白浆土改良对籽用南瓜产量和土壤物理性质的影响

以白浆土为试材,以普通深松作对照,采用淀积层混拌白浆层机械改良白浆土方法,进行大区试验,研究了白浆土黑土层和白浆层土壤三相、孔隙度、硬度、机械组成等物理性质变化,以期为白浆土改良和籽用南瓜产量提升提供参考依据。结果表明:与普通深松处理相比,改土处理的白浆层土壤固相比值显著降低5.07%,土壤气相比值显著提高173.91%。改土处理的白浆层总孔隙度提高到45.67%,改土处理提高了白浆层土壤通气性能、降低土壤容重,增加土壤库容,降低了白浆层硬度,土壤机械组成发生变化。改土处理白浆层黏粒(<2μm)含量增加了16.27%,砂粒(20~2 000μm)含量减少了18.64%。与深松处理相比,改土处理的白浆层土壤水稳性大团聚体比例(R>0.25)显著增加17.32%,平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)值也有提高,这说明淀积层混拌白浆层可有效增加土壤大团聚体数量,改善土壤结构,增加土壤水稳性团聚体稳定性。与深松处理相比,籽用南瓜增产29.73%,烂瓜率大幅度降低。采用三段式心土混层犁将白浆土淀积层混拌白浆层可有效改善白浆层物理性状,提高籽用南瓜产量及质量,产量增幅29.73%。籽用南瓜产量与白浆层土壤固相比值、土壤容重和土壤砂粒含量呈显著负相关(P<0.05);与土壤总孔隙度、土壤水稳性大团聚体数量(>2、2~0.25 mm)呈显著正相关(P<0.05)。

应用NSGA-Ⅱ-AdaBoost方法结合土壤物理性质对大豆产量预测模型的构建

为准确评估黑土区大豆产量,以大豆不同生长时期(出苗期、结荚期、成熟期)土壤物理性质(土壤坚实度、土壤容重、土壤含水率)为特征变量,使用自适应增强模型评价特征重要性,通过皮尔逊相关系数作进一步筛选,均选择与产量显著相关的特征构建数据集。采用非支配排序遗传算法Ⅱ优化模型的超参数,建立非支配排序遗传算法Ⅱ优化的自适应增强(NSGA-Ⅱ-AdaBoost)方法作为大豆产量预测模型,与11种主流机器学习算法进行对比。结果表明:成熟期土壤物理性质与大豆产量具有更高的相关性,表层和亚表层土壤物理性质对大豆产量影响较大;11种机器学习算法中AdaBoost表现最佳,四种优化算法中NSGA-Ⅱ表现最佳,经NSGA-Ⅱ对AdaBoost的超参数寻优,在五折交叉验证下决定系数为0.809 2、均方根误差为148.061 kg·hm^(-2)、平均绝对值误差为94.868 8 kg·hm^(-2)、平均绝对百分比误差为0.058 3。研究结果可为黑土区大豆产量预测提供理论和方法参考。

黑龙滩水库消落带不同植被恢复模式对土壤物理性质的影响

[目的]探究水库消落带不同植被恢复模式对土壤物理性质的影响,为水库消落带的植被-土壤互馈关系研究与生态重建工作提供科学依据。[方法]以黑龙滩水库消落带自然恢复和人工恢复植被样地为研究对象,采集了不同海拔梯度和土层深度的土壤样品,利用环刀法和干筛法对比分析了土壤容重、总孔隙度、机械稳定性团聚体等物理性质。[结果]人工恢复与自然恢复植被下0—20 cm土层的土壤物理性质差异显著(p<0.05),其中人工恢复植被的土壤容重相较于自然恢复植被低16.97%,而土壤总孔隙度、饱和持水量和含水率相较于自然恢复植被分别增加35.00%,58.45%和117.63%;人工恢复植被下土壤>5 mm机械性团聚体含量显著高于自然恢复植被;多因素方差分析表明,恢复模式与水位高程的交互作用相较于其他交互作用对土壤物理性质的影响更为明显;冗余分析(RDA)和相关性分析表明,恢复模式是黑龙滩水库消落带土壤物理性质空间分异的主控因素。[结论]人工植被恢复能够有效改善土壤物理性质,建议在黑龙滩水库消落带合理开展人工植被恢复,改善土壤质量。

