土壤有機(jī)碳庫是全球陸地生態(tài)系統(tǒng)最重要的碳庫,隨著近年來土地整治規(guī)模的不斷增加,土地整治工程對(duì)土壤有機(jī)碳也產(chǎn)生了較大的影響。本文探討了2種主要土地整治工程對(duì)農(nóng)田土壤有機(jī)碳的影響,以期引起土地科技工作者對(duì)于土地整治工程固碳意義的重視,為改善區(qū)域環(huán)境提供借鑒。

土壤有機(jī)碳庫是全球陸地生態(tài)系統(tǒng)最重要的碳庫,隨著近年來土地整治規(guī)模的不斷增加,土地整治工程對(duì)土壤有機(jī)碳也產(chǎn)生了較大的影響.本文探討了2種主要土地整治工程對(duì)農(nóng)田土壤有機(jī)碳的影響,以期引起土地科技工作者對(duì)于土地整治工程固碳意義的重視,為改善區(qū)域環(huán)境提供借鑒.

利用武漢市主城區(qū)1996年、2000年、2005年和2010年的tm遙感影像數(shù)據(jù)以及土壤樣品的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),分析了武漢市主城區(qū)1996年～2010年的土地利用/覆被變化（lucc）及其對(duì)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的影響.結(jié)果表明：武漢市主城區(qū)的lucc表現(xiàn)為水域、耕地、林地、草地和未利用地減少,城鄉(xiāng)居民用地增加;有機(jī)碳密度為林地＞草地＞耕地＞城鄉(xiāng)居民綠化用地＞水域＞未利用地;武漢市主城區(qū)土壤有機(jī)碳總儲(chǔ)量先遞減后上升,各時(shí)期都是耕地和水域的有機(jī)碳儲(chǔ)量最高,且城鄉(xiāng)居民綠化用地的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量年年增加,而水域的有機(jī)碳儲(chǔ)量年年減少;土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量增加的來源主要是水域轉(zhuǎn)化為耕地和城鄉(xiāng)居民綠化用地,減少的來源主要是耕地轉(zhuǎn)化為城鄉(xiāng)居民綠化用地和水域.

土地利用變化對(duì)土壤侵蝕和水質(zhì)的影響

本文以福建省山區(qū)為例,在對(duì)福建省水土保持實(shí)驗(yàn)站、建甌市?？育埶帘３衷囼?yàn)站長期觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)資料深入分析對(duì)比的基礎(chǔ)之上,探討了土地利用/土地覆被變化對(duì)土壤侵蝕的影響規(guī)律。分析結(jié)果表明,土地利用/土地覆被變化對(duì)徑流的產(chǎn)生和土壤侵蝕有重要影響,植被的覆蓋度的變化直接影響著徑流系數(shù)和土壤侵蝕模數(shù);植被的覆蓋度和徑流系數(shù)呈負(fù)線性關(guān)系,隨著覆蓋度的增加徑流系數(shù)逐漸減小;植被覆蓋度和土壤侵蝕模數(shù)為負(fù)指數(shù)關(guān)系,隨著植被覆蓋度的增大,土壤侵蝕模數(shù)急劇下降。

