基于时间序列的长江下游冲积平原区农田土壤质量演变特征

为揭示人类活动影响下土壤质量的演变趋势及其影响因素,在长江下游沿江平原典型区建立了0、60、160、280、2000和3000 a的土壤围垦时间序列,分析不同围垦时间与土地利用下土壤理化性质的差异。调查结果表明,围垦后表层土壤中的碳酸盐快速丧失,土壤逐渐由弱碱性转为弱酸性,围垦3000 a后旱地土壤pH值约降低了2。长期水旱轮作的利用方式下,由于稻季土壤复盐基作用和氧化还原交替的状态,酸化程度略低。围垦之后相当长的一段时间内有机碳(SOC)、全氮(TN)和凯氏氮(AN)含量均呈逐渐积累的趋势,在表层土壤无机碳逐渐降低的同时,SOC含量比围垦前总体有所提高,表明耕作培肥措施在一定程度上有利于SOC和养分的积累。但围垦历史最久的圩区其SOC、TN和AN含量又有不同程度的降低,全磷(TP)和有效磷(AP)含量除在围垦初期有所升高,后期则不断降低。水旱轮作的利用方式下,土壤磷素的耗竭问题尤其突出,显示区内农田养分的投入处于不同程度的亏缺状态。目前的管理方式下,土壤肥力质量退化的现象应当引起足够的重视。

青海省大通县脑山区退耕还林土壤质量演变评价

选取青海省大通县脑山区退耕还林地典型土壤类型——黑钙土，进行标准地调查及标准剖面采样，以空间代替时间序列的方式，利用主成分分析（PCA）等多元统计方法来定量化比较不同退耕年限（0，5，10，15，20，25，30a）的综合土壤质量指数，揭示不同退耕年限土壤质量演变规律。结果表明，退耕还林后的30a中，随退耕年限的增长，土壤质量指数均呈增长趋势，其过程基本分为3个阶段：（1）退耕初期（退耕5a），林分幼林期，为土壤质量指数相对增长期；（2）退耕中期（退耕5～20a），针阔叶林林分速生期，为土壤质量指数大幅度升高并达到峰值期；（3）退耕后期，退耕208后，林分相对稳定期，林分郁闭度增大，土壤质量指数随之下降；退耕25a后，林分进入自疏期，土壤质量指数略有升高并趋于稳定。

城市土壤质量演变与有机改土培肥作用研究

采用对比分析的方法 ,研究了从自然土壤到森林土壤和农业土壤 ,最终演变为城市土壤的过程中 ,土壤质量的变化及其成因以及有机改土培肥措施对城市土壤质量有效性的影响。结果表明 :城市土壤演变过程中土壤物理性质和养分含量发生了明显的变化。原始未受人为影响的五花草甸自然土壤的容重最小 ,农业老耕地土壤其次 ,森林土壤再次 ,城市土壤最大。城市绿化用地 2 0～ 4 0 cm土壤容重分别比森林土壤和农业土壤提高 17.7%～4 3.7%和 35 .4 %～ 93.9% ,总孔隙度降低 1.9%～ 13.0 %和 34.1%～ 5 2 .4 % ,土壤饱和持水量分别降低 16 .6 %～ 39.5 %和 6 0 .0 %。城市土壤的草坪用地和绿化用地 ,表层土壤有机质比森林土壤降低 82 .0 %～ 95 .9%和77.1%～ 94 .8% ;比农业老耕地土壤降低 86 .6 %和 82 .9% ;比自然土壤降低 96 .1%和 95 .0 %。 0～ 6 0 cm土层城市土壤全氮、速效氮降低 ;全磷和有效磷均比森林土壤提高 70 .1%～ 117.4 %和 173.5 %～ 2 2 2 .1% ,比农业土壤提高 4 4 .9%～ 16 1.2 %和 98.4 %～ 6 94 .4 % ,磷在城市土壤中富营养化现象严重。在土壤演变过程中 0～ 6 0 cm土层 p H值没有明显变化。城市土壤增施有机肥可降低土壤容重 ,改善土壤通气状况 ,提高土壤水分以及调节和改善土壤 p H值 ,使土壤?

