新疆三工河流域土壤水δD和δ~(18)O特征及其补给来源

采用环境同位素示踪技术研究旱区不同土地利用类型下的土壤水来源与运移机理,通过以新疆三工河流域为研究区,对三工河流域四个土壤剖面分层采集了不同土地利用类型的土壤水,测定了其稳定同位素(δD、δ~(18)O)的含量,分析了非饱和带土壤水稳定同位素沿土壤剖面的垂向变化规律。结果表明:区内非饱和带中的土壤水在入渗的同时经历了明显的混合作用,荒地土壤水比耕地受蒸发作用影响更强烈,荒地蒸发影响深度为1.2~1.6 m,耕地蒸发影响深度为0.8~1.2m;荒地与耕地土壤水中氢氧同位素在垂向上呈现旋回变化,每个旋回经历了一次新水入渗补给的过程,即新水入渗与土壤老水混合-土壤水氢氧同位素逐渐变小直到贫化极值-地表入渗补给结束,土壤水向下运移并逐渐与土壤老水混合同时受蒸发作用-同位素逐渐富集直到土壤老水本底值;耕地土壤剖面补给水δD值为-112.93‰~-102.58‰,荒地土壤剖面补给水δD值为-111.07‰~-94.44‰,比地下水、地表水同位素值更贫化,可见土壤水中的补给水主要来源于大气降水;灌溉水入渗地表后,在强烈的蒸发作用下,很难向非饱和带深部运移对地下水补给,节水灌溉方式改变了绿洲内土壤水入渗补给机制。研究结论为进一步厘定绿洲内垂向补给量,准确评价三工河流域水资源量提供重要依据。     

新疆三工河流域土壤水δD和δ^(18)O特征及其补给来源北大核心CSCD

采用环境同位素示踪技术研究旱区不同土地利用类型下的土壤水来源与运移机理,通过以新疆三工河流域为研究区,对三工河流域四个土壤剖面分层采集了不同土地利用类型的土壤水,测定了其稳定同位素(δD、δ^(18)O)的含量,分析了非饱和带土壤水稳定同位素沿土壤剖面的垂向变化规律。结果表明:区内非饱和带中的土壤水在入渗的同时经历了明显的混合作用,荒地土壤水比耕地受蒸发作用影响更强烈,荒地蒸发影响深度为1.2~1.6 m,耕地蒸发影响深度为0.8~1.2m;荒地与耕地土壤水中氢氧同位素在垂向上呈现旋回变化,每个旋回经历了一次新水入渗补给的过程,即新水入渗与土壤老水混合-土壤水氢氧同位素逐渐变小直到贫化极值-地表入渗补给结束,土壤水向下运移并逐渐与土壤老水混合同时受蒸发作用-同位素逐渐富集直到土壤老水本底值;耕地土壤剖面补给水δD值为-112.93‰^-102.58‰,荒地土壤剖面补给水δD值为-111.07‰^-94.44‰,比地下水、地表水同位素值更贫化,可见土壤水中的补给水主要来源于大气降水;灌溉水入渗地表后,在强烈的蒸发作用下,很难向非饱和带深部运移对地下水补给,节水灌溉方式改变了绿洲内土壤水入渗补给机制。研究结论为进一步厘定绿洲内垂向补给量,准确评价三工河流域水资源量提供重要依据。     

毛乌素沙地流动沙丘土壤水分对降雨的响应

为探讨半干旱区流动沙丘土壤水分对降雨的响应,采用AV-3665R型雨量传感器、ECH₂O-5土壤水分传感器同步监测毛乌素沙地东北缘流动沙丘2013年降雨及0～200 cm深度土壤体积含水量动态,分析土壤水分含量变化特征、降雨入渗特征及降雨对土壤水的补给作用。结果表明:5-11月累积降雨399.4 mm,显著(p<0.01)影响0～200 cm深度土壤水分含量; 且0～200 cm深度土壤体积含水量较低(6.49%±1.12%)时53.8 mm降雨、较高(10.22%±1.96%)时24.2 mm降雨湿润锋能够到达200 cm; 试验期间399.4 mm累积降雨对土壤水有一定补给作用,其中45.7±14.1 mm降雨蓄存在0～200 cm深度土壤中,占同期降雨的(11.4%±3.5%,且随着时间的延长,蓄存水大部分将渗漏到200 cm以下补给深层土壤水。     

