全球变化中土壤信息系统的研究进展

地理信息系统（GIS）支持下的土壤信息系统（SIS）在评价土地生产能力、土地退化的现状、速率和风险以及全球变化研究中具有重要意义。简述了国内外SIS的研究进展,包括FAO世界土壤图的出版和修正、数字化世界土壤资源数据库（SDB）的建立、土壤—土地数字化数据库（SOTER）在全世界的进展、世界土壤排放清单（WISE）的发展以及美国和我国的SIS进展情况。在此基础上简介了土壤属性空间变异性的研究方法———地形分析和地质统计学,并指出地质统计学与GIS的结合将是未来的发展趋势。     

甘肃迭部扎尕那地区山地土壤过程的垂直分带性研究

为了研究迭部扎尕那地区山地土壤过程的垂直分带性, 对不同海拔分布的土壤类型进行垂直分带取样, 并针对不同植被类型和特殊地理因素进行横向取样, 分析土壤的化学成分及其结构. 应用GIS软件数字化研究区地形图, 提取海拔、 坡度、 坡向等地形因子, 结合土地利用资料得到土地利用类型图. 通过采样点数据与数字化地形因子图与土地利用类型图的叠加, 结合属性数据的统计分析, 讨论影响土壤过程垂直分带性各要素的垂直性规律和分布. 结果表明: 有机碳含量和全氮含量呈极好的线性正相关, 并随海拔的升高而增加. 此外, 在同一海拔范围内, 土壤有机碳含量随着土地利用类型和坡向的变化呈规律性变化. 其中, 不同土地利用类型下的土壤有机碳含量依次为有林地>高寒草甸>高覆盖度草地>农村居民点>平原耕地>山地耕地; 不同坡向上, 土壤有机碳含量依次为阴坡>半阴坡>半阳坡>阳坡.     

全球变化下土壤功能演变的响应和反馈

土壤过程是陆地生态系统过程的重要组成部分,对全球变化有响应和反馈作用。概述了国内外全球变化下的土壤功能演变过程的研究进展。样带的生态学对比结合长期试验的联网研究成为区域尺度的重要研究方法,同时广泛应用稳定性碳氮同位素分析和区域模型方法,对土壤碳氮循环的人文和自然元素综合驱动进行定量研究。未来对全球变化下土壤过程的研究重点是集成社会经济和生物物理过程的研究,加强土地利用变化驱动的定量描述,综合研究土壤碳氮循环和水循环交互作用,建立区域尺度的土壤碳氮循环模型,预测全球变化下土壤功能的演变和反馈,提出调控策略和措施。     

基于ARC VIEW／INFO平台的流域GIS数据库的建立

本文阐述了应用ARC VIEW／INFO的转换、合并、分析和显示功能，对从不同来源的数字化数据，经过流域划分和数据层重新投影，建立起一个属于单一汇水流域的GIS数据库，其中包括流域及次流域、河流网、土壤、土地覆盖和植被等数字化图件。这一数据库的建立为水文模拟和防洪构筑物评价提供了坚实的基础。     

中国北方土壤风蚀问题研究的进展与趋势

土壤风蚀是中国北方土地退化的主要原因之一。国内土壤风蚀的研究工作相对比较薄弱，所取得的进展主要包括区域性的土壤风蚀分布地带性规律和不同时间尺度的准周期性规律，描述性的风蚀强度分级与危害评价，单因子风蚀过程的风洞实验，农田风蚀防治等方面。今后的研究趋势主要表现在土壤风蚀的物理本质、影响因素及发展动态的综合研究，土壤理化性质与表面性质对抗蚀性的影响及其与风蚀的反馈关系，土壤风蚀的基本过程及防治原理，土壤风蚀预报方程与数字模拟，土壤风蚀影响评价模型，土壤风蚀与土地利用以及全球变化的关系，各种观测与实验设备的研究等方面。     

