摘要：土层厚度是影响坡面水文过程的决定性因素之一。通过野外模拟降雨试验(设计雨强60 mm/h),在小区尺度上研究了一个完整坡面上典型土层厚度紫色土坡耕地坡面产流机制。结果表明:对于地表径流,土层厚度为23 cm小区表现为饱和产流,而土层厚度为45 cm和76 cm小区均表现为超渗产流;对于壤中流,土层厚度为76 cm小区以基质流为主,而土层厚度为23 cm小区则表现出明显的优先流特征,45 cm小区则在A层以基质流为主,在AC层以优先流为主。不同厚度紫色土坡面水文土壤学性质的差异是导致小区间水文过程不同的主要原因。

摘要：通过15N标记叶片和15N标记土壤的地下部分隔箱栽试验,探讨了根系交互作用对大豆/绿篱间作体系氮素吸收和转移的影响。结果表明,紫穗槐-大豆系统无隔处理大豆和紫穗槐生长被抑制,其生物量和吸氮量均低于网隔和板隔2种分隔方式;而香根草-大豆间作下,大豆与香根草的生物量和吸氮量都表现为根系无隔时最高。大豆植株体内15N丰度,香根草-大豆间作下,尼龙网分隔处理高于无隔处理,香根草则表现为无隔处理较高;紫穗槐-大豆间作下,紫穗槐和大豆体内15N丰度都表现为根系无隔处理较低。大豆和绿篱共生期内,2种绿篱都从大豆体内竞争了氮素,发生了大豆向绿篱的氮素转移。表明香根草与紫穗槐对肥料氮的竞争能力均强于大豆;紫穗槐和大豆间作表现为种间抑制作用,不利于大豆和紫穗槐生长;香根草和大豆间作表现为互补作用,营养竞争和促进同在,促进了大豆和香根草生长。

摘要：通过15N标记土壤的箱栽试验,探讨了地下部分隔作用对植物篱/大豆间作生长和氮素吸收利用的影响。结果表明,香根草/大豆间作系统中大豆吸N量,无隔和网隔处理比板隔处理分别增加20.1%和0.6%,香根草吸N量分别高出7.4%和24.2%;而紫穗槐/大豆间作系统中大豆吸N量,无隔和网隔处理比板隔处理分别降低28.3%和15.9%,紫穗槐吸N量依次降低14.3%和24.3%。香根草/大豆间作系统中,大豆植株15N丰度网隔处理低于无隔处理,而香根草15N丰度则表现为根系无隔时较高;紫穗槐/大豆间作系统中紫穗槐和大豆的15N丰度都表现为根系无隔时较低。在培栽条件下,间作抑制了大豆生长,影响到大豆N素的吸收利用;与大豆根系间相互作用抑制了紫穗槐生长,但一定程度上改善了香根草生长,推测根系分布在养分吸收利用中占重要地位。

摘要：了解不同整地措施的梯田果园土壤水分的时空异质性及影响机制对提升林果产业发展具有重要意义。以赣南小洋小流域脐橙果园开发示范区内的3种典型的土地利用结构坡面(优化整地坡面、粗放整地坡面、未整地荒草地坡面)和4种土地利用类型(优化整地果园、粗放整地果园、荒草地、农地)为研究对象,研究其在0~100 cm土壤剖面上的水分时空分布特征及主控地形因子。结果表明:不同土地利用类型土壤含水量在雨季表现为农地>粗放整地果园>优化整地果园>荒草地,果园之间无显著差异,其他土地利用之间差异均显著(P优化整地果园>粗放整地果园>荒草地,荒草地和粗放整地果园土壤含水量大幅降低,要显著低于优化整地果园(P<0.05)。在不同坡位,雨季与旱季土壤含水量从坡顶到坡脚均表现为逐渐升高趋势,且坡上、中、下部位的差异均很小。通过冗余分析也发现雨季和旱季土壤水分异质性的主控因子分别为坡位和土地利用类型(P<0.01),均通过表层(0~20 cm)土壤来影响水分分布。整地措施对坡面土壤水分的空间异质性提升明显,且显著提升了坡面在雨季对降雨的入渗能力,同时优化整地措施显著提升了梯田表层土壤在旱季的蓄水保水能力。研究结论可为区域内整地措施空间布局优化以及水土流失的综合治理提供理论依据。

