Zonal Distribution of the Erosion-Landslide and Soil Micromorphological Features in Purple Hilly Region

In the purple hilly region, erosions and landslides are all serious, and it is of great scientific value and practical significance to study their formation mechanism and distribution features there. In this paper, soil micromorphological methods and techniques were used to study the erosion zonal distribution in the region. The results indicated: (1) According to erosion process, the spacial distribution zones of the erosions and landslides in the purple hilly region with different solums were divided into scouring erosion zone, transport-diffusion zone, rocks and soil turbulence zone and sediment-bury zone; (2) The soil micromorphologic taxonomic feature identifying different erosion-landslide zone were found by studying the soil micromorphology of erosive zone in purple hilly region; (3) As for the erosion–landslide formation in the region, besides the external factors, the internal factors were found more important and favorable for landslide formation through the studies on the micormorphological features of slide soil.

引大济湟西干渠田间工程水土流失及水土保持评价

引大济湟西干渠田间工程17#、19#支渠项目区水土流失主要以水力侵蚀为主。根据不同占地类型、坡度、林草覆盖率选取不同的侵蚀模数,经加权平均计算后项目区土壤侵蚀模数背景值为1944 t/(km^(2)·a),容许土壤流失量为1000 t/(km^(2)·a)。通过工程措施、植物措施与临时措施的合理布局,对工程区进行分区防治,并结合主体工程已设计具有水土保持功能的措施,补充管道工程区、蓄水工程区、施工生产生活区、交通道路区的工程、植物和临时水土保持措施,形成了一个较为完整的水土流失防治措施体系,最大限度地减少了水土流失,为工程施工进度与时序安排、土石方调配和下阶段工程项目监理监测等提供依据。

长期施用粪肥对3种地带性土壤水分散性磷含量及形态分布的影响

探究长期施用粪肥对3种地带性土壤中水分散性磷含量及形态分布的影响,为磷素流失风险评价提供参考。于2021年5-8月,按五点采样法分别采集北京大兴(潮土)、湖南岳阳(红壤)和广东湛江(砖红壤)3种农田的表层(0~20 cm)土壤,对土壤中水分散性磷的含量、形态分布及矿物含量等特征进行研究。与不施粪肥的处理相比,长期施用粪肥的大兴、岳阳和湛江3种地带性土壤中水分散性磷含量分别显著增加1.15,1.32,14.00倍。长期施用粪肥使不同形态水分散性磷在土壤总水分散性磷中的分布比例发生显著变化,其中大兴和岳阳土壤中颗粒态磷占比分别显著降低30.22,14.68百分点,而真溶态磷占比分别显著增加29.83,28.06百分点;岳阳土壤中胶体态磷占比显著降低13.37百分点;湛江土壤中真溶态磷占比显著增加8.24百分点。长期施用粪肥显著改变土壤水分散性矿物含量,与不施粪肥处理相比,大兴、岳阳和湛江土壤中水分散性钙含量分别显著增加0.55,1.66,4.15倍;水分散性镁含量分别显著增加0.66,1.46,8.39倍。冗余分析结果表明:土壤pH值、CEC、DOC以及水分散性矿物组成(Fe/Al/Ca/Mg)是影响土壤中水分散性磷含量及形态分布的主要因子。长期施用粪肥显著提升了3种地带性土壤中水分散性磷含量并影响其形态转化,加剧了磷素流失风险。长期施用粪肥可促进岳阳和湛江土壤中颗粒态磷和胶体态磷以及大兴土壤中颗粒态磷向真溶态磷转化。长期施用粪肥主要通过促进颗粒态磷向真溶态磷转化进而影响土壤水分散性磷形态。

呼伦贝尔荒漠草原不同放牧潜力下土壤-植物生态化学计量特征耦合关系分析

以呼伦贝尔非地带性荒漠草原为研究区,分析了不同放牧潜力下植物-土壤生态化学计量变化特征及其耦合关系。结果表明:(1)土壤全磷、植物地上部分磷、氮含量以及植物地下部分氮含量随着放牧潜力的降低而显著增加,土壤碳磷比、氮磷比、植物地上部分碳氮比、碳磷比以及植物地下部分碳氮比变化趋势相反。(2)在高放牧潜力下,植物-土壤生态化学计量之间显著关系数量最少;在中放牧潜力下,植物-土壤生态化学计量特征之间显著关系数量最多;低放牧潜力下的植物生态化学计量特征仅与土壤有机碳及碳氮比的相关关系显著。综上,呼伦贝尔非地带性荒漠草原在中放牧潜力下,植物-土壤生态化学计量特征耦合关系相比于其他阶段最为显著;植物及土壤中的氮、磷元素含量在所有生态化学计量特征中最为关键,尤其是植物根系与土壤生态化学计量特征具有较强的协变关系。

