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。     

土地利用方式对土壤有机碳和团聚体组分特征的影响

以广东省内第四纪红色黏土、玄武岩和花岗岩母质发育的土壤为研究对象,采集不同土地利用方式（水田、旱地、林地、果园/草地）下表层（0~15 cm）和亚表层（15~30 cm）土壤,研究土壤有机碳及其组分（腐殖质碳、易氧化有机碳）、土壤团聚体及其稳定性,分析土壤有机碳及其组分与土壤团聚体及其稳定性之间的相互关系。结果表明：土地利用类型、成土母质等影响土壤有机碳及其组分。3种母质发育的土壤中,各腐殖质组分占有机碳的比例是胡敏酸碳（HAC）＜富里酸碳（FAC）＜胡敏素碳（HMC）,第四纪红色黏土母质发育土壤腐殖酸碳（HAC＋FAC）以草地最高、水田最低;玄武岩、花岗岩母质发育土壤腐殖酸碳以果园最高。土壤中易氧化有机碳所占比例均高于惰性态,第四纪红色黏土母质发育土壤易氧化有机碳占有机碳比例以草地最高、旱地最低;玄武岩、花岗岩为果园最高、林地最低。3种母质发育土壤团聚体（湿筛）主要以＜0.25 mm微团聚体为主,表层土壤＞0.25 mm团聚体所占比例、团聚体平均重量直径（MWD）、团聚体破坏率（PAD）大于亚表层。土壤有机碳各组分均随着有机碳质量分数的增加而增加,＞0.25 mm团聚体质量分数和团聚体MWD随着土壤有机碳及其组分质量分数的增加而增大;PAD随着土壤易氧化碳组分质量分数增加而降低,易氧化有机碳组分有利于土壤中形成较大的团聚体,并增加团聚体水稳性。     

开垦对科尔沁沙地土壤团聚体分布及稳定性的影响

选取科尔沁地区不同开垦年限玉米田,以沙质草地为对照,采用湿筛法测定了 0-40 cm土壤各粒径团聚体分布状况,以大于0.25 mm水稳性团聚体的含量(W0.25)、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(D)和土壤可蚀性因子(K)为稳定性评价指标,研究随着开垦年限和土层深度变化下土壤水稳性团聚体的含量...     

土地利用变化对亚热带山地红壤团聚体有机碳的影响

研究土地利用变化对土壤团聚体有机碳的影响。对福建省建瓯市山地红壤的农业利用(坡耕地、茶园、桔园)、林业利用(杉木、木荷、封育)不同土层(0~10 cm、10~20 cm)土壤团聚体有机碳含量与有机碳贮量进行研究。结果表明:不同土地利用方式土壤团聚体呈现粒径越小,有机碳含量越高的规律,其中木荷有机碳含量最高,茶园最小。林地随着粒径增加,土壤团聚体碳贮量呈增加的趋势,>2 mm团聚体有机碳贮量最高。土壤总有机碳增加主要受到大团聚体有机碳增加的影响。亚热带山地红壤内林地开垦为农业用地导致土壤及其团聚体中有机碳大幅度下降。     

塔克拉玛干沙漠土壤沙化发生条件及对土壤性状影响

土壤沙化是土壤发育逆向演替恢复母质特性的过程，土壤沙化发生条件可以概括为４个方面：土壤干旱是沙化的根本条件、植被衰败为风沙活动创造了条件、土壤质地轻是沙化物质基础、大风和频繁起沙风是沙化的动力条件。土壤沙化结果使土壤粗粒化、贫瘠化，同时也使土壤含盐量降低。     