双龙沟废弃矿区修复年限对土壤物理性质和微生物群落结构的影响

【目的】探讨天祝藏族自治县双龙沟矿区废弃矿区不同修复年限土壤物理性质与微生物特性。【方法】采用时空替代法,选择双龙沟不同修复年限(2 a、5 a、10 a)和未修复(CK)废弃矿区为研究对象,分析了不同修复年限土壤物理性质(容重、含水量、机械组成)和土壤微生物(微生物量碳、氮、磷及真菌、细菌、放线菌数量)变化特征。【结果】随着修复年限的延长,表层土壤容重呈减少趋势,并在修复10 a时达到最小,为0.921 g/cm3;土壤含水率随修复年限的延长呈增加的趋势,并在修复10 a时为对照样地的2.4倍;土壤粒径随修复年限的增加整体向细化的方向发展;3大类微生物数量随修复年限的延长均整体呈增加的趋势,其中细菌占微生物总数量的96.74%,而放线菌和真菌仅占0.29%和0.003%,并且放线菌和真菌具有明显的表聚现象;土壤微生物量碳和土壤微生物量磷呈逐渐增加的趋势,并分别在修复2 a和5 a时超过对照样地,最大值分别达到385.562、24.414 mg/kg,而微生物量氮呈先增加后减少的趋势,变化范围为14.295~132.388 mg/kg。【结论】在双龙沟矿区废弃地修复使土壤质量有了显著的提升,加速了矿区生态系统的恢复。

半干旱地区露天矿排土场复垦对土壤物理性质的影响

为研究露天煤矿排土场复垦对土壤物理性质的影响,以内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗黑岱沟露天矿排土场平台为研究对象。针对矿区自然地貌(ZR)、未复垦的排土场(WF)与复垦5年排土场(FK)0—60 cm土层土壤物理性质的差异,运用方差分析、主成分分析等方法研究复垦对排土场土壤物理性质的影响。结果表明,未复垦排土场的土壤容重和砾石含量均显著高于复垦排土场和自然地貌,而土壤含水率、饱和含水率和田间持水量均低于复垦排土场和自然地貌,其中田间持水量显著低于复垦排土场和自然地貌。相关性分析和回归方程拟合分析发现,土壤砾石含量影响土壤容重和持水保水性能。复垦使排土场土壤容重及砾石含量呈降低趋势,而土壤含水率、饱和含水率、田间持水量呈升高趋势;随着土层深度的增加,排土场土壤容重、含水率、饱和含水率呈升高趋势,而田间持水量和砾石含量呈降低趋势。复垦排土场40—60 cm、自然地貌40—60 cm、复垦排土场20—40 cm土层土壤的综合评分分别排第1、2、3位,说明排土场复垦能够在一定程度上改良土壤、优化土壤质地,并在复垦5年情况下对土壤的改良深度可达60 cm。以上研究结果对矿区复垦工作具有一定指导意义。

