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又红又专历了多次反复的变动。20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经起土壤中有机质、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。     

土地利用方式和施肥管理对黑土物理性质的影响

为了探讨东北黑土区土壤水分的调控能力及其影响因素以及土壤水分对降水和不同植被覆盖的响应,以海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的长期定位试验为基础,利用中子水分仪测定土壤体积含水量,研究裸地、休闲地以及包括单施有机肥、化肥+秸秆还田、单施化肥和不施肥4种处理的农田耕层土壤物理性质和土壤水分动态.结果表明:与休闲地相比,农田土壤容重增加7.47％,而孔隙度、饱和含水量和田间持水量均呈降低趋势,分别下降2.59、6.04和1.90百分点;肥料的施入尤其是施用有机肥和秸秆还田能够改善土壤物理性质;裸地土壤物理性质最差.由于植被耗水量较大,农田和休闲地土壤剖面年平均体积含水量显著低于裸地,施用化肥和秸秆还田可显著降低农田土壤剖面年平均体积含水量.各处理土壤剖面水分变异系数均随土壤深度的增加(0～70 cm深处)而呈先减小后增加趋势.由于植被生长的耗水作用,休闲地和农田土壤水分变化比裸地强烈,秸秆还田加剧了农田土壤水分的变异.土壤储水量的动态变化与降水量之间存在明显相关性,不同土地利用方式和施肥管理对浅层土壤储水量的影响较大,但随着土壤深度的增加,各处理对土壤储水量的影响越来越不明显.     

退化羊草草地生态恢复过程中大型土壤动物群落生态特征

选取吉林省大安市姜家甸草场天然羊草草地、一年生人工碱茅草地和一年生人工碱茅草地为研究样地，于2002与2003年7月份两次对样地进行野外采样。共捕获大型土壤动物3130只，分别隶属2门5纲10目13类。通过对比研究表明：土壤动物群落间个体密度有一定的差异，鞘翅同在各生境中都有较高个体密度分布，显示其是该草原地带大型土壤动物的特征性类群，土壤动物类群和个体数垂直分布表聚程度群落间有较大不同，土壤动物群落生物多样性存在空间分异。认为水肥干预可以增加土壤动物群落的生物多样性。DG多样性指数更适合表达不同演替阶段土壤动物群落的差异，大型土壤动物群落生物多样性能够指示退化草地生态系统恢复与重建过程。     

吉林西部退化草原土壤盐渍化特征分析

对吉林西部退化草原六种常见植被类型下的土壤(0～20 cm)盐渍化特征进行了分析。采用国际上通用的土壤饱和浸提液电导率(ECe)、碱化度(ESP)和pH分别表征土壤的盐度、钠质化和酸碱程度。土壤盐度分为轻度、中度、重度和极度四个等级,对应的变化范围分别为:2～4、4～8、8～16、>16 dS m-1;土壤钠质化程度分为轻度、中度、重度和极度四个等级,对应的ESP范围分别为:5～10%、10～20%、20～40%、>40%;土壤酸碱性分为酸性、中性和碱性三种,对应pH范围分别为<6.5,6.5～8.5、>8.5。结果表明,植被类型对土壤盐度具有很好的指示作用,按土壤盐度由高到低排列,植被类型的顺序依次为:无植被(碱斑)、碱蓬(Suaeda glauca)、碱茅(Puccinellia tenuiflora)、虎尾草(Chloris virgata)、芦苇(Phragmites australis)、羊草(Leymus chinensis)。碱斑地、碱蓬地、碱茅地和虎尾草地的盐渍土类型均为盐化钠质土(ECe>2 dS m-1,ESP>5%),其中碱斑地和碱蓬地土壤盐化程度为极度(26.54≤ECe≤176.80 dS/m)、钠质化程度为极度(50.22≤ESP≤94.54%);碱茅和虎尾草植被下土壤盐度分别为10.70≤ECe≤27.62 dS m-1和6.86≤ECe≤13.88 dS m-1,钠质化程度分别为30.97≤ESP≤60.26%和16.21≤ESP≤58.11%;芦苇地的盐化程度为1.56≤ECe≤3.37 dS/m,钠质化程度为轻度(7.82≤ESP≤15.88%);羊草地的土壤盐度和钠质化程度分别2.43≤ECe≤6.66 dS m-1和1.43≤ESP≤8.34%。就土壤pH而言,羊草地为中性(7.44≤pH≤8.23),芦苇地为中性和/或碱性(8.18≤pH≤10.02),虎尾草地、碱茅地、碱蓬地和碱斑地均为碱性(8.83≤pH≤10.63)。     

