伊犁山地不同海拔土壤有机碳的分布

以乌孙山北坡、科古琴山南坡为例,分析伊犁山地南北坡土壤有机碳的分布特征和影响因素。结果表明:①0-50 cm范围内,高寒草甸、草甸草原土壤有机碳含量较高,荒漠草原土壤有机碳含量最低。土壤有机碳含量均随土壤深度的增加而降低,高寒草甸随土壤深度的增加土壤有机碳下降幅度最大;②伊犁山地土壤腐殖化程度高,氮矿化能力强。大部分海拔的土壤碳氮比随土壤深度的增加而减少。河谷南坡碳氮比降低速率要大于河谷北坡。③土壤有机碳与全氮、全磷以及土壤含水率表现出良好的正相关性;与pH值表现出较好的负相关性,特别是20-50 cm处。植被类型分布和人类活动影响对土壤有机碳垂直变化影响显著。     

兴国县森林土壤有机碳库及其与环境因子的关系

确定土壤有机碳的储量、空间分布 ,对土壤碳循环的研究具有重要意义。根据江西兴国县 84个样点和 50个剖面的采样数据、土壤有机质含量 ,统计土壤各类型分布面积 ,估算了土壤有机碳库。研究结果表明 ,兴国县森林土壤有机碳在 2 0cm深度内总量为 559 38× 1 0 4t,平均有机碳密度为 2 47kgC/m2 ,在 1 0 0cm深度内总量为 1 4 37 1 9× 1 0 4t,平均有机碳密度为6 36kgC/m2 。其分布特征是 :西北部和东北部高 ,中部和西南部低。土壤有机碳含量深受母岩、植被和地形影响 ,在表层 (0～ 2 0cm) ,坡向和有机碳含量呈显著正相关关系 ;海拔与有机碳含量呈极显著正相关关系 ;在剖面 (0～ 1 0 0cm) ,海拔和有机碳含量的相关关系达极显著水平 ,有机碳含量与坡向、坡度之间无明显的相关关系。     

阿尔泰山南坡土壤有机碳密度的分布特征和储量估算

在陆地生态系统中土壤有机碳库是重要的碳库之一,对于研究全球碳循环和温室效应有重要影响。通过野外实地采样和室内分析,按照0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm、50~100 cm的土壤分层方法,综合分析了阿尔泰山南坡土壤有机碳密度的分布特征,并估算了该地区的有机碳储量。结果表明:(1)在阿尔泰山南坡土壤有机碳密度随海拔梯度的变化具有一定的变化规律,海拔在500~2 400 m之间,土壤有机碳密度呈现逐渐增加的趋势;2 400~3 000 m之间,出现下降趋势;(2)土壤有机碳密度在0~100 cm土壤层内呈递减趋势,且不同土层有机碳密度的变异程度不同;在土壤各个土层深度,9种土壤类型的有机碳密度均有显著差异(p0.05);(3)研究区域0~100 cm有机碳储量为0.477 4 Pg,各土壤类型储量差异显著(p0.05),亚高山草甸土的储量最多,山地灰色针叶林土次之,储量最少的出现在高山寒冻土和棕钙土;其中0~30 cm层土壤有机碳储量为0.225 Pg,占总储量的44.13%。研究结果为估算不同土壤类型土壤有机碳密度,以及分析碳源碳汇提供了数据参考,并对进一步研究此地区碳循环具有一定意义。     

