土垫旱耕人为土中磷的分布特征及其土壤发生学意义

本研究以我国半干旱地区的土垫旱耕人为土为对象,分析在自然土壤发生过程和人类活动影响下,不同形成阶段内土壤中总磷（TP）、速效磷（AP）、有机磷（OP）和无机磷（IP）的含量和分布特征。同时也探讨现代土壤利用方式的影响。结果表明,与半干润淋溶土层相比,堆垫层总磷、速效磷、有机磷和无机磷平均分别增加0.29,4.67,0.20和0.30倍;堆垫层段内,现代耕作层（Aup1）中各形态磷含量最高,向下至亚耕层（Aup2）迅速降低,而由亚耕层（Aup2）至埋藏耕作层（Aupb）和半干润淋溶土表层（2A）总磷和无机磷逐渐降低,反映了不同历史时期人类活动强度不同;半干润淋溶土层段内,土壤中的磷主要来自于黄土母质,其变化以受自然成土因素影响为主,总磷、速效磷、有机磷、无机磷含量较低且层间变化不大。菜地土壤中堆垫层内各形态磷的含量显著大于农田土壤。土壤利用方式对磷的影响大于堆垫厚度。各形态磷在剖面中的分布模式与磷素自身的迁移、淋失到下层的钙等因素有关,同时也受根系的吸收、人为灌溉施肥等因素影响。剖面中OP与OP/IP之间以及各形态磷与其他土壤理化性质的关系可以指示自然条件和人为影响的差异。     

典型岩溶区土壤呼吸作用的昼夜变化特征及其影响因素

为揭示桂林毛村岩溶地区夏季表层土壤呼吸作用昼夜演变规律。本次研究选用静态暗箱/气相色谱法,监测了无降水影响下毛村岩溶区域的表层土壤呼吸通量的昼夜变化规律。同时野外监测表层土壤的温度、大气温度、大气压强等环境参数,以综合分析影响土壤呼吸作用昼夜变化的关键环境因子。结果表明:受到大气温度变化的影响,研究区域土壤表层温度呈现单峰型的昼夜变化规律,表层土壤呼吸作用也存在明显的昼夜变化特征。土壤呼吸最大值出现在12:40至14:40,最小值出现在4:40-6:40。土壤呼吸作用强度和变幅均是白天大于夜间。大气温度与土壤呼吸作用呈显著正相关关系（P<0.01）,说明在土壤含水量未超过阀值时,大气温度是影响土壤呼吸作用昼夜变化的关键环境因子。本次研究明确了土壤呼吸作用在昼夜变化上的变异性,对精确估算整个生态系统的碳收支有重要意义。      

辽宁丹东地区土壤Se元素地球化学特征及其影响因素

以辽宁省丹东市富硒（Se）土壤为研究对象,依据表层土壤、土壤剖面及成土母岩的调查数据,研究了土壤中Se元素质量分数、分布规律及其影响因素。结果表明：研究区表层土壤中Se质量分数变化范围为（0.028~0.910）×10^-6,高于全国土壤Se质量分数平均值;Se元素空间分布受辽河群影响,显示出表层富集特征。研究区土壤中Se元素富集主要有以下原因：Se元素来源于盖县岩组和高家峪岩组变质岩,其富集受成土过程影响较大,棕壤土层中黏粒或铁氧化物等聚集,易与Se结合发生聚集;区内表生环境地球化学作用对表层土壤中Se元素起到一定的富集作用,土壤中S、N与Se相互吸附固定,有利于土壤Se的富集,此外Al、Fe氧化物对Se具有很强的吸附能力;研究区土壤中Se质量分数与pH值具有显著的负相关关系,土壤中pH值越小,Se质量分数越高。总体上,研究区土壤硒质量分数与有机碳、铝铁氧化物、S、N质量分数具有较好的相关性,这与广州、江西丰城、湖北恩施等地开展的富硒研究相一致。     

