国家自然科学基金(41271293)
- 作品数：11 被引量：123H指数：6
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- 冻融交替后不同尺度黑土结构变化特征被引量：18
- 2014年
- 冻融交替是改变黑土结构、加剧土壤侵蚀的重要因子。以典型黑土区耕作土壤为研究对象,采用野外季节性冻融循环与室内模拟冻融循环相结合、X射线计算机断层摄影(CT)与扫描电子显微镜(SEM)相结合的方法,通过水分物理性质、团聚体破坏率、孔隙数目、孔隙面积、孔隙成圆率、孔隙Feret直径的测定与分析,研究了冻融交替后0—40 cm、40—80 cm和120—160 cm3个土层以及田间季节性冻融环刀、室内模拟冻融CT扫描和室内模拟冻融SEM3种方式下黑土结构特征的变化规律。结果表明:冻融交替能够对不同土层和不同尺度的耕地黑土结构产生不同程度的影响。季节性冻融后,表层土壤容重升高,非毛管孔隙度和持水能力显著降低(P<0.05),40—80 cm土层团聚体破坏率增加40.97%(P<0.05),土壤抗蚀性有所削弱,120—160 cm土壤没有受到季节性冻融的显著影响。CT扫描尺度上,3个土层均以1—2 mm径级的孔隙数目为最多,形状也相对规则、接近圆形;冻融循环没有对表层土壤大孔隙结构产生影响,却能够显著降低40—80 cm土层范围内大孔隙面积以及Feret直径(P<0.05)。SEM扫描显示冻融后土壤表面粗糙度增加,颗粒松散、脱离,孔壁断裂,证明了冻融交替对土壤微结构的破坏作用;同时结合电子能谱的元素分析可知冻融交替能够改变土壤颗粒表面化学特征。
- 王恩姮赵雨森夏祥友陈祥伟
- 关键词：冻融交替土壤微结构CTSEM
- 黑土区不同林龄落叶松人工林土壤微生物群落功能多样性的对比研究被引量：42
- 2013年
- 采用Biolog-ECO微平板检测法,以21、30、40和52年生落叶松人工林土壤为对象,研究了典型黑土区0～20cm土层范围内土壤微生物群落碳源代谢的多样性变化特征。结果表明:1)在培养168h时,落叶松人工林地上层(0～10cm)和下层(10～20cm)土壤的微生物碳源平均颜色变化率(AWCD)的变化范围分别为0.41～1.40和0.20～0.69,且均随林龄的增加而逐渐增大。2)落叶松人工林微生物群落功能多样性指数随林龄的增加呈逐渐升高的趋势,即52a>40a>30a>21a,且上层土壤的微生物功能多样性高于下层。上层和下层土壤的丰富度指数、Shannon-Weiner多样性指数、Simpson指数和McIntosh指数的变化范围分别为12～25和6～14、2.55～3.12和1.83～2.62、0.89～0.95和0.76～0.91、4.22～9.49和2.52～6.18。3)落叶松人工林土壤微生物群落对6类碳源的利用率均随林龄的增加而增大,且碳水类、多聚物类和胺类是导致上层土壤微生物代谢差异的敏感碳源,碳水类、羧酸类和胺类是导致下层土壤微生物代谢差异的敏感碳源。4)落叶松人工林土壤微生物多样性指标与土壤理化性质相关性极为密切。可以认为,随着林龄的增加,落叶松人工林微生物功能多样性逐渐提高,这为进一步揭示其林地土壤质量的演变提供了参考。
- 范瑞英杨小燕王恩姮邹莉陈祥伟
- 关键词：落叶松人工林黑土区土壤微生物群落
- 模拟冻融循环对黑土剖面大孔隙特征的影响被引量：17
- 2014年
- 以东北典型黑土区耕地土壤为研究对象，采用室内模拟冻融以及CT（Computerizedtomo—graphy）扫描相结合的方法，通过大孔隙数目、平均面积、Feret直径以及成圆率4个指标的量化与分析，研究了冻融循环对不同深度范围土层（0～40em、40～80em、120～160em）土壤大孔隙特征的影响规律。结果表明：冻融循环没有对表层土壤大孔隙结构产生影响，却能够显著降低40～80em土层范围内平均大孔隙面积以及Feret直径，降幅分别为46．72％和17．32％（P〈0．05），且以1～2mm和≥5mm的孔隙对冻融循环响应最为强烈，冻融循环后分别降低9．58％和42．19％（P〈0．05）。研究结果不仅证明了黏化层滞水效应的可能，同时探明了黏化层孔隙结构对冻融循环的敏感性，由此印证了季节性冻融循环对黏化层抗蚀性的削弱以及黏化层的滞水效应是导致黑土区地表侵蚀与沟蚀的主要原因。
