摘要:天山荒漠景观内的蒸发地球化学垒可分为碳酸盐蒸发垒、石膏蒸发垒和易溶盐蒸发垒.这些蒸发垒沿天山山脉呈带状分布,自天山山脉至两侧盆地依次分布碳酸盐蒸发垒、石膏蒸发垒和易溶盐蒸发垒.土壤中碳酸盐的积聚导致Mn、Ti、Fe、V、Sc、Cu、Co和B等元素含量的降低.石膏的富集常伴随着土壤中B和Sr含量的增加.随易溶盐的大量积累,元素B的聚集非常明显,而Mn、Fe、Ti、V、K、Ba、Li、F和Zn等元素含量则明显降低.蒸发地球化学垒对元素的生物有效性也有较明显的影响.碳酸盐的积累明显减低了Fe、Cu、B等元素的生物有效性,F元素在碳酸盐蒸发垒内CO₃^2-和HCO₃^-含量较高的土壤中生物有效性较高.在易溶盐蒸发垒内元素B有较强的生物有效性.

摘要:多样性指数、多度分布模型等统计手段长时间以来在生态学领域被用于分析不同生态体的发生规律.本研究中将类似手段用于地形多样性(作为地多样性的研究案例)分析中,讨论基于海南岛土壤—地形体数字化数据库(SOTER),通过对不同成土母质上地形类别的丰富度指数(S)、多样性指数(Shannon指数H')和均匀度指数(Pielou E)的计算,不同成土母质上地形类别多度分布模型的建立与应用,进而在地理信息系统环境中实现海南岛不同成土母质的地形多样性分析的数字化表达.

摘要:基于风洞实验数据,对砂质壤土与壤质砂土短期吹蚀的粒度分形结构及其分维变化进行了探讨.结果表明:(1)在砂质壤土与壤质砂土的不同吹蚀时段,各自床面的粒度组成是具有分形结构特征的,在风洞里不同风速与时间下的吹蚀并未改变两种土壤所具有的分形结构,改变的只是分形结构的定量描述参数分维;(2)无论是在初始状态还是在一定的风速和时间下,砂质壤土的分维都小于壤质砂土的分维;(3)两种不同质地的土壤在不同的吹蚀时段床面粒度分维与<005mm的颗粒(即粉粘粒)含量之间都存在着显著的正相关性;(4)两种土壤在吹蚀的过程中由于土壤性状的差异,其床面粒度分维会随时间和风速的不同而出现相异的变化过程.

摘要:以江西兴国潋水河流域为研究区,设计了流域—子流域—水文响应单元的空间离散方案和实现步骤.在遥感、GIS技术支持下,应用了基于栅格的数字高程模型(DEM)的流域水文建模方法,进行了流域河网的自动生成,子流域的自动划分以及流域边界生成研究,根据流域地形特征将整个流域分割成多个子流域.在分割出的每个子流域内部,通过数字土壤图和土地利用图的叠加统计分析生成单一土地利用类型和土壤类型组合的水文响应单元,将研究区离散成为62个子流域,399个水文响应单元,实现了分布式流域建模的空间离散化,在这个过程中,研究解决了平坦区河网精确生成和流域边界的误差改正等技术难题.

摘要:土壤盐渍化是辽河三角洲可持续发展面临的主要环境问题之一.本研究在野外考察、GPS定点和土壤采样分析的基础上,给出了土壤盐渍化的程度和分布范围,并对不同土地利用方式下盐渍化特征进行了分析.最后利用对应分析方法,选择了两组不同的特征变量对土壤盐渍化状况进行探讨.

摘要:岩溶山地石漠化是一种与脆弱生态地质背景和人类活动相关联的土地退化过程.本文以重庆市典型岩溶山地为例,探讨了岩溶生态系统土地利用方式与土壤机械组成、土壤水稳性团聚体、土壤有机质、土壤种子库、植被类型的关系.结果表明,经开垦利用后,岩溶环境土壤表层砂化现象更加明显.土地利用强度越大,对土壤团粒结构的破坏也越大,林地、灌草坡对水分的保持能力强,土地利用强度较大的土壤保水能力相对较弱,土壤有机质受土地利用强度的明显影响.土地利用强度越大,木本植物种子越少,草本植物种子越多,且以农田杂草为主.土地利用方式的变化(如陡坡开垦)是对次生植被及其种子库的主要威胁.

