桂林毛村岩溶区与碎屑岩区不同土地利用方式对土壤水稳性团聚体特征的影响

以桂林毛村岩溶生态试验场为研究区域,通过对该地区岩溶区和碎屑岩区不同土地利用方式的土壤进行采样和分析,系统研究和比较了旱地、水田、林地和灌丛四种不同土地利用方式下土壤水稳性团聚体分布特征。结果表明:无论是岩溶区石灰土还是碎屑岩区红壤,土地利用方式对土壤水稳性团聚体分布和组成有着显著的影响(p<0.05)。与旱地和水田等传统农田相比,灌丛和林地这两种自然土壤明显提高了>5mm和>0.25mm团聚体的比例,并且团聚体稳定性增加。岩溶区灌丛的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)较旱地分别提高了185%和179%,较水田提高了361%和481%,林地的MWD和GMD分别较旱地提高了65%和43%,较水田提高了167%和198%;而碎屑岩区灌丛的MWD和GMD分别较其旱地和水田提高了103%和134%、15%和32%,林地的MWD和GMD分别较其旱地和水田提高了117%和152%、23%和43%。这说明相比碎屑岩区红壤,岩溶区石灰土受到人类活动的频繁干扰之后退化更快,土壤团聚体稳定性下降更多,这也说明了岩溶区土壤环境的脆弱性。      

重庆溶洼—丘峰区土地利用类型对土壤抗蚀性的影响

以重庆鸡公山耕地、果园、撂荒地、灌草坡和林地5种土地利用类型为研究对象,通过野外采样调查与室内分析,采用主成分分析法对与土壤抗蚀性密切相关的11个常用指标进行筛选和综合评价,探讨不同土地利用类型下土壤抗蚀性能的变化状况和差异性。结果表明:研究区表征土壤抗侵蚀能力最优指标为:>0.25 mm团聚体破坏率、>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚度、<0.01 mm物理性黏粒含量、结构性颗粒指数和<0.001 mm黏粒含量。依据提炼出的3个主成分,建立土壤抗蚀性综合评价模型,即Y（综合指数）=0.712Y1+0.157Y2+0.131Y3,由此计算出土壤抗蚀性由强到弱为:林地> 灌草坡>撂荒地>果园>耕地。建议区内适当退耕还林还草,减少人为扰动,以利于提高土壤的抗蚀性能和水土保持能力。      

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。     

岩溶区与非岩溶区3种土地利用方式下土壤细菌群落结构比较

为研究岩溶区土壤微生物的特性,揭示其在岩溶土壤碳循环的作用,选取桂林毛村岩溶试验场为研究点,采集岩溶区、混合区与非岩溶区中的稻田、玉米和柑橘园表层土壤,采用高通量测序方法,对比细菌群落丰度、组成及多样性特征的异同。结果显示,在得到的48 159条序列中,共有2 602个OTUs。土壤细菌优势门（相对丰度>10%）为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）;优势纲（相对丰度>10%）为酸杆菌纲（Acidobacteria）和β-变形菌纲（β-proteobateria）。岩溶区土壤细菌门水平上的变形菌门和Latescibacteria的细菌和目水平上的酸杆菌亚群GP6的丰度均高于混合区和非岩溶区,而科水平上酸杆菌亚群GP1和目水平上的酸杆菌亚群GP2的相对丰度低于混合区和非岩溶区。冗余分析结果表明,土壤有机碳、pH和总氮等是引起细菌群落结构变化的关键因子。      

不同土地利用方式下土壤CO2时空分布特征及其影响因素——以湘西大龙洞地下河流域为例

为了解不同土地利用方式/覆被条件土壤剖面CO2时空分布特征及其影响因素,对湖南湘西大龙洞地下河流域的4种土地利用方式（林地、草地、玉米地、烟叶地）土壤不同深度的CO2浓度进行为期一年的观测。结果显示,不同土地利用方式的土壤CO2表现为草地(7 527 mg/m3)>林地(7 197 mg/m3)>烟叶地（4 562 mg/m3）>玉米地(4 414 mg/m3);随剖面深度加大,草地和玉米地土壤CO2呈先增大后稳定的趋势,林地和烟叶地则表现为先增大后降低的趋势;时间变化上,不同土地利用方式下的土壤CO2月均浓度曲线与气温的变化曲线有很好的对应性,表现为2-8月浓度升高,8-12月降低,12月至次年2月为小幅下降,土壤CO2浓度的最低值和最高值分别出现在2月和8月。相关性分析显示,气温对土壤CO2浓度的影响最显著,此外,不同土地利用方式下有机碳的差异,与气温相耦合的降雨因素等都对土壤CO2浓度变化有重要影响。      

