不同退耕年限条件下菜子湖湿地土壤理化性质变化

退耕还湖是我国长江中下游地区湿地生态恢复的重要举措.土壤理化性质指标是评价湿地生态恢复状况的重要组成部分.选取菜子湖区不同退耕年限(2、5、8、10和20 a)湿地为研究对象,通过与相邻仍耕作油菜地和原始湿地土壤理化性质的比较,揭示了退耕还湖后湿地土壤生态特征变化规律.结果表明,随着退耕年限的增加,不同土壤理化性质指标变化趋势存在差异;土壤有机质含量逐年增加;土壤全氮和碱解氮含量在退耕5 a时显著升高,而后期变化平缓;土壤全磷和有效磷含量均呈先降低后升高趋势;土壤黏粒含量逐渐增加;土壤容重呈先升高后降低趋势;土壤含水量不断增加;土壤pH值缓慢降低.退耕2 a湿地土壤生态特征仍与油菜地相似,退耕2 a后土壤生态特征开始向原始湿地方向演化.退耕20 a期间湿地表层土壤理化性质变化强烈,而亚表层变化相对平缓.回归分析表明,除土壤pH和氮素含量的回归曲线拟合不显著外,退耕湿地表层土壤黏粒含量、容重、含水量、有机质含量、全磷含量和有效磷含量恢复到原始湿地水平所需时间分别为19、23、31、26、27和22 a,快于亚表层土壤的20、31、51、40、30和23 a.     

不同土地利用方式下土壤粒径分布的分维特征

西安市临潼区杏园、桑园和农田土壤粒径分布的体积分形维数分析结果表明:(1)杏园和农田土壤颗粒的体积分形维数与＜0.002 mm和0.002～0.05 mm颗粒含量呈极显著正相关关系,与0.05～0.1 mm、0.1～0.25 mm颗粒含量呈极显著负相关关系,与0.25～0.5 mm颗粒含量不相关.桑园土壤颗粒的体积分形维数与＜0.002 mm和0 002～0.05 mm颗粒含量呈极显著正相关关系,与0.05～0.1 mm、0.1～0.25 mm和0.25～0.5 mm颗粒含量不相关.(2)桑园和杏园土壤颗粒体积分形维数与土壤有机质含量和pH值复相关达显著水平,而农田土壤颗粒体积分形维数与土壤有机质含量和pH值复相关不显著.     

干热河谷植物沙丘形态及植物功能性状特征与土壤分形维数的关系北大核心CSCD

为了解植物沙丘形态及植物功能性状特征对坡面泥沙拦截的作用机制,以干热河谷典型区蒋家沟流域为研究区,采用典型样地调查、野外实地观测和室内试验处理的方法,测定失稳性坡面42个植物沙丘(包括扭黄茅20株、拟金茅13株、丛毛羊胡子草9株)的形态特征、植物功能性状特征和沙丘土壤的颗粒组成,并运用分形理论计算分形维数,分析分形维数与植物沙丘形态特征及功能性状特征间的相关关系.结果表明:(1)3种植物沙丘的形态特征及植物的功能性状特征均无显著差异性.(2)3种植物沙丘间、沙丘与上方30 cm处的土壤各粒径百分比含量和分形维数均无显著差异.(3)干热河谷植物沙丘土壤颗粒的分形维数(D)与植物含水率、根系深度呈极显著正相关性(P <0.01),与沙丘长度显著正相关(P <0.05),与植物其他形态、功能性状特征和沙丘其他形态特征间均无显著相关性.上述研究表明不同植物沙丘各类特征间均无显著差异;沙丘未改变坡面原有土壤颗粒的分布特征;沙丘土壤分形维数可表征植物含水率、根系深度及沙丘长度的大小.结果有助于加深植物控制土壤侵蚀效应的认识,可为干热河谷水土流失治理提供科学依据.(图5表1参35)     