城市绿地不同林分结构特征对土壤物理性质的影响

科学调整林分结构是解决城市绿地人工林土壤退化的重要途径。研究旨在为城市绿地合理经营提供理论依据。在山西省太原市森林公园中选取油松、榆树和刺槐人工纯林,分别设置20 m×20 m样地并以5 m间距均匀采集土壤样品,基于立木定位和每木检尺计算距土壤采样点不同半径处的林木株数、邻近木平均胸径等林分结构参数,采用Pearson相关和偏最小二乘回归分析法探讨林分结构因子对土壤物理性质的影响。结果表明,不同林分土壤物理性质存在一定差异,榆树林下土壤容重显著低于油松林和刺槐林,而土壤含水量、毛管持水量、毛管孔隙度、饱和持水量高于油松林和刺槐林。林分结构因子与土壤物理性质的相关系数在与立木冠幅均值大小近似的尺度上呈现最大值。通过Pearson相关性分析和偏最小二乘回归分析双重验证得出,榆树林的树高与土壤饱和持水量、毛管持水量、含水量存在极高的正相关性,相较于其他2个树种对改善土壤物理性质表现较优。

泸定地震对土壤物理性质及碳储量的影响

2022年9月5日,四川省甘孜藏族自治州泸定县发生6.8级地震,造成周边区域水土流失加剧,生态状况急剧恶化。本文以此次泸定地震影响产生山体滑坡的林地作为研究对象,以附近未受地震影响且林分结构相近的林地作为对照,分析地震对林地土壤物理性质及碳储量的影响。结果表明,0~5 cm和>5~10 cm土层均表现为滑坡后土壤容重高于未滑坡土壤,碳储量均低于未滑坡土壤。0~5 cm表层土壤毛管持水量、毛管孔隙度均表现为滑坡后大于未滑坡土壤,非毛管孔隙度则相反。综上所述,地震产生的滑坡会对土壤的物理结构产生影响,进而减少土壤的有机碳储量。

林分密度对柠条人工林林下物种多样性及土壤物理性质的影响

【目的】揭示沙区柠条人工林林分密度对林下草本植物群落物种多样性和土壤物理性质的影响,确定柠条林最适林分密度,为其更好地发挥生态服务功能提供参考。【方法】在库布齐沙漠中段鄂尔多斯市达拉特旗造林总场,选择立地条件相同、林龄相近、密度不同的柠条人工林林分为研究对象,选取林分密度为2880~3200株/hm^(2)(Ⅰ)、1800~2000株/hm^(2)(Ⅱ)、1080~1200株/hm^(2)(Ⅲ)、720~800株/hm^(2)(Ⅳ)的林地,以裸沙地为对照(CK),以草本植物群落多样性表征林下物种多样性,记录不同林分中植物的高度、盖度、冠幅等;用五点取样法在各样地取0~20,20~40,40~60,60~80 cm土层土壤,测定其土壤含水量、体积质量、田间持水量和总孔隙度。通过冗余分析探讨植物群落物种多样性与土壤物理性质的相关关系,通过主成分分析对不同密度柠条林进行综合评价。【结果】(1)草本层植物共20种,以菊科植物为主。随林分密度的降低,柠条林林下草本植物群落的Simpson、Shannon-Wiener、Margalef指数呈先增后降趋势,均表现出林分Ⅲ>林分Ⅳ>林分Ⅱ>林分Ⅰ>CK,各林分Peilou均匀度指数与CK无显著差异。(2)柠条人工林的土壤含水量、总孔隙度和田间持水量均以林分Ⅲ最高,分别为5.10%,30.77%,19.16%,土壤体积质量在不同密度林分间无显著差异(P>0.05)。各林分密度土壤含水量在0~40 cm与40~80 cm土层间存在显著差异(P<0.05)。随着土层加深,土壤体积质量呈增加趋势。(3)各密度柠条人工林样地中物种多样性指数与土壤物理性质指标相关性总体较大。(4)不同密度柠条人工林综合评价结果为林分Ⅲ(2.276)>林分Ⅳ(1.261)>林分Ⅱ(0.294)>林分Ⅰ(-0.815)>CK(-3.017)。【结论】1080~1200株/hm^(2)为研究区柠条人工林林下植被与土壤物理性质恢复的适宜密度。

