Long-term estimation of soil heat flux by single layer soil temperature

Soil heat flux is one of the important components of surface energy balance. In this study, long-term estimation of soil heat flux from single layer soil temperature was carried out by the traditional sinusoidal analytical method and the half-order time derivative method of Wang and Bras [Wang and Bras (1999) J Hydrol 216:214–226]. In order to understand the characteristics of soil heat flux and to examine the performances of the two methods, a field experiment was conducted at a temperate and humid grassland in Cork, Ireland. Our results show that the soil heat flux had the same magnitude as the sensible heat flux at this grassland site. It was also demonstrated that the analytical method did not predict the soil heat flux well because the sinusoidal assumption for the temporal variation in soil heat flux was invalid. In contrast, good agreement was found between the soil heat flux measurements and predictions made by the half-order time derivative method. This success suggests that this method could be used to estimate soil heat flux from long-term remotely sensed surface temperature.     

土壤温度和湿度对长白松林土壤呼吸速率的影响

2003年6月17日、8月日和10月10日,研究了长白山长白松林地内土壤呼吸速率和断根土壤呼吸速率日变化,并于2004年5～9月对其季节变化进行了测定.结果表明,土壤总呼吸速率和断根土壤呼吸速率的日变化均呈单峰型,峰值一般出现在12:00～14:00,8月份土壤呼吸速率的日变化幅度小于6月份和10月份.土壤总呼吸速率、断根土壤呼吸速率和根系呼吸速率具有明显的季节变化,6～8月份较高,5月份和9月份较低.2004年5～9月份,土壤总呼吸速率、断根土壤呼吸速率和根系呼吸速率的平均值分别为3.12、1.94和1.18 μmolCO₂·m^-2·s^-1,根系呼吸对土壤总呼吸的贡献为26.5%～52.6%.土壤呼吸速率与土壤温度之间呈显著的指数相关,与土壤湿度之间呈线性相关.土壤总呼吸速率、断根土壤呼吸速率和根系呼吸速率的Q10值分别为2.44、2.55和2.27,断根土壤呼吸速率对温度的敏感程度大于土壤总呼吸速率和根系呼吸速率.土壤总呼吸速率对土壤湿度的敏感程度大于根系呼吸,断根土壤呼吸速率对土壤湿度的敏感程度最差.     

玉米秸秆还田培肥土壤的效果

辽北地区玉米根茬还田、秸秆直接还田或间接还田的3年微区培肥试验研究结果表明,无机肥的增产效果特别明显,而施有机物料,更主要的作用是改善土壤的物理、化学性质、培肥地力,与无肥对照相比,有机无机肥料配合施用可使土壤有机质提高3．06％－27．78％,各有机物料对土壤有机质提高的顺序依次为100％秸秆＞50％秸秆＞土粪＞牛粪＞33％秸秆＞根茬。在含C量相等的条件下,秸秆对土壤有机质的保持和提高好于土粪,土粪好于牛粪。同时,与单施化肥比,有机无机肥料配合施用可使土壤易氧化有机质增加10．91％－20．67％,使浸提腐殖酸提高1．43％－14．28％,使结合态腐殖酸的松／紧比值提高0．07－0．19,HA／FA比值提高0．07－0．24,并且能改善土壤的N、P、K营养状况、土壤水分和土壤孔隙状况,这标志着土壤有机质活性的提高和土壤肥力状况的改善。因此,应该大力提倡玉米秸秆秋季直接还田,其最佳施入量应为当年生产量的30％－50％。     

土壤生态研究的展望

土壤生态研究是从生态学的观点出发,在对土壤的本质属性和独特运动规律作出更好揭示的基础上,阐明土壤作为陆地生态系统和整个生物圈中的中心环节的独特作用和功能,研究建立高生产力和洁净的陆地生态系统所需的优化土壤条件并拟定相应的有效措施,以更好地发挥土壤的生产潜力和改善人类的生存环境。其主要研究内容应包括:土壤肥力与状态因子的关系;土壤库在物质和能量的流动与转化中的作用;土壤生产力;土壤相对平衡地位的建立与保持以及方法学问题。     

