川西亚高山森林凋落物去除对土壤腐殖质动态的影响

森林凋落物作为森林土壤腐殖质的主要来源, 在土壤腐殖质的形成中发挥着重要作用, 但不同森林类型凋落物因其含量、组成等的不同, 对土壤腐殖质的影响也不同。该研究以川西亚高山针叶林、阔叶林和针阔混交林3种不同森林类型为对象, 采用凋落物原位控制实验, 对比研究不同关键期凋落物去除对土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸含量及胡敏酸/富里酸、胡敏酸/可提取腐殖质的影响。主要结果: (1)土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸含量在不同森林类型中差异显著。土壤可提取腐殖质含量总体表现为针叶林>针阔混交林>阔叶林, 胡敏酸含量总体表现为针阔混交林>针叶林>阔叶林, 而富里酸含量则表现为针叶林>阔叶林>针阔混交林, 其中3种林型中土壤腐殖质的主要成分为富里酸, 总体均表现为富里酸型。不同采样时期也显著影响了土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸含量, 总体均表现为先升高后下降的趋势。除个别采样时期外, 凋落物去除总体降低了土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸的含量。(2)胡敏酸/富里酸和胡敏酸/可提取腐殖质的结果显示3种林型土壤总体腐殖化程度均较低, 整体表现为针阔混交林>阔叶林>针叶林, 凋落物去除在一定程度上有利于提高阔叶林与针阔混交林的腐殖质品质。(3)相关分析表明不同凋落物处理间土壤可提取腐殖质与土壤有机碳含量、全氮含量和土壤含水量呈显著正相关关系, 与温度呈显著负相关关系。综上所述, 短期的凋落物去除会降低土壤腐殖物质的含量, 但不同林型间由于凋落物类型差异会导致土壤腐殖质的不同变化, 说明土壤腐殖质的动态变化受凋落物类型以及环境因素的综合调控。因此, 关于凋落物变化对土壤腐殖质的影响还需进一步的长期研究。     

冻融环境下亚高山森林凋落叶添加对土壤腐殖质动态的影响

亚高山森林土壤形成过程中,胡敏酸、富里酸等腐殖物质的累积是维持土壤肥力及物质循环的重要途径,它受到土壤基质质量、凋落叶和环境因素的调控.本研究以川西亚高山典型的针叶林、针阔混交林和阔叶林土壤为对象,采用室内培养控制冻融环境和凋落叶添加的方法,研究冻融环境下凋落叶添加对土壤腐殖物质累积的影响.结果表明:冻融循环环境下针叶林土壤腐殖质含量升高,而针阔混交林和阔叶林土壤腐殖质含量降低,且凋落叶对土壤腐殖质含量无显著影响.培养前期冻融环境下3种林型土壤胡敏酸净累积,净累积量大小为针阔混交林>针叶林>阔叶林,富里酸含量下降,下降程度为阔叶林>针阔混交林>针叶林,且凋落叶对土壤胡敏酸和富里酸含量无显著影响.随培养时间的延长,3种林型土壤胡敏酸及富里酸含量均下降.这表明,凋落叶对土壤腐殖质含量的影响与土壤基质质量存在密切关系,且受到冬季土壤冻融时间长短的影响.     

半干旱黄土丘陵区纯林土壤腐殖质异化特征及与其他性质的关系

纯林长期生长或多代连栽必然会导致土壤腐殖质含量和构成发生异化,探究这种异化特征及其与土壤其他性质的关系可以为纯林管理或混交改造提供科学依据。通过对半干旱黄土丘陵区南泥湾林场8种典型纯林土壤腐殖质及其他性质进行系统检测,结果表明:(1)侧柏林土壤腐殖质含量最高(34.61 g/kg),腐殖化程度和稳定性一般;白榆和白桦林土壤的腐殖质含量中等(19.69—23.58 g/kg)、腐殖化程度和稳定性最佳;茶条槭和小叶杨林土壤的腐殖质含量(20.59—22.53 g/kg)和构成均为中等水平;油松、沙棘和刺槐林土壤的腐殖质质量较低(11.77—13.81 g/kg),且腐殖化程度较低,稳定性相对最差;(2)与胡敏酸含量存在显著相互促进作用(P0.05)的土壤性质为CEC、N、微生物量和蛋白酶活性(相关系数0.769—0.926,下同),存在显著相互抑制作用的为有效Cu(-0.793);与富啡酸存在显著相互促进作用的为N、CEC、微生物量、蔗糖酶和磷酸酶活性(0.836—0.955),存在显著相互抑制作用的为有效Cu(-0.822);与胡敏素存在显著相互促进作用的为N、CEC、微生物量、磷酸酶活性和有效Zn(0.766—0.951),存在显著相互抑制作用的为脱氢酶活性(-0.784)。(3)腐殖质构成与其他性质的相关性均不显著(P0.05),其中相对有利于提高胡敏酸/腐殖酸含量之比的土壤性质为蛋白酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,而不利的是脱氢酶活性;相对有利于提高胡敏酸/富啡酸含量之比的为速效K、CEC和脲酶活性,而不利的是脱氢酶活性。(4)总体而言土壤腐殖质含量较之腐殖质构成与其他性质之间具有更大的相关性;向土壤增施N肥可以促进腐殖质的形成,增加K肥则有利于腐殖质构成的改善,而通过混交改造或增加林下植被是促进纯林土壤腐殖质化过程和解决土壤退化的根本措施。     