北京地区典型土壤剖面分子标志物分布特征

对北京地区具代表性的环境功能区土壤剖面中的藿烷、甾烷、芳香甾烷类分子标志物含量及组成变化进行了分析。在10个土壤剖面中都检测到了不同浓度的藿烷与甾烷系列化合物,其中水稻田（B9）和城区绿地（B7）这些化合物的含量最高,在农田（B6、B9）和城区绿地（B7）表层土壤中还检测到了少量的三芳甾烷。土壤剖面中藿烷和甾烷含量随深度的增大而降低,在表层30 cm深度范围内的变化较大,30 cm以下其含量波动甚微,但不同深度土层中藿烷和甾烷化合物的指纹特征相近。表明表层土壤均不同程度受到了化石燃料及其衍生物的影响,并且土壤剖面不同深度土壤中藿烷和甾烷具有相关性,受石油类燃烧污染源的影响较大,煤燃烧污染影响的比重相对较小,而且深部土壤的藿烷与甾烷主要来源于表层土壤。     

典型岩溶峰丛洼地坡面土壤水分空间变异性

采用网格法测量典型坡面上旱季（12月）和雨季（5月）的表层(0~5 cm)土壤含水量,以地统计学方法分析其空间变异性,结果表明:（1）与单一土地利用坡面相比,人为扰动强、土地利用多样的岩溶峰丛坡地表层土壤含水量表现为坡上未被扰动的自然植被区明显高于坡下人为改造的区域;旱季时坡地林地表层土壤平均含水量（32.8%）明显高于位于坡下的梯田空闲地（24.2%）、梯田橘园（20.0%）、梯田菜园（22.0%）、坡地裸地（23.5%）;雨季时,坡地裸地（30.2%）和梯田橘园（32.1%）有明显增大,梯田空闲地（17.8%）剧烈减小,坡地林地（32.2%）土壤含水量依然最高;（2）旱、雨季整个坡面上空间结构比分别为21.0%、8.7%,表现为雨季的空间相关性更好;旱、雨季表层土壤含水量变异系数分别为20.1%和31.7%,属中等程度变异;雨季表层土壤含水量的变程（77.5 m）显著高于旱季（8.0 m）,雨季的土壤含水量具有较好的空间变异结构;（3）裸岩周围空间的土壤含水量随与裸岩的距离增大而减小,梯田石坎周围空间的土壤含水量随与梯田石坎的距离增大而递减。      

青藏高原昆仑山垭口不同深度土壤可培养细菌群落特征研究

以青藏高原昆仑山垭口不同深度土壤样品为研究对象,研究了可培养细菌数量及多样性。结果表明：可培养细菌数量与多样性在一定程度上均与土壤深度呈负相关关系。可培养细菌数量以表层土壤最多,而细菌多样性最低。基于16S rDNA基因序列分析共发现了6个门,18个属,21种细菌,其中表层土壤Arthrobacter siccitolerans为绝对优势种,比例达95%;冻土区（0~82.15m）之间不同土样Mycetocola miduiensis菌株所占比例较大;而冻土层以下没有明显的优势菌。冗余分析（RDA）显示：可培养细菌数量主要受土壤有机碳影响,土壤含水量则是影响细菌多样性的主要因素。     

福建省寿宁县土壤硒分布特征及影响因素

通过福建省寿宁县多目标区域地球化学调查,查明了土壤硒分布和富集特征,研究了土壤硒与pH值及其他元素的相关关系。结果表明,表层土壤硒含量为0.13~0.92 mg/kg,平均值为0.35 mg/kg,深层土壤硒含量为0.14~0.54mg/kg,平均值为0.29 mg/kg,燕山晚期正常花岗岩（ξγK₁）发育的土壤中硒含量最高,平均值为0.39mg/kg,其次为南园组四段（J₃n⁴）和小溪组上段（K₁x²）发育的土壤,不同土壤类型硒平均含量呈现出黄壤 > 红壤 > 水稻土的特点。表层土壤总体上属于富硒、足硒土壤,富硒土壤面积为405.04 km²,占28.24%,表层土壤硒含量相对于深层土壤表现出明显的富集特征,强烈富集区域与富硒土壤区域基本吻合,具有开发富硒农产品的潜力。相关分析表明,土壤硒含量与TOC、Al₂O₃、TFe₂O₃、Mn等呈显著正相关,与pH呈显著负相关,说明土壤理化性质、铁锰氧化物等对硒的表生地球化学行为有重要影响。     

