云南小江流域不同土地利用类型土壤微量元素的对比分析

文章对云南小江流域不同土地利用类型（耕地、林地、园地、建设用地、裸地）土壤的微量元素进行空间插值、方差分析和相关性研究,旨在探讨云南小江流域不同土地利用类型微量元素的分布和迁移规律。结果表明:除Mo的含量较低外,小江流域土壤中Cu、Mn、Ni和Zn的含量普遍较高。各微量元素含量在不同土地利用类型中具有明显的差异性,园地土壤微量元素含量最高。微量元素的变异程度均属于中等变异。Cu、Mn、Mo、Ni、Zn的空间分布具有一定的相似性,高值区主要集中在海拔较低的岩溶河谷区右侧和盆底沉积平坝区,主要土壤类型为碳酸盐岩红壤;低值区集中在海拔较高的河谷区左侧和中山区,主要土壤类型为碎屑岩。地貌、土壤母岩和人为活动是影响微量元素分布和迁移的重要因素。      

粤北岩溶区土壤酸化的空间分异特征研究

为了解粤北岩溶区土壤酸化的空间分异特征,选择华南酸雨区的岩溶槽谷地貌和峰丛洼地地貌土壤为研究对象,对土壤pH数据进行空间插值预测,采用参数最优地理探测器分析岩溶槽谷地貌与峰丛洼地地貌中土壤酸化的空间特征及关键驱动力。结果表明：（1）区内土壤pH范围为4.62~8.19,主要以弱酸性（5.5≤pH <6.5）和酸性（4.5≤pH<5.5）为主。在不同地貌类型中,pH<6.5的土壤样品占比顺序为：岩溶槽谷（61.0%）< 峰丛洼地（69.2%）<非岩溶区（75.0%）;（2）岩溶区小生境复杂多样,在酸雨影响下,成土母质可能是研究区内控制土壤pH的关键因子,而土壤pH空间分异格局可能是多因子共同作用的结果;（3）坡度对土壤pH空间分异的影响仅次于成土母质,表现为土壤pH随坡度的增加而升高,且其与成土母质的交互作用对研究区内土壤pH空间分异的解释力最大。区内土壤酸化防治建议：（1）根据成土母质和坡度因子进行分区分类,并在岩溶槽谷和非岩溶区内设定土壤酸化重点监测区,进行精准防治;（2）除了对酸雨的防控外,还应该重视诸如氮肥使用、工业和矿业活动等外源性因素对土壤的影响。     

碳酸酐酶胞外酶影响下的岩溶湖泊微藻碳汇研究

以岩溶湖泊——红枫湖的微藻为研究对象,通过添加两种标记稳定碳同位素组成的无机碳进行室内模拟岩溶环境条件;并通过添加不同浓度的乙酰唑胺（AZ）,来模拟岩溶湖泊中碳酸酐酶胞外酶活性差异的各类微藻。重点监测微藻蛋白质含量及其稳定碳同位素组成变化等指标,计算其对不同来源无机碳的吸收利用份额,并结合微藻的生物量生长指标,最终计算出碳酸酐酶胞外酶活性差异的各种微藻的碳汇能力。结果显示：在岩溶湖泊的自然水体中,碳酸酐酶胞外酶活性强的微藻碳汇能力是缺乏碳酸酐酶胞外酶的微藻碳汇能力的5倍。碳酸酐酶胞外酶对微藻光合碳汇能力的影响显著。     

青木关岩溶槽谷流域不同土地利用类型土壤可蚀性分析

基于土壤实地采样和理化性质测试分析,采用EPIC模型K值计算方法,分析青木关岩溶槽谷流域的土壤理化性质、土壤可蚀性及其影响因子。结果发现：（1）青木关岩溶槽谷流域表层土壤（0~10 cm）可蚀性K值介于0.037 1~0.060 5之间,均值为0.048 5,中值为0.047 5,变异系数为10.71%,偏度和峰度值小于1;（2）表土机械组成中以粉粒含量为主,土壤质地属于粉壤土;有机质含量在13.98~52.24 g.kg-1之间,均值为29.20 g.kg-1;表土可蚀性K值与砂粒含量、有机碳含量呈极显著负相关,与粉粒含量呈极显著正相关,与黏粒含量呈负相关;（3）不同土地利用类型下的表土可蚀性K值以裸土地最大,为0.058 3,耕地次之,为0.053 4,其次为园地、荒草地和竹林,分别为0.048 3、0.047 8和0.046 9,针阔叶混交林最小,为0.0427,分别存在显著差异（P＜0.05）,变异系数介于2.7%～6.1%之间;受人类活动影响强烈的裸土地和耕地是本地区主要的泥沙策源地,恢复植被能有效提高土壤抗蚀能力;（4）不同土地利用类型土壤剖面K值均值为耕地（0.056 3）显著大于荒草地（0.051 6）与林地（0.048 1）（P＜0.05）,荒草地与林地K值间差异性不显著;K值剖面分布一致表现为0~35 cm相对较小且变化较大,土下35~60 cm随着深度的增加而增大。     

