喀斯特石漠化区不同优势树种根际土壤有机碳及氮磷的变化

通过对贵州中部喀斯特石漠化区典型植被及土壤进行调查,探讨森林退化过程中不同群落优势树种根际土壤有机碳及氮磷含量的变化。结果表明:根际土壤有机碳及氮磷含量均高于非根际土壤;在不同植被类型之间,林木根际对土壤有机碳及氮磷的累积效应存在明显的差异性,其中土壤有机碳的累积效应表现最明显,其次是土壤磷素,而土壤氮素累积效应的差异性较小。在树木根基0～30cm水平范围内,根际土壤总有机碳、易氧化有机碳、全氮、有效氮和有效磷含量都明显高于30～90cm外围根际区。不同群落优势树种之间,根际土壤碳及氮磷总量的差异性表现为总有机碳＞全氮＞全磷,而碳及氮磷的生物有效态含量则表现为有效磷＞易氧化有机碳＞有效氮。森林退化过程中,群落优势树种根际土壤总有机碳、易氧化有机碳及有效磷含量出现显著的下降,从而明显地影响土壤的肥力水平。      

祁连山青海云杉(Picea crassifolia)林土壤有机碳与化学性质的相互关系

通过对祁连山大野口流域的青海云杉林大样地进行土壤剖面取样, 分析了样地土壤有机碳与pH值、养分和阳离子交换量等基本化学性质的变化规律及其相互关系. 结果表明: 随土层深度不断增加, 土壤有机碳含量逐渐减小, 在20～30 cm以下趋于稳定(P > 0.05); 土壤pH值不断增大, 仅在0～10 cm与10～20 cm差异显著(P<0.05); 土壤全氮、速效氮、全磷和阳离子交换量不断减小, 全氮含量在30～40 cm以下趋于稳定(P > 0.05), 速效氮含量变化剧烈(P<0.05), 全磷含量差异性不显著(P > 0.05), 阳离子交换量与有机碳含量变化规律相同; 土壤速效磷、全钾和速效钾含量没有明显的变化规律, 速效磷和全钾含量差异性不显著(P > 0.05), 速效钾含量仅在0～10 cm与10～20 cm差异显著(P<0.05). 土壤有机碳与全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾和阳离子交换量之间呈极显著和显著正相关, 与土壤pH值和全钾含量之间呈极显著和显著负相关. 土壤有机碳与其他基本化学性质的回归方程具有较高精度(R²=0.793), 影响土壤有机碳含量的主要化学因子依次为土壤阳离子交换量、速效钾和全磷含量.     

我国不同区域农田养分平衡对土壤肥力时空演变的影响

区域农田养分盈亏是驱动农田土壤肥力时空变化的主要因素。对我国6个农业生态试验站（海伦、沈阳、 栾城、长武、常熟、鹰潭）站区农田土壤肥力在近年来时空演变的研究表明,除了海伦站黑土和常熟站水稻土的有机质和全氮平均含量下降外,其他站区均呈现增加趋势,主要原因是黑土和乌栅土有机质和全氮含量较高,目前农田有机C和N投入水平无法维持其平衡;6个站区土壤速效磷有增有减,而土壤速效钾除了栾城和鹰潭站区域外均呈降低趋势。从站区农田养分的年平衡与土壤养分的年变化量关系看,农田氮、磷、钾的盈亏量决定了土壤养分的变化方向。土壤有机碳和全氮的初始含量过高（分别超过15.1 g/kg和1.60 g/kg）时,也会导致其年际间的变化方向从增加变为降低。农田氮素盈亏量与土壤全氮变化量之间相关不显著,主要是由于化肥投入和作物籽粒输出的农田氮平衡不能完全代表土壤氮素的真实盈亏情况;而农田磷素和钾素的盈亏量与土壤速效磷和速效钾的年变化量的显著相关。     

