喀斯特山区坡面土壤水分变异特征及其与环境因子的关系

为探明土地利用方式、地形、微地貌等环境因子对喀斯特山区土壤水分空间变异的影响,应用植被数量生态学中的去趋势典范对应分析方法（DCCA）在一典型坡面上研究了表层（0～15 cm）土壤水分变异特征及其与环境因子的数量关系。研究结果表明,在取样时段内坡面土壤质量含水率均值介于21.36%～32.58%之间,季节变化明显,均呈现中等变异特征。不同土地利用方式下土壤水分随时间的变化趋势一致,均呈明显的“四峰型”波动,土壤平均含水率以自然植被最高,撂荒地和坡耕地次之,人工林最低。DCCA的排序结果显示,土层深度、有机碳含量、土地利用方式和裸岩率对坡地土壤水分变异及其季节变化的影响最为显著,土壤体积质量和坡度的影响次之,坡位和海拔的影响最小。鉴于喀斯特坡面地形及微地貌的复杂性,后续研究还需要加大采样间隔和密度,并综合考虑坡向、坡面曲率、汇水分布面积等因素对土壤水分变异的影响,并结合各土地利用方式下土壤养分状况,探讨适应喀斯特坡地退化生态系统修复的农业工程措施和生态重建模式。     

洞庭湖区不同土地利用方式耕作土壤氮素含量与循环

通过对洞庭湖典型地区的密集采样分析和农户调查,研究了4种利用方式耕作土壤全N、微生物生物量氮(MB-N)含量、两者关系和N素循环特征。结果表明:耕作土壤全N、MB-N含量平均值为3.00±0.48g/kg和101.4±49.2mg/kg。双季稻、一季稻、水田旱作和旱地全N平均含量依次为3.12±0.40g/kg、3.03±0.39g/kg、2.79±0.43g/kg2、.10±0.46g/kg。4种利用方式的MB-N含量分别为124.0±56.6mg/kg、96.4±39.2mg/kg、108.0±48.6mg/kg、75.2±30.5mg/kg。除水田旱作外,MB-N与全N之间存在极显著的正相关关系(P<0.01)。土壤N素盈余量依次为双季稻(105.0kg/hm2.a)>一季稻(75.1kg/hm2.a)>水田旱作油菜(64.5kg/hm2.a)>旱地苎麻(51.9kg/hm2.a)。     

开垦草地对土壤有机碳库构成与来源的效应

以广西西北部喀斯特地区的开垦草地生态系为对象,研究了草地开垦变为不同农田后对土壤有机碳库的效应。结果表明,草地开垦为农田后,土壤可溶性有机碳、微生物生物量碳及总有机碳的含量显著下降。自然草地开垦后,柑桔地土壤有机碳含量高于农作用地土壤。玉米与甘蔗轮作土壤有机碳含量高于甘蔗连作。13C示踪结果表明,柑桔地土壤有机碳中来源于草地的含量高于农田土壤;农田土壤有机碳中来源于草地的随种植年限的增加而降低。在玉米与甘蔗轮作的农田中,土壤有机碳中来源于玉米的高于甘蔗连作土壤有机碳中来源于甘蔗的。     

洞庭湖区耕地利用方式对土壤活性有机碳的影响

在洞庭湖区选取典型样区,于2004年3月通过调查和密集取样,测定了各种耕地利用方式(旱地、水旱轮作地、一季稻水田和双季稻水田)的溶解性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、土壤总有机碳(TOC)的含量,分析了DOC、MBC、TOC的关系。结果表明,(1)DOC含量为水旱轮作地(66.3mg·kg-1)>双季稻水田(64.7mg·kg-1)>一季稻水田(60.1mg·kg-1)>旱地(55.7mg·kg-1),MBC含量为双季稻水田(885.9mg·kg-1)>一季稻水田(730.6mg·kg-1)>水旱轮作地(720.9mg·kg-1)>旱地(488.6mg·kg-1),有机物质的输入量、种植制度和水肥管理是差异存在的重要原因;(2)旱地、水旱轮作地、双季稻水田和一季稻水田的DOC/TOC均值分别为0.32%、0.27%、0.24%、0.24%,其相应的MBC/TOC均值分别为3.02%、2.88%、3.22%、2.91%;(3)DOC、MBC、TOC相互之间极显著相关(P<0.01)。秸秆还田(土)和增加土地复种指数是调控土壤活性有机碳含量的可行措施。     

