西南喀斯特环境移民示范区柑橘园水土流失及土壤水分变化

对西南喀斯特地区2种不同建园方式柑橘园水土流失情况进行连续3a的定位监测，并研究了4种类型柑橘园土壤含水量的年动态变化。结果表明，2种不同建园方式柑橘园的土壤流失量逐年减少，坡地柑橘园的年径流系数大于梯地柑橘园；不同类型柑橘园土壤含水量与土壤层次、建园方式及柑橘园成土母质有关；柑橘园土壤含水量与月降雨量呈正相关，应在不同月份对柑橘园采取不同水分调控措施。     

三峡库区小流域土地利用方式对土壤肥力的影响

为探讨三峡库区小流域不同土地利用方式对土壤肥力的影响特征，采用野外调查、取样和室内实验分析相结合的方法，对三峡库区五桥河流域内3种主要土地利用方式(旱地、柑橘园、林地)的土壤理化性状进行对比分析。结果表明，不同土地利用方式对土壤吧力具有较为明显的影响，土壤孔度、渗透率变化由大到小的次序为林地→柑橘园→旱地；土壤有机质和氮、磷、钾养分含量由大到小次序为林地→柑橘园→旱地。这与不同土地利用方式下人类耕作活动、对土地的劳力与经济投入不同密切相关。林地受人为扰动少，因而土壤肥力高；柑橘园、旱地受人类耕作活动影响大，但因柑橘园经济产出效益较高，农户对土地的投入相应较高，使得柑橘园土壤肥力高于旱地土壤。     

不同覆被下红壤坡地地表径流及其养分流失特征

通过对南方红壤坡地农作区、茶园、柑橘园、退化区和恢复区5种不同利用方式所产生的地表径流量的全年连续观测及其径流水中养分含量分析,结果表明:覆被植物群落类型单一化和农事耕作都能增加地表径流量、次数和增加养分流失,5种类型地表径流量不论是月平均径流量还是年总径流量,其大小关系为农作区*>茶园*>柑橘园>退化区>恢复区*,产流次数也是恢复区最少,其余4种类型基本一致;径流水中总P、K 、Ca2 、Mg2和SO42-流失量以农作区达到最大,茶园和柑橘园次之,然后是退化区和,恢复区的径流各养分流失量量少,耕作区的总P、K 、Ca2 、Mg2 和SO42-流失量大于非耕作区,覆被植物群落类型少的总P、K 、Ca2 、Mg2 和SO42-流失量大于覆被植物群落类型复杂.综合考虑,红壤坡地用来耕作可以加剧水土和土壤养分流失,自然植被对红壤坡地保持水土和养分效果最佳,如果种植经济价值较高的果林和药、茶、草等需采用复种方式,避免单一种植和减少人工扰动,以便维持坡地土壤利用的可持续性.     

模拟降雨下土壤前期含水量对土壤可蚀性的影响

土壤前期含水量是导致土壤可蚀性动态变化一个重要因素.利用人工模拟降雨试验,以我国亚热带地区的14种典型土壤为研究对象,在各试验小区上分别设定3种不同的土壤前期含水量水平,研究土壤前期含水量对不同土壤可蚀性的影响.结果表明,14种土壤类型在3种不同土壤前期含水量水平下土壤可蚀性K值都存在动态变化,但不同土壤类型其可蚀性K值随土壤前期含水量变化的变动幅度不同,同一土壤可蚀性K值在土壤前期含水量变化范围内最高和最低值之间最高相差达到16倍;不同土壤类型可蚀性K值随土壤前期含水量变化的变动趋势也不同,其中绝大多数土壤可蚀性K值随前期土壤含水量的升高而增大,根据土壤可蚀性K值的变动趋势可以分为三类,首先,9种土壤的可蚀性K值随前期土壤含水量的升高而增大;其次,4种土壤可蚀性K值随前期土壤含水量升高先升高后降低,变化趋势大致呈倒"U"型;第三,仅有1种土壤的可蚀性K值随土壤前期含水量的升高而减小.     

