华北二月兰-春玉米轮作体系中土壤硝态氮的时空变化特征

二月兰-春玉米轮作生产体系是近年来为解决华北地区出现的大面积冬闲田而提出的冬绿肥-春玉米生产新模式.本文依托定位试验,研究了该体系从二月兰翻压到玉米收获期间的土壤硝态氮时空变化特征.结果表明：土壤硝态氮含量呈玉米生育前期高后期低的时间变化特征和硝态氮含量峰值随着生育期的推移逐渐下移的空间变化特征,且土壤硝态氮含量随施肥量的增加而显著增加.翻压二月兰对土壤硝态氮含量的时空变化有一定影响,冬春季种植二月兰可降低0～180 cm土壤硝态氮累积量;二月兰翻压后,春玉米苗期与喇叭口期土壤硝态氮规律基本一致,主要集中在0～20 cm土层,0～100 cm土壤剖面为有二月兰处理高于无二月兰处理,100～180 cm土壤剖面则为有二月兰处理低于无二月兰处理;抽雄期以后,土壤硝态氮含量普遍较低,100～180 cm土层土壤硝态氮含量为有二月兰处理略高于无二月兰处理.总体上,翻压二月兰可以增加0～180 cm土层土壤硝态氮保蓄量.     

土地利用变化对花岗岩红壤底土溶解性有机质数量和光谱特征的影响

了解底土溶解性有机质(DOM)的数量和化学结构对土地利用变化的响应,对科学评价区域土壤有机质动态和碳库稳定性具有重要意义。通过选取花岗岩红壤丘陵区同一景观单元的天然林地(常绿阔叶林)以及由此转变而来的杉木人工林、板栗园和坡耕地,采用化学分析结合光谱扫描(紫外光谱、二维荧光光谱和傅里叶变换红外光谱)技术,研究底土(0.2—1 m)和表土(0—0.2 m)DOM数量和结构对土地利用变化的响应差异,结果表明:58%—87%的DOM贮存在底土中。天然林地土壤的DOM数量最为丰富,底土DOM的宏观化学结构比表土更为简单,以碳水化合物、类蛋白为主。天然林转变为其他利用方式后,底土DOM的损失量(26%—41%)超过表土(12%—49%),冬季比夏季更为凸显;这反映底土DOM数量对人为干扰和植被变化的高度敏感性。同时,底土DOM宏观化学结构趋于复杂化,芳香类、烷烃类和烯烃类的化学抗性物质出现积累的现象。DOM光谱曲线形状、特定峰值、特征值对土地利用的响应敏感,对人为干扰后植被、土壤有机质的变化具有生态指示意义。研究显示,天然林地转变为其他利用方式后,不仅导致底土DOM的损失,也显著降低土壤有机质品质,长期上削弱底土的碳库稳定性和碳吸存能力。     

1996-2016 年洞庭湖区土地利用及景观格局演变特征

以1996 年、2001 年、2007 年、2012、2016 年洞庭湖区的遥感影像数据为基础, 利用转移矩阵模型及景观格局指数等方法分析了洞庭湖区20 年间的土地利用及景观格局变化特征。结果表明: 洞庭湖区土地利用景观格局变化主要表现为耕地、林地和建设用地的增加, 水域、草地和其它用地有不同程度的减少; 总体景观呈破碎化趋势, 形状更加复杂, 多样性指数呈增加趋势; 各类型土地的斑块数目总体呈上升趋势, 其中水域与其他用地基本保持不变, 耕地的最大斑块指数变化最大, 平均分维数基本呈上升趋势。     

施肥措施对不同母质发育的稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的影响

以湖南省稻田土壤肥力监测点为基础,研究了稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的特性.结果表明,不同施肥措施对不同地域和母质发育的稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的影响程度不同.经过18年的不同施肥处理,不同母质发育的稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的变化趋势基本一致,变化顺序为湖积物发育的水稻土>河流冲积物和第四纪红土发育的水稻土>石灰岩发育的水稻土>板页岩发育的水稻土.土壤微生物量碳为259.5～864.4 mg·kg^-1,土壤微生物量氮为8.7～70.7 mg·kg^-1.施肥可以明显提高稻田生态系统土壤微生物量碳、氮含量;有机肥是改善土壤微生物量碳、氮的主要基础物质,但以有机无机配合施用效果最好.与对照相比,施化肥和有机无机配施处理土壤微生物量碳、氮最大增量分别为407.6和59.2 mg·kg^-1,最大增长率分别为102.8%和514.8%.     

