不同土地利用方式下土壤化学性质特征研究
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土地利用方式对土壤理化性质影响的研究进展作者:沈小晓来源:《安徽农学通报》2018年第13期摘要:土壤粒度、pH值、有机质、盐基离子等理化性质是评价土壤质量的重要指标,土壤理化性质在不同程度上受到土地利用方式的影响,土壤粒度、有机质、pH值受影响较大。
通常,林地植被覆盖率高,土壤粒径小,有机质含量高,土壤pH值小,林地CEC值较其他土地利用方式大。
该文对近年来有关土地利用方式对土壤理化性质影响的研究进行了综述,指出了现有研究的不足,以期能够为该研究提出新方向。
关键词:土地利用方式;粒度组成;pH;有机质;CEC中图分类号 S153.6 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2018)13-0054-02Abstract:Soil physicochemical properties,especially particle size,pH,organic matter,and salt-based ions are important indicators for evaluating soil quality.These physicochemical properties are all affected by land use patterns to varying degrees.Soil particle size,organic matter,and pH are greatly affected by land use.Generally,forest land has high vegetation coverage,small soil particle size,high organic matter content,and low soil pH.Soil CEC values are affected by land use patterns.In general,forest land CEC values are greater than other land use methods.This paper summarizes recent studies on the effects of land use on soil physicochemical properties,and points out the deficiencies of existing research in order to provide a new direction for the study.Key words:Land use;Granular composition;pH;Organic matter;CEC土壤性质是土壤水分、物理和化学性质等的综合反映,是土壤基本状况的体现。
土地利用类型土壤理化性质特征论文摘要:不同土地利用方式对土壤的物理性质有一定影响,土壤表层草本植物覆盖多的土地在保持水土及改善土壤质地方面有一定优势。
城市是人类活动的重要场所,也是人口主要集中居住的地区,建立人与自然和谐相处、健康、安全和可持续发展的现代城市是全球人类的共同理想。
城市土壤受人为活动影响强烈,不同的土地利用方式对城市的生态环境有着不同影响[1]。
本研究以长沙市有代表性的4种土地利用类型为研究对象,采取了野外采样和试验室分析相结合的方法对其物理、化学性质进行了定量研究,研究结果可以为长沙市将来土地利用的规划提供参考数据和科学依据。
1 研究区概况研究地设于长沙市主城区,长沙市地处湖南省东部偏北,湘江下游和长浏盆地西缘。
其地域范围为东经111°53′~114°15′,北纬27°51′~28°41′。
气候属亚热带季风气候,全年气候温和、降水充沛、雨热同期、四季分明。
长沙市年平均气温17.2℃,年积温为5457℃,市区年均降水量1361.6mm。
全市辖区面积1.1819万km2,农业人口人均占有耕地0.058hm2。
长沙土壤种类多样,可划分9个土类、21个亚类、85个土属、221个土种,其中,以红壤、水稻土为主,分别占土壤总面积的70%与25%,其余还有菜园土、潮土、山地黄壤、黄棕壤、山地草甸土、石灰土、紫色土等,适宜多种农作物生长。
2 研究方法2.1 样地的设置在长沙市选取有代表性的林地、草地、交通用地及居民点用地,每种类型分别设置6个采样点。
由于城市土地的特殊性,所以,交通用地取土选取道路中央隔离带或者道路两旁绿化带中便于取土的点。
居民点取土选择未被水泥覆盖的区域进行取样。
2.2 土壤样品采集及处理在每个采样点按0~10、10~20、20~30cm3个层次,分别采取土样,并当场称取土壤鲜重,装入无菌塑料袋带回试验室。
在试验室清除土壤样品中的植物根系、凋落物、石砾等杂质,在测定自然含水率后,按照有机质、全N、全P、全K含量的测定要求进行自然风干处理后,装入无菌塑料袋备用。
收稿日期:2023-09-11基金项目:宁夏自然科学基金项目(2022AAC03458;2022AAC03457);宁夏农业高质量发展和生态保护科技创新示范课题(NGSB-2021-11-01)作者简介:吴霞(1984-),女,宁夏吴忠人,助理研究员,硕士,主要从事土壤健康和盐碱地改良研究,(电话)132****7724(电子信箱)*****************。
吴霞,王长军,樊丽琴,等.不同土地利用方式下银北盐碱地土壤的理化性质特征[J ].湖北农业科学,2024,63(4):44-48.不同土地利用方式下银北盐碱地土壤的理化性质特征吴霞,王长军,樊丽琴,张永宏,王旭(宁夏农林科学院农业资源与环境研究所,银川750002)摘要:以银北地区盐碱地为对象,研究了旱地、水田、灌木林和荒草地4种土地利用方式对0~20cm 和20~40cm 土层土壤容重、总孔隙度、有机碳含量、全氮含量、全磷含量、全钾含量、pH 以及全盐含量的影响。