甘肃河西山地土壤有机碳储量及分布特征

山地土壤具有强异质性和较高的碳密度，研究山地土壤有机碳的储量、空间分布特征和影响因素，对理解未来气候变化情景下该区土壤碳-大气反馈具有重要意义。河西山地地形复杂，水热梯度明显，是研究土壤有机碳空间格局的理想区域。利用河西山地126个土壤剖面数据，分析了0~100 cm土壤有机碳的储量、空间分布特征及其与环境因素的关系。结果表明：河西山地0~100 cm土壤有机碳密度均值15.04±7.24 kg·m^-2，区域土壤有机碳储量1.37±0.66 Pg，其中50%储存在高寒草甸和亚高山灌丛草甸。研究区土壤有机碳密度从高到低依次为亚高山灌丛草甸（41.15±18.47 kg·m^-2）、山地草甸草原（40.26±9.59 kg·m^-2）、山地森林（34.57±14.52 kg·m^-2）、高寒草甸（29.19±14.58 kg·m^-2）、山地草原（19.28±11.33 kg·m^-2）、荒漠草原（9.83±4.14 kg·m^-2）、高寒草原（8.59±2.47 kg·m^-2）、高寒荒漠（5.89±3.18 kg·m^-2）、草原化荒漠（5.16±3.06 kg·m^-2）、温带荒漠（5.00±3.35 kg·m^-2）。土壤有机碳的空间分布与地形和气候因子显著相关。土壤有机碳密度随着海拔的升高呈现出先增加后减少的趋势，阴坡土壤有机碳密度显著高于阳坡和半阴坡。土壤有机碳密度随年平均降水量增多而增多，随年平均温度的升高呈现出先增加后减少的趋势。     

天山北翼坡向对森林分布的影响

坡向对山地森林的空间分布有重要影响,在干旱区尤其如此。天山山地处于西北干旱区,其山地森林的研究过去多集中在南北翼森林的简单对比,而在更详细的中小尺度上,森林沿坡向梯度的连续变化缺乏定量化的分析。以天山北翼中段为研究区,利用1∶5万DEM和SPOT5遥感图像解译,分析山地森林上下限和面积在全坡向的变化规律。结果表明:1.研究区内97.4%的森林分布在海拔1 600~2 690 m;2.森林上限分布在2 691~2 790m,最高值出现在东坡,最低值出现在西南坡,森林上限随坡向变化不明显;森林下限分布在1 371~1 600 m,最高值出现在西南坡,最低值出现在南坡,森林下限的分布和河谷密切相关;3.森林分布面积在北坡最大,阳坡分布面积非常小,在全坡向范围内呈现"U"型分布,西坡森林面积略大于东坡;但在森林分布的上部(2 700 m)及下部(1 600 m),森林面积东坡略高于西坡。     

人工固沙区土壤碳分布及其与土壤属性的关系

选择腾格里沙漠东南缘沙坡头地区不同年代建立的人工固沙林（1964、1981、1990年）及临近的流动沙丘,对0~3.0 m剖面上的土壤进行取样和分析,以探讨固沙植被的建立和发展对土壤碳（有机碳和无机碳）分布的影响及其与土壤属性的关系。结果表明：在流动沙丘建立人工固沙植被近50年后,表层（0~0.1 m）土壤有机碳和无机碳含量均明显增加,土壤有机碳含量为1.95 g·kg^-1,是流动沙丘的6.67倍,无机碳含量为4.19 g·kg^-1,是流动沙丘的1.46倍。将土壤剖面划分为3层后（0~0.4,0.4~1.0、1.0~3.0 m）分析显示,从流动沙丘到1964年固沙区,土壤有机碳密度显著增加（0.18 kg·m^-2到0.52 kg·m^-2）,且浅层（0~0.4 m）的增加快于深层（1.0~3.0 m）;同时,浅层有机碳密度在整个剖面中所占比例显著增加（14.3%到30.4%）,而深层减少（64.8%到51.6%）。浅层和深层无机碳密度均有增加趋势,但差异不显著。冗余分析显示,土壤细颗粒含量、水分有效性、总氮含量、总磷含量、pH值和电导率与土壤碳密度关系密切,解释了土壤碳密度86.2%的变异。土壤有机碳密度与土壤细颗粒、总氮总磷含量及水分有效性、电导率极显著正相关（P<0.001）;土壤无机碳密度与土壤细颗粒、总磷含量及水分有效性、总氮含量显著正相关（P<0.05）。在1.0~3.0 m和0~3.0 m剖面上,土壤有机碳密度与土壤水分含量分别存在显著和极显著的负相关关系（P<0.05和P<0.01）。     

