西南喀斯特石漠化过程中土壤有机质组分及其影响因素

通过采集我国西南喀斯特地区不同石漠化阶段典型土壤样品,研究了土壤有机质组分及其影响因素.结果表明:(1)喀斯特地区土壤有机质各组分含量中胡敏素>富里酸>胡敏酸,HA/FA一般<0.4,为富里酸土壤,与同水平地带土壤一致.(2)石漠化过程对喀斯特地区土壤中有机质组成有明显的影响,土壤中胡敏素、富里酸与胡敏酸表现出未石漠化＞潜在石漠化＞轻度石漠化＞中度石漠化的趋势.(3)喀斯特地区土壤有机质组分空间分布有较大差异,剖面层次上各有机质组分胡敏素、富里酸与胡敏酸均表现出表土层>底土层,山区不同部位上表现以山坡中下部有机质含量最高,而以山顶最低,且FA/HA表现出从山顶到山脚有明显增加的趋势.(4)喀斯特地区土壤土壤有机碳、酸碱度、碳酸钙、容重、非晶形氧化铝、颗粒组成、有效磷与土壤有机碳组分间表现出显著或极显著的相关性,土壤有机碳和质地是影响土壤有机碳组分含量的主要因素.     

喀斯特山原红壤退化过程中土壤表层团聚体变化规律

山原红壤是古气候影响下残存于高原面的古红土,近年来退化严重。为认识山原红壤的退化机理及效应,以滇东喀斯特典型山原红壤发育地带为研究对象,分析了4种不同覆被条件下0~20 cm土壤表层团聚体的特征。结果表明:从草地→灌丛→松林→红裸土,土壤0.25 mm水稳性团聚体含量(WSAC)和平均重量直径(MWD)逐渐减少,分形维数(FD)显著增大;团聚体破坏率(PAD0.25)则表现为松林草地灌丛红裸土。山原红壤从有植被到无植被(红裸土)退化过程中,表层土壤的团聚体稳定性和其他物理性质劣化,抗水蚀能力变弱,有机质含量减少;草地、灌丛、松林之间的土壤团聚体特征变化不明显,尚不能准确反映植被间的退化过程。研究还表明水稳性团聚体的稳定性指标(WSAC、MWD)与容重呈显著负相关,与土壤密度呈极显著负相关,与孔隙度、通气度呈极显著正相关;有机质对水稳性团聚体的稳定性和其他物理性质具有促进作用,植被的保育是改善山原红壤结构状况的关键。     

白洋淀芦苇台地土壤理化因子及其酶活性特征

2009年4月22日、6月23日、8月31日和10月31日,在白洋淀鸳鸯岛、北田庄和圈头村芦苇(Phragmites australis)台地3个垂直剖面(0～10cm、10～30cm和30～60cm)上采集了土壤样品,分析了不同季节的土壤理化因子和4种土壤酶活性的时空变化及其相互关系。结果表明,白洋淀芦苇台地土壤含水量随着土壤深度的增加而增加;土壤有机质含量随土壤深度的增加而减少,0～10cm表层土的有机质含量都在70g/kg以上;土壤的全氮和全磷含量随土壤深度的增加而减少,各采样地0～10cm表层土壤的全氮含量为2.04～3.41g/kg,全磷含量为0.71～1.14g/kg。3块采样地0～60cm土壤的蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、脱氢酶活性和荧光素二乙酸酯(FDA)水解酶活性分别为0.53～28.56mg/g、0.44～2.36mg/g、1.62～12.18mg/g和8.07～172.65μg/g,表层土壤具有较大酶活性。芦苇台地4种土壤酶活性与土壤含水量呈显著负相关(p<0.01),与土壤有机质含量、全氮含量、全磷含量呈显著正相关(p<0.01)。     