铅锌矿尾砂重金属污染物对不同土地利用类型土壤性质影响的典范对应分析

广西阳朔思的村铅锌矿尾矿砂坝坍塌造成了大面积农田污染,已往报道多集中在金属矿山开采过程中产生的废液及大量固体废弃物堆砌而造成的环境污染,较少关注因尾矿砂坝坍塌所造成的这种土壤重金属特殊污染模式。本文运用典范对应分析(CCA)研究铅锌矿尾砂坝坍塌对不同土地利用类型(玉米地、柑橘园、水稻田)造成的重金属(铅、锌、铜、镉)污染以及对土壤理化性质(有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量、碳氮比、pH值)的影响。CCA分析结果表明,研究区污染以铅、锌、镉为主,铜次之,其中锌和镉的空间分布格局受土地利用类型的影响更明显,并且镉对水稻田产生的环境风险最高。此外,在土壤中尾矿砂分布不均的前提下,土地利用类型是造成土壤重金属污染空间分布不同的重要驱动力,受土壤质地和矿砂性质的影响,重金属污染引起的酸化效应在供试土壤中不明显,使得CCA图中pH值所代表的点远离重金属箭头连线;阳离子交换量距重金属连线较近,受重金属影响明显并随重金属污染的加剧而减小;碱解氮、速效磷、速效钾等速效养分受重金属污染的影响并不显著,但与施肥配比和农业管理密切相关;有机碳与重金属箭头连线分布象限相同且包裹于其中,与重金属质量分数呈正相关关系,相较于玉米地和柑橘园,水稻田中有机碳积累量更大,达到18.14 g/kg,可能因稻田中微生物的碳源代谢利用能力明显降低,土壤中有机碳的矿化分解受阻,导致水稻土中有机碳的积累。此外,尾矿砂作为土壤重金属的持续性释放源,尽管对土壤的基本理化性质尤其是速效养分的影响并不明显,但能够通过影响土壤微生物群落间接影响土壤碳循环。     

重度石漠化区不同土地利用方式下土壤养分特征

本文以云南省蒙自市西北勒乡碧色寨村石漠化土地为研究对象,基于主成分分析法（PCA）研究岩溶石漠化区不同土地利用方式下的土壤养分特征。结果表明:（1）研究区土壤各养分指标变异系数介于0.14~1.76,不同土地利用方式下,土壤养分状况有较大差异;（2）研究区土壤12项养分指标可归结为3个主成分,所提供的信息占全部信息的90.69%,其中PC1主要包含了全磷、有效磷、速效钾和有效锰,PC2主要综合了有机碳、全氮、全钙和有效锌,有效铁对PC3具有较大的贡献。（3）对不同用地类型土壤养分的主成分得分进行排序,由大到小依次为火龙果地>林地>封育草地>玉米地,表明植树造林及火龙果种植等方式能有效改善石漠化区的土壤养分状况。建议对样区的石漠化治理应以封山育土为前提,以生态恢复为目的,通过种植火龙果与修复林地改善样区土壤状况,逐步形成生态环境与社会经济协调发展的石漠化综合治理体系。      