红壤侵蚀区芒萁覆盖对土壤团聚体稳定性的影响

土壤团聚体在维持土壤结构和保持水土等方面具有重要的作用。以未治理地(Y0)、恢复13年(Y13)和恢复31年(Y31)的马尾松林为研究对象,分析保留芒萁覆盖地(NRd)、去除芒萁覆盖地(Rd)与林下裸地(CK)之间表层土壤团聚体稳定性差异及其与根系生物量、土壤有机质等的关系。结果表明:芒萁覆盖显著提高了表层土壤有机质含量(74.8%、25.9%、54.0%)和根系生物量(92.3%、84.4%、89.2%)。在恢复13年和31年的马尾松林中,NRd处理的土壤大团聚体(0.25 mm)比例分别比CK处理的高18.0%和16.8%(P0.05),平均重量直径和几何平均直径亦显著高于CK。去除芒萁1年后,未治理地(Y0)土壤的有机质含量和粉粒与黏粒(0.053 mm)比例分别下降了46.3%和61.1%(P0.05);而在恢复的马尾松林中由于去除芒萁导致根系的大量死亡,Rd处理的有机质含量提高了9.2%和18.7%(P0.05),大团聚体比例、平均重量直径和几何平均直径则无显著差异。Pearson相关分析发现,根系和土壤有机质含量与平均重量直径和几何平均直径呈显著或极显著正相关关系,而与分形维数呈负相关关系。因此,在侵蚀地植被恢复过程中,林下植被芒萁覆盖增加了地下根系生物量,促进了土壤有机质的积累,从而显著提高了土壤团聚体的稳定性,对维持土壤结构和减少土壤侵蚀具有重要意义。     

粤东北山区不同土地利用类型红壤团聚体及其有机碳分布特征

以天然常绿阔叶林地、柚果园、茶园、人工桉树林地和旱地为研究对象,采用野外调查和室内实验分析相结合的方法,研究了粤东北山区红壤团聚体及其有机碳的分布特征.结果表明:①研究区5种土地利用类型红壤各级风干团聚体占总团聚体的比例均为粒径＞5 mm的最大,阔叶林地各级风干团聚体含量基本上高于其他土地利用类型.湿筛后,阔叶林地和果园土壤团聚体水稳性较好,表土层粒径＞ 0.25 mm的水稳性团聚体含量均在70％以上;而茶园、桉树林和旱地各土层土壤水稳性团聚体明显减少,结构体破坏率高.②不同粒级红壤团聚体有机碳含量在不同土地类型有明显差异,总体上表现为阔叶林地最高,果园次之,早地与桉树林地最低.随土层增加团聚体有机碳含量呈逐渐减小趋势,阔叶林地团聚体有机碳含量垂直变化最大,减幅达46.25％;桉树林地和旱地减幅最小,分别为29.58％和12.54％.③不同粒径团聚体的百分含量与其有机碳含量之间存在线形关系,阔叶林地和果园土壤＞5 mm、5～2 mm团聚体与其有机碳含量之间呈高度或显著正相关.茶园、桉树林地和旱地则较小粒径的团聚体与其有机碳含量之间呈高度或显著正相关.地带性森林植被的营造和保护有利于土壤团聚体的形成以及土壤有机碳的积累与稳定.     

松嫩沙地天然草地与人工草地土壤动物的对比研究

松嫩沙地天然草地和人工草地土壤动物的对比研究表明,天然草地大型土壤动物的优势类群与人工草地优势类群数相同,但类群有差别。而中小型土壤动物的优势类群是人工草地多。天然草地大型土壤动物和中小型土壤动物的常见类群都多于人工草地,而稀有类群则相反。两种草地类型的土壤动物在土层中的垂直分布存在差异性,但基本上是随着土层加深而递减,天然草地表层的土壤动物类群数均多于人工草地,主要是受土壤营养状况和理化性质的制约。     

长期施肥对绿洲农田土壤剖面有机碳及其组分的影响

以中国科学院阜康荒漠生态站长期定位试验为平台,对不同施肥模式下绿洲农田土壤有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)及团聚体结合碳的剖面(0~3 m)特征进行了研究。结果表明:与荒漠土壤相比,20 a长期施肥模式下SOC含量在表层(0~0.2 m)土壤中增加了14%~56%,但在下层(0.2~0.6 m)减少了15%~33%。在深层(O.6~3 m),单施化肥(NPK与N2P2K)与化肥配施秸秆处理(NPKR与N2P2R2)具有不同的变化:SOC含量在前者中降低了5%~9%,在后者中增加了4%~9%,POC与LFOC具有相似变化趋势。所有处理均增加了整个剖面的大团聚体(>0.25 mm)结合碳。然而,44%~87%的SOC分布于粉砂与粘粒组分(<0.053 mm)中,在深层土壤中该比例最大(超过80%),揭示了该组分中SOC含量的维持对于碳固定的重要性。单施化肥处理降低了粉砂与粘粒组分中SOC含量,可能是其深层土壤碳损耗的一个机制。化肥配施秸秆处理在促进SOC含量的增加、大团聚体形成方面具有最好效果,尤其在深层土壤。     