福州市农业土壤多环芳烃的含量、来源及生态风险

研究了福州市农业表层土壤(0～10 cm)中美国环境保护署(USEPA)优控的16种多环芳烃(PAHs)含量,并对其来源和生态风险进行了分析.结果表明,供试土样中16种PAHs检出率达到100%,其总量的含量范围为100.2～1 215.1 μg kg-1,且与土壤总有机碳的含量呈显著正相关;土壤中PAHs主要源于生物燃烧和石油.利用毒性当量因子(TEF)计算了供试土样中PAHs单体相对于苯并[a]芘的毒性当量(Bapeq),土样中总Bapeq值的范围为2.50～147.95 μg kg-1,其中50%土样总Bapeq的值超过荷兰规定目标值(总Bapeq=32.96 μg kg-1),表明福州市部分农业土壤存在一定的潜在生态风险.     

粤北岩溶山区石漠化过程中土壤养分变化研究

为了探讨石漠化过程对土壤养分的影响,了解粤北岩溶山区石漠化过程中土壤养分的变化规律,选择岩背镇和江英镇为调查区,按照石漠化的不同程度设置样地,系统调查了轻度、中度、重度和极重度石漠化土地表层（0~20 cm）土壤养分的变化。结果表明,石漠化过程与土壤养分状况有密切关系,随着土地石漠化的发展,土壤有机质、全N以及速效N、速效P、速效K含量呈现出显著下降趋势（P<0.05）,土壤逐步贫瘠化。土壤养分含量的减少与石漠化过程形成正反馈关系,并具有退化方向的一致性和退化过程的同步性等特点。     

基于土壤粒度分析的草原风蚀特征探讨

对放牧、开垦和围封下内蒙古典型草原地表覆盖状况、土壤粒度与有机碳含量进行测定,分析人类活动对草原风蚀的影响。结果表明,与围封草地相比,过度放牧草地的群落盖度及高度分别降低了44.23%和80.71%,根系生物量下降了37.83%。由于植被覆盖及根系密度的降低,过度放牧草地土壤表现出明显的风蚀特征,表层土壤粗粒化明显,表层土壤平均粒径比围封草地增加了约1倍。而开垦造成的风蚀程度则更为严重,开垦使表层土壤颗粒平均粒径增加2.5倍。因此,过牧与开垦下的典型草原已形成为一个重要的沙尘源。土壤颗粒粗化直接引起土壤有机碳含量的下降,土壤中小于0.1 mm颗粒组分每被吹蚀1%,其有机碳含量将减少0.2546 g·kg-1。     

中亚热带人工经济林土壤有机碳含量及分布

人工经济林在中国南方种植面积大,并有不断增加的趋势.人工经济林生态系统受人为周期性经营活动影响比较大,是重要的流动性碳库.因此,选择福建省建瓯市万木林自然保护区内本地条件基本一致的毛竹(Phyllostachys heterocycla)、柑橘(Citrus reticulata Blanco)和锥栗(Castanea henryi)作为研究对象,探讨其土壤有机碳含量及其垂直分布特征,结果表明:3种林地土壤剖面有机碳含量的变化范围分别为毛竹林5.91～19.18 g.kg-1、柑橘5.70～13.31g.kg-1、锥栗3.84～10.78 g.kg-1,3种林地土壤有机碳含量随着深度的增加呈现递减趋势;3种林地0～20 cm、20～40 cm层土壤有机碳含量与40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm各层均存在显著性差异(P<0.05);3种林地间土壤有机碳储量均存在显著性差异(P<0.05);使用对数方程对3种林地土壤有机碳含量随土壤深度的变化进行拟合均达到显著水平(P<0.05);土壤有机碳含量与土壤全N、C/N比之间存在一定的相关性,特别是3种林地土壤有机碳含量均与土壤全N含量的相关性最好(...     