秸秆还田量对土壤CO2释放和土壤微生物量的影响

对玉米季、小麦季3种不同秸秆还田量的土壤生物学指标的测定结果表明,在秸秆倍量还田中,随着秸秆量的增加,CO2释放量增加,而且倍量处理的增加量显著大于全量处理;在玉米和小麦季节中,不同量秸秆还田对土壤0～10和10～20cm的土壤微生物量的影响不同,但均能增大土壤微生物量,全量和倍量处理间没有明显差异、在土壤表层及下层,微生物量的最大值均落后于土壤呼吸的最大值,且土壤微生物量达到最大值即其最活跃状态后,下降缓慢,但土壤呼吸减少较快,说明微生物活动存在明显的合成性呼吸与维持性呼吸;综合评价不同秸秆量还田的效应,应采用秸秆全量还田,既能调节土壤物理环境,促进微生物的代谢活动,利于养分的转化,又可以减少环境污染。     

天津东郊盐碱土微生物分布及土壤酶活性

天津东郊盐碱土微生物分布及土壤酶活性靳素英,崔明学,蔺继尚（中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳１１００１５）Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｉｎｓａｌｉｎｅ－ａｌｋａｌｉｓｏｉｌａｔｃａｓｔｅｒｎｓｕｂｕｒｂｓｏｆＴｉａｎｊｉ...     

菠萝-甘蔗轮作的土壤生态效应

通过2000～2002年进行菠萝-甘蔗轮作田间试验,研究了菠萝、甘蔗轮作对甘蔗土壤生态的影响。结果表明：菠萝甘蔗轮作田与甘蔗连作田比较,能明显地改善土壤的通气和蓄水性,加速速效性养分的释放;增强土壤酶活性;增加土壤微生物总量(一般好气性细菌、真菌、放线菌);有益的氨化细菌和硝化细菌成倍增加,而无益的厌氧性细菌、反硝化细菌则受到抑制;固氮菌数量小且变化不大。菠萝-甘蔗轮作对甘蔗土壤生态环境的改善其实质在于：菠萝、甘蔗轮作后,由于其作物种类的不同导致土壤结构的改善和土壤微生物种类和数量增多,土壤生物活性增强,并导致土壤速效养分的增加。     

Bt玉米秸秆分解对土壤酶活性和土壤肥力的影响

通过室内实验,研究了Bt玉米34B24和同源常规品种34B23、Bt玉米农大61和常规品种农大3138秸秆分解对土壤酶活性和土壤肥力的影响.结果表明,与34B23处理相比,34B24处理的土壤蛋白酶和酸性磷酸酶活性在观测期没有显著差异;7d时土壤脱氢酶活性显著提高,1、4、60和7d土壤蔗糖酶活性显著提高;30d时土壤脲酶活性显著提高,4d和7d时则土壤脲酶活性显著降低.2个Bt玉米处理和2个常规玉米处理的土壤酶活性也在某些时间有显著差异.秸秆分解90d后,34B24处理比34B23处理.显著降低了土壤速效磷和速效钾含量.以上差异与不同秸秆的化学构成有关,Bt基因的转化过程可能会影响受体作物秸秆的化学成分.应建立不同土壤类型土壤酶活性的标准分级体系,以便科学评价Bt玉米秸秆分解对土壤质量的影响.     

秸秆还田量对土壤CO2释放和土壤微生物量的影响

对玉米季、小麦季3种不同秸秆还田量的土壤生物学指标的测定结果表明,在秸秆倍量还田中,随着秸秆量的增加,CO₂释放量增加,而且倍量处理的增加量显著大于全量处理;在玉米和小麦季节中,不同量秸秆还田对土壤0～10和10～20cm的土壤微生物量的影响不同,但均能增大土壤微生物量,全量和倍量处理间没有明显差异.在土壤表层及下层,微生物量的最大值均落后于土壤呼吸的最大值,且土壤微生物量达到最大值即其最活跃状态后,下降缓慢,但土壤呼吸减少较快,说明微生物活动存在明显的合成性呼吸与维持性呼吸;综合评价不同秸秆量还田的效应,应采用秸秆全量还田,既能调节土壤物理环境,促进微生物的代谢活动,利于养分的转化,又可以减少环境污染.     