测定土壤中有机质含量中微波加热法的应用

文章以含有有机质的土壤为研究对象,采用微波加热法测定土壤有机质含量。研究了微波消解时间、微波功率、酸用量的大小几个参数的最优情况,结果显示测试的相对偏差为1.20%,进一步证明微波消解法在测定土壤有机质含量中有着不可替代的作用。     

基于元素分析仪测定土壤有机碳的不同前处理方法对比研究

采用元素分析仪测定土壤标准样品中的有机碳含量,对比了银杯法、离心法和过滤法3种不同的前处理方法对测定结果的影响。以N-甲基邻苯二甲酰亚胺为加标物质,按3个不同水平加入到土壤标准样品中,开展了加标回收实验。研究结果表明,采用3种不同方法处理土壤标准物质后,其有机碳测试结果的相对标准偏差均小于9%,说明3种前处理方法均适用于土壤有机碳含量的测试。其中,离心法和过滤法的相对偏差均小于4%,其准确度和重现性优于银杯法,测试结果也更接近土壤有机碳含量真实值。离心法和过滤法的加标回收率分别为79.97%~102.09%和79.56~101.42%,明显高于银杯法的加标回收率(43.14%~69.10%)。研究结果表明,基于元素分析仪测定土壤有机碳的3种前处理方法中,过滤法最为准确和可靠。     

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...     

阿拉尔绿洲灌区棉田土壤水分扩散率的测定

土壤水分扩散率是研究土壤水盐运动的重要参数之一。在室内用非稳定流水平土柱法对塔里木河流域阿拉尔绿洲灌区棉田土壤水分扩散率进行了测定。建立了Boltzmann变换参数、土壤水分扩散率与土壤含水率之间的定量关系。结果表明:土壤水分扩散率与土壤含水率呈单调递增关系。当土壤含水率趋近饱和含水率时,土壤水分扩散率趋近于无穷大。因此,用指数函数或幂函数不能很好地刻画土壤水分扩散系数与土壤的体积含水量之间的定量关系。本文建立的土壤水分扩散率与土壤含水率之间的函数关系较好地反映了土壤水分扩散系数与土壤的体积含水量之间的客观规律。     

IN-SITU原状取土管测定山地退化土壤物理性质

结合土壤养分的IN-SITU野外定位研究,以IN-SITU原状取土管和环刀比较研究获取的数据,对IN-SITU原状取土管和环刀测定值进行相关性和差异性分析,结果表明:IN-SITU原状取土管和经典环刀法在土壤容重、毛管孔隙度、饱和水、毛管水、田间持水量、初渗系数、稳渗系数7项土壤物理指标的对比研究中无显著差异,而且两种方法的大部分测定值间无一般差异。两种方法的测定值均表明:阔叶林破坏后,土壤容重值明显增加,孔隙比例改变,而且土壤渗透性变差、持水量下降,出现一系列土壤物理性质退化现象,尤以禾草荒地土壤退化最为严重。显示了IN-SITU原状取土管在土壤物理性质研究中的优越性,尤其在土层浅薄,土壤紧实和粗骨土的山地土壤物理性质研究中,IN-SITU原状取土管不仅对土壤破坏性较小,而且可以获得较为完整的原状土,避免测定结果的误差。     

绿洲农田土壤斥水性及其影响因素

土壤斥水性（Soil Water Repellency,SWR）指水分不能或很难湿润土壤颗粒表面的现象,对农业水管理、土壤水入渗、农化污染物运移及土壤侵蚀有重要影响,土壤斥水性在绿洲化过程中的变化特征及其影响因素尚不明确。在甘肃临泽绿洲分别选取未开垦的沙地（0年）及开垦10、30、50、100年绿洲农田表层土壤（0~5 cm）,分别测定土壤有机碳含量、土壤质地（砂粒、粉粒、黏粒）和土壤pH,并用毛管上升法测定土壤斥水性。结果表明：土壤斥水性随着开垦年限的增加而不断增加。不同开垦年限土壤的“土-水”接触角58°~89°,差异显著（P<0.001）。土壤有机碳含量、土壤质地和土壤pH均与“土-水”接触角存在显著的回归关系（P<0.001）。逐步回归分析的结果表明,绿洲化过程中土壤有机碳含量和pH共解释了土壤斥水性72.1%的变异。因此,在绿洲农田进一步研究土壤斥水性对土壤水运动的影响应更多关注土壤有机碳和pH两大因素。     