纳帕海流域典型植被类型的土壤水分状况及其影响因素

以纳帕海流域荒草地、松树林地、裸地、3 a修复区和1 a修复区5种典型植被类型为研究对象,测定其土壤水分、产流产沙、容重和有机碳含量等,研究不同植被类型土壤含水量差异及其影响因素,对当地脆弱生态水文环境的保护和区域可持续发展的实现具有积极意义。结果表明,不同植被类型土壤含水量φ差异明显,荒草地最高,为50.7%,3 a修复区和松树林地分别为34.5%和28.7%,而裸地和1 a修复区仅有20%左右;不同植被类型土壤理化特性无明显规律性;地表径流系数差异明显,荒草地最低,仅1.21%,而松树林地为5.73%;荒草地和松树林地泥沙产量低于裸地和1 a修复区。除容重外,土壤含水量与其他理化性质和产流产沙相关性均不显著。先种草迅速增加地表覆盖度的植被恢复方式可快速改善表层土壤性质,增强土壤保水能力。     

长白山四种森林土壤呼吸的影响因素

2004年5-10月,研究了非生物因素(温度、土壤含水量)和生物因素(微生物量碳和植被类型)对长白山北坡四个垂直植被带阔叶红松(Pinus koraiensis)林、红松云冷杉(Picea jezoensis,Abies nephrolepis)林、岳桦(Betula ermani)云冷杉林和岳桦林的土壤呼吸的影响.结果表明:4种森林的土壤呼吸与土壤温度、大气温度之间都呈极显著(p<0.01)指数相关关系;土壤呼吸与土壤含水量没有明显的相关关系;土壤微生物最碳随季节变化有相似的变化规律,即单峰型曲线,峰值出现在8月份;土壤呼吸的月平均值和土壤微生物量碳之间都呈线性相关,但均未达刘显著水平;不同月份植被类型对土壤呼吸的影响没有明显的规律.     

基于土壤酶总体活性评价铅锌尾矿砂坍塌区土壤重金属污染

为探讨利用土壤酶总体活性表征铅锌尾矿砂造成的土壤重金属污染程度,本文对阳朔思的村水稻田、柑橘园和玉米地土壤中铅、锌、铜、镉的有效态质量分数以及参与土壤碳、氮、磷循环的纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶和酸性磷酸酶活性进行了测定。结果表明：供试土壤中镉、铅、锌的有效态质量分数（分别为2.39-4.42、173.71-221.66、140.11-244.10 mg＆#183; kg-1）均高于其全量在GB15618-1995《土壤环境质量标准》中的Ⅱ级标准,分别是Ⅱ级标准值的9.56-14.73、2.18-2.77、0.77-1.22倍,并且土壤中有效态镉带来的潜在生态风险最高。为进一步评价铅锌尾矿砂给不同土地利用类型土壤带来的生态环境风险,在对土壤重金属有效态质量分数进行归一化处理后,发现土壤重金属污染程度从高到低依次为水稻田、柑橘园、玉米地。由于土壤中的重金属复合污染物铅、锌、铜、镉对土壤酶活性的影响既有抑制作用,又有激活作用,因此不同土地利用类型下的单一土壤酶活性状态与土壤所遭受的重金属污染程度呈现出不一致的变化规律。而以土壤总体酶活性指数对各样本进行分类,发现水稻田、柑橘园、玉米地的土壤总体酶活性指数分别为4.345、5.153、5.502,其结果与以重金属有效态归一化处理之后获得的综合污染指数划分结果呈反比,从而说明利用土壤总体酶活性指数来表征不同土地利用类型下的土壤重金属综合污染状况是切实有效的。     