玉米深松机械对土壤物理性质的影响

该文旨在探讨玉米深松机械对土壤物理性质的影响。通过对深松机械处理和对照组土壤样品的采集和分析,发现深松处理明显提高了土壤的孔隙度和通气性,同时降低了土壤的容重和紧实度。此外,深松处理使土壤持水能力和透水性得到显著改善。玉米深松机械处理可以显著改善土壤物理性质,提高土壤肥力和产量,为农业生产提供了一种有效的土壤改良措施。

基于熵权TOPSIS法综合评价不同树种的混交方式对土壤物理性质的影响

为了解乌兰察布市地区常见树种混交造林模式对土壤质量的影响,筛选当地有利于树木长势和土壤改良的树种配置及混交模式,提升当地的生态效益和经济效益。以山杏(Armeniaca sibirica(L.)Lam)、拧条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)和沙棘(Hippophae rhamnoides L.)纯林作为对照,3种苗木两两组合,以行间、行内、块状混交模式种植,对比不同混交林长势并利用熵权TOPSIS法综合评价土壤物理性质差异。山杏与拧条锦鸡儿的块状混交能提高树木成活率,促进株高、地径等生长指标发育,同时能减小土壤容重,增加土壤持水量和孔隙度;熵权TOPSIS法综合评价表明,山杏与拧条锦鸡儿的块状混交在改善土壤物理性质方面优于其他混交林;相关性试验表明土壤容重与最大持水量、最小持水量、毛管持水量和总孔隙间呈极显著负相关。苗木生长势、土壤物理性质以及土壤持水性能间可相互作用,选择合适的苗木配置和栽培技术能有效地改善土壤质量,促进苗木生长。

植物园林下土壤物理性质分析

本试验以深圳仙湖植物园具有代表性的次生林、土沉香林、马占相思纯林和马占相思混交林4种林分为研究对象,设置固定样地采样,分析土壤剖面情况,测定其林下土壤的物理性质,包括土壤容重、孔隙度和水文特性,揭示城市植物园典型森林不同林分土壤物理性质的差异。结果表明,4种林分中,次生林的肥力相对较高,各林分土壤的淀积层相对较厚;次生林和土沉香林的土壤容重较为适宜;次生林的土壤孔隙度较高;次生林的各土层土壤饱和持水率和毛管持水率均较高,其土壤质量较高,林地上植物生长状态可能较佳。综上,次生林各土层土壤的肥力、土壤容重、土壤孔隙度、饱和持水率和毛管持水率均较高,其土壤质量较高,有利于植物生长。研究结果为森林土壤可持续利用提供参考。

冀北山地南麓油松蒙古栎混交林土壤物理性质研究

为明确冀北山地南麓油松蒙古栎混交林土壤物理性质,并探究其水土保持能力,选取油松纯林、蒙古栎纯林、油栎混交林为研究对象,对其土壤物理性质进行差异分析。结果表明:土壤容重均值以油松纯林(1.26 g·cm^(-3))>油栎混交林(1.21 g·cm^(-3))>蒙古栎纯林(1.08 g·cm^(-3));土壤总孔隙度均值以油松纯林(42.39%)<油栎混交林(43.32%)<蒙古栎纯林(51.53%);土壤最大持水率与土壤毛管持水率呈现出相同的大小关系为蒙古栎纯林>油栎混交林>油松纯林;土壤孔隙度随土层深度的增加均呈现出递减的态势,而土壤容重对土层深度的增加体现出递增的变化趋势。