艾比湖湿地土壤活性有机碳及其对厌氧条件下碳分解的影响

揭示土壤活性有机碳的特征及其与碳释放的关系对研究全球气候变化具有重要意义.本研究对艾比湖湿地不同生境土壤活性有机碳及厌氧条件下碳分解过程进行测定与分析.研究结果表明:1)不同生境土壤DOC、MBC和EOC含量分别为43.41～151.30 mg.kg-1、8.23～417.83 mg.kg-1、69.63～2376.08 mg.kg-1,平均含量分别为81.18 mg.kg-1、112.20mg.kg-1、768.59 mg.kg-1,变异系数为40.8%、91.9%和88.0%;2)不同组分土壤活性有机碳之间呈现出极显著正相关(P<0.01);3)土壤氮含量和黏粒含量是影响DOC、MBC和EOC的重要因子;4)土壤EOC是指示不同生境土壤厌氧条件下碳分解潜力的主要碳源.     

黑河中游临泽绿洲农田土壤有机质时空变化特征

土壤有机质是表征土壤质量的一个重要指标,持续稳定的有机质含量是土壤维持生产能力的基础。土壤有机质的动态演变可以表征土地利用和管理水平。结合地理信息系统,运用地统计方法研究了黑河中游的临泽县绿洲农田20多年来土壤有机质含量的时空变化特征。结果表明:(1)1982年0~20 cm耕层土壤有机质含量平均为12.78±4.38 g/kg,2008年平均为13.76±4.02g/kg;从1982-2008年,有机质含量总体有所上升。(2)两个时期的土壤有机质的实验变异函数值与理论变异函数拟合均较好;克立格插值和不同时期的有机质空间分布图叠加运算表明,由于人为活动的影响,土壤有机质的结构性空间变化程度有所减弱。(3)临泽县土壤有机质含量和变化具有一定的区域性特点:南部的山前平原地区土壤有机质含量较高,呈现上升趋势;中部地势低下的区域土壤有机质相对较高,由于农田面积扩大,有机肥供应不足而下降显著;北部绿洲与戈壁交错带土壤有机质偏低。总体来看,临泽县土壤有机质含量有所上升,但局部地区的有机质发生了下降。为了防止局部区域土壤有机质下降引起土壤退化,应该采取加大有机肥投入和实施秸秆还田等措施。     

闽江口潮汐盐沼湿地土壤碳氮磷的空间变化

以闽江口区最大的鳝鱼滩潮汐盐沼湿地为研究对象,选择远、近潮沟区2个不同潮水水淹地段设置样线,采集3种优势植物芦苇(Phragmites australis)、咸草(Cyperus malac-censisvar.bervifolius)和藨草(Scirpus triqueter)下18个土壤剖面分层样品,分析土壤中DOC、TN和TP等含量和储量的空间分布规律及土壤物理特征对其的影响。结果表明:远、近潮沟区3种植物下土壤表层(0~10 cm)TN浓度范围为0.24~1.91g kg-1,TP为0.21~1.34 g kg-1,DOC为13.68~93.73 mg kg-1,无论是近潮沟区还是远潮沟区,芦苇和咸草下土壤DOC、TN和TP含量十分接近,且均大于藨草下土壤DOC、TN含量,藨草下土壤TN和TP含量和储量在近潮沟区均明显大于远潮沟区,而芦苇和咸草下土壤TN和TP含量在远、近潮沟区差距不大;土壤DOC、TN和TP含量与土壤粒径、容重和含水量呈显著相关,盐度对土壤中NH4+-N和NO3--N含量影响显著,与NH4+-N为正相关关系,与NO3--N为负相关关系。     

青海湖典型湿地土壤重金属分布特征

重金属污染是当今土壤污染中影响面最广、危害最大的环境问题之一。对青海湖典型湿地土壤Cu、Zn、Pb、Cr、Fe、Mn 6种重金属元素的含量及分布特征进行了调查分析。结果表明:青海湖湿地土壤Cu、Zn、Pb、Cr、Fe、Mn 6种重金属元素的平均含量分别为16.34μg/g、46.82μg/g、15.65μg/g、58.49μg/g、14.57mg/g和33.08μg/g;青海湖区南北两岸典型湿地土壤重金属含量存在明显的空间差异。南北两岸样带上表层土壤Cu、Cr、Fe的含量变化均呈"W"形,Zn仅在青海湖北岸样带表现出"W"形,Mn元素含量在400m处为最低点,Pb没有表现出明显的变化特征;Cu、Zn、Pb 3种元素含量呈极显著相关,说明青海湖湿地土壤重金属污染有一定的同源性。     

