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东北中温带森林树种多样性和环境因子对土壤多功能性的影响
1
作者 毛慧 赵飞飞 +1 位作者 李杰 张春雨 《林业科学》 北大核心 2026年第2期40-52,共13页
【目的】探究东北中温带森林树种多样性和环境因子对土壤多功能性的驱动机制,深化对自然条件下环境因子影响土壤多功能性的认识,明晰树种多样性-土壤多功能性关系的变化规律,为森林保护与管理提供科学依据。【方法】基于东北中温带森林... 【目的】探究东北中温带森林树种多样性和环境因子对土壤多功能性的驱动机制,深化对自然条件下环境因子影响土壤多功能性的认识,明晰树种多样性-土壤多功能性关系的变化规律,为森林保护与管理提供科学依据。【方法】基于东北中温带森林279块样地数据,选取土壤总有机碳含量、总氮含量、总磷含量、有效氮含量和有效磷含量5个土壤功能指标,采用平均值法计算土壤多功能性指数,运用多元线性回归和结构方程模型探讨大气氮沉降通量、气候和地形等环境因子对树种多样性-土壤多功能性关系的影响及土壤多功能性的驱动机制,分析树种多样性与上述环境因子的交互效应。【结果】1)树种多样性对土壤总有机碳含量、总磷含量、总氮含量、有效氮含量和土壤多功能性指数产生显著正效应(β=0.31、0.27、0.34、0.34、0.22,P<0.05),对土壤有效磷含量产生显著负效应(β=-0.16,P<0.05);氮沉降通量与土壤总有机碳含量、总磷含量、总氮含量、有效氮含量和土壤多功能性指数呈显著负相关(β=-0.14、-0.35、-0.17、-0.22、-0.18,P<0.05);土壤pH值与总磷含量、有效磷含量和土壤多功能性指数呈显著正相关(β=0.17、0.44、0.15,P<0.05);土壤碳氮比与总有机碳含量、总氮含量和土壤多功能性指数呈显著正相关(β=0.38、0.16、0.13,P<0.05);2)树种多样性与部分土壤单功能指标和土壤多功能性指数的关系受氮沉降通量和土壤碳氮比交互作用的调控,表现为树种多样性对土壤总有机碳含量、总磷含量、总氮含量和土壤多功能性指数的正效应在中高氮沉降环境下随土壤碳氮比增加而减弱,在低氮沉降环境下则随土壤碳氮比增加而增强;3)结构方程模型表明,氮沉降通量既可对土壤多功能性指数直接产生负效应(β=-0.19,P<0.01),也可通过土壤pH值和碳氮比间接产生负效应;气候因子主要通过树种多样性和土壤pH值间接影响土壤多功能性指数,地形因子则通过树种多样性、土壤pH值和碳氮比间接影响土壤多功能性指数;土壤pH值通过影响树种多样性间接调控土壤多功能性指数。【结论】树种多样性、氮沉降通量、土壤pH值和碳氮比是驱动土壤多功能性的关键直接因子,气候和地形因子通过调控生物与非生物因子产生间接影响,树种多样性对土壤多功能性的正效应受氮沉降通量与土壤碳氮比的调节。本研究结果强调大气氮沉降背景下应注重对土壤pH值和土壤碳氮比的调控,这有助于生物多样性的保护和森林生态系统功能的维持。 展开更多
关键词 土壤多功能性 树种多样性 环境因子 土壤碳氮比 土壤PH值
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多组分土壤电阻率对城市轨道交通杂散电流分布的影响
2
作者 王烨 党闻语 李永全 《铁道学报》 北大核心 2026年第1期64-75,共12页
研究城市轨道交通路基附近不同组分土壤内部温度、湿度变化对其电阻率的影响规律,对于获得土壤内部杂散电流的变化规律非常关键。采用实验和数值模拟相结合的方法进行研究;利用四极法获得不同组分的土壤温度、含水率对土壤电阻率的影响... 研究城市轨道交通路基附近不同组分土壤内部温度、湿度变化对其电阻率的影响规律,对于获得土壤内部杂散电流的变化规律非常关键。采用实验和数值模拟相结合的方法进行研究;利用四极法获得不同组分的土壤温度、含水率对土壤电阻率的影响规律;运用响应面法的多因素分析,构建各组分土壤电阻率的响应面函数,得到土壤组分、温度与含水率等因素对土壤电阻率的影响关系;实测了多组分土壤不同深度处的杂散电流。结果表明:不同组分土壤电阻率均与土壤温度和含水率呈负相关;土壤温度、含水率和土壤组分3种要素中,含水率对土壤电阻率的影响最显著,土壤组分次之。由于太阳辐射强度及环境参数的变化,随着测试时间的延长,不同位置处混合土壤的含水率变化特征存在一定差异,土壤中杂散电流均随土壤深度和时间的增大而减小,越接近走行轨的土壤杂散电流越大。4种土壤在不等比混合的条件下,电阻率较大的土壤占比越高,土壤中的杂散电流值越低。 展开更多
关键词 城市轨道交通 多组分土壤 土壤电阻率 杂散电流 响应面法 土壤温度、湿度
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雅安茶园土壤养分状况及肥力质量评价
3
作者 黄颖博 龚雪蛟 +6 位作者 王迎春 黄藩 敬媛 陈博文 李兰英 尧渝 龚一耘 《中国土壤与肥料》 北大核心 2026年第1期44-53,共10页
