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2021年  第52卷  第1期

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中国土壤学会第十四次全国会员代表大会暨“守护土壤健康,助力高质发展”学术交流研讨会在哈尔滨召开
2021, 52(1): 1-7.
[摘要](353) [HTML] (230) [PDF](20)
摘要:
中国土壤学会第十三届理事会工作报告
2021, 52(1): 8-15.
[摘要](207) [HTML] (168) [PDF](17)
摘要:
研究报告
基于GIS的江淮丘陵地区典型县域土壤质量评价
郜敏, 黄安东, 李德成, 张兆冬, 王莉莉, 赵明松
2021, 52(1): 16-24. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020040701
[摘要](757) [HTML] (202) [PDF](101)
摘要:
以安徽省江淮丘陵地区的定远县为例,自1401个土壤样本点获取土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、土壤侵蚀程度、耕层厚度共六项指标,利用GIS空间插值方法,使用隶属度函数,构建土壤质量综合评价模型,对该县土壤质量进行评价。研究结果表明:(1)研究区平均土壤质量指数为0.56,采用等间距法将土壤质量划分为5级,其中三等地占总面积的59.54%,二等地占31.4%,一等地和四等地分别为1.53%、7.52%,研究区内没有五等地;(2)土壤质量在空间分布上呈现出东南方向至西北方向下降的趋势,平原地区的土壤养分含量高于丘陵岗地、质量相对较好;(3)不同土地利用类型土壤中水田土壤质量略高于旱地、草地和林地。土壤质量的评价结果对于研究区改善土壤质量、合理配置农业土地资源有一定参考价值。
基于RSEI的疏勒河流域生态质量综合评价及其成因分析
陈丽红, 刘普幸, 花亚萍
2021, 52(1): 25-33. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2019101401
[摘要](481) [HTML] (190) [PDF](60)
摘要:
基于1987年、2007年和2017年Landsat遥感数据,通过绿度、湿度、干度和热度4个指标,应用主成分方法计算遥感生态指数(RSEI),再结合当地土地利用/覆被变化(LUCC)及社会经济统计资料,对1987 ~ 2017年疏勒河流域的生态环境质量进行综合评价及驱动力分析。结果表明:1987年至2017年,疏勒河流域RSEI总体呈下降趋势,分别由1987年的0.286、2007年的0.263降至2017年的0.215,下降了24.8%;生态环境质量等级较差面积比例也由1987年的83.39%、2007年62.36%下降至2017年31.96%,相对应等级差面积比例由11.57%、32.37%增加至61.54%,优等级面积比例由2.12%下降到0.48%至0.02%,显然,生态环境质量主要是差和较差,且整体在变差。气候变暖变干,林地和草地不断减少,耕地、建设用地显著增加,GDP快速增长和第一产业、第二产业和第三产业迅速发展是影响研究区生态环境质量变化的主要原因。
安徽省六安地区土壤pH空间变异特征及其影响因素
向娇, 宋超, 石迎春, 董秋瑶, 杨振京
2021, 52(1): 34-41. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2019103001
[摘要](938) [HTML] (187) [PDF](92)
摘要:
本文对安徽省六安-霍山地区土地质量地球化学调查项目取得的1295个土壤表层样品(0 ~ 20 cm)的pH值进行了统计分析,深入探讨了其空间变异特征及其影响因素。结果表明,研究区表层(0 ~ 20 cm)土壤pH变化幅度为3.97 ~ 8.09,平均值为5.38。90.57%的土壤样品pH值在研究区5.0 ~ 6.5范围内,呈酸性,局部地区土壤的pH值在5.0以下,呈强酸性;少量土壤样品呈中碱性(7.5 ~ 8.5),研究区土壤pH值整体呈现北高南低的分布特征。全区表层土壤pH呈正态分布,变异系数为7%,属于弱空间变异性。地统计学分析结果表明,研究区表层(0 ~ 20 cm)土壤pH的变异函数的最优理论模型为指数模型,块金效应值为0.387,表明受到人为因素和结构性因素的共同影响,土壤pH值具有中等程度的空间相关性。相关分析表明,研究区土壤pH值空间变异的主要控制因素为土壤类型、成土母质、地貌类型和土地利用方式,分别能独立解释研究区19.1%、11.1%、9.3%和2.5%的土壤pH值空间变异。此外,CaO、P、K2O、S元素含量与土壤pH呈弱负相关。因此,土壤类型和成土母质是安徽省六安-霍山地区土壤酸化最主要的影响因素。
辽宁省不同气候条件下樟子松成熟林土壤有机碳空间特征分析
姜吉文, 李永化, 雷泽勇
2021, 52(1): 42-46. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020030401
[摘要](226) [HTML] (136) [PDF](32)