桂林毛村不同植被类型土壤微生物数量与碳酸酐酶活性比较

以非岩溶区林地为对比,分析了桂林毛村岩溶区4种不同植被类型土壤微生物数量及碳酸酐酶(CA)活性的季度动态变化规律,发现以下主要结果:1随着植被的正向演替,岩溶区弃耕地、草地、灌丛及林地微生物数量及CA活性逐渐升高,微生物总数从64.07×10~4cfu/g上升到178.23×10~4cfu/g,CA活性从0.77 U/g上升到1.82 U/g,岩溶区林地大于非岩溶区林地。2在岩溶区不同植被类型,微生物组成均表现为细菌最多(平均值95.14%),放线菌次之(平均值2.79%),真菌数量最少(平均值1.75%)。而在非岩溶区表现为细菌最多(平均值90.95%),真菌次之(平均值5.32%),放线菌最少(平均值3.73%)。3微生物数量季节动态整体表现为春季至夏季逐渐上升,至秋季达到最高,冬季下降,微生物总数的增长依赖于细菌的倍数增长,真菌和放线菌影响较小。CA活性整体表现为夏季和冬季低于春季和秋季,秋季达到最大值。4 CA活性与细菌及微生物总数呈极显著的正相关,表明土壤CA主要来源于细菌的分泌。     

湖南大龙洞流域不同岩性不同土地利用类型条件下碳酸盐岩试片的溶蚀速率

选择湖南大龙洞流域寒武系中统熬溪组上段(∈2a3)白云岩、寒武系上统比条组下段(∈3b1)和奥陶系中统牯牛潭组(O2g)灰岩进行野外溶蚀试验,并测试林地和草地类型土壤剖面20cm、50cm深度土壤CO2浓度和有机质含量,以探讨林地、草地土地利用类型条件下试片溶蚀速率的差异特征。结果表明:(1)O2g、∈3b1和∈2a33种试片溶蚀速率在林地和草地土下20cm、50cm深度差异明显,∈3b1g灰岩林地土下20cm试片的溶蚀速率最大,达357.93mg/(m2?d);(2)试片溶蚀速率受岩性影响明显,CaO含量高,溶蚀速率大,O2g、∈3b1灰岩中CaO含量分别为35.38%、47.45%,较∈2a3白云岩的含量32.64%高,因而其溶蚀速率也较∈2a3的大;(3)埋放于林地土壤的试片其溶蚀速率大于草地,表明土地类型对溶蚀速率有较大的影响,植被从草地向林地的正向演替有利于岩溶作用的进行。      

微藻及其碳酸酐酶对石灰岩土壤系统中钙元素迁移的驱动作用实验研究

本文以微藻(莱茵衣藻)为材料,通过室内模拟石灰岩土壤系统,对接种微藻的土柱进行不同淋滤条件的处理,系统监测了淋出液的电导率、Ca2+浓度和碳酸酐酶的活性。结果表明,以双蒸水进行淋滤的土柱,Ca2+总淋出量在24 d时仅为以微藻培养液进行淋滤土柱的11.9%,且淋出液碳酸酐酶的平均活性与Ca2+总淋出量间有较好的相关性,说明微藻及其碳酸酐酶对石灰岩土壤系统中的Ca元素迁移有较强的驱动作用。本文的研究结果为探讨藻类碳酸酐酶在岩溶发育中的作用提供了一定的科学依据,进一步深入研究将有助于弄清藻类及其碳酸酐酶对岩溶碳汇的作用。     

不同土壤类型多氯联苯土壤残留特征变化分析

为了解多氯联苯（PCBs）在不同土壤类型中的环境分布行为,在“中国网格化农药排放残留模型”的基础上,开发了“中国网格化工业污染物排放残留模型”,并用以对PCBs的研究。进行了PCBs的单源排放和包括城市土壤、旱田、水田、草地、林地及荒地等6种不同类型的土壤残留特征的数值模拟,并对土壤残留特征的变化进行了分析。研究结果表明：PCBs在土壤中的残留浓度与土壤的含气和含水率及其理化性质有关,对排放期末6种类型土壤质量分数与土壤含水体积作相关分析,其相关系数为R=-0.999 5,显著性水平P<0.000 1;PCB同系物在不同土壤层的残留浓度的变化与其理化性质有关。低氯取代的PCB同系物由于其水溶解度高,更容易向深层土壤迁移,其在土壤纵向分布随时间变化较快;随着土壤深度的增加,高氯取代的PCB同系物向深层土壤的扩散能力较弱,其在土壤纵向分布较为稳定。     