为了明确四川省雅安市连片茶园土壤养分状况及茶园土壤肥力质量,在雅安市5个区县连片代表性茶园的75个样点采集土壤样品,对土壤p H、有机质等9个指标进行检测,分析雅安连片茶园土壤养分状况并计算各个样点土壤肥力综合指数,对雅安茶园... 为了明确四川省雅安市连片茶园土壤养分状况及茶园土壤肥力质量,在雅安市5个区县连片代表性茶园的75个样点采集土壤样品,对土壤p H、有机质等9个指标进行检测,分析雅安连片茶园土壤养分状况并计算各个样点土壤肥力综合指数,对雅安茶园土壤肥力质量进行综合评价。结果表明,雅安连片茶园土壤p H在各区县平均值为4.0~4.9,近30%的样点茶园土壤pH<4.0,其中名山区有50%的茶园土壤pH<4.0。雅安茶园土壤的有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾的平均含量均处于I级优质标准;土壤阳离子交换量平均值为12.82 cmol/kg,达到Ⅲ类标准;芦山县全磷(0.34 g/kg)和有效磷(4.23 mg/kg)平均含量偏低,达到Ⅲ类标准。雅安土壤肥力指数(IFI)平均值为0.65,有44%的茶园处于I级标准,排序为荥经县(0.71)>雨城区(0.67)>名山区(0.66)>天全县(0.62)>芦山县(0.46);芦山县IFI平均值达到Ⅳ类水平。土壤阳离子交换量是雅安连片茶园土壤的主要障碍因子。综上所述,雅安连片茶园土壤整体养分状况良好,但芦山县茶园土壤肥力水平较低。针对名山区茶园土壤酸化风险,芦山县茶园磷含量较低等问题,建议不同区县实施分区精准改良措施,以恢复和提升雅安茶园土壤肥力质量,促进茶产业可持续发展。 展开更多
关键词 茶园土壤 土壤养分 土壤肥力综合指数
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6种土壤调理剂对酸性水稻土改良效果的综合评价
4
作者 杨右君 冯浪佳 +5 位作者 任科润 王进进 张玉龙 李文彦 李永涛 胡峥 《农业资源与环境学报》 北大核心 2026年第1期153-162,共10页
为评价6种碱性土壤调理剂对酸性土壤改良的影响,本研究以广东省韶关市水稻土为供试土壤,进行为期90 d的室内培养试验。试验选用6种经农业农村部登记的土壤调理剂并设置7个处理,分别为:CK(不施调理剂)、X1(燃煤烟气脱硫石膏)、X2(钼尾矿... 为评价6种碱性土壤调理剂对酸性土壤改良的影响,本研究以广东省韶关市水稻土为供试土壤,进行为期90 d的室内培养试验。试验选用6种经农业农村部登记的土壤调理剂并设置7个处理,分别为:CK(不施调理剂)、X1(燃煤烟气脱硫石膏)、X2(钼尾矿、白云石)、X3(硝酸磷肥副产品)、X4(牡蛎壳、石灰石、甜叶菊渣)、X5(牡蛎壳)、X6(白云石、钾长石、石灰石)。选择pH、有机质、速效钾、有效磷、碱解氮、水稳性土壤大团聚体、阳离子交换量(CEC)和土壤呼吸强度作为土壤质量评价指标,并通过主成分分析和土壤质量指数法(SQI)进行综合评价。结果表明:与CK相比,6种调理剂处理土壤pH值提升了1.09~1.66个单位,有机质和CEC分别增加3.62%~12.15%和7.50%~16.25%,但碱解氮下降4.24%~10.28%。其中,X1、X3和X5处理显著提高有效磷12.69%~40.10%;X1、X3、X5、X6处理导致速效钾下降5.61%~10.01%;X4处理含有机物质能显著提高土壤呼吸强度42.62%,其他处理则降低10.84%~54.95%;X1、X3、X4、X6处理土壤大团聚体的含量提高2.63%~7.89%。基于SQI评价,燃煤烟气脱硫石膏处理和白云石、钾长石、石灰石处理对酸性水稻土的改良效果最佳,土壤pH、有机质、有效磷和CEC对土壤质量提升的贡献率较大,是影响土壤质量改良的主要因素。 展开更多
关键词 水稻土 土壤酸化 土壤调理剂 主成分分析 土壤质量指数 综合评价
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不同耕深下高碳基土壤修复肥对土壤保育和烟叶品质的影响
5
作者 李沛岩 杜薇 +9 位作者 李帅兵 周东 杜鸿波 毋丽丽 黄治宏 郑邦玺 党玉丽 耿宗泽 任天宝 刘国顺 《河南农业大学学报》 北大核心 2026年第1期44-54,共11页
【目的】探究不同耕层深度下高碳基土壤修复肥对植烟土壤保育和烟叶品质的影响,为植烟土壤保育和优质烟叶生产等提供理论参考。【方法】以植烟土壤为对象,采用大田试验研究了耕作深度20 cm+常规施肥(CK)、耕作深度20 cm+900 kg·hm^... 【目的】探究不同耕层深度下高碳基土壤修复肥对植烟土壤保育和烟叶品质的影响,为植烟土壤保育和优质烟叶生产等提供理论参考。【方法】以植烟土壤为对象,采用大田试验研究了耕作深度20 cm+常规施肥(CK)、耕作深度20 cm+900 kg·hm^(-2)高碳基土壤修复肥+常规施肥(T1)、耕作深度40 cm+常规施肥(T2)和耕作深度40 cm+900 kg·hm^(-2)高碳基土壤修复肥+常规施肥(T3)4种不同处理对植烟土壤保育和烟叶品质的影响。【结果】与CK相比,深耕条件下施加高碳基土壤修复肥显著提高了土壤pH、全氮、全碳、有效磷、速效钾和有机质含量,增幅分别为16.41%、26.45%、37.96%、13.49%和38.13%。深耕条件下施加高碳基土壤修复肥提高了土壤细菌α多样性和细菌群落的丰富度,显著增加了细菌群落Shannon指数、ACE指数和Chao指数,降低了Simpson指数。深耕条件下配施高碳基土壤修复肥增加了厚壁菌门(Firmicutes)和酸杆菌门(Acidobacteriota)的相对丰度。在烟叶品质方面,深耕条件下配施高碳基土壤修复肥提高了烤后烟叶物理指标,并显著提高了烤后烟的总糖、还原糖、钾含量和两糖比及中性香气物质总量,增幅分别为7.45%、31.23%、15.39%、11.25%和32.04%。【结论】深耕条件下施加高碳基土壤修复肥可以改善植烟土壤的理化性质和细菌群落结构,协调烟叶化学成分,提高烟叶中性香气物质质量分数,提高烟叶品质。 展开更多
关键词 烟叶品质 深耕 高碳基土壤修复肥 土壤保育 土壤细菌群落结构
