水田和旱地土壤氧化甲烷的温度响应

为了探讨温度对农耕区土壤氧化CH4的影响,文中分别采用2种旱地（吉林暗棕壤和河北潮土）和2种水田土壤（江西水稻土和安徽水稻土）样品进行了4个温度下（5、15、25和35℃）氧化高浓度CH4的模拟实验研究。结果表明,4种土壤氧化高浓度CH。的最佳温度为25～35℃,除江西水稻土外,其余土壤在5和15℃没有表现出氧化高浓度...     

Application of in situ-produced cosmogenic Be and Al to the study of lateritic soil development in tropical forest: theory and examples from Cameroon and Gabon

Depth profiles of in situ-produced cosmogenic nuclides, including ¹⁰Be (T_1/2=1.5×10⁶ years) and ²⁶Al (T_1/20.73×10⁶ years), in the upper few meters of the Earth's crust may be used to study surficial processes, quantifying denudation and burial rates and elucidating mechanisms involved in landform evolution and soil formations. In this paper, we discuss the fundamentals of the method and apply it to two lateritic sequences located in African tropical forests.     

Differentiating temperate tree species and their organs using lipid biomarkers in leaves,roots and soil

Although fatty acids and alcohols in plant polyesters can be useful indicators of organic matter provenance in soils and sediments, interpretation is limited by uncertainty in: (i) the distribution of lipids among plant species and their organs (e.g. leaves and roots) and (ii) the extent to which plant lipid composition is recorded in soils and sediments. In this study, we compare lipids in leaves, roots and soils from 11 temperate tree species. Base hydrolysis was used to release ester-bound lipids and solvent extraction was then used to recover both hydrolysable and “free” lipids. Leaf and root lipid composition varied substantially among the tree species and we highlight differences among evergreen conifers, deciduous broadleaved angiosperms and a deciduous conifer (Larix decidua). Some of the variation appears to be linked to the morphology and lifespan of leaves and roots. Soils preserved much of the variation in the leaf and root lipid composition of the overlying tree species. Yet, the concentration of some lipids in soil diverged from their concentration in tree leaves and roots, reflecting an undocumented input from understory plants and other plant organs (e.g. seeds) or variation in the extent of lipid preservation in soil. Finally, by comparing leaf and root lipid composition, our results help constrain the attribution of lipids to each of these plant organs. This allowed us to evaluate the utility of leaf-derived lipids as plant type biomarkers and to document a substantial contribution of root-derived lipids to soil beneath all 11 tree species.     

天保工程对森林涵养水源和保育土壤空间格局的影响——以内蒙古森工林区为例

为了更直观地反映天然林资源保护工程(以下简称“天保工程”)对森林生态系统涵养水源和保育土壤功能产生的影响,体现天保工程所带来的生态效益,依据《森林生态系统服务功能评估规范(GB/T 38582—2020)》,以内蒙古大兴安岭重点国有林管理局的林区为研究对象,对天保工程实施前(1998年)和实施后(2018年)2期森林生态系统涵养水源和保育土壤功能进行量化分析,认为内蒙古大兴安岭重点国有林管理局林区(简称“内蒙古森工林区”)涵养水源价值为950.16亿元(1998年)和1 341.32亿元(2018年),保育土壤的价值为563.49亿元(1998年)和760.11亿元(2018年)。天保工程实施前后,森林生态系统涵养水源功能总价值量排名前3位的林业局依次是根河、莫尔道嘎、乌尔旗汉,保育土壤功能排名前3位的依次是根河、乌尔旗汉、金河。从整体空间分布上分析得出的2期涵养水源和保育土壤功能价值量均呈现中部>北部>南部的趋势。     

Stable carbon isotope characteristics of different plant species and surface soil in arid regions