黃河三角洲是我國成土最快的河口三角洲之一,探索其土地利用過程中不同土地利用方式對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響,對(duì)該區(qū)土壤肥力保持和土地資源的持續(xù)利用具有重要意義。選擇黃河三角洲棉田、麥田、葦?shù)?、堿蓬地和裸地等5種不同的土地利用方式,通過野外調(diào)查與室內(nèi)分析,研究不同土地利用方式下土壤主要物理特性的變異特征及影響因素。結(jié)果顯示,與裸地土壤相比,有植被土地利用方式土壤容重降低,土壤孔隙度、團(tuán)聚體水穩(wěn)性、飽和含水量與毛管含水量也有相應(yīng)的提高;土壤有機(jī)碳和速效氮、有效磷含量均有顯著增加,土壤總鹽分含量呈顯著降低趨勢(shì)。在所研究土壤中,土壤物理性質(zhì)依麥田-棉田-葦?shù)?堿蓬地-裸地的次序從最佳向最差過渡。逐步回歸分析和相關(guān)分析表明土壤容重、團(tuán)聚體平均重量直徑和毛管孔隙度是土壤毛管含水量的主要影響因子,團(tuán)聚體水穩(wěn)性主要由大于0.25mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量和毛管孔隙度決定,土壤總鹽分含量影響土壤飽和導(dǎo)水率;大于0.25mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量分別與土壤有機(jī)碳含量(r=0.8323)、速效氮含量(r=0.7558)和有效磷含量(r=0.9049)具有正相關(guān)關(guān)系。因此,黃河三角洲地區(qū)土地利用應(yīng)以增加有機(jī)質(zhì)的投入,提高土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體形成為基礎(chǔ),促進(jìn)土壤良好結(jié)構(gòu)形成。這些結(jié)果為該區(qū)土壤肥力提高和土壤資源可持續(xù)利用提供參考依據(jù)。

選取桂西北喀斯特石灰?guī)r和砂頁巖典型土地利用方式的土壤為研究對(duì)象,揭示土地利用方式和巖性對(duì)土壤肥力的影響.選取土壤的11項(xiàng)肥力指標(biāo)進(jìn)行因子分析,并對(duì)各樣地的因子得分進(jìn)行pca排序和聚類分析.因子分析將11項(xiàng)指標(biāo)歸納為土壤的綜合肥力、土壤ph和全磷、有效磷和全鉀4個(gè)因子.pca排序和聚類分析結(jié)果表明:土壤的綜合肥力主要受土地利用方式的影響,撂荒有利于土壤綜合肥力的提高;土壤ph和全磷主要受母巖性質(zhì)的影響,沙頁巖發(fā)育的紅壤ph和全磷含量都低于石灰土;有效磷和全鉀主要受施肥的影響.與全國總體水平相比,桂西北喀斯特石灰?guī)r和砂頁巖土壤均很缺乏有效磷和全鉀.石灰土可通過施用銨態(tài)氮肥提高磷的有效性,紅壤可通過施用石灰提高有效磷含量.另外,喀斯特石灰?guī)r和紅壤區(qū)都需注重施用鉀肥以改善土壤肥力.

西南岔河為湯旺河一級(jí)支流,隨著人類活動(dòng)對(duì)下墊面的影響,河道內(nèi)的懸移質(zhì)泥沙含量逐年增多。本文應(yīng)用swat(soilandwaterassessmenttool)分布式水文模型構(gòu)建了流域水沙模型,研究分析了西南岔河流域1995—2015年土地利用空間變化對(duì)土壤侵蝕的影響,模擬分析了綠化對(duì)減輕水土流失的作用,為當(dāng)?shù)厮帘３诌x擇灌木品種和種植規(guī)模提供依據(jù)。

利用usle方程和徑流場對(duì)大姚縣水土保持生態(tài)修復(fù)區(qū)土壤侵蝕進(jìn)行監(jiān)測(cè),旨在探討采取退耕還林、封禁、坡改梯等修復(fù)措施后,土地利用變化對(duì)修復(fù)區(qū)土壤侵蝕的影響。研究結(jié)果表明:高強(qiáng)度土壤侵蝕主要發(fā)生在坡耕地特別是陡坡耕地,而林地和梯地少有發(fā)生;經(jīng)過退耕還林增加林地面積和坡改梯后,土壤侵蝕現(xiàn)象得到緩解,流失面積減少2867.35hm2。