黑河中游湿地土壤有机碳分布特征及其影响因素

以黑河中游湿地为研究对象,分析木本、高草、低草3种湿地植被类型土壤有机碳的分布特征及影响因素,结果表明,土壤有机碳含量的大小依次为高草>低草>木本植被类型,0~20 cm的差异均达到显著水平(p<0.05)。低草植被类型有机碳的空间变异最大,木本植被居中,高草植被最小。高草、低草和木本植被0~40 cm土壤有机碳密度分别为7.33、5.44和4.25 kg/m2。高草、低草植被以表层土壤(0~10 cm)有机碳含量更高,分别占0~40 cm的32%,31%,木本植被以亚表层(10~20 cm)最高,占33%。土壤有机碳含量与土壤含水量、磷素呈显著正相关(p<0.05),与土壤质量、pH值呈显著负相关(p<0.05)。     

祁连山北坡垂直带土壤碳氮分布特征

对祁连山北坡垂直带山地草原、森林、高山灌丛土壤有机碳和全氮的分布特征进行了研究,结果表明:土壤有机碳和全氮含量山地草原<青海云杉林<高山灌丛,表现为随海拔升高呈现上升趋势,且海拔3 100 m以上土壤碳、氮含量显著高于3 100 m以下土壤碳、氮含量;土壤有机碳和全氮在土壤剖面中的垂直分布大多表现为0~10 cm含量高于10 cm以下各层次的含量。土壤有机碳和全氮含量与土壤水分含量呈显著正相关(r=0.913,0.874,n=117,p=0.001),和年平均气温呈显著负相关(r=-0.883,-0.869,n=10,p=0.001),表明了气候因子对有机碳和全氮在垂直带上的空间分布起决定作用。整个垂直带土壤碳氮比在7.8~24.7间,有利于有机质矿化过程中养分的释放。作为祁连山北坡垂直带乔木林主体部分,青海云杉(Picea crassifolia)林土壤碳密度为18.13kg/m2,与一般常绿针叶林土壤碳密度相当,但远小于针叶林中的云冷杉林土壤碳密度。     

念青唐古拉山东南坡高寒草原生态系统表层土壤有机碳分布特征及影响因素

对念青唐古拉山东南坡高寒草原生态系统表层(0~20 cm)土壤有机碳分布特征进行研究,结果表明:有机碳密度平均为5.002 8±1.103 7 kg/m2,变异系数21.96%;在拔4421~4598 m内,随海拔升高表现增加→减少→增加的分布特征;与地上及10~20 cm土层生物量、20~30 cm含水量、土壤有机质、速效N、全N和全P含量呈显著正相关,与20~40 cm容重呈显著负相关。影响其的第1因子是植被盖度、地上生物量、20~30 cm地下生物量和20~30 cm含水量,第2因子是0~20 cm和20~40 cm容重及全P量,第3因子是有机质含量和速效N含量,第4因子是0~10 cm地下生物量,累计贡献率92.83%。     

