福建省耕地土壤全氮密度和储量动态变化

准确估算土壤全氮密度和储量的动态变化能为氮肥优化管理和水体富营养化防控提供重要依据。以位于福建省不同地区的闽侯县、同安区、武平县和永定县1982年11087个样点及2008年1616个样点建立的1∶5万土壤数据库为基础,利用尺度上推的方法分析了1982—2008年福建省耕地全氮密度和储量的动态变化。结果表明,近30年来福建省耕地土壤氮素富集明显,全氮密度和储量分别上升了0.08 kg/m2和1.22 Tg,但不同土壤类型差异较大,紫色土土类、酸性紫色土亚类和猪肝土土属氮素富集最明显,全氮密度均上升了0.18 kg/m2;赤红壤土类、淹育水稻土亚类和赤土土属氮素损失最多,全氮密度均下降了0.10 kg/m2。水稻土土类、渗育水稻土亚类和黄泥田土属全氮储量增加最多,分别达1.24、0.80 Tg和0.71 Tg;赤红壤土类、赤红壤亚类和灰砂泥田土属下降最多,分别达0.13、0.13 Tg和0.08 Tg。因此,在今后的福建省耕地管理中根据不同土壤类型氮素富集程度合理指导施肥,以节约资源和减少氮素流失是十分必要的。

河南黄背草群落碳、氮密度空间变化及其驱动因素分析

试验采用野外调查与室内分析相结合的方法,分别对豫北、豫西和豫南3个地区的黄背草群落植被碳、氮密度进行了测定,并与气候、地形、土壤等生态因子进行了关联性分析,旨在明确黄背草(Themeda japonica)群落碳、氮密度在河南省不同区域的差异,以及导致这种空间变化的驱动因素,结果表明:黄背草群落地上碳、氮密度空间分布整体呈"西高南北低"的特点,豫西地上碳密度约为豫北、豫南地区的1.5倍,豫西地上氮密度约为豫北、豫南地区的2倍。群落根系碳、氮密度则呈现"南高西低"格局,豫南根系碳密度分别是豫北和豫西的1.7倍和2.9倍,豫南根系氮密度分别是豫北和豫西的1.7倍和2.7倍。RDA冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,影响河南黄背草群落植被碳、氮密度空间分布的因素依次是土壤砾石比、海拔、温度、降水和群落盖度。上述结果对于明确不同环境条件下黄背草群落的生态功能差异及其驱动因素具有指导意义。

松嫩平原玉米带农田土壤氮密度时空格局

基于1980年吉林省第二次全国土壤普查剖面资料和2003—2006年的实测数据,估算了松嫩平原玉米带不同土壤类型农田表层(0—20 cm)土壤氮密度和储量,分析了该地区土壤氮密度的25a时空变化特征及其原因。结果表明,两个时期松嫩平原玉米带农田土壤氮密度的空间分布格局基本一致,中部高、边缘低,平均土壤氮密度变化不大,均为0.31 kg/m2,但25 a间不同土壤类型和土地利用方式的土壤氮密度变化趋势存在差异,暗棕壤、水稻土和沼泽土的氮密度上升,其它类型土壤的氮密度不变或下降,旱田的氮密度不变,水田的氮密度明显下降,25 a间研究区内的农田土壤总氮储量每年减少7.6×105kg。25 a间土壤氮密度的变化与1980年的初始值负相关,土壤氮密度的新稳定状态值为0.32 kg/m2。如保持1980年的土地利用方式和栽培耕作措施不变,该地区农田土壤总固氮潜力为5.18×106kg/a。但实际上,与固氮潜力相比,2005年该区农田土壤总氮储量偏低了1.20×108kg。因此,今后该区应多注重肥料的合理施用,加强农田管理,尤其是旱田改水田的管理。

黄土丘陵区刺槐、辽东栎林碳氮密度及其分配特征

选取黄土丘陵区刺槐人工林和辽东栎天然次生林2个典型森林群落为研究对象,比较分析了各组分的有机碳和全氮含量与储量及分配特征。结果表明:刺槐和辽东栎林植被层的碳含量总体上呈现沿垂直方向的递减趋势,即乔木层>灌木层>草本层>凋落物层;不同器官部位的碳含量呈现为:叶、干>枝>根,草本层地上部碳含量高于地下部。氮含量变化趋势不显著。辽东栎林生态系统碳密度为165.86t/hm^2,高于刺槐林生态系统(138.93t/hm2),而两者的氮密度差异不大。两生态系统碳氮密度的各部分排序为土壤>乔木层>凋落物层>林下植被层,土壤层(0—100cm)的碳密度占生态系统碳库总量的51.1%~53.6%,而氮密度占71.4%~84.4%,表明控制水土流失对维持研究区的生态环境及土壤固碳潜力至关重要。

