黄淮地区不同土地利用方式下土壤团聚体特征

选取三种土地利用方式(耕地、林地和草地)0-100 cm土层土壤为研究对象,采用湿筛法和干筛法通过计算0.25 mm大团聚体的比例、平均重量直径和几何平均直径分析土壤团聚体粒级分布和稳定性.不同土地利用方式下,土壤机械稳定性团聚体以0.25-0.5 mm粒级团聚体比例最低,在0-40 cm土层以5 mm粒级团聚体比例最高;土壤水稳性团聚体以0.25 mm粒级团聚体比例最高,各土层0.25-0.5 mm粒级团聚体比例最低.三种土地利用方式下,土壤团聚体机械稳定性水稳定性总体表现为林地和草地高于耕地.综合分析表明,林地土壤团聚体稳定性较高,耕地土壤团聚体稳定性表现最差.     

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.     

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。     

津冀3个盐渍化沼泽湿地土壤团聚体有机碳的分布特征

为了研究盐渍化沼泽土壤团聚体中有机碳的区域分布特征对湿地土壤碳循环的影响,选取津冀地区3个咸化沼泽湿地(北大港、七里海和白洋淀)为研究对象,分别采集表层(0～15 cm)和亚表层(15～30 cm)土壤样品,基于湿筛法得到4个不同粒级的土壤团聚体,通过酸化法去除无机碳后,对其有机碳(soil organic carbon,SOC)含量进行测定与分析.结果表明:①北大港湿地土壤表层总SOC含量显著高于七里海和白洋淀,七里海湿地亚表层总SOC含量显著高于白洋淀,但与北大港湿地无显著差异;②北大港、七里海和白洋淀湿地表层均以粒径 0.250 mm的大团聚体为主;七里海湿地亚表层以粒径 0.250 mm的大团聚体为主,而北大港湿地和白洋淀湿地亚表层则以粒径为0.250～2.000 mm的中间团聚体、粒径为0.053～0.250 mm的微团聚体和矿质颗粒组分为主;③北大港湿地表层土壤各粒级团聚体和矿质颗粒SOC含量显著高于七里海和白洋淀;在亚表层土壤中,北大港湿地大团聚体( 0.250 mm)的SOC含量显著高于七里海和白洋淀大团聚体SOC的含量,而七里海微团聚体(0.053～0.250 mm)和矿质颗粒组分的SOC含量显著高于北大港和白洋淀湿地的.④土壤总有机碳和各粒级团聚体的有机碳含量与湿地植物生物量(地上、根)呈负相关关系,但与土壤盐度呈正相关关系,表明该区盐渍化梯度尽管抑制了植物生长,但增加了有机碳含量,这可能是因为该盐度梯度抑制了微生物对有机质的矿化分解,从而有利于湿地土壤有机碳的累积,说明盐渍化影响津冀地区咸化湿地土壤有机碳库分异的过程机理亟需进一步深入研究.     

细柄阿丁枫天然林与杉木人工林土壤水稳性团聚体有机碳比较

研究福建省建瓯市万木林自然保护区内,细柄阿丁枫(Altingia gracilipes)天然林及杉木(Cunning-hamia lanceolata)人工林不同土层土壤团聚体有机碳质量比与有机碳贮量的关系,探讨土地利用变化对土壤水稳性团聚体有机碳的影响.结果表明,细柄阿丁枫天然林和杉木人工林都是以大团聚体(>0.25 mm)为主,占了干土质量的85%以上.天然林转换为人工林后,土壤团聚体的数量变化差异不明显,但各个粒径团聚体有机碳质量比明显下降,下降幅度为22.62%～51.78%,表层土壤有机碳损失更为严重.2种林分的大于2.0mm的团聚体有机碳贮量最高,0.25～0.5 mm的团聚体有机碳贮量最低,在大团聚体中呈现出随粒径增加,有机碳贮量增加的趋势.天然林转换为人工林后,土壤有机碳贮量明显下降,下降是由各粒径团聚体碳质量比减小引起的.     