天山雪岭云杉林土壤有机碳密度空间分异及其与森林发育的关系

森林土壤在组分和结构上存在比较明显的空间分异现象是导致森林土壤有机碳库估算存在较大不确定性的主要因素之一,森林发育阶段(林龄)也可能是影响森林土壤有机碳库估算不确定性的重要因素之一。本研究在天山北坡西、中、东三段的云杉林分别按林龄设置系列样地并分层采集土样,探讨了天山北坡雪岭云杉林土壤有机碳密度的空间分异规律,并试图从森林发育的角度分析产生该空间分异规律的原因。研究结果表明:(1)天山雪岭云杉林0-60 cm深度的土壤剖面上平均总土壤有机碳密度为30.77±13.46 kg/m~2,天山西、中、东三段雪岭云杉森林总土壤有机碳密度的分布规律为中部(40.54±11.33 kg/m~2)西部(29.61±14.94 kg/m~2)东部(22.16±5.88 kg/m~2),且中部与东、西两部差异显著(p0.05);(2)在0-60 cm深度的土壤剖面上,西、中、东三段雪岭云杉林不同林龄的土壤有机碳密度均呈随着剖面深度增加而减少的趋势,表层(0-20 cm)土壤有机碳密度占总剖面土壤有机碳64.87%。(3)随着龄林的增长,土壤有机碳密度整体呈现出双峰曲线,不同林龄土壤有机碳密度排序为,过熟林(37.02±17.19 kg/m~2)中龄林(33.58±14.53 kg/m~2)近熟林(29.12±15.77 kg/m~2)成熟林(27.02±7.62 kg/m~2)幼龄林(27.10±9.81 kg/m~2),各龄林土壤有机碳密度差异不显著。(4)通过多因素方差分析可知,土壤有机碳密度的空间分异主要受到地段和土层条件影响,林龄对土壤有机碳密度的影响不大。本研究可为天山森林土壤有机碳储量的估算提供数据参考,同时为更深入了解天山林区土壤有机碳分布规律及其影响因素提供必要的基础。     

坡位渐变信息的模糊推理

坡位的空间变化通常是渐变的,定量的坡位空间渐变信息对于精细尺度上的坡面土壤侵蚀、预测性土壤制图等应用具有重要意义。现有基于栅格DEM的坡位模糊识别方法,或是仅在属性域内模糊聚类,忽略了空间信息;或是需要繁琐的规则进行模糊分类,实用性受限。本文建立了一种基于相似度的模糊推理方法,根据各类坡位在空间上的典型位置,计算其他位置与典型位置间的相似度,从而对坡位空间渐变信息进行系统、定量的描述。应用表明本方法能够合理地描述山脊、坡肩、背坡、坡脚、沟谷等重要坡位类型的渐变信息,所获得的坡位渐变信息也能够合理地解释土壤样点的A层土壤含砂量随坡位渐变的变化趋势。     

SOIL VARIATION ON NORTH AND SOUTH SLOPE CATENAS ON A KAME IN SOUTHEAST WISCONSIN

Soils from two catenas on north-and south-facing slopes of a kame were analyzed to determine the effect of lithology, topography, and microclimate on profile development. In loess on the north-facing slope, where microclimate favored CaCO₃ dissolution and clay translocation, pedogenesis was rapid and an A-E-Bt-C profile developed. In contrast, an A-Bt-C profile developed on the south-facing slope. In gravel where limestone/dolostone dissolution was slow, A-C profiles were found and CaCO₃ was depleted to a ≤ 25-cm depth, 20± cm less than reported for similar Michigan soils. Slopewash and runoff are inferred to have caused silt accumulations and greater infiltration at the base of ≥ 20° slopes, resulting in a thicker solum in foot-and toe-slope positions, whereas on slopes of ≤ 7° infiltration and interflow are the dominant processes, resulting in a thicker solum on the transportational midslope. The differences in soil profile development are attributed to sediment facies changes at 25- to 50-cm depth and resulting groundwater movement. [Key words: soil development, soil spatial variability, kame slope catena, Wisconsin.]     

Block and Debris Deposits in the High Drakensberg, Lesotho, Southern Africa: Implications for High Altitude Slope Processes

Past evaluation of high altitude slope development in Lesotho, southern Africa, is largely based on hypothetical or macro-scale geomorphic approaches. Consequently, the information pertaining to high altitude southern African Quaternary slope environments has remained rather rudimentary. The present study describes the morphology and discusses the likely palaeogeomorphic processes of blockstreams and debris deposits on the Popple Peak and Njesuthi-Mafadi south-facing-slopes in the Drakensberg. The geomorphic evidence provides much needed information to help improve the understanding of south-facing slope processes during past colder periods. A model for high altitude Drakensberg south facing slopes is presented and used to challenge and expand on recent models and ideas on southern African valley asymmetry. It is found that solifluction and debris flows/avalanches were operative on south-facing slopes during past cold periods and thereby contributed to past slope development at some high altitude sites in Lesotho. However, the geomorphological observations do not support the valley asymmetry hypothesis and it is suggested that greater caution be exercised in valley-form interpretations, particularly where geomorphological ground-truthing has been absent.     

