黄河三角洲不同土地利用类型总铁分布特征及其影响因素

铁元素是植物生长所必需的营养元素之一，对维持湿地生态系统稳定和湿地生态功能发挥具有重要的作用。本研究以黄河三角洲地区8种不同土地利用类型、7种植被群落类型为对象，分析了土壤中总Fe含量的空间分布特征及其影响因素。结果表明：黄河三角洲土壤总Fe含量均值为24.28 g·kg^-1,其中，不同土地利用类型中，工矿区总Fe含量最高，为27.29 g·kg^-1,森林湿地和光滩中总Fe含量最低，分别为22.55、22.56 g·kg^-1;不同植物群落中芦苇覆盖下的土壤总Fe含量最高，为27.30 g·kg^-1。不同土地利用类型中的总Fe在0～10和10～20 cm深度的差异性显著(P<0.05);同一种土地利用类型在不同深度之间的差异性并不显著(P>0.05)。相关性分析表明，总Fe含量与有机质、总氮、铵态氮、碳酸氢根离子含量在每层均呈极显著正相关(P<0.01)。总Fe含量和分布还与成土母质、土壤类型、水文条件、氧化还原条件、人类活动等因素密切相关。     

水口山水稻土与菜地土中砷的有效性

对湖南省水口山矿冶周边土壤进行采样分析,以土壤砷总量与有效态砷含量以及土壤基本理化性质(pH、有机质含量、土壤粘粒含量)为参数,研究各参数在两种土地利用类型(菜地土和水稻土)间的差异以及有效态砷与土壤理化性质之间的关系。结果表明,水口山水稻土与菜地土平均砷含量分别达72.01和30.71mg.kg-1,接近或已超过国家土壤环境质量二级标准;两种土地利用类型的土壤基本理化性质差异显著,水稻土粘粒含量、有机质含量显著高于菜地土,pH则显著低于菜地土,水稻土存在明显的酸化现象;不同土地利用类型显著影响土壤有效砷含量,尽管菜地土土壤砷总量大大低于水稻土,两者的有效态砷含量水平却基本相当;除总砷外,水稻土有效砷含量还与土壤有机质含量显著正相关,菜地土有效砷含量与土壤pH值显著正相关。水口山菜地土砷污染的危害程度高于水稻土,应采取必要的修复措施或调整土地利用方式以降低砷的健康风险。     

南四湖区农田土壤有机质和微量元素空间分布特征及影响因素

基于地统计学和GIS技术相结合的方法,研究了南四湖区农田土壤有机质和微量元素的空间分布特征及其影响因素。结果表明,土壤有机质和微量元素均属中等变异程度,除硼符合正态分布外,其余土壤属性均符合对数正态分布。结构分析表明,除硼为纯块金效应外,土壤有机质和其它微量元素空间自相关性较强,其中结构性因素起主导作用。克里格插值结果表明,土壤有机质分布总体趋势为由北向南逐渐降低,锰、铜、锌分布总体趋势为中部高,南北两端低。影响因素分析表明,土壤类型、耕层质地、坡度、土地利用类型和地貌类型对土壤有机质均有显著影响。土壤类型主要是由于成土母质的差异影响土壤有机质的高低与分布,随质地由砂变粘、坡度由低变高,土壤有机质含量逐步升高,田间管理水平的差异是造成不同土地利用类型下土壤有机质含量差异的主要原因。微量元素中,除硼不受影响外,铁、锰、铜和锌与土壤类型、耕层质地、坡度、土地利用类型和地貌类型密切相关。     

山西耕作土壤样品磁性空间分异及其环境意义

本文分析了山西高原土壤耕作层(0-20cm)25个样品的磁性,用GIS空间分析方法,得出土壤磁化率平面分布等值线图和空间三维模型。磁化率空间分布机理如下:首先,强烈的人为影响使土壤中磁性矿物人为来源占有重要地位。第二,土壤磁性矿物以亚铁磁性的磁铁矿和磁赤铁矿为主导。第三,土壤磁化率极值差及其与母质之间的差异均受广泛而较均一的黄土母质的影响。第四,晋西北和晋中等区域出现土壤磁化率高值区域。第五,人为作用强烈影响掩盖了气温、降水等气候因子对土壤磁化率的作用。     