為更好地理解礦區(qū)土壤退化機(jī)理,選擇焦作采煤沉陷區(qū)4種代表性土壤景觀即有裂縫耕地、無裂縫耕地、有裂縫林地、無裂縫林地,評(píng)價(jià)土地利用與裂縫對(duì)沉陷土壤養(yǎng)分的影響.沉陷區(qū)耕地與林地2種利用方式中土壤有機(jī)碳(soc)、全氮(tn)、全磷(tp)含量差異不顯著(p＞0.05),但裂縫有無對(duì)這3個(gè)養(yǎng)分參數(shù)影響顯著(p＜0.05);土地利用方式(耕地、林地)與裂縫因素(裂縫有無)之間的交互作用對(duì)soc含量影響顯著(p＜0.05).沉陷區(qū)soc,tn,tp含量均表現(xiàn)為:無裂縫的林地與耕地＞有裂縫的林地與耕地(p＜0.05).與對(duì)照區(qū)相比,4種景觀的soc含量均顯著下降(p＜0.05),tn,tp僅在有裂縫的耕地與林地顯著降低(p＜0.05).研究結(jié)果表明,裂縫加劇了沉陷區(qū)耕地與林地的土壤c,n,p庫損失,尤其是c庫損失.在有裂縫情況下,沉陷耕地-林地轉(zhuǎn)變降低土壤c庫損失,但在無裂縫情況下,該轉(zhuǎn)變加劇土壤c庫損失.

為更好地理解礦區(qū)土壤退化機(jī)理,選擇焦作采煤沉陷區(qū)4種代表性土壤景觀即有裂縫耕地、無裂縫耕地、有裂縫林地、無裂縫林地,評(píng)價(jià)土地利用與裂縫對(duì)沉陷土壤養(yǎng)分的影響.沉陷區(qū)耕地與林地2種利用方式中土壤有機(jī)碳（s0c）、全氮（tn）、全磷（tp）含量差異不顯著〉0.05）,但裂縫有無對(duì)這3個(gè)養(yǎng)分參數(shù)影響顯著〈0.05）;土地利用方式（耕地、林地）與裂縫因素（裂縫有無）之間的交互作用對(duì)s0c含量影響顯著（p〈0.05）.沉陷區(qū)s0c,tn,tp含量均表現(xiàn)為：無裂縫的林地與耕地〉有裂縫的林地與耕地〈0.05）.與對(duì)照區(qū)相比,4種景觀的s0c含量均顯著下降〈0.05）,tn,tp僅在有裂縫的耕地與林地顯著降低〈0.05）.研究結(jié)果表明,裂縫加劇了沉陷區(qū)耕地與林地的土壤c,n,p庫損失,尤其是c庫損失.在有裂縫情況下,沉陷耕地-林地轉(zhuǎn)變降低土壤c庫損失,但在無裂縫情況下,該轉(zhuǎn)變加劇土壤c庫損失.

土壤是人類生存和發(fā)展的必要物質(zhì)基礎(chǔ),土地利用方式的改變直接影響土壤性質(zhì)。從土壤理化性質(zhì)和微生物特性兩個(gè)方面,綜述了土地利用變化對(duì)土壤性質(zhì)的影響,旨在為土地有效利用及可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

采用gis空間分析與傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析相結(jié)合的方法,通過在arcgis8.1的grid模塊中,對(duì)瀾滄江流域南段土地的柵格(grid)圖進(jìn)行地圖代數(shù)運(yùn)算,形成具有復(fù)合數(shù)據(jù)的新grid數(shù)據(jù)表;對(duì)新生成grid屬性表的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算,獲得研究時(shí)段內(nèi)不同空間范圍的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣數(shù)據(jù)及各類用地上的土壤侵蝕數(shù)據(jù);通過土壤侵蝕綜合指數(shù)(index)的計(jì)算,反映了不同區(qū)域、不同土地利用類型上的土壤侵蝕程度及其變化.研究結(jié)果表明,耕地、其它林地、低覆蓋度草地上土壤受侵蝕的可能性較其它用地類型大;耕地、中覆蓋度草地、水域的土壤侵蝕強(qiáng)度較其它用地類型大;土地利用變化對(duì)土壤侵蝕變化的影響在瀾滄江中游和下游區(qū)域表現(xiàn)較為明顯,而在上游區(qū)域不明顯;上游區(qū)域土壤侵蝕的主導(dǎo)因素不是土地利用及其變化,而是地形、氣候等其它因素.

