基于GIS和地统计学的烟田土壤养分空间变异特征研究

基于GIS和GPS定位技术,结合网格取样,用地统计学方法研究了褐土烟区土壤养分(有机质、碱解氮、速效磷、速效钾)的空间变异规律,并绘制了养分空间分布图.结果表明:土壤养分在整个研究区内均表现出中等变异水平,其变异性大小表现为:速效磷有机质碱解氮速效钾.除有机质外,其它元素都表现出较强的空间结构性,土壤有机质的空间相关距最大,达447m,碱解氮的自相关距最小,仅123m;速效磷和速效钾的相关距分别为337m和345m.基于半方差函数模型,用普通克里格法对研究区土壤养分进行了克里格插值,结果表明:有机质在研究区内普遍缺乏,速效磷、速效钾含量中等,而碱解氮含量在整个研究区分布较复杂,呈零星装分布.     

黄土高原大南沟小流域土壤养分空间分异特征?

本文利用地统计学空间插值分析了陕西安塞县大南沟流域内土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾6种土壤养分的空间分布特征.结果表明:流域内土壤养分含量普遍较低,质量分数平均值分别是:有机质0.964%,全氮0.506g·kg-1,全磷0.609g·kg-1,碱解氮41.295mg·kg-1,速效磷2.009mg·kg-1,速效钾138.506mg·kg-1.各养分空间分布模型:全磷符合指数模型,速效磷和碱解氮符合球状模型,速效钾符合高斯模型,其变程由大到小依次是全磷(870m)、速效磷(724m)、速效钾(207m)、碱解氮(105m).各养分空间分布由高到低总体表现为林地、果园、荒草地、退耕地、农地,坡下部高于坡上部.由于氮素易于淋溶损失,且受人工施肥影响严重,在分布上有连片特征;磷素受母质控制,存在状态稳定,所以空间变异较小;速效钾也易淋溶损失,且与植被类型有较强关系.研究为优化大南沟流域的土地利用模式,从根本上遏制以水土流失为代表的生态环境退化提供科学依据.     

崇明三岛土壤主要养分的时空变异特征

2007年采集了崇明三岛(崇明岛、长兴岛和横沙岛）土壤表层(0～20 cm)土样135个,测试和分析了其中有机质、全氮、有效磷和有效钾的含量.在ArcGIS 9.1平台上,运用地统计学和叠置分析等方法,研究了土壤主要养分空间分布特征.结果表明,崇明土壤全氮和有机质含量总体上呈条带状或斑块状分布,以城桥镇和堡镇为两个高值中心,分别向西北和东北逐渐递减.有效磷和有效钾含量分别呈现斑块状和条带状分布,且二者的分布基本呈互补趋势（有效磷含量高的地方一般有效钾含量很低）.与1980年数据相对比,土壤有机质和全氮含量在20多年来没有明显变化,而有效磷含量明显升高,有效钾含量有所降低.这表明崇明三岛存在一定程度的施肥结构不合理的问题.     

Effect of Land Use on Soil Properties in Debris Flow Bottomland： A Case Study at Xiaojiang Basin, Yunnan

In order to understand the effect of different land use on soil physics and nutrients properties of the debris flow bottomland, a case study at Daqing gully （in Xiaojiang Basin, Yunnan） was conducted in 2004. Soil samples were taken at depth of 0-10,10-20,20-40,40-60,60-80 cm under three land use patterns crop bottomland （CL）, forest bottomland （FL）, and barren bottomland（BL）. The results showed that the developing bottomland to CL promoted soil toaccumulate total phosphorus （TP） and available phosphorus （AP）, pH value transferred from neutral to alkalescency, and organic matter decreased significantly. Furthermore, the contents of total nitrogen （TN） and available nitrogen （AN） in CL were lower than that of FL and BL because the growth of crops consumed more nutrients in soil. The results also showed that the contents of TP, AP and available potassium （AK） in soil were positively correlated with soil particle.     

