摘要:基于分形理论,对中国土壤空间分布的分形性质进行了定量研究,所得结论为:(1)中国土壤空间分形结构特征客观存在,南方水稻土、黄刚土等53类土壤斑块的周长-面积关系客观存在;(2)中国各土壤类型中,寒漠土分维最大,为1.952,灰漠土分维最小,为1.158;寒漠土斑块镶嵌结构最复杂,灰漠土斑块镶嵌结构最简单;(3)随着我国土壤类型从华南→东北→西北的变化,土壤类型空间分布的分维总体增大;在青藏高原区,各土壤分维出现垂直与水平的复合分布,随着地势自东南向西北的逐渐升高,土壤分维总体变大;(4)中国各土壤类型中,寒漠土稳定性指数值最大,为0.4524,其斑块镶嵌结构稳定性最高,灰褐土斑块镶嵌结构稳定性最低,稳定性指数值为0.0013;(5)随着我国土壤类型由南向东北的变化,各土壤类型斑块镶嵌结构的稳定性指数总体变小;在青藏高原区,由东南向西北,各土壤类型斑块镶嵌结构的稳定性指数总体变大;(6)就中国土壤类型的空间分布而言,中国土壤类型斑块空间分布的几何属性对其分维大小可能有直接的影响。

摘要:土壤系统分类的检索系统是以定量化特征为主,描述土壤的知识体系,具有严格的逻辑一致性和完整性,是建立土壤信息元数据模型的重要基础。XML是先进的网络语言标准,采用可扩展的标记,能够描述各种数据结构,是网络信息共享的重要工具。本研究分析了目前土壤信息共享中存在的问题,提出了以中国土壤系统分类检索系统为主体,参照中国土壤分类与代码的国家标准和ISO地理信息元数据标准,采用XML为描述语言,建立的土壤信息元数据模型,为实现土壤信息共享提供解决方案。

摘要:应用RS和GIS技术,基于1984年1、995年2、000年和2003年等四个时期的TM卫星遥感空间数据,采用多时相连续对比法分析了南京市过去20年来城市化与城镇扩展过程;同时,以南京市土壤图、全国第二次土壤普查数据为基础,并结合补充调查和采样分析数据,对南京市城镇扩展过程中土壤资源动态变化进行了研究。结果表明:过去20年南京市城市化发展速度较快,2003年全市城镇建成区面积较1984年增长近1倍;由于城镇规模的快速扩展,全市土壤资源总面积缩减7.4%,且城镇周边地区农业基础设施好、生产力水平较高的土壤资源缩减比例较大,对区域农业生产和粮食安全产生了不容忽视的影响。

摘要:研究在水蚀风蚀交错带的强烈侵蚀中心陕北神木县六道沟流域进行。在一个自然完整坡面上网格布点,采用双环定水头入渗法研究了坡面土壤的入渗特性,在应用传统统计学方法的基础上,将分形理论和地统计学方法结合起来对坡面土壤入渗特性的空间变异进行了研究。获得以下结论:(1)稳定入渗率、平均入渗率和前30min累积入渗量等三个参数的变异系数分别为0.48、0.36与0.40,在坡面上的变异程度属于中等变异性;(2)三个参数的分维值D分别为1.88、1.92与1.85,样本之间土壤特性值的差异较小,短距离的变异影响占主导地位;(3)研究的土壤在一定的空间范围内具有分形特征。稳定入渗率、平均入渗率与前30min累积入渗量的自相关范围分别为20~120m、20~140m与40~100m。

摘要:以田间试验为基础,对所建立的简化土壤水氮联合运移模型进行了验证。将条件模拟方法所得到的表层土壤饱和导水率(K_s)的随机场与该联合模型相结合,随机地模拟了冬小麦地1999年3月15日至6月10日这一时段的硝酸盐淋失情况。在总来水量为353.8mm、施N量为86.25kghm^-2的情况下,2m土体硝酸盐淋失量最小值为N15.04kghm^-2,最大值为N26.04kghm^-2,分别占此段施肥量的17.4%和30.2%。以传统方法(K_s平均值)所得到硝酸盐淋失量作为对照,发现硝酸盐淋失量超过该值且概率大于70%的面积约占到田块总面积的20%左右。说明由于田间空间变异的作用,造成了硝酸盐淋失的巨大差异,故不能用传统的方法来代替,因为这样做就掩盖了地下水可能造成硝酸盐污染的风险性。