武汉生物工程学院桃园土壤中腐殖质的测定

腐殖质是生物体在土壤中经微生物分解而形成的有机物质,是植物生长的必须营养元素。为了解武汉生物工程学院桃园土壤中腐殖质各主要组分的含量,采用焦磷酸钠浸提一重铬酸钾氧化法对该园土壤中腐殖质的组分和性质进行了研究。结果表明:腐殖质全碳量平均为18.92 g/kg,属于高肥力土壤;胡敏酸和富啡酸总碳量平均为15.35 g/kg,胡敏酸含碳量平均为9.74 g/kg,含碳量均较高,说明土样的腐殖化程度较高。     

宁夏荒漠草原沙漠化过程中土壤粒径分形特征

研究宁夏荒漠草原沙漠化过程中土壤性状、土壤粒径分形维数的变化特征,以及分形维数与土壤性状的关系.结果表明: 草地沙漠化对土壤分形维数(D)影响显著,D值为1.69～2.62.除在10～20 cm土层出现较小波动外,随着沙漠化程度加剧,0～30 cm土层D值整体呈减小趋势.在荒漠草原沙漠化过程中,荒漠草地D值最大,黏粒和粉粒体积百分含量最高,极细砂粒和细砂粒体积百分含量最低;流动沙地D值最小,黏粒和粉粒体积百分含量最小,极细砂粒和细砂粒体积百分含量最高.D与<50 μm和>50 μm粒径的土壤颗粒存在显著正相关和负相关,表明50 μm粒径是决定草地沙漠化过程中土壤分形维数与土壤粒径关系的临界粒径.随着荒漠草原沙漠化加剧,土壤有机质和全氮含量逐渐降低,土壤容重逐渐升高,固定沙地至半固定沙地是荒漠草原沙漠化的质变过程,其中土壤粘粒体积百分含量、粉粒体积百分含量、土壤有机质含量、土壤全氮含量骤减,极细砂粒体积百分含量、细砂粒体积百分含量和土壤容重骤增.分形维数与土壤有机质、土壤全氮和土壤容重显著相关,固定沙地与半固定沙地分形维数的临界值为2.58,因此分形维数2.58可作为荒漠草原沙漠化的退化指标.     

川西亚高山两种树木不同径级根系腐殖化过程中胡敏酸和富里酸的累积特征

根系腐殖化过程中腐殖质的累积是土壤有机质形成和碳吸存的一个重要途径。该文采用凋落物袋法,研究了川西亚高山粗枝云杉(Picea asperata)和岷江冷杉(Abies faxoniana)两种优势林木3个径级根系(0–2、2–5和5–10 mm)在冬季和生长季胡敏酸和富里酸累积特征。结果表明:经过两年的腐殖化,粗枝云杉和岷江冷杉根系胡敏酸和富里酸含量受径级显著影响,并随径级增大而降低。不同径级间富里酸净累积量差异显著,而胡敏酸净累积量差异不显著;两个树种间胡敏酸和富里酸含量和净累积量差异不显著。胡敏酸在冬季降解而在生长季节累积,其中粗枝云杉0–2、2–5和5–10 mm根系净累积量分别为8.0、10.8和7.6 g·kg~(–1),岷江冷杉分别为15.2、8.0和7.8 g·kg~(–1)。富里酸总体表现为降解,其中粗枝云杉0–2、2–5和5–10 mm根系降解量为178.0、166.0和118.0 g·kg~(–1),岷江冷杉分别为170.0、160.0和128.0 g·kg~(–1)。根系径级对亚高山森林植物根系腐殖质累积有显著影响,而径级影响与分解时期有一定关联。     

