公务员期刊网 精选范文 土壤基本特点范文

土壤基本特点精选(九篇)

土壤基本特点

第1篇:土壤基本特点范文

关键词:大沽河流域;土壤;数据库;ArcGIS,土壤水动力学参数

0前言

土壤水是水资源的重要组成部分。然而由于土壤水分布不集中、不利于人工提取利用等原因一直得不到人们重视。将土壤水和地下水联系起来考虑,可以更加全面的评价农业水资源,减少农业水的浪费,提高水资源的利用效率。大沽河流域位于胶东半岛西部,约在东经120°03′-120°25′,北纬36°10′-37°12′之间。干流全长179.9km,流域总面积6131.3km2,是胶东半岛的最大河流。随着经济的发展和人民生活水平的提高,水资源需求迅猛增加,水资源短缺状况日益加剧。在滨海流域合理的利用土壤水资源,制定合理的节水灌溉措施,提高水资源利用率等变得尤为重要。

获取全面准确的土壤性质数据并构建数据库是土壤水资源利用的前提,为了充分掌握大沽河流域土壤理化性质,为青岛市大沽河流域土壤水利用和节水灌溉管理提供数据支撑,在大沽河流域范围内根据不同土壤类型,选择64个取样点,对不同剖面的土壤水动力学参数和容重、粒径分布、有机质含量、pH值、全氮等基本理化性质进行了测定,获取了较为详细的流域土壤理化性质数据。在此基础上,基于ArcGIS软件构建了大沽河流域土壤信息地理空间数据库,为大沽河流域土壤理化性质的调查、统计、存储和地下水/土壤水联合管理提供了高效便捷的数据库支撑。

1土壤水动力学参数和理化性质测定

土壤饱和导水率和土壤水分特征曲线是土壤水动力学的基本参数,是研究土壤水分有效性、土壤水分的保持、运动以及与土壤水分运动有关的溶质运移等的必须参数。大沽河流域土壤主要有棕壤、砂姜黑土、潮土、褐土、盐土等5个土类。根据不同土壤类型和种植作物情况,在流域内选择64个取样点,图1为GIS下大沽河流域取样点空间分布图。

在取样点挖掘一个长约1.5 m,宽约0.6 m,深约1 m的土坑,分别测量土壤剖面的具体分层情况并详细记录对土壤剖面不同层面的土壤进行渗水试验,确定其饱和水力传导率,并分别取土壤原状样,测定土壤水分特征曲线,图2为野外土壤剖面开挖及取样现场图,表1为部分取样点分层情况统计表。

为准确确定每个取样点的地理位置、剖面特征等空间属性,采用GPS进行三维定位,记录取样点的详细地理位置和经纬度坐标、地面高程。

土壤饱和水力传导率采用渗水试验测定,采用德国UGT仪器有限公司生产的HOOD IL-2700入渗仪开展渗水试验,如图3所示。

土壤水分特征曲线采用张力计法测定,它是测定土壤水分基质势的一种较为迅速和简便的方法。

另外,对应土壤不同的层面取土样,在实验室测定土壤的容重、粒径分布、电导率、有机质含量、氧化还原电位、pH值、全氮、氧化铁、氧化锰等理化性质,土壤基本理化性质测定方法如表2所示。

2基于ArcGIS的土壤数据库构建

ArcGIS是ESRI公司集40余年地理信息系统(GIS)咨询和研发经验开发的一套完整的GIS平台产品,具有强大的地图制作、空间数据管理、空间分析、空间信息整合、与共享的能力。本次基于ArcGIS软件平台,结合青岛市1:50000地形图和青岛市1:200000万土壤类型分布图,根据流域上获取的土壤水动力基本参数和基本理化性质数据,构建了大沽河流域土壤地理空间信息数据库,为大沽河流域土壤理化性质的调查、统计、存储和地下水/土壤水联合管理提供了高效便捷的数据库支撑。

2.1数据库组成

大沽河流域土壤信息数据库主要分为基础空间数据库、土壤属性信息库二大类(图4):

(1)基础空间数据库,包括流域地形、水系、行政区划等,主要来源于青岛市1:50000地形图的基础数据,空间数据库的创建主要是通过GIS软件进行图形数据的采集与编辑,建成不同的点要素、线要素和面要素等组成的地理数据库(GeoDatabase)。以点信息存储的数据表有土壤取样点位置,以线数据存储的有主要河流、铁路线、高速公路、行政边界,以面数据存储的有水库、县市区域、青岛市域、相关县域。空间数据库与属性数据库之间是相互对应的,通过关键字相关联接。