结果表明,银北地区不同土地利用方式土壤理化性质差异显著(P <0.05)。
旱地和水田土壤容重高于灌木林和荒草地,土壤总孔隙度则低于灌木林和荒草地。
4种土地利用方式土壤有机碳和全量养分含量在0~20cm 和20~40cm 土层表现较为相似,有机碳和全氮含量表现为灌木林最高,旱地和水田次之,荒草地最低;旱地和水田土壤全磷含量显著高于灌木林和荒草地(P <0.05);全钾含量在旱地土壤中最高,水田最低。
除旱地20~40cm 土层外,土壤pH 和全盐含量均表现为荒草地显著高于其他3种土地利用方式(P <0.05)。
加权灰色关联分析显示,0~20cm 和20~40cm 土层均表现为灌木林土壤理化性质关联度最大,旱地和水田次之,荒草地最小,说明灌木林对改良银北盐碱地土壤理化性质的效果最优。
关键词:盐碱地;改良;土地利用方式;土壤理化性质;灰色关联分析;银北地区中图分类号:S156.4+9文献标识码:A文章编号:0439-8114(2024)04-0044-05DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2024.04.009开放科学(资源服务)标识码(OSID ):Characteristics of soil physical and chemical properties in saline-alkali land of Yinbei under different land use patternsWU Xia ,WANG Zhang-jun ,FAN Li-qin ,ZHANG Yong-hong ,WANG Xu(Institute of Agricultural Resources and Environment ,Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences ,Yinchuan 750002,China )Abstract :Taking saline-alkali land in Yinbei area as the research object ,the effects of four land use patterns (dry land ,paddy field ,shrubbery and grassland )on soil bulk density ,total porosity ,organic carbon content ,total nitrogen content ,total phosphorus con⁃tent ,total potassium content ,pH and total salt content in 0~20cm and 20~40cm soil layers were studied.The results showed that the soil physical and chemical properties of different land use types in Yinbei area were significantly different (P <0.05).The soil bulk den⁃sity of dry land and paddy fields was higher than that of shrubland and grassland ,and the total soil porosity was lower than that of shru⁃bland and grassland.The soil organic carbon and total nutrients of four land use types were similar in 0~20cm and 20~40cm soil lay⁃ers.The content of organic carbon and total nitrogen was the highest in shrubbery ,followed by dry land and paddy fields ,and the low⁃est in grassland.The soil total phosphorus content in dry land and paddy fields was significantly higher than that in shrubbery and grassland (P <0.05).The total potassium content was the highest in dryland soil and the lowest in paddy fields.The soil pH and total salt content of grassland were significantly higher than those of the other three land use types (P <0.05),except for the 20~40cm soil layer of dry land.The weighted gray correlation analysis showed that the correlation degree of soil physical and chemical properties in 0~20cm and 20~40cm soil layers was the highest in shrubbery ,followed by dry land and paddy fields ,and the lowest in grassland ,indi⁃cating that shrubbery had the best effect on improving soil physical and chemical properties in Yinbei saline-alkali land.Key words :saline-alkali land ;improvement ;land use pattern ;soil physical and chemical properties ;gray correlation analysis ;Yin⁃bei region第4期土壤是人类生存和发展的重要基础,人类从土壤中得到赖以生存的衣食住行等物质资料[1]。