摘要:
森林土壤有机碳含量(SOC)在地区和土层间存在差异,然而林木生长对SOC的变化的影响沿降水梯度的变化机理尚不明确。本研究以辽宁省不同降水区樟子松成熟林为研究对象,分析了不同地区不同土层SOC的差异以及林地SOC与对照样地SOC比值(SOCR)在不同地区和土层间的差异。结果表明:SOC和SOCR受地区、土层及其交互作用的显著影响。林地SOC显著高于对照样地,湿润和半湿润地区SOC高于半干旱地区,且SOC随土层深度增加而降低。湿润地区SOCR显著高于半湿润和半干旱地区。因此,营建樟子松人工林能够显著提高SOC,而且在湿润地区栽植樟子松林对土壤有机碳的提升能力高于半湿润和半干旱地区,这种现象在表层尤为显著。
基于Landsat-8影像的干旱区土壤水分含量反演研究
杨丽萍, 侯成磊, 赵美玲, 白宇兴, 苏志强
2021, 52(1): 47-54. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020033101
[摘要](568) [HTML] (160) [PDF](66)
摘要:
土壤水分含量的精确监测对区域生态环境保护与可持续发展具有重要意义。本文以内蒙西部额济纳旗东南的居延泽地区为研究区,基于多期Landsat-8遥感影像和野外实测不同深度的土壤水分含量数据,构建了温度植被干旱指数(TVDI)、垂直干旱指数(PDI)、归一化干旱监测指数(NPDI)和土壤湿度监测指数(SMMI)等四种干旱指数模型,探讨了上述模型在居延泽地区土壤水分含量反演中的精度与适用性,选取精度较优的TVDI模型反演了研究区2015年至2017年的土壤水分含量,并使用随机森林分类法将研究区分为沙地、盐碱地、裸地、植被和滩涂五种地类,探讨了不同地类的土壤水分含量差异。结果表明四种干旱指数均与土壤水分含量实测值呈负相关;从拟合精度看,四种干旱指数均与表层土壤水分含量具有最高的拟合精度,且随着土层深度的增加,拟合精度逐渐变劣。其中TVDI综合表现最优,尤其在表层,R2可达到0.76;研究区不同地类的土壤水分含量存在差异,呈现出从沙地、盐碱地、裸地、植被到滩涂依次升高的规律。
利用环刀法快速原位测定土壤蒸发量
刘萌, 王善举, 樊军, 付威, 杜梦鸽
2021, 52(1): 55-61. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020031001
[摘要](433) [HTML] (486) [PDF](57)
摘要:
原位准确快速测量土壤蒸发量,对研究干旱与半干旱地区土壤蒸发规律和水量平衡计算具有重要意义。本研究采用环刀法分别在两种质地土壤(风沙土和黄绵土)上原位测量土壤蒸发量,并与传统微型蒸发器法测定结果进行分析对比。结果表明:在风沙土上环刀法表层(0 ~ 5 cm)土壤日平均蒸发量为微型蒸发器法蒸发量的81.68%,而在黄绵土上仅占60.71%。在风沙土上环刀法四层累加值(0 ~ 20 cm)与微型蒸发器法测定结果极显著相关(P < 0.01,R2 = 0.52),RMSE为0.84,在连续无降水事件发生时,二者测定结果接近。在黄绵土上环刀法(0 ~ 20 cm)与微型蒸发器法测定结果极显著相关(P < 0.01,R2 = 0.59),RMSE为1.07,在连续无降水事件发生时,二者测量结果差异明显,但降雨强度较小的事件发生后,二者测量结果一致。因此,环刀法可以用于准确快速原位测定土壤蒸发量,但降水事件会对环刀测量土壤蒸发量结果产生显著影响。
东平湖沉积物中磷的赋存形态及其空间分布特征
李晓瞳, 刘泽辉, 张菊, 刘涛, 曹起孟
2021, 52(1): 62-67. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020031701
[摘要](255) [HTML] (246) [PDF](22)
摘要:
用采集沉积物样本分析测试的方法,探究了东平湖沉积物中磷的赋存形态特征及其空间分布特征。结果表明,东平湖表层沉积物总磷(TP)含量在500 ~ 812 mg kg−1之间,平均值为 618 mg kg−1,空间分布上表现为湖区中部和西南部含量高、东南部含量低的趋势。沉积物中磷以非活性磷(Ca-P、Res-P)为主,非活性磷与总磷(TP)呈显著正相关(P < 0.01);在总磷中钙结合态磷(Ca-P)占比最高(62.6%),残渣态磷(Res-P)次之(36.2%),活性磷(Ex-P、Al-P、Fe-P)占比最低(1.20%)。靠近湖区边缘的点位沉积物中活性磷占总磷的比例略高于湖区中部点位;表层(0 ~ 4 cm)沉积物中各形态磷含量变化幅度大于下层,随垂直深度增加活性磷含量和非活性磷含量分别表现为下降和上升的变化趋势,这可能与人类活动影响以及沉积物中磷的来源和转化机制不同有关。
抑制剂对海南土壤中硝化作用及N2O排放的影响
曹明, 朱启林, 赵伶茹, 蔡美君, 张雪彬, 汤水荣, 柯用春, 孟磊
2021, 52(1): 68-74. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020042901
[摘要](205) [HTML] (175) [PDF](33)
摘要:
通过室内培养试验研究4种肥料增效剂对尿素在海南土壤中氮素转化和N2O排放的影响,以期筛选出适合海南土壤的氮肥增效剂类型。培养试验设单施尿素(CK)、尿素 + 长效复混肥添加剂(加入尿素量的8‰,NAM)、尿素 + 双氰胺(加入尿素量的3.5%,DCD)、尿素 + 3,4-二甲基吡唑磷酸盐(加入尿素量的1%,DMPP)、尿素 + 2-氯-6-三氯甲基吡啶(加入尿素量的8‰,NMAX)5个处理。在培养过程中定期测定土壤理化性质、铵态氮和硝态氮含量以及N2O排放量的变化,以分析不同增效剂对土壤氮素形态及N2O排放的影响。结果表明:添加增效剂处理土壤的pH、有机质、全氮和速效钾等均与CK无显著差异,但土壤速效磷含量显著降低。培养过程中,除DCD外,DMPP、NAM和NMAX处理铵态氮浓度一直处于较低水平,而土壤硝态氮含量缓慢增长,显示出明显的硝化抑制效果。与CK处理相比,添加抑制剂处理土壤N2O浓度峰值延后,累计排放量显著降低,但不同抑制剂间差异不显著。综合比较硝化抑制作用及N2O减排效果,可以认为添加长效复混肥添加剂(NAM)、3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和2-氯-6-三氯甲基吡啶(NMAX)等抑制剂的肥料适宜应用于海南水稻土。
不同热解温度制备的烟秆生物炭理化特征分析
徐亮, 于晓娜, 李雪利, 王悦霖, 宋佳倩, 叶协锋, 卢剑
2021, 52(1): 75-81. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020050701
[摘要](297) [HTML] (158) [PDF](58)
摘要:
分别对100 ~ 800 ℃下于马弗炉中低氧炭化制备的烟秆生物炭进行研究,分析其基础理化性质的变化。结果表明,烟草秸秆生物炭微量元素含量在热解温度为100 ~ 400 ℃时呈逐渐上升的趋势,在400 ~ 500 ℃时较为稳定;大量元素含量增加;C含量和N元素含量在100 ~ 300 ℃时逐渐增加,在400 ~ 800 ℃时先增加后下降,C/N在300 ~ 500 ℃时较为稳定。随着热解温度的升高,烟草秸秆生物炭表面水分子、甲基和亚甲基等官能团减少,C=C含量逐渐增多;烟草秸秆生物炭的BET比表面积、孔径、比孔容均在400 ~ 500 ℃时较大。烟草秸秆生物炭的中孔较多,孔隙内部特征多为墨水瓶状孔。热解温度为400 ~ 500 ℃时,烟杆生物炭大量和微量元素含量相对较高,C/N较为稳定,孔隙结构最为复杂。
秸秆覆盖与揭膜互作对坡耕地烟田土壤细菌群落及烟叶品质的影响
韦建玉, 王政, 徐天养, 王加荣, 李博, 敖金成
2021, 52(1): 82-89. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020040801
[摘要](204) [HTML] (107) [PDF](30)
摘要:
选择云南省典型坡耕地烟田,以烤烟K326和玉米秸秆为试材,设置秸秆覆盖和揭膜交互方式的6个处理:对照(CK),为常规栽培模式,不覆秸秆 + 揭膜培土;T1,秸秆覆盖 + 揭膜培土;T2,秸秆覆盖 + 破膜培土;T3,秸秆覆盖 + 不揭膜;T4,不覆秸秆 + 破膜培土;T5,不覆秸秆 + 不揭膜。通过大田小区比较试验,揭示不同处理对坡耕地烟田土壤养分、细菌群落结构及烟叶品质的影响,为云南烟区的坡耕地秸秆覆盖和揭膜提供科学指导。结果表明:相较于CK,1)秸秆覆盖有利于提高红壤坡耕地土壤养分含量水平,但对细菌群落丰富度和多样性不利,以T5处理较有利于提高土壤细菌群落丰富度和多样性,尤其对变形菌门和放线菌门相对丰度影响较大,T2处理明显增加特有细菌数和变形菌门、后壁菌门、浮霉菌门相对丰度;2)秸秆覆盖有利于提高烟草植株上部烟叶化学成分的协调性和感官品质,T1和T2处理B2F等级烟叶的化学成分综合指数分别提高6.1%和1.9%,感官质量综合指数分别提高6.0%和4.5%,在各处理中,以T1处理对提高上部烟叶化学成分协调性和感官品质效果最优,T2次之,T5处理最差。综合而言,秸秆覆盖 + 破膜培土模式更适合于当地坡耕地烟田烟草栽培。
矿区土壤丛枝菌根真菌对采陷时间序列的响应
刘海静, 郭洋楠, 牛天心, 陈金, 包玉英
2021, 52(1): 90-98. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020040901
[摘要](281) [HTML] (180) [PDF](20)
摘要:
煤炭井工开釆造成大面积的地表塌陷,破坏了原有地表植被、土壤结构和地貌,影响土壤微生物群落结构和组成。为了研究井工矿开釆沉陷区丛枝菌根真菌(AMF)多样性与开采时间序列的相关性,本文以补连塔矿区不同开采年份的采煤沉陷区作为样地,以AMF和土壤因子为研究对象,探索随着采煤沉陷时间的延续,AMF物种多样性、种群结构变化规律及其与土壤理化性质的相关性。结果显示,研究区土壤中共有AMF 5属12种,Glomus属种为优势种群,Acaulospora属种为常见种群。不同年份采陷样地中分离到的AMF种类数不同,且属种分布具有差异性。随着采陷时间的增加,AMF多样性没有呈现规律性的变化。但是,开采时间与土壤含水量、pH值、碱解氮呈极显著负相关(P < 0.01),与速效钾呈极显著正相关(P < 0.01);AMF孢子密度与土壤碱性磷酸酶活性显著正相关(P < 0.05),物种丰富度与土壤含水量呈极显著负相关(P < 0.01),AMF多样性与土壤含水量呈显著负相关(P < 0.05),与速效钾、碱解氮呈显著正相关(P < 0.05)。因此,开采时间影响部分土壤理化性质,进而影响AMF多样性。本文结果有助于了解采煤沉陷后土壤及相关微生物的变化动态,为矿区植被恢复与土壤修复提供理论依据。