云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林土壤氮矿化季节变化

为了揭示哀牢山中山湿性常绿阔叶林土壤有效氮的季节动态特征,我们用封顶埋管法对徐家坝地区典型的中山湿性常绿阔叶林进行了研究。结果表明:1)土壤有效氮含量季节变化为22.96～68.20mgN·kg-1,其中氨态氮的含量(10.89～47.85mgN·kg-1)大于硝态氮含量(1.48～31.74mgN·kg-1),是有效氮的主体;2)一年的净有效氮矿化总量为310.32mgN·kg-1·hm-2(土壤层0～15cm),有效氮总量和NO3N干湿季节变化极显著,NH4N的干湿季节变化不显著,NH4N在湿季末(200409)最高,干季末(200404)最低,NO3N湿季初(200405)最高,湿季末(200310)最低;3)净矿化速率、净氨化速率、净硝化速率的干湿季节变化均不显著,原因在于土壤内部的干湿季节变化平缓,且这种变化滞后于大气的降雨量变化。     

上海市崇明岛农田土壤重金属的环境质量评价

通过对上海市崇明岛28个菜地土壤表层样品、65个稻田土壤表层样品及9个西瓜地土壤表层样品的分析测试,利用国家、行业和地方的相关标准评价了农田土壤重金属(Pb、Cd、Cr、As、Hg)的环境质量状况.研究发现:崇明岛农田土壤重金属的总体含量为Pb21.597 mg·kg-1、Cd 0.176 mg-kg-1、Cr 69.395 mg·kg-1、As 9.209 mg·kg-1、Hg O.128 mg·kg-1.与上海市土壤背景值相比,除Pb、Cr外,其余重金属平均含量均高于其背景值,Cd、As和Hg分别高出背景值33.O%、1.2%和26.3%.在GIS软件支持下,通过空间插值分析了研究区农田土壤重金属含量的空间分布特征,结果发现,农田土壤质量整体尚好,土壤生态率为1.26%,优良率为97.14%,合格率为1.47%,不合格率为0.12%.以背景值为标准,崇明岛农田土壤Pb、Cd、Cr、As、Hg的超标率分别为10.1%、85.7%、27.0%、55.4%、55.2%;3种土地利用类型中,菜地受重金属污染最为严重,这主要与菜地施用更多农药有关.崇明岛重金属的年沉降通量分别为Pb 7735.470 ug·m-2.a-1、Cd 208.432ug.m-2·a-1、As 2237.738 ug·m-2·a-1、Hg 52.783 ug·m-2·a-1,农作物秸秆焚烧处理是崇明岛大气重金属沉降的重要来源,大气沉降对崇明岛农田土壤重金属有较大的影响.     

石林3种喀斯特生态系统的石面有机质和养分含量

通过实地取样和检测,研究了云南石林三类喀斯特生态系统中岩石附着物的有机质和养分含量及其环境影响因子。结果表明:1.石漠化生态系统的石面气象因子与次生林生态系统间差异显著,人工林生态系统介于二者之间;2.石漠化生态系统每平方米石表面上的平均有机质、氮、磷、钾含量分别为7.65±0.74 g,0.45±0.04 g,0.029±0.003 g和0.07±0.006 g;人工林生态系统中分别为48.38±9.19 g,2.02±0.32 g,0.12±0.021 g和0.85±0.167 g;次生林生态系统中分别为92.21±19.72 g,4.44±0.94 g,0.4±0.074 g和0.59±0.104 g。每平方米石表面上的平均有机质、氮、磷、钾含量均表现为次生林生态系统人工林生态系统石漠化生态系统;3.附着物碳酸钙含量、附着物含水量、石表面最低空气湿度显著影响附着物有机质含量。因此,南方喀斯特的不同生态系统,即使是已经石漠化的生态系统,其石面上存在着一定数量的有机物和养分蓄积,蓄积量的高低会受到各种气象因子和基质等的影响。     