1982——-2010年全国草地生长时空变化

基于遥感技术, 利用1982---2010年间NOAA-AVHRR卫星获得的归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)数据对全国29年来的草地生长动态变化及其与温度、降水的相关关系进行分析。结果表明: 29年来, 全国草地生长季NDVI总体上呈显著增加趋势(R²=0.25, p<0.01), 尤其是在1982?1999年间(R²=0.60, p<0.01), 而自20世纪90年代末开始失速。值得注意的是, 最近十几年(1999---2010年)草地生长季NDVI变化趋势的大小和方向基本上取决于起始年份的选择, 因而这一阶段草地生长的总体趋势不显著。不同地区、不同时段生长季NDVI变化趋势的空间分布存在较大差异。草地生长在1982---1999年间呈广泛(约占85%)增加趋势, 在1999---2010年间出现较大范围(约占50%)的逆转, 尤以干旱、半干旱地区的草地植被生长下降趋势最明显。水热组合状况是影响这一变化的主要原因。生长季平均NDVI与气候因子之间的相关关系分析表明, 全国大部分地区草地生长变化主要受降水驱动, 对于部分高寒和湿润、半湿润地区的草地, 生长季NDVI与温度关系密切, 温度上升对该地区草地生长有利。     

不同林地清理方式下生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响

【目的】阐明不同林地清理方式下(火烧清理和人工清理)生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响,为人工林的经营管理提供参考。【方法】在火烧清理和人工清理林地的桉树红锥混交林中,设置生物炭和氮添加的控制实验,研究生物炭和氮添加对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、有效磷(AP)和有效钾(AK)含量的影响。【结果】不同林地清理方式下,生物炭和氮添加对林地土壤养分的影响存在差异:与对照相比,人工清理林地时,添加生物炭显著增加了20～40cm土层的AP含量;氮添加极显著增加了0～10cm土层的SOC、TP、AP含量和C∶N;10～20cm土层的SOC、AK含量,20～40cm土层的AP和AK含量也显著增加;而0～10cm土层的N∶P则极显著降低。林地清理方式为火烧清理时,生物炭添加极显著增加0～10cm土层的TP含量,而0～10cm、10～20cm土层的SOC和AK含量,0～10cm土层的C∶N,10～20cm的AP∶TP、C∶P以及0～10cm、10～20cm、20～40cm土层的AK∶TK显著降低,0～10cm土层的AP含量、AP∶TP、C∶P和N∶P更是极显著降低。氮添加显著降低10～20cm土层的N∶P以及0～10cm土层的AP∶TP,0～10cm土层的AP含量以及10～20cm的TN含量下降达到极显著水平。【结论】人工清理林地条件下,实施生物炭和氮添加有利于提高桉树红锥混交林的土壤养分。     

南京城市土壤pH和养分的空间分布

采用GIS与地统计学相结合的方法，对南京市城市表层土壤pH、全钾、全磷、速效磷、有机质和全氮的空间分布进行了研究。结果表明，南京市城市土壤pH、全钾的变异函数的理论模型均符合线性有基台模型，可以用克立格（Kriging）插值分析。全磷、速效磷、有机质和全氮经对数处理后，仍然没有合适的拟合模型，采用逆距离加权（IDW）插值进行了分析。土壤pH、全钾有较强的空间相关性，说明它们受成土母质和地形等影响较大，全磷、速效磷、有机质和全氮空间变异性很大，主要受城市人类活动及土地利用方式的影响。     

土壤理化性质对珠江口红树林湿地土壤氮磷质量分数的影响

以珠江口典型人工次生红树林湿地为研究对象,在广州南沙红树林湿地公园、珠海淇澳担杆岛省级自然保护区两样地采集16处30 cm深度的土壤样品共48个（每10 cm分层）,测定全氮（TN）、有效氮（AN）、全磷（TP）、有效磷（AP）、pH、土壤粒度、有机质（OM）、有机碳（OC）、Eh、含水量等指标. 结果表明:研究区域的全氮质量分数为0.39-0.94 gkg-1;有效氮为60.36-98.12 mgkg-1;全磷为0.39-0.94 gkg-1;有效磷为4.02-62.14 mgkg-1; N/P为1.59-3.27;有效N/P为1.24-18.07.各项指标处于中等水平。全氮与有机碳和全磷正相关（R2=0.826）;有机氮与砂粒比例正相关（R2=0.225）;全磷与全氮、含水量、有效磷正相关,与砂粒比例负相关（R2=0.838）;有效磷与全磷、砂粒、全氮正相关,与有机质负相关（R2=0.754）;N/P与有机碳正相关、;与含水量负相关（R2=0.414）;有效N/P与粘粒、有机碳负相关（R2=0.285）.该区土壤表现为氮限制型,不利于现阶段的红树林生长恢复,可通过适当的氮添加改善土壤整体质量.     