青海大通脑山区退耕还林还草地土壤质量演变的初步研究

文章选取青海大通县脑山区退耕还林还草典型土壤类型（山地棕褐土），进行标准地调查及标准剖面采样，以空间代替时间序列的方式，利用主成分分析（PCA）等多元统计方法来定量化比较不同退耕年限（0、5、10、15、20、25、30a）的综合土壤质量指数，揭示退耕还林后不同退耕年限对土壤质量演变的影响。结果显示随退耕年限的增长，土壤质量指数均呈增长趋势，其过程基本分为4个阶段：①退耕初期（退耕5a），林分幼林期，为土壤质量指数相对增长期；②退耕中期（退耕5—20a），针阔叶林林分速生期，为土壤质量指数大幅度升高并达到峰值期；③退耕中后期（20-25a），林分相对稳定期，林分郁闭度增大，土壤质量指数略显呈下降；④退耕后期（退耕〉25a），林分进入自疏期，土壤质量指数略有升高并渐趋于稳定。

盐城海滨盐沼湿地及围垦农田的土壤质量演变

通过对盐城海滨盐沼湿地进行植被调查与土壤样品分析,利用土壤质量评价体系对各样点的土壤质量状况进行评价,探讨盐沼植被演替过程中和围垦成农田后的土壤质量演变规律.结果表明:随着盐沼植被的发育演替,湿地土壤的物理性状得到改善,有机碳含量增加,氮、磷等养分得到积累,土壤微生物生物量和酶活性均得到明显提高;同时,不同植被类型及发育时间导致土壤性状间的差异.与盐沼湿地相比,围垦农田土壤含盐量下降到0.01%～0.04%,微生物和酶的活性均得到提高,土壤质量明显改善.土壤质量综合指数(SQI)由低到高依次为光滩(0.194)<碱蓬滩(0.233)<白茅滩(0.278)<互花米草滩(0.446)<玉米地(0.532)<棉花地(0.674)<大豆地(0.826).自然植被的正向演替是提高盐沼湿地土壤质量的有效途径.

毛乌素沙地砒砂岩改良风沙土后土壤质量的演变

[目的]研究毛乌素沙地砒砂岩与沙复配土壤长期作物种植后质量的演变,旨在为了解复配土壤结构发育状况及可持续利用提供科学依据。[方法]基于2010-2018年对砒砂岩与沙体积比为1∶1,1∶2,1∶5复配土壤的田间小区试验,主要分析不同种植年限下复配土壤水稳性团聚体、有机质含量及作物产量的动态变化特征。[结果]随着试验开展,3种比例复配土壤>0.25 mm粒径水稳性团聚体含量、平均重量直径(MWD)值和有机质含量整体呈增加趋势,与种植前相比,种植9 a后,1∶1,1∶2,1∶5比例复配土壤>0.25 mm粒径水稳性团聚体分别增加了2.71,3.31和4.24倍,成为团聚体的主要组成部分;1∶1,1∶2,1∶5比例复配土壤有机质含量分别提高了8.24,10.62和13.76倍。2011年不同比例复配土壤马铃薯产量大小顺序为:1∶2>1∶1>1∶5,种植8年后1∶1,1∶2,1∶5比例复配土壤马铃薯产量分别增加了3.27,4.25和6.96倍,产量大小顺序为:1∶5>1∶2>1∶1,其中1∶5复配土壤马铃薯产量提升速率最显著,多年平均产量高达53850 kg/hm 2,与当地高产田产量持平。[结论]随着马铃薯种植年限的增加,3种比例复配土壤理化性状得到改良,复配土壤结构得到日益优化,尤其是能有效促进1∶5复配土壤有机化和水稳性团聚体的形成,并且马铃薯增产的效果最优。因此1∶5复配比例适宜马铃薯生长。

环境土壤学——回顾与展望

环境土壤学是一门新兴的、土壤学和环境科学交叉融合的综合性学科,其研究重点从早期服务于农业安全生产发展至现在的土壤环境与健康,本文从土壤外源物质侵袭和土壤质量演变对土壤环境影响等方面回顾了环境土壤学发展历程。土壤污染物对土壤环境质量影响是以土壤元素背景值和环境现状调查为基础,以明确污染物形态,揭示土壤反应过程机制,评估污染效应,开展土壤环境修复工程为主线不断发展更新。土壤质量演变研究中碳、氮、硫、磷元素循环从土壤肥力和农业非点源污染的探讨拓展至土壤对全球气候变化的适应与响应;土壤退化研究则从对土壤生产力或功能丧失的研究发展至全球气候变化背景下农业发展可持续性及土壤生态功能的研究。环境土壤学在今后有四个重要发展趋势:提倡多学科交叉融合;评估全球气候变化对土壤元素循环的潜在影响;完善土壤健康评价框架中的土壤环境评价指标建立;学科发展服务于国家重大需求。