北亚热带红壤丘陵区3种土地利用方式下CH_4通量及其影响因素

以北亚热带红壤丘陵区林地、茶园、菜地为对象,采用静态箱-气相色谱法,对3种土地利用方式下CH4通量进行了研究,同时测定了土壤温度、含水量和无机氮含量。旨在探索不同土地利用方式下CH4"源"和"汇"的功能,对评估不同土地利用方式对全球气候变化的贡献具有重要意义。结果表明,不同土地利用方式下土壤甲烷平均通量有显著差异,分别为:林地-15.44μg·m-2·h-1,茶园-1.49μg·m-2·h-1,菜地7.11μg·m-2·h-1;菜地土壤甲烷平均通量最高,茶园其次,林地最低,CH4年累积通量分别为0.52、-0.31和-1.46 kg·hm-2,菜地土壤以排放CH4为主,而茶园和林地土壤是CH4的汇。茶园和菜地土壤CH4通量呈一定的季节性变化,春、秋季CH4通量较高。林地CH4吸收通量与土壤湿度呈显著的负相关关系(P0.05),且当土壤湿度(WFPS)高于70%时,林地土壤才以排放CH4为主;而茶园和菜地土壤CH4吸收通量与土壤含水量无显著相关关系。土壤CH4通量与土壤温度之间未呈显著的相关关系。不同土地利用方式下土壤CH4排放通量与铵态氮含量呈显著的负相关关系(P0.05),而与硝态氮含量未呈显著的相关性。     

不同植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸的影响

不同植被类型影响地表覆盖和土壤特性,进而可能会改变生态系统碳循环。为了揭示植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸碳排放的影响,本文通过测定并分析大兴安岭南段蒙古栎(Quercus mongolica)林、林缘草地、华北落叶松(Larix pricepis-ruprechtii)人工林、山杏(Armeniaca sibirica)灌丛和山荆子(Malus baccata)林5种植被类型的土壤理化性质和土壤碳通量,探讨了不同植被类型中土壤特性和土壤呼吸的变化。结果表明,土壤全氮、速效磷和有机碳均表现为山荆子林显著高于其他植被类型。生长季的土壤温度呈单峰趋势,在8月份达到最高;土壤含水量呈先升高后下降再升高的趋势,其范围在0.77~1.18 cm~3·cm~(-3)之间;土壤呼吸速率与土壤温度的变化趋势一致,各植被类型均在8月份达到峰值,以山杏灌丛的土壤呼吸速率最大(9.778μmol·m~(-2)·s~(-1)),分别是山荆子林、林缘草地、蒙古栎林和华北落叶松人工林的1.25、1.37、1.84和1.87倍。单因素方差分析表明,生长季的各个月份的土壤呼吸速率在不同植被类型间有显著差异;华北落叶松人工林生长季土壤呼吸的排放量最低;生长季土壤呼吸速率与土壤温度和含水量均呈显著正相关关系。因此,大兴安岭南段的不同植被类型是影响生长季土壤碳排放的主要生物因子,而土壤温度是其主要的非生物因子。该研究可为植被类型的科学管理提供科学依据,对植被碳排放的进一步理解具有一定的意义。     

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)     

不同经营年限对柑橘果园土壤有机碳及其组分的影响

土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分,其积累和分解的变化直接影响全球的碳平衡。果园是我国重要的土地利用类型之一,果园面积占我国土地总面积的1.15%。因此,研究果园土壤有机碳库的演变规律,对于准确评估我国陆地生态系统的固碳潜力具有重要的科学意义。利用时空替代和物理、化学分组的方法比较研究不同经营年限对柑橘果园土壤有机碳库及其组分的影响,旨为果园土壤固碳增汇机理研究提供科学依据。利用时空替代法和物理化学分组的方法比较研究经营年限对柑橘果园土壤有机碳库及其组分的影响。结果表明：50年代柑橘果园0~20 cm和20~40 cm土层颗粒有机碳和轻组有机碳含量分别比80年代柑橘果园提高了9.6%和23.60%、2.57%和3.63%,其中对0~20 cm土层的影响显著高于20~40 cm,说明果园经营干扰对土壤活性有机碳的影响随着土层的加深而降低。50年代柑橘果园0~20 cm土层土壤有机碳含量比80年代果园提高27.2%,可溶性有机碳提高20.1%,微生物生物量碳提高5.3%;50年代柑橘园0~100 cm土层有机碳储量比80年代柑橘园提高30.3%,但50年代柑橘园的土壤颗粒有机碳、轻组有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳占总有机碳的比率均低于80年代柑橘园,说明当种植年限超过30年后,随着种植年限增加,果园土壤有机碳质量存在退化的风险。     