不同施肥条件下巴西陆稻IAPAR9的养分吸收特性研究

巴西陆稻植株在移栽期——分蘖盛期的氮、磷、钾吸收量较少，分别占其吸收总量的17．1％，12．8％，13．0％，在分蘖盛期——孕穗期氮磷钾吸收量比重最大，分别占其吸收总量的50．1％，53．7％，48．7％左右。氮、磷、钾用量与土壤碱解氮、有效磷、速效钾，以及植株氮、磷、钾吸收总量呈极显著正相关，氮肥用量与植株钾素吸收总量亦呈极显著正相关。在中氮、磷、钾水平下，吸肥优势明显，物质生产效率较高。     

Effects of soil stoichiometry of the CaCO<Subscript>3</Subscript>/available phosphorus ratio on plant density in <Emphasis Type="Italic">Artemisia ordosica</Emphasis> communities

In soil, CaCO3 can reduce the availability of phosphorus in arid and semi-arid regions, thereby influencing plant growth. However, the effects of soil stoichiometry of the CaCO3/available phosphorus ratio (CaCO3/AP ratio) on plant density are unknown. In this study, we examined 4 Artemisia ordosica communities located in arid and semi-arid regions, and performed a pot experiment with an orthogonal design to examine the relationships between the soil CaCO3/AP ratio and plant density. The results showed that the soil stoichiometry of the CaCO3/AP ratio had a greater effect on growth of A. ordosica than either CaCO3 or AP as single factor. The influence of the soil CaCO3/AP ratio on density of A. ordosica was related to the climatic zone and the types and/or amplitudes of increases in the soil CaCO3/AP ratio. When the soil CaCO3/AP ratio was within the same amplitude and was less than 2.5, the A. ordosica density increased in the semi-arid region, whereas the density decreased with increasing soil CaCO3/AP ratios in the arid region. In the semi-arid region, when the soil CaCO3/AP ratio was within the same amplitude and the increase in the soil CaCO3 content was greater than the increase in soil AP, the A. ordosica density increased with increasing soil CaCO3/AP ratios. This means that the relationship between the soil CaCO3/AP ratio and the A. ordosica density remained the same. In the arid region, an increase in the soil CaCO3/AP ratio as a result of increased soil CaCO3 content and decreased soil AP resulted in increased density of A. ordosica. Therefore, the relationship between soil CaCO3/AP ratios and density of A. ordosica was altered by these changes in soil chemistry. Thus, the soil stoichiometry of the CaCO3/AP ratio is an important factor affecting the density of A. ordosica in arid and semi-arid regions.     

科尔沁碱化草地改良配套技术研究

为探讨科尔沁地区碱化草地改良的有效途径,提高牧草产量和品质,采用翻耙、补播沙打旺以及施用酸性肥料(NH4)2SO4等技术对典型碱化草场进行了改良试验.试验结果表明,翻耙补播技术可提高草地产草量1.18～3.66倍;在此基础上施用(NH4)2SO475～225kg·hm-2可使重度碱化草场继续增产11.0%～41.2%.经过翻耙后草地土壤综合生产性能得到显著提高,土壤理化性质明显改善,土壤脲酶、磷酸单酯酶、多酚氧化酶和蔗糖酶的活性均大幅度提高.这些方法可以在科尔沁地区推广应用,对其他类似的半干旱地区草地改良也具有一定的参考价值和指导意义.     

不同固沙植物材料对土壤生物活性的影响

在科尔沁地区采集小叶锦鸡儿、樟子松、山竹岩黄芪和差巴嘎蒿这4种22年生固沙群落的土壤样品,对土壤有机C,全N,微生物生物量和主要酶的活性进行了对比研究.土壤按3层取样0~10,10~20,20~30cm.结果表明,4种固沙植物均能明显改善土壤C,N水平,提高微生物生物量,改善土壤酶的活性.尤其是对土壤表层0~10cm的改良效果更加明显.4种材料中,小叶锦鸡儿对土壤生物活性的影响最大,其群落土壤中微生物C,N含量、土壤脲酶、磷酸单酯酶、蛋白酶、脱氢酶的活性均明显高于其他几种植物群落,表现出强大的改善沙土环境的能力,可作为优良的固沙植物材料在当地大面积推广应用.     