摘要:主要研究了黄淮海地区7个县的典型农业土壤中六六六(HCH)和滴滴涕(DDT)在每个县的空间分布特征,及其在4个土壤剖面的垂直分布模式。空间分布图表明,HCH_S(HCH_S=α-HCH+β-HCH+γ-HCH+δ-HCH)和DDX_S(DDX_S=4,4'-DDE+4,4'-DDD+2,4'-DDT+4,4'-DDT)各浓度在每个县的分布基本上是随机的,DDT的变异性大于HCH。DDX_S浓度超过国家规定的土壤环境质量一级标准(50μgkg^-1)的区域集中在禹城县的东部。该研究同时表明在制定具体的土壤有机氯农药管理措施前研究它们的空间变异性的必要性。HCHs在剖面30cm以下的含量水平与表层相似,其异构体中以β-HCH的含量最高;而DDX_S则主要集中在土表0~30cm,大于30cm深度其值显著降低或低于检测限。结果表明在官方禁用20多年后,HCH和DDT在黄淮海地区0~100cm土壤剖面的含量在绝大部分地点已经降至安全水平。

摘要:种植作物条件下水盐在土壤中的转化和运移构成了一个非常复杂的物理-化学-生物系统。研究种植作物条件下土壤水盐运移的动态规律和运行特征,建立水盐运移的数学模型对于指导盐渍土的灌溉管理及劣质水利用、土壤盐渍化与持续农业和生态环境之间的相互作用及土壤盐渍化预测等方面具有重要的意义。本研究首先提出了自主开发的土壤水盐运移的数学模型SWSTM(Soil Waterand Salt Transport Model),然后对冬小麦种植条件下土壤水盐的运动规律和特征进行了数值模拟,最后对不同地下水位和不同气象条件下的土壤水盐运移规律进行了数值预测,以期从土壤水盐运动的规律出发,提出一种应用数值模拟方法来预报土壤水盐动态的途径,同时为种植作物条件下田间大面积土壤水盐动态预测预报提供参考。

摘要:采用等温静态平衡吸附实验确定了重金属铜离子在3种不同质地土壤(砂质壤土,粉砂质粘土,壤质砂土)中的阻滞因子R,然后,结合混合置换实验中测定的铜离子和示踪剂离子的出流动态,采用了确定性平衡对流-弥散方程和确定性非平衡两区对流-弥散方程计算阻滞因子R。结果表明,Langmuir等温线形吸附方程可以准确描述铜离子的吸附特性;确定性平衡模型计算的R值与实测值接近;采用混合置换实验结合对流-弥散方程计算阻滞因子的方法耗时较长,精度不高。

摘要:通过对香港地区53个土壤样品多环芳烃(PAHs)含量的分析,并利用GIS空间数据管理功能,揭示了香港土壤中PAHs的含量和空间分布特征,同时,运用比值法定性地判断了土壤中PAHs的来源。研究结果表明:香港土壤中可以检测出16种美国环保署规定的优控PAHs中的15种(二苯并(a,h)蒽未被检测到),郊野土壤中PAHs的平均含量为34.2±16.0μgkg^-1,而城区土壤中PAHs的平均含量为169±123μgkg^-1,港岛动植物公园土壤中的苯并(a)芘的含量最高达到了47.2μgkg^-1。在PAHs的来源上,前者的PAHs可能主要来自山火焚烧,而后者可能主要与城区的汽车尾气排放有密切的联系。

