盐碱草原土壤特性及生物量空间异质性研究

土壤盐分是土壤特性中最活跃和复杂的一部分。受土壤性质、气象、地形、地下水文及长期地球化学过程等自然条件和耕作、灌溉等人类活动因子的影响,土壤水分、盐分的变异状态在一定程度上反映了土壤各层的盐渍化程度和状态。而土壤盐分与水分、土壤物理性质等有十分密切的联系,因此,运用地统计学研究采用振动深松集成技术改良盐碱化草原前后土壤水分、盐分等特性的空间变异规律,以地理信息系统ArcGIS为平台,建立土壤水分、盐分等图形数据和属性数据相结合的信息数据库,建立其空间分异模型和空间分布图,直观的表现各特性的空间变异规律。结果表明,采用振动深松集成技术后土壤盐分含量在空间上有递减,平均ρ（土壤盐）由5.60g.L-1下降到3.73 g.L-1;土壤容重、土壤硬度分别降低13%和24%,利于牧草根系生长,生物量变异结果显示,改良前后的草层高度和产量空间分布逐渐达到了均一化,牧草产量达到了2738.1 kg.hm-2,实现了植被全覆盖,盐碱化草原得到了恢复。     

pH对宁夏引黄灌区盐碱化土壤重金属吸附-解吸过程的影响

高pH值是宁夏引黄灌区盐碱化土壤的显著特征,研究盐碱化土壤的高pH值对不同重金属元素的富集和释放规律,可为宁夏引黄灌区盐碱化土壤重金属污染的控制及治理提供科学依据。通过调节pH值,采用土柱淋溶的方法,模拟盐碱化土壤的Cd和Pb的吸附-解吸过程,研究pH对盐碱化土壤重金属Cd、Pb吸附-解吸特征、形态和生物活性的影响。结果表明:在试验设定的pH范围内,盐碱化土壤对Cd的吸附量随着pH值的升高而呈升高趋势,在pH值为8时达到峰值,对Pb的吸附量随pH的升高呈波动状变化状态,在pH值为10时达到峰值;同时,Cd的解吸量随吸附量增加而线性增大,解吸量随pH升高而增加,但解吸量随吸附量变化而变化的幅度随pH值的升高而减小,Pb的解吸量随吸附量增加而呈选择性增加。随着pH的升高,Cd可交换态和碳酸盐结合态的含量变化趋势相反,生物活性基本不变,其Fe/Mn氧化物结合态、有机结合态和残渣态的含量不变;Pb可交换态和碳酸盐结合态的含量随着pH的升高而升高,生物活性增强,有机结合态的含量减少,Fe/Mn氧化物结合态和残渣态的含量不变。宁夏引黄灌区盐碱化土壤的高pH值可以降低土壤对重金属Cd、Pb的吸附,缓解重金属污染引起的生态、粮食及其食品安全压力。     

气候变化背景下近15 a乌梁素海流域植被动态变化

以内蒙古乌梁素海流域为研究对象,利用SPOT-VGT NDVI、数字高程模型(DEM)和气象数据,分析了1999—2013年流域植被覆盖变化及其海拔效应,并结合年平均气温和年降水量变化,探讨了流域植被变化对气候变化的响应。结果表明,乌梁素海流域植被覆盖度总体较低,NDVI多年平均值仅为0.213;1999—2013年乌梁素海流域94.8%的区域植被覆盖呈明显增加趋势,2013年NDVI年平均值比1999年增加22.4%;乌梁素海流域的植被覆盖表现为随高程增加而减少的趋势,1999—2013年NDVI年变化率随高程的变化趋势显著,仅在海拔梯度1 000 m处出现显著减小趋势(Mann-Kendall检验的统计值Z-1.64),在其余海拔高度均呈显著增加趋势(Z1.64);1999—2013年乌梁素海流域NDVI年平均值变化与年降水量呈显著正相关(P0.05),与年平均气温呈负相关(P0.05)。     