放线菌对旱区露天煤矿排土场红豆草根系生长及根际土壤肥力的影响

针对旱区露天煤矿排土场土壤退化问题,采用高效放线菌菌剂接种及原位盆栽试验,探究了放线菌对新疆黑山露天煤矿排土场红豆草根系生长及根际土壤肥力的影响。结果表明:(1) 干旱条件下,放线菌接种可显著促进红豆草根系形态发育及生长。与对照相比,接种放线菌红豆草总根长、平均根系直径、根表面积及根总体积较不接菌对照均显著增加(P<0.05);根鲜重、茎叶鲜重及总鲜重较对照分别增加了77.24%、130%及103.49%。(2) 接种放线菌显著增强了红豆草的抗旱性。接菌根谷胱甘肽、脯氨酸含量和根系活力分别增加了35.36%、229.23%和363.75%,降低了丙二醛含量和根细胞质膜透性。(3) 接种放线菌显著提高了红豆草根际土壤肥力。供试放线菌在红豆草根际土壤中定殖量为2.5×105 cfu/g,接种后红豆草根际土壤细菌和放线菌总数较对照分别增加了113.7%和563.64%;根际土壤多酚氧化酶、脲酶及碱性磷酸酶活性较对照均达显著性增加(P<0.05);进而显著提高了根际土壤全氮、有效磷和速效钾含量,其中土壤全氮增加量最大。(4) 相关分析表明,红豆草根生物量与根际细菌和放线菌数量、土壤脲酶活性、碱性磷酸酶活性及全氮含量呈显著正相关(P<0.01)。结果证实了土壤接种放线菌通过增强植物的抗旱性,提高根际土壤微生物数量、酶活性及肥力水平,显著促进植物根系发育及生长,为旱区煤矿植被恢复及退化土壤改良提供了科学依据。      

不同土地管理和利用方式喀斯特坡地养分和碳库管理指数的差异

文章选择环江喀斯特农业生态试验站坡地,设计封育、种植玉米、种植牧草、火烧、刈割和刈割除根6种处理方式,测定了不同处理下坡地土壤养分含量、有机碳、易氧化碳含量和碳库管理指数。结果表明,不同处理下土壤养分含量、有机碳含量和碳库管理指数均存在明显差异。土壤全氮、全磷、碱解氮、速效钾、有机碳和易氧化碳含量随土壤人为干扰的增大而减小,种植玉米、种植牧草和刈割除根处理由于人为干扰较大,上述指标显著低于封育和火烧处理。土壤全钾和速效磷含量均以种植玉米处理最高,而刈割处理最低。土壤缓效钾含量以封育最高,种植玉米和种植牧草处理次之,而刈割处理最低。与封育相比,各处理土壤碳库管理指数均显著降低,其中种植玉米和火烧处理最低,并显著低于其他各处理。此外,土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮和有机碳含量随坡位的升高而降低。在喀斯特生态脆弱地区,自然封育有利于土壤养分和碳库管理指数的保持和提高。随着土壤人为干扰的增大,土壤养分含量和碳库管理指数下降。     

青藏高原东缘高寒草甸退化过程中植物群落物种多样性、生产力与土壤特性的关系

为了阐明高寒草甸退化过程中植物群落物种多样性、生产力与土壤特性的关系, 在青藏高原东缘的玛曲县沿着高寒草甸退化梯度选取了轻度退化草甸、中度退化草甸、重度退化草甸和沙化草甸, 测定了高寒草甸退化过程中植物群落物种多样性、生产力与土壤理化性状. 结果表明: 从轻度退化到中度、重度和沙化草甸, 植被地下生物量分别降低了36%、48%和91%, 总生物量分别降低了34%、47%和91%, 土壤有机碳分别下降了18%、81%和97%, 全N分别下降了25%、82%和95%, 全P含量分别下降了14%、33%和41%. 随着高寒草甸的退化, 植被群落的生物多样性和地上生物量呈先稳定后降低的趋势, 土壤砂粒含量、pH值和全K含量呈增加趋势, 黏粉粒呈降低趋势, 速效N、速效P和速效K呈先增加后降低的趋势. 相关分析表明, 群落物种多样性和生产力与土壤有机碳、全N、全P、速效N、速效P、速效K、黏粒含量、粉粒含量、水分含量均呈显著正相关(P<0.01), 而与土壤砂粒、全K和pH值均呈显著负相关(P<0.05). 因此, 高寒草甸退化过程中, 土壤质地、养分和水分等的复杂变化及其相互关系共同决定着高寒草甸群落物种多样性和生产力的变化. 同时, 植被生产力和土壤碳、氮的降低产生明显的正反馈效应, 导致在重度退化阶段和沙化阶段, 植被生产力和土壤碳氮的急剧下降.     