长期定位施肥对保护地土壤腐殖质结合形态的影响

以长期定位施肥蔬菜保护地土壤为材料,研究了不同施肥处理土壤中结合态腐殖质含量及其相关性变化.结果表明,有机肥与无机肥配施松结态腐殖质含量高于单施无机肥的相应处理,但相对含量呈现相反趋势;稳结态腐殖质相对较稳定,没有明显变化;紧结态腐殖质绝对含量及百分含量都明显高于单施无机肥处理,其中以配施有机肥与氮磷钾肥最高,为11.53 g·kg^-1;长期定位施用有机肥后保护地土壤松/紧比值呈降低趋势, 其中有机肥与氮磷钾肥配施处理的松紧比值最低,为1.10.     

草原及开垦后土壤有机质性质研究

从土壤有机无机复合状况、腐殖质结合形态和腐殖质组成等方面,研究了供试土壤(草原淡黑钙土、草原风沙土和已开垦的风沙土)有机质的性质．结果表明,不同土壤类型及利用方式对土壤有机质性质的影响有很大的差异．与风沙土相比,淡黑钙土的全土碳、生物量碳、重组碳、可提取腐殖物质(HE)、松结态腐殖质的含量和全土腐殖化度较高．风沙土种向日葵后其全土碳、生物量碳、重组碳和HE含量及各种结合形态腐殖质含量均下降,但腐殖化程度相差不大．     

长期施肥条件下水稻土腐殖质组成及稳定性碳同位素特性

利用太湖地区26年水稻土长期定位施肥试验,分析了长期不同施肥处理对土壤剖面有机碳分布和稳定性碳同位素自然丰度(δ¹³C)的影响,以及土壤中不同结合态腐殖质组成的变化.结果表明：长期施肥使水稻土表层土壤有机碳含量显著升高,不同处理土壤剖面有机碳含量与土层深度呈极显著指数负相关(P<0.01);施化肥处理10～30 cm土层和施有机肥处理20～40 cm土层有机碳含量变化相对稳定;随土层深度增加,土壤δ¹³C值逐渐升高,其变化范围在-24‰～-28‰,不同处理土壤剖面有机碳含量与δ¹³C值呈显著线性负相关(P<0.05);0～20 cm土层,仅施有机肥处理(M0)、有机肥+氮+磷处理(MNP)、有机肥+氮+磷+钾处理(MNPK)、有机肥+秸秆+氮处理(MRN)以及秸秆+氮处理(CRN)的δ¹³C值明显降低;30～50 cm土层,除CRN外,有机肥和化肥处理土壤的δ¹³C值均明显升高;不同处理土壤中结合态腐殖质均以紧结合态腐殖质(胡敏素)为主,其含量在50%以上,其余部分为松结合态和稳结合态腐殖质;长期施肥使土壤松结合态腐殖质含量及富啡酸(FA)与胡敏酸(HA)比值(HA/FA)升高.     

长期垄作稻田腐殖质稳定碳同位素丰度(δ13C)分布特征

研究了四川盆地丘陵区连续16年垄(宽垄)作稻田土壤稳定碳库腐殖质组分的稳定碳同位素(δ13C)分布特征.结果表明:稻田土壤有机碳含量为宽垄作>垄作>水旱轮作.腐殖质碳以胡敏素为主,占土壤碳含量的21%～30%,提取碳以胡敏酸为主,分别占土壤有机碳和腐殖质的17%～21%和38%～65%.土壤有机碳的δ13C值介于-27.9‰～-25.6‰,20～40cm和0～5 cm土壤有机碳δ13C值之差约为1.9‰.土壤胡敏酸δ13C值比土壤有机碳低1‰～2‰,更接近于油菜和水稻秸秆及根系的δ13C值.土壤富里酸δ13C值分别较土壤有机碳和胡敏酸高2‰和4‰.耕作层和犁底层胡敏素δ13C值分别介于-23.7‰～-24.9‰和-22.6‰～-24.2‰,δ13C值的变化反映了耕层中腐殖质的新老混合现象.各有机组分δ13C值递减顺序为:胡敏素>富里酸>土壤有机碳>稻草(油菜)残体>胡敏酸.长期水稻种植有利于增加土壤有机碳含量,同时,耕作方式影响土壤腐殖质δ13C在耕作层和犁底层中的分布格局.     

