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土壤学报 2017年第05期杂志 文档列表

土壤学报杂志研究论文

近30年中国农田耕层土壤有机质含量变化1047-1056

摘要：土壤有机质含量是影响土壤肥力水平的重要指标，也是开展耕地质量建设、科学施肥工作的基础。利用2005-2014年测土配方施肥项目数据与全国第二次土壤普查数据进行对比，分析了近30年来中国农田耕层土壤有机质的变化趋势。结果显示，30年来我国农田耕层土壤有机质含量呈整体上升趋势，目前，全国耕层土壤有机质平均含量为24．65gkg^-1，较全国第二次土壤普查时期提高4．85gkg^-1，提高24．49％。其中，30～40gkg^-1等级比例增加3．64个百分点，20～30gkg^-1等级比例增加5．68个百分点，10～20gkg^-1等级比例增加5．36个百分点。需要引起注意的是，大于40gkg^-1等级比例减少了1．38个百分点。

基于多源数据的土壤水分反演及空间分异格局研究1057-1067

摘要：温度植被干旱指数（TVDI）是一种通过反演土壤水分来反映土壤干旱状况的重要方法。在TVDI的基础上引人数字高程模型（DEM）数据对地表温度进行校正，能够减少地形起伏对能量二次分配的影响。用阈值将研究区分割成不同土地利用类型，结合野外同步实测数据，用分段反演模型反演渭一库绿洲土壤水分分布图，并对渭一库绿洲土壤水分的空间格局和分异规律进行分析。结果表明：（1）地形校正后的TVDI能够更好地反映土壤水分状况；（2）土壤水分总体上从西至东，由北向南降低，在绿洲内部较为稳定，在交错带变化较为剧烈，土壤水分垂直变异系数呈现幂函数递减的整体变化趋势；（3）针对研究区不同土地利用类型用分段反演模型进行反演，有效地实现优势互补，总体上提高了土壤水分的反演精度，在区域土壤水分研究中值得关注和应用。

基于EPO算法去除水分影响的土壤有机质高光谱估算1068-1078

摘要：野外进行土壤有机质的光谱快速预测时需考虑土壤含水量的影响。在室内设计人工加湿实验分别获取9个土壤含水量梯度（0—32％，间隔4％）的土壤光谱数据，分析土壤含水量变化对光谱的影响，再利用外部参数正交化法（external parameter orthogonalization，EPO）进行湿土光谱校正，并结合偏最小二乘回归和支持向量机回归分别建立土壤有机质预测模型。结果表明，土壤光谱反射率随着土壤含水量的增加呈非线性降低趋势，偏最小二乘回归模型的预测偏差比为1．16，模型不可用；经EPO算法校正后，各土壤含水量梯度之间的光谱差异性降低，能实现土壤有机质在不同土壤含水量梯度的有效估算，偏最小二乘回归和支持向量机回归模型的预测偏差比分别提高至1．76和2．15。研究结果可为田间快速预测土壤有机质提供必要参考。

基于分融策略的土壤采样设计方法1079-1090

摘要：采样设计方法在地理要素空间分布推测中起着关键作用。采集的样点数量尽可能少且推测精度较高通常是采样设计的目标。此外，高效合理的采样方案应保证较高的推测可信度，同时尽可能避免冗余样点。传统的采样方法大多依靠增加样点个数来提高推测精度，且对样点集内部的冗余情况考虑较少。为获取更加高效合理的样点集，在环境条件越相似、地理要素越相似的假设下，通过环境相似度分析计算，得到样点的推测可信度和样点集内部的冗余度，并提出一种基于分融策略的样点设计方法。该方法在分化阶段将推测可信度低的样点进行分化，增加样点以降低推测不确定性，在融合阶段将环境条件过于相似的样点进行融合以降低冗余，通过多次分化融合最终使得推测可信度和冗余度均达到一定的预设标准，得到最佳样点方案。将该方法应用于美国Raffelson研究区的土壤采样，结果表明，该方法在分化阶段可以有效提高样点的推测可信度，在融合阶段能够有效去除冗余样点，最终可得到用于推测的高效样点。将本方法与传统的规则采样和分层随机采样进行对比，结果反映本方法获得的样点在同等数量下推测可信度更高，冗余度更低，更高效。

