嵩山景区旅游活动对土壤组成性质和重金属污染的影响

沿嵩山景区登山路线,在嵩阳书院(455m)、老母(715m)、石船(930m)和天爷庙(1490m)采集混合土壤样品,在离景点200m以外的受旅游活动影响微弱的地方采集对照土壤样品。根据我国土壤常规分析方法或国家标准分析方法开展土壤组成、性质和重金属(Cu、Zn、Pb、Ni、Cd和Cr)含量分析。与对照样相比,景点土壤具有以下特征:①黏粒含量高,质地偏细,相对紧实、干燥,根系分布少,颜色浅。②CEC小,盐基饱和度大,pH高。③有机质含量下降,速效养分减少,肥力衰退。④黏粒部分CaO含量高,SiO2含量相对下降,Saf减小,出现"假淋溶风化现象"。⑤土壤重金属含量高于对照样,大部分超过我国棕壤和褐土背景值。土壤Cu和Ni没有发生污染,其它重金属污染程度的次序为:Zn>Pb>Cd>Cr;不同景点重金属污染程度的次序为:嵩阳书院>老母洞>天爷庙>石船。

西柳沟丘陵区土壤组成及对流域产沙的影响

为进一步了解和认识不同地貌单元组成土壤对流域产沙的影响,选择西柳沟为典型流域,针对地表物质分布开展现场调研取样,分析西柳沟丘陵区坡面土壤组成以及不同土壤产沙对流域输沙的影响。运用泥沙动力学理论,利用河道断面资料和泥沙参数,结合流域的洪水输沙特性,求出相应条件下西柳沟流域出口段河流悬沙上限粒径值为0.12 mm。在一般洪水条件下,西柳沟丘陵地区粗骨土、栗钙土进入黄河的比例分别为18%、20%。

暴雨对土壤组成和性质的影响——以河南省泌阳暴雨中心区为例

本文以河南省泌阳暴雨中心区为例 ,在野外土壤调查和室内理化分析的基础上 ,分析讨论了暴雨对土壤组成和性质的影响。结果表明 ,暴雨中心区土壤因长期的暴雨冲刷 ,土层浅薄 ,发生层数目少 ,土体构型简单 ;砾石含量高 ,物理性粘粒含量低 ,质地类型多属多砾质砂土 ;土体中不出现肉眼可辨的铁锰结核 ;土壤淋溶作用强烈 ,呈微酸性反应 ;土壤有机质和速效氮含量较高 ,而速效钾含量偏低 ,有机质表聚化现象不明显 ;盐基淋溶率小于 1 0 0 ,土体SiO2 /R2 O3小于 7 0 0 ,脱硅和富铁铝化作用明显 ,土体风化程度较高。对暴雨中心区附近的土壤来说 ,上述土壤组成和性质均出现明显的差异。

土壤组成与性质对近红外光谱检测土壤含水量的影响

以湖北地区的红壤、黄棕壤和潮土为供试土壤,研究了外源添加黏土矿物(高岭石、水云母、针铁矿、蒙脱石、蛭石)含量、有机质含量和模拟土壤颗粒大小、土壤水稳性团聚体大小对近红外光谱检测土壤含水量的影响,并分别建立了相关模式方程。结果表明,土壤的光谱特性是土壤中多因子作用的综合结果,土壤组成与性质明显地影响着近红外光谱检测土壤水分时土壤光谱反射率的变化。在土壤中添加这些黏土矿物和有机质,其光谱反射率下降;在沙土、粉沙土范围内,土壤颗粒直径由大变小,其光谱反射率增大,但至<0.002 mm黏粒时,其反射率减小;土壤水稳性团聚体由大变小,其光谱反射率增大。