不同干扰强度对栲类次生林土壤物理性质的影响

通过设置BCK处理(不择伐)、GTN处理(择伐乔木总数20%以内小乔木,采伐物全部回归林地,均匀覆盖在地表,下同)、GTT处理(择伐20%~30%)、GTF处理(择伐30%~40%)4个干扰等级,测定分析土壤容重、非毛管孔隙、总孔隙、田间持水量、饱和持水量、土壤机械组成和水稳性团聚体含量等物理性质指标,探讨明溪县夏坊栲类次生林在不同干扰强度下土壤物理性质的变化情况。结果表明:GTN、GTT处理与BCK处理间主要物理性质差异不明显。GTF处理与BCK处理相比,在0~20 cm土层,土壤容重显著增加(P<0.05);非毛管孔隙和毛管孔隙未达显著差异,总孔隙度显著降低(P<0.05);田间持水量和饱和持水量差异均不足1%;土壤机械组成没有受到影响;水稳性团聚体含量增加2.97%,差异未达显著水平。在20~40、40~60 cm土层,同一土层不同处理间土壤物理性质差异更小,趋于弱化。择伐强度在30%范围内,土壤物理性质与不择伐的栲类次生林土壤物理性质间没有明显变化;择伐强度超过30%时,对部分土壤物理性质(0~20 cm土层的土壤容重和总孔隙度)有显著影响。为了促进栲类次生林林木生长和增强其生态功能,适度择伐是可行的。

不同密度油松天然次生林对林下植被组成和土壤物理性质的影响

以山西省关帝山国有林管理局三道川林场4种不同密度油松天然次生林为研究对象,调查分析了其林下植被组成及土壤物理性质随林分密度的变化规律。结果表明,油松天然次生林林下共出现植物32科64属70种。随着林分密度的增大,林下灌木层和草本层物种组成发生变化,物种数量呈现减少趋势;不同土层的土壤容重均呈现增大趋势,土壤最大持水量、毛管持水量呈现减小趋势。综合来看,为改善油松天然次生林林下植被组成及土壤物理性质,可适当降低林分密度。

大型仪器在土壤物理性质分析中的应用与改进

本文探讨了激光粒度分析仪、同步辐射X射线吸收光谱、扫描电子显微镜和红外光谱分析仪等多种大型仪器在土壤物理性质分析中的应用与改进。通过这些仪器技术,研究人员能够获得土壤内部结构、颗粒分布、水分动态和化学成分等多维度的信息,提高了土壤物理性质分析的精度和效率,为土壤物理性质分析提供更强大的工具和手段。

平凉市城郊型小流域不同立地条件下土壤物理性质及其持水特性分析

本次以平凉市城郊型小流域纸坊沟为研究对象,分半阳坡、半阴坡和沟底淤积坝地选取撂荒地、刺槐林地以及核桃、蜜桃、葡萄、杏园地等不同方式利用农用地,研究并分析其土壤物理性质及持水特性。结果显示:土壤容重与高程、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度呈负相关,与土层深度呈正相关;土壤总孔隙度、毛管孔隙度与土层深度呈负相关,与耕作深度呈正相关;土壤持水能力影响大小顺序为土壤容重>总孔隙度>土层厚度>毛管孔隙度>非毛管孔隙度。

晋西黄土区退耕还林22年后林地土壤物理性质的变化

退耕还林林地土壤物理性质的变化,是评价退耕还林措施及其生态效益的重要内容之一。选取晋西黄土区退耕22年后形成的3种典型乔木林分,包括自然恢复的辽东栎林、油松刺槐人工混交林和刺槐人工纯林,并以耕地作为对照,通过外业调查和采样分析,从深度和程度两方面研究了退耕还林对土壤容重、土壤总孔隙度和毛管孔隙度等物理性质的影响,结果表明:(1)就土壤容重而言,自然恢复林80 cm以上土层较耕地有显著变化(P<0.05),平均降低了28.78%,变化程度最大的在10—20 cm土层;人工林较耕地显著变化发生在60 cm以上土层,混交林和纯林分别降低了10.58%和8.34%,变化程度最大的土层为20—40 cm;(2)3种退耕林地土壤总孔隙度在80 cm以上较耕地发生显著增加(P<0.05),增加程度表现为自然恢复林(35.53%)>混交林(15.04%)>纯林(13.68%),20—40 cm土层变化程度最大;(3)土壤毛管孔隙度自然恢复林、混交林和纯林分别达到耕地的1.36,1.13和1.12倍,自然恢复林和人工林显著变化土层分别为80 cm和60 cm以上,变化程度最大的均为40—60 cm处;(4)土壤有机质和粘粒含量对土壤理化性质影响显著。对于土壤容重、总孔隙度和毛管孔隙度的变化,有机质的增加可解释31%以上,而粘粒含量的解释度则达到44%—51%,均为极显著水平(P<0.01)。自然恢复林对于土壤物理性质影响程度和影响土层深度都大于人工林。