广西弄拉岩溶植被的表层水文地球化学效应

岩溶区植被是岩溶生态系统的重要组成部分,具有旱生性、喜钙性、岩生性和对环境变化敏感的特点.为了更好的恢复植被,加速岩溶生态系统的重建,在广西弄拉岩溶动力系统监测站,通过收集并分析大气降雨、土壤水和表层岩溶泉水的物理化学特征,对典型表层岩溶泉--兰电堂泉集水区内的水源林的表层水文地球化学效应进行了研究.结果表明:植被能降低大气降雨的pH值,增加大气降雨中化学物质(HCO3、K 、Na 、Ca2 、Mg2 和游离CO2)的总含量,尤其是游离CO2的增加能增强岩溶动力系统中的溶蚀动力,有利于岩溶作用;植被能改变土壤的理化性质,减少土壤水的含量,增加土壤的自然含水量,影响土壤水的化学性质;植被不仅通过淋溶等方式增强岩溶动力因子(H2O和CO2)来影响表层岩溶泉水的物理化学性质,还通过自身的生理作用(蒸腾和呼吸)来影响表层岩溶泉水的物理化学性质.因此岩溶区植被不但具有与非岩溶区植被同样的功能,还具有其特有的生态效应.今后岩溶植被的恢复和重建应该从提高当地居民生活质量、可持续发展和岩溶景观等角度来考虑.     

基于电磁感应技术的塔里木盆地北缘绿洲土壤盐分空间变异特性

土壤盐渍化是影响绿洲农业生产、抑制作物生长的主要生态环境问题。当前,将电磁感应技术与地面实测技术相结合是监测土壤盐渍化分布及其变化的先进方法。本文以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,以电磁感应仪在水平模式下（EM_H）和垂直模式下（EM_V）所获取的土壤表观电导率数据以及野外实测数据为基础,通过建立EM_V和EM_H与土壤盐分含量及组成元素的多元线性回归模型,采用泛克里格法（Universal Kriging）对研究区两个关键季节（干季、湿季）的土壤盐分含量及组成的空间变异特征进行了分析。结果表明：研究区干季和湿季表层盐渍土含盐量均与EM_V和EM_H具有良好的相关性,以EM_V+EM_H为自变量建立的土壤盐分解译模型的精度较高,且通过0.01水平检验;研究区干、湿两季的表层土壤含盐量数据符合P-P正态分布,空间分布均呈现强相关性;采用能够充分考虑到干旱区表层土壤盐分空间变异的球状套合模型,能够更好地拟合土壤表层含盐量的空间结构;研究采用泛克里格法将解译出的土壤盐分及其主要组成离子（Na⁺、Cl^-）含量进行空间插值分析,其变化趋势与土壤含盐量的变化趋势基本一致,因而采用电磁感应技术可以有效地监测不同季节干旱区绿洲土壤盐分及其组成的空间变化。     

鄂尔多斯盐沼湿地土壤盐分特征对植物群落的影响

为研究内陆盐沼植物群落的分布对土壤盐分的响应特征,选取鄂尔多斯盐湖盐沼区作为研究区,筛选了肉质耐盐植物群落、苔草植物群落和禾草植物群落3类典型植物群落,开展了土壤含水量、pH、电导率以及Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-和HCO₃^-测定,分析了区内典型植物群落对土壤水盐因子的响应规律。探讨了3类植物群落之间土壤因子含量的差异性;采用相关性分析和CCA分析,评价了3类植物群落多样性及物种分布随土壤因子的变化规律。结果表明,区内3类植物群落中,土壤盐分含量表现为肉质耐盐植物群落最高,苔草植物群落最低,禾草植物群落居中;植物多样性与土壤中含量最高的Na⁺和SO₄^2-的相关性最显著;植物分布同时受到土壤盐分、水分和pH的显著影响。研究结果可为鄂尔多斯盐湖区土壤盐...     