摘要:采用聚类分析、方差分析和多重比较等统计方法,结合空间分异分析研究了天津表土中多环芳烃(PAHs)含量的多元和空间分布特征。结果表明,可根据样点PAHs含量和空间分布特征将天津地区划分为三个含量有显著差异且连续分布的区域,即南北低值区、市中心近郊次高值区和塘沽汉沽高值区。三区除PAHs含量有显著差别外,16种PAHs化合物的谱分布也有显著不同。根据不同化合物的含量关系及天津地区燃料消耗资料可以判定,南北低值区土壤中PAHs基本来自燃煤排放,而两个高值区污染来源复杂,除燃煤仍是主要来源外,其他重要来源还包括燃油和其他工业活动。

摘要:利用Williams的模型估计中国地区土壤氮氧化物(NO_X,包括NO和NO₂)的排放,并运用中尺度气象模式MM5以及光化学模式Calgrid模拟不同季节和不同人为源情况下土壤NO_X排放对中国地区光化学的影响。模拟结果表明,中国地区土壤NO_X排放总量为225.8GgN,是人为源的7%,这一比例在夏季将达到23.4%;排放量有明显季节变化和空间变化。土壤源不仅使NO_X、O₃、HNO₃和过氧乙酰硝酸酯(Peroxyacetyl Nitrate,PAN)的全国平均浓度增加,还显著改变了污染物的空间分布。4种污染物全国平均浓度的最大增量分别为2.37、26.08、9.79和0.43μgm^-3,增量在夏季明显高于其他季节,在各地区的增减随排放源、气象条件和光化学特性的不同而不同。随着人为NO_X排放的增加,土壤源在光化学中的作用会更加显著。土壤NO_X排放在对流层光化学过程中的作用不容忽视。

摘要:以一东北黑土典型漫岗坡耕地为研究对象,通过测定不同地形部位(坡顶、坡肩、坡背、坡脚和坡足)部分土壤属性和δ¹³C值,探索土壤侵蚀和沉积对土壤有机碳(SOC)动态的影响。结果表明:表层土壤δ¹³C值与地形坡度、土壤粘粒含量、土壤含水量、pH值都显著相关。δ¹³C在土壤剖面中随深度变化,能够反映作物残体输入和土壤累积特征,有助于鉴定原始埋藏土壤表层。侵蚀部位土壤δ¹³C值与SOC含量线性拟合的倾斜角β与地形坡度成正相关,与粘粒含量成负相关,是反映SOC周转的一个良好指标。坡肩和坡背C₃-C显著低于坡顶(对照点),C₄-C含量无显著性差异,说明不同侵蚀程度的地形部位SOC含量差异主要是由C₃-C引起;坡脚和坡足C₄-C显著低于坡肩和坡背,说明沉积区新碳损失更大。

摘要:在建立6a的稻麦轮作田间小区试验中,研究了2001年稻季至2004年麦季(共6季)蚯蚓活动对土壤微生物量碳(MBC)的影响。本研究设计了秸秆施用方式(混施或表施)×蚯蚓(接种或剔除)以及对照共5个处理,各3个重复。实验结果表明:在该生态系统中,无论采用何种秸秆施用方式,蚯蚓活动均能显著提高土壤MBC(p<0.05)。秸秆的施用会减弱同年内土壤MBC在麦季成熟期高于稻季的趋势,而蚯蚓的作用使该差异变得更显著(p<0.05)。在0~5cm土层中,蚯蚓对MBC的积极作用在秸秆混施时比表施更明显,在5~10cm土层中则相反,而在10~20cm土层中的作用效果基本一致。

摘要:稻麦轮作黄泥土施肥试验始于1980年,共布置不施肥、纯化肥、有机肥(猪粪或菜籽饼)、化肥加有机肥、氮肥加秸秆、氮肥加有机肥加秸秆等14种处理。2003年11月麦季取土壤样品分析结果表明:(1)与无肥处理相比,施磷处理和有机肥处理耕层土壤全磷(TP)含量皆有显著增加,并且表现出向下迁移的迹象,有机肥配施NPK化肥处理土壤磷的迁移可达30cm深度,其余施磷处理均至25cm。(2)大部分施磷处理在表层0~25cm内无机磷(I-P)总量发生显著性变化,Ca₂-P由于其溶解性强可迁移到30cm以下,Al-P、Fe-P、Oc-P(闭蓄态磷)的迁移可达25cm,Ca₈-P至20cm;Ca₁₀-P含量只在有化肥P输入的6个处理的0~15cm耕层土壤中有显著性增加。(3)土壤有机磷(O-P)含量的变化小于无机磷的变化,只有无机磷配施有机肥的3个处理和仅施PK化肥的处理,其耕层土壤有机磷发生显著性增加。