岩溶山区不同土地利用方式对石灰土基本特性的影响

以重庆金佛山为例,针对岩溶山区不同土地利用系统,分析了土壤容重、孔隙度、质地、有机质、阳离子交换量等土壤基本特性对不同土地利用方式的响应.结果表明,由于土地利用强度不同,常绿阔叶林地土壤质量最优,耕地最差,退耕地的部分土壤特性得到恢复.土壤特性对不同土地利用方式的响应程度由高到低依次为有机质、阳离子交换量、黏粒含量、容重、孔隙度.有机质与阳离子交换量、机械组成的分形维数、容重和孔隙度均呈极显著相关,有机质是岩溶生态环境中石灰土壤质量演变的重要因子.     

洪涝灾害干扰下受损自然恢复林地土壤基本性状及分形维数特征

选取重大洪涝灾害干扰下受损自然恢复3种不同林地(毛竹林、杉木林、次生阔叶林)为研究对象,以未受损林地为对照,测定不同林型土壤基本性状指标(包括土壤颗粒组成在内的物理性质、主要养分含量),并运用分形理论计算了分形维数D值,探讨分形维数与土壤基本性状的相关关系.结果表明:(1)3种不同林型土壤均以粉粒含量占比最大,分形维数在2.58-2.70之间,0-10 cm土层分形维数表现为毛竹林杉木林次生阔叶林,受损自然恢复林地未受损林地,其中次生阔叶林的受损自然恢复林地与未受损林地差异显著.(2)毛竹林与次生阔叶林土壤容重表现为受损自然恢复林地显著大于未受损林地,土壤含水量、毛管持水量、非毛管孔隙度与总孔隙度则相反,受损自然恢复与未受损杉木林间土壤物理性质的差异较小;各林型土壤养分含量随土层深度的增加而降低,且受损自然恢复林地显著低于未受损林地,总体恢复状况表现为杉木林次生阔叶林毛竹林.(3)土壤分形维数与土壤黏粒含量、土壤容重存在显著正相关关系,与有机质、全氮、土壤含水量、毛管持水量、非毛管孔隙度及总毛管孔隙度存在显著负相关关系.因此,分形维数能够客观地表征土壤的结构特征以及土壤养分肥力特征;受损恢复林地土壤条件还未达到未受损林地的水平,对恢复状况较差的毛竹林,可以适当地进行人工植树造林,优化群落结构,进而改善土壤条件,促进灾害干扰下受损植被的恢复进程.     

中国土壤颗粒组成的分形特征研究

以土壤颗粒组成数据为基础，分析了我国土壤颗粒组成的分形维数。结果表明，不同质地的分形维数存在一定的差异，分形维数随土壤质地的变细而增大；由北至南、由西向东和由西南至东北，我国主要地带性土壤的分形维数逐渐递增；成土母质对土壤质地分形维数有很大影响，易风化母质上发育的土壤质地分形维数高于难风化母质上发育的土壤。     

泥石流频发区不同土地利用类型土壤粒径分布多重分形特征

通过研究泥石流频发区不同土地利用类型土壤粒径分布多重分形特征,可揭示土地利用变化对泥石流频发区土壤粒径分布的影响.在蒋家沟流域选取裸地、草地、灌丛、林地等4种典型土地利用类型,在0-50 cm采集不同土层土壤样品进行粒径分析,基于多重分形理论计算多重分形参数,并分析土壤质地与多重分形参数之间的相关关系.结果显示:土地利用类型显著影响土壤的粒径分布,粉粒体积分数灌丛(65.15%-72.13%)、林地(61.22%-74.04%)显著大于裸地(35.18%-48.48%)、草地(39.92%-47.08%),砂粒总含量体积分数裸地(43.73%-59.10%)、草地(43.28%-44.76%)显著大于灌丛(17.99%-23.32%)、林地(12.73%-25.06%),在0-50cm深度范围内,同一土地利用类型土层深度对土壤粒径分布无显著影响.本研究中各样地土壤粒径分布广义维数谱曲线为反"S"型曲线,土壤粒径奇异谱函数均为非对称上凸曲线,说明各样地不同深度土层土壤粒径分布均呈现出非均质特征,具有多重分形特性.不同土地利用类型土壤粒径分布多重分形参数差异显著,从裸地、草地、灌丛到林地,土壤质地逐渐变细,土壤粒径分布非均匀程度逐渐减弱.本研究中粉粒体积分数与土壤粒径分布局部密集程度和非均匀性呈显著相关.上述研究表明多重分形参数可揭示泥石频发区土地利用变化时土壤体积分数的微小差异,研究结果可为泥石流频发区土壤结构改良和土地利用优化提供理论依据.(图3表5参32)     