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行间生草对葡萄园土壤养分、酶活性及微生物群落的影响
6
作者 操敏 李明 《生态与农村环境学报》 北大核心 2026年第1期91-101,共11页
通过评估行间生草对贺兰山东麓酿酒葡萄园土壤养分与微生物群落结构的影响,筛选出适宜贺兰山东麓的葡萄行间生草草种。本研究以“霞多丽”葡萄为试验材料,在葡萄行间设置救荒野豌豆(Vicia sativa)、驴食草(Onobrychis viciifolia)、湖... 通过评估行间生草对贺兰山东麓酿酒葡萄园土壤养分与微生物群落结构的影响,筛选出适宜贺兰山东麓的葡萄行间生草草种。本研究以“霞多丽”葡萄为试验材料,在葡萄行间设置救荒野豌豆(Vicia sativa)、驴食草(Onobrychis viciifolia)、湖南稗子(Echinochloa frumentacea)和黑麦草(Lolium perenne)4个生草品种,以传统清耕为对照,研究葡萄园表层土壤特性、酶活性和微生物群落结构。结果表明:与清耕对照相比,生草处理降低了葡萄园土壤pH,其中救荒野豌豆与湖南稗子处理pH降低幅度最大,较清耕对照分别降低12.83%和13.40%;生草处理土壤有机质、全氮、全磷和速效磷含量明显提升,其中救荒野豌豆处理的效果最好,其土壤有机质、全氮、全磷和速效磷含量分别为9.15 g·kg^(-1)、1.64 g·kg^(-1)、19.30 g·kg^(-1)和72.61 mg·kg^(-1)。驴食草处理碱解氮含量最高,为35.53 mg·kg^(-1)。生草处理增加了土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、纤维素酶、蔗糖酶和淀粉酶活性。与清耕对照相比,生草处理真菌和细菌OTU数目均升高,土壤细菌群落香农(Shannon)指数、辛普森(Simpson)指数和Chao1指数均有所提升,真菌群落无显著差异。细菌群落组成结果显示,门水平下变形菌门(26.22%~32.98%)、拟杆菌门(11.78%~16.83%)和放线菌门(9.97%~17.29%)为优势菌门;真菌门水平下子囊菌门(57.18%~85.11%)为优势菌门。冗余分析表明,土壤环境因子中淀粉酶活性对细菌群落结构影响显著,碱解氮含量对真菌群落结构影响显著。主成分分析结果表明,清耕对照以及救荒野豌豆、驴食草、湖南稗子和黑麦草处理综合得分分别为-2.268、1.954、1.450、-0.207和-0.934,由此可知救荒野豌豆处理效果最好。综上所述,贺兰山东麓葡萄园行间生草对土壤理化性质和酶活性具有一定改善作用,并且生草增加了土壤中微生物数量,并不同程度地改变了细菌与真菌群落结构与多样性,其中种植救荒野豌豆和驴食草对土壤的影响较优。 展开更多
关键词 行间生草 贺兰山东麓 土壤肥力 土壤酶活性 土壤微生物
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土壤改良措施对玉米-大豆间作体系土壤结构、养分及作物产量的影响
7
作者 李贺男 李锦朝 +7 位作者 付浩川 张浩磊 温家宣 庞津雯 方妍欣 董勤各 梁福琴 冯浩 《干旱地区农业研究》 北大核心 2026年第1期232-239,共8页
为解决黄土高原中低产田土壤结构差、肥力弱、作物产能低等问题,于2023年开展土壤改良田间试验,设传统施肥(CK)、γ-聚谷氨酸保水剂(P)、松土剂(S)、30%有机肥替代化肥(F)、30%有机肥替代化肥+γ-聚谷氨酸保水剂(FP)和30%有机肥替代化肥... 为解决黄土高原中低产田土壤结构差、肥力弱、作物产能低等问题,于2023年开展土壤改良田间试验,设传统施肥(CK)、γ-聚谷氨酸保水剂(P)、松土剂(S)、30%有机肥替代化肥(F)、30%有机肥替代化肥+γ-聚谷氨酸保水剂(FP)和30%有机肥替代化肥+松土剂(FS)共6个处理,研究不同改良措施对土壤结构、养分含量及玉米-大豆间作系统产量的影响。结果表明,与CK相比,各改良措施下土壤紧实度显著降低,降幅为15.90%~28.19%,玉米产量显著提高12.07%~30.73%。与CK相比,FS处理土壤容重显著降低7.01%,土壤团聚体平均重量直径(MWD)与几何平均直径(GMD)分别提高18.26%、21.96%,土壤有机质、全氮、有效磷含量分别显著增加44.70%、74.22%、100.95%,玉米的穗粒数、百粒重、产量分别提升16.11%、10.58%、30.73%。各改良措施对大豆产量和百粒重提升效果不显著。综上,30%有机肥替代+松土剂改良措施(FS)在改善土壤结构、土壤肥力和增加作物产量方面效果显著,推荐采用该方式来改善黄土高原区域旱地农业中低产田土壤质量,进而提高作物产量。 展开更多
关键词 土壤改良 土壤结构 土壤养分 玉米-大豆间作 产量 中低产田
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内生真菌与布顿大麦共生对根际与非根际土壤养分和酶活性的影响
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作者 徐洪娥 户萌菲 +3 位作者 张博阳 杨瑞 王栋 陈水红 《草地学报》 北大核心 2026年第1期23-32,共10页