洞庭湖湿地土壤碳、氮、磷及其与土壤物理性状的关系

以洞庭湖3类典型湿地的8个土壤剖面为代表,研究了土壤碳、氮、磷,微生物量碳、氮、磷和土壤物理性状的分布特征.结果表明,土壤表层有机碳含量为19.63～50.20 g·kg^-1,微生物量碳为424.63～1 597.36 mg·kg^-1,微生物量碳占有机碳的比例为3.17%～4.82%;土壤表层全氮1.85～4.45 g·kg^-1,微生物量氮5.90～259.47 mg·kg^-1,微生物量氮占全氮的比例3.13%～6.42%;土壤表层微生物量磷含量顺序为:湖草洲滩地(200.99 mg·kg^-1)＞垦殖水田(163.27 mg·kg^-1)＞芦苇洲滩地(24.16 mg·kg^-1),微生物量磷占全磷的比例为1.09%～11.20%;土壤表层容重0.65～1.04 g·cm^-3;土壤表层粘粒(＜0.001mm)26.24%～39.48%.土壤表层有机碳、全氮、微生物量氮、微生物量磷的含量,湖草洲滩地＞垦殖水田＞芦苇洲滩地.土壤表层微生物量碳,垦殖水田和湖草洲滩地接近,而大于芦苇湿地;土壤表层容重,芦苇洲滩地＞垦殖水田＞湖草洲滩地;土壤表层＜0.01 mm、＜0.001 mm粘粒,湖草洲滩地、芦苇洲滩地＞垦殖水田.湿地土壤剖面中有机碳、微生物量碳、全氮、微生物量氮、微生物量磷、容重以及微生物量碳占有机碳的比例、微生物量氮占全氮的比例、微生物量磷占全磷的比例均随深度的增加而降低,至一定深度稳定,而土壤全磷在剖面上下的差异很小.湿地土壤微生物量碳、氮、磷之间呈极显著的正相关关系;土壤容重与有机碳、全氮、微生物量碳、氮、磷之间呈极显著指数负相关关系.湿地土壤＜0.001 mm粘粒与有机碳、全氮、微生物量碳、氮、磷含量呈极显著对数正相关关系.     

尿素和包膜尿素对大棚内有害气体浓度变化的影响

通过室内模拟和塑料大棚试验,研究了普通尿素和矿物改性包膜尿素对土壤pH值及大棚内有害气体浓度变化的影响.结果表明,在室内模拟试验条件下,两种氮肥施用初期均导致土壤pH值上升,并于1周后达到最大值,上升幅度超过50％,随后开始下降,至第5周回到初始水平.大棚内施用两种氮肥均使棚内NH₃、NO₂和O₃浓度增加,其中施用普通尿素处理的NH₃、NO₂日均挥发量均大于矿物改性包膜尿素;施用普通尿素处理使大棚内土壤的NH₃、棚内NO₂和O₃的最高浓度达到42.36、41.95和86.00 μg·m^-3·d^-1,3种气体浓度均达到了有害气体伤害植物的临界阈值;NH₃、NO₂挥发强度受棚温和光照强度的影响,O₃浓度随光照强度变化而改变.     

复配钝化剂对污染土壤中铅具有良好的稳定效果

本研究利用石灰、磷酸钠、高分子钝化剂及其复配钝化剂对重金属Pb~(2+)污染土壤进行稳定化处理,并通过浸出试验、老化实验、土壤连续浸提实验及淋溶试验研究单一钝化剂与复配钝化剂稳定重金属Pb~(2+)污染土壤效率。最终表明,有机钝化剂TEPA-CSSNa投加量为2%时,其稳定土壤重金属Pb~(2+)效率为94.8%,而复配钝化剂稳定土壤重金属Pb~(2+)效率接近98%;复配钝化剂基本上可将土壤中有效态重金属Pb~(2+)转化为铁锰氧化态等稳定态Pb~(2+);且相比较单一钝化剂,老化时间对复配钝化剂稳定土壤Pb~(2+)效率的影响更小。相比单一传统无机钝化剂、高分子有机钝化剂,复配钝化剂稳定污染土壤Pb~(2+)效果更好。     

喀斯特常绿落叶阔叶林土壤有效中微量元素空间异质性

研究土壤有效中微量元素在喀斯特地区的空间变异性可为喀斯特生态系统土壤养分管理提供参考。基于网格(20 m×20 m)采样法采集表层0～10 cm土壤样品，运用经典统计学和地统计学方法分析了喀斯特常绿落叶阔叶林25 hm²(500 m×500 m)动态样地土壤中微量元素的空间异质性及其影响因素。结果表明：土壤交换性Ca、Mg及有效Fe、Mn、Cu、Zn、B平均含量分别为7870、1490、30.24、149.12、1.77、13.54、0.65 mg·kg^-1,变异系数范围为34.5%～68.8%,均属中等强度空间变异。半变异函数最佳拟合模型决定性系数除有效Zn为0.78外，其他均大于0.90,表明模型能够对各中微量元素进行很好的拟合；块金系数均小于50%,表现出中等及以上的空间自相关性，结构性因素作用更大；变程变化范围为60.3～485.1 m,其中有效Zn的变程最小，更趋向破碎化。土壤交换性Ca、Mg和有效B的空间分布格局相似，低值区在洼地，且其含量在洼地显著低于其他生境；有效Fe、Mn、Cu低值区则在高海拔区域，且山顶含量显著低于其他生境...     

不同光照强度下物种组合对沉水植物苦草种间关系的影响

为了解种间关系对沉水植物群落结构的影响，在不同光照(20%自然光和50%自然光)和不同物种组合下，研究了长江中下游常见优势沉水植物苦草(Vallisneria natans)与黑藻(Hydrilla verticillata)和穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)的相互作用。结果表明，在低光下，苦草与穗状狐尾藻混种时，苦草生物量、株高和叶数均没有明显变化，当穗状狐尾藻的比例较高时，苦草根长生长受到抑制，根叶比呈下降趋势；在高光下，穗状狐尾藻比例的增加会促进苦草单株生物量和叶生物量的增加，而对苦草株高、根长和叶数无显著影响；与黑藻混种相比，苦草与穗状狐尾藻混种时，苦草的株高、根长和叶数均无显著差异，而苦草的单株生物量和叶生物量均呈降低趋势。因此，物种组合和混种比例均会影响苦草与其他物种的相互作用关系，进而影响沉水植被的群落动态。