摘要:模拟森林凋落物淋洗液中的草酸/草酸盐浓度范围,设计了不同浓度草酸/草酸盐溶液一次性浸提和多次连续浸提系列实验,其中的草酸(阴离子)载荷量为0~200mmolkg^-1。结果表明,草酸能显著促进暗棕壤A1层(腐殖质层)磷的释放,土壤磷溶出量随草酸溶液浓度升高而线性增加;但对B层土壤磷的释放效应相对较弱,草酸浓度低于5mmolL^-1时B层磷的释放不明显。pH5.16草酸钠溶液比相同浓度的草酸溶液具有更高的解磷效率,在设置二者浓度为0.5~20.0mmol^-1时,前者的解磷量是后者的1.51~2.98倍,推断草酸盐溶液或凋落物淋洗液中草酸(盐)类物质促进暗棕壤磷释放的主要机理在于草酸阴离子(C₂O₄^2-)配位反应。草酸盐对暗棕壤磷的释放效应具有一定累加性,土壤磷释放量主要由草酸阴离子累积载荷量决定,而与其加入方式(多次或一次性)关系不大;当以pH5.16草酸钠溶液加入时,土壤磷释放量Y(mgkg^-1)与草酸阴离子累积载荷量X(mmolkg^-1)间的回归方程为Y=-0.0004X²+0.1766X+0.4253,R²=0.9902。仅以凋落物层溶出的草酸(阴离子)量进行估计,由此增加的A1层土壤磷释放量达2.40kghm^-2a^-1,大约相当于中龄林年吸收磷量的1/3~1/5,因此其实际作用是不可忽视的。

摘要:垄作是沙区旱作农田常用的集水防风耕作技术。本文通过野外试验观测和土壤样品分析,对不同结构的垄作与平作下油菜生长环境进行了研究。结果表明,垄作相对于平作增加了生长季内土壤耕作层水分含量,降低了其波动幅度,改变了土壤水分在垂直剖面上的分布,使湿润锋位于耕作层,有利于油菜对土壤水分的吸收,对缓解干旱对作物生长的胁迫有积极作用。垄作下土壤易蚀性颗粒含量降低,地表粗糙度和垂直风速梯度增大,有效降低了土壤可蚀性和近地表风速,对防治土壤风蚀和保护作物幼苗有重要作用。不同结构的垄作比较,垄高15cm、垄沟比1/12和垄高25cm、垄沟比1/24的两种垄作在油菜生长季内集水效果较优,而垄高25cm、垄沟比1/6的垄作在农田休闲期内防治风蚀效果较好。故结构合理的垄作是沙区旱作农田微观土地利用结构调整的有效措施。

摘要:通过盆栽试验,研究了对盐胁迫具不同抗性水平反应的作物大麦和菠菜,在不同盐分离子种类Na₂CO₃和NaCl₃、个盐分水平(2.0,3.5,5.0gkg^-1)条件下的生长、生理指标变化,揭示其对盐胁迫的不同适应机理。结果表明,随土壤盐浓度的升高,大麦的株高、有效分蘖数、产量和生物量均有所下降,菠菜生长受到的抑制状况更加明显。随土壤盐浓度的升高,大麦叶片丙二醛(MDA)的含量逐渐增加,Na₂CO₃处理的叶片中MDA含量最高。与大麦相比,菠菜在盐胁迫下,更多的Na⁺通过根部向地上部运输,使叶中积累了更多的Na⁺。大麦有较强的阻止盐分离子向叶片运输、维持叶片正常功能的能力。Na₂CO₃更易对植株叶片产生伤害。