为了探究内生真菌与布顿大麦(Hordeum bogdanii)共生对根际和非根际土壤养分含量和酶活性的影响。本试验以新疆温宿县携带Epichloë内生真菌(E+)与不携带内生真菌(E-)的布顿大麦为材料,种植在2块大田中,测定其根际和非根际土壤全磷... 为了探究内生真菌与布顿大麦(Hordeum bogdanii)共生对根际和非根际土壤养分含量和酶活性的影响。本试验以新疆温宿县携带Epichloë内生真菌(E+)与不携带内生真菌(E-)的布顿大麦为材料,种植在2块大田中,测定其根际和非根际土壤全磷、效磷、全钾、速效钾、全氮、和有机碳等养分含量和土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性。结果表明:E+、E-根际土壤速效磷、全钾、速效钾和有机碳等养分含量和土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶性均显著高于非根际土壤。在低盐条件下,E+根际土壤速效磷含量和土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均显著高于E-;在高盐条件下,E+根际土壤全磷、速效磷和速效钾养分含量和脲酶活性显著高于E-。土壤养分和酶活性相关性分析表明,根际土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性与土壤全磷和有机碳含量极显著正相关;非根际土壤中,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性与有机碳呈显著正相关。此外,土壤养分和酶活性冗余分析表明,有机碳是影响根际土壤酶活性最主要的因素。以上结果表明,内生真菌与布顿大麦共生可以提高根际土壤养分含量和增强根际土壤酶活性,从而改善土壤质量,为土壤改良提供新思路和科学依据。 展开更多
关键词 内生真菌 布顿大麦 根际和非根际土壤 土壤养分 土壤酶活性
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长期增施有机肥对土壤物理特征、微生物生物量碳氮及土壤酶活性的影响 被引量：3
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作者 杨永辉 张运红 +5 位作者 高翠民 刘昊 潘晓莹 何方 韩伟锋 武继承 《干旱地区农业研究》 北大核心 2025年第3期107-115,共9页
增施有机肥对改善土壤结构、提高土壤保水保肥能力,提升微生物活性和土壤质量均具有重要作用,但长期增施有机肥对土壤物理特性、水分参数、微生物特性及其相互关系尚不清楚,需要系统研究以确定长期施用有机肥对于土壤理化特性及其生物... 增施有机肥对改善土壤结构、提高土壤保水保肥能力,提升微生物活性和土壤质量均具有重要作用,但长期增施有机肥对土壤物理特性、水分参数、微生物特性及其相互关系尚不清楚,需要系统研究以确定长期施用有机肥对于土壤理化特性及其生物特性的综合作用效果。本研究在河南省节水农业禹州试验基地开展长期定位试验(2006年小麦播种时开始),采用CT扫描技术定量分析长期施用有机肥(腐熟鸡粪750 kg·hm^(-2))对0~40 cm土层土壤孔隙的影响,同时测定分析0~10 cm土层的土壤团粒结构、土壤水分参数及微生物生物量碳氮和土壤酶活性等指标。结果表明:随着土壤团聚体粒级的减小,不同施肥措施的土壤团聚体含量表现为逐渐增加的趋势。与单施化肥相比,增施有机肥的>0.5 mm粒级的团聚体含量提高了70.1%,0.25~0.5 mm和<0.25 mm粒级的团聚体含量分别减少了34.2%和26.5%;增施有机肥提高了水稳性大团聚体含量和团聚体平均重量直径,提高了土壤结构稳定性。随土层的加深,土壤孔隙数目呈现逐渐增加的趋势,土壤孔隙度则表现为逐渐降低的趋势,土壤孔隙成圆率则表现为逐渐增加再降低的趋势。长期增施有机肥提高了0~100 mm、200~250 mm和250~300 mm土层的孔隙数目,0~100 mm、150~200 mm和250~400 mm土层的土壤孔隙度以及0~150 mm和155~200 mm土层的孔隙成圆率;长期增施有机肥可提高土壤饱和导水率、土壤持水能力、供水能力、田间持水量及有效水含量,且提高了小麦不同生育时期的土壤微生物生物量碳和氮、土壤蔗糖酶、纤维素酶、脲酶及蛋白酶活性。综上所述,长期增施有机肥改善了土壤理化性质、提高了土壤结构稳定性和土壤水分参数,同时提高了微生物活性和土壤酶活性。 展开更多
关键词 有机肥 土壤结构 土壤有机碳 土壤水分参数 土壤微生物生物量碳氮 土壤酶活性
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秦岭水源地生态恢复下土壤全氮分布对侵蚀的响应
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作者 徐明珠 徐国策 +6 位作者 李占斌 张家欣 王斌 方康 万顺 陈新 谷丰佑 《水土保持学报》 北大核心 2026年第1期132-143,共12页