摘要：土壤分离是土壤侵蚀的初级阶段,受植物根系、生物结皮的生长等影响,可能存在明显季节变化。而南方红壤丘陵区水热资源丰富,生物结皮在林下广泛存在,势必会影响林下水土流失过程。以红壤丘陵区樟树林和油茶园内苔藓结皮为对象,研究了苔藓结皮土壤分离能力季节变化特征及主控因素。结果表明:(1)苔藓结皮表面特征随季节变化显著,水热条件适宜时,苔藓结皮表面特征发育良好;降雨减少干旱时,苔藓结皮开始退化。(2)随着苔藓结皮盖度、厚度、株高和黏结力增加,土壤抗蚀性能增强,土壤分离能力下降;细沟可蚀性与土壤分离能力变化趋势一致,均随苔藓结皮发育程度增加而减小;干旱时苔藓结皮退化有滞后效应,土壤分离能力迅速增大后再缓慢增大。(3)采用水流剪切力、结皮盖度、土壤黏结力等来模拟土壤分离能力的季节变化,通过拟合方程可以较好地解释区域内经果林下苔藓结皮发育对土壤分离能力的季节变化,模型精度(NSE=0.728)表明该模型在预测和解释土壤分离能力变化方面具有较好效果。研究苔藓结皮季节动态及分离能力变化可为南方红壤丘陵区的水土流失防治提供重要的科学依据。

摘要：以鄂南玉米地、紫穗槐/玉米地、香根草/玉米地、紫穗槐林地、香根草草地与撂荒地6种土地利用类型为研究对象,利用静态箱法,对夏玉米生长期间土壤CO2和N2O通量及影响因子进行了测定,研究我国北亚热带丘陵红壤区农田改变为林(草)地和农林(草)复合系统后土壤CO2和N2O排放特征。研究结果表明:(1)土地利用方式改变后,撂荒地土壤CO2排放量明显低于其他5种土地利用类型,但紫穗槐/玉米地、单作玉米地、香根草/玉米地、紫穗槐林地、香根草草地5种土地利用类型之间土壤CO2排放量差异不显著。(2)玉米生长期间,6种不同土地利用方式下,土壤N2O排放总量从高到低依次为紫穗槐/玉米地(508 g·hm-2·a-1)、紫穗槐林地(470 g·hm-2·a-1)、撂荒地(390 g·hm-2·a-1)、香根草/玉米地(373 g·hm-2·a-1)、香根草草地(372 g·hm-2·a-1)、单作玉米地(285 g·hm-2·a-1)。(3)土壤CO2通量与土壤有机碳、土壤微生物生物量碳和土壤含水量无显著相关关系;土壤N2O通量与土壤氮素净矿化率呈显著线性相关,但与土壤无机氮和土壤含水量无显著相关关系。农田改变为农林(草)复合系统可能潜在地增加土壤CO2和N2O排放;农田改变为林(草)地可能潜在地减少土壤CO2排放,增加土壤N2O排放。