崇明县土壤主要理化指标的空间分布与变异特征

于上海市崇明县(崇明岛、长兴岛、横沙岛3岛)采集0～20 cm表层土壤样品128个,采用经典统计学和地统计学相结合的方法,分析土壤有机质、全氮、有效磷、有效钾含量和土壤电导率、容重、pH值等数据,研究土壤特性的空间分布规律.结果表明:崇明3岛有效磷和电导率的分布具有强变异性,pH值的变异强度最弱,其他土壤特性均具有中等变异强度.土壤容重和pH值具有很强的空间相关性.而土壤有机质、全氮、有效磷和有效钾的空间相关性最弱,其分布受随机因素影响较大.Kriging空间插值分析表明,受农事活动和城镇效应的影响,崇明岛土壤有机质和全氮含量高值区主要集中于人为活动比较密集的地区,土壤容重和pH值分布趋势基本一致,呈现由东西两端向岛中央递减的趋势.崇明岛土壤有机质、全氮、有效磷和有效钾含量两两间呈显著相关关系(α=0.01).     

银叶树群落优势树种分布与土壤环境、群落竞争的关系研究

古树群落对研究群落演替和物种更新具有重要的研究价值。森林群落中,土壤环境和群落竞争是影响物种生长和分布的重要因子。为探究古树群落优势树种对土壤环境和种间竞争的响应差异,以深圳盐灶银叶树(Heritiera littoralis)群落为研究对象,设立样方进行群落和土壤性质调查,分析银叶树群落乔木层和灌木层的5种优势树种分布与土壤环境、种间竞争的关系。结果表明:土壤pH值、盐分、磷元素和钾元素含量是影响银叶树群落树种分布的主要土壤因子;乔木层优势树种的分布与群落多样性显著相关,且乔木层优势树种个体的分布显著影响灌木层个体的分布;银叶树对群落多样性和土壤环境的响应与其他优势树种呈相反趋势,随着群落多样性的增加和土壤盐分及pH值的降低,除银叶树外的其他优势树种重要值均呈上升趋势,银叶树重要值则呈下降趋势;银叶树幼树生长显著受群落多样性的影响。阴香(Cinnamomumburmanni)、假苹婆(Sterculia lanceolata)、海杧果(Cerbera manghas)、多毛茜草树(Aidia pycnantha)、九节(Psychotria rubra)和罗伞树(Ardisia quinquegona)等优势树种随着土壤养分,尤其是磷和钾元素含量的提高以及群落正向演替而稳定更新和生长,而银叶树幼树对群落竞争的敏感度很可能影响其种群在山坡、邻海海岸等土壤环境较好的生境中的更新和维持。因此,银叶树种群保育应考虑改善沼泽土壤环境以缓解土壤pH值和盐分过高产生的潜在胁迫,同时应持续跟踪银叶树幼苗幼树个体在山坡和邻海海岸生境中的生长状况。     

大别山区龙潭小流域土壤全氮和有效磷的空间变异及条件模拟

土壤属性的空间变异研究对于了解土壤的差异性具有重要意义.运用普通克里格法和序贯高斯模拟方法对大别山区龙潭小流域土壤全氮和有效磷的空间分布进行估值和模拟.结果表明:土壤全氮、有效磷的空间变异均属于中等程度变异,具有强烈的空间自相关,半方差函数拟合的模型均为指数模型,全氮变程为333 m,有效磷变程为474 m.全氮含量主要分布在1.2-1.6 g kg-1之间,占总面积的34.96%,流域的中部和南部较高,北部、东部、西部较低;有效磷含量主要集中在60-100 mg kg-1之间,占总面积的42.17%,流域的西北和南部含量较高.1 000次的序贯高斯模拟显示,普通克里格插值得到的土壤全氮、有效磷的空间分布整体较连续,具平滑效应,序贯高斯模拟的空间分布整体离散,波动性较强.临界概率值为0.50时可以满足条件模拟的要求.随机模拟能够较好地描述土壤属性空间分布的不确定性,为揭示区域土壤属性的空间结构特征提供了有力的工具.     