桂林毛村岩溶区不同土地利用方式土壤有机碳矿化及土壤碳结构比较

应用土壤培养法,比较分析了桂林毛村岩溶区不同土地利用方式(农田、灌丛和林地)土壤在25℃、黑暗条件下培养90d有机碳矿化速率的差异(以90d累计释放的CO2-C计)。农田土壤矿化释放的CO2-C含量分别比灌丛和林地少62.9%和56.6%。利用6mol/L的HCl酸解法得到惰性碳含量,并利用三库一级动力学方程在SAS8.2软件中通过非线性拟合得到三种土地利用方式的活性碳库、缓效性碳库的大小及其分解速率,计算得出各库驻留时间。结果表明各土地利用方式均为活性碳库含量最少,占总有机碳的比例在1.82%~2.71%之间,平均驻留时间在8.4~16.3d之间;缓效性碳库次之,占总有机碳的比例在33.91%~45.47%之间,平均驻留时间为4.8~7.7a之间;惰性碳库所占比例最大,在51.82%~64.01%之间,平均驻留时间为假定的1000a。通过固态13C交叉极化魔角自旋核磁共振(13CCPMASNMR)方法对土壤碳结构进行分析,结果表明:与灌丛和林地相比,受人类活动干扰较多的农田烷基C和芳香C的比例增加,烷氧C和羰基C的比例降低;烷基C/烷氧C和疏水C/亲水C的大小顺序均为农田>林地>灌丛,而脂族C/芳香C的大小顺序则相反,即灌丛>林地>农田。这说明农田土壤有机碳分解程度较高,难分解程度增加,难分解有机碳比例增加。      

岩溶石漠化山地不同退耕模式土壤抗蚀性及其与结构体分形关系研究

通过对岩溶石漠化山地中小尺度范围内的现有三种主要退耕模式及对照地土壤抗蚀性主成分分析及与各级结构体分形维数关系研究,结果表明:(1)研究区退耕地在3~6年内土壤抗蚀性均发生了比较明显的变化,但都介于传统耕地与马尾松次生灌丛之间,其中以具有复式结构的退耕樟树+草被退耕模式的抗蚀效果较理想;(2)与传统旱耕地不同,各退耕模式土壤抗蚀性均是A层土壤强于B层土壤,表明退耕有利于A层土壤抗蚀性迅速提高,尤其是草本+乔灌模式对A层土壤抗蚀性的提高更为显著;(3)>0.25mm水稳性团聚体含量及破坏率、水稳性指数、有机质含量为评价土壤抗蚀性的最佳四指标;(4)微团聚体、风干团聚体分形维数表征土壤抗蚀性有一定的局限性,而机械组成、水稳定性团聚体分维数与抗蚀性综合分值相关性较高,尤其是水稳性团聚体分形维数可较好地反映出土壤的抗蚀特性.     

岩溶区与非岩溶区不同土地利用方式下土壤Zn元素形态分析

本文采用连续提取法,对岩溶区与非岩溶区农田和林地两种土地利用形式下土壤中Zn元素形态进行了分级提取。测定结果表明,土壤中Zn元素主要以残渣态(占总量68. 5%～ 85. 0% )存在。此外,岩溶区农田、林地石灰土中Zn元素相对活泼态,即离子交换态(包括水溶态)、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态(松结有机结合态)的含量均比非岩溶区对应的要低,而相对稳定态,即铁锰氧化物结合态、强有机结合态(包括部分硫化物态)的含量均比非岩溶区相对应的要高,残渣态含量与相对稳定态具有相同的趋势。这意味着岩溶土壤地球化学环境对土壤Zn的迁移、富集、形态转换具有明显的影响。长期耕种下岩溶区和非岩溶区土壤均会出现缺Zn状况,岩溶区情况更为严重。而适宜的土壤改良措施,可望提高土壤有效Zn形态的含量。      