山西耕作土壤样品磁性空间分异及其环境意义

本文分析了山西高原土壤耕作层（0-20cm）25个样品的磁性,用GIS空间分析方法,得出土壤磁化率平面分布等值线图和空间三维模型.磁化率空间分布机理如下：首先,强烈的人为影响使土壤中磁性矿物人为来源占有重要地位.第二,土壤磁性矿物以亚铁磁性的磁铁矿和磁赤铁矿为主导.第三,土壤磁化率极值差及其与母质之间的差异均受广泛而较均一的黄土母质的影响.第四,晋西北和晋中等区域出现土壤磁化率高值区域.第五,人为作用强烈影响掩盖了气温、降水等气候因子对土壤磁化率的作用.     

三峡库区岸坡消落带草地、弃耕地和耕地土壤微生物及酶活性特征

为研究不同用地方式对三峡库区消落带土壤性质的影响,选取三峡库区重庆忠县汝溪河流域典型消落带为研究区域,研究不同用地类型(草地、弃耕地、耕地)、不同土层间(0—10 cm、10—20 cm)土壤微生物、土壤酶活性和土壤化学性质的各自特征及其相互关系,旨在为该地区消落带生态恢复实践提供理论依据。研究发现:除蛋白酶活性、全磷含量、碱解氮含量外,不同用地类型对土壤各生化特性均产生了显著影响;与之不同,土层仅对细菌数量、放线菌数量、真菌数量、蔗糖酶活性、脲酶活性以及土壤有机质含量产生显著影响,但对其他生化性质影响不显著;用地类型与土层两者的交互作用仅对蔗糖酶活性影响显著。同时,弃耕地土壤的细菌数量在3种用地类型中最高;真菌、放线菌数量在草地中最高,耕地次之,弃耕地最低。弃耕地中的过氧化氢酶、蔗糖酶、蛋白酶和脲酶活性与其他两种用地类型相比较高,而耕地中磷酸酶活性则显著高于弃耕地和草地土壤。草地土壤全氮、有效磷以及速效钾含量均显著低于耕地,而草地0—20 cm土层的有机质含量却显著高于弃耕地和耕地;3种用地类型的全磷、全钾、碱解氮含量差异均不显著,弃耕地的pH值显著高于另外两种用地类型。另一方面,三峡库区消落带土壤的各生化指标间存在一定的相关性。pH值和微生物数量及酶活性间的关系最为密切,土壤真菌和放线菌数量与土壤有机质含量呈极显著正相关。研究结果表明,与弃耕地和耕地相比,草地在稳定消落带土壤环境、固持土壤营养元素、提高土壤肥力方面作用更为显著;相对而言,耕地的土壤微生态环境较差,故在消落带实施退耕还草、恢复草本植被等具有重要意义。     

黔中喀斯特坡地浅层裂隙土壤机械组成对降雨的响应

运用野外取样调查结合室内吸管法,分析黔中喀斯特坡地不同土地利用类型浅层裂隙土壤机械组成随降雨的变化特征,以期为该区地下土壤漏失研究提供理论依据和技术支撑.结果表明: 黔中喀斯特坡地浅层裂隙土壤粒径含量总体以粉粒为主,约占57％.在不同降雨量的作用下,坡耕地裂隙土壤颗粒含量变化整体表现为细砂粒含量的减少和粉粒、黏粒含量的增大.草地裂隙土壤颗粒的变化主要是细砂粒含量的减少和黏粒含量的增加.乔木林地和灌木林地裂隙土壤颗粒的变化不规律.降雨量与土壤砂粒含量变化之间存在正相关关系.随着土层深度的增加,各土地利用类型的裂隙对粉粒和极粗砂粒含量的变化有一定影响,其中,粉粒含量随土层深度的增加而减少.     

