流增加,非汛期径流则呈减少趋势,径流量年内变幅加大.对于不同水文年份而言,平水年对土地利用变化的水文响应最明显,变幅最大,枯水年则略大于丰水年,淠河流域的水源涵养能力呈现减退趋势.     

Influence of slope aspect on soil physico-chemical and biological properties in the mid hills of central Nepal

This study assessed the influence of slope aspect and land use on soil physio-chemical and biological properties (soil quality indicators) on contiguous south- and north-facing slopes of the mid hills in central Nepal, having the same climate, vegetation and parent material. In each aspect, two treatments (agriculture and forest) were chosen and four replicates taken for each treatment. Soil sample collection and microarthropod extraction was done according to the standard methodology: soil core samples (10 × 10 × 5 cm) and extraction with the modified Berlese–Tullgren funnel. The investigated soil variables were temperature, moisture, faunal abundance and diversity, organic matter, organic carbon, bulk density and pH. Except in a few cases, all considered soil properties showed significant differences between aspects and land use. Soils of the north-facing slope had higher SOC content, moisture, faunal abundance and diversity, and lower temperature and pH. Variations due to topographic aspect induced varied microclimates, causing differences in faunal abundance and diversity; soil moisture, temperature and organic matter trends affected soil fertility and ultimately soil quality. Further studies are required to clarify the complex interactions between soil properties (physio-chemical and biological), vegetation and slope aspect in Nepal, as well as to develop soil biological indicators as a tool to assist in sustainable land management.     

西南喀斯特典型土壤在不同植被类型下的土壤呼吸特征

为了研究喀斯特地区不同植被类型覆盖下的典型土壤呼吸变化规律,采取野外原位观测的方法,监测了2种典型植被类型（林地和灌草地）下的红壤、棕色石灰土、黑色石灰土在不同时刻的土壤呼吸过程。通过对土壤呼吸的日变化、季节变化和在旱季、雨季的差异的分析,探讨了喀斯特典型土壤的土壤呼吸规律。结果表明,3种土壤不同植被呼吸速率相比,旱季红壤和棕色石灰土的土壤呼吸速率均有：林地〉灌草地（P〈0.05）,黑色石灰土的土壤呼吸速率有：灌草地〉林地（P〈0.05）;雨季为红壤：灌草地〉林地（P〈0.05）,石灰土：林地〉灌草地（P〈0.05）。灌草地土壤呼吸速率对温度湿度的响应比林地敏感。西南喀斯特地区土壤呼吸特征的变化因植被类型不同而存在差异。不同的植被覆盖状况会影响到土壤呼吸对不同土壤类型的敏感程度。     

吉林西部不同土地利用方式下的生长季土壤CO2排放通量日变化及影响因素

利用GXH-3051A红外线分析仪,采用动态闭合气室法对吉林西部4种土地利用方式下土壤CO2排放通量日变化进行了定位测量,系统分析了环境因子及土壤理化性质等因素对土壤CO2排放通量日变化的影响。结果表明,水田、旱田、草地和盐碱地土壤CO2排放通量日变化均呈单峰曲线,但排放通量的日均值有较大差异,其中水田和草地排放量较高,分别为1.69μmol.m-2.s-1和1.24μmol.m-2.s-1;旱田和盐碱地较低,为0.50μmol.m-2.s-1和0.63μmol.m-2.s-1。各地类土壤CO2排放通量的日均值与其每天上午10:00土壤CO2排放通量值最为接近,即可用该时间测得的土壤CO2排放通量估测日平均值。土地利用方式和大气温度是造成土壤CO2日排放通量差异的主要因素,多年来该区土地利用方式的变化,改变了土壤表层10 cm内的土层温度、土壤含水率、有机碳含量、水解氮含量,进而影响土壤呼吸和CO2排放通量;区内水田土壤CO2排放通量与温度的相关性最高(R2=0.837 5),其次为旱田和草地。     

吉林西部不同土地利用方式下的生长季土壤CO2排放通量日变化及影响因素

利用GXH-3051A红外线分析仪,采用动态闭合气室法对吉林西部4种土地利用方式下土壤CO2排放通量日变化进行了定位测量,系统分析了环境因子及土壤理化性质等因素对土壤CO2排放通量日变化的影响。结果表明,水田、旱田、草地和盐碱地土壤CO2排放通量日变化均呈单峰曲线,但排放通量的日均值有较大差异,其中水田和草地排放量较高,分别为1．69μmol·m-2．S-1和1．24μmaol·m-2s-1;旱田和盐碱地较低,为0．50μmol·m-2．S-1和0．63μmol·m-2．S-1。各地类土壤C02排放通量的日均值与其每天上午10：00土壤CO2排放通量值最为接近,即可用该时间测得的土壤CO2排放通量估测日平均值。土地利用方式和大气温度是造成土壤CO2日排放通量差异的主要因素,多年来该区土地利用方式的变化,改变了土壤表层10cm内的土层温度、土壤含水率、有机碳含量、水解氮含量,进而影响土壤呼吸和CO2排放通量;区内水田土壤CO2排放通量与温度的相关性最高（R2=0．8375）,其次为旱田和草地。     