苏打盐碱土地区水田水盐运移模拟与预测研究

井灌种稻虽然是近年来松嫩平原西部土地苏打盐碱化治理的有效途径,但苏打盐碱地种稻改良对土壤盐分状况的长期影响,却缺乏定量化评价。作者选择该区代表性地点,通过田间观测与建立模型相结合的方法,对现有种植条件下的水田盐分动态变化进行了模拟和检验。研究发现,经过一定开垦年限土壤剖面平均含盐量下降到1.5g·kg-1左右后,在降水量正常的条件下,土壤盐分已基本达到平衡,不再随着开垦年限增加而进一步下降。相反,如遇干旱年份土壤盐分还会略有增加。需要进一步采取增加排水次数、改善土壤通透性等其它技术措施,才能使苏打盐碱地种稻改良达到更加理想的效果。     

喀斯特石漠化过程中土壤重金属镉的地球化学特征

喀斯特石漠化是喀斯特背景下的土地退化.文章对喀斯特高原区贵州省清镇市王家寨峰丛洼地同一流域内不同类型石漠化、不同等级石漠化以及不同干扰方式石漠化土壤重金属镉的含量变化及其空间分布特征进行了研究.结果表明:研究区土壤Cd含量在0.034～0.635 mg·kg-1之间,平均值为0.243 mg·kg-1.其中,黑色石灰土Cd含量普遍高于黄壤,且存在极显著性差异(p≤0.01).土壤Cd含量总体随石漠化程度的加深而呈降低趋势,但除强度石漠化和轻度石漠化之间有显著性差异外(p≤0.05),其他石漠化等级之间无显著性变化.不同干扰方式石漠化之间,土壤Cd含量表现为开垦＜放牧＜火烧＜樵采,其中,开垦与火烧、开垦与樵采在对土壤Cd含量的影响上存在显著性差异(p≤0.05).土壤Cd含量在不同坡位间无明显变化规律,也无显著差异.研究区土壤Cd含量受土壤组分、有机质、pH和CEC等诸多因素的影响,其中,土壤有机质、pH和土壤组分是其主要影响因素.     

精河绿洲盐渍土表层土壤盐分因子的空间变异及分布格局

土壤含盐量、电导率和pH值是调查评价土壤盐渍化程度的主要因子,对其进行定量探讨及空间异质性研究是解决土壤盐渍化快速诊断问题的前提。以新疆精河绿洲为研究区,利用"3S"技术并结合Google Earth进行实地调查,结果表明:(1)精河绿洲表层土壤0~10 cm层含盐量和电导率呈强变异强度,变异系数分别为1.053和1.146;10~20 cm层的土壤电导率变异系数为2.385,也呈强变异。绿洲表层土壤0~10 cm以及10~20 cm层pH值的变异系数均小于10%,属于弱空间变异;(2)通过空间插值方法发现,0~10和10~20 cm层的土壤电导率和含盐量高值区主要集中在艾比湖东南部和西北部,由于受到各种自然与人文因素的影响,土壤电导率和含盐量较高,盐渍化程度较高;而在艾比湖西侧以及以耕地为主的绿洲内部植被覆盖度较高,盐渍化程度较低。2层土壤的pH值的分布并无明显的变化规律,呈现出高低值交错分布的状态;(3)含盐量的空间自相关指数从0~10 cm层的0.306增加到10~20 cm层的0.527。研究区土壤含盐量自西南向东部逐渐增加,0~10 cm层以及10~20cm层盐分含量呈相同的空间变化趋势且含盐量在空间上具有较强的依赖关系。该研究对于及时掌握盐渍化程度与分布、合理制定土地利用政策与生态改良措施、实现区域可持续发展等方面具有重要作用。     