摘要:研究了在控制阴极液酸度条件下,施加不同电压对铬污染黄棕壤中铬的电动过程的影响,结果表明增加应用电压显著提高了处理电流和电渗流量,所有电动处理后土柱中土壤pH均在3左右,低pH环境引起土柱中铬的氧化还原和沉淀反应并导致土柱中电压降的不均匀分布。施加20V电压处理获得了较好的铬去除率和较低的能耗,576h后土壤中总铬和六价铬的去除率分别达到41.1%和77.7%。控制阳极池溶液酸度将是一个能够显著提高土壤铬去除的有效方法。

摘要:研究了2种低分子量有机酸邻苯二甲酸和水杨酸在2种代表性可变电荷土壤红壤和砖红壤中的吸附行为。结果表明,可变电荷土壤对有机酸的吸附容量较大,对邻苯二甲酸的吸附亲和力大于对水杨酸的亲和力,在砖红壤中2种有机酸的吸附量大于在红壤中的,这与土壤的游离铁、铝氧化物的含量一致。土壤氧化铁在有机酸吸附中起着重要作用,粘土矿物如高岭石对有机酸的吸附量很小。有机酸的吸附涉及专性吸附和静电吸附2种机制,并以前者为主。当pH小于4.5时,pH的改变对有机酸的吸附影响不大;当pH大于4.5时,有机酸的吸附量随pH的增加而减小。

摘要:通过对土壤呼吸强度和土壤酶活性的测定,研究了新型杀虫剂啶虫脒对旱地土壤生物活性的影响。试验结果表明啶虫脒的施用对土壤呼吸强度和磷酸酶有显著抑制作用,且随施用浓度的增加而抑制作用增强。啶虫脒施用2周后能激活脱氢酶的活性,对过氧化氢酶和脲酶的影响与施用浓度无明显的关系。在施用后前期,啶虫脒对蛋白酶活性没有显著影响,但自第4周后显示出抑制作用。

摘要:为了了解华南主要树种对土壤肥力的影响,分别用土壤化学分析方法、稀释平板法和酶分析法对相似立地条件的杉木林、马尾松林、湿地松林、马占相思林和尾叶桉林的凋落物养分、土壤养分、微生物数量及酶活性进行了研究。结果表明,5种林分中,杉木林的凋落物储量最大,凋落物的养分储量较大,为94.08kghm^-2。5种林地均呈强酸性。杉木林的土壤肥力较高,有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为25.54gkg^-1、0.96gkg^-1、0.37gkg^-11、2.04mgkg^-1、64.42mgkg^-1、1.87mgkg^-1、41.88mgkg^-1,但是土壤微生物数量小;马尾松林、湿地松林凋落物的养分储量小,土壤养分含量较低,土壤肥力低;马占相思林有效地改善了土壤化学性质,凋落物的养分储量在5种林分中最大,达106.2kghm^-2,土壤肥力高,有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为23.42gkg^-1、0.93gkg^-1、1.28gkg^-1、15.29mgkg^-1、69.32mgkg^-1、1.98mgkg^-1、76.88mgkg^-1,微生物数量大,酶活性强;尾叶桉林的土壤有机质、N和P含量低,K含量高,微生物数量小和酶的活性较低,土壤肥力低。

摘要:Bt(Bacillus thuringiensis)杀虫晶体蛋白基因是植物抗虫基因工程中应用最广泛的基因,随着大批转Bt基因作物的商品化,Bt毒素对土壤生态系统的影响已引起了人们的高度关注。本文对转基因植物释放Bt毒素的土壤环境行为与生物效应进行了综述,包括Bt毒素蛋白进入土壤的途径、在土壤中的运动、与土壤颗粒的结合与存留及其对土壤生物和土壤酶的影响。