土壤组成

土壤是地球陆地上能够生长植物的疏松表层。 土壤中的物质很复杂,但可以概括是由固体、液体、气体三相物质所组成。固相物质部份包括不同大小的矿物质颗粒(土粒)。

植被恢复花岗岩红壤土壤颗粒组成及土壤养分储量特征

[目的]探明植被恢复下花岗岩红壤土壤颗粒组成和土壤养分的关系以及土壤养分储量特征,为植被恢复花岗岩红壤侵蚀退化地提供理论依据和实践指导。[方法]选择5种植被恢复模式[乔灌草模式(ASG)、条沟草灌(GGH)、全坡面播草(FSG)、低效林改造(IFT)、封禁(CC)以及严重侵蚀退化地(HDL)和自然林(NV)]为对照作为研究对象,通过野外调查和室内试验方法,明晰植被恢复模式下土壤颗粒组成和土壤养分的关系,土壤养分储量特征和识别植被恢复退化红壤养分恢复状况的指标。[结果]5种植被恢复模式改善了0—5 cm花岗岩退化地土壤颗粒组成,0—5 cm土壤颗粒组成和土壤养分指标的冗余分析表明,土壤黏粒和土壤养分呈显著正相关。5种植被恢复模式增加了0—5 cm花岗岩红壤退化地的土壤有机碳、全氮、全钾、速效钾、全磷、速效磷的养分含量和储量,0—5 cm土壤有机碳含量、0—60 cm土壤有机碳储量和0—60 cm土壤养分总储量顺序一致,均表现为乔灌草模式>条沟草灌>全坡面播草>低效林改造>封禁。[结论]土壤黏粒是提高0—5 cm土壤养分含量的关键因子,土壤有机质是识别植被恢复模式土壤养分状况的直观指标,乔灌草模式是改善土壤颗粒组成、提高土壤养分含量和土壤养分储量的最佳模式。

吸管法和比重计法测定土壤机械组成的比对研究

土壤机械组成是土壤的基本属性,也是第三次全国土壤普查(“三普”)的重要指标。参照“三普”规定的测定土壤机械组成的吸管法和比重计法的分析规范对来自河南封丘、江西鹰潭和新疆乌鲁木齐等地区的3种土壤试样进行分析,讨论平行测定的精密度和测定过程中的关键点,进而对两种测定方法进行评价。结果表明,吸管法和比重计法的分析过程中存在一些影响分析结果的重点步骤,这些关键细节对提升“三普”土壤机械组成结果准确性和分析效率至关重要。吸管法和比重计法测定获得的土壤质地类型结果基本一致。通过平行试样测定结果允许的绝对相差分析发现吸管法的精密度较比重计法稍差,但两者都能达到土壤普查的要求。通过两种土壤机械组成测定方法的比对研究,为基层实验室顺利开展本项目的测定提供借鉴,为第三次全国土壤普查工作提供技术支撑。

宁夏土壤颗粒组成特点及其影响因素分析

【目的】明确宁夏地区土壤颗粒组成的特点及其影响因素,从而为当地的土地利用、农业生产规划等提供科学参考。【方法】根据114个点位的土壤颗粒组成测试数据,研究宁夏地区环境因素对土壤颗粒组成的影响,土壤颗粒组成、土壤质地类型、土壤控制层段颗粒大小的统计学特征,以及土壤颗粒组成的空间分布特征。【结果】(1)宁夏土壤的颗粒组成以砂粒和粉粒为主,土壤砂粒、粉粒和黏粒含量分别为2.4%—97.2%、0.8%—86.0%和0.7%—43.3%,平均含量分别为34.9%、49.6%和15.5%;土壤质地主要以粉壤土(占46.5%)、砂壤土(占17.6%)和壤土(占13.3%)为主,土壤质地类型的变异主要归因于砂粒和粉粒含量的变化。(2)多个环境因素共同影响了宁夏地区土壤颗粒组成,影响力从大到小依次为地貌、母质、小地形、热量、土壤类型、土地利用类型和风速。(3)控制层段的颗粒大小有11种类型,以壤质(占46.5%)、黏壤质(占19.3%)、砂质(占16.7%)为主。(4)宁夏地区很难发育出黏化层,在114个剖面中有26个黏粒含量符合黏化层,但只有2个是确切的黏化层。(5)宁夏灌於表层产生了明显的质地分异。【结论】宁夏土壤颗粒组成以砂粒和粉粒为主,地貌和母质是影响土壤颗粒组成的最主要因素。