长沙几种不同土地利用类型土壤理化性质特征作者:杜昕来源:《现代园艺》2015年第02期摘要:采用野外采样与试验室分析的方法,对长沙市几种不同土地利用类型的土壤理化性质进行了比较分析,研究结果表明:表面植被覆盖多的草地,林地有较好的水土保持能力,而受人为影响较大的居民点的容重明显大于其它种类。
长沙市城市土壤整体呈酸性,土壤有机质含量随着土壤深度的加深呈降低趋势,林地、草地有机质含量明显高于其它类型,长沙城市土壤整体缺乏N、P、K,元素含量随着土层的加深而减少。
该研究结果可为长沙土地利用规划提供一定的参考数据和科学依据。
关键词:不同土地利用类型;土壤理化性质;有机质城市是人类活动的重要场所,也是人口主要集中居住的地区,建立人与自然和谐相处、健康、安全和可持续发展的现代城市是全球人类的共同理想。
城市土壤受人为活动影响强烈,不同的土地利用方式对城市的生态环境有着不同影响[1]。
本研究以长沙市有代表性的4种土地利用类型为研究对象,采取了野外采样和试验室分析相结合的方法对其物理、化学性质进行了定量研究,研究结果可以为长沙市将来土地利用的规划提供参考数据和科学依据。
1 研究区概况研究地设于长沙市主城区,长沙市地处湖南省东部偏北,湘江下游和长浏盆地西缘。
其地域范围为东经111°53′~114°15′,北纬27°51′~28°41′。
气候属亚热带季风气候,全年气候温和、降水充沛、雨热同期、四季分明。
长沙市年平均气温17.2℃,年积温为5457℃,市区年均降水量1361.6mm。
全市辖区面积1.1819万km2,农业人口人均占有耕地0.058hm2。
长沙土壤种类多样,可划分9个土类、21个亚类、85个土属、221个土种,其中,以红壤、水稻土为主,分别占土壤总面积的70%与25%,其余还有菜园土、潮土、山地黄壤、黄棕壤、山地草甸土、石灰土、紫色土等,适宜多种农作物生长。
2 研究方法2.1 样地的设置在长沙市选取有代表性的林地、草地、交通用地及居民点用地,每种类型分别设置6个采样点。
新乡市不同土地利用方式下土壤肥力与盐碱化评价摘要:在新乡市郊区采集不同利用方式下的农田土样,分析有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、pH值、阳离子交换总量、总盐分含量、交换性阳离子组成。结果表明不同利用方式下,土壤有机质、全氮评价等级为较缺或中等;碱解氮评价等级为极缺;速效磷评价等级为极缺、缺或较缺;速效钾评价等级为中等、较丰或丰富;土壤交换性阳离子以Ca2+、Na+为主,农田土壤中交换性钙的含量均高于临界值,但交换性镁含量却在临界值之下。不同利用方式的农田土壤大多属于轻盐化土壤,但靠近公路的农田土壤有碱化现象。关键词:盐碱化;土壤肥力;利用方式;碱化;新乡市Evaluation of Soil Fertility and Salinization under the Different Land Utilization Patterns in Xinxiang CityAbstract: The soil samples that came from different utilization patterns of arable land were collected in the suburban of Xinxiang city. The analysis contents included soil organic matter, total nitrogen, alkali-hydrolyzable nitrogen, available phosphorus, available potassium, pH value, cation exchange capacity, total salt content, the composition of exchangeable cation. The results showed that different utilization patterns had different effect on the above-mention items. According to the evaluation standard of soil organic matter and soil fertility level, the soil organic matter and total nitrogen belonged to the state of the scarcity or moderate, but the alkali-hydrolyzable nitrogen was very scarcity, and available phosphorus was between very scarcity and scarcity, the rate of available potassium was between moderate and rich state, the Ca2+ and Na+ were the main contents of the exchangeable cation. However, the rate of exchangeable calcium was more than the value of