盐渍土系统土壤水-地下水转化规律研究

通过野外定位观测和室内分析,探讨了苏打盐渍土微域特征(32m长的横截面)及其水分和地下水之间的转化规律。结果表明:土壤特征以及微地貌格局是制约土壤表层水分迁移的主要因素,并由此形成了大汽降水-土壤水-地下水转化的特殊模式。盐化草甸土分布在相对低洼的部位,苏打碱土分布在微坡地和高平地。苏打碱土质地为粉砂质亚粘土-粘土-粉砂-砂砾垂直结构,盐化草甸土以粉砂和砂砾结构为主。地表径流为水分迁移的关键环节,盐化草甸土成为地表水和地下水转化的通道。承接微坡地和高平地的径流,盐化草甸土在雨季含水率较多(甚至大到饱和)且迅速补给地下水,使地下水位逐渐上升。坡地土壤(苏打盐渍土)整个土层的含水率变化不显著。运用Vensim对盐渍土系统的土壤水-地下水的转化过程进行了模拟,结果与观测数据基本一致。在现代盐渍化过程研究中,以坡面系统为研究单元并考虑坡面径流,才能认识到盐渍化地区土壤水-地下水之间转化的实质。     

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。     

Soil Quality Evolution After Land Use Change From Paddy Soil to Vegetable Land

A survey was done in 15 typical villages, 150 soil and 86 vegetable plant samples were taken in Jiaxin prefecture of the Taihu Lake region, northern Zhejian province. Results indicate that after 15–20 years land use changed from the paddy rice–wheat (or oilseed rape) double cropping system, to a continuous vegetable land has caused soil quality dramatic change. (1) Acidification: average soil pH was 5.4; about 61% of total samples were pH < 5.5. It was 0.9 units lower than 10 years ago with same upland vegetable cultivation and was 1.2 units lower than soil pH of paddy rice–wheat (or oilseed rape) rotation. (2) Fertilizer salt accumulation: the average salt content was 0.28%, among these about 36.2% of the total samples contained more than 0.3%. (3) Nitrate N and available phosphorus (P) over accumulation: on average it was 279 mg NO₃-N/kg, and 45–115 mg P/kg. Nitrate N four times higher and available P 4–10 times more than it is in present paddy rice–wheat rotation soils respectively. This has caused wide concern because of possible groundwater and well drinking water pollution by leached nitrate N and the P losses to water by runoff from vegetable lands induce surface water eutrophication.     

淮北市采煤塌陷区土壤养分状况

研究了淮北市采煤塌陷区内湿地(南湖湿地、东湖湿地)、园林绿地、耕地3种土地利用类型土壤的养分含量情况.结果显示:湿地中受人为干扰强烈的南湖湿地土壤全氮量为1.128g/kg,显著高于园林绿地,与人为干扰弱的东湖湿地和耕地无显著差异;湿地有机质含量南湖为23.781 g/kg,东湖为11.250 g/kg,二者之间无差异...     

岷江流域不同土地利用方式下紫色土有机碳储量特征

以岷江中下游流域紫色土为研究对象,按流域分上中下游区段3个抽样层采样,研究不同土地利用方式下紫色土有机碳储量特征,为紫色土退化评估及地力维护提供参考.结果显示,紫色土有机碳总量以林地(14.151g/kg)显著高于果园地(9.458g/kg)、菜园地(8.542g/kg)、草坡地(7.875g/kg),以玉米地(6.226g/kg)最低.水溶性有机碳含量呈现林地>果园地>菜园地>草坡地>玉米地趋势.同时,流域上、中、下游紫色土有机碳总量总体上差异显著,且以上游区段紫色土有机碳总量最高.流域中下游紫色土有机碳总量变化较大,其中,林地以下游高于中游,果园及草坡地以中游高于下游.菜园地、玉米地在3个区段上差异未达显著水平.岷江流域紫色土有机碳储量总体特征表现上游最高,中下游变化复杂,下游略高于中游区域.图1表4参10