内蒙古东来地区土壤养分空间分布特征及评价

在中小尺度上确定土壤养分状况并准确表达其空间分布特征仍需深入研究,了解和掌握土壤养分现状可为土地资源利用提供一定的科学参考。基于内蒙古东来地区土地质量地球化学调查中采集的468件表层土壤样品分析结果,采用主成分分析法和GIS技术对碱解氮、速效磷、速效钾、有机质4项养分指标进行空间分布特征分析及养分丰缺评价。结果表明,研究区土壤养分属于中度变异,呈不均匀分布。主成分分析提取的2项主成分指标可反映土壤养分指标90.34%的原量信息,得出的土壤肥力综合得分IFI值为-1.643～1.972。空间分布特征显示,研究区土壤整体有机质缺乏,碱解氮稍缺,速效磷适中,速效钾较丰富。IFI值的空间插值结果表明：土壤养分达到丰富及以上的区域占研究区面积的29.35%,主要分布在研究区中部的工农村、七间房附近;达到适中等级的占比为41.74%;稍缺—缺乏等级的占比为28.91%,其中缺乏等级分布面积为10.43%,主要分布在辽河农场三分场附近。建议在研究区进行农林业生产活动时,应注意有机肥和氮肥的增施。     

塔里木盆地东北缘绿洲区土壤养分特征及主控因素分析

土壤健康关系人民生产生活水平,关乎国家粮食安全,是重要的战略资源。为摸清塔里木盆地东北缘典型绿洲区土壤养分特征,采集研究区土壤表层样品140件,测定主要养分元素含量,分析其生态化学计量特征、空间分布规律及影响养分富集的主控因素。结果表明：(1)研究区Fe、Mn含量高值分布面积最广,Mg含量高值分布范围最小;分析土壤生态化学计量特征,发现缺氮少磷是限制区内植物正常生长的主控因素。(2)从数量上来看,研究区贫瘠、极贫瘠级别的土地面积占总面积的99.14%,仅0.86%的土地处于中等级别水平。从空间分布上来看,中等肥力的土地分布在区内东南部,呈孤岛状;极贫瘠的土地主要分布在绿洲–荒漠的过渡带上。(3)研究区4种土地利用方式中,耕地的土壤养分含量较高;土壤养分元素的含量与坡向、地表粗糙度呈正相关关系,与海拔呈负相关关系。同时,土壤养分的丰缺与长期连作、作物施肥、灌溉技术等人为影响也有着密切的关系。     

石漠化地区土地利用方式对土壤团聚体稳定性及有机碳的影响

以典型高原山地喀斯特石漠化6种土地利用方式土壤为研究对象,探讨不同生态恢复条件下,坡耕地转变为林地、草地及林草套种地后对表层土壤结构稳定性及其有机碳含量的影响。结果表明：在坡耕地实施石漠化治理措施,造林种草后,>0.25 mm团聚体含量显著增加,以人工林、次生林居多,坡耕地较少。在干湿筛处理下,采用平均质量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）、分形维数（D）、>0.25 mm团聚体含量等指标来表征的团聚体稳定性显示,人工林和次生林土壤团聚体稳定性较强,坡耕地和林草套种地土壤团聚体稳定性较弱。总体上不同土地利用方式均以小粒级团聚体有机碳含量最高,>5 mm和2~5 mm水稳性团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率最大（除农耕地）;土壤大团聚体对土壤有机碳的固定起主要作用。石漠化坡耕地退耕还林种草有利于促进土壤表层土壤结构的稳定及有机碳的积累。     