滇池内湖滨带底泥的有机质分布规律

2008年4月,用自制柱状采泥器及彼德森采泥器在滇池草海和外海采集内湖滨带底泥柱状样(每5 cm分一层)和表层样(0～10 cm).其中,草海内湖滨带底泥表层样12个,柱状样9个;外海内湖滨带底泥表层样22个,柱状样7个.研究结果表明,滇池内湖滨带底泥表层有机质含量为2.20～154.62 g/kg,滇池草海内湖滨带底泥中平均有机质含量为76.94 g/kg,明显高于外海(16.56 g/kg),这主要是因为草海是沼泽化湖湾且附近村落密集;草海内湖滨带底泥有机质含量的最大值出现在西岸,而外海内湖滨带底泥有机质含量也是西岸高于东岸,这主要是由于周围农业和渔业的影响所致.由于外源污染输入量及湖内自净能力等的综合作用逐年波动,使内湖滨带底泥有机质含量垂直分布未明显随深度增加而一直增加或降低.滇池内湖滨带底泥表层pH为7.03～7.96,略偏碱性,外海内湖滨带底泥pH水平略高于草海,底泥含水率除个别采样点外变化不大,多数低于50%.     

黑土坡耕地土壤有机质空间变异及其与土壤侵蚀的关系——以黑龙江省鹤山农场为例

选取黑龙江省鹤山农场面积为0.91 km²的典型黑土区的坡耕地作为研究样地。按横纵100 m间隔共采集101个样点,运用地理信息系统和地统计学相结合的方法研究分析0~15 cm土层有机质空间变异及其与土壤侵蚀的关系。结果表明：位于典型黑土区样地的有机质含量集中在3%~5%范围内,均值为4.13%,高于黑龙江省的有机质平均水平。有机质含量空间变异明显,且主要受土壤侵蚀的影响：高侵蚀区对应低有机质区,中度侵蚀区对应中等有机质区,沉积区对应高有机质区。顺坡种植平均坡度2.2°时,每侵蚀1 000 t/km²土壤,有机质含量降低0.8%。土壤有机质空间变异可采用球状模型表达,自相关明显,进一步表明土壤侵蚀导致的再分布。对比分析确定200 m采样间距能够能准确表达该区表层有机质含量的空间特征,为精准施肥提供了采样依据。     

天津地区典型土壤剖面饱和烃分布特征 及环境意义

分析了天津地区不同环境功能区7 条土壤剖面中饱和烃含量、组成及部分地球化学参数 的变化规律, 比较了不同土壤剖面饱和烃在纵向上的变化特征。结果表明, 市区( 南开区) 及近郊 区( 武清区, 北辰区和宁河县交界处) 表层土饱和烃含量最高, 其他剖面含量较低; 随深度增大, 饱 和烃含量均有所降低, 但不同剖面变化幅度不同, 表层含量较高的剖面随深度增大, 饱和烃含量 降低幅度较大, 反之则较小。根据部分典型地球化学参数的纵向变化特征, 推测表层土壤饱和烃 主要为石油源和植物源的混合源, 且市区和郊区主要受石油源控制。不同土壤剖面表层土污染源 存在差别。同一剖面表层土壤( <30cm) 不同层次的样品的饱和烃污染源较为接近; 剖面深部( > 30cm) 不同层次样品中正构烷烃不同于表层, 且成因复杂, 既受来源于土壤中有机质降解产物的 影响, 又受表层土中饱和烃纵向迁移作用的影响。对于甾、萜类化合物, 表层土壤中饱和烃含量较 高的剖面, 深层土壤受表层土壤甾、萜类污染物迁移作用的影响; 表层土壤中饱和烃含量较低的 剖面, 深层土壤受表层土壤甾、萜类污染物影响较小。     

