应用生物技术改良退化土壤的效果——以黄花草木樨改良盐碱化土壤为例

通过对种植黄花草木樨样地的监测，根据土壤理化性质的变化分析了退化土壤的改良效果。结果表明，种植黄花草木樨后，土壤脱盐率较高，土壤中盐分含量、pH值、交换性钠和碱化度明显降低，有机质含量显著增加。黄花草木樨还可有效地改善土壤的通透性能，使土壤中小于0．001mm和0．001～0．005mm的粘粒减少，0．05～0．25mm的砂粒增加，土壤体积质量变小，孔隙度增大。这一生物技术具有改善土壤结构、增加土壤肥力的特点。黄花草木樨是干旱半干旱地区改良退化土壤的一种优良牧草。     

退化沙质草地恢复过程土壤颗粒组成变化对土壤-植被系统稳定性的影响

通过对不同恢复程度的6个退化沙质草地群落样地的土壤取样,分析了土壤颗粒组成,进行了饱和持水量和土壤粘结力与结持性能的室内试验与测定.结果表明:在退化最为严重和沙漠化程度最高的群落1,土壤颗粒组成以0.25～0.10 nm的细砂和0.50～0.25 mm的中砂等粗粒成分为主,其质量分数分别为77.62%和19.02%;而0.10～0.05 mm的极细砂和<0.05 mm的粘粉粒等细粒成分的质量分数极低,分别为1.65%和1.67%.土壤颗粒组成的这种特征是沙漠化过程土壤各级颗粒受到强烈分选、土壤组成粗粒化的反映.退化沙质草地恢复过程土壤颗粒组成的变化主要表现为:粘粉粒和极细砂质量分数显著上升,在恢复程度最高的群落6分别达到了16.27%和27.38%;细砂质量分数则显著降低,在恢复程度最高的群落6下降到33.85%.极细砂和粘粉粒能够提高土壤持水能力,其质量分数每提高1%,相当于使土壤饱和持水质量分数分别提高0.18%和0.32%;增强土壤的粘结力和抗风蚀能力,是土壤基质的稳定剂,其质量分数每提高1%,相当于使土壤粘结力分别提高0.078 3 kg·cm-2和0.1363 kg·cm-3.退化沙质草地恢复过程土壤颗粒组成变化是土壤-植被系统互馈作用、良性发展的指示器,其生态意义在于:引起水分人渗和分配变化,使表层土壤截存的降水量增加,有利于浅根系草本植被发育,而深层土壤水分补给减少,沙地旱化;使土壤基质的黏结力和结持性能增强,稳定性增强,抗风蚀能力提高,进一步推动土壤-植被系统的良性发展,加速恢复进程.     

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.     

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。     

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。     

广东坡地红壤颗粒组成状况的研究──Ⅰ.土壤颗粒组成的特征

本文对广东坡地红壤颗粒组成的特征进行了初步研究、结果表明;广东坡地红壤较粗颗粒的矿物组成以轻矿物石英为主;粘粒的矿物组成一般以1：1高岭土为主;在粘粒的化学组成中,盐基淋失严重,铁铝氧化物聚积：颗粒大小分布主要受成土母质的影响。     

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。     

塔里木荒漠河岸林植物群落演替下的土壤理化性质研究

选择塔里木荒漠河岸林内典型、有代表性的不同演替阶段的群落,对其土壤理化性质进行研究。结果表明：土壤理化性质在演替方向和土壤剖面上表现出较强的规律性。演替后、中期表层土壤（0～20 cm）粘粒质量分数比初期分别减少了1.28%、64.29%、土壤砂粒质量分数分别增加了3.08%、17.23%,土壤明显变粗沙化。群落演替能明显增大土壤容重与非毛管孔隙度,降低土壤总孔隙度、毛管孔隙度、孔隙比、土壤水分质量分数、最大持水量、毛管持水量和最小持水量。演替后、中期表层土壤非毛管孔隙度比初期分别增大了33.78%、36.087%,土壤水分质量分数分别降低了85.57%、97.77%,演替后期最大持水量、毛管持水量分别比初期降低了40.28%、9.27%,导致土壤固相率减小,气相率增大,土壤持水供水能力与抗风蚀性能减弱。土壤有机质、全氮与碱解氮、全磷与速效磷、全钾与速效钾、盐分质量分数随群落演替呈降低趋势。演替后期表层土壤有机质、碱解氮、全磷与速效钾质量分数分别比初期降低了38.68%、60.71%、23.58%、66.93%,其土壤理化性质退化最显著。地下水位下降是引起荒漠河岸林植物群落逆向演替的驱动力。当前随人类干扰强度增强（水土资源开发）,塔里木荒漠河岸林土壤结构与土壤生态功能随之受到破坏与衰退,而保持合理的生态水位则是维持荒漠河岸林生态系统稳定的有效途径。     