长期施肥对土壤微生物的影响及其在养分调控中的作用

为揭示长期施肥条件下土壤微生物类群及其与土壤养分的关系,对北京褐潮土定位试验田第12年的土壤微生物以及土壤养分因子进行了测定和分析．结果表明,NPK与有机肥长期配合施用能明显提高土壤各养分含量,增加土壤微生物的数量．猪粪比玉米秸秆能更好地培肥地力,创造有利于土壤微生物生长繁育的土壤生态化学环境．土壤微生物与土壤养分之间具有很好的相关性．其中,细菌、固氮菌数量与有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷含量呈显著正相关;本研究未观察到真菌、放线菌数量与土壤养分因子之间有明显的相关性．     

沸石对土壤养分生物有效性和土壤化学性质的影响研究

在花岗岩发育的赤红壤上进行的天然沸石混施化肥的盆栽试验研究结果表明,沸石提高了土壤养分的生物有效性,显著促进玉米的生长,增加玉米的生物量和提高了玉米对N,P,K的吸收量,15N示踪技术表明,沸石处理可以显著提高氮肥的利用率,两造玉米最高的氮肥利用率分别比对照提高28．8％和60．0％,土壤的分析结果表明,沸石处理也可提高土壤阳离子交换量,盐基饱和度和土壤pH值。     

土壤生态研究的展望

土壤生态研究是从生态学的观点出发,在对土壤的本质属性和独特运动规律作出更好揭示的基础上,阐明土壤作为陆地生态系统和整个生物圈中的中心环节的独特作用和功能,研究建立高生产力和洁净的陆地生态系统所需的优化土壤条件并拟定相应的有效措施,以更好地发挥土壤的生产潜力和改善人类的生存环境。其主要研究内容应包括:土壤肥力与状态因子的关系;土壤库在物质和能量的流动与转化中的作用;土壤生产力;土壤相对平衡地位的建立与保持以及方法学问题。     

土壤温度和水分对长白山不同森林类型土壤呼吸的影响

在实验室条件下,将不同含水量的3种森林类型的土柱分别置于0、5、15、25和35℃条件下,进行土壤呼吸测定．结果表明,在0～35℃范围内。土壤呼吸速率与温度呈正相关．在一定含水量范围内(0．21～0．37kg·kg^-1),土壤呼吸随含水量的增加而升高,当含水量超出该范围,土壤呼吸速率则随含水量的变化而降低．土壤温度和水分对土壤呼吸作用存在明显的交互作用．不同森林类型土壤呼吸作用强弱存在显著差异,大小顺序为阔叶红松林>岳桦林>云冷杉暗针叶林．阔叶红松林土壤呼吸作用的最佳条件是土壤温度35℃、含水量0．37kg·kg^-1;云冷杉暗针叶林下的山地棕色针叶林土壤呼吸作用的最佳条件是25℃、0．21kg·kg^-1;岳桦林土壤呼吸作用的最佳条件是35℃、含水量0．37kg·kg^-1。但是．由于长白山阔叶红松林、云冷杉林和岳桦林处在不同的海拔带上,同期不同森林类型土壤温度各不相同,相差4～5℃,所以野外所测的同期山地棕色针叶林土呼吸速率应低于暗棕色森林土呼吸速率,山地生草森林土呼吸速率应高于山地棕色针叶林土的呼吸速率．     

Decomposition in estuarine salt marshes: the effect of soil salinity and soil water content

The relation between decomposition rates and soil salinity and moisture conditions in tidal marshes of the Westerschelde estuary was investigated. In the first part of the study, these soil factors were experimentally manipulated in field plots which were either screened from rainwater or which received an additional weekly supply of freshwater from April to September 1989. These treatments had no clear effect on soil salinities and moisture conditions in a low marsh site. Decomposition rates of Spartina anglica leaves (kept in litterbags in the plots) also did not differ between treatments. In screened plots of a middle marsh site, decomposition rate of Elymus pycnanthus leaves decreased significantly. The effect of the experimental treatments on soil moisture content was variable, but comparatively high soil salinity values (up to 61.3) were consistently found in these plots. It is suggested that the elevated salinity levels induced the decrease in decomposition rate.In the second part of the study, cellulolytic decomposition, measured by loss of tensile strength of strips of cotton test cloth, was investigated in relation to a non-manipulated range of soil salinities (3.8–24.2), by exposing the strips in a series of tidal marshes along the salt gradient of the Westerschelde estuary. No correlation between decomposition rate and soil salinity was found. In addition, no relation was found between decomposition rate and soil water content. The results of both parts of this study lead us to the hypothesis that rate limitation of decomposition in estuarine tidal marsh soils is found at high soil salinities only.     