河南省典型含有人工制品土壤的系统分类研究1091-1101

摘要：选取河南省10个典型含有人工制品的土壤剖面和3个自然土壤剖面作为研究对象，基于剖面形态和理化性质的分析，根据世界土壤资源参比基础（WRB）、美国土壤系统分类（ST）、中国土壤系统分类（CST），对供试土壤进行分类研究。结果表明，WRB中关于人工扰动的前缀修饰词或后缀修饰词不能完全适宜于中国地区的含有人工制品的土壤，而在ST中，含有人工制品的土壤类型出现在各个土纲及其包含的亚类单元，CST中缺乏明确的诊断依据来描述、解释含有人工制品的土壤特征。参照WRB和ST中关于人工制品类别相关标准，提出CST中含有人工制品的土壤定义，新增“技术扰动层”诊断特性，制定CST人工制品类别标准，并将这一标准体现在CST土族命名中，该分类方案能有效体现不同人为活动对土壤的影响结果，一定程度上填补我国对这类土壤分类研究的空白。

宁夏引黄灌区灌淤土的成土特点及系统分类研究1102-1114

摘要：为了解宁夏引黄灌区灌淤土的成土特点和系统分类归属，在研究区内挖掘5个典型土壤剖面，经过剖面形态观测和分层取样分析，发现灌淤土主要的成土过程是人为耕作引起的土壤熟化过程、灌溉水和地下水共同作用引起的氧化还原过程以及灌溉水泥沙沉降引起的地表物理堆垫过程，有些地方还有盐渍化过程。依据《中国土壤系统分类检索（第三版）》进行检索、鉴定，发现5个典型剖面的诊断依据有灌淤表层、肥熟表层、雏形层等诊断层和冷性土壤温度状况、石灰性和氧化还原特征等诊断特性以及钙积现象，5个典型剖面分别属于人为土土纲，旱耕人为土亚纲，灌淤旱耕人为土和肥熟旱耕人为土2个土类，斑纹灌淤旱耕人为土、灌淤肥熟旱耕人为土和普通灌淤旱耕人为土3个亚类。依据《中国土壤系统分类土族与土系划分标准》将5个剖面按照控制层段土壤颗粒大小、矿物学类型的不同，初步建立5个土族和5个土系。将典型剖面在不同分类系统中的位置进行参比研究，表明发生分类与系统分类虽然并非简单一对一的关系，但却具有优势的对应关系；5个典型剖面在发生分类中归属为灌淤土土类，在中国土壤系统分类归属中为灌淤旱耕人为土和肥熟旱耕人为土2个土类，在美国土壤系统分类中归属为Inceptisols土纲，Ustepts亚纲和Haplustepts土类；相比之下，发生分类和美国土壤系统分类较为稳定，定量化的中国土壤系统分类分异性较大，使分类更加全面、细化。

利用土壤颗粒的沉降粒级研究泥沙的迁移与分布规律1115-1124

摘要：了解不同粒径泥沙迁移运动规律，有助于深入理解侵蚀条件下碳、氮、磷等元素的生物地球化学过程。土壤营养元素的迁移转化与泥沙颗粒的运动规律密切相关，而泥沙的运动规律由颗粒大小、性状、孔隙度和密度等因素共同决定。依据泥沙颗粒沉降速度分选的原理，针对中国两种典型侵蚀土壤（红壤和黄绵土），分别进行了土壤机械组成（矿质土粒分选）和沉降速度分选测定。结果表明，土壤颗粒的沉降粒级可有效区分红壤和黄绵土中不同粒径团聚体的沉降速度，能够更加准确地反映出同一粒径颗粒因性状、密度和孔隙度的差异而形成的不同沉降速度。相对于质地疏松的黄绵土，红壤的机械组成显示，有86．9％的有机碳与≤32μm的矿物颗粒相结合，很有可能随悬移过程汇人下游水体。但土壤颗粒沉降速度分布表明，约有90．5％的红壤有机碳与等效石英粒径≥63μm的团聚体相结合，易在经历较短的迁移过程后，快速沉积于下坡面。这表明，现有的土壤侵蚀模型大多利用土壤机械组成（即矿质粒径大小）在反映泥沙运动或元素迁移规律方面存在片面性。土壤的团聚过程可有效缩减有机碳和无机碳的迁移距离，从而使其更易沉积于陆生环境。土壤颗粒的沉降速度分级对认识泥沙颗粒和养分元素在侵蚀-迁移-沉积过程中的生物地球化学过程提供了新的途径和视角。