岩溶地区不同利用方式土壤土力学特性垂直变化特征

以黔中岩溶地区不同利用方式的土壤为研究对象,采用野外调查和室内试验相结合的方法,研究了土壤黏聚力c、内摩擦角φ及紧实度随不同土壤利用方式、不同土层深度的变化特征。结果表明:土壤黏聚力c总体随土层深度不断增大,在0-35 cm内受不同土壤利用方式的影响比较明显;土壤内摩擦角φ在0-50 cm土层内,呈“S”形变化,受母质影响显著,三种不同土壤利用方式总体变化趋势基本一致;林地、灌草地、坡耕地土壤在垂直剖面上都存在着上松下紧的状况,在0-20 cm内,坡耕地土壤紧实度均小于林地和灌草地,20 cm以下坡耕地和灌草地土壤紧实度基本一致,但均大于林地,三者均保持着不断增大的趋势。研究表明:植被生长对于改善土壤力学性能具有一定的影响。因而通过加强植被保护与管理和调整坡耕地利用方式是改善土壤力学性能,防治土壤侵蚀和控制石漠化的主要手段。      

贵州贞丰—关岭花江喀斯特石漠化地区土壤厚度的空间分布特征

土壤厚度与石漠化发展程度有着密切的关系,土壤也是石漠化地区生态恢复以及农业生产的基础。为了研究典型高原峡谷中-强度石漠化地区的土壤厚度空间分布规律,在土壤厚度野外调查的基础上,利用地统计学方法分析了贵州典型石漠化地区——贞丰—关岭花江小流域土壤厚度空间分布特征及主要影响因素。结果表明：（1）研究区土壤平均厚度仅为26 cm,土壤平均厚度表现为坡耕地>荒地>林地;（2）土壤厚度空间变异性以强度为主,荒地的土壤厚度空间分布连续程度优于林地和坡耕地,林地的土壤厚度空间分布有明显突变性,坡耕地的土壤厚度具有点状分布特征,有耕作物附近土壤厚度较大;（3）土壤厚度与海拔、基岩裸露率、坡度之间均有明显负相关关系;（4）自然和人为因素综合影响下的土壤强侵蚀是研究区土壤厚度分布极为不均的主要原因,对该区域石漠化的治理可以采用工程措施与生物措施相结合的方法。研究结果对研究区石漠化因地制宜地防治及其他地区水土流失防治、生态恢复、农业合理生产具有一定的参考价值。     

喀斯特山区不同石漠化等级下土壤养分贮量与价值评估——以乌箐、偏岩等岩溶小流域为例

为探讨石漠化等级对土壤养分贮量与经济价值的影响,以贵州省金沙县喀斯特山区无石漠化农耕地(Ⅰ)为对照,在研究潜在(Ⅱ)、轻度(Ⅲ)、中度(Ⅳ)、重度(Ⅴ)石漠化土壤养分含量变化的基础上,采用土壤养分库贮量计算方法和价值替代法计算评估了不同石漠化等级下土壤养分贮量及其潜在价值。结果表明:(1)0~40cm土层有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量分别为32.31~104.12g/kg、1.35~2.87g/kg、76.90~124.00mg/kg、0.49~1.12g/kg、1.03~10.71mg/kg,12.25~26.22g/kg、114.35~245.35mg/kg;(2)土壤养分总贮量和有机质、全氮、全磷、全钾贮量依次为3.79~61.41t/hm2和2.55~48.56t/hm2、0.13~1.36t/hm2、0.04~0.52t/hm2、1.07~10.97t/hm2;(3)土壤养分总价值和有机质、全氮、全磷、全钾价值分别为0.86~9.80万元/hm2和0.08~1.55万元/hm2、0.29~3.08万元/hm2、0.04~0.53万元/hm2、0.45~4.64万元/hm2;(4)土壤养分贮量、价值均以Ⅰ最高,Ⅴ最低,随着石漠化程度加剧,土壤养分含量、贮量和价值均下降。      