中新生态城土壤质量现状及改良利用途径

对中新生态城区域内土壤的紧实度、有机质、碱解氮、土壤盐分、酸碱度、地表水、地下水进行了调查取样分析,结果表明该区土壤容重在1.3～1.7g/cm3,有机质含量大多为中等或低水平（5.5～19.1g/kg）,速效氮与土壤有机质含量相关性达显著水平（r=0.98）。盐分垂直分布上表现为果园、农田土壤盐分含量小于1.5g/kg,荒地和水库含量在5.0～6.4g/kg之间,垫土区、养殖池和盐场盐池土壤通体盐分含量高（大于10g/kg）,且存在表聚现象,超出了一般植物生长的极限。土壤酸碱度为7.81～9.05,水库、养殖池、盐场、荒地、沟塘水的矿化度均在10g/L以上,蓟运河水和农田沟渠为5000mg/L～8500mg/L,果园灌溉水的矿化度也在2000mg/L以上,地下水矿化度高,埋藏浅。并针对以上特点提出其土壤改良利用途径和绿化建设模式。     

土地利用方式对土壤动物多样性的影响

为了解不同利用方式下土壤动物多样性状况及其演变,对广州市东部郊区的水稻田、蔬菜地、果园旱地和林地4种土地利用类型0～5、5～10、10～15、15～20cm土层进行了土壤动物取样调查,共获得土壤动物24683只,分别隶属于4门10纲23类。统计分析结果表明,土壤动物多样性受土地利用方式的影响明显。果园旱地和林地的个体数显著高于蔬菜地和水稻田,但果园旱地与林地、蔬菜地与水稻田之间无显著差异;果园旱地和林地的土壤动物类群数显著高于水稻田,但果园旱地与林地、林地与蔬菜地、蔬菜地与水稻田之间的差异不显著;林地和果园旱地的复杂性指数显著高于蔬菜地,但林地与果园旱地和水稻田、水稻田与蔬菜地之间的差异不显著（P〈O．05）。土壤动物的个体数和类群数量随着土壤深度的增加而明显减少,但不同土地利用方式下各层土壤动物的丰富度及其随土层加深而递减的程度则有明显不同,其中,林地和果园旱地的土壤动物在不同土层中较丰富,垂直变化比较和缓,水稻田和蔬菜地的类群数和个体数则随土层的加深而急剧减少。     

柘溪水库库区梯级桔园生草覆盖生态效益分析

本文就柘溪水库库区梯级桔园生草覆盖的生态效益进行了分析。结果表明，梯级桔园生草覆盖有效地控制了水土流失，改善了土壤理化性能，达到了保土保水保肥的目的；还可调节桔园小气候，为桔园生产创造了良好的生态环境，有利于柑桔的稳产高产。     

坡地果园开发水土保持新模式

本文根据安溪、龙海等地的试验资料，从保持水土的角度出发，并结合农民的社会经济背景，对坡地果园的梯田进行了评价，认为梯田具有良好的保持水土功能，但其有费工和交通作业不便等局限性。试验证明，香根草带间作模式和山边沟模式均具有与梯田相似的保持水土功效，且具有省工、交通作业方便等优点，在坡地果园开发中可以大力推广。     

An evaluation of heavy metals contamination in soils from Ganzhou navel orange orchards by geoaccumulation indexes and statistical analysis

Heavy metal pollution in orchard soils is of increasing concern owing to the potential health risk via the food chain. The evaluations of the degree of heavy metal contamination and the potential sources in soils from navel orange orchards in the Ganzhou district were investigated in the present study with the geoaccumulation index and hierarchical cluster analysis. The soil samples were collected from 280 navel orange orchards located in the 18 counties of the Ganzhou district. The concentrations of heavy metals in the samples were determined using atomic fluorescence spectrometry and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry with sample preparation by microwave digestion system. The results of the geoaccumulation index showed that the Ganzhou navel orange orchards were practically uncontaminated with Hg, As, Pb, Cd, Cr, Zn, and Cu, while uncontaminated to moderately contaminated with Ni. The results of cluster analysis indicated that four distinct clusters emerged for 18 sampling counties, and the considerable differences between clusters were derived from the different kinds of polluted substances. Results of the assessment of geoaccumulation index of heavy metals in soils will be helpful for the formulation of strategic sustainable agriculture in Ganzhou navel orchards and improvement of the navel orange yield and quality.     

