喀斯特石漠化地区退耕模式对土壤团聚体组成和稳定性的影响

探明贵州花江—关岭喀斯特石漠化地区不同退耕模式对土壤团聚体组成和稳定性的影响,为石漠化地区不同植被恢复模式的水土保持效益评估提供科学依据。选取喀斯特石漠化地区耕地(对照)、乔木林地和花椒林地土壤为研究对象,采用湿筛法测定0～40 cm土层土壤团聚体组成,计算0.25 mm水稳性团聚体含量(R_(0.25))、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数(D)等团聚体指标。结果表明:1)耕地转变为乔木林地和花椒林地显著增加了粗大团聚体(2 mm)含量(P0.05),显著降低了2 mm粒径团聚体含量(P0.05);2)土壤R_(0.25)、MWD和GMD值表现为乔木林地花椒林地耕地,土壤分形维数D值则相反;3)退耕后土壤团聚体稳定性的增加主要与粗大团聚体含量增加有关,2 mm和0.25 mm粒径是土壤团聚化过程中关键的临界点;4)退耕后,土壤团聚体含量和稳定性指标的变化幅度随土层深度的增加而减小,表明表层土壤团聚体组成和稳定性对土地利用变化的响应更为敏感。     

凤阳山主要林分类型土壤团聚体及其稳定性研究

【目的】探究凤阳山自然保护区的林地土壤团聚体组成及其影响因素,为恢复与保护土壤资源提供一定的理论依据。【方法】以浙江省凤阳山自然保护区内海拔1 300～1 400 m范围内主要林分类型(阔叶混交林、针阔混交林、杉木林、竹林)林地为对象,测定不同土层土壤基本理化性质和水稳定性团聚体粒径分布及其含量,分析土壤理化性质对土壤团聚体及其稳定性的影响。【结果】①4种林分土壤水稳定性大团聚体(WSA)(≥0.250 mm)含量均在90%以上。土壤水稳定性大团聚体含量及平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均以杉木林的最大,竹林的最小。②通过非度量多维标度(NMDS)排序分析,阔叶混交林、针阔混交林和杉木林对≥2.000 mm粒级土壤团聚体影响较大,竹林对≥0.053～0.106 mm粒级的土壤团聚体的影响较大。③土壤密度与土壤MWD及GMD之间均呈显著正相关,与土壤分形维数(D)呈显著负相关。非毛管孔隙度与土壤MWD及GMD之间均呈显著负相关,与土壤D呈显著负相关。【结论】林分类型较土层深度对土壤团聚体粒级组成及稳定性的影响更显著,土壤密度及非毛管孔隙度等土壤理化性质较土壤总孔隙度、毛管孔隙度及总有机碳含量等对土壤团聚体粒级组成及稳定性的影响更显著。     

植被恢复过程中土壤团聚体分形特征研究

通过野外调查和室内分析,运用分形理论,研究了典型黄土丘陵沟壑区安塞纸坊沟流域植被恢复过程中土壤团聚体含量及分形特征,以期为黄土高原植被恢复和生态建设提供科学指导.研究结果表明:(1)恢复早期(7年)有利于大团聚的形成,但0.16 mm粒级的团聚体含量在各恢复年限中都占有最大比例.(2)分形维数随年限在2.68~2.89间变化,其中恢复7年分形维数最小,但仅有15年和24年恢复年限差异显著.土层间分形维数值为2.75~2.83,以表层0~10 cm分形维数最小.(3)分形维数与平均质量直径和0.25 mm团聚体均呈极显著负相关,与0.16 mm团聚体含量呈极显著正相关关系.     

