中国水土保持科学
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2022年 20卷 3期
刊出日期 2022-06-30
1
范俊健, 赵广举, 穆兴民, 田鹏, 王瑞东
1956—2017年黄河上游水沙变化及其驱动因素
为明确黄河上游径流输沙时空变化及其驱动因素,采用Mann-Kendall趋势检验、BFAST检验、水沙关系曲线以及双累积曲线等方法,分析黄河上游兰州断面以上4个水文站1956—2017年径流输沙变化及其驱动因素。研究表明:黄河上游唐乃亥站的年径流输沙呈非显著减少趋势,贵德、循化和兰州站的年径流输沙均呈显著下降趋势,且径流输沙的减少量沿程增加,趋势更为显著。黄河上游水沙变化的突变年份发生在1968和1986年,佐证了上游大型水利工程的显著调控影响。河流径流量变化较为平缓,最大减幅为20%;输沙量变化较为强烈,1987—2017年贵德、循化和兰州站减幅均>70%。不同时段的水沙关系曲线表明,黄河上游各站点水沙关系于1986年后发生显著改变,河道输沙特性发生明显变化,河道输沙量明显减少。不同时段内人类活动对输沙量减少的贡献率均>98%,对径流量减少的贡献均>63%。结果表明:人类活动是黄河上游水沙变化的主要驱动因素,大规模的水土保持措施与水利工程能够有效拦蓄泥沙,调控径流、输沙关系。
2022 Vol. 20 (3): 1-9 [
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10
刘晓君, 李占斌, 李鹏, 杨志, 张铁钢, 任正龑
天然降雨条件下径流和磷素流失通量关系
磷素作为淡水生态系统中重要的限制性营养物质,其高度的空间异质性和复杂的流失特征,导致磷流失带来的非点源污染问题难以防治。为此以丹江小流域为研究对象,通过定位监测对比不同年份小流域各断面径流及磷素流失规律,探索天然降雨条件下径流-磷素流失通量关系。结果表明:监测到的5场天然降雨,径流峰滞后时间分别在1~4 h之间;小流域总磷流失质量浓度范围为0.01~0.43 mg/L;随着小流域治理的年限增长,磷素流失质量浓度降低,水质整体向好;同一场次监测降雨内,随降雨的进行,小流域各断面总磷流失质量浓度先增大后减小,由上至下各断面总磷质量浓度呈现累积效应;与径流侵蚀功率(<0.60)相比,径流通量与磷素流失回归关系的决定系数(>0.90)更大;
M (V)
曲线表明监测到的不同场次天然降雨中,优先控制的磷素形态有所不同。径流通量是影响磷素流失的关键因子,尤其是不同降雨强度条件下径流通量对磷素流失的影响作用差异显著。
2022 Vol. 20 (3): 10-16 [
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17
宋松松, 胡斐南, 刘婧芳, 郭威震, 涂坤, 王金晓
土壤内外力共同作用下溅蚀团聚体粒径分布及迁移特征
为探究土壤内外力共同作用对降雨溅蚀过程的影响,通过调控不同降雨高度,采用不同浓度电解质溶液作为降雨材料进行人工模拟降雨试验,研究土壤内外力共同作用下溅蚀团聚体的粒径分布及迁移特征。结果表明:1)随电解质浓度降低,土壤内力先急剧增大后保持稳定;团聚体稳定性先急剧降低后保持稳定;土壤总溅蚀量先急剧增大后保持稳定。表明土壤内力作用深刻影响团聚体稳定性和降雨溅蚀。2)在土壤内力作用下大团聚体破碎后形成的≤0.053 mm微团聚体含量最高;且随土壤内力的增大,≤0.053 mm微团聚体含量增加。3)随降雨高度增加,外力作用增强,土壤总溅蚀量增加,溅蚀团聚体中>0.053 mm团聚体含量增加。土壤总溅蚀量与颗粒间静电斥力表现出良好的指数关系(
R
2