[目的]为了解秦岭水源地土壤结构及土壤氮变化对生态恢复的响应。[方法]基于秦岭水源地闵家河小流域不同土地利用的土壤样品数据,定量分析生态恢复下流域土壤侵蚀及全氮损失量,探究生态恢复对土壤团聚体组成、稳定性及全氮分布的影响。... [目的]为了解秦岭水源地土壤结构及土壤氮变化对生态恢复的响应。[方法]基于秦岭水源地闵家河小流域不同土地利用的土壤样品数据,定量分析生态恢复下流域土壤侵蚀及全氮损失量,探究生态恢复对土壤团聚体组成、稳定性及全氮分布的影响。[结果]1)流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,发生轻度和中度侵蚀的区域占比仅为6.76%。农地土壤侵蚀模数和单位面积土壤全氮损失显著高于林地和草地,56.46%的土壤侵蚀和45.11%的土壤全氮损失源自农地且主要分布在流域中、下游区域。2)生态恢复显著提高土壤团聚体稳定性和大团聚体质量分数。与农地相比较,草地和林地>5 mm粒级土壤团聚体增加86.43%~216.65%,团聚体稳定性指标平均重量直径(MWD)、>0.25 mm粒级团聚体(R_(a>0.25))和几何平均直径(GMD)分别增加32.73%~56.36%、3.97%~11.90%、40.98%~86.89%。3)生态恢复促进各粒级土壤团聚体全氮的积累,林地和草地土壤团聚体中全氮质量分数较农地分别增加38.84%~54.44%和1.33%~22.14%。土壤全氮的积累主要归因于大团聚体和中团聚体的贡献,林地储存流域84.47%的全氮。[结论]生态恢复通过植被重建可有效抑制土壤侵蚀、改善土壤结构和减少氮素流失。研究结果为南水北调水源地生态屏障功能提升和可持续管理提供科学依据。 展开更多
关键词 秦岭水源地 生态恢复 土壤侵蚀 土壤团聚体 氮素分布
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基于可解释机器学习的秦巴山区森林土壤有机碳动态及成因分析
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作者 王晓峰 章玥 +8 位作者 周潮伟 陈吉臻 黄志霖 刘世荣 王筱雪 周继涛 孙泽冲 白娟 吕一河 《生态学报》 北大核心 2026年第3期1193-1207,共15页
秦巴山区作为中央绿芯和中华碳库,发育了多样而独特的森林生态系统,其森林土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)动态评估对维系区域碳平衡具有至关重要的作用。对比6种机器学习算法,选取最优模型模拟2000—2023年秦巴山区森林SOC时空分... 秦巴山区作为中央绿芯和中华碳库,发育了多样而独特的森林生态系统,其森林土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)动态评估对维系区域碳平衡具有至关重要的作用。对比6种机器学习算法,选取最优模型模拟2000—2023年秦巴山区森林SOC时空分布格局,利用沙普利叠加解释(Shapley additive explanations,SHAP)方法揭示环境因子和表层(0—20cm)SOC的非线性关系。结果表明:(1)XGBoost模型在SOC空间模拟中取得相对最优性能(R^(2)=0.73,RMSE=21.98g/kg),验证了其对复杂山地环境变量的交互解析能力。(2)环境协变量与秦巴山区森林SOC之间存在着非线性关系,生长季太阳辐射、海拔、生长季降水量和生长季均温作为关键因子在XGBoost模型中的贡献率分别为26.18%、14.50%、8.76%和5.77%,并存在阈值效应。(3)2000—2023年秦巴山区表层森林SOC呈“西高东低”空间格局,虽在不同时段内波动但总体呈上升趋势,且高海拔地区森林SOC对气候波动较为敏感。研究结果为深入理解区域碳循环机制提供科学依据,为制定精准森林管理和碳汇提升策略提供理论支持。 展开更多
关键词 森林土壤有机碳 数字土壤制图 机器学习 秦巴山区
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炭化及改性牛粪添加对盐碱化草地土壤的改良效应评估
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作者 蒲俊宇 苏颖佳 +5 位作者 王新生 乔建霞 邢志贤 杜金山 洪逸楠 刘克思 《草地学报》 北大核心 2026年第1期331-339,共9页
草地土壤盐碱化严重影响区域畜牧业发展,亟需改良盐碱化土地以提升土地质量保障草原生产生态安全。本研究以牛粪(NF)为原料,通过不同温度炭化(400℃炭化处理,NF4;500℃炭化处理,NF5)及对应改性(Ca4、Ca5)处理评估它们对盐碱化草地土壤... 草地土壤盐碱化严重影响区域畜牧业发展,亟需改良盐碱化土地以提升土地质量保障草原生产生态安全。本研究以牛粪(NF)为原料,通过不同温度炭化(400℃炭化处理,NF4;500℃炭化处理,NF5)及对应改性(Ca4、Ca5)处理评估它们对盐碱化草地土壤的改良效应,为牛粪的科学资源化利用和盐碱地土壤改良提供数据和技术支撑。研究结果发现向盐碱化草地土壤添加NF、NF4、NF5和Ca4显著降低土壤pH(P<0.05)。各种牛粪添加处理不同程度降低土壤总碱度,添加NF5的处理土壤总碱度下降最大。添加炭化牛粪及其改性材料后,土壤可溶性钠离子含量显著降低(P<0.05),其中NF4和Ca4降低效果最好。添加炭化牛粪及其改性材料显著提高土壤有机碳含量(P<0.05),一定程度提高有效磷和交换性钾含量。综合来看,NF4可兼顾盐碱土降碱与养分提升需求,可以作为利用牛粪改良盐碱土壤时的优先选择。 展开更多
关键词 盐碱化土壤 炭化牛粪 牛粪改性 土壤碱度 土壤营养
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纳帕海高原湿地土壤铁结合态有机碳随水位下降的分布特征
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作者 陈伟志 龙千玉 +9 位作者 李静婷 张亚 杨梦娇 李坪钊 吴文林 王虎 周凯旋 刘朋雨 张思源 张连凯 《水土保持学报》 北大核心 2026年第1期43-55,共13页