中国地带性土壤有机质含量与酸碱度的关系

利用中国第二次土壤普查确定的886个典型地带性土种剖面资料,通过统计分析研究了全国及6个地理区域(华东、华南、西南、东北、华北和西北)地带性土壤表层有机质含量与pH的关系。结果表明,土壤表层有机质含量和pH在不同地理区域间有明显差异;土壤有机质含量有随pH升高而降低的趋势,二者间呈极显著的负相关关系(r=-0.332～-0.530,p<0.001),在控制温度、降雨和海拔条件下,二者间的偏相关关系也均达到1%的显著水平(r偏=-0.217～-0.322);指数方程(SOM=aebpH,a和b为常数)可以较好地描述土壤表层有机质含量与pH的关系,土壤pH变异可以分别解释有机质含量总变异的12.2%～22.9%。

2种母岩发育的地带性土壤中粘土矿物的组成特点

采取中国从北到南由花岗岩和片麻岩发育的几种地带性土壤(棕壤、黄棕壤、红壤和砖红壤),分析其<2μm粘粒的化学组成和粘土矿物组成特点,探明气候条件对土壤粘土矿物组成的影响。结果表明:在棕壤中以2∶1型粘土矿物为主,主要为伊利石,其次为蛭石和高岭石,并含有少量蒙脱石;黄棕壤中高岭石和蛭石占主要部分,其次为伊利石和蒙脱石;红壤中蛭石和蒙脱石消失,主要粘土矿物类型为高岭石,其次为伊利石和1.4nm过渡矿物。在热带砖红壤中1.4nm过渡矿物和蛭石消失,高岭石含量超过90%,其次为伊利石及少量三水铝石。粘土矿物的地带性差异主要受气候条件的影响,由北到南,随着温度和降雨量增加,土壤中的高岭石和蒙脱石含量增加,蛭石的含量降低;其中年均温和年均降雨量与高岭石含量存在显著正相关性,与蛭石和蒙脱石含量呈显著负相关性(P<0.05)。

不同侵蚀程度下地带性土壤的结构及渗透性能分析

为探讨侵蚀退化过程中地带性土壤结构的变化规律,选取湖北省不同侵蚀程度(微度、轻度、强度、剧烈)的3种典型地带性土壤(黄褐土、黄棕壤、红壤),比较分析了土壤结构稳定性和土壤渗透特性差异。结果表明:随侵蚀程度增加,3种地带性土壤团聚体水稳性逐渐降低,容重增加,饱和导水率呈现不同程度的下降,机械稳定性变化存在差异;在侵蚀程度相同时,3种地带性土壤团聚体机械稳定性、水稳性和饱和土壤导水率的高低顺序均为红壤>黄棕壤>黄褐土。相关分析表明,土壤团聚体机械稳定性和水稳性与游离氧化铝呈极显著正相关关系(相关系数=0.77和0.81,P<0.01),与游离氧化铁呈显著正相关关系(相关系数=0.73和0.76,P<0.05),说明游离态铁铝氧化物是影响土壤结构稳定性并形成地带性差异的关键因素,饱和导水率与团聚体水稳性指标和非毛管孔隙度、容重呈显著相关关系(P<0.05),其中与水稳性团聚体分形维数达到极显著水平(相关系数=0.76,P<0.01),表明水稳性团聚体分形维数可以作为预测和表征饱和导水率的指标。

九宫山土壤剖面中黏土矿物的组成特征

以湖北省九宫山的4种垂直地带性土壤为对象,研究其剖面层次的黏土矿物组合和铁、铝氧化物的特征,揭示山地土壤中黏土矿物的变化特点。结果表明,随海拔升高,土壤中黏土矿物类型从以高岭石为主,逐渐变为以14.0?矿物、伊利石及三水铝石为主,有从1︰1型向2︰1型矿物过渡的趋势;不同层次的土壤中黏土矿物类型和相对含量变化明显;土壤随垂直高程的升高,其中游离态铁、铝减小,非晶形和络合态铁、铝增加,各种形态铁、铝氧化物的总量也增加。

