纳帕海湿地不同退化状态下土壤有机碳素的分异特征

纳帕海湿地区4类土壤退化程度由高到低依次为:弃耕地—中生草甸土(AFMMS)、中生草甸土(MMS)、湿草甸土(WMS)和沼泽土(MS),对4类土壤0～10cm(上层)、10～20cm(中层)、20～30cm(下层)进行采样,分析土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)和溶解有机碳(DOC)含量。结果表明:4类土壤间,除AFMMS中下层LOC含量略高于MMS对应层LOC含量外,其它各层SOC、LOC、DOC含量都为AFMMS相似文献   

Variations of soil organic degradation conditions C components under different in Napahai wetland reserve

纳帕海湿地区4类土壤退化程度由高到低依次为：弃耕地-中生草甸土（AFMMS）、中生草甸土（MMS）、湿草甸土（wMS）和沼泽土（MS）,对4类土壤0～10cm（上层）、10～20cm（中层）、20～30cm（下层）进行采样,分析土壤有机碳（SOC）、活性有机碳（LOC）和溶解有机碳（DOC）含量。结果表明：4类土壤间,除AFMMS中下层L0c含量略高于MMS对应层LOC含量外,其它各层SOC、LOC、DOC含量都为AFMMS〈MMS〈wMS〈MS;剖面垂向上,MS的s0C和LOC含量由上向下先增后减,其它土壤SOC、LOC、DOC含量以及MS的DOC含量均由上向下减少;LOC／SOC（％）变化于8．6～16．8％,而DOC／SOC（％）、DOC／LOC（％）更低;除AFMMS外,其它3类土壤SOC和LOC含量呈显著正相关,且LOC和LOC／SOC（％）分异与土壤类型分异有明显的对应关系,而DOC含量与s0C和LOC含量的相关性无明显规律。本研究表明,微地貌制约下的水文情势一植被生态分异对湿地SOc及活性组分的分异有显著影响,而强人为干扰会带来湿地土壤有机碳活性组分的明显损失,缺乏水文生态调控的撂荒式恢复难以有效恢复退化高寒湿地土壤有机碳库;LOC是表征湿地土壤有机碳库及其活性组分变化更为敏感和合适的指标。     

青海湖流域沼泽和湿草甸表层土壤有机碳含量及其结构特征

为了研究青海湖流域沼泽和湿草甸表层土壤有机碳含量及其结构特征,于2015年9月15～17日,在青海湖流域的小泊湖、仙女湾和鸟岛的沼泽和湿草甸中,采集表层(0～10 cm深度)土壤样品,测定表层土壤有机碳含量;利用~(13)C核磁共振技术,分析表层土壤有机碳的结构特征。研究结果表明,仙女湾、小泊湖和鸟岛湿草甸表层土壤总有机碳质量比分别为32.38 g/kg、24.85 g/kg和24.80 g/kg,比沼泽的减少了11.7%、6.68%和21.22%;表层土壤水溶性碳质量比分别为71.99 mg/kg、64.13 mg/kg和40.31 mg/kg,比沼泽的减少了13.21%、3.33%和15.78%;表层土壤易氧化碳质量比分别为850.40 mg/kg、575.99 mg/kg和663.29 mg/kg,比沼泽的减少了0.83%、21.35%和10.48%;沼泽和湿草甸表层土壤有机碳结构都以烷氧碳含量(36.71%～54.19%)所占比例最高,其它依次为烷基碳含量(25.58%～36.82%)、芳香碳含量(6.20%～16.27%)和羧基碳含量(6.65%～15.41%);湿草甸表层土壤有机碳中的烷基碳含量和芳香碳含量所占比例小于沼泽,而烷氧碳含量所占比例大于沼泽;随着沼泽退化为湿草甸,其表层土壤的总有机碳及其组分含量显著减少,沼泽表层土壤有机碳结构更复杂,其有机碳库更稳定,湿草甸表层土壤有机碳结构相对简单。     