- 王恩姮卢倩倩陈祥伟
- 关键词：黑土冻融循环CT大孔隙
- 模拟冻融循环对黑土黏化层孔隙结构的影响被引量：5
- 2015年
- 以东北典型黑土区耕地土壤为研究对象,采用室内模拟冻融以及CT(Computerized tomography)扫描相结合的方法,通过孔隙数目、平均面积、成圆率3个指标的量化与分析,研究了冻融循环对黏化层土壤孔隙特征的影响规律,以期为探明该区土壤侵蚀机理提供科学依据。研究结果表明,冻融循环不同程度地降低了原状土和填充土的孔隙数目和面积,均在循环3次时达到最低值,冻融循环对≥5 mm孔隙影响较为明显。相对原状土而言,前期含水量对黏化层填充土柱孔隙特征的影响较小。黏化层结构对模拟冻融循环的响应特征印证了季节性冻融循环对黑土区黏化层可蚀性的影响,进而诱发土壤侵蚀、促进沟蚀发展的可能。
- 夏祥友王恩姮杨小燕陈祥伟
- 关键词：冻融循环黑土CT孔隙结构
- 黑土区不同林龄落叶松人工林土壤磷的吸附与解吸特性被引量：6
- 2014年
- 以典型黑土区林龄分别为21、30、40和52年生的落叶松人工林以及未经开垦干扰黑土表层（0-10 cm）土壤为研究对象,通过土壤磷的最大吸附量（Qm）、最大缓冲容量（MBC）及解吸率等指标的测定与分析,研究了不同林龄落叶松人工林土壤磷的吸附--解吸特性。结果表明：落叶松人工林土壤吸附磷量和磷的吸附率均高于未经开垦黑土,土壤Qm的变化范围为692.24-759.41 mg/kg;Qm、吸附强度因子（K）和MBC随林龄的增加均表现为先增后降的变化趋势,30年生林地达到最大值,与其他3种林地的差异达显著。土壤解吸磷量和磷的解吸率则随林龄的增加呈先降后增的趋势,并以30年生林分最小、52年生林分最大。30年生落叶松人工林土壤表现出较强的固磷的能力,52年生的林地供磷能力最强,已恢复到未经开垦黑土水平。
- 杨小燕杨淼焱王恩姮夏祥友陈祥伟
- 关键词：黑土落叶松人工林解吸
- 黑土区水土保持林对表层土壤微生物群落碳代谢多样性的影响被引量：3
- 2014年
- 采用Biolog-ECO微平板检测法，以典型黑土区美青杨林、水曲柳林、落叶松林和樟子松林土壤为对象，研究了不同类型水土保持林表层土壤（0～10cm）微生物群落碳代谢多样性的变化特征。结果表明：1）培养144h时，4种林地土壤碳源平均颜色变化率（AWCD）的变化范围为0．11—0．62，且表现为美青杨林最高，依次分别为水曲柳林和落叶松林，樟子松林最低；2）土壤微生物群落碳代谢多样性丰富度指数、Shannon—Winner指数、Simpson指数和McIntosh指数的变化范围分别为4～22、1．37～3．00、0．62—0．94和1．46—5．21，同样表现为美青杨林最高、其他依次分别为水曲柳林、落叶松林和樟子松林的规律；3）4种林地土壤微生物均以多聚物类为主要利用碳源，除此之外，阔叶林土壤微生物主要利用的碳源类型还包括氨基酸类和羧酸类；4）土壤微生物群落碳代谢多样性指标与土壤理化性质相关性极为密切。可以认为，阔叶林提高土壤微生物群落碳代谢多样性的作用优于针叶林，研究结果可为典型黑土区水土保持林的构建提供参考。
- 范瑞英杨小燕王恩姮邹莉陈祥伟
- 关键词：水土保持林黑土微生物群落
- 冻融与生物炭添加对黑土磷素有效性的影响
- 磷是植物生长不可缺少的营养元素之一，然而，土壤中的磷大多以难溶态存在，导致土壤中磷素生物有效性较低。在农业土壤中，尽管磷肥的施入可缓解土壤的缺磷状况，但同时可造成肥料利用率下降和地下水污染等生态环境问题。生物炭是生物质在...