threshold, on the contrary, the contents of exchangeable magnesium was less than the value of threshold. Most farm land was prone to light salinization under different utilization patterns, but the farm field near the highway had the trend of alkalization.Key words: salinization; soil fertility; utilization pattern; alkalization; Xinxiang city 新乡市位于河南省北部黄灌区内,辖区内农业生产用水2000年以前主要为引黄灌溉,2000年后随部分引黄渠道的老化与供水不足,大部分农业用水由引黄灌溉改为地下水灌溉。气候干旱、排水不畅和地下水位过高,是引起土壤盐碱化的重要原因。河南省1981~2005年来的年平均气温呈明显的上升趋势,年平均气温以0.05℃的速度上升,其中春季和冬季的增温趋势极其明显,而年降水量的变化趋势不明显;土壤水分呈明显下降趋势,年平均重量含水率下降约0.08%,其中春季的土壤水分下降趋势最明显[1]。1987~2002年河南沿黄湿地面积减少了19.18%[2]。在这种大的环境背景下,农田土壤的次生盐碱化进程加快,大部分农田在早春地表可见明显白色盐斑,低洼积水地带农田无法耕种。为此,以新乡市郊区不同利用方式农田为研究对象,分析农田土壤总盐分含量、土壤阳离子交换总量、土壤交换性阳离子组成,研究其土壤次生盐碱化程度和土壤肥力变化,为合理利用土壤、减少盐碱化提供理论依据。1材料与方法1.1样品采集采样区土壤类型为壤质潮土。2009年3月使用GPS定位技术,定采样点(表1),采用“S”形多点混合取样法,取耕层0~20 cm土样,并采集表层盐斑土壤样品1份,土样经登记编号后进行预处理,置于室内通风阴凉处风干,然后磨碎过 2.00、1.00、0.50、0.25 mm土壤筛,分别保存用于测试分析。1.2测定项目与方法新鲜土样水分(烘干称量法)、风干土样水分(烘干称量法)、有机质(重铬酸钾容量法)、全氮(凯氏定氮法)、碱解氮(碱解扩散法)、速效磷(钼蓝比色法)、速效钾(火焰光度计法)、土壤pH值(电位法)、阳离子交换总量(火焰光度计法)、总盐分含量(残渣烘干法)、交换性钙镁含量(EDTA滴定法)、交换性钾钠含量(火焰光度法)。土壤各项目的测定方法均参考鲍士旦主编《土壤农化分析》[3]。2 结果与分析2.1 土壤基本肥力现状分析根据《全国第二次土壤普查暂行技术规程》中土壤有机质及基本肥力分级标准[4],结合土壤分析结果,就不同利用方式下,农田土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾的实际状况做出评价。土壤有机质与土壤肥力水平密切相关,土壤有机质含量对土壤性状、作物生长和化肥的施用影响很大(表2)。根据土壤有机质及基本肥力分级标准(表3)和分析结果,可以看出,1号和3号农田有机质较缺,2号、4号、5号、6号、7号农田有机质为中等肥力水平。全氮肥力水平与有机质肥力水平呈现相似规律,1号和3号农田土壤全氮较缺,其余农田均为中等肥力水平。因在早春采样,农田尚未追肥,7块农田土壤的碱解氮含量均低于30 mg/kg,表明碱解氮水平为极缺。1号农田土壤中速效磷<3 mg/kg,处于极缺状态;3号、4号农田土壤中速效磷介于3~5 mg/kg,评价等级为缺;其余地块的速效磷含量介于5~10 mg/kg,处于较缺状态,当地农田土壤磷含量较低是限制作物增产的因素之一。由于当地土壤为壤质潮土,土壤中含有丰富的含钾矿物,所有农田土壤中速效钾含量都在100 mg/kg以上。6号农田土壤中速效钾含量属于中等水平,1号、5号、7号农田土壤中速效钾评价等级为较丰,2号、3号、4号农田土壤中速效钾丰富。以上分析结果与2008~2009年新乡市测土配方施肥分析结果一致,新乡市农田限制性基本肥力因子主要为有机质含量偏低,土壤全氮水平不高,90%以上农田磷素供应不足。2.2土壤阳离子交换总量与阳离子组成分析土壤水溶性盐是盐碱土的一个重要属性,是限制作物生长的障碍因素。盐土中含有大量的水溶性盐类,影响作物生长。土壤中水溶性盐类的分析,是研究盐碱土盐分动态的重要方法之一[1]。由表4可知土壤阳离子交换总量变化不大,土壤交换性阳离子均以Ca2+、Na+为主,3号、5号、6号和7号农田土壤交换性钠离子含量大于交换性钙离子。3号农田位于农田排水沟旁边,而5号、6号和7号农田则位于乡村主要公路两边,由于公路建设两侧农田地势低于公路。交换性钾与土壤速效钾含量变化规律一致。钙、镁是植物生长所必需的中量元素,土壤交换性钙含量临界值为100 mg/kg,各农田土壤交换性钙含量均高于临界值;土壤交换性镁临界值为60 mg/kg,所有农田交换性镁含量均低于临界值。2.3土壤次生盐碱化程度分析盐碱土是一系列受土体中盐碱成分作用的,包括各种盐土和碱土以及其他不同程度盐化和碱化的各种类型土壤的统称[5]。在形成盐碱土的过程中,土壤盐碱化过程起主导或显著的作用,各种类型盐碱土的共同特性就是土壤中含有大量的盐碱成分,具有不良的物理化学性质,致使大多数植物的生长受到不同程度的抑制,甚至不能生长成活。当土壤表层或亚表层中(一般厚度为20~30 cm),水溶性盐积累超过0.1%或0.2%,或土壤碱化层的碱化度超过5%,就属盐碱土范畴[6]。由表6看出,土样的pH值均在7.0以上,说明各农田土壤呈弱碱性。由表5分析结果和表6盐碱土分级标准看出,1号农田土壤属于非盐化土,2~7号农田土壤属于轻盐化土;1号、2号、4号农田属于非碱化土,3号、5号、6号、7号农田属于轻碱化土。表明新乡市郊区不同利用方式农田土壤盐碱化程度不高,3号、5号、6号、7号农田为轻盐碱化土,2号、4号土样为轻盐化土非碱化土,1号种植桃树的土壤为非盐碱化土壤。