九宫山地带性土壤颗粒中粘粒矿物的特征

以湖北省九宫山的4种垂直地带性土壤(基带棕红壤、山地黄红壤、山地黄棕壤和山地草甸土)为材料,分离不同粒级的土壤颗粒(<2000 nm、450~2000 nm、100~450 nm和25~100 nm),并对各粒级颗粒的矿物组成进行分析,揭示山地土壤中粘粒矿物的演变特点。结果表明,随海拔升高,土壤中针铁矿、赤铁矿和高岭石减少,伊利石、1.42 nm矿物和三水铝石增加。随粒径减小,土壤颗粒中粘粒矿物组成和结晶状况发生明显变化,其中1.42 nm矿物、高岭石和伊利石减少,其结晶度变弱,而针铁矿和赤铁矿增多。土壤随山体海拔升高,三八面体矿物增加,二八面体矿物减少;而随颗粒粒径的减小,此变化规律反之。

新疆地带性土壤磷吸附特性影响因素研究

【目的】分析新疆南、北疆地带性土壤灰漠土和棕漠土的土壤磷吸附特性及磷最大吸附量与土壤基本理化性质的关系,筛选影响新疆地带性土壤吸附固磷能力的主要土壤性质。【方法】采集新疆北疆灰漠土和南疆棕漠土样品,进行磷等温吸附试验。【结果】灰漠土和棕漠土的磷等温吸附曲线都很好地拟合了Langmuir等温吸附曲线。北疆灰漠土最大吸磷量随着土壤pH值、粘粒含量的增加而增加;随着土壤有机质含量的增加呈现明显下降趋势。棕漠土的最大吸磷量随着土壤pH值、Ca CO3含量、粘粒含量的增加而增加。两种地带性土壤吸附固磷能力与土壤游离氧化铁、全磷、速效磷含量无显著相关性。【结论】影响灰漠土和棕漠土的吸附固磷能力的土壤性质包括粘粒含量、有机质含量、碳酸钙含量及pH值。棕漠土碳酸钙含量高达20%左右,pH值也高于灰漠土,导致棕漠土比灰漠土具有更强的吸附固定磷的能力,供试南疆棕漠土最大吸磷量平均为1 087.59 mg/kg;北疆灰漠土平均为820.77 mg/kg。

土壤有机矿质复合体研究 Ⅴ.胶散复合体组成和生成条件的剖析

本文采用胶体分散法研究我国自北而南的13个地带性土壤中有机矿质复合体的组成、形成因素及其结合特点等。结果表明:复合体总量(G_0+G_1+G_2)与土壤中粘粒含量呈显著正相关。复合体类型中,G_0组的变化没有明显规律,G_1组在石灰性土壤和中性土壤中含量较高,自北而南有逐渐减少的趋势,G_2组则在酸性土壤中含量较高,自北而南呈逐渐增加趋势,G_1/G_2比值范围为025—12.35,自北而南呈渐减趋势。各组复合体含量与成土因素、矿质全量、腐殖质组成及土壤基本性质的相关分析结果一致表明,地带性土壤中G_1、G_2组复合体含量也呈现有规律的地带性分布。G_1/G_2比值与纬度呈极显著正相关,而与年均温和年降雨量呈极显著负相关,G_1含量与钙镁全量、钙饱和度、pH、CEC呈显著正相关,而G_2含量则与铁铝全量、游离态及铬合态铁铝呈显著正相关,与钙饱和度、pH等呈显著负相关。G_1/G_2之比还与HA/FA之比呈极显著正相关。可见,胶散复合体的组成和成土条件与土壤性质有关。各组复合体组成及G_1/G_2比值可以作为土壤分类的参考。

我国土壤系统分类中富铁铝土壤的分类

回顾了我国富铁土和铁铝土分类的历史。我国近代土壤分类开始于30年代;从50年代开始,我国土壤分类深受前苏联地理发生分类的影响。在地理发生分类体系中,按生物气候气候条件,热带、亚热带地带性土壤分别为燥红土、红壤、黄壤、赤红壤和砖红壤。从80年代开始,我国土壤科技工作者结合我国实际,引入了土壤系统分类。这一分类的特点是根据土壤诊断层和诊断特性划分土壤类型。据此,这一区域的地带性土壤主要是富铁土和铁铝土。