土地利用方式对广西平果喀斯特土壤碳氮磷全量与易利用组分的影响

以广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站及周边地块的三种土地利用方式(退耕林地、退耕草地、耕地(甘蔗地和玉米地))为研究对象,通过采集0～15 cm表层土壤,分析土壤的理化性质和土壤碳、氮、磷全量与易利用组分及其关系,以期能更加准确地理解和把握退耕还林还草、土地利用方式转变对喀斯特地区土壤碳、氮、磷全量及易利用组分的影响。结果表明：(1)与耕地相比,退耕后林地和草地土壤pH值显著升高,大团聚体、速效氮显著增加,微团聚体、速效磷显著减少。(2)退耕后林地和草地土壤有机碳较耕地显著增加,林地和草地分别是甘蔗地的1.98和1.88倍,分别是玉米地的2.15和2.04倍。林地和草地土壤微生物生物量碳、全氮、微生物生物量氮较耕地也明显提高。对于磷,草地全磷(1.04 g·kg^-1)最高,其次玉米地(0.81 g·kg^-1),且甘蔗地和玉米地的可溶性磷均显著高于林地和草地。在土壤碳氮磷生态化学计量比方面,林地的OC/TP、TN/TP显著高于草地和耕地,而草地和耕地没有显著差异。(3)土壤容重、团聚体结构、pH、速效氮、速效磷都与土壤碳、氮、磷全量与...     

峰丛洼地不同林龄核桃生物量与土壤养分的关系

文章以喀斯特峰丛洼地的核桃（Juglans regia）人工林为研究对象,采用野外与室内相结合的方法,分析了不同林龄核桃生物量与土壤养分的变化规律,比较了土壤养分与环境因子（坡度、坡向、坡位和裸岩率）的相关性,探讨了土壤养分对生物量的影响作用。结果表明:(1) 核桃林生物量随林龄的增大而增大;不同林龄均以树干和根系比重为主,占整个生物量的60%以上;(2) 除速效钾外,土壤养分表现为盛产期(33年)>幼苗期(2年)>初果期(10年),不同林龄之间的土壤养分差异显著;(3)相关分析表明,土壤养分与坡位、裸岩率无相关性,与坡度、植被覆盖率呈负相关;(4)主要影响核桃幼苗期生物量的是全磷,初果期的是速效磷,盛果期的是速效氮。因而土壤肥力状况是喀斯特地区核桃人工林培育需要考虑的重要因素之一。      

土壤冻融过程对祁连山森林土壤碳氮的影响

利用祁连山区3个气象站常年监测的冻土与温度资料,研究了0~60 cm层次土壤有机碳和全氮分布及与海拔高度、土壤温度的关系,并在室内模拟研究了冻融过程（-20~15 ℃）对祁连山青海云杉林和高山灌丛林土壤有机碳和氮矿化过程的影响. 结果表明：土壤的有机碳和全氮含量随海拔上升呈增加趋势,土壤有机碳和全氮含量与海拔呈显著正相关关系,与土壤温度呈显著负相关关系. 室内模拟实验表明,经过多次冻融循环过程,冻融处理抑制了土壤有机碳矿化过程,对照处理土壤有机碳矿化速率高于冻融处理. 冻融次数也是影响土壤有机氮矿化的一个重要因素,经过42次冻融,青海云杉林和高山灌丛林土壤中有机氮质量分数分别提高了2.42倍和2.82倍. 土壤冻融过程促进了土壤有机氮的矿化,有利于土壤中有效氮的累积.     