北川震后滑坡体表层土壤颗粒组成及团聚体空间变化特征

滑坡作为西南地区常见的地质灾害,对坡面土壤结构和植被扰动极大。本文以北川擂鼓镇凤凰山震后滑坡体表层土壤为研究对象,选取滑坡区(Ⅰ)、过渡区(Ⅱ)和未破坏区(Ⅲ) 3个样地,结合网格取样和室内分析,运用地统计学和经典统计学方法对其颗粒组成和土壤团聚体特征进行分析。结果表明:(1) 3样地的土壤颗粒组成均以砂粒为主,显著大于黏粒和粉粒。土壤颗粒组成分形维数与砂粒含量呈极显著性负相关,与黏粒和粉粒含量均呈极显著性正相关。(2)Ⅰ样地中>5 mm的风干性团聚体含量最低,Ⅲ最高。3样地的土壤水稳性团聚体均以>2 mm的粒径为主,总体上呈现出团聚体数量随粒径的减小而减小的趋势。风干和水稳性土壤团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)值均表现为Ⅰ样地<Ⅱ样地<Ⅲ样地,风干性团聚体分形维数表现为Ⅰ样地≈Ⅱ样地>Ⅲ样地,水稳性团聚体分形维数表现为Ⅰ样地>Ⅱ样地>Ⅲ样地。(3)风干和水稳性团聚体稳定性参数和土壤颗粒组成的半方差函数理论模型拟合程度均较好。除水稳性土壤团聚体MWD表现为中等强度空间自相关外,其他团聚体稳定性参数均表现为强烈空间自相关性;黏粒表现为中等空间自相关性,粉粒和砂粒表现为强烈的空间自相关。(4)风干和水稳性土壤团聚体MWD和GMD值从Ⅰ样地至Ⅲ样地大致呈逐渐增加趋势,而土壤团聚体分形维数则呈相反分布规律;土壤颗粒组成从Ⅰ样地至Ⅲ样地呈砂粒含量逐渐减少而黏粒含量逐渐增加的规律。综上,滑坡体表层黏粒土壤大量流失后,表层土壤沙砾化,土壤团聚体的稳定性降低,表现出较强的结构性空间自相关。     

放牧及围封对科尔沁沙质草地土壤呼吸的影响

放牧及围封是引起沙质草地生态系统变化的重要因素。对科尔沁地区放牧和围封不同年限的沙质草地进行土壤呼吸动态测定与分析,结果表明:(1)植物生长初期土壤呼吸速率日平均值,围封样地的显著大于放牧样地的(p<0.05);植物生长末期土壤呼吸速率日平均值,放牧样地的显著大于围封样地的(p<0.05)。围封17年和围封22年样地的土壤呼吸速率日平均值相比较,7月上旬之前,围封17年样地的较围封22年样地的大,而7月中旬以后,围封22年样地的较围封17年样地的大,且差异均显著(p<0.05)。(2)土壤呼吸速率的季节动态对放牧和围封的响应过程相似,但围封引起的变异相对较小;土壤呼吸速率季节平均值,围封22年样地的显著大于围封17年的(p<0.05)和放牧的(p<0.01),围封17年样地的大于放牧的(p>0.05),故围封可以增强土壤CO₂的排放,且在一定的时间内,土壤CO₂的排放速率与围封时间正相关。(3)土壤温度和土壤体积含水率可解释土壤呼吸速率的变异从大到小依次为放牧(58%)>围封22年(39%)>围封17年(28%)。     

耕作方式对紫色水稻土活性有机碳的影响

以位于西南大学试验农场的紫色土长期免耕试验田为研究对象,探讨不同耕作方式-冬水田平作(DP)、水旱轮作(SH)、垄作免耕(LM)、厢作免耕(XM)和垄作翻耕(LF)对紫色水稻土总有机碳、活性有机碳及稳态碳的影响。结果表明,在0~60 cm的土壤深度内,不同耕作方式下总有机碳的平均含量为LM(22.74 g/kg)>DP(14.57 g/kg)>XM(13.73 g/kg)>LF(13.10 g/kg)>SH(11.92 g/kg);活性有机碳的平均含量为DP(3.67 g/kg)>LF(3.49 g/kg)>LM(3.28 g/kg)>XM(3.17 g/kg)>SH(2.69 g/kg);稳态碳占土壤总有机碳的百分比为LM (85%)>SH (78%)>XM (77%)>LF (75%)>DP (74%)。长期垄作免耕具有明显的碳截存效应和良好的固碳能力。     