黑龙江省讷河市土壤-作物系统Se元素地球化学特征

根据东北黑土地1：25万土地质量地球化学调查资料,采集黑龙江省讷河市表层土壤（0~20 cm）样品1627组,深层（150~200 cm）样品415组.对不同类型土壤微量元素Se的全量、有效态含量、农作物籽实Se含量,以及Se在剖面中的分布特征进行了分析研究.结果显示：1）表层土壤Se元素含量平均为0.239×10^-6,低于全国和世界土壤平均值,高于黑龙江省和东北平原平均值,表层土壤Se含量以足硒为主要特征,足硒土地面积达84.21%;2）不同类型土壤硒含量有一定差异,黑土、黑钙土、草甸土Se含量高于暗棕壤、沼泽土和新积土;3）不同土地利用类型Se含量表现为交通用地、建设用地和耕地Se含量高于林地、草地和水利用地,反映出与人类活动强度关系密切;4）在土壤剖面中Se含量随深度增加呈现降低的趋势,表层土壤Se含量最高;5）玉米、大豆、水稻主要农作物籽实Se元素平均含量0.035×10^-6,呈低Se特征,可依靠农业科技开发富硒产品,提高粮食质量.     

福州市土壤硒形态分析及其迁移富集规律

通过对福州市土壤和岩石中Se形态的分析研究结果表明,表层土壤中强有机态Se、腐殖酸结合态Se约占全量的57.44%,残渣态Se占28.77%,残渣态Se是土壤Se的重要储备库源,三者均与表层土壤Se全量呈极显著的线性正相关关系。表层土壤Se含量随土壤酸性的加强而增加,随有机质含量加大而增加的幅度较小;深层土壤Se受pH值的影响不明显,但受有机质含量的影响很大,两者线性回归关系达到极显著水平;不同岩石类型对土壤含Se量没有明显的影响规律,各介质中Se含量表层土壤>深层土壤>岩石,并且差幅巨大。这些研究结果揭示了在岩石风化、土壤发育(熟化)过程中有机质和黏土矿物吸附Se,致使Se较其他元素流失比例少,从而造成从深部到表层土壤Se相对富集的结果。同时,提出了利用全量来推导Se形态值的方法,建立了土壤Se全量与形态间的关系模型以及决定土壤有效态Se的公式,建议在评价土壤Se时只要考虑有机结合态Se、残渣态Se、离子交换态Se和全量Se。     

琼北玄武岩建造区域岩石—土壤体系化学元素垂向分布规律

土壤由岩石风化而来,岩石—土壤是一个密切联系的体系,是地球系统科学中与人类关系最为密切的一部分。为调查研究地质建造单元岩石—土壤体系（简称：岩土体系）中的物质组成演化特征,我们必须选择原地风化的残积物出露区域来完成土壤垂向剖面采样。本文以海南岛区域生态地质背景调查项目的资料数据为基础,科学阐述了残积物剖面的确定方法,并依据琼北玄武岩垂向剖面地球化学数据,总结出如下结论：垂向剖面SiO2含量呈现出土壤表层A层和岩石的高,土壤B、C层含量低的“凹”字型特征,与Al2O3含量变化趋势相反（“凸”字型）,两个代表性组分存在明显的负相关性,其他组分根据其亲和性,与该两种组分协同变化,部分受表层活动影响较大的元素,例如有机质、I等部分微量元素,则不具有该规律,土壤表层（A、B层）与深层（C层）、岩石中差别通常较大。     