人工草地种植模式对沙化土壤团聚体及有机质含量的影响

通过连续6年定位试验,研究了紫花苜蓿（Medicago sativa）单播、多年生黑麦草（Lolium perenne）单播、紫花苜蓿/多年生黑麦草混播3种种植模式对豫北地区土壤团聚体及其有机碳和土壤有机质的影响,并利用分形维数对土壤团聚体特性进行了量化研究。结果表明：沙化裸地和3种种植模式下土壤机械稳定性团聚体以5~3 mm和3~2 mm粒径为主,土壤水稳性团聚体以<0.25 mm粒径为主;与沙化裸地相比,3种种植模式下5~3 mm和3~2 mm 粒径土壤机械稳定性团聚体含量显著增加,而土壤水稳性团聚体的变化主要表现为<0.25 mm粒径显著减少,3~2 mm和2~0.5 mm粒径显著增加,同时≥2 mm粒径的土壤机械稳定性和水稳性团聚体有机碳含量明显增加;与沙化裸地相比,3种种植模式下土壤有机质含量均不同程度地增加,紫花苜蓿/多年生黑麦草混播 > 紫花苜蓿单播 > 多年生黑麦草单播,且随土层的加深而降低,呈现表聚性特征;无论机械稳定性还是水稳性团聚体,土壤质量分形维数（D_m）沙化裸地 > 多年生黑麦草单播 > 紫花苜蓿单播 > 紫花苜蓿/多年生黑麦草混播;5~3 mm和3~2 mm粒径的土壤机械稳定性和水稳性团聚体与有机碳含量极显著正相关（P<0.01）,与土壤有机质含量极显著相关（P<0.01）。相对于沙化裸地,豫北地区人工草地建植6年后能够有效改善土壤团聚体特性,优化土壤主要理化性状,其中又以紫花苜蓿/多年生黑麦草混播为最佳的种植模式。     

西南地区水耕人为土诊断层土壤特性及SEM特征

对我国西南地区代表性水耕人为土诊断层土壤特性进行研究,并采用扫描电镜(SEM)进行土壤微形态研究,结果表明:不同母质和发育程度的水耕人为土,在土壤特性及在剖面上的变化特征都有明显差别.通过SEM观察研究表明:粗、细颗粒物质形态与矿物组成密切相关,如以薄片状、针条状等细粒物质为主的土壤,在水耕条件和外力作用下,易于定向、粘结聚合而引起土壤压实和板结.水耕人为土的微团聚体含量少而分散,对肥力的贡献有限.长期培肥的水耕人为土能够形成丰富的各类微孔隙和微结构类型,是调节土壤水、热、气和养分状况的主要机制.     

河套地区小麦重金属含量与土壤质量之间关系研究

通过在河套地区采集小麦茎叶、籽粒及根系土,研究了小麦籽粒和土壤重金属污染状况,并对小麦籽粒与土壤中重金属元素含量之间的相关性进行了探讨。结果表明,所有重金属元素含量均符合《国家食品卫生标准》;整体上看河套地区为绿色食品基地的土壤,适宜发展AA级绿色食品;小麦对重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的吸收能力从大到小顺序为:Zn>Cu>Cr>Cd>Pb。     

黑龙江哈尔滨白渔泡国家湿地公园沼泽、林地和农田土壤物理、化学和生物性质差异

为了揭示黑龙江哈尔滨白渔泡国家湿地公园沼泽、林地和农田土壤物理、化学和生物性质的差异,于2018年7月25日~8月2日,在湿地公园内,在天然芦苇(Phragmites australis)沼泽、林地、旱田和水田中设置采样地,采集不同深度(0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm)的土壤样品,测定土壤样品的物理、化学和生物指标。研究结果表明,白渔泡国家湿地公园不同采样地土壤指标存在差异;与天然芦苇沼泽土壤相比,其它采样地土壤的含水量明显偏低,土壤全氮、全磷、碱解氮和有机质含量都明显偏小,水田土壤速效磷含量偏大;天然芦苇沼泽土壤脲酶、硝酸还原酶、纤维素酶、蛋白酶和β-葡萄糖苷酶活性都高于林地和农田土壤,水田0~10 cm和10~20 cm深度土壤的硝酸还原酶活性显著高于旱田和林地;与天然芦苇沼泽土壤相比,旱田土壤小于0.25 mm的小团聚体含量偏大,而其它采样地土壤的各粒级团聚体的比例变化较小,水田土壤团聚体平均重量直径比天然芦苇沼泽和旱田土壤低。     

克拉玛依干旱生态农业区土壤质地的空间异质性研究

土壤具有高度的空间异质性,而地统计学方法已经被证明是研究土壤空间分布的最有力工具,质地作为一项重要的土壤物理特征,研究其在空间上的异质性在农业中具有重要意义。应用地统计学方法,对克拉玛依干旱生态农业区0～30 cm、30～60 cm、60～100 cm土层进行了土壤质地的半方差函数分析,结果表明:在整个研究区范围内,不同粒径土壤颗粒组成特点类似,均以粉粒平均含量最高,通体土壤颗粒的变异性都很强,尤以砂粒最为突出。研究区内除底层粉粒外,变异半方差模型都为球状模型,各土层土壤颗粒都表现出较强的空间结构性,空间相关距在6～9 km左右。基于半方差模型,用普通克里格法对研究区0～30 cm土层不同粒径土壤颗粒进行插值,表明土壤颗粒的分布情况和研究区地质地貌的分布特点相吻合。     