黄土高原地区鱼鳞坑坡面侵蚀演化过程及水力学特征1125-1135

摘要：为明确鱼鳞坑坡面抗侵蚀演化过程及其水流水力学特性，采用间歇性人工模拟降雨实验，对鱼鳞坑坡面水流水力学特性以及阻力规律进行了系统分析。结果表明：（1）鱼鳞坑坡面侵蚀演化过程表现为：雨滴溅蚀-片蚀-股流冲刷-跌坑-细沟侵蚀-下切侵蚀-溯源侵蚀-崩塌。（2）随着降雨历时的增加，由于鱼鳞坑的层层拦截与蓄满，其下方的坡面径流流速、水深均呈波动式增长趋势，坑内出现旋涡，坡面径流呈现断续股流。降雨累积历时为58min左右，总降雨量达到87mm时，鱼鳞坑侵蚀量急剧增加，拦蓄径流作用失效。（3）五场降雨过程中，上坡和中坡水流流态为层流，下坡由于鱼鳞坑蓄满后径流出现波动，水流流态由层流变为紊流且时而为缓流时而为急流。（4）鱼鳞坑坡面水流阻力来源于降雨阻力、颗粒阻力、形态阻力叠加，在整个降雨过程中阻力总和呈下降趋势；其中，受地形高低起伏、地表糙度的影响，形态阻力一直居于主导地位。

延河流域三种土壤可蚀性K值估算方法比较1136-1146

摘要：土壤可蚀性因子K是表征土壤侵蚀作用的敏感指标。采用3种土壤可蚀性K值估算方法（Torri．D模型、EPIC模型、Shirazi公式法）对延河流域土壤可蚀性进行对比研究，以实测K值为依据，采用相关性分析和模型估算筛选出符合该区侵蚀特点的土壤可蚀性估算方法。结果表明：延河流域土壤中有机碳、黏粒、粉粒含量随植被覆盖度的变化由北向南逐渐增加，平均质量直径（DMW）表现为森林〉森林草原〉草原，KEPIC和Kshirax与DMW呈正相关，而Torri．D模型估算K值（K Terri.D）与DMW呈相反的变化趋势，即从草原到森林草原再到森林，土壤团聚体稳定性和抗侵蚀性逐渐增加。KTerri.D的变化范围为0．068～0．1475，高于真实K值（0．0312～0．0796），相比于其他两种方法，Torri．D模型平均绝对误差（MAE）、平均相对误差（MRE）和均方根误差（RMSE）更接近于0，而精度因子（Af）更接近1，具有更高的可信度，更加适用于延河流域土壤侵蚀敏感性评价和土壤流失量预测。

典型麻竹林土壤植硅体碳的空间异质性特征1147-1156

摘要：土壤植硅体碳（Phytolith Occluded Organic Carbon，PhytOC）是土壤稳定性碳库的重要来源之一，对于增强土壤碳汇，维持全球CO，平衡具有重要意义。为了了解土壤植硅体碳的空间分布，基于地统计学方法，结合ArcGIS10．0空间分析软件，分析典型麻竹主产区——福建南靖县麻竹林不同土层的土壤植硅体碳的空间变异性。结果表明：南靖县麻竹土壤植硅体碳平均含量介于0．30～0．75gkg。之间，变异系数介于80．38％-87．46％，表现为中等程度的变异性；地统计分析得出块基比介于8．7％～74．9％，有较强的空间自相关性，且参数比均较小，模型拟合度较好；0—100cm土层土壤植硅体碳平均储量为4．23thm^-2；土壤植硅体碳含量随土壤剖面深度的增加而降低，土壤植硅体碳、土壤植硅体和土壤全硅的空间分布图较为相似，它们之间也呈极显著正相关关系（P〈0．01）。样地的竹林年龄与表层的土壤植硅体碳呈现显著正相关关系（P〈0．05）。样地的海拔与表层的土壤植硅体碳呈现显著负相关关系（P〈0．05）。