三种不同类型亚高山森林凋落物输入对土壤腐殖化的影响

森林凋落物既是土壤腐殖质的主要来源,也可以通过新鲜凋落物中易降解组分的输入激发土壤原有腐殖质的降解,导致其相互关系并不明确。以王朗国家级自然保护区内的典型亚高山针叶林、针阔混交林以及阔叶林为研究对象,开展土壤原位培养试验,设置允许凋落物正常输入和去除凋落物两种处理,分析2017年-2019年期间不同凋落物处理下森林土壤可提取腐殖物质的光密度特征,研究土壤腐殖化程度与凋落物的关系。结果表明,在2年的试验过程中,3种森林土壤的腐殖化程度整体表现为针叶林>混交林>阔叶林,均展现出在冬季降低,生长季增加的动态规律;凋落物对3个森林的土壤腐殖化程度均无显著影响,但凋落物输入明显改变了土壤腐殖化程度的季节性变化趋势,且在冬季的阔叶林和混交林中表现更为突出。冬季凋落物的输入使得阔叶林和混交林土壤的腐殖化程度明显降低,而生长季凋落物输入对3种森林土壤腐殖化程度无显著影响。这些结果表明气候变暖情景下冬季温度的上升可能导致土壤的腐殖化程度增加,但凋落物的存在可以减缓增加的趋势。这些结果对于具有明显季节性冻融且对气候变化敏感的亚高山森林土壤肥力管理及可持续经营具有一定的科学意义。     

长江下游江心洲土壤颗粒特征及分形规律

研究了长江下游马鞍山段成长型江心洲洲头、洲中央和洲尾3个部位100cm深度范围内的土壤颗粒特征及分形规律。结果表明:江心洲土壤颗粒总体偏砂性,主要由粉粒、极细砂和细砂组成,颗粒最大粒径为350μm;在剖面上,3类颗粒的比例洲中央部位变化较小,洲头和洲尾变化较大;颗粒随深度的增加逐渐变粗;粉粒平均含量表现为洲中央>洲头>洲尾,分别为75.42%、43.58%和22.13%;土壤颗粒分形维数表现为洲中央>洲头>洲尾,分别为2.28、2.17和2.05,小于安徽省耕作表层土壤的分形维数平均值,与单位体积比表面积呈极显著正相关,与粘粒、粉粒含量极显著正相关,与极细砂、细砂极显著负相关。江心洲不同部位的土壤颗粒特征与江心洲的发育演变之间存在对应关系。     

长江源区高寒草原和高寒草甸土壤粒径分布特征

为探究长江源区主要下垫面土壤空间异质性与粒径分布(PSD)非均匀性,运用分形理论描述高寒草原和高寒草甸2种下垫面土壤粒径分布特征,分析了2种下垫面土壤的分形维数特征差异及其与土壤颗粒组成的关系。结果表明: 研究区土壤颗粒粒径主要分布于100～800 μm,高寒草原土壤单重分形维数(D_V)为2.429～2.508,高寒草甸土壤D_V为2.697～2.743,高寒草原土壤质地偏粗,高寒草甸土壤质地偏细。土壤在20～30 cm深度质地最细,在0～10 cm层质地最粗糙;多重分形维数(容量维数D₀、信息熵维数D₁、关联维数D₂)均以高寒草原(0.896～0.961、0.828～0.887、0.725～0.819)高于高寒草甸(0.890～0.914、0.693～0.744、0.540～0.603),与高寒草甸相比,高寒草原土壤粒径分布范围更宽,土壤整体构造更复杂,土壤整体非均匀性更高。D_V与土壤黏粒、粉粒含量呈显著正相关,与砂粒含量呈显著负相关;D₁、D₂与黏粒、粉粒含量呈显著负相关,与砂粒含量呈显著正相关。土壤砂粒含量是土壤PSD非均匀分布及分形维数大小变化的主要因素。     

辽宁章古台樟子松人工林的生物量与营养元素分布的初步研究

樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工林是章古台沙地生物生产量较高的林分,其生长主要受沙丘部位和造林类型所影响。樟子松林乔木层与凋落物中贮存了大量营养元素,土壤上层的有机质与N、P元素含量较高,下层含量较低,出现一定的降低趋势。樟子松林混以小青杨可提高生物产量,增加土壤腐殖质,且改善土壤腐殖酸组成成分。     