摘要:在相关研究成果基础上,从理论、技术方法、模型和案例应用等方面对区域生态安全进行系统研究.主要工作包括:(1)建立区域生态安全评价理论框架,在理论上具有探索意义,在实践中可为生态安全评价提供理论依据和作为生态环境管理的方法论基础;(2)通过模型技术与遥感技术等的结合应用,实现多特征类型因子信息提取和实现区域生态安全从像元级微观评价数值到小流域级中观评价结果的转化;(3)通过GIS技术对评价结果的等级表征进行制图实现,客观表达了评价结果的空间特性,确保了本研究成果的实用性.

摘要:应用经典统计分析和地统计学的方法,研究了科尔沁沙地旱作农田300m×90m尺度下0～10cm土层土壤理化性状的沙漠化演变及其空间变异性特征.结果表明,表层土壤的粗粒化、持水性能和孔隙分布的恶化、以及土壤养分的贫瘠化演变表征了农田沙漠化的发生和发展.在农田沙漠化演变中,土壤性状的变异增大,变异系数在5.9%～50.7%,其空间分布在研究的尺度上有明显的规律性,存在明显的空间异质性和格局.变异函数很好地反映了沙漠化演变的趋势、程度和尺度.在研究区域,沙漠化发生发展的尺度在南北两个方向从农田边缘到农田中部约100m处.土壤性状之间及其各因子的空间异质性有密切的关系.沙漠化对土壤有机碳和氮磷养分影响显著,对pH影响相对较小.

摘要:土壤水力性质是研究非饱和带中水分和溶质运移的重要参数,可以用孔隙网络模型进行预测.通常采用的网络模型中的参数是任意指定的,无法真实反映土壤孔隙空间的形态特征.本文采用了一种基于孔隙形态学的网络模型来预测土壤的水力性质,即通过图像分析来直接测定孔隙的大小分布及其连通性,并将其结合到网络模型中,最大程度地再现了三维的土壤孔隙结构.本文根据河南封丘地区采集的砂壤土样本图像分析结果,采用形态学网络模型预测了其水力性质,同时也进一步评价了这种模型的优缺点及其应用前景.

摘要:由于土壤特性的时空变异性,对土壤含水量、温度、热特性以及其它物理参数的动态监测是土壤学研究的重要课题.本文以热脉冲技术和时域反射技术的理论为基础,介绍了利用热脉冲技术时域反射技术(Thermo-TDR)连续定位测定土壤含水量、电导率、温度和热特性的原理,并利用土壤热特性与容重和含水量的关系,导出了土壤容重、饱和度和通气孔度的计算公式.

摘要:通过盆栽试验,研究了不同管理调控措施包括施肥、灌溉、应用化学改良剂对盐渍土壤盐分分布和作物体内盐分离子吸收和分布的作用机制.结果表明,施用化学肥料可增大土壤电导率;灌水量增加可降低土壤电导率;施用改良剂CaSO₄早期可引起土壤表层电导率升高,但到作物生长中、后期已与不施改良剂的相近.施肥、灌溉改善了作物生长条件,提高了作物的抗盐害能力.灌溉总量375mm、三天一次的灌溉方式在降低土体盐分浓度、抑制土壤碱化方面优于两天一次的灌溉方式.大麦具有将Na⁺截留在茎中,从而减少Na⁺对叶片伤害的功能.大麦茎和叶中的Cl-含量都高于K⁺和Na⁺含量,显示较多的Cl^-通过根部向地上部运输.在增加植株中K⁺含量、降低Na+含量,减轻植株盐分离子胁迫方面改良剂表现出良好的调控效果.