冀西山前冲积扇区土壤机械组成模型制图对比研究

探索适合地形平缓的山前冲积扇地区土壤机械组成的空间预测方法。以河北省灵寿、行唐、曲阳县400 m高程以下区域为研究区,结合地形因子、土壤类型、归一化植被指数、地表温度等环境变量,选择基于对称对数比(SLR)转换的普通克里格法(SLR-OK)、回归克里格法(SLR-RK)、随机森林法(SLR-RF)3种方法,对训练集114个样点表层土壤机械组成的空间分布进行预测,并通过验证集50个样点比较了3种方法的预测精度。(1)从空间预测图来看,砂粒呈现出西北低、东南高的空间分布趋势;粉粒和黏粒与砂粒相反。与SLR-OK法相比,SLR-RK法和SLR-RF法能够更好地反映局部变异并减小平滑效应。(2)对于砂粒和粉粒,SLR-RF法对验证集含量预测的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)均低于其他两种方法,且决定系数最高,表明SLR-RF的预测精度最高;对于黏粒,SLR-OK法对验证集含量预测的MAE和RMSE均低于其他两种方法,且决定系数最高,表明SLR-OK法的预测精度最高。(3)线性回归预测模型的辅助变量包括高程、土壤类型和风力作用指数;随机森林法模型的辅助变量包括高程、土壤类型、归一化植被指数、地表温度、风力作用指数和流量累积,对于砂粒和粉粒,土壤类型和高程是重要的辅助变量,归一化植被指数、地表温度、风力作用指数和流量累积重要性相对较低。研究区砂粒和粉粒空间预测的最优方法为SLR-RF法,在山前冲积扇地区地形较平缓,砂粒和粉粒对地形变量敏感;黏粒空间预测的最优方法为SLR-OK法。

希拉穆仁荒漠草原围封区植物群落土壤有机碳研究

[目的]明晰各植物群落土壤有机碳含量,以期为草原保护提供理论依据。[方法]以希拉穆仁荒漠草原围封区6种植物群落(短花针茅、洽草、羊草、克氏针茅、银灰旋花、蒙古韭)为研究对象,对0—30 cm土层各植物群落土壤机械组成、土壤有机碳含量和根系特征进行研究。[结果](1) 6种植物群落0—30 cm土层土壤机械组成主要以粉粒和极细砂为主,其平均值分别介于26.50%~54.62%和16.90%~34.08%。(2) 6种植物群落根系生物量随土层深度逐渐减小,且根系生物量总量介于229.21~731.71 g/m^(2)。由根系分布特征判断,短花针茅群落各土层根系呈“E”型分布,其他植物群落均呈“V”型分布。(3)各植物群落土壤有机碳含量随土层深度逐渐降低。0—30 cm平均有机碳含量介于6.07~11.75 g/kg。(4)根系生物量、土壤有机碳含量与黏粒含量呈极显著正相关,与粉粒含量呈显著正相关,表明土壤粉粒、黏粒含量越多,植物群落根系生物量和土壤有机碳越丰富。[结论]围封可以有效促使土壤有机碳增加,但有机碳对不同植被群落的响应有所差异,草原有机碳储量准确度应根据草原植被群落特征而定。

南昌不同城市化强度土壤粒度组成和分形特征及其影响因素

为探究南昌城市化强度对土壤粒度组成与分形特征的影响,将南昌市建成区按不透水面面积占比区分城市化强度等级取样调查(184个样方),测定土壤粒度组成、理化性质及植被指标,通过土壤颗粒体积分形维数模型计算分形维数值。结果显示:①南昌城市土壤颗粒以粉粒(46%~59%)和砂粒(40%~53%)为主,高城市化导致土壤中砂粒含量增加,粉粒含量减少。②南昌城市土壤分形维数的变化范围为2.69~2.97,随城市化强度增加呈下降趋势。土壤粉粒与分形维数正相关,砂粒与之相反,粉粒对土壤分形维数的影响最大。③皮尔森相关分析与结构方程模型分析结果共同表明:丰富的地上植被能够减少土壤颗粒的流失,改善土壤物理性质,缓解土壤退化。城市绿地中粉粒、极细砂粒等粒径适中的土壤颗粒保水、保肥更佳,更能反映土壤的质量水平。

土壤机械组成和pH与有效硅的关系研究

对pH变幅为4．96～8．31的54个土壤样品进行研究的结果表明，在酸性土壤中，有效硅含量同时受pH和粘粒的影响，在中性和石灰性土壤中，有效硅含量仍受pH的显著影响，粉砂和砂粒的影响超过粘粒，反映了土壤质地综合因素的影响大于单一粘粒因素的影响。pH对土壤有效硅供应强度的影响大于粘粒，而粘粒含量对有效硅供应容量的影响却比pH大，有效硅供应强度大的土壤，供应容量也大。本文对导致此现象的原因作了简单分析。