污泥不同利用形式及利用量对土壤生态环境的影响

为评估污泥短期土地利用对土壤环境质量的影响, 对比分析了污泥堆肥、生污泥及化肥对照区土壤表层化学性质, 土壤重金属含量差异, 并利用潜在生态危害指数法对不同处理下土壤环境质量进行评价。研究结果表明: 施用污泥堆肥和生污泥可以提高土壤氮磷及有机质含量, 降低土壤pH 值, 对土壤全钾含量和盐分含量影响较小; 与对照区CK 相比, 污泥土地利用各小区仅增加了土壤中汞含量, 其余各重金属元素与CK 差异不大, 各处理重金属含量均在土壤环境质量II 级范围内, 污泥短期土地利用没有显著增加土壤重金属含量; 污泥土地利用各小区潜在生态风险指数RI 在64.63-127.11 之间, 部分处理土壤重金属污染达到中等污染, 镉是主要的污染因子, 其对潜在生态风险指数贡献比例达到31.73%-53.36%, 其余重金属生态风险指数较低。     

不同土地利用方式对城市土壤质量的影响

通过对兰州市西固区种土地利用类型(工业园区、道路两侧、农业、居民区和公园)320个土壤样品的测试,研究了不同土地利用方式对城市土壤理化性状和Pb、Zn、Cd、Cu、Hg元素积累的影响.在种类型土壤中,工业园区土壤的pH值最低而电导率最高,道路两侧土壤有机碳含量显著高于居民区、公园和农业土壤;Pb、Zn、Cu、Cd和Hg的含量在种类型土壤中存在显著差异,并明显高于兰州市土壤背景值;计算得到的工业园区、道路两侧、农业、居民区和公园土壤的内梅罗综合污染指数分别为4.9、3.7、4.0、2.4和2.2.结果表明,不同土地利用方式对城市土壤质量的影响不同,工业活动的影响最大,交通污染次之,再依次为农业活动及居民生活.     

猫儿山自然保护区3 种森林类型土壤养分垂直分布特征

为了探讨不同森林类型对土壤养分的影响, 研究广西猫儿山自然保护区不同森林类型土壤养分垂直分布规律。结果表明: 3 种森林类型土壤pH 值毛竹>杉木>水青冈变化值在4.10-5.32 之间, 随着土层的加深升高; 3 种森林类型土壤有机质含量在10.69-149.39 g⋅kg–1 之间水青冈>杉木>毛竹, 随着土层的加深递减; 不同森林类型土壤全量N、全量P、速效N、速效K 的含量随着土层加深呈下降趋势, 且水青冈各层次土壤高于杉木和毛竹; 水青冈和毛竹土壤速效P 含量随着土层的加深而呈递减趋势, 杉木土壤速效P 随着土层的加深呈现不规律变化; 土壤全量K 平均含量杉木>毛竹>水青冈, 随着土层的加深而升高。3 种森林类型不同层次土壤有机质与土壤全N、速效N、速效K 呈显著线性正相关, 相关系数r≥0.901。     

苏北沿海土地利用变化对土壤易氧化碳含量的影响

土壤易氧化碳(readily oxidizable carbon, ROC)作为指示土壤有机碳(SOC)早期变化的敏感指标,对研究人类干扰及全球变化背景下的土壤有机碳库稳定性及其动态具有重要的指示意义.为深入了解土地利用变化对土壤易氧化碳含量的影响,本文对苏北沿海地区草地、农田、杨-农复合经营及杨树纯林4种不同土地利用方式的土壤ROC含量及其相关因子进行了测定.结果表明： 苏北沿海地区不同土地利用类型的ROC含量表现为草地＜农田＜杨-农复合系统＜杨树林,不同土地利用方式间ROC含量在0~10 cm土层差异最为显著;ROC及ROC/SOC随着土层深度的增加而递减,且不同土层之间差异显著;4种土地利用方式ROC的季节变化趋势一致,其值均为夏季最大,冬季次之,春季最小;ROC与土壤pH值、土壤容重呈极显著负相关,与SOC、土壤水溶性有机碳(WSOC)、全N、土壤C/N、Mg呈显著或极显著正相关,而与土壤湿度、全P的相关性不显著.土地利用方式的变化显著影响了土壤易氧化碳的空间分布特征,土壤容重、pH值、全N和SOC是ROC在不同土地利用方式间产生差异的主要-原因.     