[目的]为探究水位下降(WTD)下高原湿地土壤有机碳(SOC)的稳定性,明晰铁结合态有机碳(OC-Fe)的分布特征和关键影响因素。[方法]于2024年旱季末(6月初)在青藏高原东南缘纳帕海湿地横跨水文梯度和高原湿地演替类型采集土壤,将水位下降相对... [目的]为探究水位下降(WTD)下高原湿地土壤有机碳(SOC)的稳定性,明晰铁结合态有机碳(OC-Fe)的分布特征和关键影响因素。[方法]于2024年旱季末(6月初)在青藏高原东南缘纳帕海湿地横跨水文梯度和高原湿地演替类型采集土壤,将水位下降相对幅度小、中、大3个等级时空替代为沼泽(S)、沼泽草甸(SM)、草甸(M)3类。对土壤铁氧化物形态、晶质矿物组成、铁结合态有机碳、矿物结合态有机碳(MAOC)以及颗粒有机碳(POC)进行分析。运用冗余分析水位下降后铁氧化物介导的土壤有机碳的变化和影响因素。[结果]随水位下降,湿地S-SM-M的演替过程中,0~30 cm土层的SOC和MAOC质量分数呈先减少后增多的趋势,而OC-Fe质量分数则逐渐降低。MAOC和OC-Fe对SOC的贡献减小,POC浓度及其对SOC的贡献增大。在铁氧化物形态方面,湿地中SOC主要与无定型铁氧化物(Fe_(o))结合,随水位下降,游离态铁氧化物(Fe_(d))、络合态铁氧化物(Fe_(p))质量分数先增多后减少,Fe_(o)持续减少,导致土壤铁氧化物的活度降低。湿地土壤中黏土矿物质量分数和稳定性较高,对水位变化响应不敏感,因此对MAOC的影响较小。[结论]随水位下降,湿地表层土壤有机碳库稳定性减弱,表现为POC占比增加,OC-Fe占比减少,有机碳与铁的结合方式从“共沉淀”向“吸附”过渡,影响因素主要有根系泌酸、微生物驱动的氧化还原和Fe_(o)的老化,研究结果为高原湿地的保护与固碳提供科学依据。 展开更多
关键词 固碳 气候变化 青藏高原边缘 水位下降 土壤铁氧化物形态 土壤矿物 土壤有机碳稳定性
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聚乙烯微塑料对不同土地利用类型土壤微生物残体碳的影响
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作者 张海鑫 许微 +2 位作者 黄懿梅 黄楠 李逸伦 《环境科学》 北大核心 2026年第1期622-628,共7页
微塑料(MPs)可对土壤的理化和生物性质造成一定影响,但它在不同土地利用类型土壤中对微生物残体碳及其在有机碳(SOC)中贡献的影响尚不清楚.为此,将5 mm×5 mm的地膜源聚乙烯微塑料(PE-MPs)以质量分数为0%(对照:CK)、0.03%和0.3%的... 微塑料(MPs)可对土壤的理化和生物性质造成一定影响,但它在不同土地利用类型土壤中对微生物残体碳及其在有机碳(SOC)中贡献的影响尚不清楚.为此,将5 mm×5 mm的地膜源聚乙烯微塑料(PE-MPs)以质量分数为0%(对照:CK)、0.03%和0.3%的剂量分别添加到从青海省湟源县采集的草地、农田和设施农地土壤中,在25℃进行为期8周的室内培养试验,分析SOC及微生物残体碳(MNC)含量的变化.结果表明:(1)添加0.03%PE-MPs和0.3%PE-MPs使3种土壤MNC含量较CK分别降低5.4%~11.1%和2.1%~37.1%,其中在农田和设施农地添加0.3%PE-MPs后,土壤MNC含量分别显著降低19.8%和37.1%,对草地土壤影响不显著.(2)添加0.03%PE-MPs和0.3%PE-MPs后,土壤MNC对SOC的贡献率在农田分别显著降低20.6%和25.0%,在设施农地分别降低4.8%和18.8%(P<0.05).(3)土壤硝态氮、可溶解性有机氮含量和pH值因PE-MPs的添加而发生改变,是微生物残体碳积累的重要影响因素.综上,添加0.3%PE-MPs后,农田和设施农地土壤微生物残体碳的积累及其对有机碳的贡献均被降低,不利于土壤碳的固存. 展开更多
关键词 微塑料(MPs) 土地利用类型 土壤微生物残体碳 土壤有机碳 青海省
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有机肥施用对水稻产量及土壤理化性质的影响
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作者 谷雨 陈鸽 +8 位作者 刘琼峰 周峻宇 谢坚 杨曾平 饶中秀 梁万栋 张丽娜 盛浩 吴海勇 《中国农学通报》 2026年第2期120-127,共8页
为探究鸡粪发酵商品有机肥施用在双季稻种植模式中对水稻产量及土壤理化性质的调控作用,本研究于湘东浏阳市某河砂泥田开展大田配对试验,设置施常规化肥(CK)与鸡粪发酵商品有机肥4.50t/(hm^(2)·季)处理,系统分析了连续施用有机肥... 为探究鸡粪发酵商品有机肥施用在双季稻种植模式中对水稻产量及土壤理化性质的调控作用,本研究于湘东浏阳市某河砂泥田开展大田配对试验,设置施常规化肥(CK)与鸡粪发酵商品有机肥4.50t/(hm^(2)·季)处理,系统分析了连续施用有机肥对水稻产量、土壤理化性质及酶活性的影响。结果表明,与对照田块相比,施有机肥处理虽未显著提高双季稻产量(增幅介于11%~15%),但显著改善了土壤物理结构:早稻季土壤容重降低15%~16%,土壤团聚体稳定性显著提高21%~61%(P<0.05)。土壤各碳组分含量均有增加趋势,芦塘村早、晚稻季土壤总有机碳含量分别显著提高12%和19%,活性有机碳组分含量(溶解性有机碳、颗粒有机碳)增幅达29%~67%,矿物结合态有机碳含量提升14%~65%。速效养分含量的增幅呈现时空异质性:芦塘村早稻季全氮和碱解氮含量分别显著增加26%和21%,丰裕村晚稻季碱解氮和速效钾含量分别提升21%和11%(P<0.05)。土壤酶活性对有机肥施用的响应因试验地点与稻季而异,丰裕村晚稻季脲酶、酸性磷酸酶和β-1,4-葡萄糖苷酶活性显著提高93%~149%,而芦塘村早、晚稻季β-1,4-葡萄糖苷酶活性降低23%~35%。相关分析表明,水稻产量与土壤有机碳、速效钾及矿物结合态碳含量呈显著正相关(Pearson相关系数为0.420~0.634),但与β-1,4-葡萄糖苷酶活性呈显著负相关(Pearson相关系数为-0.506)。综上,鸡粪发酵商品有机肥通过改善土壤物理结构、提高土壤有机碳含量及酶活性,对双季稻区地力培育具有正向积极作用,但其效果受土壤本底及稻季的影响。 展开更多