内蒙古草原区土壤碳密度(SOCD)和氮密度(TND)的影响因素分析

在内蒙古草原区选取94个样点，涵盖耕地、退耕地、人工林和草原4种土地利用类型，根据土壤质地将草原细分为沙质草原和非沙质草原。通过对这些样点土壤有机碳密度（SOCD）和全氮密度（TND）的研究，发现在内蒙古草原区，SOCD主要受到土壤质地的影响，黏粒（〈2gm）、粉砂（2～16μm）和细粉砂（16～63μm）的含量越高，SOCD越高。而TND同时受到土壤质地和土地利用类型的影响，分布在非沙质土壤的草原具有最高的TND。耕作不会导致SOCD显著降低，但是会造成TND降低。人工林不能显著提高土壤养分含量，相反，由于人工林对养分和水分的需求很大，可能导致土壤肥力的降低。此外，草原区温度越高，土壤养分越低，这预示着在全球变暖的背景下，这一地区的土壤可能成为重要的碳源。植被退化越严重，土壤养分越低，因此保护草原区的植被免受过度放牧的影响非常重要。

山西铁杆蒿草地群落碳、氮密度区域差异及其驱动因素

为明确山西铁杆蒿(Artemisia sacrorum)群落碳、氮密度的区域差异,以及导致这种空间变化的驱动因素,本试验以山西省铁杆蒿草地群落为研究对象,通过测定晋北半干旱地区和晋南半湿润地区铁杆蒿群落的碳(C)、氮(N)密度,分析了其与年均气温、年降水量、土壤理化性质和地上、地下生物量等生态因子的相关性。结果表明:山西南北铁杆蒿群落碳、氮密度空间分布存在差异,晋南地区铁杆蒿群落的群落碳、氮密度分别为651.83 g C·m^-2和20.63 g N·m^-2,晋北地区铁杆蒿群落的群落碳、氮密度分别为418.89 g C·m^-2和13.90 g N·m^-2。以群落各组分碳、氮密度代表样点进行RDA(Redundancy analysis)冗余分析排序得出造成两地区群落碳、氮密度分异的主要生态因子均为地上生物量、地下生物量、年均气温、年降水量、土壤有机碳含量以及土壤砾石比。可见,山西晋南和晋北地区铁杆蒿群落碳、氮密度空间分布存在差异,不同气候区铁杆蒿群落碳、氮密度空间差异与生物量的积累密切相关,驱动晋南和晋北地区铁杆蒿群落碳氮密度分异的环境因素为年均气温、年降水量、土壤有机碳含量以及土壤砾石比。

基于1︰5万数据库的福建省土壤全氮密度及储量估算研究

土壤全氮对于全球温室效应和水体富营养化具有重要的调控作用。基于福建省第二次土壤普查3082个剖面数据和最新建立的1︰5万大比例尺矢量土壤图,对全省土壤全氮储量进行了估算。结果表明:福建省土壤总面积为12.08×10^(6) hm^(2),表层(0~20 cm)和剖面(0~100 cm)土壤的全氮密度分别为0.35 kg·m^(-2)和0.97 kg·m^(-2),储量为42.06 Tg和116.83 Tg。全省土壤全氮密度整体呈自北向南逐渐递减的趋势,且沿海低而内陆高。从不同土壤类型来看,山地草甸土的表层和剖面全氮密度最高,分别为0.85 kg·m^(-2)和2.09 kg·m^(-2);而风沙土的表层和剖面全氮密度最低,分别为0.11 kg·m^(-2)和0.27 kg·m^(-2)。从不同行政区来看,南平市和龙岩市的表层土壤全氮密度最高,分别为0.40 kg·m^(-2)和0.39 kg·m^(-2),而南平市和三明市的剖面土壤全氮密度最高,分别为1.19 kg·m^(-2)和1.11 kg·m^(-2)。总体而言,福建省土壤全氮密度和储量空间分布差异很大,今后可依据不同行政区和土壤类型的全氮分布制定合理的施肥管理措施。