土地利用变化对生态系统服务的影响——以张家口-承德地区为例

生态系统服务与人类福祉密切相关,人类活动引起的土地利用变化是生态系统服务变化的主要驱动力之一。运用InVEST模型估算张家口-承德地区产水量和土壤保持量,并分析不同海拔和坡度条件下,2011—2015年土地利用以及产水和土壤保持服务的变化,研究结果表明:建设用地和乔木林地分别为面积增加量和减少量最多的用地类型,陡坡地段建设用地增加的同时水体减少;灌木林地是产水和土壤保持能力均最高的生态用地类型;5年间产水量和土壤保持量分别增加了32.16×10~6 m~3和17.69×10~6 t;产水量在海拔900 m地段,海拔越高增加量越少,土壤保持量在较低海拔有所增加;坡度越陡产水增加量越少,土壤保持量在各坡度均有增加。基于此研究结果,有助于选择优先建设的用地类型,使当地在保护源头水系和维持生态功能的同时发展冰雪运动。     

不同土地利用类型下氮、磷在土壤剖面中的分布特征

在北京市东南郊大兴区采取了44处0～20cm,20～40cm,40～60cm,60～80cm,80～100cm5个不同深度的土壤剖面样品。按土地利用类型,采样点可分为农田、菜地、果园、林地、草地。土壤剖面中,由表层向深层,pH值升高,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮降低,且在20～40cm处有较大变化。表层土壤受土地利用影响,不同土地利用类型的土壤性质差别较大,尤以菜地土壤,pH为8.01低于其他类型土壤的平均值8.27,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮都高于其他类型的土壤,分别是其他类型土壤的110%～198%,355%～1629%,162%～224%,724%～1540%,130%～248%,速效磷和硝态氮远高于其他土壤。深层土壤性质差异不大,各项土壤性质差异随深度而变小,但菜地80～100cm处,硝态氮含量为18.8mgkg-1,是同深度其他类型土壤的175%～389%。土壤中硝态氮的积累情况,菜地>农田、果园、林地>草地。磷的积累与氮不同,速效磷在0～20cm大量积累,不同类型的土壤,速效磷积累差异显著,在40～60cm处,菜地速效磷含量是其他利用类型土壤的161%～602%;在80～100cm处,不同利用类型的土壤中速效磷无显著性差异。这一情况表明,菜地的过量施用氮、磷肥导致了土壤中的磷和氮大量积累,并以速效磷、硝态氮的形态向下淋溶并在深层土壤中积累。硝态氮在80～100cm的积累仍相当严重,有继续向下淋溶的可能,速效磷的淋溶在80～100cm处已较为微弱,其淋溶过程主要在0～60cm处。对速效磷和硝态氮的累积进行多元线性回归分析,发现速效磷与全磷含量有着良好的线性相关性,而与有机质和全氮含量关系不大。硝态氮则受土壤中pH、有机质和全氮3因素的共同影响。     

人为扰动对黄帝陵侧柏生理生态学特性的影响

对黄陵林区人类活动频繁区和人类活动较少区土壤、侧柏的一些生理指标进行了测定,人类活动频繁区比起活动较少区,侧柏生境的土壤pH值增高不显著,有机质含量,速效磷含量、土壤不量降低极为显著,土壤呼吸减弱极为显著,土地板结现象严重,从而进一步影响到了侧柏的生长,导致人类活动频繁区侧柏的光合强度,蒸腾强度减弱,气孔导度减小。结果表明：采取有效措施保护黄帝陵环境和古柏已迫在眉睫。     