3小结与讨论新乡市郊区不同利用方式农田土壤肥力的主要限制因子为有机质、氮、磷、镁,农田盐碱化程度不高,大部分为轻盐碱化土壤,靠近公路农田有碱化现象。不同利用方式农田土壤有机质、全氮评价等级为较缺或者中等;碱解氮评价等级为极缺;速效磷评价等级为极缺、缺或者较缺;速效钾评价等级为中等、较丰或者丰富。土壤交换性阳离子以Ca2+、Na+为主,农田土壤中交换性钙的含量均在临界值之上,但交换性镁含量却在临界值之下。不同利用方式的农田土壤大多属于轻盐化土壤,但靠近公路的农田土壤有碱化现象,原因在于公路建设初期,农田表层土被取用于公路建设,导致地势低,易积水;同时,公路路基影响浅层地下水的流动,也会导致农田表层土壤水分上下运动频繁,盐分随水运动逐渐在表层富积。土壤肥力分析结果与2008~2009年新乡市测土配方施肥分析结果一致,土壤交换性阳离子分析结果显示交换性镁临界值远低于其临界值60 mg/kg。因此,建议新乡市农田培肥应扩大秸秆还田面积,增加秸秆还田量,并增施有机肥,不仅可以提高土壤肥力,还可以延缓土壤次生盐碱化进程;改善土壤保水保肥能力,以产定氮和钾,增施磷肥,因缺补中微量肥料。参考文献:[1] 方文松,陈怀亮,刘荣花,等. 河南雨养农业区土壤水分与气候变化的关系[J].中国农业气象,2007,28(3):250-253.[2] 丁圣彦,梁国付.近20年来河南沿黄湿地景观格局演化[J]. 地理学报,2004,59(5):653-661.[3] 鲍士旦.土壤农化分析[M]. 第三版.北京:中国农业出版社,2000.[4] 全国土壤普查办公室.全国第二次土壤普查暂行技术规程[M].北京:农业出版社,1979.[5] 王遵亲,祝寿泉,俞仁培, 等.中国盐碱土[M].北京:科学出版社,1993.1-6.[6] 尹建道,吴春森,杨进军, 等.天津市盐碱土面积考证及其动态分析[J]. 天津农业科学,2006,12(1):1-4.。
姚卫举,牟晓杰,万斯昂,等.不同土地利用方式土壤碳、氮、磷、硫含量及其生态化学计量特征[J].江苏农业科学,2023,51(17):231-239.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2023.17.032不同土地利用方式土壤碳、氮、磷、硫含量及其生态化学计量特征姚卫举1,2,牟晓杰2,万斯昂2,3,徐惠风1,王苗苗1,2,赵泽宇1,2(1.吉林农业大学农学院,吉林长春130118;2.中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室,吉林长春130102;3.海南师范大学地理与环境科学学院,海南海口571158) 摘要:为研究不同土地利用方式对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)、硫(S)含量及其生态化学计量学特征的影响,采集辽河三角洲碱蓬湿地、芦苇湿地、香蒲湿地、油田区芦苇湿地、水稻田、玉米地、榆树林地7种不同类型土壤,测定C、N、P、S含量及其相关理化性质。
结果表明,不同土地利用方式对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量均具有显著影响(P<0.05),但对TS含量多数未产生显著影响(只有碱蓬湿地和榆树林地存在显著差异)。
4种湿地类型(芦苇湿地、香蒲湿地、碱蓬湿地和水稻田)土壤SOC含量显著高于玉米地和榆树林地。
芦苇湿地、香蒲湿地、水稻田、玉米地的TN含量较高,显著高于其他土壤类型,土壤TN含量与pH值呈显著负相关关系,而与Eh呈显著正相关关系。
水稻田TP含量最高,芦苇湿地次之,榆树林地最低。
不同土地利用方式对土壤DOC、硝态氮、铵态氮和硫酸盐含量也具有显著影响。
芦苇湿地、香蒲湿地、水稻田的DOC含量显著高于其他土地利用类型;玉米地硝态氮含量显著高于其他区域,而水稻田铵态氮含量显著高于其他区域(P<0.05),这主要与土壤硝化作用与反硝化作用有关;受潮汐作用影响碱蓬湿地硫酸盐含量最高,其他区域无显著差异(P<0.05)。
碱蓬湿地、油田区芦苇湿地和水稻田土壤的C∶N>20,其他区域均<20,表明前3种土壤硝化作用受有机碳可利用性控制,其他区域则受铵态氮可利用性控制;除油田区芦苇湿地以外其他区域土壤的C∶P均小于200,表明土壤磷活性较高,有利于植物生长;研究区N∶P均值为3.5,远低于全国N∶P平均值(8.0),因此N是研究区土壤的限制性营养元素;油田区芦苇湿地C∶S大于400,说明该区矿物态硫发生净固定,水稻田土壤C∶S介于200~400之间,表明土壤S既不用来合成有机硫也不从有机硫中释放,而其他区域土壤C∶S均小于200,表明这些区域目前基本处于土壤有机硫矿化过程中的净释放阶段,S不是土壤养分限制因素。
不同土地利用方式下土壤过氧化氢酶活性与土壤化学性质的关系研究——以雷州半岛为例黄华乾;王金叶;凌大炯;段孟霄;汪闻佳【摘要】研究雷州半岛不同土地利用方式对过氧化氢酶活性的影响及过氧化氢酶活性与化学性质的关系,结果表明:①不同土层对过氧化氢酶活性无显著影响;②不同土地利用方式对5~10 cm土层的过氧化氢酶活性具有显著影响;③不同土地利用方式下过氧化氢酶活性与大部分土壤化学性质显著相关,过氧化氢酶活性可作为评价土壤肥力状况的指标,为指导当地合理施肥提供依据;④土壤pH、有机质、速效P、碱解N、全N是影响过氧化氢酶活性的主要因素.【期刊名称】《西南农业学报》【年(卷),期】2013(026)006【总页数】5页(P2412-2416)【关键词】土地利用方式;土壤;化学性质;过氧化氢酶【作者】黄华乾;王金叶;凌大炯;段孟霄;汪闻佳【作者单位】桂林理工大学旅游学院,广西桂林541004;桂林理工大学旅游学院,广西桂林541004;广东海洋大学农学院,广东湛江524088;桂林理工大学旅游学院,广西桂林541004;桂林理工大学旅游学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】S153土壤酶是土壤中具有生物活性的蛋白质[1],其活性变化在一定程度上反映了土壤肥力状况、物质转化状况以及土壤环境状况的变化[2~3]。