天津北大港沼泽湿地土壤团聚体碳组分对长期开垦的响应

为研究滨海湿地消亡与退化过程中土壤团聚体碳组分的变化情况,选取天津北大港盐渍化芦苇沼泽湿地和对应长期开垦的农田为研究对象,分别采集表层(0～15 cm)和亚表层(15～30 cm)的土壤,利用湿筛法得到大团聚体(2.000 mm)、中团聚体(0.250～2.000 mm)、微团聚体(0.053～0.250 mm)和矿质颗粒组分(0.053 mm)共4个土壤团聚体粒级组分,并利用元素分析仪对其有机碳和无机碳含量进行测定和分析.结果表明:①湿地开垦后,表层土壤大团聚体比例显著下降了82%,微团聚体和矿质颗粒组分比例分别显著增加了181%和57%,亚表层土壤中团聚体和微团聚体比例分别显著增加了40%和113%,矿质颗粒组分比例显著下降了61%.②开垦后,除了亚表层土壤的矿质颗粒组分外,土壤各粒级团聚体有机碳(soil organic carbon,SOC)含量均显著降低(-35%～206%),其中,中团聚体SOC含量对开垦响应最敏感.③开垦显著增加了土壤无机碳(soilinorganiccarbon,SIC)的含量,表层和亚表层土壤增幅分别为25%和137%,可见无机碳多富集在下层土壤中;但大团聚体组分的无机碳含量下降,占比下降了41%.④湿地开垦后,表层全土及各组分总碳(total carbon,TC)含量均显著降低了26%～50%,亚表层全土TC含量增加了16%,其中矿质颗粒组分TC含量的增加(65%)弥补了大团聚体和中团聚体TC的减少.综上,长期开垦改变了湿地土壤团聚体的分布和土壤结构,显著降低了有机碳和表层土壤的总碳含量,从而削弱了滨海湿地的碳汇和肥力等重要功能;但开垦增加了无机碳含量(68%),这在一定程度上减缓了碳库的流失,因此今后在滨海盐渍化湿地地区应进一步关注无机碳的动态变化.     

沂蒙山区不同土地利用方式下土壤理化性质及土壤质量的差异性

基于沂蒙山区祊河流域不同土地利用方式下土壤理化性质分析,采用主成分分析法(principal component analysis, PCA)建立最小数据集(minimum data set, MDS),利用土壤质量指数(soil quality index, SQI)研究了该区不同土地利用方式下的土壤质量状况。结果表明：(1)不同土地利用方式下土壤物理性质变化明显。林地的土壤容重最小,砂粒含量最少,黏粒含量最多,土壤含水量较高,而园地正好相反;耕地土壤容重较大,砂粒和黏粒含量都较少,土壤含水量最高,而草地正好相反。(2)不同土地利用方式下土壤化学性质差异显著。土壤pH值由大到小依次为草地、林地、耕地、园地;林地和草地的土壤有机质、全氮、碱解氮和全钾含量均较高,而速效磷含量均较低;林地的土壤全磷含量最低而速效钾含量最高,草地正好相反;耕地和园地的土壤有机质、全氮、碱解氮和全钾含量均较低,而全磷、速效磷含量较高,耕地的速效钾含量较高而园地的最低;研究区域耕地和园地的土壤有机质、全氮和速效钾含量处于相对缺乏状态。(3)不同土地利用方式的土壤质量指数为SQI_林地(0.6...     