南泥湾湿地退化与管理对土壤动物多样性的影响

为查明南泥湾湿地生态系统退化对土壤动物群落的影响,于2016年3、6、9和11月分别对南泥湾不同退化阶段湿地的土壤动物群落进行调查。共捕获土壤动物3 285头,隶属4门10纲26目。优势类群为蜱螨目(Acarina)、小杆目(Rhabditida)和弹尾纲(Collembola)。随着退化程度加重,土壤动物群落密度和类群数下降,重度退化和已垦湿地土壤动物密度和多样性指数均极显著低于其他退化阶段(P0. 01)。各样地相似性系数差异分析表明,退化、开垦和退耕均对南泥湾湿地土壤动物群落组成类群和优势类群个体数有较大影响。土壤动物群落密度和多样性的季节动态在不同退化阶段间存在差异,退化会影响土壤动物群落季节变化稳定性。土壤动物优势类群时空分布受退化程度的影响,且不同优势类群受影响程度存在差异。相关分析结果表明土壤动物密度与土壤有机质和全氮含量呈正相关,与pH呈负相关。研究结果表明南泥湾湿地退化会影响土壤动物群落组成和多样性的空间分布和季节动态,而人为开垦活动会降低土壤动物密度和多样性,退耕还湿措施可以使湿地土壤动物密度表现出明显季节变化规律。     

寒温带兴安落叶松林土壤团聚体特征及其影响因素研究

以寒温带兴安落叶松(Larix gmelinii)林为研究对象,分析其土壤团聚体的分布及其有机碳含量特征,并探讨各土壤因子对团聚体稳定性的影响。在兴安落叶松林内设置28块30 m×30 m的样地,以0—10、10—20、20—40、40—60 cm分层取土样,测定各理化指标含量、不同粒级土壤团聚体及其有机碳含量。结果表明,兴安落叶松林土壤团聚体各粒级含量高低为(0.25—2 mm粒径)团聚体>(<0.053 mm粒径)团聚体>(0.053—0.25 mm粒径)团聚体,各粒级团聚体表层(0—10 cm)含量均显著区别于其他各层;土壤团聚体的平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)分别为0.53 mm和0.22 mm,分维数(D)为2.78,土壤团聚体稳定性较高且存在剖面差异;土壤有机碳主要分布于0.25—2 mm粒径的大团聚体中(34.51g·kg^-1),贡献率为52.10%,粒径0.053—2 mm土壤团聚体中有机碳含量最低(6.30 g·kg^-1),贡献率为16.42%;随土层深度增加,各粒级团聚体有机碳含量和0.25—2 mm团聚体有机碳贡献率逐渐减小,<0.25 mm团聚体贡献率逐渐增大,40 cm以下各粒级贡献率趋于稳定;兴安落叶松林土壤团聚体的粒径分配和稳定性受到林龄和林型的显著影响;大团聚体(0.25—2mm)含量与土壤总有机碳(SOC)呈极显著正相关关系(P<0.01),微团聚体(<0.25 mm)含量与Al、Mg等金属氧化物含量呈显著正相关关系(P<0.05);大团聚体(0.25—2 mm)含量和MWD、GMD指标与pH值呈极显著负相关关系(P<0.01),与土壤含水量、速效钾、有效磷、有机磷呈显著正相关关系(P<0.05)。综上,土壤有机质和金属氧化物分别为兴安落叶松林土壤0.25—2 mm大团聚体和<0.25 mm微团聚体的主要胶结物质,土壤水分、养分和酸碱条件对团聚体的形成和稳定产生影响。     