岩溶地区不同利用方式土壤土力学特性垂直变化特征

以黔中岩溶地区不同利用方式的土壤为研究对象,采用野外调查和室内试验相结合的方法,研究了土壤黏聚力c、内摩擦角φ及紧实度随不同土壤利用方式、不同土层深度的变化特征。结果表明:土壤黏聚力c总体随土层深度不断增大,在0-35 cm内受不同土壤利用方式的影响比较明显;土壤内摩擦角φ在0-50 cm土层内,呈“S”形变化,受母质影响显著,三种不同土壤利用方式总体变化趋势基本一致;林地、灌草地、坡耕地土壤在垂直剖面上都存在着上松下紧的状况,在0-20 cm内,坡耕地土壤紧实度均小于林地和灌草地,20 cm以下坡耕地和灌草地土壤紧实度基本一致,但均大于林地,三者均保持着不断增大的趋势。研究表明:植被生长对于改善土壤力学性能具有一定的影响。因而通过加强植被保护与管理和调整坡耕地利用方式是改善土壤力学性能,防治土壤侵蚀和控制石漠化的主要手段。      

渝东南岩溶山区耕地利用变化下土壤颗粒体积分形特征研究

通过对重庆东南部喀斯特山区的野外调查采样和室内粒度分析,利用土壤颗粒体积分维模型,分析了该区域耕地土壤与撂荒地土壤颗粒体积分形维数特征,探讨了颗粒体积分形特征与颗粒体积含量的关系。研究结果表明:土壤颗粒体积分形维数与土壤中粘粒(<0.002mm)含量呈明显的线性相关,表现为粘粒含量越高的土壤,其分形维数也越高。土壤粘粒含量与土壤颗粒体积分形维数在不同土地利用方式的土壤剖面上表现出相同的变化规律。土壤分形维数不仅受粘粒含量的支配,还与土壤质地的均一程度有关,分形维数与土壤质地均匀指数表现出一定的相关性,但相关性较弱。耕地土壤分形维数值(平均值为2.5065)大于撂荒地分形维数值(平均值为2.4835),说明岩溶区人类农耕活动对土壤质地尤其是粘粒含量影响明显。土壤体积分形维数可以作为区域耕地土壤质量评价指标之一。      

岩溶山区不同利用方式下土地蓄水能力研究——以重庆市中梁山为例

分析研究了中梁山岩溶山区竹林、灌丛、草地、园地、坡耕地5种土地利用方式的凋落物和土壤的蓄水功能。结果表明,自然利用的竹林地、灌丛地、草地的凋落物蓄积量和最大持水量都远远大于其余两种农耕利用的土地。当自然利用土地改为园地、坡耕地以后,其表层土壤的最大蓄水能力下降31. 2%、非毛管蓄水能力下降65. 5%、坡耕地的毛管蓄水能力下降34. 3%。与此同时由于土地利用方式不同,还使园地整个土壤剖面( 60cm)蓄水潜力增大4. 4% ,坡耕地蓄水潜力减少6.1% ,园地、坡耕地剖面土壤非毛管蓄水能力较自然利用方式土地剖面非毛管蓄水能力下降55. 7%。毛管蓄水量和前期含水量具有极显著的正相关,整个剖面毛管蓄水量和前期含水量都以园地最高。从保水能力上考虑,园地是岩溶山区开垦土地较为理想的利用方式。建议加强园地凋落物的保护;在雨季尽量不让坡耕地空闲裸露,以防止水土流失。      

重庆溶洼—丘峰区土地利用类型对土壤抗蚀性的影响

以重庆鸡公山耕地、果园、撂荒地、灌草坡和林地5种土地利用类型为研究对象,通过野外采样调查与室内分析,采用主成分分析法对与土壤抗蚀性密切相关的11个常用指标进行筛选和综合评价,探讨不同土地利用类型下土壤抗蚀性能的变化状况和差异性。结果表明:研究区表征土壤抗侵蚀能力最优指标为:>0.25 mm团聚体破坏率、>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚度、<0.01 mm物理性黏粒含量、结构性颗粒指数和<0.001 mm黏粒含量。依据提炼出的3个主成分,建立土壤抗蚀性综合评价模型,即Y（综合指数）=0.712Y1+0.157Y2+0.131Y3,由此计算出土壤抗蚀性由强到弱为:林地> 灌草坡>撂荒地>果园>耕地。建议区内适当退耕还林还草,减少人为扰动,以利于提高土壤的抗蚀性能和水土保持能力。      