关键词 土壤团聚体稳定性 酶活性 碳组分 土壤养分 土壤性质
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不同类型植烟土壤养分及微生物群落分布特征
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作者 毛敏 杨章明 +4 位作者 李星宇 张宗锦 康博 李冰 黄容 《南方农机》 2026年第2期37-42,共6页
为揭示紫色土、黄壤和红壤三种植烟土壤的养分、微生物群落特征及对烤烟生长的影响,文章通过化学分析和高通量测序技术,对比分析了不同类型土壤的理化性质、微生物群落分布特征以及烤烟农艺性状。研究结果表明,红壤有机质含量最高,较紫... 为揭示紫色土、黄壤和红壤三种植烟土壤的养分、微生物群落特征及对烤烟生长的影响,文章通过化学分析和高通量测序技术,对比分析了不同类型土壤的理化性质、微生物群落分布特征以及烤烟农艺性状。研究结果表明,红壤有机质含量最高,较紫色土和黄壤分别高出10.33 g/kg和20.92 g/kg,但红壤的速效养分(速效磷、速效钾)含量最低,黄壤则与红壤呈现相反的养分特征,即有机质(15.59 g/kg)和全氮(0.39 g/kg)含量低但速效养分含量高,紫色土养分介于二者之间但碱解氮含量较低。红壤的微生物拷贝数最高,分别比紫色土和黄壤高62.16%和86.21%;三种类型土壤的优势菌群均为变形菌门、放线菌门和厚壁菌门,其中紫色土的变形菌门相对丰度高于其他两种土壤类型,黄壤的放线菌门相对丰度最高,红壤的厚壁菌门相对丰度最高;黄壤的微生物多样性显著高于红壤,而紫色土与黄壤、红壤的生物多样性无显著差异;不同植烟土壤中有机质和全氮与烤烟叶片数呈显著正相关,土壤速效养分能够显著促进烟株的生长,且植烟土壤微生物多样性的提升对烤烟根冠比有正向促进作用。 展开更多
关键词 植烟土壤 土壤类型 土壤养分 微生物群落 农艺性状
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秸秆替代部分化肥对设施土壤有机氮组分及黄瓜产量的影响
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作者 杨丽娟 刘月 +5 位作者 于磊鑫 杨闯 董飞雨 王天琦 杨迪文 侯文颖 《沈阳农业大学学报》 北大核心 2026年第1期27-36,共10页
[目的]设施蔬菜生产中,大量施用氮肥导致氮肥利用率降低,利用有机物料氮替代化学氮肥施用、对实现氮肥减施目标和提高作物产量至关重要。旨在探究秸秆氮替代部分化肥氮对设施土壤有机氮组分及相关酶活性的影响,进一步评估其对当季土壤... [目的]设施蔬菜生产中,大量施用氮肥导致氮肥利用率降低,利用有机物料氮替代化学氮肥施用、对实现氮肥减施目标和提高作物产量至关重要。旨在探究秸秆氮替代部分化肥氮对设施土壤有机氮组分及相关酶活性的影响,进一步评估其对当季土壤氮供应潜力及作物产量的贡献。[方法]选取设施黄瓜长期定位试验中的5个处理:不施肥(CK)、单施化肥(100CF)、秸秆氮分别替代25%(25S)、50%(50S)、100%(100S)化肥氮,探讨各处理不同形态土壤有机氮含量、氮转化相关酶活性变化及其与黄瓜产量的关系。[结果]秸秆替代处理显著提高了土壤酸解氨基酸态氮、铵态氮和氨基糖态氮含量,以50S处理增幅最大(分别提高31.50%、8.12%和30.31%),微生物量氮随替代比例增加而升高。土壤脲酶、蛋白酶和硝酸还原酶活性在秸秆处理下均显著增强,50S处理酶活性最高。50S处理黄瓜产量较100CF显著提高16.90%,25S处理亦有增产,100S处理则显著降低。活性有机氮组分与黄瓜产量呈显著正相关,表明其供应对当季黄瓜产量具有直接贡献。[结论]秸秆氮替代部分化肥氮可优化土壤活性氮素组成,提高黄瓜产量,50%秸秆N替代化肥N为设施黄瓜生产的最佳替代比例。 展开更多
关键词 设施栽培 秸秆 土壤有机氮组分 土壤酶 黄瓜
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“旱改水”对土壤和水稻的影响及对策建议
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作者 陈中华 黄兰芬 +2 位作者 林志强 童琳 吕耿城 《南方农业》 2026年第2期211-213,共3页
随着“旱改水”耕作制度的转变,实际农业生产中易出现土壤环境变化、水稻生长受阻等一系列问题。为给农业科技人员和农业生产者提供有益参考,系统阐述“旱改水”后农田土壤结构、土壤肥力、土壤微生物群落发生的演变特征,分析水稻在生... 随着“旱改水”耕作制度的转变,实际农业生产中易出现土壤环境变化、水稻生长受阻等一系列问题。为给农业科技人员和农业生产者提供有益参考,系统阐述“旱改水”后农田土壤结构、土壤肥力、土壤微生物群落发生的演变特征,分析水稻在生长过程中面临的前茬农药残留危害、肥料过剩影响及生理性病害等问题,并提出严格整改、改良土壤、合理施肥及科学管水等对策建议。 展开更多