不同生态恢复模式对巢湖湖滨湿地土壤活性碳库及其管理指数的影响

土壤活性有机碳组分是碳素周转的指示因子,能够及时地反映环境变化对土壤碳循环的影响。为探究生态恢复对湿地土壤活性碳库含量及分布的差异影响,选择巢湖湖滨自2003年退耕的森林湿地(人工林地恢复模式)和芦苇(Phragmites australis)滩地(自然湿地恢复模式)为研究对象,与荒草滩地(退耕湿地)相比较,分析土壤活性有机碳组分及碳库管理指数变化特征,包括溶解性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、热水溶性有机碳(HWC)、颗粒有机碳(POC)和易氧化碳(EOC)。结果表明,与荒草滩地和芦苇滩地相比,森林湿地的生态恢复模式下土壤总有机碳和各活性有机碳组分含量均为最高。在表层0-10 cm土壤中,荒草滩地和芦苇滩地的土壤EOC主要以高活性有机碳的形式存在,森林湿地则主要以低活性有机碳的形式存在;在下层10-20 cm土壤中3个类型湿地均主要以高活性有机碳的形式存在。综合分析表明,土壤MBC、HWC、EOC和POC两两之间存在极显著相关性(P0.01),且与土壤有机碳和全氮的相关性均达到极显著水平(P0.01),与全磷相关性不显著。此外,两种生态恢复模式下土壤碳库管理指数均大于100%。人工林地恢复模式下两层土壤中的碳库管理指数均显著高于对照和自然湿地恢复模式(P0.05),表征人工林地恢复模式对于改善湿地土壤质量、提升土壤固碳力更有效果。     

我国农田土壤碳氮耦合特征的区域差异

利用中国第2次土壤普查数据,分析了稻作和旱作方式下农田耕层土壤有机碳和全氮特征及其区域差异。结果表明,水田土壤有机碳和全氮含量分别为旱地的147.8%和145.5%,但水田碳氮含量的区域变异低于旱地。全国水田和旱地土壤有机碳氮比值分别为10.8和9.9,各区域水田土壤碳氮比值普遍高于旱地,其中东北水田最高,而华东旱地和西北旱地最低。旱地碳氮比值的区域变异显著,水田则不显著。农田耕层土壤有机碳和全氮含量呈显著正相关,除华北地区外,各区域无论水田还是旱地其碳氮含量之间相关系数都超过0.8,达极显著水平。由此可见,我国农田耕层土壤有机碳和全氮含量之间存在显著耦合关系,而且不同利用方式和区域之间差异显著;相同氮水平下,水田土壤可能储存更多的有机碳。     

焦化厂污染场地表层土壤有机-矿质复合体中多环芳烃的分布

采用湿法物理分级方法将湖南省某焦化厂遗留场地表层土壤分成4种粒级的有机-矿质复合体组分,即粘粒(<2μm)、粉粒(2—20μm)、细砂(20—200μm)和粗砂(>200μm),并研究了美国EPA优先控制的16种多环芳烃(PAHs)在其中的分布特征及土壤不同有机-矿质复合体组分中有机质和矿物质组成的差异对PAHs赋存分布的影响.研究结果表明,不同粒级有机-矿质复合体中PAHs的含量顺序为粗砂>粉粒>细砂>粘粒,低环PAHs(环数≤3)在粘粒中的含量较高,达到56.3%,而高环PAHs(环数≥4)在粉粒、细砂和粗砂中的分布较高含量分别是79.37%、72.7%和71.63%,各粒级矿质复合体中PAHs含量与土壤有机碳有较好的相关性.通过对有机-矿质复合体进行X射线衍射分析发现,场地土壤粘粒和粉粒中粘土矿物含量较高,这也在一定程度上影响了污染物质在其中的分布.     