荒漠草原区不同土地利用类型土壤水分时空特征

土壤水分是荒漠草原区土地可持续利用的重要指标,通过多个连续生长季的观测能够分析土壤水分的可持续性.对2011-2012年连续2a土壤水分和降水量进行定点观测,比较分析了荒漠草原区不同土地利用类型土壤水分的时空变化.结果表明:枯水年不同土地利用类型之间土壤水分差异比丰水年大;枯水年5种土地利用类型土壤水分随时间的变化均呈增长型,而在丰水年均呈波动型;5种土地利用类型土壤水分在枯水年呈现3峰3谷的变化特征,在丰水年与降水量的波动显著相关,并且有较长时期处于稳定期(7月至次年4月);无论是丰水年还是枯水年,荒漠草原区土壤含水量以人工苜蓿地和人工甘草地较大,甘草苜蓿昆合草地和天然草地次之,柠条林地最低.通过对比分析不同年份5种土地利用类型土壤水分的时空变化,以及水分补给与消耗在土壤剖面上的变化特点,可以更好地理解在景观尺度上的生态过程,对荒漠草原区土壤水分的有效利用及水土保持具有重要意义.     

1987-2008年南四湖湿地植被碳储量时空变化特征

利用研究区1987、1997和2008年的LandsatTM／ETM＋卫星遥感数据,结合实地采样调查和收集的资料,计算3个时期山东省南四湖湿地各植被类型的面积和碳储量;同时依照不同覆被类型（植被类型）的平均碳储量将各覆被类型的斑块划分为不同储碳等级,绘制3个时期的南四湖湿地植被碳格局图,分析植被碳储量的时空变化特征、变化产生的原因和变化对湿地的潜在影响。研究结果表明：研究前期（1987年）植被储碳格局存在着明显的植被碳储量以湖南北中心线向两岸增大的带状特征,研究中后期（1997-2008年）带状储碳格局不断破碎化并最终消失。整个研究期高储碳等级的斑块面积不断减小,低储碳等级的斑块面积增加。湿地植被碳储量呈现前期基本稳定后期显著减少的特征,1987、1997和2008年湿地植被碳储量均值分别为1．07、1．08和O．64TgC,1987-1997年湿地植被碳储量平均年增加0．001TgC,变化幅度不大;1997-2008年年减少0．04TgC,下降较明显。其中自然植被碳储量在整个研究期内持续减少,人工植被碳储量呈现先增加后减少的波动变化特征,分析认为这一变化特征产生的主要原因是南四湖地区多因子驱动的土地覆被变化活动。通过区域湿地植被的碳平衡动态分析认为,植被碳储量（碳库）的减少可能会导致整个湿地碳储量的入不敷出,使整个湿地碳汇能力下降甚至可能变为碳源。     

典型喀斯特地区土壤退化机理探讨:不同土地利用类型土壤水分性能比较

我国西南喀斯特生态脆弱区以土壤退化为核心的环境退化形势严峻.揭示土壤退化过程和退化机理,是认识喀斯特这个特殊环境的土地生态系统诸多环境退化问题的一个重要途径.本文选择黔中猫跳河流域上游长顺县广顺乡典型喀斯特景观为研究区,通过野外采样和实验室分析,对不同土地利用类型的土壤水分性能进行了比较研究,以探讨喀斯特地区土壤退化的过程与机理.结果表明,与基本无退化的本底林地相比较,草地土壤的水分性能明显变劣,表现为:土壤的持水能力下降,田间持水量和毛管持水量分别下降49.5%和56.2%;土壤供水能力降低,总有效含水量下降56.4%;土壤渗透性能减弱,150 min饱和渗水量减少70.1%.土壤的这些水分特征与土壤发生的强度和速度都有着非常密切的关系,草地土壤水分性能的这种退化将加剧土壤的侵蚀.可以认为,在西南典型喀斯特地区,土壤的水分退化是土壤退化的一个关键过程和因素.     