摘要:研究了等浓度的不同有机酸、有机盐、人工螯合剂和不同浓度HNO₃溶液对复合污染土壤中Cu、Zn、Pb的浸提性及其潜在释放性.结果表明:四种有机酸对铜的释放顺序为:柠檬酸>草酸>酒石酸>苹果酸,对锌的释放顺序为:柠檬酸>苹果酸>草酸>酒石酸,对铅的释放顺序为:柠檬酸>酒石酸>苹果酸>草酸;有机盐对这些金属的释放顺序较为一致:EDTA>柠檬酸钠>草酸钠>酒石酸钾钠(铅为酒石酸钾钠>草酸钠).对这三种金属来说,铜是最易释放的元素,锌次之,铅最差.从释放特征来看,各种有机化合物对不同的金属表现不尽相同,人工螯合剂EDTA、柠檬酸钠、有机酸对铜,EDTA、酒石酸钾钠对铅,1molL^-1HNO₃和0.1molL^-1HNO₃对铜、锌、铅等的释放速率较快;草酸钠对铜、锌,草酸对铅,0.01molL^-1HNO₃对铜、锌、铅等的释放速率较慢,其它释放剂的释放速率介于两者之间.

摘要:利用自行设计的生物反应器进行多环芳烃菲污染土壤的生物修复研究.在控制土壤水分、养分的情况下,设6个通气处理,分析测定各处理的土壤菲降解率、微生物量、多酚氧化酶以及土壤酸度的动态变化.为期60天的试验结果表明,通气量为0.08m³h^-1时,菲的降解率最高,达72.6%;与对照相比,微生物量最多,其中细菌、真菌都显著高于对照;多酚氧化酶活性也最高.通气量为0.08m³h^-1处理还可以控制土壤中酸度的变化,保持土壤中pH的稳定,从而更快地降解污染土壤中的菲.较高的菲降解率与通气改变土壤条件有关.在本实验的条件下,反应器中土壤细菌、真菌数量增加,多酚氧化酶活性提高,土壤保持稳定的pH值是土壤中菲降解率提高的主要原因.因而,改进的反应器具有较高的降解效果.本研究还表明,利用生物反应器能够快速、高效地消除土壤中的有机污染物,实现有机污染土壤的离位生物修复.

摘要:用N同位素分析方法并结合调查区域土地利用类型的分析,对杭州市城区21口水井取样分析以确定杭州城市地下水的水质结果显示:本地区地下水硝酸盐污染严重,杭州城市地下水水质属于Ⅲ类水标准,不宜饮用.有405%样品的NO³-N含量超过了世界卫生组织的标准(N10mg L^-1).我们发现不同的土地利用区有不同的NO³-N水平(N004～3441mg L^-1).同时我们引进N同位素方法以辨明NO³-N污染源:居住区地下水δ¹⁵N-NO³值为104‰～220‰,农业区δ15N-NO³值的为175‰～195‰.生活污水是城市浅层地下水的主要NO³-N污染源.在居住区还存在点源污染,如化粪池;种植蔬菜施用的有机肥则是农业区的NO³-N污染源.

摘要:对具有水解性质的铝、锰离子对交换吸附研究的结果是,两种离子既表现了离子交换的一般化学行为,又有明显的非等当量交换和非电性吸附的特征;非等当量交换和非电性吸附受制于固相的表面性质、离子对的相对交换能力和离子的加入量;对非电性吸附的有关参数k、K、1/n、r和ΔF进行了表述;根据铝离子交换锰离子的ΔF,从热力学论证了红壤对铝离子的吸附是自发和不可逆的并趋向稳态的自然过程.

摘要:应用微气象学方法研究太湖地区水稻三个不同施肥期施用尿素后的氨挥发损失,并对其影响因素(气候、田面水中NH₄⁺-N浓度和作物覆盖等)的作用进行了分析研究.结果表明,水稻施用尿素后的氨挥发损失为各时期施氮量的186%～387%,其中以分蘖肥时期损失最大,其次为基肥,穗肥氨挥发损失最小.氨挥发损失主要时期是在施肥后7d内.在水稻不同生长期,各因素对氨挥发的影响能力大小并不一样,三个施肥期的氨挥发损失通量与施肥后田面水中铵态氮浓度呈显著正相关.

摘要:土连续两年小麦—玉米轮作条件下,播前一次施氮量130～520kg hm^-2a^-1时,氮肥用量对硝态氮在土体中的移动深度没有影响,但土壤剖面中残留的硝态氮量随施氮量增加显著增加.播前一次施用氮肥,差减法计算的肥料氮表观回收率(作物携出量和土壤硝态氮的残留量)为62%～827%;就作物而言小麦的携出率高于玉米,在玉米生长季节有更多的硝态氮可能被淋移至土壤剖面的下层.小麦—玉米轮作一年,不同的施氮时间对肥料氮的表观回收率以及硝态氮在土壤剖面中的分布、累计没有明显影响.土区合适的氮肥用量是控制硝态氮向深层移动的主要措施.