青藏高原典型植被土壤溶解性氮与植物量相关性分析

研究区域位于中国生态网络海北高寒草甸生态系统定位研究站,选取青藏高原典型植被禾草-矮嵩草草甸、小嵩草草甸和金露梅灌丛草甸,对其土壤速效无机氮(IN)/溶解性有机氮(DON)储量与植物量相关性进行分析,发现三种草地土壤IN储量同地上植物量具有正相关性,其中灌丛相关系数高于草甸;地带性植被(禾草-矮嵩草草甸)土壤IN储量同地上植物量之间的相关性高于其偏途演替阶段(小嵩草草甸);土壤溶解性有机氮的消耗同地上植物量的形成具有一定程度的正相关性,其中小嵩草草甸和金露梅灌丛草甸达到中度相关水平,禾草-矮嵩草草甸为低度相关水平;地下根系现存量同IN/DON之间均没有明显的相关关系.说明土壤IN/DON对地上植物量的形成可能具有一定程度的贡献,如果这一论断成立,那么研究其对植物量形成的贡献形式及过程将成为亟待解决的问题.     

不同利用方式对纳帕海高原湿地土壤质量的影响

研究了纳帕海高原湿地不同利用方式对土壤质量的影响,结果表明,天然沼泽和浅水沼泽草甸,排水疏干后用于放牧的草甸、垦后湿地相比,土壤有机质分别减少了4.33%、7.32%和5.64%,全氮分别减少了0.1%、0.33%和0.16%,除垦后湿地速效钾和速效磷含量较高外,速效养分呈现和有机质、全氮一样的变化趋势,均随人为活动干扰加剧而不断下降,土壤酶活性中蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性与土壤有机质等肥力因子存在显著相关性。垦后湿地土壤养分含量和酶活性较高,土壤质量改善,这与人为大量施用有机肥和周围山上水土流失带下土壤养分汇集有关,但其湿地环境已完全转化为旱生环境,湿地功能丧失。综合土壤性质10项指标计算的土壤退化指数表明,与天然沼泽比较,沼泽草甸和草甸湿地均出现退化现象,垦后湿地环境完全改变,应及时进行保护和恢复,退耕还湿。     

区域尺度土壤养分空间变异及其影响因素研究

江苏北部5市土壤表层(0~20cm)全氮含量连云港东北部、淮安南部和盐城西部显著高于其它地区;全磷含量呈现由北到南、自西向东升高的趋势;速效磷含量高值区位于北部的灌云县和南部的金湖县;速效钾含量东部沿海高于其它地区。土壤类型和成土母质对土壤养分产生显著影响:对于土类而言,沼泽土和水稻土养分较高;各成土母质中,湖相沉积物发育的土壤养分含量最高。在研究区1:5万尺度范围内,土壤类型对全氮和全磷的变异起主导作用,而速效磷受成土母质的影响较大,土壤类型和成土母质对速效钾的影响较小,土壤类型和成土母质对全量养分的影响要大于速效养分。     

向海沼泽湿地土壤氮素的空间分布格局

本文运用地统计学方法探讨了吉林省通榆县向海沼泽湿地土壤氮素在植物生长初期的空间分布格局 ,结果表明除铵态氮外 ,其他各形态氮素主要集中分布在表层土壤 ,呈现出由表层向下逐渐减少的趋势。各形态氮素和全氮都具有高度的变异特征 ,其中表层土壤碱解氮的变异最大 ,铵态氮最小 ,变异系数分别为 6 5 6 4%和 4 9 5 1% ;其他各层土壤有机氮、全氮和硝态氮含量的统计变异较大 ,而碱解氮和铵态氮较小 ;有机氮和全氮的空间分布格局具有显著的相似性 ;表层土壤全氮、有机氮和碱解氮的高值区和低值区具有高度的一致性 ;除碱解氮主要集中在土壤表层外 ,其他形态氮素和全氮在土壤较深层次均出现累积峰。     