雷竹林土壤肥力演变特征及改良措施

研究了实施雷竹高产栽培技术后，对土壤理化性质的影响及土壤质量的演变，在此基础上提出雷竹林地改良措施，修复林地土壤，促进雷竹产业可持续发展。

我国典型农田长期施肥土壤肥力变化与研究展望

【目的】施肥是农业增产的主要措施,显著影响着土壤质量的变化,因此,长期施肥与土壤质量关系一直是植物营养与肥料研究的热点。近30年来我国农业生产投入不断增长粮食产量自上世纪90年代起实现了"十一连增"对土壤的养分收支影响巨大。研究我国近30年主要农田土壤质量的变化对维持和提高土壤质量,保持粮食高产稳产有重要意义。【方法】我国持续进行的长期肥料试验约50个,覆盖了主要种植制度和土壤类型。依据本专辑论文有关长期施肥对土壤主要理化性状的影响,综述了我国长期不同施肥模式和施肥量土壤质量的变化特征,并依据研究内容和国际研究热点提出了我国今后长期定位试验研究的方向及驱动力。【结果】1)本专辑收集了论文31篇,60%以上研究内容集中在土壤有机质和磷素有效性的演变,表明土壤有机质质量和磷素库源平衡在我国农田土壤质量评估中起着决定性的作用。2)连续30年单施化肥,东北黑土有机质呈缓慢下降趋势,每10年下降1 g/kg左右,其他区域稳定缓慢上升,每10年上升1.4~2.5 g/kg。长期无机肥配施有机肥及秸秆还田,土壤有机质呈显著上升趋势,30年平均上升幅度西北和华北高达51%和68%,南方旱地和长江流域水田平均为24%。3)我国农田有机物料碳的利用效率平均为16.3%,呈现随水热梯度增加而降低的趋势。其中,西北和东北地区平均为22%~26%,明显高于华北的13%和南方旱地或水田的10%;4)土壤有效磷含量受施肥影响显著。每季作物施磷(P)20~33 kg/hm^2,土壤全磷和有效磷可维持平衡或明显增加,年平均上升速率因土壤类型和磷肥施用量不同存在较大差异,每年最大可提高2.1 mg/kg;化肥配施有机肥有助于活化土壤磷,对于有效磷有更大的提升空间最高可达9.3 mg/kg。5)施用化肥土壤磷素以有效性较高的无机形态(Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P、Fe-P)累积,化肥配施有机肥显著增加了活性较高的有机磷组分(活性有机磷、中活性有机磷),有利于土壤有效磷的稳定供给。【展望】我国目前集约化种植下,农田有机物料的投入仍是影响土壤有机质平衡的第一要素。我国土壤有机质和有效磷含量仍有增加的空间,还需加强有机物料的投入。土壤质量研究今后还应加强土壤生物指标和土壤生态和健康功能研究加强土壤质量演变趋势研究采用模型模拟、预测与预警土壤质量,并通过模型的选择和参数的确定促进模型在生产实践中的应用。

矿山废弃地生态恢复研究进展

主要从矿山废弃地的基质改良、植物修复、土壤质量演变以及植被演替这四个研究方向介绍了国内外矿山废弃地生态恢复的最新进展,提出今后研究的重点:一方面是加强对适应面较广的耐受性植物的筛选、培育工作,另一方面是最大限度地保持中国西南矿区的原生态环境、保护生物多样性资源。

Study of elastic-plastic damage model of cement consolidated soil with high organic content

On the basis of elastic-plastic damage model of cement consolidated soil,the authors took organic contents into reasonable damage variable evolution equation in order to seek relation between the organic contents and parameters in the equation,and established the elastic-plastic damage model of cement consolidated soil considering organic contents.The results show that the parameters change correspondingly with difference of the organic contents.The higher the organic contents are,the less the valves of the parameters such as elastic modulus(E),material parameters(K,n) and damage evolution parameter(ε) become,but the larger strain damage threshold value(εd) of the sample is.Meanwhile,the calculation results obtained from established model are compared with the test data in the condition of common indoors test,which is testified with reliability.