乌梁素海沉积物中营养盐分布特征与固碳能力

通过2008—2011年连续现场采样和室内实验分析,研究了乌梁素海沉积物营养盐的分布特征以及固碳功能.结果发现,乌梁素海沉积物中氮与有机碳水平分布具有相同规律,总磷水平分布差异较大,揭示了沉积环境和水动力条件对磷在沉积物中的累积具有一定影响,也在一定程度上反映了磷来源的多样性.在垂直方向上,总氮、有机碳、硝态氮规律明显,随深度增加有递减的趋势,而总磷和氨氮垂直分布差异性显著,表明其与环境因素和早期演化和成岩作用有关.乌梁素海沉积物中C:N:P=20.2:4.5:1,小于Redfield比(C:N:P=106:16:1).沉积物中总氮与有机碳有明显的正相关性,而总磷与有机碳无相关性.乌梁素海沉积物有机碳沉积速率为169.55 g·m-2·a-1,有机碳密度为5.70 kg·m-2.30 cm深度沉积物中,碳储量为134.39×104t,存在很大的固碳潜力,这对于调节气候变化和维护湖泊区域生态平衡具有重要潜能.     

Estimating soil salinity in different landscapes of the Yellow River Delta through Landsat OLI/TIRS and ETM+ Data

Soil salinization has increasingly become a serious issue in coastal zone due to global climate changes and human disturbances. Assessment of soil salinity, especially at the landscape scale, is critical to coastal management and restoration. Two data from OLI/TIRS and ETM+ sensors of Landsat satellite were used to compare their ability to invert the spatial pattern of soil salinity in both farmland and salt marsh landscapes in the Yellow River Delta, China, respectively. The results showed that the in situ electrical conductivity (EC _a ) of soil, representing soil salinity, were closely related with spectral parameters and salinity indices calculated by the remote sensing data. The results of multiple regression models have showed that nearly all the spectral parameters and salinity indices calculated by OLI/TRIS data were more sensitive to soil salinity than those by ETM+ data. Therefore, the models based on OLI/TIRS data are superior to those on ETM+ data in estimating the spatial pattern of soil salinity in farmland and salt marsh landscapes. Our results were very helpful to evaluate the levels of soil salinization in the Yellow River Delta.     

滨海盐田建设对周边土壤及植被的影响

随着滨海盐业的迅猛发展,盐田的急剧扩张已经对周边环境产生了影响。通过调查盐田周边植被分布特征,分析与植被带对应的典型样地土壤理化性质的空间异质性,研究了盐田对周边土壤及植被的影响。结果表明：盐田周边的植被分布存在明显的空间异质性,在盐田周边呈带状分布,且距盐田越近,植被盖度、物种丰富度越低。土壤含盐量的空间分布在宏观上表现为距盐田越近,含盐量越高,土壤盐渍化越重。距离盐田20m处土壤含盐量平均值达8.22g·kg-1,距离盐田1000m处,土壤含盐量平均值为1.84g·kg-1,土壤含盐量显著降低,且表层土壤含盐量与采样地距盐田间的距离之间呈显著相关关系。由此可见,盐田的扩建已经显著加重了周边土壤的盐渍化程度。     

吉林西部草地生态系统不同退化演替阶段土壤有机碳变化研究

草地盐碱化是吉林西部典型的生态环境问题。针对吉林西部具有＂羊草群落（Leymus chinense）→羊草-虎尾草群落（Carex duiuscula）→羊草-碱茅群落（Puccinellia distans）→碱蓬群落（Suaeda glauca）＂直至退化为盐碱地的逆向演替规律,本文选取大安市姜家甸草场为典型区进行野外样地调查,收集不同演替阶段植物样品30份,土壤剖面样品100份,表土样品40份,监测群落生态特征、土壤理化性质,计算土壤有机碳储量。分析结果表明：随着退化演替的进行,羊草-虎尾草群落的多样性指数、植被生物量、土壤有机质最高,土壤含水率及全N指数逐渐降低,土壤的pH值及土壤容重升高,土壤有机碳含量在0～100cm各土层呈现出先升高再降低的趋势,其中0～40cm内变化显著,50～100cm内相差不大,1m土壤有机碳密度从羊草群落的75.37t·hm-2升高到羊草-虎尾草群落的76.11t·hm-2,至盐碱地减少到52.21t·hm-2,约减少30%。研究结果对吉林省合理放牧、草地固碳量的增加和土壤碳储量的提高都有指导意义。     