台风“杜鹃”对闽江河口区沼泽土壤间隙水和潮水中营养盐含量的影响

2015年9月29日,台风"杜鹃"登陆福建省莆田地区,对闽江河口造成了较大影响。为了揭示该台风对闽江河口区沼泽土壤间隙水中氮、磷营养盐的影响,于9月27~28日(台风前)和10月1~4日(台风后)在闽江河口鳝鱼滩湿地,选取短叶茳芏(Cyperus malaccensis)沼泽和芦苇(Phragmites australis)沼泽,采集土壤间隙水和涨落潮潮水,测定其中的Cl-、SO2-4、溶解性无机氮和磷酸盐含量。研究结果表明,台风"杜鹃"使短叶茳芏沼泽和芦苇沼泽土壤间隙水中的Cl-和SO42-含量显著减小(p0.05),使土壤间隙水和潮水中的氨氮含量和磷酸盐含量都显著增大(p0.05),亚硝态氮含量极低并且变化不明显,使硝态氮含量都减小。观测期间,潮水中的Cl-和SO2-4含量显著减小(p0.05)。在土壤间隙水和潮水中的溶解性无机氮组成中,氨氮所占比例增大,硝态氮所占比例减小。     

洪河自然保护区湿地主要植被类型物种多样性与表层土壤性质的相关性研究

对洪河湿地主要植被类型物种多样性特征、土壤性质特征及二者之间的相互关系进行了研究。结果表明:按沼泽—沼泽化草甸—湿草甸—灌丛草甸—岛状林的序列,物种丰富度呈逐渐增加的变化格局,物种多样性、均匀度呈先下降后上升的格局,优势度呈先上升后下降的格局;而土壤性质特征则呈不规则变化格局。植物物种多样性与土壤性质之间只有均匀度与速效氮之间存在着极显著正相关,其他均无显著相关。这说明在洪河湿地,土壤性质不是决定上述序列的植被类型的物种多样性的主要因素,而土壤速效氮含量是影响物种均匀度的关键因素,同时,对其他物种多样性特征也有一定影响。     

喀斯特地区翻耕和玉米种植对土壤团聚体、氮素及微生物量的影响

喀斯特地区农业活动在短期内可能会导致土壤团聚体破碎、微生物量降低,进而引起土壤氮快速丢失。然而翻耕和玉米种植如何影响这一过程仍不清晰。本研究基于当地常见作物玉米地的不同翻耕模式(NT-免耕不种玉米; NTM-免耕种玉米; CT-传统耕作不种玉米; CTM-传统耕作种玉米)的原位控制试验,分析一年后土壤团聚体组成、氮素及微生物量等变化规律。结果发现:双因素方差分析表明,翻耕措施显著影响土壤团聚体分布、总氮丢失量(△TN)、硝态氮(NO3--N)、可溶性有机氮(DON)和微生物量生物量碳(MBC)含量,玉米种植仅对土壤NO3--N和DON有显著作用。翻耕主要破碎5～8 mm粒级大团聚体,显著提高土壤△TN,降低土壤MBC含量。土壤NO3--N是喀斯特地区可溶解性氮素的主要形态,其次是DON,铵态氮(NH4+-N)含量最低。土壤NO3--N在翻耕或玉米种植下均显著减少,DON仅在翻耕和玉米双重作用下显著降低。Pearson相关性分析表明总氮的丢失主要来自土壤团聚体5～8 mm粒级的破碎。在喀斯特脆弱生态系统中,减少耕作干扰或开展保护性耕作是减少土壤物理结构破坏,维持氮库,实现其可持续性利用的有效措施。     

再论聚土免耕垄的中层培肥

聚土免耕垄的土壤结构性变化主要表现在中上层,以中层更突出.而土壤养分状况、水分状况、生物活性及有机无机复合胶体的变化却主要表现在中下层.多数肥力指标均显示中层的改善为最大.这与有机肥深施至中层有关.聚土免耕垄的培肥重点是中层.     