藏东南高寒区尼洋河河谷地带不同土地利用方式土壤抗蚀性研究

土壤抗蚀性是评价土壤侵蚀潜在发生可能性的重要综合性指标,研究高寒河谷地带不同土地利用方式土壤抗蚀性为土地利用模式优化和资源整合提供理论依据.本文应用主成分分析法对藏东南高寒区尼洋河流域5种不同土地利用方式下的3大类、13个土壤抗蚀性指标进行分析研究.研究结果表明:土壤团粒类指标和有机质能很好地反映土壤抗蚀性,0.25 mm水稳性团聚体质量分数、0.5mm水稳性团聚体质量分数、0.25 mm非水稳性团聚体质量分数、水稳性指数、平均重量直径、团聚体结构破坏率、有机质7个指标对土壤抗蚀性的影响最为明显,是表现不同土地利用方式土壤抗蚀性的最佳指标.各抗蚀性指标值基本表现出(0～15)cm(16～30)cm规律.通过建立权重求和模型发现0～15 cm表层土壤抗蚀性能远远大于16～30 cm;最终,通过叠加法得出不同土地利用类型土壤抗蚀性评价从强到弱顺序为:灌木林地(SL)、天然林地(NF)、农耕地(CL)、河滩林地(BL)、人工林地(AF).     

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。     

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。     

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.     

喀斯特峡谷区植被恢复过程中土壤酶活性的变化

以典型喀斯特地区退耕地、草地、灌木和乔木群落为对象,研究了退化森林不同恢复阶段及退耕地土壤酶活性的变化规律。结果表明:从草地恢复到灌木群落时,土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性显著增加;从灌木群落恢复到乔木群落时,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶略有增加,蔗糖酶略有下降,但差异不显著。表层(0～10 cm)土壤酶活显著比表下层(10～20 cm)土壤酶活性大。土壤各种酶活性间显著相关,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶与有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、速效钾含量之间极显著正相关。表明在植被恢复的初期,植被类型对土壤酶活性影响显著,当植被恢复到一定程度,植被类型的影响不再明显。     

兰州窦家山典型坡面土壤水分、有机质含量及抗蚀性相关关系研究

通过取样实验和数据分析,研究了窦家山典型坡面五种不同植被类型下的土壤含水量和土壤有机质含量变化规律以及其与土壤抗蚀性之间的关系,为窦家山及兰州地区的水土流失防治提供参考措施.研究发现,在相同的土壤剖面深度和坡位条件下,不同植被类型土壤含水量大小顺序为银白杨侧柏柽柳白沙蒿醉马草,土壤有机质含量与含水量呈现负相关;相同条件下,不同植被类型有机质含量大小顺序为醉马草白沙蒿柽柳侧柏银白杨,不同植被类型有机质含量与大于0.25mm的水稳性团聚体含量均呈正相关关系;水稳性土壤团聚体含量大小顺序与有机质含量大小顺序相一致.大于0.25mm粒级水稳性团聚体含量越高,土壤抗蚀性越强,即水土流失量越少.从而有机质含量越高,土壤抗蚀性越好.结果表明,醉马草或白沙蒿的种植有利于窦家山的水土保持工作.     

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.     

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.     

坡向和坡位对夹金山灌丛土壤团聚体稳定性的影响

研究坡向和坡位如何影响土壤团聚体的稳定性,对于理解地貌复杂的高山峡谷地区土壤稳定性的维持具有重要意义,然而目前对高山灌丛土壤特征研究还相对薄弱,研究以四川夹金山高山灌丛土壤为研究对象,分析了不同坡向和坡位对土壤团聚体粒径分布、稳定性及分形特征的影响,构建偏最小二乘路径模型（Partial Least Squares Path Modeling,PLS-PM）,分析坡向和坡位对土壤团聚体稳定性的作用机制.结果表明：(1)土壤机械稳定性团聚体粒径分布仅受坡向影响,土壤水稳性团聚体粒径分布受坡向、坡位影响且二者存在交互作用;(2)中坡位土壤团聚体稳定性较优于下坡位,3个坡向中阴坡土壤稳定性最次;(3)坡向是影响土壤团聚体的主要因素,其作用主要是通过影响土壤物理性质（容重、含水率、孔隙度）而间接决定的,同时坡向通过影响群落灌木层特征（多度、丰度和生物量）作用于土壤化学性质（TN、TP、TK、SOM、pH）,最终对土壤团聚体稳定性产生一定影响,坡向作用下的群落草本层特征并未显示出对土壤理化性质和团聚体稳定性的作用;(4)使用土壤分形维数表征团聚体稳定性具有可行性.     