西南岩溶区水土流失与石漠化的变化关系研究——以重庆南川岩溶区为例

以重庆南川区为例,利用TM遥感影像、Arcgis和Erdas软件,运用地图代数原理,采用图像数据转移矩阵计算,结果表明从1988年到2000年水土流失增强面积为9 605.89 hm2,减弱面积为79 947.85 hm2;石漠化强度增强面积为15 078.92 hm2,减弱面积为12 492.53 hm2。石漠化是水土流失长期作用的结果,水土流失是石漠化形成过程的阶段性表现,二者在成因上存在因果关系,但在生态治理恢复的过程中,水土流失减弱面积与石漠化减弱面积的变化不同步,在时间上存在滞后关系。造成这种滞后的现象,原因是石漠化土地生态的恢复过程较水土流失土地的长。      

Analysis of soil biogeochemical characteristics in the process of karst rocky desertification

The sampling method of karst soil is always the one used for non-karst area. However, if the samples can represent the plot, it still needs further investigation due to high degree of spatial variability of karst soil. The study results of soil from the Maolan karst virgin forest in Guizhou Province elucidated that only the surface area-weighted samples could represent plot soils in the karst ecosystem. The remediation of karst rocky desertification has currently become a national issue, but soil degradation research on rocky desertification genesis types and processes is still insufficient. Soil physical, chemical, biological characteristics and enzymes activities from plots of different rocky desertification genesis types and grades in the Cha＇eryan catchment in the Huajiang Gorge area, Guizhou, were studied. The results showed that woodcutting and land reclamation influenced soil biogeochemical characteristics, and the influence of different disturbing ways was huge. The author suggested a soil degradation index system which could illustrate the rocky desertification genesis type and extent. The degraded modes of woodcutting and reclamation sequence were different, both had no synchronism with rocky desertification grades divided by current landscape index. Only soil of serious grade degraded evidently in wood cutting sequence. On the contrary, soils of slight, medium and serious grades degraded evidently in the reclamation sequence.     

中国西南岩溶山地石漠化转型演变解析

系统阐明岩溶石漠化的演变趋势,对正确认识岩溶石漠化发生发展过程及实施有效的石漠化综合防治措施具有重要意义。研究表明：（1）驱动石漠化发生与形成的因素有岩溶山地农户生计单一、土地压力大、土地承载力低和生态脆弱等4个主要因素;石漠化发生扩展其实质就是在低土地承载力背景下,过伐、过垦、过牧等土地利用方式触发了岩溶山地土地退化,即石漠化。（2）岩溶石漠化在发生发展到一定阶段后,随着社会经济背景的演变和石漠化驱动因素的变化、消失,石漠化面积扩张的趋势会发生根本性的转折,即石漠化转型。（3）中国西南岩溶山地土地利用方式改变引起生态系统机制改变,从而引起石漠化转型演变。石漠化转型是土地利用系统对经济社会发展与生态系统综合作用的响应,符合经济社会发展和生态系统演化的总体趋势。（4）中国西南岩溶山地石漠化演变对揭示该区域人地关系变化具有指导意义。     

典型石漠化区不同种植年限桃树下土壤微量元素变化特征

为明确石漠化地区不同种植年限果树根系表层土壤微量元素的变化特征,选择桂林市恭城县大岭山村同一农户的不同种植年限桃树（2 a、10 a、20 a）各5棵,以撂荒地（0 a）作为对照,对土壤微量元素铁、铜、锰、锌、硼的全量及有效态变化规律进行研究,并探讨理化性质与微量元素有效态的相关性。结果表明:（1）研究区除全铁的变异系数小于10%,铜、锰、锌、硼的全量及有效态均为中等变异;（2）土壤铁、铜、锌、硼全量种植0~2 a间均增加（P<0.05）,种植2~10 a则下降（P<0.05）,种植10~20 a间铁元素随年限增加而下降（P<0.05）,其余研究元素全量均表现为增加趋势;（3）有效铁、锌、硼在种植0~10 a先增加（P<0.05）,种植10~20 a均有明显下降趋势,有效锰在0~20 a间趋势则与其他元素相反,并且与全量锰保持一致性,因此种植10 a是果树土壤微量元素变化的转折点;（4）不同种植年限果树根系土壤性质的改变（pH值、有机质、全磷的变化）是微量元素有效态含量随时间变化的主要内在原因,而人为活动如施加有机肥是外在原因。在种植10 a后,应重视微肥的施加。