周礼恺和哈兹耶夫认为,土壤酶与主要肥力因子有显著相关关系,可作为土壤肥力指标之一[4~5]。
人们早期最关注的是土壤过氧化氢酶,它是一种广泛存在于好氧细菌和兼性细菌的胞内酶,能促进土壤中过氧化氢的分解[6],有利于防止土壤中过氧化氢对植物根系的毒害作用。
过氧化氢酶活性与土壤中全氮含量和有机质含量等呈显著正相关[7],对土壤肥力特征也有相当的表征作用;一些研究中也把土壤过氧化氢酶活性作为评价与土壤肥力有关的好氧微生物活性的一个指标[8]。
本研究分析不同土地利用方式下土壤过氧化氢酶活性及其与土壤化学性质(包括土壤pH值、有机质、速效P、全P、碱解N、全N、速效K、全K)的关系,为评价土壤肥力状况和合理施肥提供理论指导。
不同土地利用方式对土壤性质及细菌群落结构的影
响的开题报告
一、研究背景及意义:
土地利用方式是指人类人为地改变土地面貌和土地资源利用模式的
行为,是土地生态系统的重要组成部分。
不同的土地利用方式会对土地
性质和土壤微生物群落结构产生不同的影响,因此研究不同土地利用方
式对土壤性质和微生物群落结构的影响,对于保护土壤生态系统、合理
利用土地资源具有重要的科学实践和理论价值。
二、研究内容:
本研究将选取不同土地利用方式下的土壤样品,通过分析土壤理化
性质指标,如土壤有机质、pH值、全氮、全磷等指标,以了解不同土地
利用方式下土壤的养分含量及酸碱度,同时,采用高通量测序技术及生
物信息学分析技术,分析不同土地利用方式下土壤中细菌群落的多样性
和群体结构,比较不同土地利用方式对土壤细菌群落结构及多样性的影响。
三、研究方法:
1、采样和土壤样品处理:选择不同土地利用方式下的土壤样品,并进行土壤养分含量的分析。
2、高通量测序:对不同土地利用方式下的土壤样品进行DNA提取、PCR扩增、高通量测序等,获得不同土地利用方式下土壤微生物群落的DNA序列信息。
3、生物信息学分析:对高通量测序数据进行生物信息学分析,如聚类分析、物种多样性指数分析等,比较不同土地利用方式下土壤微生物
群落结构的差异及多样性。
四、研究预期结果:
本研究将对不同土地利用方式下的土壤性质、微生物群落结构的变化进行综合分析,揭示不同土地利用方式对土壤生态系统的影响机制,提出针对不同土地利用方式下的土地生态系统保护和合理利用措施,为实现土地精细管理、高效利用提供科学依据。
第15卷第4期中国生态农业学报Vol.15No.4 2007年7月Chinese Journal of Eco-Ag riculture July,2007黄土高原丘陵区不同土地利用方式对土壤理化性质的影响*王莉1,2张强2,3**牛西午4杨治平2,3张建杰2,3(11山西大学生物工程学院太原030006;21山西省土壤环境与养分资源重点实验室太原030031;31山西省农业科学院土壤肥料研究所太原030031;41山西省农业科学院太原030006)摘要对晋西北黄土高原丘陵区持续利用30年的小叶锦鸡儿人工林、农田、杨树林、小叶锦鸡儿和杨树的混交林地以及撂荒地的土壤理化性状进行了研究。
结果表明,不同土地利用方式对土壤理化性质影响很大。
小叶锦鸡儿和杨树的混交林以及小叶锦鸡儿人工林可以降低土壤容重,提高土壤酶活性、有机质和全N含量,从而改善土壤肥力。
混交林和小叶锦鸡儿人工林的土壤培肥作用高于杨树纯林。
粗放的农业耕作措施提高土壤容重,降低土壤养分含量,使土壤退化。
撂荒地一定程度上可以起到培肥土壤的作用。
在黄土高原丘陵区,种植小叶锦鸡儿人工林以及小叶锦鸡儿和杨树的混交林是较好的生态重建和植被恢复方式。
关键词黄土高原丘陵区土地利用方式土壤养分土壤容重Effects of different land-uses on soil physical and chemical properties in the Loess Plateau of Shanxi Province.WA NG L i1,2,ZHAN G Qiang2,3,N IU Xi-Wu4,YA NG Zhi-Ping2,3,ZHAN G Jian-Jie2,3(1.College of Biolog ical Engineer ing, Shanx i U niversity,T aiy uan030006,China;2.Shanx i K ey L aboratory of So il Environment and Nutrient Resources, T aiyuan030031,China;3.Institute of Soil and Fertilizer,Shanx i Academy of Agr icultur al Sciences,T aiyuan030031,Ch-i na;4.Shanxi Academy of Agr icultural Sciences,T aiyuan030006,China),CJEA,2007,15(4):53~56Abstract So il properties under five land-uses,Car agana micr op hylla land,farmland,poplar forest,fallow land,and mixed plantation of Car agana microp hylla and poplar in a typical L oess Plateau region,nor thw est o f Shanx i Province w ere studied.Results show a sig nificant influence of land-use on soil properties.Car a