横断山区地形对水热条件的影响

横断山区地形大体由近南北向山脉、少量近东西向山脉、山谷、山间盆地与高原组成。区内一系列近南北向山脉与大江相间呈波状起伏,降水量、日照与气温高低相间也呈波状起伏。这是地形波的影响结果 近东西山脉对气流起阻滞作用,使山脉南北两侧的水热要素值不同。山谷和山间盆地内较干旱,温高,少雨,日照多。高原对气流起屏障、拦截与集聚作用。     

1980s-2010s中国陆地生态系统土壤碳储量的变化

土壤作为陆地生态系统有机碳库的主体,在全球碳循环中起着重要作用。然而,当前区域土壤有机碳储量的变化情况及其碳源/汇功能仍然不清楚。利用中国1980s （1979-1985年）第二次土壤普查数据,同时收集整理2010s（2004-2014年）已发表的有关中国土壤有机碳储量（0~20 cm和0~100 cm）的文献数据,综合评估了1980s-2010s中国土壤有机碳储量的变化情况,并分析森林、草地、农田和湿地等生态系统土壤碳源/汇功能;同时结合现有的中国植被碳储量变化研究,进一步探讨了1980s-2010s中国陆地生态系统的碳源/汇效应。研究发现：① 1980s-2010s中国土壤（0~100 cm）有机碳储量净增长3.04±1.65 Pg C,增长速率为0.101±0.055 Pg C yr^-1,其中表层土壤（0~20 cm）的碳汇效应明显;② 森林土壤是固碳主体,净增长2.52±0.77 Pg C,而草地和农田土壤增长有限,分别为0.40±0.78和0.07±0.31 Pg C;③ 湿地有机碳储量净减少0.76±0.29 Pg C;④ 中国陆地生态系统的碳汇效应较强,总碳汇量相当于同期（1980-2009年）化石燃料和水泥生产排放CO₂总量的14.85%~27.79%。随着中国森林和草地生态系统植被和土壤的进一步保护、恢复和重建,中国陆地生态系统具有较大的碳汇潜力,在未来全球碳平衡中将发挥更大的作用。     

元谋干热河谷坡耕地土壤侵蚀造成的土地退化

在元谋干热河谷土壤侵蚀特征分析的基础上，对坡耕地土壤侵蚀造成的土地退化进行了模拟研究。结果表明，土壤侵蚀造成表层耕作土壤的物理性能下降、养分流失和水分入渗能力降低。表层耕作土壤的容重比下层土壤低12．7％，总孔隙度高10．9％，有机质高37．3％，120min累计入渗总量是下层土壤的1．6-2．2倍。模拟土壤侵蚀与土地生产力关系的小区试验结果显示，坡耕地每流失1cm表土，土地生产力水平平均下降4．54％。     

1980-2010年安徽省土壤有机碳密度及储量时空变化分析

利用安徽省第二次土壤普查资料和2010-2011年土壤调查数据,运用GIS技术,研究1980-2010年安徽省表层（0~20 cm）和1 m土体中土壤有机碳（SOC）密度和储量的时空变化,并探讨土地利用变化对SOC储量变化的影响。研究表明：① 1980-2010年安徽省表层和1 m土体中SOC密度平均减少0.37 kg/m²和1.63 kg/m²,但耕地的SOC密度增加。② 1980-2010年,全省SOC密度空间变化呈现北增南减的趋势,且增加幅度由北向南依次减小。表层和1 m土体的SOC密度增加的面积为56.97%和58.21%。③ 1980-2010年,全省表层SOC储量减少34.23×10⁹ kg,1 m土体中SOC储量减少197.26×10⁹ kg。淮北平原、江淮丘陵岗地和沿江平原的SOC储量增加,皖西大别山区和皖南丘陵山区减少。④ 非耕地转换为耕地,比保持用地类型不变或变为其他非耕地类型,SOC密度和储量减少较慢。耕地类型内部转换（水田和旱地间转换）比保持类型不变的SOC密度和储量增加较多。研究成果为区域土壤固碳潜力、土壤肥力变化等研究提供科学依据。     