南充市城市绿地表层土壤有机碳、氮密度分布特征

快速城市化背景下研究城市土壤碳、氮密度的分布特征及其影响因素,有助于进一步了解城市土壤碳、氮循环与人类活动之间的关系。以南充市城市表层土壤为研究对象,多视角分析城市土壤碳、氮密度的分布特征。结果表明:南充市城区城市表层土壤有机碳密度介于3.78~110.49 t·hm^(-2)之间,氮密度介于1.19~6.54 t·hm^(-2)之间,碳、氮密度均随土壤深度的增加而减小;不同植被类型下土壤有机碳密度差异极显著,表现为:落叶林>常绿林>灌木>草本,而植被类型对土壤氮密度无显著影响;公园绿地、道路绿地、防护绿地、附属绿地、街头绿地5种类型绿地土壤有机碳密度差异显著,其均值依次减小,而不同绿地类型间土壤氮密度差异不显著;工业、商业、文教、居住4种城市功能区绿地土壤有机碳密度差异未达到显著水平,而土壤氮密度差异极显著,排序依次为:文教区>商业区>工业区>居住区;绿地利用年限越久,土壤有机碳密度越大,而土壤氮密度先增加后轻微降低。城市土壤碳、氮密度的空间分异是自然与人为双重因素作用的结果,人为干扰因素是造成不同植被类型、绿地类型、功能区和利用年限下土壤碳、氮密度变化的主要原因。

三江源区高寒草地表层土壤碳、氮、磷密度空间稳定性分析

探究三江源区高寒草地表层(0~10 cm)土壤碳、氮、磷密度空间稳定性对评价区域生态系统养分循环具有重要意义。本研究于2017年8—9月对三江源区13个县/镇的植被、土壤和气象数据进行收集,分析了三江源区高寒草地表层土壤碳、氮、磷密度空间稳定性及影响因素。结果表明:三江源区土壤表层碳、氮、磷的空间分布主要受海拔影响,土壤有机碳、全氮、全磷密度随海拔增加呈先增加后降低的趋势,无机碳密度则呈先降低后增加的趋势。根据空间聚类分析的结果,土壤有机碳、全氮密度空间稳定性在三江源区内呈东南向西北递减的趋势,无机碳与之相反,全磷则为南部地区高于北部地区。三江源区土壤碳、氮、磷密度空间稳定性大小的排序为全磷>全氮>有机碳>无机碳,这主要与海拔、植被多样性、地下生物量、土壤含水量、土壤pH值等因子的密切相关。

水稻生态系统碳密度空间分布及其影响因素研究

水稻生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,在碳循环中起着十分重要的作用,且在小尺度区域中,碳密度空间分布上也会存在不小的差异,故本研究旨在区域尺度上分析水稻生态系统碳密度空间分布差异并探究造成差异的原因。通过实测临安区水稻地上部分、根系以及土壤的碳密度,同时结合临安区地理数据,使用空间自相关分析方法分析各乡镇碳密度空间分布差异,并对差异性作具体分析,探究其影响因素。结果表明,临安区水稻生态系统碳密度空间上呈现一定的自相关性及聚集性,临安中部地区水稻生态系统碳密度值较低,西部地区水稻土壤碳密度值较高且呈聚集性,东部地区水稻作物碳密度值较高且呈聚集性。究其原因,在区域尺度上地形因素对水稻生态系统的碳密度有一定影响;同时,由于中部地区的过度施氮肥导致土壤性质破坏,故土壤氮密度也是影响碳密度的一个重要因素。本研究对指导当地水稻农业生产以及促进水稻农业发展具有重要意义。

基于SOTER的河北省土壤有机碳、氮密度的空间分布

本文在河北省土壤与地形体数据库基础上,计算了该省不同土壤组合的土壤有机碳和氮的密度,应用GIS技术分析了河北省土壤有机碳和氮密度的空间分布特征。结果表明:河北省土壤的平均有机碳密度为10.83kgm-3,平均氮密度为1070.96gm-3,C/N比为9.99;该省的土壤有机碳和氮密度的空间分布均呈现:不同类型土壤组合的有机碳和氮密度均随着纬度的增加而逐渐增加,而且其分布受气候、土壤特性、土地利用方式、植被特性以及人类干扰程度等的影响。

密云水库上游流域土壤有机碳和全氮密度影响因素研究

为揭示影响密云水库上游流域土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)和全氮(total nitrogen,TN)密度的主要因子,采用野外采样、实验室分析和数理统计分析相结合的方法,研究了气候(温度和降水)、地形(海拔和坡度)、土壤理化性质(土壤容重、含水量、pH值和黏粒含量)以及土地利用方式等因素对SOC和TN密度的影响.结果表明,密云水库上游流域森林、草地、农田这3种土地利用类型表层(0～20 cm)SOC密度分别为4.77、6.79和2.90 kg.m-2,TN密度分别为0.41、0.69和0.30kg.m-2,3种土地利用类型之间SOC和TN密度差异显著(P<0.05);土壤含水量、土地利用方式、坡度、土壤pH值和黏粒含量是影响SOC密度的主要因子,土地利用方式、土壤黏粒含量和含水量则是影响TN密度的主要因子;气候、地形、土壤理化性质等区域环境因子共同解释了SOC和TN密度变异性的63.6%和53.4%,而环境因子和土地利用方式对SOC和TN密度变异性的综合解释程度分别为67.6%和57.8%.土地利用对SOC和TN密度变异性的贡献相对于环境因子而言较小,因此,建立高空间分辨率的区域环境因子数据库将是精确估算区域土壤碳氮贮量的关键环节.