温州"9.4"台风倒槽特大暴雨分析

运用T106数值预报产品、MM5模式结合Q矢量计算NCEP资料、天气实况及卫星云图等非常规资料,对1999年9月4日凌晨在远离9909号热带风暴中心的浙江省温州市引发的特大暴雨进行了探讨。发现秋季在厦门以南至广东东部登陆的台风,在浙中南沿海形成台风倒槽,该倒槽内的暖湿切变线的中尺度对流复合体(Mesoscale Convective Complex,MCC)是引起特大暴雨的重要条件。从计算得出的Q矢量散度分布看,本次特大暴雨降水发生时间和量级与该时段内温州经历的强Q矢量散度梯度发展有密切联系。同时,温州呈东北-西南走向的海岸线及境内雁荡山脉有利地形的抬升作用,对本次热带风暴倒槽降水中局地特大暴雨的形成有重要贡献。     

塔里木河流域下游绿洲演变对生态输水的响应

参考前人对绿洲的定义和分类方法,对塔里木河下游人工绿洲、天然绿洲进行提取,分析生态输水前后人工绿洲和天然绿洲的面积变化特征、转化过程、重心迁移情况以及扩张与退缩的空间变化。结果表明:1990—2015年,塔里木河下游绿洲总面积先下降、后上升,人工绿洲不断扩张,10 a平均增长量为46.78 km~2,天然绿洲面积不断缩减,在2000年后有所上升。生态输水前(1990—2000年),塔里木河下游来水量减少,导致大面积草地退化,天然绿洲面积减少;生态输水后(2000—2015年),部分未利用土地得到了利用,变成河渠、水库、湖泊、灌木林和高覆盖度草地,塔里木河下游生态有所恢复。下游绿洲重心先往西北,再往南方,最后又往东南方向迁移。绿洲主要向西北和东南方向扩张,1990—2000年的扩张区域主要集中于英苏上游区域;2000—2010年期间,台特玛湖地区绿洲面积增加明显;绿洲缩减区域分布广而零星。     

青海湖流域典型生态系统土壤水分对降水脉动的响应

土壤水分是影响干旱半干旱地区植物生长与空间分布的关键因素,对维持整个生态系统的稳定具有重要作用.通过对青海湖流域3种典型生态系统(草地、灌丛、农田)降水过程和土壤水分的连续动态观测,分析了不同时间尺度(逐月、逐日、10min)土壤水分对降水脉动的响应.结果表明:草地、灌丛和农田深层(60、90cm)土壤水分对降水的响应均比浅层土壤(10、30cm)滞后1个月左右;灌丛土壤水分对降水的响应集中在60cm以上,深层土壤水分主要受地下水影响,由于冠层截留损耗,单次小降水事件对灌丛土壤水分的补给作用较为有限;草地土壤水分对降水的响应集中在10和30cm,而农田降水补给的有效深度小于30cm,响应时间也明显滞后于草地.     

Characteristics of surface runoff in a sandy area in southern Mu Us sandy land

To better understand the key role of biological soil crusts (BSCs) in redistribution processes of limited water resources in semi-arid sandy ecosystems, surface runoff over BSCs in a sandy area in the southern Mu Us sandy area was observed in this study. The results indicated that runoff occurred twice among six rainfall events during the experimental period. Runoff yields varied among types of BSCs, and that they increased in the following order: light algae crusts, dark algae crusts and moss crusts. These findings showed that runoff yields were increasing with the development of BSCs. The percentage of runoff in individual rainfall events increased from light algae crusts to moss crusts, which indicated that the redistribution ratios of different types of BSCs differed. Surface runoff of BSCs may be influenced by rainfall, rain intensity, degree of water saturation of the BSCs before the rain and degree of development of BSCs. Formation of BSCs on the surface of sand dunes changed the spatial distribution pattern of water in this semi-arid sandy ecosystem, which increased the heterogeneity of resources such as water and nutrients. Therefore, making appropriate disturbances of BSCs during storm season is beneficial to maintaining the balance of natural resources in the semi-arid sandy ecosystem.     