成渝城市群黑碳气溶胶的时空分异特征及其对土地利用/土地覆被变化(LUCC)的响应

基于2000—2015年MERRA-2的黑碳气溶胶(BC)空间分布数据和土地利用/土地覆被数据,利用GIS空间分析手段和地理加权回归模型,识别成渝城市群BC浓度的时空分异和土地利用/土地覆被变化(LUCC)特征,探讨BC浓度对LUCC的响应关系。结果表明:(1)成渝城市群BC浓度在整体上呈现出中部高、四周低的同心圆格局,且这一态势在15 a中没有发生明显改变;2000、2005、2010和2015年的年均浓度分别为3.86、4.97、4.91和4.51μg·m~(-3),以2005年为拐点呈先上升后下降的趋势,且2005年高值区的空间范围最大,经历了扩张-收缩的变化过程;在季度水平上表现出冬季秋季春季夏季的趋势,秋冬季BC污染形势严峻;(2)2000—2015年成渝城市群土地利用/土地覆被的主要类型为耕地、林地和草地,该时期3种地类面积总和的占比均在94.61%以上,土地利用结构未发生明显改变;以耕地与草地连续减少和建设用地持续增加为LUCC的主要特征,水域、林地和未利用地略有增加;(3)不同土地利用/土地覆被类型下的BC浓度总体上呈现出建设用地耕地水域林地未利用地草地的特征;在不同的土地利用/土地覆被转换方式下,当人工用地转为自然用地时BC浓度降低,当自然用地转为人工用地时BC浓度增加;(4)地理加权回归模型计算结果表明,局域拟合系数较高区域的LUCC对BC浓度的影响较为显著,且呈现出明显的空间分异现象。     

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)     

纳帕海流域不同植被类型土壤呼吸动态及其影响因子分析

土壤呼吸在生态系统碳循环过程中占有重要地位,为探讨纳帕海流域生态系统土壤呼吸过程,于2014年8月中下旬期间,采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对流域内7种植被类型土壤呼吸速率及其与土壤温度的响应规律进行了研究。结果表明:(1)各植被类型的土壤呼吸速率日变化都呈单峰曲线形式,最高值和最低值分别出现在13:00─16:00和2:00─8:00;(2)各植被类型土壤呼吸速率日均值为自然草地(5.506μmol·m~(-2)·s~(-1))轻度退化草地(4.322μmol·m~(-2)·s~(-1))高山灌丛(3.849μmol·m~(-2)·s~(-1))中度退化草地(3.226μmol·m~(-2)·s~(-1))重度退化草地(2.959μmol·m~(-2)·s~(-1))高山松Pinus densata林(2.260μmol·m~(-2)·s~(-1))青稞Hordeum vulgare Linn.var.nudum Hook.f.地(2.256μmol·m~(-2)·s~(-1));(3)当草地开垦为农田后,其土壤呼吸速率降为最低水平;(4)所有植被类型的土壤呼吸速率与5 cm土壤温度呈指数相关,其中在自然草地上,土壤温度对其土壤呼吸的影响最大,但温度敏感性却较低,重度退化草地的土壤温度对其土壤呼吸的影响最小,但温度敏感性最大。研究可见,区域内人类活动使草地退化、转变为农田等过程,导致其土壤呼吸速率显著下降。重度退化草地对温度变化所表现出的相对较高的敏感性,预示着在环境变化的影响下,生态系统过程及功能将会产生更大的波动。     