小流域生态建设对土壤团聚体及其有机碳影响研究

以黄土高原王茂沟典型流域5种不同生态建设方式土壤为研究对象,探讨不同的生态建设条件下,坡耕地转变为林地、草地、灌木地及梯田对0～60cm土层土壤团聚体稳定性及其有机碳含量的影响.结果表明:对坡耕地实施水土保持林草、工程措施后,大团聚体破碎化降低,土壤结构稳定性增加,微团聚体向中间团聚体和大团聚体转化,土壤结构趋于改善.坡耕地和灌木土壤有机碳主要分布在微团聚体内,草地有机碳主要分布在大团聚体内,梯田大团聚体有机碳储量最低,林地团聚体有机碳储量差异不显著.对坡耕地进行生态建设恢复,可以有效促进0～20cm土层土壤团聚体有机碳的积累和保护,有助于土壤有机碳的恢复和截存.该研究可为合理规划区域生态建设和促进土壤碳库的管理提供科学依据.     

露天煤矿排土场土壤抗冲性影响因素分析

为了深入研究土石混合介质土壤侵蚀过程机理,加快开发建设项目水土流失的预测与预报,采用改进的原状土水槽冲刷法,研究了露天矿排土场土壤理化性质与土壤抗冲性的关系。结果表明:土壤抗冲指数与容重之间呈显著的负相关,与总孔隙度和毛管孔隙度之间呈极显著正相关,与砂粒含量呈极显著负相关,与粘粒含量呈显著负相关,与大于0.25 mm水稳性团聚体含量呈显著正相关,与2~1 mm水稳性团聚体含量和1~0.5 mm水稳性团聚体含量呈显著负相关,与土壤初渗率和稳渗率呈显著正相关,与有机质、全氮和全钾含量呈显著相关关系。该研究可为开发建设项目土壤侵蚀的预测建模提供理论依据。     

北方农牧交错带不同土地利用对土壤养分的影响——以张家口市塞北管理区为例

以张家口市塞北管理区为例,选取该区典型的土地利用和覆被类型,其中包括自然草地、林地、退耕还灌草地、旱耕地等地块,分别采集土壤样品化验,并对土壤中氮、磷、钾和有机质等养分进行对比分析.结果显示,不同土地利用类型地块的氮、磷和有机质含量存在明显差别.结合目前广泛开展的退耕还林还草和京津风沙源治理等工程,为北方农牧交错带生态保护和土地合理利用提出相应建议.     

化学淋洗对土壤团聚体稳定性及其重金属赋存形态的影响

为探究重金属在土壤非均质体系中的淋洗特性,分别考察了3种化学淋洗剂乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸和三氯化铁(FeCl_3)等对粒径为0.25～2.00 mm、0.05～0.25 mm和0.05 mm的土壤团聚体淋洗过程中团聚体结构、重金属Pb和Cd质量分数及其赋存形态影响。结果表明,不同粒径团聚体中重金属的淋洗效率存在显著差异(P0.05),小粒径(0.05 mm)的团聚体上Pb和Cd具有更高的淋洗效率。淋洗后较小粒径团聚体上残渣态Cd所占比例升高,但有效态的Pb所占比例增加。淋洗后团聚体的平均直径分别减小了77.25%、80.98%和49.15%,团聚体解体可能增加土壤对Pb和Cd的专性吸附能力。淋洗剂FeCl_3相较于EDTA和柠檬酸,对水稳性团聚体具有较低的结构破坏作用,同时具有较好的重金属淋洗效果,有利于土壤后续的安全再利用。