gana microp hylla and mix ed poplar and Car agana microp hylla plantatio n improv e enzyme activity,total nitrog en and organic matter contents leading to high-er soil fertility compared w ith art ificial poplar for ests.Cultivation practices increase soil bulk density,decrease enzyme ac-tiv ities,total nitrog en and organic matter contents of cropland so ils resulting in soil deg radation.L and fallow impro ves soil fertility to some extent.It is further shown that grow ing Car agana micr op hylla and mixed Caragana micr op hylla and poplar plants ar e the most sustainable w ays for vegetat ion rehabilitation in the L oess Plateau.Key words Loess Plateau,L and-use type,Soil nutr ient,Soil bulk density(Received O ct.26,2006;r ev ised Dec.29,2006)土地利用变化可改变土地覆被状况并影响许多生态过程[20],如生物多样性的分布和地球化学循环等[1,2]。
第33卷 第1期西北农林科技大学学报(自然科学版)V o l.33N o.1 2005年1月Jou r.of N o rthw est Sci2T ech U n iv.of A gri.and Fo r.(N at.Sci.Ed.)Jan.2005不同土地利用方式下土壤化学性质特征研究Ξ刘梦云1,安韶山2,常庆瑞1,杜崇松1(1西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100;2中国科学院水利部西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌712100) [摘 要] 在宁夏固原上黄试验区,对灌木林地、农地、天然草地、果园和人工草地上5种土壤的化学性质进行了分析,并探讨了土地利用方式对土壤化学性质的影响。
结果表明:①碱解N表现为灌木林地>农地>人工草地>天然草地>果园;全N表现为天然草地≈灌木林地>农地>人工草地>果园;速效P为果园>农地>天然草地>人工草地>灌木林地;速效K为天然草地>果园≈农地>人工草地>灌木林地;有机质表现为天然草地=农地>灌木林地>人工草地>果园;阳离子交换量(CEC)为灌木林地>人工草地>农地>天然草地>果园;不同利用方式间pH差异不大。
②不同种植年限的灌木林地和天然草地上土样间变异性较大,农地次之,而果园各土样间变异性不大。
③在垂直剖面上,灌木林地的碱解N、速效K及有机质含量均为表层高于下层,而速效P、全N及CEC为表层低于下层;天然草地的所有养分含量除速效氮及全氮外,其他均为表层高于下层,但上下变化不剧烈;农地和人工草地主要养分含量及CEC表层高于下层;果园的CEC为表层低于下层,其他指标则为表层高于下层。
④天然草地和灌木林地为同类地区最佳利用方式。
[关键词] 宁夏固原;土地利用方式;土壤化学性质;土壤剖面特征;最佳利用方式[中图分类号] S151.9+3 [文献标识码] A[文章编号] 167129387(2005)0120039204 不同的土地利用方式可以改变土壤性质(物理、化学及生物学特性)[1,2]和土壤环境状况,进而影响许多生态过程[3,4]。
合理的土地利用方式可以改善土壤结构,增强土壤对外界环境变化的抵抗力,而不合理的土地利用方式则会导致土壤质量下降,加速土壤侵蚀,导致土壤退化[5]。
因此,应全面了解因土地利用方式不同而导致的土壤各方面性质的差异。
黄土丘陵区是土壤侵蚀、退化及水土流失最严重的区域之一[3],为此,国家先后在许多地区设立了试验区,以期寻求改良土壤、减缓土壤退化的途径,宁夏固原上黄试验区就是其中之一。
关于不同土地利用方式与土壤化学性质关系的研究,前人主要集中在不同土地利用方式下,土壤碳、氮、磷的流失状况以及土地利用方式与土壤肥力关系方面,而本研究所涉及的内容较前面的研究成果更全面、更具体。
本研究以宁夏固原灌木林地、果园、人工草地、天然草地和农地为研究对象,旨在通过分析土地利用方式对土壤化学性质产生的影响,寻求最佳的土地利用方式,为进一步的土地改良、土壤生态恢复提供依据。
1 研究区自然概况与研究方法 研究区位于宁夏固原上黄,地处106°26′~106°30′,北纬35°59′~36°03′,海拔1534.3~1822 m,年均气温6.9℃,年降雨量420mm,属半干旱地区,为温带向暖温带过渡的季风气候区。
其地形由小川河分为2部分,东部为梁状丘陵,地形起伏较大;西部自东向西依次为川台地、坪地和梁地,较为开阔。
研究区土壤类型为黑垆土和黄绵土。
土地利用类型为灌木林地、农地、天然草地、人工草地和果园,其中主要植物种类有柠条、山桃、山杏、百里香、梭草、艹麻蒿、长芒草、苜蓿、小麦、玉米、荞麦等。
供试土样依据不同土地利用现状划分为果园、人工草地、天然草地、灌木林地及农地5种类型,选取典型地块共设置土壤剖面15个,各剖面均按发生层次分层采集土壤样品。
土壤样品经过风干,去除根系、石块后研磨过筛装袋,供分析使用。
测定项目包括土壤速效P、速效K、碱解N、阳离子交换量(CEC)、全N、有机质及pH值。
