短期乔木林灌木林和草地演替的土壤剖面13C分布特征

以短期的植被更替如何影响土壤剖面的13C富集以及这些富集现象揭示的土壤碳循环机理为目的,采集云南省曲靖地区发生植被演替的山地土壤剖面5组,分别测定了稳定碳同位素比值(δ13C)、总有机碳含量(TOC)和碳密度,并比较了它们之间的差异。研究发现:短期植被改变(约10年)对土壤剖面中0~30 cm层的δ13C值具有显著影响,其中对0~10 cm层土壤影响最大。灌木更替为森林和草地后土壤有机质的δ13C变化分别达2.28‰和5.08‰。30~50 cm层土壤δ13C值对植被改变不敏感,该层可以作为土壤剖面的基准剖面层。大气δ13C值变化不是森林土壤0~50 cm剖面层中13C随深度减小而富集的主要原因。10年间,植被从灌木演替为人工种植的麻栎乔木或从灌木植被退化为草本植被,0~30 cm层土壤剖面的有机碳密度改变量分别为2.30 kg/m2和-1.00 kg/m2。而植被从灌木到人工种植麻栎的碳密度改变率为0.230 kg/m2/a,这对改变山地土壤的碳密度、短期增加碳储量具有重要意义。δ13C在C3植被的短期演替过程中具有很好的辨识力,可以作为土壤碳库更替和碳循环的研究工具。     

开垦对高寒草甸土壤有机碳影响的初步研究

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站地区,选择高寒草甸开垦后形成的一年生人工草地作为研究对象,开垦年限分别为0、1、11、16和20年,利用土壤有机碳密度分组法,进行了0~40cm土层土壤有机碳及不同组分（轻组有机碳,重组有机碳）含量及随开垦年限变化关系的研究。结果表明：高寒草甸开垦后其土壤有机碳的变化主要发生在0~10cm土层,土壤中SOC、LFOC和HFOC呈下降趋势,至20年时分别下降了10.5 %、26.7%、8.1 %,主要原因为当地较为强烈的风蚀作用、耕作侵蚀和开垦加剧了表层（0 ~10cm）土壤有机质的氧化分解,表层土壤中的粗有机物质在降水淋溶作用下,在土体下部重新淀积。而0 ~40 cm土体内,SOC、LFOC和HFOC略有增加,开垦20年,他们的累积速率分别为0.08 t C·hm-2·yr-1、0.07 t C·hm-2·yr-1、0.14 t C·hm-2·yr-1。人工草地长期种植虽然没有改变高寒草甸作为碳汇的基本功能,但却大大降低了其碳汇效应,植物-土壤系统年固定碳量由未开垦前的7.38t C·hm-2·yr-1下降至6.89 t C·hm-2·yr-1。     

湿地土壤有机质和全氮含量分布特征对比研究——以向海与科尔沁自然保护区为例

研究了土壤有机质及全氮在霍林河中下游的科尔沁和向海两个自然保护区湿地表层土壤中的水平分布及其在土壤剖面中的垂直分布特征。结果表明，与科尔沁自然保护区相比，向海自然保护区的空间分异程度较高，其表层对有机质及全氮的持留作用较强，碳的固定速率比氮累积更慢一些；盐碱化程度较高，湿地植被净化效应较显著；pH值对有机质和全氮的影响也更为显著。     

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。     

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。     

皖江自然湿地土壤碳密度及其开垦为农田后的变化

于2005年分别采集了安徽沿江4个淡水湖泊的自然湿地及其周边围垦农田的代表性土壤剖面样品,测定了总有机碳含量,讨论了天然淡水湿地有机碳密度与深度分布特征及其开垦为农田后的变化。结果显示,湿地表层（0～30cm）和全剖面（0～100cm）中的碳密度分别为42．5～57．4t／hm^2和81．5～91．6t／hm^2;而农田则分别为22．4～48．4t／hm^2和41．4～76．5t／hm^2。湿地开垦为农田后,土壤表层和全剖面的土壤有机碳含量明显降低,且有机碳含量的变异性增大。表明湿地开垦为农田后,其碳库失去稳定性。但是,开垦的旱地土壤的有机碳含量和碳密度显著低于开垦的稻田,故湿地开垦为旱地更不利于湿地碳库保护。因而,将湿地垦殖为水田是相对较有利于湿地碳库保护的人为土地利用方式。湿地开垦的碳库损失可能是土壤的大气CO2源效应的主要途径。     