深层土壤有机碳的来源、特征与稳定性

深层土壤有机碳占土壤剖面总有机碳的一半以上．最近发现表层和深层土壤有机碳动态及其调控因素并不相同,这对准确评估土壤固碳潜力具有重要影响．深层土壤有机碳主要来源午根系、根系分泌物、可溶性有机碳、土壤微生物及生物扰动作用,这些来源的相对重要性可能取决于气候、土壤、植被类型和土地利用方式;与表层土壤相比,深层土壤有机碳一般具有较高的稳定性同位素C／N、平均驻留时间长、矿化速率低和高稳定性．深层土壤有机碳的生物化学稳定性、化学稳定性和物理保护三种稳定性机制的相对贡献并不清楚．未来应加强环境变化和人类干扰对深层土壤有机碳动态及稳定性影响的研究．     

施肥对新垦绿洲风沙土肥力及碳积累的影响

利用2005年安排在临泽边缘绿洲沙地农田的长期施肥定位试验,研究不同用量有机肥、化肥、有机肥和化肥配施对绿洲沙地土壤肥力及有机碳积累的影响。试验包括高量有机肥单施(M3),氮磷化肥单施(NP3),低、中、高量氮磷钾化肥单施(NPK1,NPK2,NPK3),及低、中、高量氮磷钾化肥配施高、中、低量有机肥9个处理(NPK1M3,NPK2M2,NPK3M1),测定分析10年后不同施肥处理耕层(0~20 cm)土壤物理化学性状特征及有机碳动态。结果表明:施有机肥及有机无机配施处理较单施化肥处理容重下降0.13 g·cm^-3,田间持水量提高6.7%,单施有机肥、有机无机配施较单施化肥,土壤有机碳(SOC)和全氮含量分别提高64.8%、36.3%和64.9%、49.5%。高量施用氮磷化肥和氮磷钾化肥处理全磷含量最高,有机肥及有机无机配施较单施化肥有效氮含量显著增加,有机无机配施及高量施用磷肥土壤有效磷积累明显,高量施用有机肥能显著提升有效钾含量。连续施肥处理10年后,SOC含量提高了1.68~2.84倍,土壤全氮、全磷、碱解氮及有效磷均有一定程度的提高,但单施化肥及有机肥与氮磷化肥配施有效钾含量下降。SOC的积累速率单施化肥、有机无机配施、单施有机肥处理分别为0.27、0.59,0.87 g·kg^-1·a^-1。增施有机肥、适量减少化肥投入、氮磷钾化肥的平衡施用是绿洲沙地农田土壤肥力持续提升的施肥管理对策。     

延津沙地种植业栽培模式试验研究

分析了延津试区在综合开发治理前后耕作制度的演化,依据沙地种植业遵循的原则和生态学原理,对试区的几类十多种果粮间作、作物多熟种植模式配套栽培技术及经济效益进行了总结。     

咸水滴灌林地风沙土中微生物群落代谢特征

选择Biolog技术方法,利用方差分析和主成分分析研究了不同矿化度水滴灌下塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物的代谢活性。结果表明：随着培养时间的推移,微生物利用单一碳源的颜色平均变化率（AWCD）呈现升高趋势。培养48 h内小于0.5,处于缓慢增长期;48 h后进入对数增长期;216 h后进入稳定期;衰亡期不明显。随着滴灌水矿化度增大,AWCD值明显降低,这种差异主要由土壤微生物对胺类、酚类化合物、碳水化合物利用的差异所致。土壤微生物群落利用碳源活性的垂直差异明显,70~100 cm土层是AWCD值最高的区域,表层0~5 cm最小。AWCD值与土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效钾、速效磷的含量、pH值、阳离子交换量、容重的正相关系数均大于0.85。因此,土壤微生物利用碳源的代谢活性差异主要由土壤化学性质所致,土壤全量养分和酸碱度是主要驱动因子。胺类、酚类化合物、碳水化合物是区分不同矿化度水滴灌下土壤微生物群落生态功能的敏感碳源。     