基于地统计学烟区土壤养分及pH值空间异质性分析——以重庆市酉阳县岩溶区为例

调查了解土壤养分及pH值空间异质性特征是制定烟区土壤养分管理与施肥决策的前提。本研究基于经典统计学和地统计学方法,分析了酉阳烟区土壤表层pH值及土壤养分要素的空间异质性特征。结果表明:酉阳烟区土壤有机质含量丰富,有效磷较缺乏;土壤养分指标的变异系数在13.11%～71.46%之间,有效磷的变异系数最大,而有机质、全氮、碱解氮在土壤中比较稳定;土壤有机质和全氮、全磷、碱解氮和有效磷呈极显著的正相关,pH值和有效磷和速效钾呈极显著的负相关;有机质、全氮、全磷及速效钾的变异函数曲线理论模型符合指数模型,而pH值和碱解氮则与球状模型拟合较好;全氮、碱解氮、全磷及有效磷表现出中等空间相关性,而有机质、全钾及速效钾的空间相关性表现较弱;分维数大小表现为:全钾的分维数最大,pH值、速效钾、有机质其次,全氮、碱解氮最少;土壤养分及pH值空间分布在东西和南北方向具有显著性差异,且在东西方向上的变异要高于南北方向。酉阳烟区土壤养分空间相关性不强,说明地形、施肥及耕作等随机性因素能够显著影响烟区土壤养分空间异质性。      

广南县幅岩溶区与非岩溶区土壤碳氮磷生态化学计量比空间变异分析

借助1∶25万云南省广南县幅土壤地球化学调查数据,并利用单因素方差分析、多重比较法以及地统计学方法,对岩溶区和非岩溶区土壤碳氮磷生态化学计量特征及其空间分布进行了对比分析。结果显示:广南县幅岩溶区土壤中有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量显著高于非岩溶区,而碳氮比（C∶N）、碳磷比（C∶P）、氮磷比（N∶P）显著低于非岩溶区;无论是岩溶区还是非岩溶区,表层（0～20 cm）SOC、TN、C∶N、C∶P、N∶P均显著高于深层（＞100 cm）。克里格空间插值结果表明,研究区表层土壤中SOC、TN、TP含量具有东高西低的特征,而C∶N、C∶P、N∶P具有低值区集中于东部、高值区散布在西部的空间分布格局。成土母质和土壤类型等自然因素严重制约了研究区土壤碳氮磷的空间变异,同时土地利用变化等人为因素也起到了不可忽视的作用。      

石漠化区植被恢复过程凋落叶分解特征及其对土壤有机碳/氮的影响——以重庆中梁山为例

运用凋落物分解袋及样品室内分析的方法,研究了石漠化脆弱生态区植被恢复不同阶段主要建群种凋落叶分解及有机碳、氮释放动态及其与土壤团聚体有机碳、氮之间的关系。结果表明:(1)各植被恢复阶段凋落叶分解系数介于0.73～1.33之间,不同阶段之间表现为,草地<灌丛<乔木林<灌乔林,人工樟树林介于乔木林与灌乔林之间。(2)各植被恢复阶段凋落叶有机碳、氮净释放率介于58.5%～72.9%与21.2%～63.9%之间,有机碳在分解期间表现为净释放,有机碳、氮释放率随植被恢复年限的延长呈增加的趋势。(3)凋落叶分解与养分释放对土壤有机碳、氮含量的提高有促进作用。其中,凋落叶分解系数与0.25～1 mm、<0.25 mm粒径团聚体轻组有机碳、氮之间关系密切。在植被恢复过程中,凋落叶分解速率及有机碳、氮释放率随恢复年限延长而呈增加趋势,凋落叶分解对土壤有机碳、氮有重要影响,轻组有机碳、氮优先向小粒径团聚体输入,小粒径团聚体在土壤有机碳、氮积累中有重要作用。凋落叶分解一方面能为植物生长提供养分,同时也促进土壤有机质的形成与积累,植被恢复过程中应加强水土保持、提高土壤层的养分保蓄与抗水土流失能力。      