西双版纳地区胶农(林)复合系统对土壤团聚体的改良作用

研究了西双版纳地区3种典型胶农(林)复合生态系统(橡胶-茶叶、橡胶-可可和橡胶-大叶千斤拔)以及单层橡胶林的土壤团聚体稳定性特征以及土壤结构特征.结果表明:与单层橡胶林相比,胶农(林)复合系统的土壤物理性质得到明显改善,表现在土壤容重降低,土壤孔隙度增大,并且土壤容重和土壤孔隙度均与2 mm和0.25 mm水稳定性团聚体以及与各团聚体稳定性指标呈极显著相关性;除了橡胶-茶叶复合系统外,橡胶-可可、橡胶-大叶千斤拔复合系统2 mm和0.25 mm水稳定性团聚体含量极显著增多,并且随着土壤深度的增加而下降;相比较单层橡胶林,胶农(林)复合系统团聚体稳定性指标平均重量直径(MWD)和平均几何直径(GMD)均显著增加,分形维数D值则减小,说明构建胶农(林)复合系统后团聚体更加稳定,土壤质量明显得到改善;逐步回归和差异性检验分析表明,MWD可作为该研究地区最佳土壤结构稳定性指标.     

有机种植技术对茶园土壤团聚体组成及稳定性影响

选取福州鼓山茶园土壤,对常规与有机种植模式下0~50 cm土层土壤团聚体组成、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(D)进行测定与分析。结果表明:(1)常规茶园和有机茶园在0~50 cm各土层均以微团聚体(0.25mm)含量最高,1mm粒级团聚体含量最低;(2)与常规种植相比,有机种植土壤在0~50 cm土层大团聚体(R0.25)含量、MWD以及GMD分别降低19.74%、32.22%、27.18%,D提高1.64%;(3)茶园土壤总体表现为随土层加深团聚体稳定性逐渐降低。     

筛分强度对桂东北喀斯特典型人工林土壤团聚体的稳定性影响

为了研究桂东北地区的典型人工林覆盖土壤团聚体在不同筛分强度作用下的结构稳定性,采用AS200筛仪机械筛分的方法,分析4种喀斯特典型植被(毛竹林、杉木林、桉树林、马尾松林)土壤的团聚体颗粒在1.5mm、2.5mm振幅筛分强度的分级特征。通过对平均质量直径(MWD)、不同筛分强度下土壤团聚体颗粒分级特征及其有机碳分布进行分析,结果显示,桉树林和杉木林土壤MWD无显著差异,但均显著大于马尾松林和毛竹林的。在0.5~1mm、0.25~0.5mm和0.25mm粒径范围内,桉树林、马尾松林土壤1.5mm与2.5mm振幅筛分团聚体含量之差为负值,杉木林、毛竹林土壤团聚体含量之差为正值。桉树林、马尾松林和杉木林土壤有机碳含量随团聚体减小而增大。从团聚体聚合角度来看,毛竹林土壤结构机械稳定性最强,马尾松林土壤结构稳定性最差。不同桂东北喀斯特地区典型人工林土壤团聚体颗粒分级差异较大,且筛分强度直接影响团聚体分级结果。     

河南周口市杨树和女贞林地土壤团聚体稳定性及其有机碳分布

采用干筛法和湿筛法研究河南周口市两种典型人工林(杨树和女贞)土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征的影响.结果表明:干筛法与湿筛法所得结果差别较大,表明土壤水稳定性团聚体含量较少.湿筛条件下,土壤团聚体以0.25mm粒径为主(84.53%～95.23%); MWD和GMD值分别介于0.22～0.80mm和0.42～1.24mm之间.干筛条件下,土壤团聚体以≥0.25 mm粒径为主(56.90%～83.97%),MWD和GMD值分别介于1.55～3.08 mm和0.55～1.43mm.女贞林土壤大团聚体含量及MWD和GMD值均显著高于杨树林.团聚体有机碳含量基本表现为女贞林高于杨树林,且土壤有机碳含量与大团聚体含量有较好的相关性.研究表明,女贞林更有利于该地区提高土壤结构的稳定性和有机碳含量的提高.     