>0.94)。4)当内力作用不变时,不同溅蚀距离处的溅蚀量随溅蚀距离的增大而减小,且溅蚀物主要集中分布在0~10 cm的范围内;不同溅蚀距离内均以≤0.15 mm的土壤团聚体为主。同一距离处,随土壤内力作用的增大,团聚体破碎后释放的微团聚体数量越多,溅蚀量也越大。可见,降雨溅蚀过程中土壤团聚体粒径分布及空间迁移受土壤内外力作用的共同影响。
2022 Vol. 20 (3): 17-26 [
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27
曲丽莉, 郭红丽, 李盟, 吴芳, 梁音, 朱绪超, 田芷源, 袁久芹
江苏省平原沙土区河沟边坡土壤分离速率及其影响因素
江苏省平原沙土区河沟边坡水土流失现象严重,为探明河沟边坡土壤分离特征及其影响因素,利用变坡式水槽冲刷试验,在3个坡度(10°、20°和30°)和2个流量(0.5和1.5 L/s)条件下,对江苏省3类沙土区内河沟边坡土壤开展土壤分离速率研究,了解3类沙土区土壤基本理化性质的差异,明确不同沙土区的土壤分离速率,并分析土壤分离与土壤性质、坡度、流量及径流特征因子的关系。结果表明:1)江苏省平原沙土区河沟边坡土壤砂性大、养分贫瘠,黄河故道沙土区、沿海平原沙土区和通南高沙土区的砂粒质量分数分别为80.64%、57.24%和62.22%;2)黄河故道沙土区平均土壤分离速率为218.0 kg/(m
2
·s),沿海平原沙土区为60.9 kg/(m
2
·s),通南高沙土区为17.1 kg/(m
2
·s),且三者之间存在显著差异;3)3类沙土区土壤分离速率随坡度和流量的增大逐渐增大;4)在土壤特性因子中,土壤分离速率与分形维数、砂粒含量呈极显著正相关关系(
P
<0.01),与水稳性团聚体含量、粉粒、黏粒和有机质含量呈极显著负相关关系;在径流特性因子中,土壤分离速率与雷诺数、流速、水流功率等呈极显著正相关关系。研究首次明确江苏平原3类沙土区典型河沟边坡土壤分离速率及其影响因素,可丰富江苏平原河沟边坡土壤侵蚀研究理论,为边坡土壤侵蚀防治提供科学支撑。
2022 Vol. 20 (3): 27-34 [
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35
温林生, 邓文平, 钟流, 陈锡方, 卢妍洁, 全蕾, 刘苑秋
江西省公益林枯落物层和土壤层水源涵养功能评价
森林的枯落物与土壤具有较高的水土保持效益,其中土壤的滞存水能力受质地类型的影响。为评价江西公益林枯落物层与土壤层的水文效益,采用室内浸水法与环刀法对江西省3个土壤质地区的公益林进行研究,结果表明:1)马尾松纯林枯落物的有效拦蓄能力在粗砂土(3.73 t/hm
2
)显著高于其他林分,在粉土、壤土质地区,湿地松纯林的枯落物层(7.94、5.78 t/hm
2
)的水源涵养效益更佳;2)在粗砂土质地区、粉土质地区和壤土质地区3个土壤质地区的土壤最大滞留贮存量均值为20.43、8.04、11.82 mm,但相同土壤质地区不同林分间的土壤水源涵养能力差异不明显;3)人工林枯落物的有效拦蓄能力(5.31 t/hm
2
)极显著的高于天然次生林,但平均土壤水分最大滞留贮存量(14.51 mm)极显著低于天然次生林。综上所述:马尾松、湿地松纯林和人工林的枯落物层具有更高的水文功能效应;天然次生林的土壤水文效应更佳。在江西省不同的质地类型的土壤立地,适当的栽植针叶树种能增加枯落物的水文效益。
2022 Vol. 20 (3): 35-43 [
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44
韩新生, 于艺鹏, 蔡进军, 李振华, 许浩, 李维倩, 郭永忠, 万海霞, 王月玲, 董立国, 刘广全
宁南黄土丘陵区中庄小流域土壤水分空间变异及影响因子