长沙岳麓山森林生态系统中土壤动物群落结构的研究

长沙岳麓山地处中亚热带,气候温暖湿润,植被繁茂,在土壤中生活着大量土壤动物,以地带性常绿阔叶林和灌草丛群落中的土壤动物最丰富,其次是针叶林和针阔叶混交林。岳麓山土壤动物种类计有27类(目),隶属于4门10纲,其中以蜱螨目、弹尾目和线虫类占绝对优势成为优势类群,三者占整个土壤动物捕获量的92.26%,是森林土壤动物的主体。

中国6种地带性土壤红外光谱特征研究

利用土壤原样研究了中国 6种典型地带性土壤的红外光谱特征。结果表明 ,砖红壤、红壤红外光谱属于高岭石型图谱 ,显著的 36 95 ,36 2 0 ,10 35 cm- 1峰以及 35 2 7cm- 1峰可作为用红外光谱判断热带、南亚热带地带性土壤的特征峰。黄棕壤、褐土、黑垆土、黄绵土红外光谱为蒙脱石型图谱 ,较弱的 36 2 1cm- 1峰 ,3435和 10 2 8～10 32 cm- 1的强宽带 ,以及显著的 14 37cm- 1峰可作为温带半湿润 -半干旱地区石灰性土壤红外光谱的特征标志。黄棕壤是石灰性土壤向热带、南亚热带地区过渡的地带性土壤 ,其红外光谱标志为较宽的 3435 ,10 32 cm- 1吸收带和明显的 36 2 0 cm- 1吸收峰 ,以及较弱的 36 95 cm- 1峰 ,但没有 14 37cm- 1峰。中国从南到北 ,土壤红外光谱的36 96 ,36 2 1cm- 1 峰、石英双峰 (798,780 cm- 1 )的 797cm- 1 峰吸收强度逐渐减弱 ,而石英双峰的 780 cm- 1 峰吸收强度逐渐增强。

我国水平地带性土壤中有机质的空间变化特征

主要根据全国第二次土壤普查的成果 ,对我国水平地带性土壤中有机质的含量和胡敏酸与富里酸比值的空间变化特征进行了概括 ,进而探讨了在不同自然和人为因素影响下 ,土壤有机质的累积状况与稳定性特征。

黄土高原人工林土壤水分效应的地带性特征

为提高黄土高原人工植被建设成效,依据天然植被呈地带性分布的规律,对比分析不同地带人工林与天然植被对土壤水分利用的差异。结果表明:不同植被地带的人工林下均存在一定程度的水分亏缺和干化层现象,其严重程度为森林带<森林草原带<典型草原带。森林带的水分条件可满足林木成材对水分的需求,林木采伐后土壤水分可得到很好恢复;森林草原带可满足10龄以下林木生长对水分需求,10龄以上林分的水分亏缺严重,林木采伐后土壤水分恢复进程缓慢;典型草原带不能满足人工林生长对水分需求。在此基础上,提出了与地带性水分条件相适应的人工林草植被建设模式。

西藏米拉山土壤团聚体垂直地带性特征

为探明米拉山土壤结构及团聚体稳定性特征,利用野外调查和室内试验相结合的方法,按照200 m梯度,选取研究区海拔4 200~5 000 m间土壤,对>0.25 mm团聚体的含量、团聚体破坏率(PAD)、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GWD)和分形维数(D)等指标进行分析.结果表明:(1)不同海拔土壤基本理化性质差异有统计学意义.总体上,海拔5 000,4 800 m土壤容质量及孔隙度结构均优于4 200~4 600 m,有机质质量分数随海拔降低先减小后增大,4 600 m有机质质量分数显著(p<0.05)小于其余海拔.(2)研究区土壤机械稳定性及水稳性团聚体均以>0.25 mm粒径为主.总体上机械稳定性团聚体及水稳性团聚体均表现为海拔5 000,4 800 m优于4 200~4 600 m,其MWD,GMD值相对较高,PAD值相对较低,但差异无统计学意义.在干筛与湿筛两种条件下的D值随海拔增加而变小.(3)相关分析表明,土壤有机质、容质量及大团聚体含量直接影响团聚体稳定性.海拔是区域土壤理化性质产生差异、导致土壤团聚体稳定性异同的重要因素.(4)海拔通过改变水热条件,间接影响研究区植被覆盖、有机质周转、土壤侵蚀过程,从而导致土壤结构和团聚体稳定性的差异.