宁夏东部风沙区固定沙丘土壤性质小尺度空间变异特征

随着流动沙丘的不断固定,不同地形部位的土壤机械组成、有机碳(SOC)和全氮(TN)含量的变化存在差异。为了探明固定沙丘的土壤机械组成与土壤养分空间变异特征,本研究以宁夏黄沙古渡固定沙丘为对象,分析了固定沙丘不同部位、不同土层的风沙土机械组成、SOC和TN特征。结果表明: 各土层土壤机械组成均以中沙和细沙为主。SOC和TN有明显的表聚作用,SOC和TN含量最大值分别为5.781和0.412 g·kg^-1,分布在丘间地,脊线和背风坡含量最少。随着土层深度的增加,背风坡和迎风坡的SOC含量逐渐减少,丘间地的SOC含量先减少后增加。SOC和TN在小尺度上均表现出明显的空间异质性;SOC和TN与粉沙和极细沙含量呈显著正相关,与中沙和粗沙含量呈显著负相关。土壤机械组成对SOC和TN含量有明显影响,而且SOC和TN含量随着细颗粒含量的增加而增加,表明土壤细颗粒对有机质的吸附和积累起着重要作用。     

江河源区高寒草甸退化序列土壤粒径分布及其分形维数

江河源区高寒草甸退化日益严重,恢复治理已进行了大量工作,但收效甚微,主要是对退化机理认识不清.为阐明退化草地的形成机制,
本文以江河源区高寒草甸为对象,分析退化序列土壤粒径的分布特征、分形维数,以及分形维数与土壤侵蚀模数的关系.结果表明: 随着高寒草甸退化加剧,土壤的黏粒百分含量呈增加趋势,粉砂和极细砂呈减小趋势;退化序列土壤粒径分形维数与黏粒百分含量呈显著正相关,与极细砂和粉砂呈显著负相关;各粒级土壤侵蚀模数与分形维数呈二次函数关系,分形维数2.81为土壤侵蚀发生的阈值.以土壤粒径分形维数2.81作为草地恢复指标,选择使分形维数小于2.81的相应措施,是恢复退化草地的有力保证.     

Study on optimization of moisture retention for golf green rootzone soil mixtures

Most golf course green have been constructed with pure sand or sand-based rootzone mixes. As we know, high sand content provides rapid drainage despite sand’s inefficiency in retaining moisture. However, drainage capability and water retention are both essential elements to the golf course green, and the addition of peat could increase the soil moisture retention, therefore, the research on the drainage capability and water retention of the sandy golf green has become more and more important these years. In this study, extreme vertex design was applied which is one of the mixture experiment designs widely used in mixture experiments, the study investigated the effects of the thirteen different rootzone soil mixtures using middle-coarse, fine sand, very fine sand plus silt and clay as well as peat as the materials under three kinds of golf green profile (1-layer profile, 2-layer profile, 3-layer profile) conditions on the water retention of green rootzone. Through the qualitative, quantitative and optimization analysis of water retention capability of the sandy golf green, evidence a basis for choice of green profiles and rootzone matrix could be provided. And the significantly correlative regression model was established between the moisture retention and components of rootzone soil mixture. In addition, the order of factor contribution ratio, effect of single and double factor and optimization of the model were analyzed in detail. The results were as follows: both green profile and soil mixture, which had interaction of each other, had significant effects on soil moisture retention. Additional attributes include high porosity and greater water holding capacity than sand, and the higher content of peat, fine sand plus silt and clay, the better water retention. The mixtures had much higher water content in 1-layer profile than that in the other two profiles. There was significantly higher water content in 2-layer profile for pure sand mixtures (A–E) and low peat mixture (F) than that in 3-layer profile, while there was no higher water content for other 7 high peat mixtures (G–M) (>5%) in 2-layer than that in 3-layer profiles. The significance of key factors in rootzone soil mixture on moisture retention were: very fine sand plus silt and clay > peat > middle-coarse > fine sand. According to the moisture retention 15–25% specification of USGA (United States Golf Association), the optimal soil mixture in 1-layer profile was: middle-coarse 71.4–73.5%; fine sand 17.8–21.5%; very fine sand plus silt and clay 6.8–8.4%; peat 0–1%. The optimal soil mixture in 2-layer profile was: middle-coarse 65.0–73.4%; fine sand 17.8–20.5%; very fine sand plus silt and clay 7.5–8.9%; peat 0.2–6.3%. The optimal soil mixture in 3-layer profile was: middle-coarse 62.3– 73.9%; fine sand 17.7–21.4%; very fine sand plus silt and clay 7.3–10.7%; peat 0–6.3%. These optimal recipes took through the limitation of previous research, which were practically important to golf green soil selection and profile design. Thus, both proportion and interaction should be considered when we choose the soil mixture.