贵州省土壤信息系统（GSIS）空间数据库的设计与建立

本文讨论了在ＰＡＭＡＰ ＧＩＳ（Ｖ４．２）支持下,贵州省土壤信息系统（ＧＳＩＳ）空间数据库的设计、构建、功能及应用。该数据库主要由三部分组成：１）基础地理信息。如数字高程的模型（ＤＥＭ）、行政区划、交通网络等;２）ＧＳＩＳ专题信息。包括土壤类型、理化性质、土地利用、农业气象等;３）统计数据。主要有社会经济概况及历史灾害等。ＧＳＩＳ空间数据库可以提供空间及属性数据查询、不同数据格式间的相互转换、土地     

基于GBDB数据库的地层学研究与应用北大核心CSCD

经过多年的发展,GBDB数据库已经发展成为全球最大的地层学数据库和国际地层委员会的唯一官方数据库。截止2013年3月,GBDB数据库中已经集成了全球超过6000个剖面、4万采集层和20万化石产出记录的综合地层学数据,支持年代地层、生物地层、岩石地层等学科数据的数字化,提供地理可视化、地层可视化、野外露头360度全景可视化、定量地层对比、地层或地质体空间展布分析等多种分析工具,可以用以辅助开展年代地层学、定量地层学、生物地层学、古地理学等方面的综合研究。     

土壤碳动力学同位素示踪研究进展

土壤是陆地生态系统中最大的碳库。土壤碳动力学旨在研究土壤有机碳库的大小及更新速率。土壤有机碳库可分为 3个亚碳库："活动"、"缓慢"和"稳定"碳库。碳同位素特别是 14 C可作为研究土壤碳动力学的理想示踪剂;δ 13 C值是定量研究C3和C4植被更替历史的有效手段; 14 C示踪及年代测定与 13 C信号联合使用,可以估算土壤碳库的大小和驻留时间。碳同位素示踪应用于土壤碳动力学研究取得了较大进展,但是由于缺乏可靠的全球数据库和标准方法来量化土壤有机碳库,导致对土壤各亚碳库的大小和更新速率以及土壤CO2的估算仍存在较大的不确定性,从而难以估计土壤碳库大小的变化对大气CO 2浓度和全球气候变化的潜在贡献。     

土壤风蚀模型中的影响因子分类与表达

土壤风蚀是包括风、植被、土壤特性、土地利用方式、降水、微地形等多要素交互作用,发生在特定地理空间,具有独特的气流—土壤界面相互作用机制的连续动力学过程。基于统计学理论的土壤风蚀经验模型,不仅难以避免子模型之间有多个风蚀影响要素的交叉出现,使子模型之间不能严格地相互独立,导致建模理论基础存在不足,而且不能客观反映土壤风蚀的动力学过程。在厘清土壤风蚀基本概念,分析国际土壤风蚀影响因子和土壤风蚀模型研究历史与存在不足的基础上,提出一个新的基于风蚀动力学理论的土壤风蚀模型理论框架,以及在此模型框架下土壤风蚀影响因子的分类与表达。阐述了该模型框架和影响因子分类与表达的合理性,并对土壤风蚀影响因子分类与表达的研究途径进行了探讨。     

土壤甲烷吸收汇研究进展

人类活动导致大气中温室气体浓度增加,是全球气候变暖的主要原因之一。由于陆地生态系统中通气状况良好的土壤是甲烷最大的吸收汇,研究吸收汇强度及其影响因素对估算大气中甲烷储存增量、采取措施增强土壤吸收汇的强度是很有意义的。综述了全球透气土壤吸收甲烷总量及土地利用变化、农业措施对甲烷吸收汇的影响。     