四川丘陵区不同类型边坡土壤的团体差异性研究

在四川丘陵区的遂渝铁路遂宁站附近,以自然边坡的自然边坡土、铁路切挖边坡的岩石源植生土、铁路切挖边坡的农田源植生土3种不同类型边坡土壤为对象,对不同类型边坡土壤的团聚体差异性进行了研究.结果表明:岩石源植生土的水稳性团聚体含量显著小于农田源植生土,土壤结构破坏率表现为岩石源植生土>自然边坡土>农田源植生土.岩石源植生土、农田源植生土和自然边坡土的分形维数分别为2.605,2.700和2.706,岩石源植生土的分形维数显著小于农田源植生土和自然边坡土,而农田源植生土与自然边坡土的分形维数之间无显著差异.土壤颗粒平均重量直径和几何平均直径在不同类型边坡土壤之间存在显著差异,均表现为岩石源植生土>自然边坡土>农田源植生土.     

采用二维光学图像和三维断层扫描研究单一粒径土壤团聚体的分形特征

分别通过二维光学图像法和三维X射线断层扫描法计算单一粒径土壤团聚体分形维值.土样采自重庆北碚西南大学稻田垄作免耕长期定位试验点,采用湿筛法对土样进行粒径分级,二维分形特征研究的团聚体粒级分别为:0.0 5 3,0.0 5 3~0.2 0 0,0.2 0 0~0.4 5 0,0.4 5 0~1.0 0 mm;CT扫描研究所用原状土样粒级分别为:0.0 5 3,0.0 5 3~0.0 2 5,0.0 2 5~1,1~2 mm.结果表明:二维光学图像法得到的单一粒径土壤团聚体孔隙分形维值介于1.1 7~1.5 4;三维X射线断层扫描结果显示团聚体中孔隙分形维值在1.3 5~1.6 5之间,团聚体的分形维数介于2.0 6~2.2 0之间,且分形维数随粒径增大而减小.采用二维光学图像和三维断层扫描均可用于定量研究不同粒径土壤团聚体中孔隙的分形特征,而采用三维X-射线断层扫描可以定量描述单一粒径土壤团聚体的分形特征.     

不同治理措施下丘陵地茶园土壤团聚体的分布规律研究

该文以茶园土壤水稳性团聚体为研究对象,比较分析已治理茶园和未治理茶园的土体结构特性。结果表明:从粒径分布来看,不同治理措施茶园粒径分布有所差异,但只有2-1mm粒径级已治理茶园水稳性团聚体与未治理茶园水稳性团聚体质量占比差异达到显著水平(p=0.036),其他粒径级均为差异不显著;从山顶到山脚,R0.25、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GWD)呈下降趋势,分形维数呈增大趋势;总体上,已治理茶园的R0.25、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GWD)大于未治理茶园,分形维数小于未治理茶园,其土壤结构优于未治理茶园。     

四川丘陵区不同类型边坡土壤的团聚体差异性研究

在四川丘陵区的遂渝铁路遂宁站附近,以自然边坡的自然边坡土、铁路切挖边坡的岩石源植生土、铁路切挖边坡的农田源植生土3种不同类型边坡土壤为对象,对不同类型边坡土壤的团聚体差异性进行了研究．结果表明：岩石源植生土的水稳性团聚体含量显著小于农田源植生土,土壤结构破坏率表现为岩石源植生土〉自然边坡土〉农田源植生土．岩石源植生土、农田源植生土和自然边坡土的分形维数分别为2．605,2．700和2．706,岩石源植生土的分形维数显著小于农田源植生土和自然边坡土,而农田源植生土与自然边坡土的分形维数之间无显著差异．土壤颗粒平均重量直径和几何平均直径在不同类型边坡土壤之间存在显著差异,均表现为岩石源植生土〉自然边坡土〉农田源植生土．     