基于产量的稻田肥力质量评价及障碍因子区划——以进贤县为例1157-1169

摘要：土壤肥力质量评价及土壤肥力障碍因子分析，对于区域土壤利用和改良、指导农业生产结构布局具有重要意义。以江西省进贤县为研究区，通过水稻遥感解译测产，结合主成分分析进行土壤质量评价；采用综合指数法表征土壤肥力质量水平，分析该区域低肥力质量区域主要障碍因素，并进行障碍因子区划。结果表明，该地区土壤肥力质量评价的最小数据集（MDS）指标包括：有机质、阳离子交换量（CEC）、全钾（TK）、交换性钙（Ex．Ca）、容重、粉黏比；土壤质量综合指数与水稻产量相关系数达No．73（P〈0．01），以当地水稻平均产量7．215thm^-2以确定土壤质量综合指数阈值为0．65。分析得出，该地区影响土壤肥力的主要障碍包括有机质含量低和容重较大反映的低熟化度障碍、中量元素缺乏反映的酸化障碍、全钾含量低和高粉黏比反映的结构障碍等。根据障碍因素将研究区域划分为三大障碍区：东南部丘陵区主要障碍因子为酸化和土壤结构障碍；中西部低岗平原主要为土壤酸化障碍；北部滨湖区主要障碍为水稻土熟化程度低。通过对不同区域施行针对性改良措施有益于提高土壤肥力。

DEHP对土壤蚯蚓氧化胁迫及DNA损伤的研究1170-1180

摘要：土壤环境中的酞酸酯污染日益严重，为了探讨和分析典型酞酸酯邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（Di（2-ethylhexyl）phthalate，DEHP）对土壤动物的生态毒理效应，以赤子爱胜蚓为指示生物，暴露于DEHP浓度为CK、0．1、1、10、50mgkg^-1人工土壤中，并于染毒后的7、14、21、28d取样测定。通过蚯蚓体内的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物（POD）、谷胱甘肽转移酶（GST）等指标反映DEHP对蚯蚓的氧化激活程度，通过活性氧自由基（ROS）的含量反映DEHP对蚯蚓的细胞毒性，通过丙二醛（MDA）含量和Olive尾矩反映DEHP对蚯蚓的遗传毒性，从多个角度评价DEHP对蚯蚓的生态毒理效应。结果表明：（1）在DEHP的刺激下，各浓度组蚯蚓的SOD、CAT、POD、GST活性均呈激活状态，表明DEHP对蚯蚓的抗氧化酶有诱导作用；（2）DEHP影响蚯蚓的ROS含量，各染毒处理组与对照组相比均升高且差异性明显，表现出明显的剂量一效应关系；（3）对比各染毒处理组之间的数据，DEHP对蚯蚓MDA含量的影响无明显规律；（4）DEHP可使蚯蚓GST呈激活状态，表明中高浓度的DEHP对蚯蚓GST具有诱导作用；（5）DEHP能够引起蚯蚓体腔细胞DNA的损伤，且随着浓度的增加，Olive尾矩值随之增加，说明DNA损伤程度与DEHP浓度之间具有剂量一效应关系。从实验结果可以看出，DEHP可以对蚯蚓机体和DNA造成一定程度的损伤，表现出较强的生态毒理效应。

土壤镉食品卫生安全阈值影响因素及预测模型——以长沙某地水稻土为例1181-1194

摘要：镉（Cd）是我国农田土壤首要污染物，在南方一些地区稻米Cd超标严重，土壤Cd风险评估十分必要。采用长沙某地稻田土壤-糙米Cd点对点数据，通过生物富集系数（BCF）和Burr-Ⅲ物种敏感性分布（SSD）方程，构建了基于稻米食品卫生标准（GB2762—2012）和保护95％稻米品种的土壤Cd限值（HC5），探讨了HC5与土壤性质参数的量化关系和预测模型，并与我国土壤环境质量标准（GB15618—1995／2008）进行了比较。结果表明，pH、有机质（OM）和土壤全镉（TCd）对HE5影响显著，分别可控制HC，变异的62．2％、19．4％和18.3％。基于土壤pH和OM（TCd）的两因子模型能对HE，较为准确地预测，决定系数月。可达0．817（0．802）。土壤pH、TCd与HC5呈正相关，而OM与之呈负相关。随着数值的增大，TEd和OM对HC，的影响降低，而pH影响相对稳定。本研究可为科学合理地进行稻田土壤风险管控及产地土壤环境质量基准研究提供一定依据。