模拟酸雨淋溶对土壤镉迁移的影响

以紫色土和黄壤作为供试土壤进行模拟酸雨淋溶试验.结果表明,酸雨增加了土壤镉的迁移性.随着酸雨pH值的降低,Cd的淋溶量越大,在土壤中的残留量减少,但是不同pH之间淋溶率的差异小,说明酸雨虽然增强了土壤中金属迁移性,但迁移缓慢.同一重金属的迁移性因土壤类型不同有差异.Cd在黄壤中的迁移性大于紫色土.对数方程表明酸雨淋溶量与Cd残留量之间并非简单的线性关系,重金属在土壤中迁移除了受到酸雨pH的影响,同时还受土壤Eh,有机质含量,CEC,土壤胶体,有机和无机配体的数量等因子的影响.     

土地利用变化的碳排放机理及效应研究综述

就影响陆地生态系统碳储量的主要生态机制(CO2施肥效应、氮沉降增加、污染、全球气候变化、土地利用变化和土地管理),阐述了土地利用变化对陆地生态系统结构和功能产生的影响,以及对系统造成的碳储量变化.主要从土地利用变化和土地管理两方面对土地利用碳排放效应进行论述:森林砍伐后变为农田和草地,使生态系统中植被和土壤碳贮量大大降低;农田和草地弃耕恢复为森林,以及农田保护性管理措施的利用,能够使大气中的碳在植被和土壤中得到汇集;森林恢复过程中植被可以大量汇集大气中的碳,而由于农田耕种历史不同以及土壤空间异质性,导致土壤碳汇集速率差异极大;保护性农田管理措施(诸如免耕、合理的种植制度、化肥的施用等)可以影响土壤理化特性、作物根系生长以及残茬数量和质量、土壤微生物数量和活性,维持和提高土壤碳含量水平.土地利用碳排放核算主要从陆地生态系统的植被碳和土壤碳入手,综述了目前国内外的研究进展.     

桂林毛村岩溶区和非岩溶区土壤有机质与氮分析研究

用五点混合取样法采集广西桂林毛村岩溶区和非岩溶区典型林地、灌草丛地和耕地的0～20cm,20～40cm土壤样品,以高温外热重铬酸钾氧化-容量法测定有机质含量,半微量凯氏法测定全氮含量,碱解扩散法测定有效氮含量,电位法测定pH值.结果表明:岩溶区和非岩溶区的有机质,全氮和有效氮的含量都是表层明显高于底层;相同土地利用类型下,有机质、全氮和有效氮在0～20cm的含量是岩溶区高于非岩溶区,且林地＞灌草丛地＞耕地;有效氮含量与全氮和pH值有显著的正相关关系.     

肥料类型对潮土肥际微域内微生物数量和分布的影响

【目的】微生物是土壤中的功能组分,对土壤中有机质的分解和养分转化有重要影响,研究肥际微域内微生物的数量和分布特征,有利于探明肥料类型对土壤养分保蓄和供给的影响。【方法】以华北平原长期有机肥化肥混施(MNPK)和长期不施肥(CK)试验地潮土为研究材料,采用室内土柱培养方法研究了单施化肥(CF)、施用70%化肥+30%有机肥(CFOM)、单施有机肥(OM)和不施肥(NF)时,肥际微域内(<5.0 cm)细菌、真菌和放线菌的分布特征。【结果】与NF相比,施用CF后,CK处理中细菌数量增加84%(P<0.05),MNPK处理中细菌数量则无显著变化(P>0.05); 施用CF对两个处理中真菌数量均无显著影响(P>0.05),但放线菌数量下降了33%和36%(P<0.05)。OM和CFOM施用显著增加了肥际微域中细菌和真菌(P<0.05)的数量; 细菌在近肥源处(0.5 cm和1.0 cm)增幅最大,但真菌在1.0 cm和2.0 cm微域内增幅最大。OM和CFOM施用也显著增加了肥际微域内放线菌的数量(P<0.05),放线菌数量和真菌数量两者的自然对数呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】施用有机肥显著提高了潮土肥际微域内细菌、真菌和放线菌的数量,有利于土壤养分的保蓄和持续供给。