Spatial variability in soil water and salinity in Tamarix community in a semiarid saline region of the upper Yellow River北大核心CSCD

Tamarix is widely distributed in semiarid saline regions of the upper Yellow River. The community of Tamarix affects the spatial distribution of soil water and salinity. It is important to explore the dynamic response relationship of Tamarix community and spatial distribution of soil water and salinity in order to evaluate the effects of vegetation community construction and ecological restoration in this region. The natural Tamarix community in the secondary saline-alkali land of the Ningxia Yellow River Irrigation Area was investigated in July 2016. Classical statistics and geostatistics were used to analyze the spatial distribution characteristics of soil water and salinity. The results showed that the soil water content was relatively low (1.98%-7.55%), whereas the soil salinity was high (average conductivity 10.28-25.38 mS/cm) in the study area. The variability coefficient range of soil water and salinity was 36.1%-83.7%, both with moderate variations. Furthermore, the variation degree of soil salinity decreased with the increase in soil depth. The soil water and salinity had obvious spatial structure characteristics, which was mainly affected by structural factors or structural factors associated with stochastic factors. The coefficients of nugget were 0.04%-49.88%, indicating the strong spatial correlation. The spatial distribution of soil water and salinity in Tamarix community showed a patchy pattern; the soil water and salinity distribution in the areas with high Tamarix growing density were considerably high. The correlation analysis showed that there was a positive correlation between soil water and salinity in the study area. In conclusion, soil water and salinity restrict the distribution and growth of Tamarix. Furthermore, the distribution and growth of Tamarix enhanced the spatial variability of soil water and salinity. Keywords. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

荒漠绿洲农田盐渍化过程中土壤环境的演变过程

土壤环境的盐渍化演变过程是盐渍化其它过程研究的基础。采用空间代替时间的方法,在干旱绿洲区选择大麦（Hordeum vulgare L.）作物地不同盐渍化阶段农田为研究对象,并以非盐渍化农田作为对照,探讨农田盐渍化过程中土壤理化特性的演变过程。结果表明,（1）随盐渍化程度的加剧,土壤颗粒组成发生变化,沙粒含量趋于增加,黏粒含量趋于减少,粉粒含量在重度和极重度盐渍化阶段完全消失。表土层土壤容重呈显著增加趋势（P〈0-05）,但土壤温度没有显著性变化（P〉0-05）。（2）土壤有机碳、全氮、全磷和速效氮含量呈波动式降低趋势,而速效磷含量呈波动式增加的趋势。与未盐渍化农田相比,轻度、中度、重度和极重度盐渍化农田土壤表层有机碳和全氮含量分别减少了14.03%、26.26%、42.01%、48.03%;19-08%、35.63%、46.84%、56.88%。（3）随盐渍化程度的加剧,盐分表聚现象明显,除 HCO3-外,Na＋、Cl-、K＋、Mg2＋、SO42-、全盐含量均显著增加（P〈0-05）,且随着深度的增加逐渐下降。与未盐渍化农田相比,轻度、中度、重度、极重度盐渍化农田土壤电导率、全盐,SO42-,Na＋含量分别增加了31.42%、74.42%、203.95%、693.58%,6.56%、96.38%、86.36%、414.86%,5.23%、114.58%、104.00%、430.32%,31.46%、145.22%、345.11%、1797.70%;HCO3-下降了-11-31%、2.02%、3.75%、10.94%。（4）土壤电导率、全盐、SO42-、Ca2＋、Cl-、Mg2＋、K＋、Na＋之间呈极显著正相关（P〈0.01）,但与土壤含水量没有显著正负相关性,与黏粉粒含量呈显著负相关（P〈0-05）;土壤有机碳、全氮、速效氮之间呈极显著正相关（P〈0.01）,但与土壤含水量没有显著正负相关性,与土壤电导率、全盐、SO42-、Ca2＋、Cl-、Mg2＋、K＋、Na＋之间呈极显著负相关（P〈0.01）。这说明,在农田盐渍化过程中,随盐渍?     

