近25年来典型红壤区土壤pH变化特征——以江西省余江县为例

近些年中国南方红壤区土壤酸化问题的受关注程度有所下降,但酸化一直是红壤生态系统面临的主要问题之一,查明土壤pH时空演变特征对该地区制定合理高效的农业和环境管理措施具有重要意义。基于江西省余江县1982年和2007年的土壤采样数据,分析了全县两个采样时期的土壤pH空间分布格局及近25年来的演变趋势。结果表明,余江县土壤pH已由1982年的5.66,降至2007年的4.74。从土壤类型来看,潮土的pH下降幅度最大,达到1.02,水稻土和红壤的下降幅度较为接近,分别为0.89和0.88;从土地利用方式来看,林地和水田pH降幅分别为1.00和0.92,旱地降幅为0.82。从全县范围来看,绝大部分地区土壤pH出现大幅下降,中北部和西南部的部分地区下降幅度较突出;相对于1982年,2007年土壤pH降幅分别以0.8～1.2和0.4～0.8区间为主,分别占全县面积的73.82%和15.46%;全县土壤1982年以微酸等级为主,而2007年除全县近13.0%的区域土壤已成为强酸土壤外,其余大部分地区土壤也已接近强酸等级。可见,自全国第二次土壤普查以来近25年间,余江全县及各土壤类型和土地利用方式的土壤pH大幅下降,土壤酸化形势严峻,亟需采取相应措施加以应对。

采样点空间集聚度对揭示区域土壤全氮变异性的影响

基于余江县中部地区土壤密集采样点,通过重采样获得4个集聚度样点分布等级,每个等级取5个重复,其分布VMR均值(样方分析中的样点数变差–均值比)分别为0.13、0.83、1.49和2.16,利用普通克里金(OK)和结合土地利用信息的克里金(KLU)方法对土壤全氮(STN)含量进行空间预测,并通过验证样点比较了4种集聚度采样点的STN空间预测精度,以揭示土壤采样点集聚度对STN空间预测精度的影响。研究结果表明:通过两预测方法得到的验证点实测值与预测值散点图的相关系数(r)均随采样点集聚度的增加而降低,其中OK方法的r值由0.400降低至0.142,KLU方法的r值由0.718降低至0.542;两方法的预测平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)随着集聚度的增加均呈现增加趋势,OK和KLU方法的MAE分别又由0.49和0.33增加至0.61和0.44,RMSE则分别由0.56和0.39增加到0.65和0.47。表明在土壤采样点数量相同的前提下,采样点的空间集聚度越低,即样点分布越均匀,克里金方法的预测精度越高,这说明对STN进行空间预测时,基于规则网格的采样点更有利于克里金方法的空间估算;同时,采样点空间集聚度对不同克里金方法预测精度的影响也存在差异,对KLU方法的影响大于OK方法。

基于DNDC模型与二分法的滨海盐渍土水稻最佳施氮量研究

[目的]探讨滨海盐渍土水稻田的最佳施氮量,为研究区科学施氮提供一定决策依据。[方法]基于DNDC模型与数学二分法,模拟水稻在加施10%,20%,30%和减施10%,20%,30%等6种施氮条件下产量变化特征,划定最佳施氮量所在区间,并对最佳施肥量下的环境效益进行评价。[结果](1)在减施10%,20%,30%和增施10%,20%,30%氮肥时,水稻产量依次为6 431.67,5 939.22,5 439.66kg/hm2和7 686.51,7 739.94,7 739.94kg/hm2;(2)最佳施氮区间在增施10%~20%,即施氮区间为519.0~566.18kg/hm2。经二分法测算,该地最佳施氮量为528.214kg/hm2;(3)采用该最佳施氮量时,水稻种植期间总氮氧化合物排放量为9.24kg/hm2,具有良好环境效益。[结论]水稻全生长期内施用528.214kg/hm2的氮肥,滨海盐渍土水稻田产量达到最大值,兼具良好环境效益。

基于三维曲面的山地土壤有机碳储量估算研究——以庐山地区为例

当前区域土壤有机碳(SOC)储量多是基于土壤平面面积进行估算的,其估算结果的误差需要量化评价,尤其在地形复杂区域。本文选择庐山为研究区,基于七个坡度等级样区的二维平面面积及DEM提取的三维曲面面积,得到曲面和平面面积比率(A3D/A2D)与坡度间的量化关系;将庐山地区按高程及其主导土壤类型分为四个区域,结合土壤调查采样数据估算了各区域和整个庐山地区在三维曲面面积和二维平面面积上的土壤有机碳密度(SOCD)和储量,并对比分析了两种面积估算庐山SOC储量结果的差异。结果表明,随着坡度增加,曲面面积与平面面积差异呈指数式增加;从庐山4个高程区域看,坡度最大区域的A3D/A2D值最大,其SOC储量差值比例最高,达到12.13%,坡度最小区域的A3D/A2D值最小,其SOC储量差值比例最小,为6.78%。整个研究区平均坡度为19.55°,其A3D/A2D值为1.10,SOC储量差值比例为9.70%。以上研究表明,地形起伏较大的山地区域,其土层的平面面积与曲面面积有较大差距,对区域土壤碳储量估算有重要影响,计算该地区土壤碳储量时,应充分考虑这种影响,以降低区域碳储量估算的误差。