黑河中游荒漠绿洲区土地利用的土壤养分效应

土地利用影响地表覆被状况和生态过程,关系到土壤肥力与土壤碳库功能"源-汇"关系的改变。黑河中游甘州区和临泽县是我国西北干旱区典型的荒漠绿洲区,以土壤表层(0-20 cm)养分变化为对象,利用2011-2012年甘州区和临泽县的土壤野外调查数据和该区全国第二次土壤普查数据,对两时期土壤表层养分(土壤有机质、全氮、全磷、全钾及pH值)的变化特征进行比较研究。结果表明:研究区土壤有机质、全磷含量分别降低了3.54%和12.5%;而全氮、全钾和pH值分别增加了74.4%、98.2%和4.9%。全国第二次土壤普查时期,荒漠、耕地与草地三者在各土壤养分上没有显著差异,但林地在土壤有机质、全氮、全钾上显著高于前三者。2011-2012年,耕地土壤的全磷、全氮与其它土地利用存在显著差异。土地利用的保持和改变对土壤养分变化有着重要影响,耕地的长期耕作使得土壤有机质含量降低4.94%,全氮增加86.93%,全磷减少5.02%,土壤碱性增强;荒漠植被的自然演替使土壤有机质含量增加66.21%,全氮增加71.70%,全磷含量减少37.33%,土壤碱性变弱。所以,耕地扩张及其长期耕作活动将导致地力退化并有盐碱化风险,而荒漠等自然生态系统保护有利于土壤肥力的改善和土壤固碳功能的发挥。     

基于小流域尺度的土壤重金属分布与土地利用相关性研究——以厦门市坂头水库流域为例

人类活动改变流域集水区土地利用方式同时提高了土壤重金属水平,并影响地表水重金属负荷。以具有明确地理边界的流域作为研究单元可能实现计量区别不同人类活动或因其引起的土地利用方式对土壤重金属空间分布及其环境风险的贡献。但不同人类活动及其改变的土地利用方式对土壤和地表水重金属负荷的相对贡献研究缺乏可操作性方法论。以我国典型的山塘水库小流域—福建省厦门市坂头水库流域为例,结合遥感影像解译、野外土壤重金属水平调查和GIS地统计方法,针对小流域尺度土壤重金属空间分布及其环境风险与土地利用方式相关性研究进行方法论的探索。坂头水库流域覆盖205km2,土地利用类型有林地、农业用地、城镇用地、绿地和水面等5大类。按照不同土地利用类型覆盖面积为权重,以统计最小样本数为准则,在该流域内共采集150个表层土壤样品,针对6种具有人为源特征重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Cd)土壤总量及富集水平进行分析,以潜在生态风险指数评价流域土壤重金属风险,并结合土地利用类型分析了其空间特征。结果表明:与林地和绿地相比,城镇用地和农业用地表层土壤重重金属水平显著较高;土壤重金属富集水平及其潜在生态风险依次为:城镇用地农业用地绿地林地;城镇化加重了流域土壤重金属Cu、Zn和Cd的污染风险;土壤Pb富集水平与土地利用方式无关,可能为大气沉降来源;所有土地利用方式土壤Cr和Ni总量低于区域土壤背景值,但城镇用地的富集指数显著高于林地。基于土地利用方式的反距离加权空间插值(LU-IDW)也清晰地揭示了土壤重金属富集及其潜在生态风险与人类活动密切相关,尤其是城镇化。以野外调查结合遥感卫星图像解译和基于土地利用方式的空间插值的研究方法有效地揭示了研究流域土壤重金属的空间分布特征及其潜在风险评价空间模式,为小流域尺度的环境质量演变研究提供了方法论和案例。     

黄土高原不同土地利用类型土壤含水量的地带性与影响因素

通过对黄土高原南北样带大面积(北纬34°05'—40°75'、东经107°14'—111°09')土壤含水量(0—500 cm剖面)测定和相应植被类型调查,研究了黄土高原农田、草地、灌木林地和乔木林地4种土地利用类型土壤含水量的空间变化及它们之间的差异性。结果表明:黄土高原4种土地利用类型的土壤含水量皆呈现南北向地带性变化,自南向北土壤含水量有明显递减趋势,与多年平均降雨量、潜在蒸散量、土壤质地等的分布具有一致性;同一地点不同土地利用类型下土壤水分含量具有显著差异(农地草地灌木和乔木林地),不同植被类型根系分布、蒸散耗水量的不同是造成含水量差异性的原因。植被建设应遵循土壤水分分布规律,研究结果对黄土高原植被恢复建设具有一定参考价值。     