土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成成分,其較小幅度的變化即影響到陸地植被的養(yǎng)分供應(yīng),同時(shí)可能影響到碳向大氣的排放而加劇全球氣候變化。本文概述了國內(nèi)外土壤碳庫和碳吸存的研究概況,并對(duì)土地利用和覆被變化對(duì)土壤碳庫和碳循環(huán)影響的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了詳盡的闡述,旨在對(duì)科學(xué)地利用和保護(hù)有限的土壤資源,減緩?fù)寥乐袦厥覛怏w排放、增加土壤碳截存,提高土壤質(zhì)量,對(duì)退化土地的生態(tài)恢復(fù)及環(huán)境治理和保護(hù)提供理論參考。

為了探明土地利用方式對(duì)土壤微生物性質(zhì)的影響,研究了湘中丘陵區(qū)6種土地利用方式(石櫟+青岡常綠闊葉次生林、杉木人工林、毛竹林、苗圃、農(nóng)用旱地、水田)土壤微生物指標(biāo)(微生物生物量碳cmic、氮nmic含量、微生物熵、微生物生物量碳氮比、土壤基礎(chǔ)呼吸強(qiáng)度、土壤微生物代謝熵)。結(jié)果表明,土地利用方式明顯影響了土壤cmic、nmic含量,6種土地利用方式各土層cmic、nmic含量的變化趨勢(shì)基本一致,與青岡+石櫟常綠闊葉林相比,毛竹林、水田土壤cmic、nmic含量顯著提高,而杉木人工林、苗圃、農(nóng)用旱地卻顯著下降;6種土地利用方式各土層微生物熵的變化不一致,毛竹林、苗圃、農(nóng)用旱地、水田土壤微生物熵普遍高于青岡+石櫟常綠闊葉林,而杉木人工林最低;水田土壤cmic/nmic最高(9.35以上),青岡+石櫟常綠闊葉林最低;青岡+石櫟常綠闊葉林土壤基礎(chǔ)呼吸強(qiáng)度、代謝熵最高,水田土壤基礎(chǔ)呼吸強(qiáng)度較高,代謝熵最低,表明湘中丘陵區(qū)土壤微生物生物量主要受土壤有機(jī)碳源的制約,青岡+石櫟常綠闊葉林土壤具有較多活性微生物種群,有機(jī)碳利用率較低,有利于土壤有機(jī)碳的積累,水田有機(jī)碳利用率較高。

通過對(duì)比晉西黃土區(qū)蔡家川流域人工刺槐林地、人工油松林地、退耕荒草地和農(nóng)地土壤有機(jī)碳和總氮含量的差異性,探討了土地利用變化對(duì)該流域土壤碳氮儲(chǔ)量的影響。結(jié)果表明：（1）4種土地利用類型下,土壤有機(jī)碳和總氮均表現(xiàn)出表聚效應(yīng),且荒草地垂向降幅最大,各樣地土壤有機(jī)碳和總氮均呈極顯著線性正相關(guān);（2）油松林地0—48cm土層有機(jī)碳含量高于其他樣地,刺槐林地0—48cm土層總氮含量顯著高于其他樣地,而4種土地利用類型在48—96cm土層和96—160cm土層中有機(jī)碳和總氮含量差異不顯著;（3）從蔡家川流域退耕土壤固碳和固氮效應(yīng)整體而言,退耕林地具有顯著的土壤碳氮固存效應(yīng),隨著人工林地面積占比的增加,流域土壤總有機(jī)碳和總氮儲(chǔ)量相應(yīng)增加。