摘要:本试验于2002年在太湖地区渗育性水稻土上进行,研究不同施磷水平下(P0、30、70、150和300kg hm^-2)麦稻轮作中土壤径流磷的损失.研究结果表明:在麦稻轮作期间,除最高施磷处理P300kg hm^-2的径流磷损失达到P075kg hm^-2外,其余各施肥处理与对照无显著差异.虽然径流损失的磷最多也不足施磷量的01%;但径流中溶解磷浓度均已超过水体富营养化磷浓度的阈值(002mg L^-1),故农田径流携带的磷长期进入水体也会加重水体富营养化.径流携带的磷以产生第一次径流时为最多;径流磷中以颗粒磷为主占总磷的60%以上;溶解磷则在40%以下,而溶解磷中以有机磷为主,除P300kg hm^-2处理外,其余处理的径流中溶解有机磷占总溶解磷的520%～762%之间.因此,仅测定溶解的无机磷作为溶解磷组分,必将低估径流溶解磷的数量及其贡献;施肥未增加当季径流中溶解有机磷的浓度.

摘要:在国家紫色土肥力与肥料效益监测基地上,研究了钾肥对冬小麦根系营养生态的影响.结果显示:在N、NP基础上增施钾肥明显提高冬小麦根系钾素含量,增大根表面积,提高根系活力和根干物重,促进根系生长,增加深土层(40～100cm)根系的生态分布,改善根冠比.根系活力、深层根量、根长、根表面积和根干物重等与冬小麦籽粒产量显著相关,达到显著或极显著水平(相关系数r分别为0.926^**、0.865、0.846、0.893^**、0.996^**,r_0.01=0874,r_0.05=0754),由此可见,钾素营养对冬小麦根系营养生态的改善有利于小麦籽粒产量的提高.

摘要:研究了酵母膏、葡萄糖、蛋白胨、土壤浸液及Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Mn²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Li+、Cu+、Cu²⁺、Ba²⁺、Ni²⁺等13种金属离子对甲基对硫磷降解菌DLLE4降解对硝基苯酚的影响.结果表明:适量添加酵母膏、葡萄糖和蛋白胨都能有效提高菌株对对硝基苯酚的降解,土壤浸液没有影响;金属离子中,除Li⁺和01mmolL^-1Fe³⁺外均对DLLE4降解对硝基苯酚的性状有一定的影响,其中Ca²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺影响不大,Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Ba²⁺、Zn²⁺高浓度时影响较大,Co²⁺、Cu²⁺、Cu⁺、Ni²⁺对DLL-E4降解对硝基苯酚有较大的影响.

摘要:土壤有机碳库(Soilorganic carbon pool)是陆地碳库的主要组成部分,在陆地碳循环研究中有着重要的作用.据估计,全球大约有1500Gt碳是以有机质形态存在于土壤中^[1],因此,土壤有机碳库量的微小变化,都会对大气温室气体浓度及全球气候产生相当大的影响.另一方面,土壤有机碳含量与土壤质量和农业生产力密切相关,不合理的农业管理措施和土地利用方式必然对土壤质量和农业可持续发展产生不利影响,破坏土壤的理化及生物学性状,破坏土壤与大气CO₂之间的动态平衡.

摘要:三峡库区农业经济处于半封闭、落后的状态,过度垦殖、单一经营,已导致生态环境方面的巨大破坏,水土流失严重,在三峡工程兴建和移民过程中,因地制宜,全面规划,发展养殖业和经济作物,重建淹没的柑橘带,建立多种经营的生态农业体系和高经济价值的特色产品将是发挥三峡工程综合效益的有效举措^[1].三峡库区农业生态与环境监测是国务院三峡委员会对三峡工程建设环境影响研究的一个子系统,主要研究三峡库区建库对农业生态环境质量影响程度.区域土壤环境质量好坏直接影响到各种农副产品的质量^[2].本文对三峡库区紫色土、水稻土和黄壤三种主要土壤类型的重金属含量进行了分析、比较研究,为区域农业规划提供科学的土壤质量基础数据.