黄土高原土壤干层研究进展与展望

土壤干层发生机理及其生态环境效应是土壤物理学和生态学及其交叉领域的重要科学问题,也是我国黄土高原开展生态文明建设,实现可持续发展面临的重大生态环境问题之一。通过回顾土壤干层研究取得的重要进展,包括土壤干层的概念与特征、评价指标、形成原因与危害、不同尺度时空分异特征及调控对策等,针对黄土高原水资源短缺和植被退化现状,提出土壤干层研究面临的机遇和挑战,包括建立统一的土壤干层动力学量化指标、干层内土壤水分对植物生长的有效性、土壤干层强度对土壤—植被—大气传输体(SVATs)中水分运移的影响、土壤干层发生发展过程和时空演变规律、土壤干层预测模型及其调控机制。此外,土壤干层的研究应结合当前植被恢复与生态文明建设的国家需求。在气候变化和剧烈人类活动背景下,开展黄土高原土壤干燥化与土壤水资源影响及其调控对策研究,将是水科学与生态学领域长期面临的科学问题之一。     

确定干旱—半干旱地区降水入渗补给量的新方法——氯离子示踪法

在干旱－半干旱地区由于入渗水分大部分滞留在包气带中，强烈地蒸发、蒸作用导致包气带中土壤水的氯离子浓度改变。氯离子示踪方法从质量守恒角度，通过比较土壤水分的氯离子浓度和降水输入的氯离子浓度大小，可以定量确定降水入渗量和降水入渗补给的历史变化过程。本文介绍了目前国外应用较普遍的氯离子均衡法和氯离子累积法，并讨论了方法应用时存在的一些问题。     

Water content variations and respective ecosystems of sandy land in China

Soil water conservation is essential to the sustainability of sandy farming. In this paper, long-term observation of soil water, dry soil thickness and soil chemical changes are evaluated at eight locations in sandy soil. This paper subdivides the sandy lands and deserts of China into three climate zones: arid (hyperarid and extremely arid), semiarid, and humid (subhumid and subtropical humid), with respect to the bioclimatic zone, aridity, soil water content, and soil chemical characteristics. The water movement conditions, and chemical variations in each zone are analyzed. The paper also estimates the spatial and temporal correlation function of arid soil thickness and soil moisture. Sandy soils organic matter content, CaCO₃ content, soluble salts content are investigated. Afforestation and selection of tree species in different sandy areas are suggested to regulate sandy land soil moisture. Sandy land in China can be divided into the four sand stabilization regions according to the shifting sand conditions and the techniques advanced: regions I, II, III, and IV. These results have important implications for remote sensing of soil moisture and soil organic carbon, and soil moisture parameterization in climate models.     

干旱半干旱区土壤含水量反演与验证

基于MODIS遥感影像和表观热惯量法,以新疆为研究区,建立了适用于干旱半干旱区1 m土体的土壤含水量反演模型。模型根据高表观热惯量,高土壤含水量,低表观热惯量,低土壤含水量这一理论,通过日地表温差和宽波段反照率确定土壤含水量的时空变化。假设通过1 m土体的土壤水通量正比于上下底层土壤含水量的差值,利用水平衡方程建立土壤表面和底层土壤含水量关系方程,并利用中国土壤类型特点确定优化模型。通过验证结果表明,壤土和壤质粘土这两类土壤含水量接近真实值,砂土在区域验证中,模拟与实测差值为2.16%,整个模型模拟精度较好,能够准确地从时空上反演干旱半干旱地区1 m土体的土壤水分情况。     

风沙活动对陆地生态系统影响研究进展

风沙活动及其物质输移运动是关键的陆地地表过程,对全球生态环境有显著的影响。归纳了风沙运动中养分的释放、搬运和沉降机制;总结了目前风沙运动中的物质及养分组成,养分流失与沉降对植物生长的影响、养分在植被群落中的分配和利用机理等方面的研究进展;揭示了大区域尺度上风沙运动与地表养分的释放和输移的关系及植被群落对风沙活动的响应;指出了风沙活动在陆地生态系统演化中扮演的角色。在已有研究的基础上,提出揭示风尘物质在远源陆地区域的沉降机制、风尘物质中有效养分的组成和含量、风尘物质养分的主要传输路径,建立风尘物质养分的源—汇模式,构建植被对风沙活动的响应过程,综合集成风沙活动与植被演化之间的动态关系等是未来主要研究方向的建议。     