为阐明小流域土壤水分空间变异及关键作用因子,以宁南黄土丘陵区中庄小流域为研究对象,于2020年生长季后期,按照植被种类及立地环境差异采集141个样点的土壤含水量(SMC)数据,深度为200 cm,通过经典统计学方法分析生物因子及立地条件对土壤水分空间变异的影响。结果表明:随土层加深、坡度增加、坡向由阴转阳、坡位从下至上,SMC均呈先降低后稳定的趋势。其中,土层间SMC变异在0~100 cm弱于100~200 cm。主成分分析显示:坡位、植被盖度、土地利用等因素可以解释SMC变异信息的65.05%。土地利用方式对SMC的影响表现为:次生林>川道地>梯田>荒地>人工林。人工林、苜蓿、柠条和沙棘在80~200 cm土层的SMC分别显著低于其他土地利用方式。植被盖度对0~60 cm的SMC起正效应,对60~200 cm起负效应。总的来说,苜蓿、柠条、沙棘等植被和上坡位、阳坡、陡坡等立地的土壤水分较低,在流域植被结构优化调整时,应重视地形因素与植被特征的综合影响。
2022 Vol. 20 (3): 44-52 [
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53
赵苗苗, 郑粉莉, 王婧, 王雪松, 焦健宇, 魏晗梅
土壤微量元素对CO
2
摩尔分数和温度升高响应的模拟试验
研究土壤微量元素含量对CO
2
摩尔分数和温度升高的响应,可为气候变化背景下农田土壤健康质量评价提供科学依据。以谷子(
Setaria italica
)为试验材料,设置3种气候模拟情景,即对照(400 μmol/mol CO
2
摩尔分数,22 ℃大气温度)、仅CO
2
摩尔分数升高(700 μmol/mol CO
2
摩尔分数,22 ℃大气温度)和CO
2
摩尔分数和温度双升高(700 μmol/mol CO
2
摩尔分数,26 ℃大气温度)和2种水分条件,即充分供水(70%田间持水量)和轻度干旱(50%田间持水量),研究谷子农田土壤微量元素对CO
2
摩尔分数升高和增温的响应。结果表明:1)仅CO
2
摩尔分数升高较对照处理增加土壤有效态微量元素含量,其中,在轻度干旱胁迫下土壤有效铜和锌含量分别显著增加20.4%和107.4%(
P
<0.05),在充分供水条件下二者分别显著增加18.6%和133.4%(
P
<0.05);2) CO
2
摩尔分数和温度双升高较对照处理增加土壤有效态锰、铜和锌含量,但降低土壤有效铁含量;其中,充分供水条件下土壤有效铜和锌含量分别显著增加19.4%和109.3%(
P
<0.05),轻度干旱条件下土壤有效锰、铜和锌含量分别显著增加14.4%、14.5%和118.3%(
P
<0.05);3)充分供水条件下土壤有效锌含量和谷子地下生物量呈显著负相关,而其与土壤有机质含量呈显著正相关;轻度干旱条件下土壤有效锰与谷子地上生物量呈显著负相关。总之,CO
2
摩尔分数升高在不同程度上增加土壤有效态微量元素含量,但在CO
2
摩尔分数升高的基础上增温则使土壤有效态微量元素含量的增幅减小;与土壤有效铁和有效锰相比,土壤有效铜和有效锌对CO
2
摩尔分数升高和增温的响应更为敏感。
2022 Vol. 20 (3): 53-61 [
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62
纪政全, 吕刚, 李坤衡, 王双, 刘爽, 朱肃
辽西春季解冻期褐土工程堆积体坡面侵蚀特征
为揭示辽西春季解冻期工程堆积体土壤侵蚀特征,以褐土工程堆积体为研究对象,采用室内模拟放水冲刷试验对春季解冻期褐土工程堆积体坡面侵蚀过程进行研究。结果表明:在冻融作用影响下坡面产沙量平均增长22.5%,加剧工程堆积体坡面的侵蚀,解冻时间越长,坡面侵蚀越严重。与未经冻融处理的对照坡面对比,受冻融作用影响的坡面在20°和25°坡度下,Darcy-Weisbach阻力系数
f
分别平均下降75.40%和71.33%,弗劳德数
Fr
平均增加44.4%和32.0%。侵蚀量、平均横断面积与放水冲刷量之间呈现极显著正相关,
f