芜湖市龙窝湖湿地土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价

分析了不同人类活动方式下芜湖市龙窝湖湿地土壤镍（Ni）、铬（Cr）、镉（Cd）、铅（Pb）、铜（Cu）和锌（Zn）含量差异,采用污染指数法、潜在生态风险指数法和沉积物质量基准（SQG）比较法对湿地土壤重金属污染特征和潜在生态风险进行评价。结果表明：6个样地土壤重金属含量只有Cd含量（0．76—3．67mg／kg）显著超过土壤环境质量二级标准（GB15618—1995）;6个样地土壤Cd和Cu含量与塘式水产养殖湿地、网式水产养殖湿地、垃圾倾倒地下游湿地和垃圾倾倒地土壤Pb和Zn含量超过土壤背景值,而6个样地土壤Ni和Cr含量与湖泊底泥和耕地土壤Ph和Zn含量未超标;土壤6种重金属综合污染指数为垃圾倾倒地下游湿地（25．4）〉网式水产养殖湿地（25．3）〉塘式水产养殖湿地（23．1）〉垃圾倾倒地（19．2）〉耕地（8．2）=湖泊底泥（8．2）;土壤6种重金属综合潜在生态风险指数为网式水产养殖湿地（603．6）〉垃圾倾倒地下游湿地（595．5）〉塘式水产养殖湿地（538．4）〉垃圾倾倒地（439．9）〉耕地（145．6）〉湖泊底泥（136．6）。土壤cd含量高是导致湿地土壤重金属较高污染（Cd单项污染指数占综合污染指数：49％～76％）和存在严重潜在生态风险（Cd单项潜在生态风险指数占综合潜在生态风险指数：88％～96％）的关键元素。基于沉积物质量基准比较法的潜在风险评价结果表明湿地土壤存在M、Cd和Cu污染的中等潜在生态风险。     

入田泥沙对黄河三角洲地区土壤物理性状的影响——以小开河引黄灌区为例

为研究人田泥沙对小开河灌区自然土壤的影响,用分析化验和工程测试等方法,分析了引黄泥沙和输沙人田后土壤颗粒组成、容重、孔隙状况等物理性状。结果表明：引黄泥沙中0．02～0．002mm的细粉粒比例最高,平均39-31％。小开河自然土壤中0．05-0．02mm的粗粉粒比例最高,为53．41％,泥沙中细粉粒和粘粒含量明显高于当地土壤。输沙人田使灌区土壤中0．02—0．002mm的细粉粒和〈0．002mm的粘粒比例明显增加,〉0．02mm的颗粒比例下降,虽有效避免了因渠首集中沉沙造成的土壤沙化和生态环境恶化,但增加了土壤的粘重程度。农田耕作在一定程度上增加土壤通气孔隙比例、降低土壤容重,但土壤毛管孔隙度依旧稳定在40％左右,毛管作用旺盛,使土壤通气状况不能满足作物需求。在黄河三角洲地区输沙入田的泥沙处理,应结合当地土壤的基本性质和水盐运动规律配置泥沙,以免增强当地土壤紧实、通透性差的性状。     

不同农业利用方式下湘南第四纪红壤的粘粒矿物学组成与表面电荷特性

用X-射线衍射分析技术和化学方法研究不同农业利用方式对湘南第四纪红粘土及其发育土壤的粘粒矿物学组成和表面电荷特性的影响．结果表明：湘南第四纪红壤的粘粒矿物组成以高岭石为主，其次是1．4nm过渡矿物．经过人为耕种尤其在水田条件下，蛭石和水云母的含量增加，铁的活化度增大．土壤表面电荷数量（CECpH3.2、CECp、CECv、AEC）和电荷零点（pH）的值也发生相应的改变．     