摘要：为探究不同盖度生物结皮对入渗特征的影响,在红壤丘陵区咸宁选取第四纪黏土发育土壤(S型)和泥质页岩发育土壤(N型)上的生物结皮,设计6个盖度水平(裸地,1%~20%,20%~40%,40%~60%,60%~80%,80%~100%),使用微型圆盘入渗仪(mini disk)测定土壤入渗过程,探究入渗过程的影响因素,同时采用3种常见的入渗模型对入渗过程进行拟合,并评价模型适用性。结果表明:(1)相对于裸地,生物结皮发育提高土壤有机质和黏粒含量,增加结皮厚度和生物量,降低砂粒含量。(2)第四纪黏土发育土壤水分入渗特征随生物结皮盖度的增加而逐渐降低,初始入渗速率、稳定入渗速率、平均入渗速率、非饱和导水率的变化范围分别为0.25~1.55,0.13~0.91,0.17~1.11,2.04~8.48 mm/min。泥质页岩发育土壤除40%~60%盖度砾石含量较高,土壤水分入渗也随盖度的增加而逐渐减小,80%~100%盖度的初始、平均和稳定入渗率较裸地分别降低91.14%,87.64%和91.30%,生物结皮的存在阻碍土壤水分入渗。冗余分析表明,对于第四纪黏土发育土壤,生物量(54.30%)对其入渗特征的解释度最高,泥质页岩发育土壤则为盖度(39.30%)和砾石含量(34.00%)。(3)Horton模型、Kostiakov模型、Philip模型3种主流入渗模型中Horton模型拟合效果最优。研究结果可为揭示湿润区生物结皮水分运移规律提供科学参考。

摘要：团聚体是土壤结构的基础单元,球囊霉素能粘结细小土壤颗粒形成稳定大团聚体,被誉为“超级胶水”。为了解植被恢复过程中球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)对团聚体的影响,选取不同演替阶段(裸地、草地、灌木林、乔木林、乔灌混合林)的土壤为研究对象,分析了球囊霉素相关土壤蛋白组分、土壤有机碳(SOC)和团聚体稳定性在不同土壤深度(0—10、10—20、20—30 cm)的分布特征。结果表明,不同演替阶段的易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)含量在0—30 cm土层内表现为乔灌混合林>乔木林>灌木林>草地>裸地,总量球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)含量表现为乔木林>乔灌混合林>灌木林>草地>裸地,SOC含量表现为乔木林>乔灌混合林>灌木林>草地>裸地,快速湿润处理下平均质量直径MWDFW表现为乔灌混合林>乔木林>灌木林>草地>裸地,乔木林和乔灌混合林覆盖下土壤的GRSP含量、SOC含量及团聚体稳定性均显著高于其他演替阶段(P0.25 mm团聚体占比均有极显著正相关关系(P<0.01)。逐步回归分析结果显示,在FW和SW处理下EE-GRSP对团聚体稳定性指标的解释效果最好,而在WS处理下T-GRSP的解释效果则更好。研究结果可为区域内植被恢复过程中球囊霉素相关土壤蛋白与团聚体稳定性研究提供理论依据。

摘要：为探究生物结皮发育驱动下土壤水蚀特征及机理,选取苔藓发育为优势种的退耕样地,设计5个盖度等级(1%~20%,20%~40%,40%~60%,60%~80%,80%~100%),以裸地为对照,在不同水流剪切力(6.12~19.64 Pa)下进行冲刷试验。结果表明:结皮发育显著影响土壤养分含量,且高盖度结皮覆盖下养分表聚效应更加明显。生物结皮发育显著影响土壤分离能力,裸地土壤分离能力[1.4656 kg/(m^(2)·s)]为生物结皮[0.0042~0.4682 kg/(m^(2)·s)]的3.58~348.95倍,裸地细沟可蚀性(0.2935 s/m)为生物结皮(0.0010~0.0822 s/m)的3.57~293.50倍。相对土壤分离能力及细沟可蚀性均随结皮盖度增加呈指数函数衰减,结皮冲破时间随结皮盖度增加呈指数函数增长;非线性回归分析表明,土壤分离能力可用水流剪切力、生物结皮盖度和土壤黏结力进行模拟(NSE=0.749)。综上,生物结皮发育显著提升土壤抗侵蚀性能,研究结果可为半湿润区水土流失防治及生物结皮管理利用提供理论参考。