广州郊区农业土壤重金属含量与土壤性质的关系

研究了广州郊区农业土壤性质和土壤中的重金属含量,并对2者的相关关系进行了分析。结果表明:广州郊区农业土壤中壤土占样品总数的70.5%,土壤pH值平均为5.93,土壤有机质平均含量为31 7g·kg-1,土壤阳离子交换量不高,且各区之间变幅较大;Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、As和Hg有效态含量在3种土壤中顺序为菜园土>水稻土>赤红壤;土壤重金属和土壤理化性质间的关系复杂,如有效态Cu、Zn、Ni与土壤有机质含量呈极显著相关,Cd与土壤有机质含量和土壤粘粒含量呈极显著相关,As除与有机质含量和粘粒含量有关,与pH、阳离子交换量也有极显著相关关系。     

北京延庆区不同林龄油松人工林土壤理化性质

为探讨林龄对北京地区油松(Pinus tabulaeformis)人工林土壤理化性质的影响,选择延庆区4个林龄(14、28、36、51年)油松人工林,研究土壤理化指标在从幼龄到成熟间随林龄增加的变化规律,阐明其在0-30 cm三个土层间的变化趋势.结果显示,随土层加深,含水率、持水量、孔隙度总体上逐渐减小,土壤容重的差异不显著,有机质、氮磷钾具有明显的表聚效应,p H总体上呈增加趋势,而电导率的变化规律不一.随林龄增加,同层土壤含水率、持水量、孔隙度则总体上逐渐增加,容重的差异不显著,有机质、氮磷总体呈增加趋势,钾素在14年和28年林分中显著高于36年与51年林分,p H呈逐渐减小,而电导率最大值出现在51年林分中.相关分析表明,土壤容重与水分特征、孔隙度均呈显著负相关;有机质与氮素、磷素呈极显著正相关,与p H呈极显著负相关,与土壤容重、全钾含量呈显著负相关,与速效钾呈负相关但不显著.本研究表明林龄的增加改善了油松人工林的土壤理化性质,结果可为北京地区油松人工林的抚育间伐、施肥管理、混交林营造等提供理论依据.     

引黄水库沉沙条渠沉积物的组成及理化特征

研究了济南市引黄供水鹊山水库沉沙条渠6个地理位置泥沙沉积物的组成及理化特征,并分析了沉积物的组成及理化特征参数间的相关性.结果表明,沉沙条渠内的泥沙沉积物在组成成分上与黄河沉积物基本相同,但含量及理化性质上有一定的差异.泥沙沉积物颗粒主要以粘粒、粉砂和细砂粒为主,颗粒粒度分布在0.3—125μm之间;沉积物的矿物主要由...     

金沙江干热河谷优势草本植物生物量与土壤物理性质的关系

测定金沙江干热河谷3种优势草本植物(扭黄茅、拟金茅和芸香草)的地上、地下生物量及土壤分层(0-5、5-10、10-20 cm)容重、含水率、持水量和孔隙度等物理性质,探讨3种植物地上、地下生物量、根冠比与各土层物理性质的相关性.结果显示:(1)扭黄茅地上生物量显著高于拟金茅和芸香草,但地下生物量和根冠比显著低于后两者.(2)除扭黄茅外,拟金茅和芸香草的地上、地下生物量之间均呈现异速生长关系.(3)芸香草0-5 cm的土壤物理性质优于5-20cm,拟金茅则相反;除含水率、非毛管孔隙度外,扭黄茅各土层物理性质无显著差异.(4)拟金茅地上生物量与0-5cm的含水率、5-10cm的毛管持水量、最小持水量、总孔隙度、毛管孔隙度呈显著正相关,其地下生物量与3个土层的含水率呈显著正相关;芸香草地下生物量与0-5 cm的含水率、5-10 cm的毛管持水量、最小持水量以及10-20 cm的最小持水量呈显著正相关,其地上生物量及扭黄茅地上、地下生物量与3个土层的物理性质均无显著相关性.拟金茅根冠比与容重呈显著正相关,与持水量、总孔隙度呈显著负正相关,芸香草根冠比与毛管持水量、最小持水量呈显著正相关.综上,含水率是影响拟金茅生长发育的重要因子,持水量、孔隙度对拟金茅地上生物量的影响更大;含水率、持水量对芸香草地下生物量的影响更为显著;扭黄茅生物量分配可能受到除土壤物理性质以外的因子影响更大.与拟金茅和芸香草地上、地下生物量的异速生长关系不同,扭黄茅通过分配较低地下生物量来适应干热河谷的特殊生境.(图4表5参46)     