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)。     

不同水分条件下藏北盐化沼泽湿地土壤碳氮的分布

目前,对于高寒湿地土壤碳氮的研究多集中于泥炭沼泽,盐化沼泽土壤的研究相对较少。为了全面认识湿地土壤碳氮的特征以及对未来气候变化的响应,以藏北高原腹地格仁错湖沼湿地为研究区,分析高寒盐化沼泽常年积水、季节性积水和无积水三种水分条件下土壤剖面(0~50 cm)内有机碳和全氮的垂直分布特征。研究结果表明:随水位梯度的升高,各土层碳氮含量逐渐减少。在无积水区和季节性积水区,有机碳(SOC)和全氮(TN)的分布均表现为表层(0~10 cm)含量最高,沿土壤剖面呈下降趋势;常年积水区各土层间的SOC和TN含量差异很小。其中,无积水区、季节性积水区和常年积水区0~50 cm土层的SOC储量分别为7.60 kg/m2,4.11 kg/m2和2.35 kg/m2,TN储量分别为0.56 kg/m2,0.28 kg/m2和0.19 kg/m2。相对于高寒草甸沼泽土和泥炭沼泽土壤来说,高寒盐化沼泽土是碳氮累积较少的土壤类型,高水位、高盐度和低气温成为盐化沼泽土壤碳氮累积的主要限制条件。     

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）。     

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。     

关于风沙土的一些雏议

本文论述了土壤形成过程中应具有的一些质的特征,从而证明了流动砂丘并非属于土壤,而只是地质作用的非土形成物或成土母质。在此基础上,对流动砂丘上土壤的形成发育演变方向以及在土壤分类中的地位和命名等问题进行了探讨。     

海南岛北部玄武岩上土壤发育过程的定量研究

随着土壤的发育，土壤形态亦会出现相应的变化。对海南岛北部玄武岩上发育的不同成土年龄土壤系列的研究表明，土壤形态特征及其定量化指数，如红化率指数、剖面相对发育指数、土层指数、剖面发育指数等能够较好地反映土壤发育程度和土壤发育的相对年龄，其中剖面发育指数的批示效果最好。     

塔克拉玛干沙漠土壤水分运动参数的计算

利用田间实测的一套土壤含水率对应基质势数据，根据Van Genuchten提出的水分特征曲线公式，用最小二乘法拟合了塔克拉玛干沙漠中部土壤的水分特征曲线方程。根据水分特征曲方程中的参数，采用Mualem提出的非饱和土壤导水率公式，推算了当地非饱和土壤导水率公式。并根据上述计算结果，推算了非饱和土壤扩散率和比水容量两个参数的计算公式。     

土壤水研究的进程和展望

本文评述了近年来土壤水的理论研究及共方法、应用性研究的进展情况。     

Seabird guano influences on desert islands: soil chemistry and herbaceous species richness and productivity

An understanding of the effects of guano deposition on arid soil chemistry and the consequences for plant communities is lacking. This study examined patterns of herbaceous species richness and productivity, soil chemistry, soil moisture and soil respiration on 11 islands in the Gulf of California, six of which receive seabird guano deposition. Species richness was significantly lower on islands with guano (“Bird” islands) than islands without guano (“Non-bird” islands), with very little overlap in species composition; however, productivity was significantly greater on Bird than on Non-bird islands. As expected, Bird island soils had higher concentrations of NO₃⁻, NH₄⁺ and total nitrogen (N) than Non-bird island soils; and, measurements of δ¹⁵N indicate that the higher concentrations of N were derived from guano. We also found that soil moisture and respiration were significantly higher, but pH was significantly lower, on Bird than Non-bird islands. These results suggest that guano deposition in deserts stimulates productivity—even in dry years—due to elevated N and, indirectly, soil moisture. Guano deposition also results in a decrease in species richness and a change in species composition probably due to elevated N, N toxicity, or low pH. However, we also found that pH varied more on Bird than on Non-bird islands; and that salinity—while not different between island types—was significantly patchier on Bird than on Non-Bird islands. These results suggest that guano deposition affects not only the general chemical composition of soils, but also results in greater spatial variation in soil chemical composition, which may ultimately affect species richness and composition. Therefore, understanding spatial patterning in soil chemistry as a result of guano deposition is critical for understanding guano effects on plant richness and productivity.     