水氮互作对设施菜田土壤氮素形态组成以及细菌群落结构的影响
蔡树美, 诸海焘, 张德闪, 付子轼, 徐四新, 吕卫光
2021, 52(1): 99-108. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020063001
[摘要](219) [HTML] (173) [PDF](31)
摘要:

利用室内模拟培养试验,研究了不同水氮互作条件对设施菜田土壤氮素形态组成和细菌群落结构的影响。主因素为2种土壤水分条件:70%田间持水量和100%田间持水量;副因素为5种氮素添加形态:不施氮肥、纯无机氮、纯有机氮、2/3无机氮 + 1/3有机氮和1/3无机氮 + 2/3有机氮。结果表明:水氮互作效应对土壤无机氮含量和土壤细菌群落Shannon和Simpson指数的影响显著(P < 0.05)。高含水量条件下,土壤无机氮含量显著降低(P < 0.05),但土壤细菌群落的Shannon,Ace和Chao1指数极显著升高(P < 0.01),并且随着土壤含水量升高,AeromonasFlavobacterium菌属的相对丰度增加;培养30 d后,添加有机氮处理的土壤有机氮含量显著高于添加无机氮处理,添加有机氮使CellvibrioDevosia菌属相对丰度上升。可见,设施菜田施用有机氮肥尽管短期内不利于土壤速效氮的积累,但在适宜的水分条件下,土壤优势菌群发生了较大改变,部分固碳功能菌群丰度增加,有利于稳定土壤碳氮循环。试验结果为进一步研究设施菜田水氮管理介导的土壤碳氮循环功能菌群变化的环境驱动机制提供了一定科学依据。

协调水稻产量和品质的植株临界氮浓度的确定
彭显龙, 匡旭, 李鹏飞, 车俊杰, 刘智蕾, 于彩莲
2021, 52(1): 109-116. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020061101
[摘要](180) [HTML] (129) [PDF](23)
摘要:
根据植株氮营养状况指导优质米生产具有重要意义。试验以五优稻4号为供试材料,以密度为主区(密度分别为每平方米18穴和25穴),氮量为副区(氮量分别为0、75、105、135 kg hm−2),测定水稻植株全氮、籽粒无机氮含量、水稻产量和品质等指标,以期为实现水稻丰产优质提供理论依据。结果表明:施氮量和水稻产量呈2次曲线关系,最高产量施氮量为113 ~ 119 kg hm−2,经济合理施氮量为110 ~ 116 kg hm−2;随着施氮量增加,各个时期水稻植株含氮量,收获期籽粒铵态氮和硝态氮含量显著提高,N105处理与N0处理间上述指标差异均显著(P < 0.05),而 N105和N135处理间只有籽粒无机氮含量差异显著;施氮后籽粒蛋白质含量有增加趋势,随着施氮量增加稻米食味值下降,N135处理食味降低超过10%(P < 0.05),其他处理间差异不显著。密度增加,水稻氮素积累量增加,产量提高了11.4%;稀植有利于提高地上部含氮量、籽粒铵态氮和硝态氮含量;稀植出米率提高了4.77个百分点(P < 0.05),食味值有降低趋势。根据肥料效应函数以及施氮量和植株含氮量关系函数,拔节期和抽穗期,D1密度下植株临界氮浓度分别为15.26 ~ 16.18 g kg−1和22.65 ~ 25.98 g kg−1,D2密度下对应值分别为11.71 ~ 12.94 g kg−1和20.73 ~ 23.24 g kg−1。上述结果表明,合理密植有利于水稻高产,氮量过高不利于水稻高产和优质。在水稻丰产和优质的情况下,氮肥用量在91 ~ 105 kg hm−2比较合适,抽穗期叶片含氮量24.82 ~ 25.98 g kg−1(D1)和22.18 ~ 23.24 g kg−1(D2)可以作为协同实现水稻丰产优质的诊断指标。
钾铅组合对延胡索生长及其不同器官干物质积累特点的影响
李云跃, 刘正学, 冯传果, 吴馨怡, 郑浩然, 李红燕, 李婷婷
2021, 52(1): 117-122. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020022501
[摘要](196) [HTML] (149) [PDF](17)
摘要:
采用盆栽试验,通过测定延胡索植株内铅含量、地上植株及地下块茎的生物量,研究了不同钾铅浓度组合对延胡索(Corydalis yanhusuo W. T. Wang)生长及其不同器官干物质积累过程的影响。结果表明:总体上低铅和高铅处理土壤延胡索地上部分和地下部分生物量与空白对照相比均有增加,其中低铅处理的地上部分增加了16.26%、地下部分增加了13.44%,高铅处理的地上部分增加了10.26%、地下部分增加了7.40%。钾肥的施加能够缓解铅的生物毒性,使延胡索生物量增加。延胡索地上和地下部分中钾处理的生物量对比未施加钾肥处理,在低铅和高铅处理中均有增加,分别增加了18.67%、35.97%、29.24%、46.78%。同时,延胡索不同部位铅的积累量地下部分与地上部分总体差异显著。即地下部分呈现随时间逐渐减小的趋势,而地上部分随时间先增加后降低的趋势。且中钾处理的地上和地下部分在低铅处理中分别比未施加钾肥处理的铅含量降低了44.08%、53.37%,在高铅处理中则分别降低了28.26%、14.07%。因此在延胡索规范化种植中应在保证其铅积累量不超标的情况下,尽量选择含低铅的土壤,试验条件下增施200 mg kg−1钾肥可缓解重金属对药用植物的毒害,提高产量。