Vertical distribution of Artemisia halodendron root system in relation to soil properties in Horqin Sandy Land, NE China

Root distribution plays an important role in both vegetation establishment and restoration of degraded land through influencing soil property and vegetation growth. Root distribution at 0~60 cm depth of A. halodendron was investigated in Horqin Sandy Land. Soil organic carbon (SOC) and nitrogen (SN) concentration as well as carbon and nitrogen in root biomass and necromass were measured. Root length density (RLD) was estimated. Total root biomass, necromass and the RLD at 0~60 cm depth was 172 g/m², 245 g/m², and 368 m/m², respectively. Both biomass and necromass of A. halodendron roots decreased with soil depth, live roots were mainly at 0~20 cm (76% of biomass and 63% of root length), while 73% of the necromass was within 0~30 cm depth. N concentration of roots (biomass and necromass) was about 1.0% and 1.5%, respectively. There were significant differences in SOC concentration between soil layers, but insignificant for SN. Soil C/N ratio decreased with depth (P<0.05). C and N storage for belowground system at 0~60 cm decreased markedly with depth; 41.4% of C and 31.7% of N were allocated to the 0~10 cm layer. Root bio- and necromass together contained similar amount of C to that of the soil itself in the top layer. N stock was dominated by soil nitrogen at all depths, but more so in deeper layers. It is clear that differentiating between soil layers will aid in interpreting A. halodendron efficiency in soil restoration in sandy land.     

中国1980—2019年1 m土层贮水量的时空变化特征分析

土壤剖面水分信息比表层土壤水分信息难以获取,但对全面认识整个土层的水分含量至关重要。融合多源数据是估算区域土壤剖面水分的有效途径。本文采用随机森林回归算法,利用中国实测土壤水分数据建立了不同季节的表层-深层土壤水分关系模型。据此采用ESA CCI SM遥感表层土壤水分产品估算获得了中国1980—2019年0~10、0~20、0~30、0~40、0~50、0~60、0~70、0~80、0~90和0~100 cm 共10个深度层次土壤水分的时空变化特征。ESA CCI SM产品与实测数据整体上匹配较好但普遍高估,本文提出采用饱和含水量和凋萎系数信息对其进行值域控制,有效降低了该产品的高估误差。随机森林回归模型的精度在秋季最高,夏季和春季次之,冬季最低。模型对干带土壤水分的估算最准确,暖温带和冷温带次之,青藏带准确性最低。计算了中国10个深度层次的土壤贮水量,其多年平均值和标准差分别为1.64±0.11、3.50±0.21、5.29±0.30、7.13±0.38、10.04±0.46、12.25±0.54、14.47±0.62、16.75±0.69、19.05±0.76和21.36±0.83 cm。各深度的土壤水分呈明显的分层,即波动层（0~40 cm）、跃变层（40~60 cm）和稳定层（60~100 cm）。中国1m土层贮水量呈自西北向东北和东南方向递增的分布格局,寒旱区该值较低且空间变异明显,暖湿区该值较高且空间分布更均一。热带、干带和青藏带的1 m土层贮水量在夏季最高,暖温带和冷温带该值在夏季最低。近40年来中国1m土层贮水量在空间上“湿区愈湿,干区愈干”,在时间上“湿季愈湿,干季愈干”。热带土壤在2004—2009年显著变湿,干带土壤显著变湿和变干的转折年份分别为1985—1986年和2013—2014年。中国1m土层贮水量序列最常见的周期是5年和11年。     