摘要:西藏地质历史比较年轻,因而土壤的形成也较晚。由于喜马拉雅山造山运动和多次的冰期和间冰期的发生,青藏高原不断加速抬升,气候变干变冷。洪积物、坡积物、冰积物、湖积物和冰水沉积物在气候、生物、物理、化学和人类活动的作用下不断演变,在不同的地型部位形成多种类型的土壤,且具有鲜明的高原特色。耕地是土壤资源的精华,它是在自然土壤的基础上,经过长期的人类耕作、灌溉、施肥等措施逐步演化而成的,由于各地气候、成土母质、成土条件、耕作方式、栽培历史等的不同,耕地的类型、质量、肥力状况差异较大^[1,2]。

摘要:钾是植物生长必需的大量元素,施入土壤中的钾主要通过扩散作用与作物根系接触而被吸收利用,其在土壤中的扩散受水分、温度,质地等多种因素的影响^[1]。研究钾在土壤中的迁移距离和形态变化有助于了解钾的土壤化学行为,从而指导合理施肥。肥料施入土壤后,特别在集中施用时(条施、穴施、带施等)都会在肥料附近造成一个特殊的环境,在这一微域内,肥料养分的浓度数倍或十几倍于整个土体,它必然会引起一系列特殊的物理、化学、物理化学和生物学的反应。这些反应常常对土壤生产力和植物营养会产生很大影响,研究这一区别于整个土体的特殊区域的特殊反应必然有着巨大的理论和实际意义,鲁如坤把这一微域称为肥际微域^[2]。

摘要:土壤饱和导水率(K_s)是土壤重要的物理性质之一,是估计土壤非饱和导水率,计算土壤剖面水通量和排水工程设计的一个重要土壤水力参数^[1]。目前,土壤饱和导水率测定方法较多,如定水头测定法、稳态流法、变水头出流仪法等^[2]。已有的研究成果表明,K_s值受土壤水分特性、质地、土壤结构、土壤中阳离子组成与含量、土温、有机质含量、土地利用方式等众多因素的影响^[3~5]。一般而言,土壤质地越粗,K_s值越大;有良好结构体的土壤的Ks值比无结构体的高;土壤中一价阳离子的存在会减弱土壤的导水性能;K_s值随着土温的升高而增大;有机质含量越高,K_s值越大。

摘要:根据最新的考古发现,中国种植水稻的历史可以追溯到公元前4000多年。据考证,位于长江三角洲的昆山市正仪镇绰墩山古水稻土遗址的地下42~57cm与100~116cm均为古水稻土层,历史耕作时间分别距今约3320a和6280a。硝化细菌在耕作土中的数量及其硝化强度被认为是土壤肥力的指标之一^[1],在土壤氮素循环中起着重要作用。氨氧化细菌在硝化作用过程中将铵氧化为亚硝酸盐,实现亚硝化作用,是硝化过程中必不可少的步骤,同时也是其限速反应^[2]。

摘要:目前,利用有机固体废弃物生产生物有机肥料已成为一门产业^[1]。生物有机肥料具有的优越性是任何一种化肥都不能代替的。因为生物有机肥中的有机质不但可以作为N、P、K等作物营养元素的主要来源,而且还能促使土壤团粒结构形成,提高土壤保水、保肥的能力,进而提高作物的产量^[2]。同时有机堆肥过程中形成的腐殖酸以及一些低分子量有机物质具有重要的生理功能^[3]。目前阻碍有机固体废弃物堆肥进展的一个重要原因就是至今还没有一个权威的评论方法或统一的指标对堆肥腐熟进行评价^[4],从分子微生态学角度对有机堆肥的微生物多样性和堆肥中腐熟微生物研究鲜见报道。

摘要:化能自养氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)能将氨氧化为亚硝酸盐,这一反应是硝化过程中的限速步骤,在污水氨氮脱除中有着重要作用^[1]。氨氧化细菌主要由Nitrosomonas、Nitrosospira、Nitrosolobus、Nitrosovibrio、Nitrosococcus等种属组成,其中Nitrosomonas为主要的和常见的氨氧化细菌^[2]。由于化能自养菌具有生长速率低和生物量低等特点,使得采用常规的筛选和鉴定方法极为耗时和繁琐。