京郊有机肥产品质量调查与分析
庞敏晖, 李顺江, 杜连凤, 邹国元, 高利娟
2021, 52(1): 123-128. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020051401
[摘要](233) [HTML] (107) [PDF](22)
摘要:
为更好了解北京郊区生产的有机肥产品的质量现状,摸清有机肥原料的养分及重金属含量范围,选取当地14家有机肥厂生产的有机肥成品及其原料作为研究对象,对采集样品的主要养分、重金属含量进行了检测分析。结果表明:北京市郊区有机肥产品仍存在养分含量不达标,重金属含量超标等质量问题。所检测的14个有机肥样品中,21%的样品总养分含量不达标,36%的样品有机质含量不达标;不同种类的生产原料总养分和有机质的含量差异较大,且同一种类不同批次类原料养分含量也有较大差异;重金属Cr、Hg、As含量均未超标,Cd、Pb、Cu、Zn含量部分厂家产品有不同程度超标,其中Cu超标比例最大,有28.6%的样品超过国家限量标准;不同种类生产原料重金属含量差异较大,牛粪、鸡粪、糖渣中的重金属含量普遍偏高。
毛乌素沙地南缘臭柏群落土壤肥力评价
刘姣, 刘广全, 杨永智, 艾宁, 宗巧鱼, 郝宝宝, 刘长海
2021, 52(1): 129-138. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020053001
[摘要](256) [HTML] (225) [PDF](27)
摘要:
以神木臭柏自然保护区臭柏(Sabina vulgaris Ant.)、草地等不同植物群落下的土壤为研究对象,选取9个典型样地采集土壤样本,在测定土壤理化性质、分析其空间分布特征的基础上,计算各项肥力指标的隶属度值,用修正内梅罗指数法对样地土壤肥力状况进行了评价。结果表明:(1)土壤养分在不同样地、不同土层之间差异显著(P < 0.05);(2)各样地土壤物理性质均表现为无规律的变化;(3)各样地土壤养分垂直分布特征明显,表现出明显的表聚性,即养分含量随土层深度增加而降低;(4)不同植被、不同立地条件下的土壤肥力水平不同,不同坡位的土壤肥力为丘间低地(肥力指数0.376)> 沙丘下部(肥力指数0.356)> 沙丘中部(肥力指数0.341),不同坡向的土壤肥力为迎风坡(肥力指数0.435)> 背风坡(肥力指数0.417);不同植被下的土壤肥力为草地(肥力指数0.417)> 臭柏(肥力指数0.376)> 沙地(肥力指数0.364)。研究表明研究区臭柏群落的土壤肥力总体处于中级水平。这一结果证明,植被恢复可以有效提高沙地土壤肥力水平。
利用数字土壤制图技术评价桉树林土壤肥力
王德彩, 叶希琛, 张雅梅, 张秋玲, 陈留美
2021, 52(1): 139-147. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020022601
[摘要](277) [HTML] (185) [PDF](31)
摘要:
精细的土壤肥力空间信息有助于森林质量精准管理。本研究以广西高峰桉树林场为研究区,利用数字土壤制图技术对研究区主要肥力因子空间分布进行数字制图,在此基础上,应用灰色关联度模型对桉树人工林土壤肥力进行了综合评价。结果表明:研究林场的土壤肥力质量较好,土壤肥力水平2级和3级林地面积占总面积的68.6%,1级和4级林地面积占26%,5级林地面积占5.4%;土壤肥力综合指数(IFI)具有较强的空间自相关性。本文提出的土壤肥力评价方法可用于森林土壤肥力质量空间分布的精准评价,为森林质量精准经营提供基础支撑。
植被恢复对毛乌素沙地土壤pH和养分含量的影响
袁媛, 张鹤, 武杼华, 王钰, 毕博远, 韩凤朋
2021, 52(1): 148-156. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020040301
[摘要](251) [HTML] (145) [PDF](45)
摘要:
为明确陕北毛乌素沙地不同植被恢复后土壤pH和养分含量差异及其空间分布情况,本研究使用经典统计和地统计方法,定量研究了该研究区域内不同植被恢复后土壤的pH、有机碳(SOC)、全磷(TP)、全氮(TN)和铵态氮(AN)差异及其空间变异特征。结果表明,不同植被恢复后,除有机碳外,其它各个指标呈现出大致相似的变化规律,4种植被的恢复效果为农地 > 林地 > 草地 > 灌木;pH的变异系数是8.34%,属于弱变异,块金系数是9.98%,具有强空间相关性;SOC、TP、TN和AN变异系数分别是86.44%、31.92%、87.76%和58.58%,属于中等变异,块金系数分别是40.62%、49.82%、49.94%和40.55%,具有中等空间相关性;半方差函数最佳拟合模型除AN是球面模型外,其它指标都是指数模型;各种养分含量总体上均表现出从东北往西南方向递减的趋势。