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。     

博罗县下村农场坡地赤红壤的结构特征及其意义

探讨了博罗县下村农场坡地赤红壤的结构特征及其生产意义。结果表明,下村农场坡地赤红壤的质地较粗,土壤的团聚体含量较高,土壤的孔隙性较差;土壤粘粒、有机质,尤其是后者对土壤结构状况影响很大,土壤结构系数与土壤粘粒含量呈显著正相关,土壤1—0.05mm粗微团聚体含量、10—0.25mm水稳性团聚体及其几何平均直径值,均与土壤有机质含量呈显著正相关。坡地土壤的开发利用,应注意防治水土流失,减少团聚体的破坏,并特别注重提高土壤有机质含量,以改善土壤结构状况。     

成土母质对土壤团聚体形成的影响

成土母质对土壤团聚体数量及其稳定性的影响与不同母质所含无机胶体（粘粒、游离氧化物）的差别有关．对浙江省八类母质发育的土壤的团聚体组成的研究表明：母质对土壤团聚体及其水稳定性影响顺次为玄武岩＞石灰岩、Q2红土＞花岗岩、石英砂岩＞泥页岩＞紫砂岩＞红砂岩．其中母质对5－1mm粒级的水稳性团聚体的影响最为显著．     

农牧交错带开垦年限对土壤理化特性的影响

为研究农牧交错带天然草地转变为农田后,开垦年限对土壤理化特性的影响,按照邻近样地的取样原则,于2007年10月选择位于内蒙古东部农牧交错带太仆寺旗的天然草地和邻近的6个不同开垦年限的农田样地(垦殖年限为5、10、15、20、35、50 a)作为研究对象分析其土壤理化性状.结果表明:在0～30 cm土层中,天然草地转变为农田后,开垦年限对土壤养分含量和物理性状均有显著影响.土壤的有机碳含量、全氮含量、速效钾含量均随农田开垦年限的延长而降低.草地土壤的养分含量最高.与天然草地相比,0～10 cm土层,有机碳含量分别下降36%、47%、43%、57%、68%、68%;速效钾含量分别下降33%、55%、39%、65%、60%、40%.开垦年限对土壤物理性状也有明显影响,草地土壤的粘粒含量最高,砂粒含量最低;开垦年限越长的农田,土壤砂粒含量越高,粘粒含量越低;农田土壤的容重显著高于草地,随农田开垦年限的延长,土壤容重增加;而土壤pH值显示降低趋势.研究表明在研究区域天然草地具有较好的土壤养分保持能力,开垦年限越长越易导致土壤养分的缺乏和土壤的酸化和沙化,影响整个农牧交错带生态系统的稳定性和持续性.     

川西北高山/亚高山区6种典型土壤类型水文效应

通过测定川西北高山/亚高山区6种典型土壤类型(亚高山草甸土、高原草甸土、暗棕壤、棕壤、黄棕壤、褐土)不同土层深度有机碳含量、容重、孔隙度、持水蓄水及渗透性能,揭示6种土壤类型孔隙度及水文效应差异及在垂直空间的变化规律,建立6种土壤类型渗透速率与时间关系的渗透模型.结果显示:(1)0-100 cm土层6种土壤类型有机碳含量均值表现为高原草甸土亚高山草甸土褐土棕壤黄棕壤暗棕壤;不同土壤类型有机碳含量在相同土层差异显著(P 0.05),同一土壤类型随土层加深而减小;容重在0.87-1.79 g/cm~3之间,随土层加深容重增加;总孔隙度为37.6%-55.81%.(2)0-100 cm土层自然贮水量、最大持水量、非毛管持水量平均值亚高山草甸土最高;田间持水量、涵蓄降水量黄棕壤最高;随土层加深,最大持水量、毛管持水量、非毛管水量、田间持水量、涵蓄降水量增加.(3)6种土壤类型均表现为初渗速率大于稳渗速率,土壤类型间差异显著,渗透速率与时间呈幂函数关系,接近于考斯加柯夫公式.上述研究表明土壤类型的差异对孔隙特征和水文效应的作用显著,主要集中在土壤最大持水量、非毛管持水量及渗透速率方面;结果可为川西北地区不同土壤类型背景下生态环境恢复重建、生态系统水源涵养功能评价提供理论依据.(图2表5参26)     