长施马粪对暗棕壤团聚体腐殖质数量和质量的影响1195-1205

摘要：运用元素和红外光谱分析研究了暗棕壤长期施用马粪（每3年施肥1次）、施低量化肥和马粪配施高量化肥对水稳性大团聚体（〉2mm和2～0．25mm）、微团聚体（0．25～0．053mm）和粉／黏粒粒级（〈0．053mm）中腐殖物质-胡敏酸（HA）的分布及其结构特征的影响，探讨施肥对农田土壤肥力的贡献及其团聚体的固碳机制。施用马粪和马粪配施高量化肥分别提高（49．06％）和降低（31．04％）了2-0．25mm大团聚体比例，3种施肥措施均提高了土壤有机碳（SOC）数量，但对土壤HA数量影响不显著。不同施肥措施对不同粒级团聚体中HA的分子结构特征影响不同，3种施肥措施均降低了2～0．25mm大团聚体HA的缩合度，芳香性增加；微团聚体HA缩合度降低，脂族性增强；施用马粪提高了粉／黏粒HA的缩合度和脂族性，马粪配施高量化肥提高了粉，黏粒HA的缩合度和芳香性，施用低量化肥，粉／黏粒HA缩合度下降，芳香性提高。因此，长施马粪提高了土壤SOC数量，促进2-0．25mm大团聚体的形成，大团聚体中HA的稳定性提高，利于土壤固碳，而0．25—0．053mm微团聚体和〈0．053mm粉，黏粒HA的活性增强，利于土壤肥力供给，这些团聚体是评估长施马粪对腐殖质质量产生影响的重要粒级。

不同气候和土壤条件下秸秆腐解过程中养分的释放特征及其影响因素1206-1217

摘要：农田土壤中秸秆腐解伴随氮磷钾养分的释放是重要的生物地球化学过程，也是秸秆还田替代化肥养分的基础。了解不同农区秸秆分解过程中的养分释放动态，揭示秸秆、气候和土壤条件的交互作用机制，是制定秸秆还田合理措施的理论基础。基于寒温带-暖温带-中亚热带的黑土、潮土、红壤互置试验平台，研究了小麦、玉米秸秆在3年腐解过程中养分释放过程和影响因素。结果表明，秸秆中养分释放速率的大小顺序为K〉P〉N；秸秆中氮素和磷素在寒温带以及在红壤和潮土中表现为先富集再释放特征，在暖温带、中亚热带以及黑土中表现为直接释放特征；秸秆中钾素均表现为直接快速释放特征，在腐解0．5a平均释放率达89．5％。气候和土壤条件主导了氮磷的释放，其相对平均贡献率分别为19．5％和15．2％。在腐解后期（2～3a）气候、土壤和秸秆因素对养分释放的贡献率〈30％，说明土壤生物因素可能起了主导作用。