与放水冲刷量之间呈现极显著负相关,
Fr
与放水冲刷量之间呈现显著正相关。受冻融影响的堆积体坡面侵蚀沟沿坡下至坡上呈"宽深-窄深-宽浅"式发展。在冻融作用的影响下,工程堆积体坡面在侵蚀过程中,相较于未经冻融影响的坡面,其坡面径流流速更快,并且径流阻力更小,侵蚀更为剧烈。
2022 Vol. 20 (3): 62-71 [
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72
阿曼妮萨·库尔班, 满苏尔·沙比提, 艾克旦·依萨克, 阿斯耶·奥布里塔里普, 昆比克·巴合吐尔汗
近19年新疆阿克苏河流域耕地利用时空演变特征
为研究近19年来阿克苏河流域耕地利用时空变化特征,基于遥感和GIS技术,并借助空间基尼系数方法,运用2000、2005、2010、2015和2018年土地利用数据对研究区耕地面积时空演变特征进行分析。结果表明:1)2000—2018年间,阿克苏河流域耕地面积明显增加,2000年耕地面积为5 553.4 km
2
,所占研究区总面积比例为8.7%,至2018年增加到8 541.9 km
2
,比例为13.4%,以2.99%的年变化率增加;2)研究区耕地转移特征明显,阿克苏河流域耕地面积以转入为主,转移面积为4 666.38 km
2
,其中耕地转入和转出面积分别为3 827.55和838.83 km
2
,耕地转入以草地、林地和未利用地转变为耕地为主,耕地转出以耕地转变为草地、林地和建设用地为主;3)研究区耕地破碎程度呈现波动变化趋势,2000—2010年,耕地空间基尼系数增加,耕地聚集化程度提高,至2015年破碎化程度加剧,随后慢慢增加,但总体上研究区各个时段耕地空间基尼系数均<0.04,说明破碎化程度偏高、聚集化程度偏低。随着研究区耕地面积的增加,阿克苏河流域草地、林地、水域面积逐渐减少,耕地破碎化程度偏高,导致土地荒漠化、土壤侵蚀和耕地安全问题愈来愈突出,有必要继续推广保护耕地的同时实行研究区合理开发耕地和退耕还林的生态环境保护措施,促进产业结构的调整,有效的改善生态环境和农业生产基础。
2022 Vol. 20 (3): 72-80 [
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81
孙坤君, 王朝, 陈胜军, 龙益辉, 张青峰
无人机高度与视口率定的快速量测
随着民用小型无人机摄影测量技术的快速发展,水土保持监测已经逐步将大量的外业工作转向内业工作,试图探索一种简便高效又能保证一定精度的面积量测方法,以解决生产中获取数字正射影像(DOM)耗时长、存储量大的问题。利用大疆精灵4 Pro无人机在不同高程下进行地表观测,通过计算无人机飞行高度和照片的视口面积、视口长度和视口宽度关系,快速推求单幅低空航拍影像的比例尺,从而实现快速量测兴趣点长度和面积,省去生成DOM的环节。结果表明:无人机飞行高度与视口面积、视口长度、视口宽度均具有强相关性,飞行高度近似等于视口宽度;通过回归方程公式、参照标杆长度以及飞行高度近似等于视口宽度规律推求兴趣点长度信息并进行精度验证,数据准确率均在90%以上。表明快速量测面积的方法具有较高的可行性,研究结果为无人机摄影技术在水土保持监测领域提供可靠的方法借鉴。
2022 Vol. 20 (3): 81-87 [
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88
张俊娇, 胡杨, 史常青, 赵廷宁, 吴川, 刘小勇, 刘秉儒
不同修复模式下排土场植被与土壤水热肥变化
于2019年在汝箕沟露天煤矿排土场设置不同修复模式,分析修复1年后生态袋拦挡(C-S)、蜂巢格室全铺(C-F)、植被毯覆盖(J-C)、植被毯覆盖+生态袋拦挡(J-S)、植被毯覆盖+蜂巢格室全铺(J-F)6种修复模式下植被与土壤水分、温度和养分状况。结果表明:1) CK (只有草籽无任何修复)、C-S、C-F、J-C、J-S、J-F下植被盖度分别为0、0、0、10.00%、19.67%和16.33%,其中J-S下植被盖度显著高于其余模式(