复合养殖对柑橘林土壤微团聚体分形特征及理化性质的影响

【目的】研究经济林复合经营模式中,鸡的养殖密度对林下表层(0～20 cm)土壤微团聚体特征和土壤理化性质的影响,并探讨特征微团聚体组成比例(PCM,<0.02 mm/(≥0.02～0.25 mm))、<0.02 mm与≥0.02～2.00 mm粒级含量的比值(RMD,<0.02 mm/(≥0.02～2.00 mm))和分形维数D与土壤理化性质之间的关系。【方法】以四川盆周低山丘陵区柑橘林地为对象,在试验区中建立20 m×20 m标准地各4块,设置3次重复,分别饲养鸡0、600、1 200和2 400 只/hm²,采用“S”形5点取样法分别采集0～20 cm土样,并测定土壤微团聚体组成、有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量及土壤物理性质。【结果】柑橘林下养鸡经济林的复合经营模式增加了土壤微团聚体大粒级(≥0.02～2.00 mm)颗粒含量,降低了小粒级(<0.02 mm)颗粒含量。随养鸡密度的增加,土壤PCM、RMD和D值均逐渐减小。不同养鸡密度的土壤PCM、RMD及D均与土壤含水量、非毛管孔隙、毛管孔隙、总孔隙、通气度以及土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾等含量呈显著负相关(P<0.05),与土壤密度显著正相关。【结论】柑橘林下养鸡可促进土壤较小粒级的微团聚体向较大微团聚体的转化,能有效改善土壤微团聚体组成,降低土壤PCM、RMD和D; 土壤PCM、RMD和D可作为评价林下养鸡生态系统土壤理化性质的一项重要综合性定量指标。     

不同林型兴安落叶松林土壤团聚体及其有机碳特征

【目的】团聚体是土壤结构的基本单元,其对有机碳的保护作用是稳定土壤碳库的重要机制。采用野外调查与室内分析相结合的方法,探讨林型对兴安落叶松林土壤团聚体的分布、稳定性及有机碳含量的影响,为兴安落叶松林的可持续经营、碳汇功能提升提供参考。【方法】在内蒙古大兴安岭兴安落叶松原始林内,依据不同林型(草类-兴安落叶松林、杜香-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林)设置28块30 m×30 m的样地,以距地面0~10 cm、≥10~20 cm、≥20~40 cm和≥40~60 cm分层取土样,测定土壤理化指标、不同粒径土壤团聚体及有机碳含量;基于单因素方差分析、相关分析和逐步回归分析方法,分析各林型间土壤团聚体各特征值的差异,以及各土壤理化指标对土壤团聚体分布、稳定性及有机碳含量的影响,筛选对各林型土壤团聚体有显著影响的主导因子。【结果】①兴安落叶松林土壤团聚体含量以粒径≥0.250~2.000 mm团聚体占比最高,且表层(0~10 cm)含量显著大于其他各层;各林型土壤大团聚体(粒径≥0.250~2.000 mm)含量大小表现为杜鹃-兴安落叶松林>草类-兴安落叶松林>杜香-兴安落叶松林,林型对20 cm以下土层各粒径的团聚体含量影响显著。②兴安落叶松林表层(0~10 cm)土壤的团聚体稳定性较高,其平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著大于其他各层,但各林型间无显著差异;稳定性指标在各林型间的显著差异主要发生在≥40~60 cm土层,杜鹃-兴安落叶松林土壤团聚体的稳定性较好。③各林型土壤团聚体有机碳含量由多到少依次为粒径≥0.250~2.000 mm团聚体、粒径<0.053 mm团聚体、粒径≥0.053~0.250 mm团聚体,各粒径均表现出杜香-兴安落叶松林的土壤团聚体有机碳含量最高;不同林型各粒径土壤团聚体有机碳含量均随土层深度增加而递减,递减速率随粒径大小依次减小,且具有明显的表聚特征。④土壤总有机碳是各林型粒径<0.053 mm和≥0.250~2.000 mm团聚体的共同主导因子,而粒径≥0.053~0.250 mm团聚体的主导因子因林型不同而存在明显差异。【结论】兴安落叶松林土壤团聚体及其有机碳含量均以大团聚体为主,林型对土壤团聚体的粒径分配和稳定性具有一定影响,其中,≥0.250~2.000 mm团聚体含量以杜鹃-兴安落叶松林的最高,<0.250 mm团聚体含量和各粒径土壤团聚体有机碳含量均以杜香-兴安落叶松林的最高。土壤理化性质对土壤团聚体的形成和稳定具有一定影响,不同林型的土壤团聚体主导因子存在差异;有机质是粒径≥0.250~2.000 mm土壤团聚体的主要胶结物质,而金属氧化物有利于<0.250 mm土壤团聚体的形成,土壤水分和养分含量高的酸性土壤有利于兴安落叶松林土壤大团聚体的形成和土壤结构的稳定。     