莱州湾南岸高、中和低密度柽柳林地土壤理化特征

为了探讨莱州湾南岸滩涂上不同密度柽柳林(Tamarixchinensis)地的土壤理化性质,以山东昌邑海洋生态特别保护区内的低密度(2 200株/hm2)、中密度(3 600株/hm2)和高密度(4 900株/hm2)柽柳林地为研究对象,采用样方法,采集0～30 cm深度和30～60 cm深度土层的土壤样品,测定分析土壤样品的理化指标。研究结果表明,在垂直结构上,3种密度柽柳林地上层(0～30 cm深度层)土壤总孔隙度、毛管孔隙度、有机质含量、总有机碳含量和各种养分含量显著大于下层(30～60 cm深度层)土壤,而上层土壤容重、含水量、含盐量和pH则显著小于下层土壤;中密度柽柳林地的0～60 cm深度土壤的孔隙度、含水量、有机质含量、总有机碳含量和各种养分含量都相对最大,低密度柽柳林地的相应指标都相对最小;在3种密度柽柳林地中,土壤容重分别与毛管孔隙度、含水量显著负相关,土壤含盐量和pH分别与有机质含量、总有机碳含量以及各种养分含量显著负相关,土壤有机质含量和总有机碳含量分别与土壤各种养分含量显著正相关;柽柳林密度可以显著影响土壤理化性质,中密度柽柳林改良滩涂土壤的效果相对最佳,其能改善滩涂土壤的物理结构,提升土壤贮存、供应养分能力,减少土壤中的盐碱含量。     

沙盖黄土丘陵坡地土壤理化特性随地形变化规律研究

在陕西神木县与内蒙古东胜市交界的饮马泉小流域,选择有代表性的坡面进行地形剖面和土壤层垂直方向的系统采样。每个样品进行了粒级、土壤质量含水量、土壤有机质测试。经数据的分析模拟,得以下结论:①土壤粒级构成和物理性粘粒含量特征,可以指示研究区土壤的沙化程度和演化趋向,其具有向西北更干旱粗化方向过渡的倾向。②土壤水分随地貌部位的变化规律比较明显,在峁坡顶部和上部,垂向上具有自上而下增加的趋势,而在峁坡下部和坡脚却正好相反。不论何种地貌部位都存在一个相近的土壤蒸发、渗漏、持水能力相对的平衡深度。③土壤的物理性粘粒含量与土壤的水肥关系密切,物理性粘粒含量相对高的土壤剖面,土壤的水肥组合效果较好。④土壤水肥质地的组合效果,丘陵顶部的最差,依次过渡到坡脚的组合效果最好。其进一步表明,地貌因素在土壤形成后的一系列熟化、退化、被侵蚀和沙化的演化过程中,地貌仍起着至关重要的作用。     

黄河口典型咸、淡水交互区湿地土壤氮和磷分布特征

以黄河口典型咸、淡水交互区湿地土壤为研究对象,在离岸距离0 m、50 m、150 m、250 m和350 m处,分别布设5个采样点,于2017年10月15日,分别采集0～10 cm、10～20 cm和20～40 cm深度的土壤样品,测定其氮、磷含量和其它土壤理化指标,并分析其空间分布规律和可能的来源。研究结果表明,土壤全氮质量比为132.93～787.76 mg/kg,且离岸越远,0～10 cm深度土壤全氮含量越小,而10～20 cm和20～40 cm深度土壤全氮含量越大;各层土壤全磷质量比为543.04～642.04 mg/kg,随着土壤深度的增加,在岸边0 m处,土壤全磷含量逐渐减小,但在离岸最远的350 m处,10～20 cm和20～40 cm深度土壤全磷含量则高于0～10 cm深度土壤的;各层土壤有效磷质量比为4.68～11.24 mg/kg;各形态氮含量与有机质含量密切相关,土壤中的氮可能主要来自于内源,如有机质的分解;有效磷含量与土壤含盐量关系密切,土壤中的有效磷可能来自于外源,如海水入侵(潮汐流);全磷可能主要来自外源,如潮流和径流的双向胁迫,且土壤容重对其也有一定的影响。