P
<0.05),植株高度主要与植物种类相关,盐生草、沙生冰草、胡枝子的植株高度分别集中在20.0、3.5和4.0 cm。盐生草和胡枝子的生长状况良好,而沙生冰草的生长状况不良;2)在观测期间,C-S、C-F、J-C、J-S、J-F下土壤含水量分别显著增加3.12%、3.86%、5.88%、6.66%、5.98%(
P
<0.05),C-S、C-F下土壤平均温度和日温差变化较小,J-C、J-S、J-F下土壤平均温度分别降低2.10、2.68、1.95 ℃,土壤日温差分别显著降低1.64、1.37、1.54 ℃(
P
<0.05);不同模式下土壤pH和有机质含量变化较小,而土壤水解性氮和有效磷含量均显著下降(
P
<0.05);J-C、J-S、J-F下土壤全氮含量分别显著提高8.11%、10.81%、8.11%(
P
<0.05),土壤速效钾含量分别显著提高54.22%、38.36%、64.97%(
P
<0.05)。在本研究设计的修复模式中,J-C、J-S、J-F下植被盖度、土壤水分、全氮和速效钾含量显著增加,其中J-S下植被盖度增量最大。
2022 Vol. 20 (3): 88-93 [
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94
李松, 孙向阳, 李素艳, 马其雪, 周文洁
绿化废弃物堆肥对镉胁迫下小白菜种子萌发的影响
为了揭示绿化废弃物堆肥(GWC)吸附土壤重金属和降低重金属生物有效性的效果和机理,采用水培模拟法研究GWC吸附镉离子效率及表征,以及不同质量浓度镉溶液对小白菜种子萌发的影响。结果表明:GWC对镉离子有明显的吸附作用,吸附效率为97.66%~98.91%;镉胁迫会降低小白菜种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数,抑制小白菜幼苗生长。镉对芽生长具有"低促高抑"影响,在Cd5和Cd10处理下,小白菜芽长较空白对照分别增加28%和29%;但随着镉质量浓度增大,根长抑制率与芽长抑制率均显著增加(
P
<0.05)。镉在小白菜体内分布为根部>地上部,转移系数随镉质量浓度升高呈下降趋势。GWC处理提高镉胁迫下小白菜种子的发芽指标,促进小白菜根和芽的生长,降低根和芽中的镉质量分数,显著缓解镉对小白菜种子萌发及幼苗生长的破坏和抑制作用。
2022 Vol. 20 (3): 94-101 [
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102
信忠保, 蔡强国, 宁堆虎, 刘宝元, 余新晓, 雷廷武, 张科利, 张光辉, 方海燕, 孙莉英, 和继军
淤地坝与check dam的差异及其英文译法
淤地坝是黄土高原重要水土流失治理工程措施,对减少入黄泥沙、增加耕地面积发挥了重要作用。关于淤地坝英文翻译,普遍采用check dam,然而其并不能真实反映黄土高原水土保持工程建设实际情况,因此,笔者从目的、功能、尺寸等方面,系统对比黄土高原淤地坝与国外check dam的差异。在此基础上,建议采用淤地坝汉语拼音"Yudiba dam"表达这类大量分布在黄土高原可在拦截泥沙、减少沟道侵蚀、增加耕地面积的水土保持工程措施,从而明确其与国外check dam的区分。
2022 Vol. 20 (3): 102-108 [
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109
杨佳琦, 郭建斌, 汤明华, 周金星, 万龙
基于遗传算法优化BP神经网络的石漠化区土壤水分动态预测模型