农林废弃物与有机肥配施对黑土团聚体组成及稳定性的影响

施用有机肥是循环农业的典型措施,合理施用能够净化土壤环境、加强土壤的可持续利用。笔者通过分析在牛粪中添加不同农林废弃物后对土壤团聚体组成及稳定性的影响,探讨东北地区牛粪更加合理的利用方式。试验共设计5个处理,即(1)酸化沸石+牛粪(SH);(2)玉米秸秆+牛粪(YM);(3)树叶+牛粪(YS);(4)草炭+牛粪(CT);(5)单施牛粪(CK)。结果表明:各处理与单施牛粪处理相比,0.25 mm机械稳定性团聚体和水稳定团聚体含量均显著增加。牛粪与农林废弃物配施后土壤机械稳定性团聚体平均质量直径和几何平均直径均大于对照,且与0.25 mm机械稳定性团聚体含量呈显著正相关。各处理均降低了土壤团聚体分形维数、不稳定团粒指数。SH、YM、CT处理提高了土壤团聚体分散度,YM、CT处理使土壤密度降低。研究表明牛粪添加农林废弃物可显著增加土壤中大团聚体的比例,从而改良土壤中团聚体的结构。     

农林废弃物与有机肥配施对黑土团聚体组成及稳定性的影响

施用有机肥是循环农业的典型措施,合理施用能够净化土壤环境、加强土壤的可持续利用。笔者通过分析在牛粪中添加不同农林废弃物后对土壤团聚体组成及稳定性的影响,探讨东北地区牛粪更加合理的利用方式。试验共设计5个处理,即(1)酸化沸石+牛粪(SH);(2)玉米秸秆+牛粪(YM);(3)树叶+牛粪(YS);(4)草炭+牛粪(CT);(5)单施牛粪(CK)。结果表明:各处理与单施牛粪处理相比,0.25 mm机械稳定性团聚体和水稳定团聚体含量均显著增加。牛粪与农林废弃物配施后土壤机械稳定性团聚体平均质量直径和几何平均直径均大于对照,且与0.25 mm机械稳定性团聚体含量呈显著正相关。各处理均降低了土壤团聚体分形维数、不稳定团粒指数。SH、YM、CT处理提高了土壤团聚体分散度,YM、CT处理使土壤密度降低。研究表明牛粪添加农林废弃物可显著增加土壤中大团聚体的比例,从而改良土壤中团聚体的结构。     

平茬周期对沙柳林地土壤孔隙结构分形特征的影响

为揭示毛乌素沙地不同平茬周期的人工沙柳林地土壤孔隙的分形特征,阐明平茬周期对沙柳林地土壤孔隙结构特征的影响,以平茬周期为3、5、7a进行定期抚育的沙柳林地土壤为研究对象,通过低温氮气吸附试验研究了不同平茬周期沙柳林地0～50 cm土壤的孔隙结构参数及等温吸附曲线,采用Frenkel-Halsey-Hill模型计算孔隙表面的分形维数,分析了林地土壤各孔隙结构参数之间的关系以及孔隙表面分维数与各孔隙参数之间的关系.结果表明:①该研究区的林地土壤孔径以中孔(2～50 nm)为主,有少量的微孔(≤2 nm)和大孔(≥50 nm);②不同平茬周期的沙柳林地土壤孔隙结构分形特征明显,分形维数范围为2.4971～2.7797,平均为2.6849,可较好地描述林地土壤孔隙表面和孔隙结构的分形特征;③不同平茬周期下林地土壤分形维数与各孔隙结构参数有密切关系,分形维数越大,孔隙表面越粗糙,不规整程度越高;④植被的平茬影响其再生复壮,针对沙柳为主要防风固沙树种的毛乌素沙地,平茬周期为5a时较适宜林地土壤发育并保持结构稳定.可见合理的平茬周期有利于当地人工林的生长和土壤稳定发育,因此,研究结果可为当地沙柳人工林的管理和经营提供理论指导,促使沙柳人工林达到预定的生产经营目标.     