土壤碱解N采用扩散吸收法测定,速效P采用Ξ[收稿日期] 2003212226[基金项目] 国家“十五”科技攻关项目(2001BA606A204);国家自然科学基金资助项目(30170790) [作者简介] 刘梦云(1973-),女,陕西蒲城人,讲师,硕士,主要从事土地资源与地理信息系统研究。
适用于中性、石灰性土壤的碳酸氢钠法测定,速效K 采用火焰光度法测定,全N 采用硒粉2硫酸铜消化法测定,有机质采用重铬酸钾法测定,CEC 用ED TA 2铵盐快速法测定,pH 采用水土体积比1∶1的电极法测定[6]。
2 结果与分析2.1 土地利用方式对土壤化学性质的影响不同土地利用方式下土壤剖面的化学性质如表1所示。
2.1.1 土壤N 素 不同土地利用方式下,土壤碱解N 变化次序为:灌木林地和农地最高,人工草地次之,果园最低;除灌木林地和农地碱解N 含量较高外,其他土地利用方式之间差别不大(表1)。
土壤表层变异系数变化顺序为灌木林地>天然草地>农地>果园,20~40c m 土层变异系数变化顺序为灌木林地>农地>天然草地>果园;其中,灌木林地的变异系数远高于其他利用方式,其他3种利用方式的变异系数均较小且差别不大。
农地表下层变异系数较大与其大量施肥及管理措施有关,而灌木林地则因每年有丰富的枯枝落叶可补充土壤养分的耗竭。
此外,由变异系数也可看出,灌木林地可增加土壤中氮素的积累量,而其他利用方式下氮素积累量则较小。
土壤全N 的平均含量在几种土地利用类型之间的排序为:0~20c m 土层为天然草地≈灌木林地>农地>人工草地>果园,20~40c m 土层为天然草地=农地>灌木林地>果园>人工草地;变异系数的变化顺序表层为灌木林地>农地>天然草地>果园,表下层则为灌木林地>天然草地>农地>果园。
整体来看,土壤全N 因土地利用方式不同而变化很大,且各利用方式内部土样相差也较悬殊。
草地上无论是1年生还是多年生草本植物,每年都会有大量根系补给土壤,且根系穿插很深,导致其土壤表下层速效N 含量高于其他土地利用类型。
从变异系数看,与灌木林地相比,天然草地对土壤全N 的改良效果比较稳定;而灌木林地虽然全N 含量较低,但对土壤全N 的长期改良有很大作用。
2.1.2 土壤速效P 由表1可以看出,在5种土地利用类型中,0~20c m 土层的速效P 含量表现为果园>农地>天然草地>人工草地>灌木林地,而20~40c m 土层表现为农地≈天然草地>果园>灌木林地>人工草地。
其中果园表层的速效P 含量最高,个别土样可达5.24m g kg ;而灌木林地表层最低,有的土样仅有0.77m g kg ,相差很大。
表层变异系数为灌木林地>天然草地>农地≈果园,表下层为农地>天然草地>灌木林地>果园。
果园与农地含磷量高应与作物生产过程中的施肥及田间管理等4西北农林科技大学学报(自然科学版)第33卷措施有关。
2.1.3 土壤速效K K是植物生长所需的养分之一。
不同土壤对K肥的反应,主要决定于土壤的K素供应水平,而利用耕作、施肥等措施可以改变土壤K 素的含量。
由表1可见,土地利用类型不同,土壤速效K含量有明显的差异,其表层土壤变化趋势为天然草地>果园≈农地>人工草地>灌木林地, 20~40c m土层变化趋势为天然草地>农地>果园>灌木林地>人工草地;表层的变异系数变化趋势为天然草地>农地=灌木林地>果园,表下层为天然草地>农地>灌木林地>果园。
由于天然草地每年向土壤表层提供大量的凋落物,又以丰富的根系补充土壤,因此增加了土壤速效K含量。
从变异系数看,天然草地对土壤表层及表下层的速效K改良效果均很显著,果园则通过大量施肥来调整土壤K素含量。
2.1.4 土壤有机质 有机质含量是土壤肥力高低的重要指标之一,土壤有机质直接影响土壤的耐肥性、保墒性、缓冲性、耕性、通气状况和土壤温度等[6]。
土地管理与利用方式直接影响土壤有机质的输入和输出,而且植被特点对土壤有机质的影响显著[7]。
由表1可见,在几种土地利用类型之间,表层土壤有机质含量表现为天然草地≈农地>灌木林地>人工草地>果园,20~40c m土层表现为灌木林地>天然草地=农地>人工草地>果园;表层变异系数表现为农地>灌木林地>天然草地>果园,表下层表现为灌木林地>天然草地>农地>果园。
研究区天然草地生长状况良好,草种类多,均属1年生植物,每年枯落物全部回归土壤,根系数量多,且广泛分布于地表下,因而有机质含量高。
灌木林地也因年枯落物多而有机质含量高。
而研究区内人工草地多种植苜蓿,苜蓿属多年生草本植物,地上部分多被割走,补充土壤养分的枯落物及根系不足,导致人工草地有机质含量较低。
果园种植果树为多年生木本植物,年枯枝落叶量少,导致土壤有机质含量较低。
变异系数说明,农地由于施肥管理,使表层变异系数很高,而果园各土样之间有机质差别不大,相比之下,灌木林地和天然草地对土壤的改良效果最为显著。
2.1.5 土壤阳离子交换量 阳离子交换量是重要的土壤肥力因子。
在不同的土地利用方式下,土壤CEC的变化趋势与养分含量的变化基本一致,土壤表层CEC表现为灌木林地>人工草地>农地>天然草地>果园,表下层表现为灌木林地>天然草地>人工草地=农地>果园。
CEC在土地利用类型间差异不大,在剖面上变化趋势也不明显,而且表现出表层稍低于下部。
变异系数变化表层表现为天然草地>果园>农地>灌木林地,表下层表现为农地、天然草地和果园各土样间的变异性相当,而灌木林地相对较小(表1)。
2.1.6 土壤pH 土壤酸碱性的形成决定于盐基淋溶和盐基积累过程的相对强度,受母质、生物气候及农业措施等条件的制约,是土壤肥力的重要影响因子之一[6]。
研究区属半干旱山区,年降雨量仅420 mm,土壤盐积过程大于淋溶过程,土壤中性偏碱性。
由表1可见,表层土壤pH为7.52~7.62,20~40 c m土层pH为7.59~7.71。
在不同的土地利用方式下,表层pH值变化趋势表现为果园>天然草地>灌木林地>农地>人工草地,20~40c m土层则表现为果园>天然草地>农地>灌木林地=人工草地。