云南省建水县为典型的岩溶断陷盆地地貌,是我国喀斯特石漠化综合治理的重要类型区,对该地区土壤水分动态变化过程及其影响因素的揭示是水土保持和生态恢复工作的必要条件。收集云南建水县石漠化治理区2006年4月16日—2020年12月1日的逐日气象资料和轻度和中度2个石漠化区的土壤水分资料,分层建立BP (back propagation)神经网络土壤水分预测模型,并利用遗传算法对模型的权值和偏置进行优化。结果表明:1)经遗传算法优化后轻度石漠化区和中度石漠化区样地平均相对误差分别提升45%和63%,均方根误差分别提升3%和12%,
R
2
分别提升约27%和17%,但随着土层深度的增加,预测精度呈降低趋势;2)应用敏感性分析确定影响该地区土壤水分动态的主要气象因子为降水和气温,但随着土层深度增加,对气象因子的响应程度降低,遗传算法优化BP神经网络模型更适合对中度石漠化样地进行土壤水分预测。基于遗传算法优化的神经网络预测模型精度较高,能更好地实现该区域的预测。
2022 Vol. 20 (3): 109-118 [
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119
王书韬, 史明昌, 陈春阳, 陈靖涛
基于深度学习的湖北省土壤侵蚀空间分布
区域土壤侵蚀空间分布信息对生态修复和土地利用优化决策具有重要作用,但其分析计算的空间模型尚未成熟。引入深度学习方法,利用其计算能力强和拟合效果好的特点,建立土壤侵蚀与各因子之间的复杂联系,获取高精度的土壤侵蚀强度空间分布数据。在Jupyter Notebook平台下,构建UNet++和BP神经网络框架,优选激活函数、损失函数等超参数;以湖北省土壤侵蚀空间分布真实数据作为基准,利用ADAM优化函数和交叉熵损失函数,训练记录土壤侵蚀因子深层信息的神经元;通过遥感手段获取降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地表覆盖、植被覆盖、坡度和地形起伏度等因子作为模型输入,通过多次卷积和转置卷积计算获取土壤侵蚀强度等级空间分布数据。对比分析表明:UNet++神经网络的总体精度达到95.7%,比BP神经网络高4.3%,并克服BP神经网络存在的"椒盐"现象;UNet++神经网络在各侵蚀强度中误差分布较均匀,未呈现明显的误差聚集现象,能较好地反映土壤侵蚀分布情况。
2022 Vol. 20 (3): 119-125 [
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126
黑杰, 李先德, 刘吉龙, 王亚非, 胥佳忆, 阳祥, 尹晓雷, 王维奇, 张永勋
轮作模式对农田土壤团聚体及碳氮含量的影响
土壤碳(C)和氮(N)含量在农田作物养分利用和循环中起着关键作用。土壤团聚体的C、N含量和稳定性是表征土壤结构、退化和稳定性的重要指标。姜-稻轮作和姜-菜轮作为水旱轮作和旱地轮作,具有不同的C、N保护机制。为探究不同轮作模式下农田土壤团聚体分布规律、稳定性和C、N含量的变化特征,寻求最优的轮作模式,以安徽省铜陵市姜-菜轮作和姜-稻轮作模式下的农田为研究对象,采集0~20 cm深度的土壤样品,测定不同粒级土壤团聚体的质量分数,并使用单因素方差分析土壤团聚体及C、N含量的差异性。通过土壤团聚体稳定性指标平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、大团聚体含量(DR
0.25
)和分形维数(
D
)来衡量土壤团聚体的稳定,并使用皮尔逊相关系数分析土壤团聚体和团聚体C、N与土壤稳定性指标的关系。结果表明:1)姜-菜轮作下姜季>0.053~0.25 mm微团聚体质量分数比菜季显著增加53%(
P
<0.05),姜-稻轮作下姜季≤0.053 mm微团聚体质量分数比稻季显著降低39%(
P
<0.05),>0.25~1.00 mm大团聚体质量分数比稻季显著增加约2倍(