模糊坡位信息在精细土壤属性空间推测中的应用

坡位的空间渐变特征影响着小流域及坡面尺度上的土壤、水文、地貌等现象和过程,因此对精细尺度下的地理建模(如土壤空间信息推理)有重要作用。虽然目前已有多种模糊坡位信息定量提取方法,但所得到的模糊坡位信息还缺乏实际应用。本文以精细尺度下的土壤属性空间分布推测为例,对此展开探索。应用模型假设:(1)在小流域内,地形因素主导着土壤属性空间分布的变化;(2)典型坡位上对应分布着典型的土壤属性值,土壤属性与坡位之间存在协同变化关系。据此建立以模糊坡位信息对各类典型坡位上土壤样点属性值的加权平均模型,推测土壤属性的空间分布。模型应用于黑龙江省嫩江流域一个地形平缓的小区(面积约60 km²),通过一个以坡位典型位置作为原型的模糊坡位定量方法提取5类坡位(山脊、坡肩、背坡、坡脚、沟谷)的空间渐变信息,对土壤表层有机质含量的空间分布进行推测。推测结果通过研究区70个土壤采样点进行评价,以推测结果与评价样点集之间的相关系数、平均绝对误差、均方根误差作为定量评价指标,与使用常用地形属性的多元线性回归模型推测结果进行对比。评价结果表明,仅使用极少建模点的加权平均模型的推测结果优于多元线性回归模型的推测结果。     

荒漠土壤微生物碳垂直分布规律对有机碳库的表征作用

以古尔班通古特沙漠南缘原始盐漠为研究对象,测定不同深度的土壤有机碳和土壤微生物碳含量,以分析它们之间的响应关系。结果表明:(1)在土壤垂直剖面上,土壤微生物碳（SMC）含量与有机碳（SOC）含量呈现极显著正线性相关（R2=0.63,p=0.0003）。（2）SMC出现了2个明显的改变界面（20 cm,80 cm）,0~20、20~80、80~500 cm值分别为:2.24~3.06、0.19~0.72、0.0017~0.0097 mg·kg-1;0~20 cm和20~80 cm的SMC差异极显著（p<0.0001）,20~80 cm和80~500 cm的SMC差异显著（p<0.05）。（3）对应于SMC的土壤层划分,SOC在0~20 cm、20~80 cm和80~500 cm同样具有一定的分层性。（4）我们把具有不同微生物活性的有机碳层分别定义为活性、惰性、稳定性有机碳库,土壤垂直剖面上微生物碳的分布很好地表征了土壤中活性、惰性、稳定性有机碳库的分布;通过对这3种碳库所在土层进行合理划分,可以定量分析土壤中3种有机碳库的储量。     

Factors influencing the formation of shallow landslides in the Boston Mountains of northwest Arkansas,USA

Slope failures cause billions of dollars of damage annually and put human lives at risk. This study employed field measurements and observations to provide the framework for laboratory simulations to investigate the effects of environmental characteristics on slope stability in the highly fractured bedrock region of the Boston Mountains, northwest Arkansas. Field measurements, to determine characteristics and possible controls of 10 shallow slope failures along an interstate highway, revealed that slope failures occurred within a relatively narrow range of slope angles (17–36°) and in loamy soils. Based on field observations, flume experiments were conducted to investigate the relationships between soil texture, slope angle, bedrock fractures, soil compaction, and slope instability. Time to failure differed (p < 0.05) among treatment combinations. Generally, slopes composed of loam were more stable than slopes composed of sand. Time to failure decreased more on slopes of 15–20° than on slopes of 20–25°. Flume slopes with sod cover never failed. This study provided a methodology for using field analyses of slope failures to guide laboratory experiments and demonstrated that complex interactions among environmental factors work to stabilize or compromise steep (>20°) slopes.