中国大气降尘地域性分布特征研究

为了研究中国大气降尘量的地域性分布特征,探讨大气降尘的影响因素,文章以中国大气降尘研究为基础,汇总近20年25个行政区44个地区的降尘量数据,以10 t·km-2·month-1为间隔首次划分降尘区间,为中国降尘量标准的制定提供参考。中国大气降尘现有研究多集中在东北部、中东部地区以及西北沙漠地区,降尘量整体分布为北方高于南方,西部多于东部。除涉及强沙尘暴袭击区域外,现有研究区域的降尘量算术平均值为14.73 t·km-2·month-1,53.7%的研究区域降尘量小于该平均值。降尘量少于20 t·km-2·month-1的地区多集中于沿海地区、长江中下游地区以及东北平原地区,此类地区多为旅游景区和重要的商品粮产地,植被覆盖率较高,水土保持性能良好,且不易有较大的风沙侵袭;华北平原地区、内蒙古高原地区和准噶尔盆地一带降尘量相对偏高,此类区域多为重工业区,发展经济的同时造成了不同程度的环境污染和资源掠夺;降尘量最大的地区位于塔里木盆地一带,最大值为2915.96 t·km-2·month-1,属于沙尘暴多发区。大气降尘量虽会在一定程度上受到经济发展、工业布局、能源结构的影响,但更多的是因为其地域性差异而造成降尘量不同。中国现有的各地降尘量的数据较少,且研究区多位于城市等人类活动中心,更多地区的降尘量尚需要进一步研究。     

数字植物区系学的纲要

数字植物区系学产生的背景主要是由于传统植物区系学的方法缺陷不能解决大尺度、大范围植物区系的比较研究以及数字化技术的日趋成熟;它的主要研究内容包括植物区系量化研究的理论基础、方法体系、比较标准及其数字指标等问题,如不同植物区系的丰富性综合评价,不同植物区系成分的划分与内在联系、区系性质异同的确认,不同植物区系相似关系分析、亲缘关系的确定、区系来源和种子植物系统发育的探索,不同植物区系的地理归属,量化研究并验证吴征镒院士所提出的中国种子植物属的各个分布区类型和我国种子植物特有、孑遗以及具有标识性类群(如间断分布类群和在系统演化中的原始类群等)的分布格局、分布规律、分布中心和趋近分布中心程度,以及量化研究并验证吴征镒院士提出的中国植物区系的热带亲缘思想、王文采院士提出的东亚一些植物的间断分布式样和迁移路线与汤彦承教授提出的东亚植物区系第三纪源头等问题.     

广东省蔬菜硝酸盐含量的调查与分析

为了解广东省蔬菜硝酸盐含量状况,分别对阳山、番禺、深圳等蔬菜生产基地和深圳市各流通领域中蔬菜的硝酸盐含量进行跟踪调查。结果表明,广东省蔬菜生产基地的蔬菜硝酸盐含量超标严重,特别是市民食用量较大的几种叶类蔬菜超标最为明显。定点监测结果表明,蔬菜的硝酸盐含量与蔬菜的新鲜程度呈明显的正相关,蔬菜越新鲜其硝酸盐含量越高;在2次定点监测中,蔬菜硝酸盐平均含量都呈现出如下的趋势:生产基地的>批发市场的>超市和农贸市场的。     

Changes in soil organic matter composition after afforestation of arable farmland in northeast China

Since the 1970s, a substantial area of arable farmland in a semi-humid area of northeast China has been planted as deciduous forests (Populus tomentosa Carr.). This study investigates the effects of afforestation on soil organic carbon (SOC) content and the chemical composition of the soil. Soil samples (Calcic chernozem) were collected from the upper 10?cm of paired arable land and secondary forests established 5 and 25 years previously. Carbon isotope analysis and pyrolysis–gas chromatography/mass spectrometry were used to determine SOC composition. The results show that (i) compared to the arable land, five years of afforestation caused a decrease in SOC and N concentration, while 25 years of afforestation resulted in an increase in SOC content; (ii) stable isotope δ¹³C analyses of the forest soils show gradual loss of crop-derived C and an accumulation of forest-derived C; and (iii) afforestation increased lignin abundance and decreased decompositional activity in the 25-year-old forest topsoil. Higher amounts of short-/mid-chain aliphatic compounds were observed in the 5-year-old forest (5–10?cm); and (iv) the arable soil contained substantially higher amounts of decomposed plant material and microbially derived substances. The results obtained suggest that long-term afforestation increases the SOC concentration, and alters the chemical composition of SOC.     