土壤地带性分区下云南省耕地利用等空间特征分析

基于云南省农用地分等成果,服务农业产业化发展,以土壤改良利用的土壤地带性分区为角度,通过采用空间叠加分析与统计的方法,分析了全省耕地利用等的空间分布。结果表明:(1)云南省砖红壤、赤红壤、山原(地)红壤地带的耕地利用等广泛分布在2—5等,7等以上较少,黄棕壤与棕壤地带的耕地利用等分布在1—6等;(2)各土壤地带中耕地平均利用等随海拔的升高而递减,且在同海拔梯度上黄棕壤与棕壤地带的耕地平均利用等均小于其他土壤地带;(3)砖红壤和赤红壤地带中的耕地平均利用等随纬度增加而递增,山原(地)红壤、黄棕壤与棕壤地带的则减小。该研究可为云南省的土壤改良利用、土地整治、农业产业化发展等工作的开展提供参考。

海南地带性土壤微量元素含量及其地理分布

海南地处热带,地带性土壤有砖红壤、燥红土和山地赤红壤、山地黄壤等。其平均含量Cu19.50mg/kg,Pb72.57mg/kg,Zn41.78mg/kg,Ni33.19mg/kg,Se0.272mg/kg。山地赤红壤和山地黄壤铜含量偏低,铁质砖红壤铅含量偏高,其他各类土壤各元素含量正常。玄武岩上的土壤Cu,Pb,Zn,Ni,Se的含量都较高。母质是影响这些元素含量及其地理分异的首要因素,其次是气候和元素自身性质,在雨量较少的西部和西南部地区Cu,Pb,Zn含量相对较高,在雨量较多的东南部和中部地区相对较低,而Ni,Se则相反。土壤腐殖质、土壤质地和土壤化学成分组成等对微量元素含量及其地理分布也有一定影响。

天山北坡植物土壤生态化学计量特征的垂直地带性

生态化学计量工作专注于植物与土壤的元素比例关系及其环境解释等问题上,还需要分析在连续环境梯度上元素比例关系的变化规律以进一步加深已有的认识。受水热梯度的影响,植被与土壤在天山北坡均存在明显的垂直地带性,这为探讨植物土壤生态化学计量特征的垂直带谱提供了有利条件。在天山中段北坡海拔1000—3840m范围内,按海拔梯度对植物和土壤分别采样,测定其C、N、P含量。结果表明:(1)随海拔的升高,植物C、N、P含量及其计量比变化规律各不相同,C含量随海拔变化保持不变,仅山地针叶林显著低于亚高山灌丛草甸、高山垫状植被和山前灌木(P<0.05);N含量、C∶P、N∶P随海拔先升高后降低,山地针叶林和亚高山灌丛草甸显著高于山地荒漠草原、山地草原、高山垫状植被(P<0.05);P含量、C∶N则是随海拔先降低后升高,高山垫状植被显著高于其他植被类型,山地荒漠草原、山前灌木和高山草甸显著高于山地草原、针叶林和亚高山灌丛草甸(P<0.05)。(2)从生活型角度,乔木、灌木和草本C、N含量、C∶N差异不显著,灌木P含量、C∶P、N∶P显著高于草本(P<0.05);乔木和灌木更受P限制,草本更受N限制。(3)随海拔的升高,土壤C、N、P含量、C∶P、N∶P均先升高后降低,其中山地针叶林和亚高山灌丛草甸均显著高于山地荒漠草原和山地草原(P<0.05),土壤C∶N表现为一直降低,山地荒漠草原显著高于其他植被类型(P<0.05)。(4)植物C、N、P及计量比与土壤相关性分析中,仅植物C∶P与土壤C∶P相关性显著,且植物C、N、P含量与土壤相关系数小于植物C∶P、N∶P与土壤相关系数。在垂直地带性上,土壤主要通过生态化学计量比影响植物的生长。