祁连山青海云杉(Picea crassifolia)林浅层土壤碳、氮含量特征及其相互关系

为阐明祁连山青海云杉(Picea crassifolia)林分布带对其土壤碳、氮含量的影响,以分布在祁连山东段和西段的典型青海云杉林为研究对象,通过野外取样和室内分析,论述了青海云杉林浅层土壤碳、氮含量特征及其相互关系。结果表明:(1)祁连山东、西段土壤剖面有机碳含量均随土壤深度的增加而减小,但不同土层差异显著性不同,0~40cm含量分别为73.57±17.17g·kg-1和45.85±11.93g·kg-1;东、西段土壤剖面有机碳储量没有明显的变化规律,0~40cm有机碳储量分别为205.51±39.44t·hm-2和134.93±25.80t·hm-2。(2)祁连山东、西段土壤全氮含量随土层深度变化和不同土层差异显著性变化规律同土壤有机碳含量,0~40cm全氮含量分别为4.56±0.88g·kg-1和2.81±0.66g·kg-1;东、西段土壤全氮储量亦同土壤有机碳储量变化规律,0~40cm储量分别为12.77±2.08t·hm-2和8.38±1.56t·hm-2。(3)祁连山东、西段土壤剖面不同土层C/N比差异显著性变化规律相同,其C/N值分别为15.92±1.24和16.10±2.07;C/N比值大小主要取决于有机碳含量;线性分析表明,土壤有机碳与全氮含之间呈极显著的正相关关系,可用乘幂曲线模型Y=aXb较好地描述(p0.01)。上述研究结果可为祁连山水源涵养林建群种青海云杉林的经营和管理提供理论依据和数据支撑。     

苏中平原南部土壤有机质空间变异特征研究

在江苏省中部平原南部选取一个30 km×45 km方形区域为研究区,按照套合采样方法,采集178个耕作层土样,分析土壤有机质含量和机械组成,运用地统计学和GIS技术研究苏中平原区表层土壤有机质含量空间变异特征,利用相关分析和方差分析探讨区域内土壤有机质含量空间变异的影响因素。统计结果表明,研究区土壤有机质含量为28.51±7.80 g/kg,变异系数为27.31%,属中等变异强度;地统计分析表明,研究区土壤有机质含量存在强烈的空间自相关性,结构变异占主导作用,各向异性显著,在39°和219°方向上变异程度最剧烈,土壤有机质含量自东北向西南呈递减趋势。研究区土壤有机质含量空间变异主要受土壤质地、成土母质、地形等因素影响,其中土壤质地是空间变异的主要影响因素。     

农业耕作对吉林东部金川湿地土壤保水功能影响及机理的初步探讨

保水功能是湿地土壤最主要的功能之一.于2009年5月,对原生状态的泥炭土及开垦1 a、5 a、15 a、30a和45 a水田的表层土壤(0～20 cm)保水功能差异进行分析,研究土壤物理性质变化对保水功能的差异性的影响,探讨农业耕作对湿地土壤保水功能的作用机制.结果表明,农业耕作对土壤保水功能产生一定的影响.原生状态的泥炭表层土壤(0～20 cm)渗透系数和饱和贮水量分别为2.10×10-3 cm/s和1.88×103 t/hm2,明显高于垦后水田.开垦初期(1～15 a),土壤保水功能变化较大,渗透系数及饱和贮水量变化速率分别为0.11×10-3cm/(s·a)、0.05×103t/(hm2·a),而持续耕种45 a后,保水功能变化趋于平缓,渗透系数及饱和贮水量变化速率仅为0.01×10-3 cm/(s·a)和0.02×103 t/(hm2·a),表明开垦初期土壤保水功能对农业耕作更为敏感.泥炭土壤表层(0～20 cm)的有机质和孔隙度大于水田,而容重则相反.有机质与孔隙度呈显著的正相关(P＜0.05),有机质的减少是导致土壤保水功能降低的重要原因.同时,农业耕种对土壤保水功能的影响与土壤最初有机质含量和农业耕作方式密切相关.