沙质草地土壤动物的研究进展及建议

中国北方农牧交错带,生态背景脆弱,在自然因素和人为活动的严重干扰下,生态系统遭到了严重破坏,草地面临严重沙化的威胁。而土壤动物是沙质草地生态系统物质循环和能量流动的不可或缺的一环,对保护和改善土地资源,控制由于各种原因而导致的土地退化、土地沙漠化有着重要意义。从沙质草地土壤动物的物种组成、研究方法、时空动态变化及其对生态系统的作用等方面进行了总结,分析了当前沙地土壤动物研究中存在的问题,并为未来沙地土壤动物研究提出了一些建议,从而为沙质草地生态系统恢复和重建及沙漠化逆转等提供了基础资料。     

不同湿度条件下模拟增温对科尔沁沙质草地土壤氮矿化的影响

氮矿化作用是影响沙质草地植物群落物种组成和初级生产力的重要因素之一。温度和水分被认为是影响土壤氮矿化/硝化作用的两个关键环境因子,认识沙质草地土壤氮矿化作用对温度和水分的响应,对于预测全球变化对沙质草地生态系统结构和功能的影响具有重要作用。本文通过测定开顶式生长室（OTC）内不同湿度条件下增温时沙质草地净氨化速率、净硝化速率和净矿化速率的变化,分析增温和湿度变化对土壤氮矿化作用的影响。结果表明:不论增温与否,沙质草地土壤净氨化速率、净硝化速率和净矿化速率随着土壤湿度增加而明显提高。土壤净氨化速率在土壤湿度为15.2%时最大,但是净硝化速率和净矿化速率在土壤湿度为11.8%时最大,土壤湿度达到时15.2%表现下降趋势。增温使沙质草地土壤氮矿化作用发生显著变化,但增温的效应与土壤湿度存在一定的关联。土壤湿度为3.4%、5.1%、8.5%时,增温处理使土壤净氨化速率较对照明显提高;但是土壤湿度为11.8%、15.2%时,增温处理时土壤净氨化速率较对照显著降低;土壤湿度为8.5%和11.8%时,增温使土壤净硝化速率和净矿化速率显著升高（p<0.05）,在湿度为1.7%、3.4%、5.1%以及15.2%时,增温处理和对照之间的净硝化速率、净矿化速率无显著差异。这说明只有在适宜的土壤湿度条件下,增温才显著影响沙质草地土壤矿化作用,当土壤湿度处于相对干旱或过度湿润的状态下,增温对沙质草地土壤矿化作用没有显著影响。     

海南岛东部地区土地利用方式对土壤有机碳与 易氧化有机碳的影响

以海南岛东部地区的4种土地利用方式（水田、抛荒地、果园、橡胶林地）的土壤为研究对象,通过对其SOC（土壤有机碳）和ROC（土壤易氧化有机碳）质量分数的测定,分析不同土地利用方式下SOC以及ROC的分布特征。结果表明：研究区的土地利用方式对SOC与ROC具有显著影响,土地利用方式通过影响植被凋落物、根系以及耕作方式、施肥收割等管理措施影响SOC及ROC的分布特征。就整个土壤剖面（0~30 cm）而言,不同土地利用方式下SOC质量分数的分布特征表现为水田＞抛荒地＞果园＞橡胶林地;各土地利用方式下SOC在表层土壤中质量分数最高,并随着土壤层的加深逐渐递减。水田、果园和橡胶林地土壤的ROC质量分数随着土壤深度的加深而逐渐降低,抛荒地呈现出先减少后增加的趋势。不同土地利用方式下土壤ROC质量分数表现为抛荒地＞水田＞果园＞橡胶林地。ROC质量分数的高低顺序与SOC质量分数基本相同。土壤的SOC质量分数是影响ROC质量分数变化的重要因素,相关性分析结果表明：水田、抛荒地和橡胶林地的SOC与ROC质量分数呈极显著正相关,而果园的SOC与ROC质量分数呈显著正相关。4种土地利用方式中水田土壤ROC的分配比例较低,说明水田的SOC稳定性相对于其他土地利用方式较高,有利于土壤碳的储存。