Biogeochemical studies of a Native American runoff agroecosystem

Research on soil fertility is presented in the context of runoff agriculture, a venerable farming system that has been used for millennia in arid to semiarid regions, where water is a major limiting resource for crop production. The agroecology of runoff farming was studied with the Zuni to evaluate nutrient and hydrologic processes, management, maize productivity, and soil quality in some of the oldest recognized fields in the United States. This ancient Southwest agriculture has functioned without conventional irrigation or fertilization by tapping into biogeochemical processes in natural watersheds connected to fields. Carefully placed fields are managed on alluvial fans and other valley margin landforms to intercept runoff and associated sediment and organic debris transported from adjoining forested uplands. We report on research to evaluate and link nitrogen and phosphorus, two key nutrients for crop production, in watershed, soil, and crop components of this agroecosystem. Nutrient data have been collected by observational and experimental methods for each component and the transport of nutrients from watershed to field to maize. The condition of Zuni agricultural soils suggests that their knowledge and management of soils contributed to effective conservation. This study and others indicate the need for further long‐term monitoring and experimental research on watersheds, runoff processes, field soils, and crops across a range of arid to semiarid ecosystems. © 2007 Wiley Periodicals, Inc.     

干旱区凝结水研究进展

凝结水是维系干旱、半干旱地区主要食物链的水分来源之一,具有重要的生态意义。较详细地列举了目前国内外在干旱区测定凝结量及其持续时间所采用的研究方法,从凝结水的数量特征以及时间格局两方面阐述了不同地域凝结水的时空差异性,并从气象因素、凝结面的类型及其位置、周边植被对其作用等方面综合分析了影响凝结水发生的主要因素,探讨了干旱区凝结水的生态作用及其意义,展望了干旱区凝结水未来的研究趋势。提出在未来的干旱区凝结水研究中应加强与气象学、生态学等多学科的交叉,从能量平衡角度加强对凝结水量的研究;同时,改进和规范凝结水的测量方法,开展荒漠植被对凝结水的生理响应研究以及凝结水对极端干旱胁迫植物的作用研究。     

干旱区土壤种子库的研究进展

土壤种子库在连接过去、现在和将来的植物种群和群落的结构和动态中起着重要的生态和进化作用,对保护和恢复干旱区植被起着重要的作用。从土壤种子库的研究方法、数量特征、分布格局、时空动态、与地上植被关系、年龄结构及影响因素等方面论述了干旱区土壤种子库研究的若干进展,展望了干旱区土壤种子库的研究趋势。     

Revisiting groundwater overdraft based on the experience of the Mancha Occidental Aquifer,Spain

Hydrogeology Journal - Aquifers provide a reliable freshwater source in arid and semiarid regions, where droughts are common and irrigated crops present significant water requirements, so intensive...     

Climate change outlook for water resources management in a semiarid river basin: the effect of the environmental water demand

Iran is a developing country with arid and semiarid regions. Poor management of water resources combined with the effects of climate change is leading to the drying of several rivers and wetlands. Several planned water development projects, primarily for agricultural expansion, will be implemented in the coming years which could worsen impacts on vulnerable aquatic ecosystems. Proper water resources management is essential to meet present and future residential, environmental, industrial, and agricultural demands in semiarid regions. This paper presents projections of how the availability of water resources will change in the Karkheh river basin of Iran for the period 2010–2059 employing sustainability criteria in the form of time-based reliability, volumetric reliability, resiliency, and vulnerability. This paper’s results show that consideration of environmental receptors as a stakeholder of water use places limitations on agricultural development within the Karkheh river basin.