护坡人工混凝土壤不同粒级团聚体分布特征及其抗蚀性研究
申剑, 高家祯, 彭松涛, 周明涛, 张乃畅
2021, 52(1): 157-164. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2019123101
[摘要](211) [HTML] (217) [PDF](26)
摘要:
为了定量评价人工混凝土壤生态护坡基材的抗蚀性,室内测定了其团聚体分布特征和各抗蚀性指标,并与立地条件相似的自然土壤进行了对照分析。结果表明:与自然土壤相比,人工混凝土壤中 > 0.25 mm机械稳定性团聚体含量、> 0.25 mm水稳性团聚体含量R0.25、平均重量直径MWD、几何平均直径GWD与有机质含量均显著提升,可蚀性因子K、结构破坏率PAD、分形维数D与分散率均显著降低;同时,抗蚀性主成分值提高了2.53倍。这均证实人工混凝土壤团聚状况和团聚度有所改善,抗蚀性较自然土壤有较大的提升。相关性分析表明 > 0.25 mm水稳性大团聚体含量R0.25和有机质含量与其他抗蚀性指标之间均存在极显著的相关性。综合分析可知,由于添加了水泥和天然有机物料,人工混凝土壤的水稳性大团聚体含量和有机质含量明显提升,因此导致其稳定性与抗蚀性显著优于原材料之一的自然土壤。
基于RUSLE模型的淮河流域土壤侵蚀定量评价
陈红, 江旭聪, 任磊, 唐小倩, 肖新
2021, 52(1): 165-176. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020022602
[摘要](522) [HTML] (104) [PDF](50)
摘要:
为探究淮河流域的土壤侵蚀状况及其空间分布特征,基于GIS技术和RUSLE模型,通过运用降雨、土壤类型、DEM、遥感影像和土地利用类型等数据确定模型中的参数因子,对2000年至2015年间淮河流域涉及的189个县(市、区)的土壤侵蚀强度及其空间分异特征进行了定量分析。结果表明:淮河流域土壤侵蚀区域主要分布在上游河南和湖北的丘陵地区;流域2000至2015年间土壤微度和轻度侵蚀占总土壤侵蚀量的84.51% ~ 96.10%,土壤侵蚀状况较轻;流域的土壤侵蚀量由2000年的8647.00 × 104 t a−1减少至2015年的5045.14 × 104 t a−1,2000年到2015年轻度等级以上的土壤侵蚀强度大部分都向低一级强度转移,流域土壤侵蚀状况得到明显改善;其中,2000年到2005年,流域的土壤侵蚀表现为极强度等级及以下,2005年到2015年流域土壤侵蚀强度等级减弱,均表现为中度等级及以下;强度以上的土壤侵蚀面积由2000年的300.94 km2下降为2015年的27.60 km2,土壤侵蚀强度逐年减弱。说明淮河流域长期的土壤侵蚀治理措施是卓有成效的,未来需进一步重点关注的区域是在林地和草地集中、坡度大、海拔高和坡向偏北的区域,需要确定重点区域的开发边界,严格控制过度开发。
种植年限对京郊温室土壤生态环境的影响
周哲哲, 张磊, 王甲辰, 张毅功, 王学霞, 陈延华, 曹兵
2021, 52(1): 177-184. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020022701
[摘要](194) [HTML] (158) [PDF](24)
摘要:
在北京郊区选取80个不同种植年限(0 ~ 30 a)的温室作为研究对象,以露地土壤为对照,探究了京郊设施土壤主要化学性质和生物学指标随种植年限的演变规律及其影响因素。结果表明:随种植年限的增加,土壤pH波动强烈,有效磷含量持续上升,有机质、速效钾、水溶性8大离子和细菌数量均呈现先增加后降低趋势。与CK相比,细菌数量在6 ~ 10 a增加了231.33 %,真菌数量则随种植年限呈线性增加趋势,回归方程为y = 3E + 07x + 2E + 08(R2 = 0.9424**),在16 ~ 30 a增加了49.62%。土壤酶活性随种植年限的增加而增加,其中α-葡糖苷酶(AG)、β-葡糖苷酶(BG)和磷酸酶(AP)活性呈线性增加的趋势。冗余分析表明土壤有机质、有效磷、速效钾及部分盐离子(K+、Mg2+、NH4+)含量的增减导致了酶活性及微生物数量的变化。只有减少肥料投入、改变肥料种类和增施有益微生物菌剂,种植填闲作物、深耕等农艺措施,才能提升土壤质量和可持续生产能力。
石灰性污染土壤中重金属镉、铅的活化研究
邢维芹, 陈小亚, 毛凯, 李冲, 龚佳荣, 王亚利, 白红娟, 李立平
2021, 52(1): 185-191. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020070501
[摘要](419) [HTML] (165) [PDF](32)
摘要:
为了探讨石灰性污染土壤中重金属的活化方法,选择四种试剂(氯化钠、盐酸、EDDS和柠檬酸)和受镉污染和镉、铅复合污染两种土壤(XX土壤,全镉6.77 mg kg−1,< 0.01 mm颗粒含量9.8%;JY土壤全镉5.72 mg kg−1、全铅312 mg kg−1,< 0.01 mm颗粒含量29.8%)进行室内培养试验。结果表明:对于XX土壤,氯化钠、盐酸、EDDS和柠檬酸对镉均有活化作用,活化效率分别达到71.87%、74.87%、43.27%和22.86%;对于JY土壤,氯化钠、盐酸和EDDS对镉的活化效率分别达到53.44%、48.44%和42.4%,柠檬酸的活化作用不明显,氯化钠、盐酸、EDDS和柠檬酸对JY土壤铅的活化效率分别达到26.49%、25.56%、55.21%和14.81%。土壤质地可能是影响两种土壤中不同试剂重金属活化效率的主要因素。
矿区周边土壤磁化率与重金属含量关系研究—以沧源和个旧铅锌矿为例
谭福民, 杨浩瑜, 何洁, 王凯, 张乃明
2021, 52(1): 192-197. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020051201
[摘要](287) [HTML] (80) [PDF](29)
摘要:
选取云南沧源和个旧两个矿区周边土壤,研究土壤磁化率与重金属之间的相关性。结果显示,沧源矿区周边土壤低频磁化率χlf只与有效态Cd含量呈显著正相关,而个旧矿区周边土壤低频磁化率χlf与总Pb含量呈显著正相关,与总Zn含量极显著正相关,与有效态Cd含量呈显著负相关;两个矿区土壤低频磁化率χlf与有机质、pH和电导率的相关性均未达到显著水平。本研究为矿区土壤磁化率和重金属的关系作了有益的探索。
某铀矿区农田土壤重金属污染综合评价
代鹏飞, 黄德娟, 王帅, 戴荧, 钱坤, 郑行
2021, 52(1): 198-202. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020041401
[摘要](265) [HTML] (171) [PDF](46)
摘要:
以某大型铀矿采矿区、冶炼厂、尾矿坝及周边农田土壤五种重金属元素含量实测值为基础数据,对矿区农田土壤重金属污染状况采用改进的内梅罗综合污染指数法、地质累积指数法及潜在生态风险指数法进行综合分析评价,并通过相关性综合分析、主成分分析及聚类分析方法探究农田土壤五种重金属污染物的来源。结果表明,三个采样区农田土壤中镉、铬、铅和铜的污染严重程度:尾矿坝 > 冶炼厂 > 采矿区,放射性元素铀的污染严重程度:冶炼厂 > 尾矿坝 > 采矿区;研究区重金属污染严重,其重金属污染来源的关键因素是铀。该综合评价结果为铀矿区周边农田土壤中重金属污染的科学治理提供重要理论依据。
基于农田土壤镉污染修复后糙米镉的指标筛选
林小兵, 武琳, 王惠明, 刘晖, 黄欠如, 周利军
2021, 52(1): 203-210. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020051501
[摘要](267) [HTML] (190) [PDF](46)
摘要:
目前农田土壤镉污染修复以降低糙米镉含量为标准,而忽略了其变化的关键性的土壤物理、化学及生物指标。基于此,采用方差分析、多元回归分析、通径分析、随机森林和结构方程模型等统计方法分析了土壤pH值、有机质、容重、阳离子交换量、速效养分、质地、微团聚体、酶活性、微生物数量等23个土壤指标对土壤有效态Cd和糙米Cd含量重要性排序。结果表明,总体上施用土壤调理剂提高了土壤pH值、容重和阳离子交换量,改变了土壤质地组成,增加了大粒级团聚体,并影响了微生物环境,有效降低了土壤有效态Cd和糙米Cd含量,但抑制了部分酶活性和微生物数量。通过逐步回归分析,表明土壤pH值和放线菌可以解释土壤有效态Cd 64.32%的变化,阳离子交换量、速效钾、有效磷和蔗糖酶可以解释糙米Cd 82.10%的变化;通径分析表明大粒径团聚体、有机质、黏粒、砂粒、放线菌和真菌对土壤有效态Cd和糙米Cd的直接效应较大;随机森林分析表明土壤pH值是影响土壤有效态Cd和糙米Cd含量的主导因素;结构方程模型表明糙米Cd含量主要受土壤pH值、有机质、阳离子交换量和有效磷的影响,土壤有效态Cd主要受土壤酶活性和微生物数量的影响。不同分析方法侧重点不同,总体上对糙米Cd含量影响较大的是pH值、阳离子交换量、有效磷和有机质等,对土壤有效态Cd含量影响较大的是pH值、放线菌和有机质等。
文献综述
基于文献计量分析的土壤固碳研究进展
刘波, 李学斌, 陈林, 庞丹波, 祝忠有, 刘丽贞, 吴梦瑶
2021, 52(1): 211-220. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2019121101
[摘要](322) [HTML] (126) [PDF](100)
摘要:
为了解国内外土壤固碳的相关研究前沿与进展,本文基于 Web of Science核心数据库与CNKI数据库,利用文献计量分析方法对领域内的研究现状、研究热点和前沿趋势进行了分析。研究结果表明:关于土壤固碳研究的发文量整体呈上升趋势,且近几年增幅较大。美国的发文量及发文期刊的影响力均较高。从国际合作水平来看,中美两国的合作较紧密,对该研究领域的贡献最大,中国科学院、俄亥俄州立大学和美国农业部农业研究局具有较高的国际影响力,而国内影响力较强的机构有中国科学院生态环境研究中心、南京农业大学和中国科学院南京土壤研究所。国际上主要发文期刊有Agriculture Ecosystems & Environment(农业生态与环境)、Soil & Tillage Research(土壤与耕作研究)、Global Change Biology(全球变化生物学),国内生态学报、生态环境学报和应用生态学报发文量较多。从学科分布来看,国际土壤固碳研究涉及的学科主要有环境科学、土壤科学和生态学;国内主要集中在农学与林学。国际研究热点关键词包括“organic matter”(有机物)和“nitrogen”(氮),研究前沿是“Greenhouse gas emission”(温室气体排放)和“Nitrous oxide emission”(一氧化氮排放)对土壤固碳的影响;国内主要的研究热点关键词是“土壤有机碳”和“固碳”,“群落结构”(特指土壤微生物)对土壤固碳的影响是目前的研究前沿。