荒漠光伏电站对地表土壤机械组成分布的影响

在光伏发电和荒漠治理有机融合的新形势下,为探明荒漠光伏电站对地表土壤机械组成分布的影响,以期给荒漠光伏电站生态的恢复和治理提供参考。以库布齐荒漠光伏电站为研究对象,对光伏阵列内电板不同位置以及裸沙区对照地表0~5 cm的土壤进行取样,通过Mastersizer3000型激光粒度分析仪测量土壤粒度组成,计算并分析了光伏电板不同位置(电板前沿、电板中间、电板后沿)的土壤粒度组成、土壤颗粒统计特征,以及粒度特征(平均粒径、偏差),对比了光伏电板不同位置土壤机械组成及其分布的差异。结果表明:(1)库布齐荒漠光伏电站中,土壤以中沙和细沙为主,光伏电板前沿的中沙体积百分含量最多,较裸沙区的中沙体积百分含量多27.76%,电板中间处细沙体积百分含量最多,较裸沙区的细沙体积百分含量多3.76%,由光伏电站外缘到内部呈现土壤颗粒细化趋势;(2)库布齐荒漠光伏电站中,电板不同位置极细沙的变异性最大,可达37.36%,而中沙的标准差最大,各粒级平均值均表现为细沙>中沙>极细沙;(3)光伏电板不同位置平均粒径差异较为明显,电板前沿处地表0~5 cm的沉积物的平均粒径范围在Ф1.8836~Ф2.0248,平均值为Ф1.9112,属于中沙范围,较裸沙区地表沉积物平均粒径差异显著,而电板中间和电板后沿处的平均粒径均属于细沙范围;(4)电板不同位置的偏差均在负偏范围内,电板中间的偏差较大,这也说明其偏差向对称性发展。光伏电站外缘中电板前沿处地表0~5 cm的土壤颗粒偏粗,而光伏电站内部电板中间处的地表呈现土壤颗粒细化趋势,故应在光伏电板前沿重点区域设置适当的防护措施,用来降低土壤颗粒粗化程度,防治土壤风蚀提高电站防风固沙能力,促进荒漠生态恢复。

北京市土壤可蚀性及空间分布特征

为构建北京市土壤可蚀性K值的空间分布特征,分析土壤可蚀性K值影响因素,基于全国土壤调查数据计算土壤可蚀性K值,在ArcGIS中进行空间插值,探讨北京市土壤可蚀性变化规律。结果表明:(1)北京市土壤K值介于0.038 7~0.056 7 t·hm^(2)·h/(MJ·mm·hm^(2)),其中丰台灰黄土的K值最大,粘身两合土的K值最小。全市土壤均为低可蚀性土壤,土壤抗侵蚀能力较强。(2)从空间分布看,全市的土壤可蚀性由北向南逐渐增加。北京市土壤可蚀性与水土流失空间分布差异较大。(3)冲积物形成的粘身两合土砂粒含量最高,其土壤可蚀性K值最低;冲积物形成的丰台灰黄土砂粒含量最低,其土壤可蚀性K值最高。土壤颗粒组成与土壤可蚀性呈显著相关性(P<0.01)。土壤可蚀性值呈现出旱地>林地>荒地>灌木林的特征。研究结果对北京市土壤侵蚀预报、水土流失精准防控等提供参考。

粮田土壤养分的空间格局及其与土壤颗粒组成之间的关系

对面积约 4 70km2 的玉田县粮田耕层土壤养分的空间格局及其与土壤颗粒组成之间的关系进行了研究。结果表明 ,土壤N、P、K、Mn和Zn普遍缺乏 ;土壤OM和主要速效养分含量均呈现较明显的空间分布格局 ,对土壤主要养分N、P、K、Mn和Zn可分别分成 2、3、3、3和 2个养分分区 ,因而对这 5个土壤养分进行分区管理可行。土壤中OM和大部分速效养分含量与土壤各级颗粒含量之间均有一定的相关性 ,其中土壤OM和K含量与粘粒 (<0 .0 0 2mm)和粉粒 (0 .0 0 2～ 0 .0 2mm)含量之间均呈极显著的正相关 ,与砂粒 (0 .0 2～ 2mm)含量之间呈极显著的负相关 ;而土壤P和Mn含量与粘粒和粉粒含量之间均是极显著的负相关 ,与砂粒含量之间是极显著的正相关 ;土壤Zn含量与粉粒含量之间为极显著的负相关 。