入田泥沙对黄河三角洲地区土壤物理性状的影响——以小开河引黄灌区为例

为研究入田泥沙对小开河灌区自然土壤的影响,用分析化验和工程测试等方法,分析了引黄泥沙和输沙入田后土壤颗粒组成、容重、孔隙状况等物理性状。结果表明:引黄泥沙中0.02～0.002mm的细粉粒比例最高,平均39.31%。小开河自然土壤中0.05～0.02mm的粗粉粒比例最高,为53.41%,泥沙中细粉粒和粘粒含量明显高于当地土壤。输沙入田使灌区土壤中0.02～0.002mm的细粉粒和﹤0.002mm的粘粒比例明显增加,0.02mm的颗粒比例下降,虽有效避免了因渠首集中沉沙造成的土壤沙化和生态环境恶化,但增加了土壤的粘重程度。农田耕作在一定程度上增加土壤通气孔隙比例、降低土壤容重,但土壤毛管孔隙度依旧稳定在40%左右,毛管作用旺盛,使土壤通气状况不能满足作物需求。在黄河三角洲地区输沙入田的泥沙处理,应结合当地土壤的基本性质和水盐运动规律配置泥沙,以免增强当地土壤紧实、通透性差的性状。     

鄂南红壤丘陵区种植结构调整对土壤养分的影响

研究了鄂南红壤区不同种植模式的旱地及坡荒地、不同轮作模式的水田、水田改旱菜地的土壤养分状况。本区土壤有机质含量和氮素含量较低,磷素普遍缺乏,钾素含量较低且呈下降趋势。土壤有机质及氮含量呈现水田类>水田改旱地类>旱地类;土壤磷含量则是水田改旱地类>水田类>旱地类;水田类钾含量明显低于旱地类和水田改旱地类,而且三熟制油菜-西瓜-晚稻种植模式下,土壤全钾及速效钾含量呈下降趋势。水田改为旱作是改善土壤水分状况的有效措施。     

黄泥土微团聚体颗粒组对Cu2+的吸附与解吸研究

采用低能量超声波分散和冷冻机干燥法提取太湖地区黄泥土不同粒径微团聚体颗粒组样品,用平衡液吸附法和CaCl2与HCl溶液的连续解吸法研究原土和不同粒径微团聚体颗粒组对重金属Cu2 的吸附和解吸特征。结果表明,对于Cu2 的吸附,原土用Langmuir方程拟合最佳,而不同粒径微团聚体颗粒组用Freundlich方程拟合最佳。原土和不同粒径微团聚体颗粒组吸附量大小顺序为粘粒级>砂粒级>原土>粉砂级>粗粉砂级,这与其游离氧化铁和有机质含量呈显著正相关。原土和不同粒径微团聚体颗粒组对Cu2 的专性吸附质量分数随吸附量增加而减少,而非专性吸附质量分数则相反。不同粒径微团聚体颗粒组吸附总量小于原土,所以传统风干磨细的研究方法可能高估了土壤对铜固持能力。     

坝上地区土地利用与覆被变化对土壤养分的影响

坝上地区是典型的农牧交错带 ,生态环境十分脆弱。研究表明 ,解放后 ,该区土地利用与土地覆被状况经历了多次反复的变动。 2 0世纪 80年代以前 ,草地大规模改变为旱地 ,部分改为林地 ;90年代初 ,旱地又逐步被改为草地、林地和水田使用。土地利用与土地覆被的变化引起土壤中有机质、全N、全P、全K、碱解N以及有效态P、K、B、Mo、Mn、Zn、Cu和Fe等养分呈有规律的改变。当土地由草地变为林地、旱地变为林地、旱地变为水田时 ,总体养分增多。但也有例外 ,尤其是碱解N、速效P和速效K以及微量元素 ,有时出现与上述规律不一致的情况。     

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。