退耕还湖后安庆沿江湿地土壤颗粒分形特征

以安庆沿江不同退耕还湖方式(白荡湖区,低坝高网式养鱼;菜子湖区,自然恢复湿地)和不同历史利用方式(水耕和旱耕)的湿地土壤为研究对象,分析退耕还湖后湿地土壤的颗粒分形特征变化。结果表明,退耕还湖后白荡湖区湿地土壤颗粒分形维数和<0.01 mm粒径颗粒含量降低,且历史水耕湿地土壤颗粒分形维数降幅小于历史旱耕湿地;菜子湖区湿地土壤颗粒分形维数和<0.01 mm粒径颗粒含量升高,且历史水耕湿地土壤颗粒分形维数增幅大于历史旱耕湿地。2个湖区湿地土壤颗粒分形维数与土壤细黏粒、粗黏粒和细粉粒含量呈显著正相关(P<0.01),与粗粉粒、细砂粒和粗砂粒含量呈显著负相关(P<0.01),与土壤有机质、全磷和有效氮含量呈显著正相关(P<0.05),土壤颗粒分形维数和土壤养分含量的聚类分析结果总体相似。土壤颗粒分形维数可作为评价退耕还湖后湿地生态恢复过程中土壤演变状况的重要参考指标。     

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.     

不同染料化合物在颗粒活性炭上的分形吸附规律

研究了颗粒活性炭对6种染料的吸附特征，结果表明，它们的吸附等温线均符合Ffendlich方程；由此计算出颗粒活性炭的表面分形维数均处于2到3之间．不同染料吸附时计算出的分形维数不同，吸附染料过程是在分形表面上发生的反应．吸附动力学过程分为快速吸附和慢吸附两个阶段，而且溶液中剩余染料的浓度变化动力学符合方程：Cout∝t^-α，表明该过程具有类分形动力学特征；并由指数α计算上述动力学反应的分形维数D．在实验的温度范围内，6种染料的吸附量和速度均随着温度的升高而增加；绿色染料吸附时的类分形动力学参数指数α和分形维数D也随之升高，而其它染料不呈现类似的规律．     

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)     

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.     

湘东丘陵区不同类型土壤活性碳组分的剖面分布与差异

土壤活性碳组分是土壤健康变化的指示器。选取湘东丘陵区3种不同母质发育的林地土壤（紫色土、板岩红壤和花岗岩红壤），研究土壤颗粒有机碳（POC）和溶解性有机碳（DOC）的剖面分布规律，并分析POC、DOC与土壤有机碳（SOC）、土壤质地的关系。结果表明：土壤剖面POC、DOC质量分数分别介于0．29～3．87g·kg。和15．01～311．34mg·kg^-1，随剖面加深而大幅降低。土壤剖面POC储量介于8．61一16．54t·hm^-2，以花岗岩红壤最高，板岩红壤最低；而DOC储量介于380．76～1184．83kg·hm^-2，以板岩红壤最高，紫色土最低。POC占SOC的比例（POC／SOC）介于6．42％～46．25％，其中紫色土和板岩红壤POC／SOC随土层加深而降低，而花岗岩红壤则完全相反。DOC占SOC的比例（DOC／SOC）介于O．35％～3．02％，其中紫色土DOC／SOC随土层加深而降低，板岩红壤与花岗岩红壤DOC／SOC则以B层最高。由此可见，不同母质发育的土壤类型，碳库质量和脆弱程度不一。从维持地力和环境健康的角度，应对不同母质发育的土壤制定不同的开发利用方案。     

南岳森林土壤的研究-Ⅲ.土壤颗粒组成

本文介绍了南岳森林土壤颗粒组成状况及其与环境间的关系,以及土壤的颗粒组成状况对其理化性质的影响。研究表明,南岳土壤质地主要为粉壤土、面砂土和壤粘土等。土壤质地的差异主要受植被类型、植物生长状况、放牧严重与否的影响,其次是受坡度和气候条件的影响。土壤颗粒组成状况显著地影响土壤的速效磷、速效钾、浸水容重、吸湿率、烧失率、pH值等,对土壤紧实度、有机质、碱解氮也有一定的影响。     

南京城市土壤的特性与重金属污染的研究

研究了南京市城市土壤母质组成、剖面结构、pH值、土壤质地、土壤有机质、重金属元素全量及其不同形态含量等理化性质和分布规律。结果表明，城市土壤母质来源复杂，剖面层次混乱，土壤反应石灰性、粗粒化、有机质含量升高和表聚现象较明显。城市土壤重金属污染较为严重。不同功能区的污染元素和污染程度有显著差异。综合污染程度以老工业区含量最高。依次为老居民区、商业区、风景区、城市广场、开发区。但各功能区土壤重金属的形态分异不明显。城市土壤的随机空间变异十分突出，无论是土壤性质还是重金属污染积累都如此。城市中可能存在一些高度污染的岛状区域，这在城市环境质量上必须予以密切关注。     

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)     

燃煤飞灰粒径分布函数的分形特征及其对吸附性能的影响

应用分形几何原理,研究了飞灰颗粒的粒径分布特征及其粒径的分形分布函数,并将分形维数作为描述飞灰颗粒粒径分布的特征参数,从而建立了飞灰粒径分布特征及其与重金属吸附能力的量化关系.应用分形分布函数讨论了不同粒径分布的飞灰颗粒对燃煤烟道气中汞的自吸附脱除效应.利用粒径分布分维数可以定量研究不同粒径分布的飞灰颗粒系统中重金属污染物的吸附能力.     