摘要:量热法对吸附热的测定可直接了解多种反应的特性变化情况.用专门的微量热计已测定了某些摩尔反应焓^[1],土壤胶体在吸附重金属离子时的能量变化^[2],生化反应的米氏常数,反应速率常数,并可对酶-底物过渡态结构进行论证^[1].用热电偶方法可测定钠蒙脱,钙蒙脱的悬浮液对尿素、苯酚、乙酸根阴离子等有机物的吸附热效应,并通过吸附等温线和吸附热曲线之间的关系,推断出可能的吸附机理^[13].利用恒温套量热器测定了B(OH)₄^-与多羟基化合物的反应焓^[4].新近采用过的双温度计法,是一种类似氧弹计在绝热条件下测定体系温度变化的方法^[5].

摘要:土壤中的腐殖物质大多数是同无机成分相结合以复合体形式存在,大部分不溶于水.为了研究腐殖物质的本质和特征,需要将腐殖物质同无机成分分离开来.目前最常用的提取剂是NaOH和Na₄P₂O₇或其混合液.含强碱的提取剂虽具有提取效率高等优点,但也存在提取过程中腐殖物质被氧化变性^[1],以及一部分胡敏酸因被分解而造成低分子化^[2]的现象.山本等^[3]发现利用NaOH提取的腐殖物质在加热至沸腾后胡敏酸量减少,黑色化程度(E600)上升.非离子性有机溶剂二甲基亚砜(DMSO)在酸性条件下可溶解很多种天然高分子有机物质.土壤中的腐殖物质也能被溶解.

摘要:土壤质量是土壤特性的综合反映,也是揭示土壤条件动态的最敏感的指标^[1],因而能体现自然因素及人类活动对土壤的影响.研究人类活动影响下的土壤质量变化,不仅可以为探讨土壤环境的变化趋势提供一种理论方法,而且可以阐明人类活动对土壤环境的影响方向.因而,土壤质量一直是土壤学领域中的研究热点.地统计学能够对研究对象的空间格局进行检验、模拟和估计.空间局部内插法提供了最小方差的无偏估计,在生态学中得到了广泛的应用^[2].考虑到土壤属性空间上的渐变性与一定范围内属性信息的空间相关性,因而地统计学的方法用于研究土壤的时空变异特征,是最为有效的方法之一^[3,4].

摘要:甲磺隆是国内外现阶段广泛使用的一种新型除草剂,用量少、生物活性高、对人畜低毒等是它的显著特点.已有研究者就该种除草剂在正常用量下对土壤呼吸作用^[1]、硝化作用^[2]、土壤酶活性^[3]、土壤微生物生物量^[4]等进行了研究.相比较而言,甲磺隆除草剂污染区土壤微生物多样性变化的研究鲜见报道.BIOLOG碳素利用法是一种较为先进的研究不同环境下的土壤微生物群落结构和多样性的方法^[5].该方法已广泛应用于鉴定和分析不同体系中的土壤微生物群落结构^[5]、同一土壤不同作物栽培条件下的微生物群落结构^[6]、重金属污染土壤微生物群落结构分析^[7]等方面.

摘要:土壤微生物与土壤自净作用密切相关,它直接参与土壤动植物残体、外来有机物质和其它有毒有害有机化合物的降解过程.然而,这些有机物质的存在也同样会影响土壤微生物的活性及其多样性^[1].土壤生物学性质能敏感地反映出土壤质量和健康的变化,是土壤质量评价不可缺少的指标^[2].土壤生物极易受土壤环境因子的影响,如土壤水分、温度的季节变化、作物根茬和根际产物(如根分泌物、粘胶物质、脱落细胞等)以及有机无机肥料的施用均会对土壤生物产生较大的影响.

摘要:红壤是我国最重要的热带亚热带土壤资源,主要分布于长江以南各省,东起东南沿海,西达云南高原,对全国农业生产与开发利用极为重要,南部的赤红壤和砖红壤地区是我国特种经济作物橡胶等的生产基地.因此,研究红壤的土壤退化机理、提高红壤的肥力,并进一步研究红壤的物质循环,不但有很高的科学价值,并且有重要的实用意义.两书主编人赵其国院士是我国著名的土壤地理学家.他从50年代中期起就致力于红壤研究,1957年和1958年,我与他一起参加中国科学院云南热带生物资源综合考察队,曾向他学习了许多土壤学知识.