土壤碳循环研究进展

土壤碳是陆地碳库的主要组成部分,全球土壤有机碳总量达1270 Gt。气候变化影响植物生长、植物碎屑分解速率以及土壤—大气碳通量,这对大气CO₂含量有重要影响。土壤有机质模型是研究生态系统尺度土壤碳循环的唯一可用工具,目前已开发出多种。大量研究表明,¹⁴Ｃ测试是研究土壤有机碳组成及驻留时间的重要手段,土壤有机碳由一系列具不同更新时间的组分构成。土壤粒级组成、矿物特征及土体结构等内在因素制约土壤有机碳存量及状态,对于长时间尺度碳的更新具有重要意义。研究不同气候带土壤有机碳储量及动态变化特征,可为预测未来农、林生态系统变化提供理论依据。     

Advances of Soil Microbiology in the Last Decade in China

Soils are fundamental to preservation and sustainability of life-support system on Earth. Soils develop as the most dynamic and complex interface linking atmosphere, hydrosphere, lithosphere and biosphere. Soils harbor enormous diversities of microbial communities as the primary driving forces for global exchanges of matter and energy on our planet. Despite of its profound importance, the invisible soil microbes have for long been underappreciated. In the early 2000s, there has been growing awareness that soil microbiology has attracted huge interest from nonsoil scientists due to the introduction of three domain phylogeny. It is also known as tree of life theory which is widely recognized as the most accurate reflection of the relatedness of all organisms and provides us with a tool to classify and elucidate the largely untapped resource of soil microbial communities. In January 2005, the Department of Earth Sciences of National Natural Science Foundation of China organized a workshop of ‘Soil Biology and Soil Processes’ with focused discussion on soil microbiology research frontiers. The workshop outlined research priorities, cross disciplinary research opportunities, technological needs and potential breakthroughs within soil microbiology. This workshop has witnessed the rapid advances of soil microbiology in soil nutrient transformation, global environmental changes and environmental remediation over the last decade in China. This article will give a brief review on soil microbial researches in the past decade in China, present the status quo of funding system and highlight the challenge and opportunities for future soil microbiology in China.     

21世纪土壤科学展望

土壤学是解决人口－资源－环境－粮食矛盾的重要学科之一。在21世纪，从圈层角度研究土壤圈物质的组成、性质及能量循环及其对人类生存和环境的影响是土壤学发展的总趋势，其中全球土壤变化是土壤学研究的战略重点，数字化与信息化是土壤学发展的驱动力，土壤质量与环境是土壤学的重要内容，保护土壤资源、提高土壤肥力是土壤学的重要任务，研究资源节约型高效持续农业是土壤学的历史使命，加强土壤学基础理论研究是土壤学发展的基石。     

土壤有机碳的主导影响因子及其研究进展

土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分，其积累和分解的变化直接影响全球的碳平衡。理解土壤有机碳蓄积过程对生物、物理和人为因素的响应，把握关键的控制因子是准确预测土壤有机碳在全球变化情景下对大气CO 2的源／汇方向及准确评估碳收支的关键。综述了土壤有机碳主导影响因子的研究进展，并针对陆地碳循环特点，提出未来土壤有机碳研究应加强土壤有机碳过程与状态的定量化、土壤有机碳分解对环境因子的敏感性、氮沉降对土壤有机碳的影响、土壤有机碳对气候变率的响应及其反馈作用，以及土壤有机碳动态的综合模拟 5个方面的研究，为准确评估陆地碳收支提供依据。     

全球变化条件下的土壤呼吸效应

土壤呼吸是陆地植物固定CO₂尔后又释放CO₂返回大气的主要途径，是与全球变化有关的一个重要过程。综述了全球变化下CO₂浓度上升、全球增温、耕作方式的改变及氮沉降增加的土壤呼吸效应。大气CO₂浓度的上升将增加土壤中CO₂的释放通量，同时将促进土壤的碳吸存；在全球增温的情形下，土壤可能向大气中释放更多的CO₂，传统的土地利用方式可能是引发温室气体CO₂产生的重要原因，所有这些全球变化对土壤呼吸的作用具有不确定性。认为土壤碳库的碳储量增加并不能减缓21世纪大气CO₂浓度的上升。据此讨论了该问题的对策并提出了今后土壤呼吸的一些研究方向。其中强调，尽管森林土壤碳固定能力有限，但植树造林、森林保护是一项缓解大气CO₂上升的可行性对策；基于现有田间尺度CO₂通量测定在不确定性方面的进展，今后应继续朝大尺度田间和模拟程序方面努力；着重回答全球变化条件下的土壤呼吸过程机理；区分土壤呼吸的不同来源以及弄清土壤呼吸黑箱系统中土壤微生物及土壤动物的功能。当然，土壤呼吸的测定方法尚有待改善。     