采伐对小兴安岭落叶松森林沼泽土壤氮含量和氮密度的影响

研究了择伐和皆伐对小兴安岭三种森林沼泽土壤氮含量和氮密度的影响。研究结果表明：不同森林沼泽类型的土壤氮含量和氮密度对不同采伐强度的响应不同，采伐对不同土层的氮含量和氮密度的影响也存在差异。（1）采伐一般使落叶松苔草沼泽土壤层的氮含量有所降低，且随着采伐强度增大降低幅度增加；采伐改变了落叶松藓类沼泽土壤层氮含量的分布格局，但对其土壤各层氮含量的影响并不大；采伐虽然对落叶松泥炭藓沼泽土壤氮含量的分布格局有较大影响，但对其各层土壤氮含量的影响相对较弱。（2）就0—50cm土体的氮密度而言，相对于对照样地，落叶松苔草沼泽择伐后减低1．9％，皆伐后降低40．6％；落叶松藓类沼泽择伐后降低8．8％，皆伐后降低18．3％；落叶松泥炭藓沼泽择伐后增加27．3％，皆伐后降低25．7％。

不同高寒草甸土壤碳氮稳定同位素和密度的差异

为了解不同类型高寒草甸土壤碳氮稳定同位素和密度的差异,采用稳定同位素质谱仪Isoprime100对采自黄河源区不同高寒草甸覆被条件下0~30cm土壤进行了碳氮稳定同位素组成特征和密度分析。结果表明,高寒草甸土壤δ13 C值介于-25.42‰^-24.20‰之间,δ15 N值介于3.37‰~4.69‰之间,显著高于大气δ15 N值。δ13 C值和δ15 N值均随土壤深度加深而增大。人工草地土壤δ13 C值显著低于轻度和重度退化草甸(P<0.05),而δ15 N值显著高于轻度和重度退化草甸(P<0.05)。土壤碳氮比最小值为7.89,最大值为9.97,平均碳氮比为8.71。土壤有机碳含量和全氮含量呈正相关(P<0.01),二者的回归方程为y=0.0963x+0.0336(R2=0.9619)。轻度退化草甸、严重退化草甸和人工草地0~30cm土壤碳密度依次为7.14、6.67和6.46kg/m2;全氮密度依次为0.83、0.77和0.75kg/m2。植物吸收、生长有利于12 C和14 N的输出,而将较重的13 C和15 N留在了土壤中。人工草地植物生长势强,形成的地上生物量多,吸收了较多的土壤氮素14 N,导致土壤15 N升高。植被退化或种植人工草地均可导致土壤碳氮密度的显著降低,这种变化主要发生在0~20cm土层。

吉林省耕地表层土壤氮密度分布特征及其影响因素

为了探讨吉林省耕地表层氮素分布特征及影响因素,以吉林省703万公顷耕地为研究区域,根据2010年吉林省耕地地力评价数据(6169个耕地表层土壤采样点数据),辅以吉林省行政区划图、吉林省土壤图、土地利用现状图,利用ArcGIS技术以及分析软件SPSS,计算了吉林省耕地表层土壤氮密度、储量,分析了其分布特征,并对影响吉林省耕地表层土壤氮密度的因素进行研究。吉林省耕地表层土壤氮密度平均值是0.473 kg m^(-2),氮储量为2902.13×103 kg。吉林省耕地表层土壤氮密度自东向西逐渐递减,东部、中部和西部平均值分别为0.611 kg m^(-2)、0.354 kg m^(-2)和0.307 kg m^(-2)。暗棕壤、黑钙土、草甸土、白浆土和黑土氮储量较高,占总储量的76.4%。土壤全氮含量和氮密度与海拔高度和年平均降雨量都呈极显著正相关,与年积温和pH都呈极显著负相关。