转基因烟草中赖氨酸含量的提高

采用叶盘法将高赖氨酸蛋白基因导入到烟草中.GUS组织化学染色、PCR扩增、Southernblot分析表明, 该基因已经整合到烟草基因组中.测定 10株转基因烟草叶片赖氨酸含量,大部分植株有着明显的提高,最高幅度达到了49. 89%. 图 6参 11     

湖南省某些稻田土壤固定态铵的剖面分布

利用Silva-Bremner法测定了湖南省某些稻田土壤各剖面的固定态铵量，揭示了其分布规律。固定态铵绝对含量的剖面分布规律有4种类型：第1类为土壤固定态铵随剖面深度增加而增大；第2类是土壤固定态铵随剖面深度增加而减小；第3类是土壤固定态铵随剖面深度变化不明显；第4类是土壤固定态铵在土壤剖面某一土层中明显增大或减少，特别明显的是犁底层的固定态铵量常比耕作层要高。这与成土过程、母质类型以及人为活动等因素有关。固定态铵相对含量分布常从上至下逐渐增加。     

上海市郊蔬菜硝酸盐含量及评价

对上海市不同种类和不同种植方式下的蔬菜硝酸盐含量进行测定，以期了解上海市蔬菜的硝酸盐含量现状。结果表明，不同种类蔬菜硝酸盐含量(设为Y)由高到低依次为：Y(绿叶菜类)→Y（豆类)→Y（瓜类)→Y（茄果类)→Y（食用菌类)；叶菜类的硝态氮含量较高，平均为463.95mg／kg；其次是豆类，平均值为141．91mg／kg；瓜类、茄果类、食用菌类蔬菜的硝态氮平均含量较低，分别为102．38mg／kg，38．81mg／kg，26．29mg／kg。耕作和种植制度均能影响硝酸盐在土体中的积累和迁移，由于管理方式不同，同一种蔬菜品种的NO3^--N质量分数(设为Y)由高到低依次为：y(大棚蔬菜)→y(露地蔬菜)→y(传统自留地蔬菜)。所有样品中叶菜类蔬菜的硝酸盐含量超过一级标准的占57.1％，污染指数最高的达3．50，污染较重；豆类、瓜类、茄果类、食用菌类样品中硝酸盐没有超过一级标准的，污染较轻。     

塔里木河下游地区新生林地滴灌后土壤水盐再分布特征

以塔里木河下游农二师35团8连绿洲-荒漠交界处滴灌条件下的新生林土壤为研究对象,对滴灌结束24 h后的土壤水分、盐分分布特征进行了分析.结果显示:水平方向上,各点处纵剖面土壤含水率随着距滴头距离的增加逐渐下降,至距滴头75 cm处达最低值;而各点处土壤纵剖面含盐量则随着距滴头距离的增加逐渐上升,至距滴头75 cm处达到峰值.垂直方向上,无论水分还是盐分,在20-40 cm土层含量较高,至中下层趋于下降.水平方向上,随着距滴头距离的增加,滴头处土壤剖面含水率与其他点处土壤剖面含水率的相关性依次递减,距滴头75 cm处土壤剖面含盐量与其他点处土壤剖面含盐量的相关性依次递增;垂直方向上,与20-40 cm土层含水率相关性较强的是0-20 cm土层,在α=0.01水平上呈显著相关,其次是40-60 cm土层,在α=0.05水平上呈显著相关.     

农杆菌介导将高赖氨酸蛋白基因导入谷秆两用水稻

采用农杆菌介导法将高赖氨酸蛋白基因导入到谷秆两用水稻中，GUS组织化学染色、PCR扩增、Southem blot分析表明，该基因已经整合到水稻基因组中，测定9株转基因水稻叶片赖氨酸含量，大部分植株有明显的提高，最高幅度达到了22．71％，图6参15     

云南蛇纹岩发育土壤与植被中重金属含量的分析

对云南蛇纹岩发育土壤进行了植物和土壤的重金属含量调查和分析.结果表明,Ni、Co为土壤中的主要污染金属,在土壤中的含量范围分别为565~4844mg/kg和69~481mg/kg,Cu、Zn含量则在正常范围内;土壤中Ni、Co生物可利用态的含量均较低.统计分析显示,土壤中Ni、Co含量之间存在显著正相关(R=0.794,P<0.01).调查蛇纹岩发育土壤上隶属21科的42种高等植物,并分析其重金属含量,发现植物体内Ni、Co含量也存在显著相关,可能受到土壤因素的影响所致.调查并未发现Ni、Co的超累积植物,但发现此区域存在较多的Ni、Co耐性植物,对Ni矿废弃地的植被重建有一定的研究意义.图1表6参8