The stable carbon isotope composition in surface soil organic matter (δ¹³Csoil) contains integrative information on the carbon isotope composition of the standing terrestrial plants (δ¹³Cleaf). In order to obtain valuable vegetation information from the δ¹³C of terrestrial sediment, it is necessary to understand the relationship between the δ¹³C value in modern surface soil and the standing vegetation. In this paper, we studied the δ¹³C value in modern surface soil organic matter and standing vegetation in arid areas in China, Australia and the United States. The isotopic discrepancy between δ¹³Csoil and δ¹³Cleaf of the standing dominant vegetation was examined in those different arid regions. The results show that the δ¹³Csoil values were consistently enriched compared to the δ¹³Cleaf. The δ¹³Cleaf values were positively correlated with δ¹³Csoil, which suggests that the interference of microorganisms and hydrophytes on the isotopic composition of surface soil organic matter during soil organic matter formation could be ignored in arid regions. The averaged discrepancy between δ¹³Csoil and δ¹³Cleaf is about 1.71%in Tamarix L. in the Tarim Basin in China, 1.50% in Eucalytus near Orange in Australia and 1.22% in Artemisia in Saratoga in the United States, which are different from the results of other studies. The results indicate that the discrepancies in the δ¹³C value between surface soil organic matter and standing vegetation were highly influenced by the differences in geophysical location and the dominant species of the studied ecosystems. We suggest that caution should be taken when organic matter δ¹³C in terrestrial sediment is used to extract paleovegetation information (C₃/C₄ vegetation composition), as the δ¹³C in soil organic matter is not only determined by the ratio of C₃/C₄ species, but also profoundly affected by climate change induced variation in the δ¹³C in dominant species.     

不同地下水补给条件下非饱和砂壤土冻结试验及模拟

为研究土壤冻融过程中不同地下水位对土壤的补给规律,在室内进行了两组不同地下水边界条件下的土柱冻结试验: A组无地下水补给,土柱高度60cm;B组地下水维持在距土柱表层60cm深度处。土壤在冻结过程中水分及盐分均呈向上运移趋势,稳定浅地下水补给会加剧水分及盐分向上运移,造成上层土壤盐分的聚积,影响土壤剖面的热量平衡,引起剖面温度的重新分布,从而减缓冻结锋的推进速度。运用HYDRUS-1D冻融模块对不同地下水埋深（0.5m,1.0m,1.5m,2.0m,2.5m）情况下冻结过程中水分运移规律进行了模拟。模拟结果表明:累积补给量在埋深小于1.5 m时随埋深增加而有所增加,而当地下水埋深大于1.5 m时,累积补给量随着埋深增加而有所减小,甚至保持不变。     

基于微观胶结厚度模型的深海能源土宏观力学特性离散元分析

首先,引入蒋明镜等提出的考虑水合物胶结厚度的深海能源土粒间微观胶结模型,用以反映能源土颗粒之间水合物微观胶结接触力学特性;其次,采用C++语言将模型程序化,并将其引入离散单元法中;然后,对选定的水合物饱和度经过实际二维离散元模拟调算,得出相应的水合物胶结尺寸,以修正水合物临界胶结厚度、最小胶结厚度及胶结宽度,进而确定水合物微观胶结参数;最后,根据所确定的胶结参数,针对不同水合物饱和度试样进行能源土宏观力学特性离散元双轴试验模拟,并从应力-应变、体变、剪胀角等方面与Masui等所进行的能源土室内三轴试验进行对比分析。结果表明：采用考虑粒间胶结厚度的水合物微观胶结模型,能够定性反映深海能源土的宏观力学特性,能源土试样的峰值强度、黏聚力和剪胀角均随水合物饱和度的增加而增加,但水合物饱和度对内摩擦角的影响规律不明朗;能源土试样的峰值强度、残余强度及体积剪缩量随着有效围压的增大而增大;剪胀角随有效围压的增大而减小。     

滇石林石漠化与次生林的土壤含水率时空变化比较研究

土壤水分是植被发育和生态恢复的关键。降雨、植被等影响着土壤含水率的时空异质性等的变化,这种作用在西南喀斯特地区尤为显著。以云南石林为例,选取典型石漠化样地及次生林样地,利用PR2(PR2-UM-2.0)传感器于每月月末对两类样地中0~1 000 mm土层的土壤含水率进行测定。结果表明：（1）石漠化样地各土层的土壤含水率在1年测定时间范围内均显著高于次生林样地,这与非喀斯特区域植被-土壤含水率关系不同;（2）两类样地的1年内各月土壤含水率之间差异显著,雨季各层土壤含水率高且波动较旱季小;（3）土壤含水率随土层深度增加而增加,400~600 mm范围增幅最大,600 mm以下的土壤含水率增幅会逐渐减小。     