贵州省仁怀市耕地土壤养分地球化学特征及其影响因素研究

【研究目的】为仁怀市农业生产中土壤养分的合理利用、农业结构调整及土地利用价值的提升等提供科学依据。【研究方法】本文利用电感耦合等离子体发射光谱法、容量法及电位法获取了5486件表层土壤样品氮磷钾（全量和有效态）及有机质的含量，系统研究了其地球化学特征及含量影响因素。【研究结果】仁怀市耕地土壤氮、磷、钾、有机质、碱解氮、速效磷及速效钾的平均值分别为1.74 g/kg、0.75 g/kg、19.90 g/kg、30.90 g/kg、100.28 mg/kg、10.40 mg/kg和101.03 mg/kg。其中，氮、碱解氮、磷、钾及有机质的含量及分布与地层关系密切；速效磷及速效钾的含量及分布与地层关系较差。仁怀市耕地土壤肥力较好，以较丰富等级为主，较丰富及丰富等级占比为57.6%。其中，氮、磷及钾皆处于丰富水平；碱解氮及有机质处于中等水平；速效磷及速效钾处于缺乏水平。【结论】仁怀市耕地土壤养分的含量及分布不仅受地质背景、土壤类型、海拔高度、酸碱度及土壤深度等自然因素影响，还与土地利用方式等人为活动有关。创新点：系统统计了仁怀市耕地土壤氮磷钾（全量和有效态）及有机质的含量，对其地球化学等级开展了评价，并系统分析了它们的含量影响因素。耕地土壤养分的含量及分布不仅受地质背景、土壤类型等自然因素影响，还与土地利用方式等人为活动有关。     

Vegetation pattern variation,soil degradation and their relationship along a grassland desertification gradient in Horqin Sandy Land,northern China

The Horqin Sandy Land is one of the most severely desertified regions in northern China. Plant communities and soil conditions at five stages of grassland desertification (potential, light, moderate, severe and very severe) were selected for the study of vegetation pattern variation relating to soil degradation. The results showed that vegetation cover, species richness and diversity, aboveground biomass (AGB), underground biomass, litter, soil organic carbon (C), total nitrogen (N), total phosphorus (P), electrical conductivity, very fine sand (0.1–0.05 mm) content and silt (0.05–0.002 mm) content decreased with the desertification development. Plant community succession presented that the palatable herbaceous plants gave place to the shrub species with asexual reproduction and sand pioneer plants. The decline of vegetation cover and AGB was positively related to the loss of soil organic C and total N with progressive desertification (P < 0.01). The multivariate statistical analysis showed that plant community distribution, species diversity and ecological dominance had the close relationship with the gradient of soil nutrients in the processes of grassland desertification. These results suggest that grassland desertification results in the variation of vegetation pattern which presents the different composition and structure of plant community highly influenced by the soil properties.     

基于地统计学和GIS技术的北京市大兴区礼贤镇土壤养分空间变异性研究

运用地统计学和GIS方法,对北京市大兴区礼贤镇的表层土壤全氮、全磷、全钾、全硼、碱解氮、有效磷、速效钾、有效硼、有机质和pH值等参数的空间变异及分布特征进行了研究。结果表明,研究区内有效磷、速效钾、碱解氮变异系数分别为10599%、10043%、8029%,分异性较强。经过不同趋势阶数指标插值误差的综合比较,初步确定全磷、有效磷、全钾、速效钾、全硼、有效硼应该选择一阶,碱解氮、有机质和pH值应该选择无趋势,而全氮则应该选择二阶。全磷、有效磷、全钾、全硼、pH值的理论模型为指数模型,速效钾、全氮、碱解氮、有效硼、有机质的理论模型为线性模型。全磷、有效磷、全钾、全硼、pH值主要受到结构性因素的影响,全氮、有效硼、有机质受到结构性因素和随机性因素的共同影响,速效钾、碱解氮主要受到随机性因素的影响。通过普通克里格插值图清晰可见,按照含量分布特点土壤中全氮、碱解氮、全磷、有效硼、有机质、有效磷的空间展布相似,全钾和速效钾的空间展布相似,全硼的空间展布特点与其他指标都不相同,这与统计学分析结果具有相似性。通过了解研究区土壤中10项养分指标分布情况,对及时调整肥料用量比,实现有针对性施肥,调整农业结构以及优势农产品规划和布局提供数据支持。