不同生育期光合碳在水稻-土壤系统中的分配1218-1229

摘要：通过盆栽试验方法，采用^13C脉冲标记技术和稳定同位素质谱分析技术，研究了三个生育期（返青期、分蘖期和抽穗期）光合碳在“水稻-土壤”系统中的同化率、分配比率及其在土壤中增加率的动态变化，探讨三个生育期光合碳在“水稻-土壤”系统中的运转、分配规律，为明确稻田生态系统中碳素循环过程提供理论依据。结果表明，分别在返青期、分蘖期和抽穗期进行一次^13C脉冲标记（持续5h）后，光合碳在“水稻-土壤”系统中的总同化率均随标记后天数的延长呈逐渐下降趋势，从标记后2d至收获时，总同化率分别为75．92％～39．53％、70．01％～52．02％、86．38％～69．60％，且收获时与2d时的同化率差异均达显著水平（P〈0．05），其被同化光合碳的损失率分别为47．93％、25．70％和19．43％；抽穗期光合碳同化率明显高于返青期和分蘖期，被同化光合碳的损失也明显低于返青期和分蘖期。三个生育期被同化的光合碳向水稻地上部分和地下部分（包括根和土壤）的运转呈互相消长关系，但向水稻地上部分的分配比率（平均为85．04％～73．10％）远大于向根的分配比率（平均为12．50％～22．04％）和土壤的分配比率（平均为1．70％～5．04％），且抽穗期光合碳向水稻地上部分中的分配比率大于分蘖期和返青期，向地下部分的分配比率则正好相反；此外，三个生育期被同化的光合碳在土壤中的增加率分别为0．08％～0．21％、0．09％～0．17％和0．19％～0．27％，抽穗期土壤中光合碳的增加率要大于返青期和分蘖期，且光合碳在土壤中也相对稳定。

黄土高原旱地夏季休闲期^15N标记硝态氮的去向1230-1239

摘要：夏季休闲是黄土高原旱地小麦常见的蓄纳雨水、恢复地力的措施。随着氮肥用量的增加，一季小麦收获后，早地土壤剖面累积的硝态氮量不断增加，休闲期间降雨量高，残留硝态氮的去向是值得研究的问题。利用^15N标记法研究小麦收获后残留肥料氮在黄土高原旱地（陕西长武）夏季休闲期间的去向，即小麦收获后在微区土壤表层（0～15cm）施入^15N标记的硝态氮肥（30kghm^-2（以纯氮计），约相当于当地小麦一季作物收获后土壤残留肥料氮量），休闲结束后，采集0-200cm土壤样品，测定了土壤全氮、硝态氮含量及其^15N丰度。结果表明，小麦收获（即休闲开始）时0～200cm土壤剖面硝态氮累积量在205～268kghm也之间（平均244kghm之），累积量较高。夏季休闲期间降水量为157mm，属欠水年，但休闲结束后，^15N标记肥料氮向下迁移已达80cm土层，下移深度在45～65cm之间，说明，旱地休闲期间硝态氮的淋溶作用不可忽视。夏季休闲结束后，加入的^15N标记肥料氮平均损失率为28％，损失机理值得进一步研究。

长期施肥对旱地红壤团聚体磷素固持与释放能力的影响1240-1250

摘要：在中国科学院红壤生态试验站26年的旱地红壤长期肥料定位试验中，选取无机肥试验区的NPK、NK处理，有机无机肥配施试验区的对照（CK）、CK＋稻秆（RS）、CK＋花生秸秆还田（PS）、CK＋绿肥（FR）及CK＋猪厩肥（PM）等7个肥料处理土壤，采用湿筛法逐级提取并得到粒级依次为〉2mm、2～1mm、1～0．25mm与0．25-0．053mm的团聚体土壤样品；通过室内分析获得了土壤及各粒级团聚体的全磷（TP）、有效磷（Available P）、水溶性磷（CaCl2-P）、土壤磷素吸持指数（PSI）及土壤磷素饱和度（DPS）等指标值，并探讨了上述测定指标间的相关关系。结果表明：长期施用磷肥可有效保持旱地红壤的供磷水平，配施猪厩肥可显著增加旱地红壤及大小团聚体的TP、有效磷及CaCl2-P含量、降低土壤PSI并显著增大旱地红壤DPS，加大了旱地红壤磷素的流失风险；随着土壤中〉1mm粒级团聚体数量的增多，旱地红壤磷素储量显著增加，磷素固持能力显著下降，土壤磷释放潜能随之增大。由DPS、有效磷及CaCl2-P的分段线性拟合方程可以推断得出，当旱地红壤中有效磷为168—260mgkg^-1时或DPS〈28％，土壤磷素具有潜在流失风险；当有效磷≥260mgkg^-1或DPS≥28％，土壤磷素具有极高的流失风险，应立即停止施用磷肥尤其是有机磷肥，并重新调整施肥方案，以避免土壤磷素流失及其对水体环境的污染。