不同土地利用方式下土壤养分的分布及其与土壤颗粒组成关系

对四川紫色土区不同土地利用方式下土壤表层及剖面养分的分布特征及其与颗粒含量之间的关系进行了研究,结果表明:(1)林地、水田具有较高的土壤氮素和有机质(与旱地、果园、裸地均达到了显著差异),且林地剖面养分随土层深度的增加呈几何级数下降,但土壤磷素含量相对较低。(2)受施肥状况的影响,经济园林土壤磷素普遍偏高。(3)旱坡地的表层养分与底层养分含量差异不大,说明该区旱坡地土壤可能存在较大的养分流失与淋失现象,坡面径流、壤中径流携带的养分不容忽视。(4)土壤中大部分养分含量与土壤颗粒含量之间有一定的相关性,其中土壤全氮、碱解氮与粉粒(0.002～0.02mm)含量之间呈显著的正相关,与砂粒(0.02～2mm)含量之间呈极显著的负相关;土壤有机质与粉粒含量之间呈极显著的正相关,与砂粒含量之间呈极显著的负相关;而土壤全磷情况正好相反,与粉粒含量呈现极显著的负相关,与砂粒含量呈现极显著的正相关;只有碱解氮与粘粒(<0.002mm)含量之间的相关性达到了5%显著水平。

激光法与湿筛-吸管法测定土壤颗粒组成的转换及质地确定

湿筛-吸管法是测定土壤颗粒组成(PSD)的传统方法,而激光法则是新兴的土壤颗粒测定方法,为了明确二者测定数据间的转换关系,应用两种方法分别测定了中国6个主要土纲的265个土壤样品。结果表明,激光法测定的土壤黏粒含量明显地小于湿筛-吸管法测定的数据,激光法测定的土壤粉粒含量明显地大于湿筛-吸管法测定的数据,而对于土壤砂粒含量的测定结果二者互有高低。两种方法测定的黏粒、粉粒和砂粒间均分别具有很好的相关性,甚至按照美国的7级分类标准,每个粒度级别在两种方法间均具有很好的相关性。按照激光法和吸管法测定数据间的转换关系式得出了用激光法测定数据的砂土、壤土和黏土质地划分界限,从而能够应用激光法测定的数据直接进行质地划分,这对于推动激光法在土壤学中的进一步应用和推动土壤科学的发展均具有重要意义。

贵州典型山银花土壤机械组成与养分特性及其关系

采用比重计法测定土壤机械组成,分别采用电位测定法、凯氏定氮法、碱解扩散法、碳酸氢钠浸提钼蓝比色法、重铬酸钾外加热法、醋酸铵浸提-火焰光度法测定土壤pH、全氮、碱解氮、有效磷、有机质及速效钾,以非根区土壤为对照,对贵州典型山银花土壤机械组成与土壤肥力特性及它们之间的关系进行研究。结果表明:根区颗粒组成分为粗粉粒>细砂粒>粘粒>细粉粒≈中粉粒≈粗砂粒;非根区颗粒组成顺序为粗粉粒>粘粒>细粉粒≈中粉粒>细砂粒≈粗砂粒,表明非根区质地较根区粘重。根区粘粒、粉粒和物理性粘粒含量小于非根区,砂粒含量较高;根区与非根区各土壤类型大小顺序分别为黄壤>紫色土≥石灰土;黄壤>石灰土>紫色土。贵州产区根区养分含量高于非根区,土壤养分水平均在Ⅱ级以上,非根区土壤养分含量均在Ⅲ级以上水平,根区砂粒含量与有机质、pH、速效钾、有效磷、全氮含量呈正相关;粉粒含量与pH、有机质、全氮、速效钾含量均呈负相关;粘粒含量与有机质、pH、全氮含量均呈负相关;物理性粘粒含量与有机质、pH、全氮、速效钾含量均呈负相关。非根区砂粒含量与有机质、碱解氮、全氮含量均呈负相关,与pH、有效磷含量均呈正相关;粉粒含量与pH、碱解氮含量均呈正相关,与速效钾含量呈负相关;粘粒含量与所有指标呈负相关;物理性粘粒含量与pH呈极显著负相关。得出山银花根系对改善土壤粘重质地有较好作用;质地粘重的土壤,机械组成含量对山银花生长的影响较大,且砂粒含量越高对山银花生长的促进作用越明显。

苏南典型地区土壤锌的空间分布特征及其与土壤颗粒组成的关系

在GIS的支持下,运用地统计学方法研究了苏南典型地区原锡山市土壤全Zn和有效Zn的空间分布特征,并简要分析了土壤全Zn和有效Zn含量与土壤颗粒组成之间的关系。结果表明,研究区域土壤全Zn和有效Zn的空间分布表现出一定的结构性,其空间相关范围分别达到6.6km和7.5km。Kriging插值结果表明,土壤全Zn含量在研究区域东北部最低,东南部相对较高;有效Zn含量与全Zn有着相似的空间分布趋势,受土壤自身特性的影响,其含量在北部地区普遍较低。土壤全Zn和有效Zn含量与土壤粘粒含量之间呈极显著正相关,而与砂粒含量之间呈显著负相关。