衡山自然保护区森林土壤中动物群落研究

作者通过一年的定位实验研究，初步阐明了衡山自然保护区森林土壤中动物群落的基本状况。共获得土壤动物30类，隶属于4门11纲，其中弹尾类、蝉螨类和线虫类为优势类群，占全部土壤动物捕获量的92.88％；平均土壤动物密度为67.27万个/m~3；地带性常绿林下发育的黄棕壤中土壤动物密度高达100.47万个/m~3，其次为针阔混交林和针叶林；土壤动物主要分布于森林凋落物层和土壤的腐殖质层中，向下急剧减少；在山地土壤垂直带上，土壤动物随海拔高度而变化。     

三江平原土壤质量变化评价与分析

土壤质量是土壤特性的综合反映,是揭示人类活动影响下的土壤动态变化的最敏感的指标,建立土壤质量变化评价模式,计算三江平原地区主要耕作土壤表层土（耕作层）的土壤质量矩阵。利用主要耕作土壤表层土的土壤质量指数的变化来定量地分要三江平原地区大面积开荒后土壤质量的变化趋势,结果表明,大面积开荒后主要耕作土壤的表层土的土壤质量指数均呈下降趋势,土壤发生了明显的经,最后还探讨了一变化趋势的形成原因。     

Soil morphological variations on the Taoyuan Terrace, Northwestern Taiwan: Roles of topography and groundwater

To understand whether soils on the same geomorphic surface have similar properties, this study examines the morphology of soils developed on the 30-kyr-old Taoyuan Terrace, Northwestern Taiwan. Relationships among soil morphology, variations in the groundwater table, and soil forming processes were established based on field investigations and previously published datasets. The soil series in the study area can be grouped into seven types, including three homogeneous groups, two mottled groups, one gley group, and one reworked group. Fifteen hand-core samples collected in the field and borehole data were used to understand spatial variations in soil morphology. The results indicate that soil morphology on the southern Taoyuan Terrace changes systematically from the fore-edge to the back-edge: from red/orange soils to yellow soils, then to mottled soils, and finally to gley soils. The borehole data indicate that the groundwater table is generally parallel to the ground surface but drops significantly near the terrace fore-edge. This pattern matches with the observed soil toposequence, indicating that the pedogenic processes in the study area are mainly controlled by groundwater distribution determined by topography. Although soils on the terrace fore-edge have developed under the well-drained conditions that favor lateritization, at least two distinct soil types (i.e., red and orange) can be observed there, reflecting different geomorphological settings in a paleo-fluvial landscape. This work suggests that geomorphological and hydrological conditions should be examined carefully before using soil morphology for correlating geomorphic surfaces.     

土壤风蚀中有关土壤性质因子的研究历史与动向

国外土壤风蚀中有关土壤性质因子的研究历史可分为四个阶段：第一,定性描述阶段;第二,定量实验研究阶段;第三,运用综合因子建立和完善“通用风蚀方程式”阶段;第四,土壤风蚀土壤亚模型和预测系统的建立和动态研究阶段。国内对土壤风蚀的研究起步较晚,对于不同土类的土壤物理化学性质对风蚀的影响尚没有作深入研究。其历史大致可分为二个阶段：第一,野外观测研究;第二,风蚀的半定量实验研究。目前正由半定量向定量化、标准化、国际化以及动态研究方向发展。     

Arbuscular mycorrhizal fungi improve reestablishment of Leymus chinensis in bare saline-alkaline soil: Implication on vegetation restoration of extremely degraded land

Salinization and alkalinization are increasing problems in the world. Some land has been degraded to bare saline-alkaline soil where vegetation restoration is difficult because high toxic ionic content and pH are harmful to the survival of introduced plants. We grew Leymus chinensis with and without arbuscular mycorrhizal fungi (Glomus mosseae and G. geosporum) in either pots filled with soil from bare saline-alkaline land, or transplanted seedlings into field plots, to determine the influence of AM fungi on the reestablishment of this dominant grass species in bare degraded land. Association with AM fungi increased the absorption of N, P, K⁺, Ca²⁺, but decreased Mg²⁺, Na⁺ and Cl⁻ uptake under saline-alkaline stress. Therefore, higher K/Na, Ca/Na, P/Na, and P/Cl ratios were found in the inoculated plants. Plants inoculated with AM fungi accumulated significantly higher biomass, root/shoot ratio and tiller number than non-inoculated plants. AM fungi also significantly increased the survival of seedlings when they were transplanted into a bare saline-alkaline land in the field. The improvement of survival, growth and asexual reproduction of inoculated plants indicated that the plant-AM fungi mutualism could improve the reestablishment of vegetation in bare saline-alkaline soil, drive the vegetation restoration to a community dominated by original species.