多氯联苯在土壤中的吸附规律及其影响因素研究

为了建立定量描述土壤中多氯联苯（PCBs）迁移规律的数学模型,以采自现代黄河三角洲地区的土壤为研究对象,针对类二噁英类多氯联苯PCB81及阻转类多氯联苯PCB95在土壤中的吸附行为进行了研究,获得了其吸附等温方程并分析了土壤有机质含量、颗粒组成、pH、矿物质含量等特性参数对吸附量的影响。结果表明,PCBs在土壤中的吸附行为符合Langmuir吸附等温方程;PCBs的吸附量与土壤中有机质含量和土壤粘粒含量呈正相关关系,与土壤pH值及土壤矿物质含量无明显相关关系。     

阿维菌素在不同类型土壤中的吸附研究

采用Freundlich吸附等温方程研究了阿维菌素在不同类型土壤中的吸附。结果表明:阿维菌素的吸附等温线均为直线,说明吸附可能与其在土壤有机质中的分配作用有关;土壤有机质含量是影响阿维菌素土壤吸附的最重要因子,吸附系数与有机质含量呈正相关;阿维菌素有机质吸附常数平均值为2 369.185,吸附自由能为17.25~20.59 kJ.mol-1;降低水土比可以增加阿维菌素在腐殖酸和土壤中的吸附。     

植物吸收修复对土壤镍及其主要化学性质的影响

采用室内盆栽试验方法,研究了外源镍污染土壤的植物吸收修复对土壤镍形态和土壤主要化学性质的影响。试验用水稻土添加NiSO4·6H2O(100～1600mgkg-1)经过12周的驯化培养后,种植了镍超累积植物Alyssu mmurale,110 d后收获植物并进行了试验土壤镍的形态和主要化学性质的分析,采用再分配系数和结合强度系数对植物修复效果进行了定量分析。结果表明,根区土壤中DTPA提取态镍的数量明显减少,根区土壤DTPA-Ni与非根区土壤DTPA-Ni之比的范围在0.33～0.61之间。每盆植物提取镍量为6.61～31.18mg,植物提取量随着添加镍量增加而增加,地上部分最大镍含量达到12454.1mgkg-1。根区的再分配系数在2.17～4.19之间,而非根区的再分配系数在6.87～15.91之间,再分配系数随着镍添加量的增加而增大;根区的结合强度系数为0.84～0.39,而非根区的则为0.88～0.26,随着土壤中镍添加量的增加,结合强度系数逐渐减小。植物吸收修复后,根区土壤镍的再分配系数降低、结合强度系数增大,表明土壤镍各形态之间的稳定性增加,因此植物修复可以加快外源镍在土壤中的稳定。试验结果也表明,根区土壤中pH随着镍添加量的增加呈下降趋势、但较非根区土壤的高;根区土壤有机碳亦较非根区的高。     

Changes of Soil Microbiological Properties Caused by Land Use Changing From Rice–Wheat Rotation to Vegetable Cultivation

A survey was done recently in Jiaxing city of Zhejiang Province in the Yangtze River Delta to compare the differences of soil microbiological properties among paddy soils with different land use including continuous open-field vegetable cultivation (OFVC), plastic-greenhouse vegetable cultivation (PGVC) and traditional rice–wheat rotation (RWR). The soil types included are percolating, permeable and waterlogged paddy soils. The results indicate that the microbial flora was markedly changed as the land use changed for all the three soil types. In continuous vegetable cultivation soils, especially in PGVC soils, the bacteria amounts decreased dramatically, but the fungal and actinomyce amounts increased as compared with RWR soils. The dehydrogenase activities decreased significantly in vegetable soils, especially in PGVC soils as compared with RWR soils. The microbial biomass C and the total phospholipid contents (TPL) in vegetable cultivation soil greatly decreased as compared with RWR soils. Biolog analysis indicated that the kinds of carbon sources that could be metabolized by native microbes in PGVC soils greatly decreased as compared with OFVC soils and RWR soils, revealing that microbial diversity had decreased since land use change. The activities of some soil enzymes including urease, invertase and phosphase were all lower in OFVC soils than those in RWR soils, and those in PGVC soils were the lowest. The degradation of microbiological activities in continuous vegetable cultivation soils, especially in PGVC soils, as compared with RWR soils might have been caused by soil acidification and accumulation of salts due to overuse of both organic and inorganic fertilizers in vegetable cultivation.     