干旱区梨园不同覆盖条件下土壤环境因子综合性评价研究

在干旱沿黄灌区开展不同覆盖材料配合滴灌的灌溉保墒方式下,进一步研究了不同覆盖方式对梨园全生育期的土壤理化性状和养分含量变化影响,分析了土壤温度、水分、pH等和矿质营养元素间的相互关系,对覆盖后的土壤质量进行了综合性评价。试验处理分为无覆盖对照（T1）、园艺地布覆盖（T2）、玉米秸秆覆盖（T3）和黑地膜覆盖（T4）4个处理;试验设计为随机区组设计,每个处理小区均为167株梨树（约占地667 m²）,重复3次;各小区土样分0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土层取样。结果表明：（1） 园艺地布和黑地膜覆盖处理有一定的增温效应,而玉米秸秆覆盖有较好的降温和稳温效应,且增墒效应明显,土壤含水率比其他3种处理显著提高了1.0%~2.7%。（2） 相较无覆盖处理,黑地膜覆盖可提升表层土壤pH,并加速表层土壤有机质的分解,有机质含量较无覆盖处理下降33.1%;玉米秸秆覆盖可显著降低各土层的土壤pH,降低范围为1.8%~4.6%,并促进0~20 cm土层有机质的提升,土壤有机质含量增加12.2%;园艺地布覆盖下0~40 cm土层内土壤有机质含量和全盐量均有降低。（3） 黑地膜覆盖下0~20 cm和20~40 cm土层的碱解氮含量分别为73.00 mg·g^-1和64.53 mg·g^-1,均显著地高于无覆盖处理,无覆盖条件下土壤碱解氮在深层（40~60 cm土层）积累较多,显著地高于玉米秸秆和黑地膜覆盖;各处理0~20 cm和20~40 cm土层速效磷含量差异显著,大小顺序均为T4>T3>T2>T1,玉米秸秆覆盖可提升土壤速效钾和速效铁的含量。（4） 进行主成分分析表明不同覆盖方式对梨园浅层土壤环境因子的影响要明显大于深层土壤,在0~40 cm土层内各覆盖处理效果均好于无覆盖处理,其中玉米秸秆覆盖在0~20 cm和20~40 cm土层综合得分分别为1.189和0.326,覆盖效果最佳。     

基于Hydrus-1D模型的科尔沁沙地沙丘-草甸相间区土壤水分动态模拟

土壤水分是干旱半干旱地区生态环境的主要限制性因子,研究科尔沁沙地流动沙丘和草甸地土壤水分动态规律有助于荒漠化地区的生态恢复和保护。以2018年5月25日至10月31日为研究期,利用土壤各项实测参数和气象数据,评价Hydrus-1D模型在科尔沁沙地的适用性,并揭示科尔沁沙丘-草甸相间区土壤水分分布特征,重点分析研究区流动沙丘200 cm剖面和草甸地80 cm剖面土壤水分的动态规律。结果表明:研究区典型土地类型流动沙丘和草甸地土壤水分模拟值和实测值的决定系数均高于0.76,均方根误差0.01~0.02 cm³·cm^-3;在土壤剖面上具有明显的分层结构,流动沙丘分为3层,即0~20 cm为干沙层,20~120 cm为活跃层,120~200 cm为稳定层,其中40 cm土壤水分波动性最大;草甸地分为2层,即0~40 cm为活跃层,40~80 cm为稳定层,主要受降雨、蒸散发和地下水位影响;流动沙丘和草甸地降雨与表层土壤水分呈极显著相关,降雨量与地下水位变化仅草甸地呈显著正相关;在整个研究期内,流动沙丘土壤水分储量变化量为12.6 mm,土壤实际蒸发量为105.9 mm,200 cm深层渗漏量为173.9 mm,占总降雨量的59.5%;草甸地土壤水分储量变化量为8 mm,80 cm深层渗漏量为-27.2 mm(地下水补给量),土壤实际蒸发量为67 mm,植被蒸腾量为244 mm,地表径流量为0 mm。     

凋落物和根系处理对杉木人工林土壤氮素的影响

选取19 a和91 a杉木林为研究对象,设置对照(SR)、去除凋落物和根系(NO)、去除凋落物(NL)、去除根系(NR)、双倍凋落物(DL)5种处理进行为期3 a的野外观测,以探讨凋落物和根系对杉木人工林土壤氮素的影响机制。结果发现:5种处理对NO3--N含量影响不明显,对NH4+-N影响因林龄和土层而异,DL和NR提高了19 a杉木林表土层(0~10cm)NH4+-N含量,但在矿质层(10~20 cm),所有处理均显著降低了NH4+-N含量;NO会降低杉木林DON含量,DL会促进19 a杉木林DON含量增加;杉木林的DON含量总体随土层加深而增大,与DIN含量的变化趋势相反。表明凋落物和根系是土壤氮素的重要影响因素,其影响作用因氮素形态、林龄和土层而异。     