土壤利用管理对土壤甲烷氧化的影响*

 甲烷(CH₄)是重要的温室气体之一，对全球变暖的贡献值约为20%，仅次于CO₂。近年来大气中CH₄含量的迅速增加，主要是由于CH₄的产生和消耗不平衡。好气性土壤是大气CH₄重要的汇之一，虽然其氧化的绝对量较小，但土壤若丧失对CH₄的氧化能力，大气中CH₄的浓度会以目前增长速率的1.5倍的速度增加。农业生产活动对土壤的理化性质有着极为强烈的影响，因而显著地影响土壤对大气CH₄的氧化能力。大量的研究表明森林土壤对CH₄的氧化速率要比草地和耕地高得多，其主要原因是森林在开垦耕作后，改变了土壤的物理化学性质和土壤中的微生物区系的结构和组成，从而使土壤对CH₄的氧化能力发生了改变。作物生长本身对通气性好的土壤CH₄的氧化并没有什么影响，但是在种植过程中，如不同农药的使用、土壤pH值的改变、不同的耕种方式等对土壤CH₄氧化能力产生一定的影响。     

长期不同施肥稻田土壤的氮素形态及矿化作用特征

利用稻田长期定位试验点的土壤样品,研究不同施肥稻田土壤的氮素形态及矿化作用特征.采用酸水解-蒸馏法测定土壤酸解总氮(TAHN)及其各组分含量;淹水密闭培养法测定土壤净矿化氮量(NMN).结果表明:①稻田土壤TAHN是全氮(TN)的主体(64%～73%),各施肥处理均显著提高其含量.单施无机肥处理对微生物量氮(MBN)、氨基酸氮(AAN)、酸解铵态氮(AN)、氨基糖氮(ASN)和酸解未知氮(HUN)的含量影响不大;无机配施有机肥显著提高各形态氮的含量;无机配施秸秆处理显著提高MBN、AAN、AN的含量.②14周的淹水密闭培养中,各施肥处理土壤NMN均随培养时间的延长而逐渐增加,矿化速率于培养3、4周后分别达到最大值.无机配施有机肥或秸秆处理土壤氮的矿化量、矿化率及矿化速率均高于单施无机肥处理.③相关性分析表明:土壤NMN与TN、TAHN、MBN存在极显著正相关关系;NMN与TAHN中各组分均存在正相关关系.进一步作多元回归分析表明:随着土壤氮矿化作用的增强,AAN和HUN的贡献增大,MBN对氮矿化也有重要的贡献.     

洞庭湖平原区土壤全磷含量地统计学和GIS分析

 以洞庭湖平原区典型景观单元为试点，利用GPS定位共取得651个耕层（0-20cm）土壤样品。本文通过对数转化、稳健统计、域法处理和Box-Cox转化四种数据处理方法对土壤全磷进行了正态分布性检验。结果表明：Box-Cox转化成功地使数据集服从正态分布并消弱了异常值的影响。应用地统计学分析方法进行了实验变异函数的计算和最适合模型的拟合，得出土壤全磷的最好的理论模型为球状模型，随后用普通克立格估值方法绘制了土壤全磷的空间分布图。在经过不同趋势阶数土壤全磷Kriging插值误差的综合比较的基础上，结果表明趋势效应参数宜选取二阶。Kriging 估值标准差（KSD）被认为是内插象素值的标准差，并为提高全磷的制图精度提供了有用的信息。应用地统计学和地理信息系统（GIS）的概率克立格法研究了洞庭湖平原典型区的土壤全磷的空间分布并进行了风险性评价。结果表明土壤全磷不同含量水平下的概率分布图对风险性评价、合理施肥和控制P的非点源污染的管理实践将是十分有益的。     