长汀红壤侵蚀退化地植被恢复对土壤团聚体有机碳含量及分布的影响

植被恢复对土壤有机碳库的稳定和全球碳平衡产生重要影响.以马尾松(Pinus massoniana)人工林土壤为研究对象,采用湿筛法分离团聚体并测其有机碳含量,探讨植被恢复对土壤团聚体的影响.结果表明裸地的植被恢复显著促进了土壤表层有机碳的积累,尤其是在土壤0~10 cm土层,分别为未治理地(CK)的2.6~7.9倍和2.8~9.6倍.植被恢复影响团聚体有机碳分配并显著(P0.05)影响其有机碳含量.大团聚体具有有机碳富集作用,其有机碳恢复速度明显比微团聚体、粉粒与粘粒快,而增加的有机碳含量79.6%~90.4%储存在大团聚体,7.2%~14.0%储存在微团聚体,2.4%~6.4%储存在粉粒与粘粒.     

黄丘区植被恢复过程中土壤团粒分形特征及抗蚀性演变

为了探讨植被恢复过程中生态环境变化对土壤团粒结构及土壤抗蚀性能产生的影响,在野外调查与室内分析的基础上,研究了黄土丘陵区植被恢复过程中土壤水稳性团粒结构的分形维数变化规律,分析了其与土壤养分状况、土壤结构稳定性以及土壤抗蚀性能的关系。结果表明,土壤团粒结构的分形维数与土壤容重、结构体破坏率和MWD呈极显著正相关,与土壤可蚀性K值呈显著正相关关系,与孔隙度、有机碳、有效氮呈显著负相关,与全氮、全钾呈负相关关系,但不显著,与全磷和速效磷相关性较小。说明随着植被恢复,土壤结构得到明显改善,抵抗侵蚀的能力显著增强。...     

武夷山自然保护区不同森林景观土壤分形特征

研究了武夷山自然保护区不同森林景观土壤团粒结构的分形特征,结果表明:湿筛条件下,不同森林景观的分形维数值的大小顺序为毛竹林景观>板栗林景观>油茶景观>茶园景观>黄山松景观>矮曲林景观>硬阔林景观>软阔叶林景观>马尾松林景观>杉木林景观,数值间的差异比较小;干筛条件下为毛竹林景观>板栗林景观>茶园景观>油茶景观>黄山松景观>矮曲林景观>硬阔林景观>软阔叶林景观>马尾松林景观>杉木林景观;不同森林景观结构体破坏率的大小顺序为茶园景观>板栗景观>油茶景观>毛竹林景观>硬阔叶林景观>软阔叶林景观>矮曲林景观>黄山松景观>马尾松景观>杉木景观,团粒结构的组成与结构体破坏率间成相反的趋势;各种经济林景观土壤团粒结构的分形维数和结构体破坏率均高于各种天然林景观土壤的分形维数和结构体破坏率.建立了土壤团粒结构分形维数与水稳定体含量及水稳定性大团聚体含量间的回归模型.     

岷江上游河谷土壤粒径分形维数及其影响因素

运用土壤体积粒径分维模型计算了岷江上游河谷土壤粒径分形维数,分析了分形维数的空间变化特点及其与粒度组成、粒度参数和铁游离度等之间的关系.土壤粒径分形维数空间分布与气候、植被环境有关.分形维数可以反映粒径大小.分形维数与粒度标准偏差和峰度不存在相关性,样品粒度特征主要受原位母质风化影响.铁游离度(Fed/Fet)与分形维...