土壤改良对土壤水水化学及碳酸盐岩溶蚀的CO2净消耗量的影响

为研究利用滤泥与不同有机肥搭配对岩溶土壤进行改良增加无机碳汇的最佳实施方案,在果化示范区开展了滤泥、滤泥+秸秆+沼液和滤泥+秸秆+牛粪等三种土壤改良方案试验,在各个改良地和对照地埋放标准溶蚀试片和土壤水收集器,测试一年试片溶蚀速率和不同月份土壤水主要阴阳离子浓度。结果表明:滤泥中含有大量钙盐和硫酸盐,导致土壤水类型为Ca-SO4。各个改良地和对照地土壤水中参与岩溶作用的[Ca2+ +Mg2+ ]/HCO3-（当量浓度）均大于1,表明外源酸参与了土壤中碳酸盐岩溶蚀。施肥高峰期,试验区本底土壤CO2净消耗量出现负值,原因是硝化作用产生的H+与土壤水中HCO3-发生脱气作用,导致CO2从水中逸出。单施滤泥改良后,滤泥有机酸显著提高了试片溶蚀速率,但土壤水pH值降低,H+的大量存在导致脱气作用加剧,年均碳酸贡献率为-0.32,年均减少CO2净消耗量0.66 mmol·L-1。滤泥配施秸秆和牛粪引起8月脱气作用加剧,其他月份同样削弱了脱气作用,最终导致CO2年均净消耗量几乎不变。滤泥配施秸秆和沼液大大削弱了单施滤泥引起的脱气作用,同时减小了土壤中碳酸盐岩溶蚀速率的增强程度,最终导致CO2年均净消耗量增加了0.065 mmol·L-1,该方案为最佳增加无机碳汇的实施方案。      

柴达木盆地格尔木河流域生态需水量初步估算探讨

格尔木河流域是柴达木盆地工农业较发达地区之一。近年来,随着流域水资源开发利用程度不断加大,用水结构欠合理,生态环境趋于恶化。本文从流域主要植物生长状态分析了地下水位埋深对植物生长的影响,确定了不同植物对地下水位埋深、地层岩性和不同盖度下的植物蒸发蒸腾强度。从研究流域生态需水量出发,分别对河道内、河道外天然植被和东达布逊湖生态需水量进行了初步估算,分析了水资源开发利用对生态环境的影响,从而为今后研究流域水资源开发利用和生态环境保护提供理论参考。     

岩溶断陷盆不同深度土壤微生物量碳氮对植被演替的响应

为了解岩溶断陷盆地底部不同植被类型土壤微生物量碳氮（MBC、MBN）含量的变化,以中国西南典型生态脆弱区云南省岩溶断陷盆地底部原始森林、草地、人工林、灌丛和玉米地土壤为研究对象,探究土壤微生物量碳氮对植被类型的响应。结果表明：灌丛类型土壤微生物量碳氮含量最高,微生物量碳氮含量随植被正向演替呈现先增大后减小的趋势;各植被类型土壤微生物量碳含量随土层深度增加而降低。多因素方差分析出土层深度和植被类型是土壤微生物量碳含量的显著影响因素（P＜0.05）,其中土层深度是土壤微生物量碳含量的极显著影响因素（P＜0.01）。     

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.     