长江流域不同地质生态环境土壤碳酸酐酶活性、有机碳含量及其相关性

为了探讨流域岩溶生态系统土壤碳酸酐酶(CA)活性、有机碳含量及CA固碳之间的潜在关系,选取长江流域干流及支流沿岸不同地质生态环境下的10个样地,比较长江流域不同地质生态环境下表层土壤(0~20cm)中的碳酸酐酶(CA)活性与土壤有机碳(SOC)含量,并分析二者之间的关系。结果表明:(1)长江流域岩溶区的表层土壤CA活性要高于非岩溶区(P0.01),土壤CA活性的差异与样地的地质类型及植被类型不同有关;(2)位于岩溶区高场(GC)样地的年平均SOC含量最高(1.09%),而位于非岩溶区外洲(WZ)样地的年平均SOC含量最低(0.29%),而且总体比较而言,长江流域冬季表层土壤的平均SOC含量显著高于夏季(P0.01);(3)相关性分析结果显示,不同季节长江流域岩溶区表层土壤CA活性与SOC含量呈一定的正相关。研究结果为进一步研究流域岩溶生态系统土壤CA与土壤固碳能力之间的关系奠定了基础。     

碳酸酐酶及多肽类生物大分子与岩溶动力学理论的思考

岩溶动力系统是一个边界受制于已有地表地下岩溶形态,与地球四圈层有密切联系的开放系统.该系统在生物圈的主导作用下与水圈、大气圈及岩石圈(土圈)相互作用,产生物质循环和能量流动,发生水-岩-气作用,进而在全球碳循环中发挥积极作用.生命物质在水-岩-气过程中的作用机制,尤其碳酸酐酶快速催化水和二氧化碳反应过程,以及多肽类生物大分子提高方解石中镁含量能力的发现,使岩溶动力学理论得到进一步丰富和发展.因此,如何更好的将现代生命科学理论引入到岩溶动力学中,丰富和发展岩溶动力系统模型,并与生产实践相结合,是联合国教科文组织岩溶研究中心落户桂林之后岩溶动力学理论发展过程中面临的新课题.     

Studies on soil organic carbon of density-isolated fractions and water-stable aggregates under different types of land use on black soils

The experiment was conducted to determine the organic carbon concentrations of black soils by using density fractionation and wet-sieving of aggregates into five size fractions. Soil samples （0-20 cm layer） were collected from the following experiment sites （National Field Research Station of Agro-ecosystem in Hailun, Northeast of China）： （1） grassland （GL）, formerly cropped, and but fallowed in 1985 with Leymus chinesis as the dominant species; （2） bareland （BL）, like grassland, fallowed in 1985, but grasses were eliminated periodically during the plant growth stages; （3） cropland, three treatments in a long-term site experiment established in 1993 were selected, including no fertilizer applied （NF）, nitrogen and phosphorus fertilizers applied （NP）, and NP fertilizer amended with organic materials （NPOM）. The results showed that the total organic carbon （TOC） concentrations within five experiment sites differed significantly at P〈0.01. The natural ecosystem subjected to human disturbance or transferred into cropland resulted in loss of TOC, however, TOC concentrations increased significantly with chemical fertilizer plus organic manure incorporated into cropland. The OC concentrations in the free light fraction （free-LF） and heavy fraction （HF） had significant correlations with those of TOC in the whole soil at P〈0.01, which indicated that the accumulation of free-LF and HF was very important for the net increase in the TOC. In GL more than 90% of the aggregate separates was larger than 0.25 mm, in which aggregates larger than 2 mm accounted for 44%, as a result of physical enmeshing of fine roots.     

贵州普定6种喀斯特石生植物及其土壤的碳酸酐酶活性

以贵州普定喀斯特石漠化区域石生银叶真藓（Bryum argenteum Hedw.）、扭口藓（Barbula unguiculata Hedw.）、穗枝赤齿藓（Erythrodontium julaceum(Schwaegr.)Par.）、美灰藓（Eurohypnum leptothollum(C. Muell. )Ando.）、东亚砂藓（Racomitrium japonicum Dozy et Molk.）和雪茶（地衣）（Thamnolia vermicularia(Ach.)Asa-hina）为对象,研究了这些石生植物和其基质土壤碳酸酐酶（CA）的活性,可为石生植物的生物岩溶作用机理和石漠化生态环境的治理提供一定的参考。结果表明,6种植物CA的活性存在一定的差异,以美灰藓的CA活性272.99 U·g-1(FW)最高,东亚砂藓的CA活性33.45 U·g-1(FW)最低;银叶真藓基部土壤CA活性最高,为101.81 U·g-1(干土),美灰藓CA活性15.95 U·g-1(干土)最低。CA活性与土壤全磷、全钾、石砾含量和土壤含水量之间呈极显著的相关性。