典型红壤丘陵区土壤氮素含量及其分布的演变规律

通过对湖南省桃源县典型区域高密度采样分析和历史资料调研,探明了红壤丘陵区不同土地利用类型13年来(19902～2003)土壤氮素含量及其分布的变化:1)典型区域2003年的稻田氮素含量为1.94±0.02.g/kg,比1990年提高4.9%,主要分布区间由1990年的1.25～2.00.g/kg(分布频率为59.1%,下同)上升到2003年的1.50～2.25g/kg(77.1%),曲线图上呈近似正态分布向右偏态分布的演变趋势;2)旱土2003年的氮素含量为1.57±0.14.g/kg,比1990年提高18.0%,1990和2003年主要分布区间都为0.75～1.50.g/kg(58.2%～58.8%),但2003年分布在1.50～2.00.g/kg区间的频率为33.6%,比1990年的高出12.7个百分点,曲线图上由呈现左偏态分布向正态分布的演变趋势;3)以坡地橘园为主的林果地,2003年的氮素含量为1.15±0.02.g/kg,比1990年提高9.5%,两者的主要分布区间虽然均在0.75～1.50.g/kg之间,但2003年在此区间的分布频率为88.0%,比1990年的高出10.2个百分点,其演变趋势与稻田的基本一致;4)整个采样调研区域农业用地的土壤氮素含量,2003年的为1.58±0.03g/kg,比1990年提高3.3%。这表明在当前的施肥方式与经营管理条件下,红壤丘陵区农业用地的土壤氮素含量稳定并有增加的趋势。     

红壤积水入渗及土壤水分再分布规律室内模拟试验研究

利用室内模拟土柱试验研究了红壤积水入渗及土壤水分再分布规律。结果表明:入渗过程中湿润锋距离、累积入渗量与时间的平方根呈线性关系,湿润锋运移速率与时间呈乘幂关系,而入渗率与时间平方根的倒数呈线性关系;再分布过程中,在隔绝蒸发条件下,土壤含水量随土层深度的增加而下降,同一深度土层含水量则随时间推移而下降。无论在隔绝蒸发还是在自然蒸发条件下,短期内土壤水吸力有随土层深度的增加呈先下降后升高的趋势,而同一深度土层水吸力则随时间的推移而升高;土壤初始含水量对水分的入渗及再分布有较大影响,初始含水量较低时,水分入渗较快,而水分再分布则较慢。     

荒坡地新建果园作物问种模式生态结构及功能研究

通过分析荒坡地新建果园5种优化模式的生态结构和功能表明,随重复种植的增加,5种间种模式土壤的有机质年均增加5％～20％,全N年增加7％～40％,全P年增加8％～70％,全K年增加15％～80％;顺坡垦植的土地水土流失严重,土壤侵蚀和地表径流第1年平均达1415.2t/km~2和790.7m~3/hm~2,花生-秋大豆水土保持最好,其次为春大豆-秋大豆、西红柿-白菜和辣椒-西红柿,其土壤平均侵蚀量和地表径流量与对照相比分别降低44.19％、38.24％、39.52％、37.56％和22.40％、9.28％、24.11％、21.16％。5种模式中辣椒-西红柿生物量最高,年均达10.028万kg/hm~2,其次是花生-秋大豆,年均达7.703万kg/hm~2,西红柿-白菜的生产力最高,达1.539万kg/hm~2,其次是辣椒-西红柿,达1.380万kg/hm~2;辣椒-西红柿投能效率最高,年均达2.96,其次为花生-秋大豆、西红柿-白菜、春大豆-秋大豆和早稻-红萝卜,分别为2.08、2.01、2.00和0.96,与对照相比辣椒-西红柿产出能最高,其次为花生-秋大豆、春大豆-秋大豆、西红柿-白菜和早稻-红萝卡,分别提高614.77％、433.01％、390.39％、316.07％和133.24％。