渭北黄土高原旱地果园生草对土壤物理性质的影响

【目的】研究旱地果园生草土壤物理性状的变化特征。【方法】在黄土高原旱地苹果园生草区及清耕区设立标准地,在60cm土层内分层取样,测定土壤容重、孔隙度、水稳性团聚体的含量等土壤物理性状,分析果园生草土壤物理性质的变化特征。【结果】生草降低土壤容重,增加孔隙度,提高水稳性团聚体含量,其影响主要集中在0～40cm土层;生草种类不同,对果园土壤物理性状影响存在差异,种植白三叶效果更佳;随着生草年限的增加,果园土壤物理性状愈趋改善,土壤的入渗性能和持水能力得到较大幅度的提高。【结论】长期生草有利于果园土壤物理性状的持续改善。

三峡库区消落带土壤物理性质变化

连续2年对三峡库区消落带土壤物理性质定位监测,研究三峡水库水位涨落对消落带土壤物理性质的影响。结果表明:消落带经受2个水位涨落周年影响区域比未受水位涨落影响区域的土壤密度增加了0.7%～4.6%,土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度分别减少0.2%～7.5%,0.6%～4.0%和32%～60.8%,最大持水量、毛管持水量及田间持水量分别减少0.6%～15.1%,0.7%～11.9%和0.3%～12.5%。虽然各项物理指标表现出较为明显的变化趋势,但是差异不显著(P>0.05);经受3个水位涨落周年影响区域比未受水位涨落影响区域的土壤密度增加7%～17%;土壤总孔隙度减少18%～21%,毛管孔隙度减少11.3%～24.3%,非毛管孔隙度减少35%～53%,土壤最大持水量降低28%～31%,毛管持水量降低26%～31%,田间持水量降低26%～32%。消落带受水位影响区域和未受水位影响区域各土层的土壤物理指标均差异显著(P<0.05)。

六盘山北侧叠叠沟小流域土壤物理性质空间变异的研究

2005年6—10月，在宁夏六盘山北侧叠叠沟小流域的不同坡面设置了93个调查样点，研究了土壤物理性质随土层深度、坡向、坡位及植被类型的变化。结果表明：（1）随土深增加，土壤密度和石砾含量逐渐增大，而土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量却逐渐减小，但非毛管孔隙度在100cm以下土层时因石砾含量加大却随土深增加而增大；（2）各项土壤水文物理性质基本上均是阴坡优于半阴半阳坡和阳坡，半阴半阳坡与阳坡差别不大；（3）随着坡位下降，土壤厚度、土壤密度、石砾含量、非毛管孔隙度逐渐增大，总孔隙度和毛管孔隙度逐渐减小，各种持水量指标基本上也是程度不同地减小，但上坡的持水量指标大于阴坡坡顶；（4）4种植被类型0～30cm土层的土壤密度为天然灌丛〈天然草地〈乔木林地〈退耕地；石砾含量为退耕地最低，其它3种植被类型差别不大；总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量、毛管持水量和田间持水量均是天然灌丛〉天然草地〉乔木林地〉退耕地；非毛管孔隙度则是退耕地〉乔木林地〉天然灌丛〉天然草地。其次，还建立了土壤物理性质与海拔、坡向、坡度、坡位、土壤深度、地表植被覆盖度等之间的回归方程。