通過對(duì)比晉西黃土區(qū)蔡家川流域人工刺槐林地、人工油松林地、退耕荒草地和農(nóng)地土壤有機(jī)碳和總氮含量的差異性,探討了土地利用變化對(duì)該流域土壤碳氮儲(chǔ)量的影響。結(jié)果表明：（1）4種土地利用類型下,土壤有機(jī)碳和總氮均表現(xiàn)出表聚效應(yīng),且荒草地垂向降幅最大,各樣地土壤有機(jī)碳和總氮均呈極顯著線性正相關(guān);（2）油松林地0—48cm土層有機(jī)碳含量高于其他樣地,刺槐林地0—48cm土層總氮含量顯著高于其他樣地,而4種土地利用類型在48—96cm土層和96—160cm土層中有機(jī)碳和總氮含量差異不顯著;（3）從蔡家川流域退耕土壤固碳和固氮效應(yīng)整體而言,退耕林地具有顯著的土壤碳氮固存效應(yīng),隨著人工林地面積占比的增加,流域土壤總有機(jī)碳和總氮儲(chǔ)量相應(yīng)增加。

選取湘東丘陵區(qū)花崗巖紅壤4種典型土地利用方式(天然林以及由此轉(zhuǎn)變而來的杉木人工林、板栗園和坡耕地),挖掘土壤剖面深至1m,研究土壤顆粒有機(jī)碳(poc)及其組分(粗顆粒有機(jī)碳:cpoc和細(xì)顆粒有機(jī)碳:fpoc)的儲(chǔ)量,分析poc及其組分與土壤有機(jī)碳(soc)的關(guān)系。結(jié)果表明,4種土地利用方式土壤poc儲(chǔ)量介于5.46~7.17t·hm~(-2),以淺層表土最高。天然林改為其他土地利用方式后,poc儲(chǔ)量僅僅在0~40cm表土層顯著降低。土壤cpoc和fpoc儲(chǔ)量分別介于0.23~1.39t·hm-2和0.24~1.57t·hm~(-2)。天然林轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌梅绞胶?cpoc儲(chǔ)量未有顯著變化,但天然林改為板栗園和坡耕地后,fpoc儲(chǔ)量大幅降低(29%~38%)。表土fpoc敏感地反映soc儲(chǔ)量的變化,可用作土地利用過程中土壤c庫緩慢變化的\"指示器\"。poc占soc的比例(poc/soc)介于6%~8%,天然林和杉木人工林poc/soc在40cm以下底土中迅速降低,但板栗園和坡耕地土壤剖面上的poc/soc差別不大。天然林和杉木人工林土壤poc中以fpoc為主,而板栗園和坡耕地皆以cpoc為主。本研究表明,有必要區(qū)別看待poc及其組分對(duì)土地利用變化響應(yīng)的敏感度。

為掌握黃土高原刺槐造林后對(duì)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的影響,本文以黃土高原刺槐人工林為研究對(duì)象,分別對(duì)其10a,26a和35a林地土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量進(jìn)行了調(diào)查分析。結(jié)果表明,黃土高原刺槐造林顯著改變了有機(jī)碳在土層的垂直分布,主要表現(xiàn)為有機(jī)碳的表聚現(xiàn)象以及其在10~30cm土層范圍內(nèi)的顯著減少;造林26a內(nèi)土壤有機(jī)碳密度均小于對(duì)照荒地,且都會(huì)隨著林齡的增大而減小,但在35a時(shí)顯著大于荒地,說明黃土高原刺槐林在造林后期會(huì)對(duì)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的增長貢獻(xiàn)顯著。