- 韩瑛
- 关键词：土壤改良冻融作用生物炭磷素有效性
- 耕作侵蚀对黑土有机碳及其组分的影响
- 为探讨耕作侵蚀条件下土壤有机碳(soc)的损耗途径,本文以东北黑土区典型坡耕地为研究对象,利用地统计学的理论和方法,分别研究了SOC、颗粒有机碳(POC)、微生物量碳(MBC)和水溶性碳(DOC)对耕作侵蚀的空间响应格局...
- 赵鹏志王恩姮
- 关键词：颗粒有机碳微生物量碳水溶性有机碳
- 东北黑土区典型坡面耕作侵蚀定量分析被引量：12
- 2016年
- 东北黑土区水土流失主要集中在坡耕地,以往研究多关注水蚀而忽略了耕作侵蚀的存在。为印证并定量描述黑土耕作侵蚀,该文采用物理示踪法,测定了典型坡耕地耕作位移量及其分布格局。结果表明：铧式犁耕作后示踪剂沿耕作方向发生扩散,上坡耕作示踪剂集中分布在0～20 cm范围,而下坡耕作示踪剂集中分布在0～20和50～150 cm。一次耕作引起的耕作位移量为32.68～134.14 kg/m,耕作迁移系数234 kg/m。坡度是影响耕作位移的重要因素,二者呈显著的正相关关系,且对上坡耕作的影响大于下坡耕作。研究区耕作年侵蚀速率0.4～11.0 Mg/（hm2·a）,凸起的坡背、坡肩处及坡度较大的位置侵蚀严重。虽然黑土区坡度较小,但由于耕作深度大,速度快,耕作侵蚀严重,应引起足够重视。
- 赵鹏志陈祥伟王恩姮
- 关键词：运移耕作坡耕地铧式犁
- 未开垦干扰黑土土壤磷的吸附与解吸垂直变化特征
- 2014年
- 以天然次生林土壤为对象,通过对0~180 cm土层范围内土壤磷的最大吸附量(Qm)、最大吸附缓冲容量(MBC)、解吸量及解吸率等指标的测定、计算和分析,研究了典型黑土区未经开垦干扰黑土磷的吸附与解吸特性在垂直空间上的变化特征。结果表明:不同层次土壤对磷的等温吸附与解吸数据与Langmuir方程的拟合程度均达到极显著水平(p<0.01);Qm在垂直空间上的变化范围为442.21~857.23 mg kg-1,且随土层深度的增加表现为先增加后降低又增加的趋势;磷的吸附饱和度(DPS)则表现出相反的趋势,且不同层次之间差异显著(p<0.05);不同土层土壤磷的解吸量和解吸率均随平衡液浓度的提高而增加;土壤磷的解吸比率(Dr)和易解吸磷(RDP)含量均以0~20 cm土层较大。可以认为未开垦干扰黑土0~20 cm土层土壤供磷能力较强,随着土壤深度的增加,磷的有效性呈现一定程度的降低。研究结果不仅为黑土区土壤磷的系统研究提供了本底资料,而且可为该区土壤质量评价提供参考。
- 杨小燕范瑞英王恩姮夏祥友陈祥伟
- 关键词：黑土磷解吸