小流域梯田土壤有机碳与土壤物理性质的关系研究

以农牧交错带的内蒙古赤峰市黄花甸子流域梯田土壤为研究对象,通过实地采样并运用差异性、相关性及通径分析等方法探讨了土壤有机碳与土壤物理性质的垂直变化特征以及二者间的关系。结果表明,(1)小流域梯田土壤有机碳具有表聚现象,且60 cm土层深度的土壤有机碳含量均值为6.66 g·kg~(-1),在全国处于中等水平。(2)土壤容重、含水量、砂粒含量随土层深度的增加而逐渐增加,粘粒含量逐渐减少。土壤容重、砂粒含量与有机碳含量呈显著负相关关系,土壤含水量、粘粒含量与有机碳含量呈显著正相关关系。(3)通径分析结果表明,土壤粘粒、土壤含水量的增加有利于土壤有机碳的累积和土壤肥力的提升,且土壤有机碳含量与土壤物理性质的通径分析剩余效应较小可以反应出土壤物理性质是影响土壤有机碳变化的重要因子。研究结果可为农牧交错带的赤峰市梯田土壤改良及碳库研究提供科学依据。     

农田沙漠化过程对土壤性质和作物产量的影响

地处北方半干旱农牧交错带东端的科尔沁沙地,是我国现代沙漠化最严重的地区之一。选择科尔沁沙地不同沙漠化阶段（非沙漠化、轻度、中度、重度和严重沙漠化）农田,研究了沙漠化发展过程对土壤有机碳、全氮、颗粒组成、土壤温度、土壤持水能力以及作物生物量的影响。结果表明,随着农田的风蚀,土壤发生粗化和有机质含量下降,土壤环境明显恶化,导致生物产量大幅度下降。从非沙漠化农田分别到轻度、中度、重度和严重沙漠化农田,100 cm深土壤有机碳含量下降34.4%、52.8%、81.6%和90.9%,全氮含量下降42.4%、58.5%、82.7%和92.6%。从非沙漠化农田到严重沙漠化农田,2～0.1 mm的土壤颗粒含量从64.4%增加到96.1%,0.1～0.05 mm的颗粒含量从28.8%减少到2.7%,小于0.05 mm的颗粒含量从5.9%减少到0.7%。严重沙漠化农田土壤温度比非沙漠化农田高3.0℃,土壤饱和持水量和田间持水量分别比非沙漠化农田低45%和53%,单株地上部生物量比非沙漠化农田低31%。非沙漠化、轻度、中度和重度沙漠化农田单位面积玉米产量分别比严重沙漠化农田高3.4、3.5、2.5和1.5倍。在科尔沁沙地,加强农田防护林建设,实施保护性耕作和增施有机肥是防止农田沙漠化和提高作物产量的根本措施。     

南泥湾湿地土壤动物群落组成与土壤理化性质的关系

南泥湾湿地是黄土高原地区的重要组成部分,长期以来受人类活动的剧烈影响,而南泥湾湿地生态恢复对整个陕北黄土高原区意义重大。为了研究南泥湾湿地土壤理化性质与土壤动物群落组成的关系,分别于2015年3月、6月、9月、12月,前往南泥湾湿地6种不同干扰程度的湿地(未退化湿地、轻度退化湿地、中度退化湿地、重度退化湿地、已垦湿地-农田、已退耕还湿恢复中湿地)进行土壤动物调查和土壤样品采集,共获得土壤动物3 285只,土壤样品72份。分析了南泥湾湿地土壤动物与土壤有机质、全氮、pH等6个理化因子的关系,结果表明,(1)南泥湾湿地土壤动物蜱螨目、弹尾目、小杆目个体数最多,分布也最广,即中小型土壤动物构成了研究区土壤动物的主要部分。(2)南泥湾湿地土壤动物个体数和类群数在0~20 cm土层皆表现为垂直递减且表聚性特征明显。总体上,不同干扰强度下的湿地类型土壤动物类群数变化不明显,但总数差异较大。(3)南泥湾湿地中小型土壤动物个体总数与土壤有机质和全氮呈显著正相关性,而与含水量和pH呈显著负相关,各理化因子与土壤动物类群数的相关性不显著。(4)南泥湾湿地中小型土壤动物类群数与土壤含水量、pH呈显著负相关,即土壤含水量和pH对南泥湾湿地土壤动物分布而言,是重要的限制性影响因子。该研究通过综合分析南泥湾湿地土壤动物群落组成与土壤理化因子变化的关系,有助于更深入地了解南泥湾受损湿地生态系统土壤动物结构现状,为退化湿地恢复和重建以及南泥湾湿地合理开发和保护提供科学依据。