包膜控释和常用氮肥氮素淋溶特征及其对土水质量的影响

大量施用氮素化肥所引起的氮素损失和环境污染正日益受到重视。通过土柱模拟氮素养分的淋洗试验,探讨包膜控释氮肥和常用氮肥的氮素淋失特点及其对土壤和地下水质量的影响。研究结果表明,不同氮肥施入土壤后氮素的淋失率有着显著的差异,其中硝酸钾中氮素淋失率最高,其次为尿素,硫酸铵和碳铵的氮素淋失量明显较小。然而控释氮肥因其控制释放的特点,在氮素释放的高峰期,其模拟淋失量较高,但如果在田间条件下此释放高峰期与作物吸肥高峰期相吻合,则会显著地降低其淋失率。除尿素外,被淋失的氮素均以硝态氮为主,尿素则以酰胺分子态被淋溶。大量速效化肥的施入会形成土壤中的肥料"微域点",引起交换性Ca2+、Mg2+离子的淋失,从长远来看可引起土壤结构的破坏,而施用控释肥则很少形成这种"微域点",有利于土壤结构和肥力的维持。不同氮肥处理淋洗后对土壤pH值和有效氮含量变化的影响差异较大,其中以控释肥对土壤pH值变化的影响较小。大多数氮肥处理在淋洗后,土壤中各层速效氮含量较淋洗前有所降低,然而两种控释氮肥处理的土壤表层却能持续保持较高的有效氮含量。     

Effect of water and temperature on ammonia volatilization of maize straw returning

ABSTRACT

Ammonia volatilization is an important nitrogen (N) loss pathway in agricultural production and consequent significant atmospheric pollutant. The primary objective of this study was to (1) examine effects of environmental factors such as temperature and soil water capacity, as well as crop residue (CR) addition as fertilizer, on ammonia (NH₃) volatilization, and (2) search for a comprehensive management strategy to reduce accumulative ammonia volatilization (AAV). A bench-scale cultivated experiment was conducted at two environment temperatures (15 or 25 °C), three forms of soil water capacity (30%, 50%, or 70% soil field moisture capacity), and two treatments of fertilizers (conventional fertilizer urea and straw returning – 10% of total N application arising from maize straw and remainder from conventional urea). Results showed that AAV was markedly decreased by adjusting soil water capacity, temperature, and CR addition. Significant quantified exponential correlation between AAV and soil moisture was observed. More than 70% AAV was reduced in intermediate 50% and high 70% soil moisture compared to low 30%. AAV was less sensitive to temperature than soil moisture using black soils. Only in low soil moisture, AAV rose with increasing of temperature. Straw restoration addition decreased significantly the AAV loss.     

Modeling water and soil quality environmental impacts associated with bioenergy crop production and biomass removal in the Midwest USA

The removal of corn stover or production of herbaceous crops such as switchgrass (Panicum virgatum) or big bluestem (Andropogon gerardii) as feedstocks for bioenergy purposes has been shown to have significant benefits from an energy and climate change perspective. There is potential, however, to adversely impact water and soil quality, especially in the United States Corn Belt where stover removal predominantly occurs and possibly in other areas with herbaceous energy crops depending upon a number of geo-climatic and economic factors. The overall goal of this research was to provide a thorough and mechanistic understanding of the relationship between stover and herbaceous crop production management practices and resulting range of impacts on soil and water quality, with a focus on eastern Iowa, USA. Comparisons of the production of herbaceous bioenergy crops to continuous corn (Zea mays L.) and corn-soybean (Glycine max L.) rotations on five different soils representative of the region were performed. Indices for total nutrient (nitrogen and phosphorus) loss to surface water and groundwater, total soil loss due to water and wind erosion, and cumulative soil carbon loss were derived to assess long-term sustainability. The Agricultural Policy/Environmental eXtender (APEX) agroecosystem model was used to quantify the sustainability indices and to generate sufficient data to provide a greater understanding of variables that affect water and soil quality than previously possible. The results clearly show the superiority of herbaceous crop production from a soil and water quality perspective. They also show, however, that compared to traditional cropping systems (e.g., corn-soybean rotations with conventional tillage), soil and water quality degradation can be reduced under certain conditions at the same time stover is removed.