土壤添加物对土-水曲线和土体收缩的影响

为探索不同添加物(小麦秸秆、麦壳和植物油渣)对土壤持水性能和土壤收缩特性的影响,定量掺混3种粉末,采用离心机法测定土-水曲线,并对土壤持水能力和土壤收缩特征进行评价。结果发现:各处理土-水曲线形态无差异,van Genuchten模型可用于此条件土-水曲线拟合;3种添加物均可提高土壤容重和土壤含水率并利于保水,且土壤持水能力表现为油渣 >麦秆 >麦壳 >纯土;随着土壤脱水,土体以轴向收缩为主,三直线模型可用于土壤收缩曲线拟合,土体线缩率与吸力和含水率分别满足对数和Logistic函数关系;土体几何收缩量表现为麦壳 <油渣 <麦秆 <纯土,土壤开裂程度表现为油渣 <麦秆 <麦壳 <纯土。     

西南石漠化区林下土壤养分特征及差异性

文章采用文献检索法收集20世纪90年代以来石漠化区植被修复和土壤研究相关论文,以全国二次土壤普查养分分级标准为基础,探讨林下土壤养分改良情况及土壤化学计量特征。结果表明：（1）中国西南石漠化区林下土壤总有机碳、全氮均值均高于全国二次土壤普查养分一等级,全磷处于二级范围,土壤养分改善效果明显,而全钾含量属于五级低钾区;（2）广西壮族自治区总有机碳和全氮均值为五省（区、市）第一,全磷和全钾位于二等级和四等级,土壤养分含量增加最明显;贵州省总有机碳、全氮高于一等级34%和37%,全磷值在二等级范围,全钾值位于第五等级,贵州省石漠化林下土壤养分改良明显;云南省总有机碳、全磷指标分别高于一等级9%、21%,全氮属于二等级,全钾属于五等级,土壤养分指标有不同程度提高;重庆市总有机碳高于一等级1.75%,全氮和全磷属于二等级,全钾为五省中最高且属于四级,土壤养分指标改良较其他三省慢;湖南省总有机碳指标为二等级,全氮、全磷、全钾值分别属于二等级、五等级、五等级,湖南省需加强石漠化治理的力度;（3）西南石漠化区土壤总有机碳和全氮指标呈正相关,植被生长亦受钾元素限制。其中,广西壮族自治区总有机碳、全氮和全磷存储快,土壤改良效益极其显著;贵州省土壤固碳能力高于全国平均值;云南省石漠化地区土壤钾元素偏低,影响植被生长;重庆市土壤中全钾含量高与总有机碳、全氮、全磷关系不大,氮元素成为限制植物生长的元素;湖南省植被生长需补充磷、钾元素。西南石漠化区植被生长应充分补充钾元素,除此之外,湖南、重庆需加强磷、氮元素的补充;云南、湖南、重庆应借鉴广西壮族自治区生态修复经验,加强石漠化生态治理并发挥效益。     

科尔沁沙地人工固沙林土壤水分与植被适宜度探讨

依据水量平衡原理,分析不同密度、不同树龄人工小叶锦鸡儿固沙植被区土壤水分及蒸散量变化特点。结果表明:人工固沙小叶锦鸡儿林地土壤水分状况随着树龄增大和栽植密度的加大而不断恶化,流动沙丘和天然植被区土壤水分状况优于人工植被区;蒸散量与同期降水量之间存在显著正相关。1m×1m密度4年生植被区和2m×2m密度成龄植被区土壤含水量高于凋萎湿度,生长末期土壤贮水量有较多节余,土壤水分能够满足植物生长需求,建议小叶锦鸡儿固沙林幼年期采用1m×1m密植,其后通过间伐,成龄期保持2m×2m密度,为科尔沁沙地人工固沙植被建设提供科学依据。     

植被对斜坡土体土力学参数影响的试验研究

通过十字板剪切试验、轻便触探试验、室内含水量试验、室内直剪试验等试验手段分析了某高速公路黄土边坡的植被加强作用,即植被对斜坡土体力学参数的影响,研究了两种植被区域：狗牙根和结缕草与高羊茅混播区。并定量研究了植被根系对浅边坡的影响,试验结果表明,植被对浅边坡稳定性具有潜在影响。该研究对指导工程实践具有理论和实用价值。     

软土地下结构的地震土压力分析研究

在软土室内动力试验和有限元有效应力动力反应分析基础上,采用一种能够全面考虑软土振动孔压上升及消散、震陷、土-结构动力相互作用等因素的软土地下建筑物抗震稳定分析方法,对上海地铁一号线典型地铁车站结构进行地震土压力计算分析。据此对各类常用地震土压力简化计算方法进行评价,为今后改进地震土压力计算方法、提高软土地下建筑抗震设计水平提供了依据。     