Assessment of soil salinisation in the Ejina Oasis located in the lower reaches of Heihe River,Northwestern China

Recognition of the spatial-temporal distribution characteristics of soil salinity has become an important basis for the formulation of strategies required in the utilisation and sustainable development of soil resources in arid and semi-arid area. In this paper, based on vegetation cover dataset during 1998–2015 in Ejina region combined with the collected soil salinity data, geostatistical methods were used to explore the temporal and spatial dynamic characteristics of soil salinity and its impact on vegetation in the study area. The results showed significant differences in soil salinisation characteristics with a large variability in the soil salinity among the different soil depths, with a variation coefficient ranging from about 0.97–1.47. Soils are represented by a continuous variation, both in space and time. Soil salinity showed an obvious spatial autocorrelation, with a plaque type distribution. The areas of the salinised soil found for the years 2003, 2011 and 2015 were approximately 18,565, 23,206 and 17,721?km², respectively. From the relationships deduced between the normalised difference vegetation index (NDVI) and soil moisture and salt content in different soil depths, the present study ascertains that the soil moisture content is the most important limiting factor of vegetation growth in Ejina Oasis.     

上海市蔬菜地土壤硝态氮状况研究

以上海市郊不同管理方式下菜地表层土壤采样测定土壤硝态氮含量为基础,并以水稻土等土壤作为对照,以期了解上海蔬菜地土壤硝态氮的现状,为菜地的合理施肥提出科学依据。结果表明,由于管理方式不同,土壤的硝态氮的NO3--N质量分数差异明显。大棚蔬菜地土壤中NO3--N明显高于其它其他用地管理方式下的土壤,依次为:w(大棚蔬菜地)>w(露天蔬菜地)>w(传统自留地),而且土壤硝态氮的积累是全剖面性的,而非仅在表层,如在80~100cm土层,大棚土壤硝态氮也为农田的好几倍。而且,大棚蔬菜地土壤盐渍化明显,主要特点之一是硝态氮积累,盐分高的土壤一般硝态氮也高。此外,长期大量的N肥投入引起了土壤酸化。土壤pH与土壤NO3--N质量分数呈线性负相关,经统计检验相关性达极显著水平。     

Soil characteristics and their potential thresholds associated with <Emphasis Type="Italic">Scirpus mariqueter</Emphasis> distribution on a reclaimed wetland coast

We studied various soil characteristics associated with Scirpus mariqueter growth and spatial heterogeneity in the Shanghai Nanhui Dongtan wetlands. In September and October 2015, 12 soil characteristics (soil organic carbon, total phosphorus, total nitrogen, nitrate, nitrite, ammonia, orthophosphate, pH, moisture content, particle size, salinity, and tidal elevation) were analyzed from 101 soil samples. The key factors affecting S. mariqueter spatial distribution were determined using canonical correspondence analysis and curve-fitting analysis. Results showed that vegetation indices of height, cover, density, and biomass were positively correlated (P?<?0.05) with tidal flat elevation. S. mariqueter was mainly distributed at tidal flat elevations of 2.0–3.4 m. Plant coverage and density were positively correlated (P?<?0.05) with total nitrogen and soil salinity. Based on the curve-fitting and independent samples t-test analyses, thresholds of total nitrogen, conductivity, and tidal flat elevation of soil were 0.5475 g/kg, 0.8368 μS/cm, and 2.75 m, respectively. This study provides critical data for future coastal wetland remediation worldwide.     

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。