伊犁河流域林业生态建设基地淡灰钙土土壤特征研究

在伊犁河流域林业生态建设基地,随机挖土壤剖面11个,依照土壤发生层分层取样,同时观察其颜色、结构、干湿度、松紧度、孔隙大小及植物根系的分布等生态特征,以此来鉴别土壤质地、土壤发育状况,并测定土壤中的盐分和养分。分0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm共4层取样,测定土壤容重,并分别在灌水前及灌水后不同日期测定了土壤含水量。实验结果表明:在伊犁河流域林业生态建设基地淡灰钙土土壤剖面发育微弱;含盐量低;有机质含量平均只有0.80%,全N、全P含量较少,全K含量较高,速效N、速效P含量较低,速效K含量较高;0~10 cm和10~20 cm的土壤容重分别为1.35~1.62 g/cm3和1.36~1.50 g/cm3之间。灌水后土壤含水量普遍都有所提高,其中0~10 cm土层土壤含水量比灌水前增加了59.31%,10~20 cm、20~30cm和30~40 cm土层的土壤含水量分别比灌水前增加了37.74%、27.29%和6.36%。     

共和盆地中间锦鸡儿人工林根系的分布特征

采用剖面法对青海共和盆地中间锦鸡儿（Caragana intermedia）人工林的根系进行调查,分析5 a、9 a和25 a根系的生物量、比根长和根长密度的垂直分布格局,同时测定土壤含水量的垂直变化。结果表明:①不同林龄中间锦鸡儿人工林的吸收根（d≤1 mm）和输导根（d>1 mm）的主要分布范围不同。5 a、9 a和25 a吸收根主要分布土层分别是10～30、10～50 cm和10～60 cm,输导根主要分布土层分别是10～50、10～60 cm和10～90 cm。②随着林龄的增加,根系的吸收根、输导根的总生物量、总比根长和总根长密度均显著增加（P<0.05）;各林龄根系中的吸收根比输导根具有更高的比根长和根长密度（P<0.05）。因此,吸收水分和养分的能力随着林龄增加而增大。③中间锦鸡儿人工林根系,尤其是吸收根的分布影响土壤水分变化,吸收根集中分布土层的土壤含水量显著降低。     

绿洲-荒漠过渡带典型防护林体系环境效益及其生态功能

 在塔里木河下游绿洲-荒漠过渡带,选取乔灌草结构（胡杨-柽柳-花花柴群落）、乔灌结构（胡杨-柽柳群落）和单一乔木结构（胡杨群落）三种典型防护林为研究对象,采用野外监测和室内分析相结合的方法,探讨了不同类型防护林对空气温湿度、土壤理化特性及防护效应等的作用,并分析了产生差异的原因及生态功能。结果表明：(1）干旱区绿洲-荒漠过渡带不同结构组成的防护林均可提高群落内温湿度的稳定性,改善土壤理化性质,其中乔灌草结构防护林较其它群落更有利于增加0~50 cm土壤有机质、[WTBX]全N、全P[WTBZ]和20~100 cm土壤全[WTBX]K[WTBZ]的积累;能更有效地增加0~30 cm土壤水分、抑制0~100 cm土壤盐分、稳定0~50 cm土壤温度;(2）单一胡杨林群落的有效防护高度为2~3 m,横向有效防护距离为40 m;胡杨-柽柳群落的有效防护高度为2～4 m,横向有效防护距离为60 m;胡杨-柽柳-花花柴群落的有效防护高度分别为小于1 m和2~4 m,高度超过1 m以上的横向有效防护距离为60 m,在1 m以下其横向有效防护距离可达100 m;(3)群落结构、植物密度和覆盖度是影响防护林环境特征和生态功能的主要原因。