菌剂添加对不同树种根际土壤微生物及碳酸钙溶蚀的影响

本实验通过对云南省建水地区植被根际土壤中高产碳酸酐酶（CA）的微生物进行分离筛选和溶蚀效应的测定,将溶蚀效果较好的菌株制成菌悬液进行盆栽实验,探究该菌株对不同树种根际土壤微生物代谢活性和碳酸钙类岩石溶蚀效应的影响。结果表明：从根际土壤中筛选到一株能够高产CA,且具有较强溶蚀效果的沙雷氏菌,施加该菌剂的处理组显著增加了土壤微生物数量,提高微生物的代谢活性和多样性,并加速碳酸钙类岩石的溶蚀。本研究旨在为今后岩溶区生态恢复过程中植物树种的选择与微生物菌剂的联合应用提供一种技术手段,为岩溶地区生态系统的治理提供一定的理论支持。     

粤北岩溶峰林不同地貌部位植被特征研究

文章选择粤北英德九龙镇典型峰林平原为研究区,在不同地貌部位调查了生态环境的岩石裸露率和土壤厚度,以及植物物种、生物量、盖度等指标,运用物种α多样性指数和Jaccard相似性系数分析了植物多样性与相似性,结果表明:（1）不同地貌部位的岩石裸露率、土层厚度差异较大,峰壁岩石裸露率显著大于峰顶、坡麓和洼地,而洼地的土层厚度显著大于峰顶、峰壁和坡麓;（2）峰顶、峰壁、坡麓和峰间洼地的群丛依次为乔栯榕-竹叶椒+檵木-纤毛鸭嘴草、乔栯榕-红背山麻杆+檵木-五节芒、黄连木-灰白毛莓-纤毛鸭嘴草和长毛八角枫-藤金合欢+粉单竹-纤毛鸭嘴草,优势种与层片结构有一定差异;（3）岩溶植物具有对环境的高度适应性,使不同地貌部位植被能够保持较高的覆盖度,但地势平缓、土层相对较厚的峰顶与峰间洼地的生物量要显著大于坡麓及峰壁;（4）岩石裸露率与土层厚度、土层厚度与生物量间都呈极显著的负相关关系;（5）峰顶与峰间洼地的物种数显著少于峰壁与坡麓,峰顶的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数都显著低于其他部位,而峰壁的几项多样性指数均显著高于其他部位植被,岩溶环境地貌部位的多样性有助于提高生物多样性;（6） Jaccard相似性系数分析表明峰林空间异质性造成物种分布的差异,空间位置远近和地貌部位差异大小对物种分布影响至关重要。      

桂林毛村岩溶区自然植被土壤团聚体中腐殖质组成初步研究

探索土壤有机碳物理保护与化学保护的关系,有助于揭示土壤固碳和培肥机理,明确不同粒级团聚体和不同腐殖物质组分对土壤固碳和肥力的贡献。本研究对岩溶区自然植被土壤团聚体中腐殖质含量进行了研究,结果表明:(1)灌丛和林地土壤团聚体中有机碳含量总体上均表现为随着土层深度的增加逐渐下降,而在不同土层深度随着团聚体粒径范围的变化则有机碳含量的变化规律则不同,无明显一致的规律;(2)两种土地利用方式各粒径团聚体中胡敏酸和富里酸均比全土小。这可能是由于在湿筛分离团聚体的过程中溶于水的那部分胡敏酸和富里酸成分被损失掉;(3)各腐殖质组分随着团聚体粒径范围的减小在两种自然植被上均无明显一致的规律,但胡敏酸和富里酸总量则基本表现为随着团聚体粒径范围的减小而逐渐升高,即在0.25mm和0.5~0.25mm粒径范围团聚体中最大;(4)两种自然植被土壤各土层中和各团聚体中胡敏酸/富里酸(HA/FA)基本上表现为小于1,这主要是因为研究区温度相对较高,湿度较大,植被覆盖度大,微生物降解作用强所致。