根據(jù)地表植被和形成年限不同將城市公路綠化帶土壤劃分為不同的類型,應(yīng)用同位素示蹤理論和質(zhì)量平衡原理探討土壤有機(jī)碳(soc)和溶解性有機(jī)碳(doc)的來源和遷移規(guī)律。結(jié)果表明,城市公路綠化帶soc和doc變幅較寬、離散程度較大;soc和doc含量無顯著相關(guān)性;不同類型土壤soc或doc含量間均無顯著差異(p>0.05)。貴陽市公路綠化帶soc中的c4-c為原始土壤所具有。表層土壤源于soc的doc含量較少。大氣顆粒物和雨水中的doc是土壤表層doc的主要來源。在各公路綠化帶整個(gè)土壤剖面層次1δ3csoc值相近。新城公路綠化帶土壤剖面來源于土壤腐殖類物質(zhì)的doc占土壤總doc的比例隨著土壤深度的加深有降低趨勢(shì)。老城的公路綠化帶土壤剖面中,隨著時(shí)間的增加,源于土壤腐殖類物質(zhì)的doc逐漸增加,并隨著土壤剖面的加深,這種現(xiàn)象更為突出。

通過選擇3個(gè)具有不同地質(zhì)背景、氣候條件等環(huán)境特征的山西汾陽馬跑-郭莊巖溶泉域、湖南湘西大龍洞地下河流域、廣西桂江流域,對(duì)流域內(nèi)具有代表性的不同土地利用方式和覆被類型下墊面土壤20～50cm深處co2濃度進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示,土地利用方式和覆被變化對(duì)3個(gè)流域巖溶土壤中20cm、30cm、40cm和50cm深處co2濃度具有明顯的影響作用:湖南湘西大龍洞地下河流域多數(shù)樣地土壤co2表現(xiàn)為隨土層的加深先增加后降低的雙向梯度;山西馬跑-郭莊泉域玉米地的土壤co2濃度比種植馬鈴薯的高,且隨著覆被條件由草地→灌叢→林地的改善,土壤的擾動(dòng)性變小,co2濃度差趨于減少,變幅趨于穩(wěn)定。各個(gè)流域相同覆被類型,群落結(jié)構(gòu)和優(yōu)勢(shì)種變化越小,土壤co2濃度變幅越小。

作為我國重要的糧食生產(chǎn)基地和淡水濕地集中分布區(qū),三江平原對(duì)于保障國家糧食安全和區(qū)域生態(tài)安全具有舉足輕重的地位。由于人類活動(dòng)的劇烈影響,過去50年期間,三江平原土地利用/覆被發(fā)生了顯著變化。本文在分析1954年~2005年三江平原土地利用/覆被變化過程的基礎(chǔ)上,深入探索了土壤類型對(duì)土地利用/覆被變化過程的影響。結(jié)果表明,過去50余年中,三江平原土地利用/覆被變化劇烈,其中耕地增加了2.25倍,增加面積為385.55×104hm2。與耕地面積相對(duì)應(yīng)的是濕地、林地和草地的大幅度減少,減少面積分別為256.72×104hm2、66.92×104hm2和57.65×104hm2。草甸土、白漿土、沼澤土、暗棕壤和黑土為土地利用變化最為劇烈的幾種土壤類型,農(nóng)業(yè)開墾活動(dòng)和耕地面積的增加是研究區(qū)土地利用變化的主要特征和主導(dǎo)因素,濕地、林地和草地減少區(qū)域的土壤類型與耕地增加區(qū)域的主要土壤類型一致。三江平原耕地開墾對(duì)土壤類型的選擇順序?yàn)?草甸土、白漿土→沼澤土→暗棕壤。這一現(xiàn)象表明耕地開墾首先從自然條件相對(duì)優(yōu)良的土壤資源-草甸土、白漿土進(jìn)行開發(fā);隨著草甸土和白漿土面積的迅速減少,沼澤土于1986年~1995年和1995年~2000年期間成為耕地開發(fā)最多的土壤類型;隨著以上3種土壤類型中可開墾的土地資源減少,暗棕壤于2000年~2005年期間成為耕地開發(fā)最多的土壤類型。