Effect of soil acidity and saturating cation on adsorption of urea in soil

Summary Elevating the pH of two extremely acid tropical soils from an initial pH of 4 to 5 with Ca(OH)₂ and NaOH solutions resulted in a sharp decrease in urea adsorption. Further increases in pH to 9 caused only slight further decrease in urea adsorption. Ca treatment resulted in slightly higher adsorption than Na treatment over the full range of pH values studied for a clay soil with high smectite content, and for a loam with kaolinite mineralogy below pH 7. Above pH 7 a kaolinitic loamy soil gave slightly higher adsorption with Na treatment than with Ca.     

转基因作物对土壤生态系统的影响

综述了转基因作物对土壤生态系统影响的研究进展,包括转基因作物中的外源基因在土壤中的活性,转基因作物对土壤微生物区系有土壤酶活性的影响以及转基因作物对土壤动物区系的影响,转基因作物对土壤生态系统的影响与导入的外源基因特性和土壤类型相关,转基因产物进入土壤后引起的土壤生物变化的程度依赖于许多因素,最重要的决定因素是生态系统的复杂性和稳定性,评价不同转基因作物对土壤生态系统的影响具有重要的生态学意义,急需发展和完善以分子生物学为主的风险评价方法。     

土壤侵蚀对土壤肥力及土地生物生产力的影响

通过对红壤坡地不同土地利用方式土壤肥力及土地生物生产力的空间分异研究,揭示了土壤侵蚀对土壤肥力和土地生产力的负面影响．即侵蚀导致Ｎ、Ｐ、Ｋ等土壤速效养分含量减少及其在坡面上部的相对贫乏和下部的相对富集;土壤有机质含量降低;土壤机械组成中砂、粉、粘粒比率发生变化,表现为土壤沙化,土地生物生产力下降．     

水东枣园土壤动物与土壤环境的关系

１９９２年１２月－１９９３年２月,对安徽省宣州市东枣园土壤动物进行了调查,共获大、中小型土壤动物５８７５个,分隶属于５门、１１纲、２８目、３５类。螨类、线虫类为优势类群,线蚓类、弹尾类为常见类群,通过７个样地对比得出：枣树种植年代愈久,土壤动物愈丰富,其类群数随土壤养分的增加而增加,随ＰＨ值和土壤容重的增大而减少,且其类群与个体数随土壤深度的增加而递减。     

菜园土壤微生物生态特征与土壤理化性质的关系

对广州白云区64个菜园土壤样本的研究表明,微生物碳与土壤全氮、碱解氮、有效钾、阳离子交换量和有机质,微生物氮与土壤全氮、全磷、阳离子交换量及有机质,土壤基础呼吸与土壤全氮、碱解氮、全钾、阳离子交换量及有机质,AWCD值与全氮及有机质含量,以及Shannon多样性指数与全氮和阳离子交换量均呈显著正相关关系.较低的碱解氮含量使土壤微生物碳、土壤基础呼吸和呼吸商的值升高,过高的碱解氮则使呼吸商下降;过高的土壤有效磷降低微生物碳、微生物氮和微生物呼吸商.有效磷/碱解氮比值过高降低了土壤微生物碳、微生物氮、微生物碳氮比及土壤基础呼吸.土壤微生物生态特征与土壤理化性质关系密切,有效养分过高及养分比例不适当对土壤微生物均存在不利影响.     

非饱和土壤水力参数的模型及确定方法

土壤水力参数的选取和确定是土壤中水分运动和污染物迁移预测的基础,本文在国内外研究成果的基础上,综述了土壤水力参数的模型(土壤水分特征曲线模型、土壤导水率模型)及其直接测定法和间接推求法,并比较了土壤水力参数的模型及确定方法的适用性与局限性,以便为生态环境建设和农业可持续发展研究中土壤水力参数的选取提供依据。