基于Web of Science对农业土壤N2O排放影响因素研究的文献计量分析
吴汉卿, 张宝贵, 李强, 王学霞, 曹兵, 陈立娟, 陈延华
2021, 52(1): 221-232. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020040902
[摘要](660) [HTML] (244) [PDF](82)
摘要:
为客观全面地分析农业土壤N2O排放影响因素领域的研究动态、热点及发展脉络,利用Web of Science数据库中1978~2018年的文献信息,结合R语言文献计量分析方法,从高被引论文、关键词及历史直接引文三个方面对农业土壤N2O排放影响因素研究情况进行了系统的文献计量分析。结果表明:(1)农业土壤N2O排放的影响因素主要有四大类:土壤性质包括土壤类型、质地、pH、温度、水分、容重、氧化还原电位、O2、矿质氮(硝态氮 + 铵态氮)、有机碳、酶活性(主要是硝酸还原酶和亚硝酸还原酶等)和微生物多样性等;农艺管理措施包括施肥管理(肥料类型、施肥量、施肥时间、施肥方式、肥料形态等)、种植作物类型、播种时间、耕作制度、灌溉制度、秸秆还田、生物炭和硝化抑制剂使用、土地利用方式及变化等;气候条件(雪、霜、降水、气温和太阳有效辐射等);地下水位和生态系统氮饱和度等。(2)该领域的研究热点在宏观层面上包括利用模型估算全球、国家、区域尺度上的N2O排放清单,评价切实有效的农业N2O减排措施效果;在中、微观尺度上,主要通过田间或室内培养试验用土壤理化性质及微生物指标反映、研究各影响因素变化(主要为单一因素研究)对N2O排放的效应。(3)该领域研究经历了影响因素从土壤性质再到人为活动的过程,研究内容包括使用模型研究农业土壤N2O排放过程、机制,估算大尺度多因素条件下的农业土壤N2O排放清单及减排措施效果。(4)农艺管理措施包括施用硝化抑制剂、包膜肥料、生物炭和秸秆还田,这些措施均可有效地减少农业土壤N2O排放,但每一措施的效果因具体条件而不同。(5)未来农业土壤N2O排放研究将向整合多因素、多尺度、多层次方向发展,其重点仍为明确农业土壤N2O排放机制、影响因素的相对重要性以及不同减排措施的效应,进而为因地制宜地制定科学有效的农业土壤N2O减排措施提供支持。
中红外光谱法测定土壤碳的研究进展
王君玮, 袁会敏, 江荣风, 王雁峰, 武良, 王盛锋
2021, 52(1): 233-241. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020042501
[摘要](1090) [HTML] (226) [PDF](146)
摘要:
土壤碳不仅是影响土壤肥力和农业可持续发展的重要因子,也对减缓温室效应有重要意义。因此,土壤碳分析是农业、环境等学科领域的重要研究内容。传统化学分析方法存在测定效率低、实时性差、有污染等缺点,无法满足现代绿色农业快速测定土壤碳的需求。近年来,中红外光谱(mid-infrared spectroscopy, MIR)技术以其操作简便、重现性好、测试速度快、样品用量少、绿色环保和适合批量样品测定的特点,逐渐成为获取土壤碳信息的有效方法。本文简要介绍了中红外光谱分析基本原理,重点论述了该技术在预测土壤碳方面的国内外研究进展及影响因素,并对MIR技术在我国土壤碳定量研究方面的应用前景进行了展望。目前,MIR技术已成功应用于土壤总碳、有机碳、无机碳、炭、水溶性有机碳、微生物量碳、生物量碳、颗粒有机碳、矿物结合有机碳、惰性有机碳等土壤碳组分的预测,为土壤碳分析提供了快速无损的测定手段,也为绿色农业和精准农业的发展提供了先进的技术支撑。
探地雷达技术探测土壤特性的研究进展
王敬朋, 王金满, 张雅馥
2021, 52(1): 242-252. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020042701
[摘要](716) [HTML] (385) [PDF](118)
摘要:
总结了探地雷达技术(Ground Penetrating Radar, 简称GPR)使用反射波、地波、反射系数、全波形反演和早期信号分析进行土壤特性研究的方法,在详细介绍基本原理的基础上,通过分析近年来的研究实例展示GPR探测土壤特性的能力和局限性:基于信号速度的分析方法应用广泛,数据获取和处理简单,但结果具有主观性,受实验环境的限制;基于信号幅度的分析方法受水分分布和表面粗糙度的影响,容易出现低估的现象;全波形反演和早期信号分析方法的提出强调了GPR探测中数据获取和处理的重要性,为此应设计新的数值分析模型和数据处理方法,提高数据采集速度和雷达测量精度。