洞头列岛土地利用对土壤及沉积物重金属污染的影响及其生态风险评价

针对浙江省洞头列岛不同土地利用类型土壤及沉积物中的重金属含量进行调查, 选择了五种土地利用类型,农田、森林、围涂、码头、养殖。主要评估重金属的污染现状, 区域快速产业化导致的土壤及沉积物中重金属污染及生物的潜在生态风险。采用内梅罗指数法、Hakanson 潜在生态危害系数法对重金属的潜在生态风险进行评价。结果表明, 洞头列岛不同土地类型的土壤重金属含量均超过浙江省土壤背景值, 其中, Cr、Mn、Co 超标率为100%, Zn 超标率为84%。多数监测点土壤重金属含量的内梅罗综合指数处于清洁水平, 但养殖类型中的As、Co, 围涂类型中的As、Pb, 农田类型中的Pb、Cr 属于尚清洁等级, 围涂中的Co 元素属于轻度污染等级; 综合潜在生态风险指数(RI)均显著低于轻微生态危害水平, 五种土地类型土壤质量的RI 大小顺序为: 养殖>围涂>码头>森林>农田, Pb、As 是主要的重金属生态风险种类。重金属元素之间的相关性分析表明, 围涂与码头土壤中重金属元素之间的相关性明显高于其他三种类型。围涂类型土壤中As 与Co、Cu 元素呈极显著正相关, Pb 与Zn 呈极显著正相关; 码头类型中的Cu 与Co 呈极显著正相关, As、Pb 与Zn 呈极显著正相关。Cu 与As 在码头、养殖、围涂类型中的含量较高。五种土地类型中除农田和养殖用地的某些重金属来源于成土母质, 其他各重金属来源主要是人为活动影响, 如: 交通运输、城市排污、三废排放以及汽车尾气等。因此, 应该把由人类活动导致的有毒重金属的污染控制作为首要任务, 制定相应的政策和法规。     

河套灌区不同土地利用方式下土壤有机碳的差异

为了分析河套永济灌域土壤有机碳(TOC)的空间分布及对不同土地利用方式的响应,测定了灌区3种主要土地利用方式下0~100 cm土壤剖面TOC的含量,对比分析不同土地利用方式下土壤TOC含量的差异性。结果表明:土壤TOC含量在0.17%~1.28%,平均为0.66%,在0~100 cm剖面上差异显著,且随土壤深度增加含量降低;在水平方向上,TOC分布差异性较小,总体呈现由南向北微弱递增的趋势;土壤TOC含量的变化因不同土地利用类型的不同而存在差异,含量大小顺序为林地农田荒地;施肥对土壤TOC含量的影响主要发生在0~40及60~80 cm土层中,且施肥土壤TOC含量在垂直剖面含量变化显著。本研究中,灌区土壤TOC含量在垂直分布上差异较为明显,且对不同土地利用方式的相应不同,其中以施肥土壤TOC含量最高。     

北方农牧交错带土地利用类型对土壤养分分布的影响

对北方农牧交错带多伦县5种土地利用类型进行118个土壤样点分析表明,农田土壤养分含量最低,草地含量处中等,林地含量最高.分别对4种不同土地利用类型在4种＞15.坡的小流域进行布点采样,研究不同土地利用结构对土壤有机质、速效磷、速效氮和全氮的影响.结果表明,在垂直方向上,由坡底到坡中到坡顶,对应的耕地-草地-林地土壤养分要比对应草地-林地-耕地这一土地利用类型中土壤营养元素含量高出1倍左右,说明此种土地利用类型具有较好的土壤养分保持能力,从而优化出最适合当地的土地利用类型,为改善生态环境、提高当地经济效益提供科学依据.