稻田土壤对铵的矿物固定对土壤保氮作用的贡献

为了定量评价土壤对铵的矿物固定作用在土壤对肥料氮的保持作用中的相对贡献,通过室内培养试验和分析测定,研究了湖南省几种主要母质发育的水稻土对添加铵的矿物固定作用及其对土壤保氮作用的贡献。结果表明:土壤对外源铵的矿物固定是土壤重要的保氮机制之一,但不同土壤对保氮作用的相对贡献大小不一,以河沙泥的固铵作用对土壤保氮作用的贡献最大,固铵量占总保氮量的51.5%,红黄泥最低,固铵量仅占总保氮量的17.1%,其余五种土壤的固铵作用对土壤保氮作用的贡献大小顺序依次是黄泥田(43.7%)、湖潮泥(35.5%)、紫泥田(35.4%)、灰泥田(25.0%)、麻沙泥(20.8%)。     

人工封闭对城市土壤功能的影响研究进展

随着全球城市化的快速发展，城市生态系统研究已受到人们的广泛关注。土壤作为城市生态系统的一个重要组成单位与功能载体，其功能与质量已受到城市化的冲击和影响。由人类活动（如房屋建筑、道路建设等）引起的土壤封闭是城市土壤的一个重要特征。与自然土壤封闭相比，人工封闭土壤严重地阻碍了城市土壤与外界环境的物质能量交换，限制了土壤功能的实现，成为导致土壤质量退化的重要因素。研究人工封闭对城市土壤功能的影响有利于更全面认识城市化的生态环境效应。本文介绍了城市土壤人工封闭的概念、主要特点及其与传统自然土壤封闭的异同；综述了人工封闭对城市土壤水分运动、土壤与环境间气体与能量交换、生物多样性与行为以及粮食安全影响等方面取得的研究进展。目前城市封闭土壤研究仍处于起步阶段，仅在个别城市开展过相关研究，且主要围绕人工封闭对城市环境与土壤的表观影响，对封闭后土壤性质的变化及其机制研究仍很缺乏。未来仍需在更多城市开展系统调查以获取基础数据，需着重研究城市封闭土壤中污染物的赋存、迁移、转化，封闭后土壤碳氮固持能力的变化，以及土壤微生物性质的变化，同时要创新研究方式和研究方法，为加强城市生态系统研究、实现城市可持续发展提供科学依据。     

西红柿镍毒害的土壤主控因子和预测模型研究

选取我国有代表性的17种土壤,运用生态毒理学方法研究了土壤中外源镍(Ni)对西红柿的毒性,结果发现土壤中外源Ni对西红柿的生长毒性主要受土壤pH值、有机碳含量的影响.在供试淋洗(使用模拟的人工雨水滤洗定量的土壤样品)和非淋洗土壤中,Ni对西红柿生物量50%抑制的毒性阈值(EC50)范围分别从11mg·kg-1到932mg·kg-1和从7mg·kg-1到2055mg·kg-1,其最大值和最小值比例分别达到了85和294倍.土壤pH值是土壤中Ni对西红柿生长毒性的主控因子,进一步引入土壤有机碳因子时,淋洗和非淋洗土壤理化性质和EC50之间回归方程的决定系数R2由0.853和0.743分别提高到了0.925和0.824.利用土壤性状(土壤pH值、有机碳含量)可以较好地预测土壤中外源Ni对西红柿生长的毒性阈值.     

Mobility and adsorption of the triketone herbicide mesotrione in the soil of corn crops

The triketone herbicide mesotrione has been applied pre‐emergence at the dose of 150 g a.i. ha^?1 on corn fields grown within the same period of time at different sites on clay, loam, sandy loam or sandy soils. During the crops and one month after the corn harvest, the mobility of mesotrione has been measured in the 0–20 cm surface soil layer, soil samples being taken in the 0–2,2–4,4–6,6–8, 8–10, 10–15 and 15–20 cm surface soil layers. During the first month after the treatment, mesotrione remained in the 0–2 cm surface soil layer. Thereafter, mesotrione was at a higher concentration in a 2 cm‐thick soil layer which progressively moved down in the clay, loam and sandy loam soils. In the sand soil, mesotrione moved down as a uniform diffusion, its concentration being similar in all the 2 cm‐thick layers of the 0–10 cm soil surface layer. Low mesotrione residues (6–10 ug kg^?1 dry soil) attained the 10–15 cm layer faster in the clay and sand soils than in the loam and sandy loam soils. Mesotrione was not detected in the 15–20 cm soil layer of the loam and sandy loam soils, but well in the sand and clay soils. In the soils of the corn crops mesotrione thus mainly remained in the 0–10 cm surface soil layer. This low mobility and depth of penetration conjugated to the rate of mesotrione soil degradation explain why there was no movement of mesotrione toward the deeper soil layers. The adsorption of mesotrione was greatest on the soils recently treated with organic fertilizers, and having a loam or sandy loam texture. The adsorption coefficients explained the lower mobility and the greatest persistence of mesotrione in these soils.