严重威胁可持续发展的土壤退化问题

土壤退化已成为严重的全球性环境问题之一，全球共有20亿hm 2的土壤资源受到土壤退化的影响，即全球农田、草场、森林与林地总面积大约22%的土壤发生了不同程度的退化。土壤侵蚀、化学退化、物理退化是全球范围内最主要的退化形式。土壤退化是人类活动诱导和加速的一种自然过程，其中最主要的人为驱动因素为农业土壤不适当的利用与管理、森林破坏以及过度放牧等。土壤退化的直接后果是导致土壤生产力的大幅度下降，在过去50年中，由于土壤退化而导致的全球农业产量下降幅度为11.9%～13.4%。此外，土壤退化还造成如河流与湖泊淤积、土壤有机碳储量变化、特殊生境消失以及生物多样性减少等其它环境与生态问题，对人类的生存与可持续发展形成极大威胁。因此，为了确保粮食安全与维护生态环境健康，全球在不同尺度、不同水平上防治土壤退化、修复与重建退化土壤，切实有效地实施土壤资源可持续利用战略已经成为公众关注的重要议题。     

Soil erosion assessment and its verification using the Universal Soil Loss Equation and Geographic Information System: a case study at Boun,Korea

This study is aimed at the evaluation of the hazard of soil erosion and its verification at Boun, Korea, using a Geographic Information System (GIS) and remote sensing. Precipitation, topographic, soil, and land use data were collected, processed, and constructed into a spatial database using GIS and remote sensing data. Areas that had suffered soil erosion were analysed and mapped using the Universal Soil Loss Equation (USLE). The factors that influence soil erosion are rainfall erosivitiy (R) from the precipitation database, soil erodibility (K) from the soil database, slope length and steepness (LS) from the topographic database, and crop and management (C) and conservation supporting practices (P) from the land use database. Land use was classified from Landsat Thematic Mapper satellite images. The soil erosion map verified use of the landslide location data. Landslide locations were identified in the Boun area from interpretation of aerial photographs and field surveys.     

土壤酸化研究进展

环境酸化是全球变化中的一个重要内容，土壤酸化是环境酸化的一个重要方面。综述了土壤酸化研究的进展，主要有土壤酸化的概念、表示方法、研究方法、土壤酸化敏感性、土壤酸化与元素淋失的关系等方面。最后提出了进一步研究的方向     

土地利用变化对中国土壤碳储量变化的间接影响

中国土壤有机碳储量及其在全球变暖背景下的变化趋势是影响全球碳循环的一个重要因素。土地利用变化对土壤有机碳储量既有直接影响,也有间接影响。一方面,土地利用变化直接改变了生态系统的类型,从而改变了生态系统的净初级生产力（NPP）及相应的土壤有机碳的输入。另一方面,土地利用变化潜在地改变了土壤的理化属性,从而改变了土壤呼吸对温度变化的敏感性系数（常用Q10表示）。在全球变暖背景下,Q10值的改变显著影响着土壤有机碳释放的强度。利用生态系统碳循环过程模型（CASA模型）反演了不同土地利用类型下的Q10值,并评价了土地利用类型的改变对土壤有机碳储量变化的间接影响。研究结果表明,林地与草地转换成耕地后将增大土壤呼吸的Q10值,此外,人类通过灌溉、氮肥的施用也能增大土壤呼吸的Q10值,从而使得全球变暖背景下土壤呼吸的碳通量有所增强。