P
<0.05);2)与姜-稻轮作相比,姜-菜轮作分别显著降低姜季≤0.053 mm微团聚体C、N质量分数32%与33%(
P
<0.05),>1.00 mm大团聚体C、N含量分别显著降低39%与33%(
P
<0.05);3)姜-稻轮作下姜季>1.00 mm大团聚体C的贡献率显著高于姜-菜轮作24%(
P
<0.05),>0.25~1.00 mm大团聚体C、N贡献率分别显著低于姜-菜轮作32%与25%(
P
<0.05);4) GMD和DR
0.25
均与>0.25~1.00 mm大团聚体质量分数显著正相关(
P
<0.01),MWD与>1.00 mm大团聚体含量显著正相关(
P
<0.01),MWD、GMD、DR
0.25
均与>0.25 mm大团聚体C、N显著正相关(
P
<0.05)。相对于姜-菜轮作下的旱地轮作,水旱轮作下的姜-稻轮作模式可以持续改善土壤团聚体稳定性和维持高效的土壤C、N的养分利用,是实现铜陵市水土保持与养分协调利用的最优轮作模式,有利于维系白姜的可持续生产。
2022 Vol. 20 (3): 126-134 [
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135
于悦, 张科利, 刘亮, 张威
磁化率技术在土壤侵蚀领域的研究进展
磁化率技术在土壤侵蚀领域的应用日趋增多,利用土壤磁化率变化可以有效地探究地表过程中土壤运移的规律。通过回顾分析近70年来有关土壤磁化率的研究成果,以自然土壤和人工磁性物质2种磁性载体,以及土壤侵蚀定性描述和定量评价2种量定标准为主线,系统地梳理土壤磁化率技术在土壤侵蚀领域的研究进展,旨在为土壤侵蚀新方法研究提供有依据。结果表明:1)研究从单一地区向全球发展,中国地区的研究比例不断增加;2)以自然土样磁性研究为基础,人工磁性示踪剂为实验条件下的研究提供新的载体,使实验场景中的土壤磁性可调可控;3)磁化率技术在土壤侵蚀领域的应用仍处于定性研究阶段,侧重于经验型的定量评价模型稳步发展。因此,基于土壤磁性的土壤侵蚀研究呈点源分布,尚处于发展阶段,定性研究多于定量研究,经验模型估算土壤侵蚀速率占主导,今后的研究应聚焦土壤侵蚀过程和机理的定量表达。
2022 Vol. 20 (3): 135-141 [
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142
邱思慧, 林少颖, 王维奇
中国东部地区不同海拔梯度土壤有机碳库特征及其影响因素综述
土壤是陆地生态系统的重要组成部分,是全球碳循环过程中主要的储存库和交换库。土壤有机碳微小的变化都将进一步反馈于全球碳平衡和土壤有机质的保持。海拔是影响土壤有机碳库的重要因素之一,但相关研究存在诸多不确定性,尚缺乏一般性的认知,研究土壤有机碳库动态变化特征及其演变原因,对于科学认知未来土壤有机碳动态影响对土壤有机质固持、土壤团聚体结构稳定与水土保持效应均具有重要意义。因此,笔者主要综述我国东部地区不同海拔梯度土壤有机碳库及其组分、土壤矿化特征的研究进展,检索国内外有关海拔、土壤有机碳等文献,整理数据并归纳相关结论。结果表明:1)土壤有机碳含量与海拔呈现正相关(
R
2
=0.174,
P
<0.01),有机碳化学组分、土壤有机碳矿化程度的差异均与海拔的变化存在一定程度的相关性;在同一海拔条件下,上层土壤有机碳含量比下层土壤有机碳含量高;2)土壤有机碳矿化程度随海拔的升高而增加,同一海拔的不同土层中,土壤碳矿化速率随土层加深而递减;3)不同海拔条件下,土壤含水量、土壤微生物、土壤类型是影响土壤有机碳库的主要因素。结果将为科学认知海拔对土壤碳库的影响提供理论基础。
2022 Vol. 20 (3): 142-150 [
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