关键词 旱改水 土壤 水稻 土壤改良 合理施肥 科学管水
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土壤次生代谢产物:连接微生物残体与土壤有机碳库的生态纽带
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作者 刘占锋 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2026年第1期6-11,共6页
土壤有机质是由来自植物和微生物细胞裂解和代谢产生的小分子物质组成的复杂连续体。微生物残体是土壤有机碳的重要来源,在调控土壤有机碳库的结构和稳定性方面发挥着重要作用。微生物残体和土壤有机碳库在微生物代谢水平存在密切的生... 土壤有机质是由来自植物和微生物细胞裂解和代谢产生的小分子物质组成的复杂连续体。微生物残体是土壤有机碳的重要来源,在调控土壤有机碳库的结构和稳定性方面发挥着重要作用。微生物残体和土壤有机碳库在微生物代谢水平存在密切的生态关联,但是对于微生物代谢如何调控微生物残体对土壤有机碳库的贡献,尚缺乏直接的试验证据和深入的机理性认识。本文从微生物残体对土壤有机碳库的贡献、次生代谢产物对土壤碳周转的调控作用、微生物残体与土壤有机碳库的生态关联等3个方面阐述了从微生物代谢水平探究微生物残体贡献土壤有机碳库的理论基础。作者提出未来应该基于野外控制实验平台,综合运用非靶向胞外代谢组学、宏基因组学、生物标记物等技术,探究土壤次生代谢产物的分子组成与可获得性对养分输入改变的响应规律,解析其在介导微生物残体贡献土壤有机碳库的调控效应及其背景依赖性,进而从微生物代谢的角度揭示微生物残体贡献土壤有机碳库的生态学机制。相关研究的开展不仅有助于从微生物代谢角度丰富土壤有机质形成与稳定的生态学理论,也可为应对未来气候变化和适应性管理提供科技支撑。 展开更多
关键词 土壤碳循环 微生物残体 土壤次生代谢产物 耦合机制 环境响应与适应
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CLDAS土壤相对湿度产品在河南土壤水分监测的分区检验
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作者 张弘 郭康军 姬兴杰 《中国农业气象》 2026年第2期169-179,F0002,共12页
为获取高精度、高时效、高分辨率的土壤相对湿度监测产品,基于2022-2024年3-11月中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)逐日土壤相对湿度产品、河南309个自动土壤水分观测站逐小时土壤相对湿度资料,采用相关系数、均方根误差和偏差作为评... 为获取高精度、高时效、高分辨率的土壤相对湿度监测产品,基于2022-2024年3-11月中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)逐日土壤相对湿度产品、河南309个自动土壤水分观测站逐小时土壤相对湿度资料,采用相关系数、均方根误差和偏差作为评估指标,从站点和区域月尺度,分区检验河南6个农业生产生态类型区0-10cm、0-20cm和0-50cm层CLDAS土壤相对湿度产品。采用回归订正方法构建3个层次CLDAS土壤相对湿度分区订正模型,通过对比订正前后的均方根误差和偏差,对分区订正模型进行检验评估。结果表明:2022-2024年3-11月河南CLDAS土壤相对湿度模拟值与观测值具有较好的一致性。站点尺度上,0-10cm和0-20cm层CLDAS模拟值与观测值较为接近,0-50cm层模拟值普遍小于观测值,各层次CLDAS模拟值与观测值的相关系数普遍大于0.50,均方根误差普遍小于30个百分点。区域尺度上,0-10cm层CLDAS模拟值与观测值相关系数在0.83~0.91,以豫西南、豫南最高;均方根误差在5.72~9.00个百分点,以豫东最小;偏差在-6.20~5.54个百分点,以豫东偏差绝对值最小。0-20cm层CLDAS模拟值与观测值相关系数在0.85~0.92,以豫东最高;均方根误差在4.13~9.07个百分点,以豫东最小;偏差在-6.36~4.74个百分点,以豫西偏差绝对值最小;0-50cm层CLDAS模拟值与观测值相关系数在0.80~0.91,以豫东最高;均方根误差在4.68~12.51个百分点,以豫北最小;偏差在-11.05~1.39个百分点,以豫北偏差绝对值最小。区域月尺度上,CLDAS模拟值与观测值整体月相关性较好,大部区域5-10月相关系数超过0.70;均方根误差普遍小于15个百分点,豫西和豫东各个层次均方根误差均较小。经分区订正后,CLDAS模拟值与观测值的均方根误差降至3.47~7.25个百分点,下降幅度在0.04~7.20个百分点,偏差降至-0.04~0.02个百分点,下降幅度在0.45~11.42个百分点,且豫北、豫东和豫中南订正模型泛化能力较好。综合来看,CLDAS土壤相对湿度产品在豫北、豫西和豫东模拟精度较高,时间上在5-10月模拟精度较高,分区订正后进一步提高了CLDAS土壤相对湿度的模拟精度,可为农业旱涝监测评估和预报预警提供重要支撑。 展开更多
关键词 CLDAS 土壤相对湿度 自动土壤水分观测站 农业生产生态类型区 精度评估 时空对比
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