高寒农田土壤有机碳和全氮密度垂直分布特征及其与海拔的关系

【目的】为探讨高寒地区农田生态系统有机碳和全氮积累状况及差异特征。【方法】在祁连山中段南坡选取样点分层采集土壤样品,进行室内测定其有机碳、全氮含量及其密度垂直分布特征沿海拔的空间分布规律。【结果】研究区0~50 cm土层土壤有机碳密度在海拔2800 m处达到最大值10.18 kg m^(−2);全氮密度在海拔3000 m处达到最大值1.86 kg m^(−2),土壤有机碳密度随海拔的升高呈“U”型曲线变化,全氮密度随海拔的升高呈单峰曲线变化。0~50 cm土层剖面上,土壤有机碳密度及全氮密度在海拔≤3000 m处随土层深度的增加而降低,在海拔3100 m处随土层深度的增加而增加。海拔高度与全氮含量、全氮密度存在显著正相关关系(P<0.01);土层深度与有机碳含量存在显著负相关关系,与有机碳密度和全氮密度存在极显著正相关关系(P<0.01)。【结论】海拔和土层是影响祁连山南坡农田土壤有机碳和全氮分布的关键因子。

膜下滴灌条件水、氮、密度耦合效应对棉花产量的影响

【目的】研究膜下滴灌灌水量、施氮量、密度耦合效应对杂交棉生长的影响。【方法】通过田间试验,设置8个水、氮、密度处理组合研究不同处理对棉花生长和产量的影响。【结果】灌水量对棉花生产影响最大,其次是施氮量和密度,高的水、氮条件下棉花干重和产量都有所增加,但收获率有很明显的下降。【结论】水氮增加以后,棉花生长旺盛,但容易旺长,因此在生产中增加水肥投入获高产要慎重。

密度与氮肥互作对烤烟氮钾含量、光合特性及产量的影响

以秦烟96为材料,采用大田裂区试验设计,种植密度(D)为主区,氮素(N)为副区,分别设3个水平,研究氮用量、密度互作对烤烟圆顶期氮钾含量、光合特性及产量的影响,寻求适合烤烟生长的最佳施氮量和种植密度组合。初步研究结果表明,密度、氮用量及其互作均对烤烟圆顶期氮、钾含量和光合作用及产量影响显著,氮、钾、碳水化合物含量和净光合速率(Pn)均与产量呈显著正相关。产量和氮含量在3个密度下均以高氮量处理最高,而钾含量、Pn和碳水化合物含量均以中氮量处理最高。产量和钾含量在3个氮量下以中密度处理最高,而氮含量以低密度处理最高,Pn和碳水化合物含量以低、中密度处理最高。本试验条件下,秦烟96的最佳氮用量与密度组合为中密度高氮量(D2N3),适宜的氮肥用量和密度范围分别为88.10～103.19 kg/hm2、16 078～16 698株/hm2。

基于根氮质量密度分布模拟土壤-冬小麦系统中的水分运移

近年来,水资源短缺问题日益突出,节水农业成为研究热点,其中最主要的课题当属探索作物根系吸水规律并准确地模拟土壤-作物系统中的水分运移.通过设置冬小麦(苗期)室内水培实验,本文探索了冬小麦根系吸水功能与根氮质量之间的关系,并据此建立了根系吸水模型,之后,通过冬小麦(苗期)室内砂培土柱实验,对该关系和基于根氮质量密度的根系吸水模型进行了检验验证,模拟分析了土柱实验各处理条件下土壤-冬小麦系统中的水分运移规律.结果表明:冬小麦根系吸水(蒸腾)与根氮质量呈较好的线性相关(R2=0.99),基于根氮质量密度可建立根系吸水模型,并模拟冬小麦各生长阶段土柱中的土壤水分动态,剖面含水量的模拟值与实测值吻合较好,两者间的均方根差均在0.007 cm3cm-3之内.

不同垦殖年限对川西北高寒草地土壤有机碳、氮密度的影响

不合理的垦殖是造成土壤退化的主要原因之一。以垦殖1、3、6、10年后的天然草地为研究对象,以未垦殖天然草地为对照,研究了垦殖对川西北高寒草地土壤理化性质和有机碳氮的影响。结果表明,垦殖草地的土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(STN)、土壤有机碳密度(SOCs)和土壤全氮密度(STNs)均显著降低;大部分SOCs和STNs减少发生在垦殖的早期阶段,随着垦殖年限的增加,SOCs和TNs的下降速率呈现降低趋势,垦殖10年后,在0~60 cm土层土壤SOCs和STNs比垦殖前的天然草地分别下降了30.97%和17.87%。随着土层深度的增加,SOCs和STNs及其损失速率呈现出下降趋势,表层土壤有机碳氮密度的损失明显高于下层土壤。在垦殖过程中SOCs的损失大于STNs,土壤碳氮比(C/N)呈现出下降趋势。