(2)土壤信息数据库主要是流域内获取的土壤水动力学参数和理化性质测定的数据结果。

2.2数据库构建步骤

基于ARCGIS的土壤数据库采用ArcCatalog创建,主要步骤如下:

(1)创建地理数据库:启动ArcCatalog,在既定目录下创数据库“大沽河.流域土壤信息数据库.mdb”。

(2)创建要素集:在已创建的地理数据库下,创建地理底图要素集,定义要素集的坐标系及其投影,此次选择用经纬度存储地理坐标数据,采用“Geographic Coordinate Systems”下的CGCS_2000坐标系。在要素集中定义空间参照系是为了让同一要素集中的要素类享有同一空间参照系,这样要素集内的要素类之间才可以建立拓扑关系。

(3)创建要素类:在己创建的要素集下按照已经定义的要素类及其属性,分别定义点、线、面各要素类,并在各要素类的属性页面输入要素类的属性,同r按设计要求选择属性的约束条件。

(4)基础空间数据输入:基础空间数据输入为整个系统提供最为基础的空间数据和属性数据,主要来源于大沽河流域1:50000地形图及一些水文监测、野外调查的相关地理空间数据。按照统一数据的格式及坐标系统并根据数据的类型、属性进行分类,使数据符合入库标准。

(5)土壤属性数据处理及录入:流域土壤信息数据库,包括土壤分类信息、采样点信息、剖面层次分类、土层水动力参数、物理性质、化学性质等类别。

每一个取样点土壤剖面分为2-3层,每层包含地理位置、采样时间、经纬度、地面高程、饱和水力传导率、土壤水分特征曲线、有机质含量、氧化还原电位、电导率、pH、全氮、氧化铁、氧化锰等14项属性数据。

为了保证这些属性的正确空间位置,将获取的土壤理化性质数据按照不同的取样层次分为表层、中间层和底层三个数据表格。

建好的数据库通过统一的编码和数据格式,包括具体的文本和数值格.式要求,将空间数据库和属性数据库连接起来,以便进行数据的入库和操作管理,表3为大沽河流域土壤属性数据库字段结构表。

按照统一的数据结构将土壤信息数据输入完成后,土壤信息数据便以数据库格式存储在“大沽河流域土壤信息数据库.mdb”中,在ArcGIS桌面地图软件ArcMAP窗口下,可以按照数据库指定的空间属性数据加载到大沽河流域地图中,如图1所示,也可以输出成“.shp”格式的图层文件,方便加载使用。图5为流域表层土壤采样点土壤属性表截图。系统生成的数据库以Microsoft Access支持的“.mdb”文件存储。

2.3数据库功能

基于ArcGIS的大沽河流域土壤信息数据库将土壤的水力学参数和理化性状作了详细归纳,它一方面可以为流域土壤资源信息系统的创建提供数据库支撑,另一方面可以单独作为一个完整的土壤信息数据库地理空间查询与检索系统。土壤信息数据库建成后,可以实现土壤理化性质数据的查询、数据的添加、删除和修改、统计分析、地图文档加载、地图浏览和输出等各种数据库管理功能。通过本数据库还可以使用ArcGIS中的各种空间分析功能,如地质统计分析、距离分析、缓冲区分析、插值分析等,使各种数据更为形象直观。

(1)数据查询

用户可以点击土层栏浏览土壤数据库成果地图,分层显示大沽河流域土壤采样点空间分布图,从而直观地显示土壤信息采样点的在流域内的空间分布。数据库还可以根据用户的要求,设置不同的属性值查询条件,在查询时,地图中符合查询条件的采样点土壤数据信息被突出显示出来,从而实现属性数据和空间分布的组合查询。用户还可以设置其他不同的组合查询条件进行查询。

(2)数据的修改、添加和删除

数据库可以实现各种相关数据的修改、添加和删除等各种编辑功能,在ArcMAP“开始编辑”状态下,可以很容易实现具体属性数据的修改。在ArcCatalog和ArcMap和窗口下均可以实现属性数据的添加,包括要素类的添加和属性字段的添加,在添加字段对话框中,为新字段命名并选择数据类型,并设置相应的字段特性。

(3)统计分析和空间分析

基于ArcGIS的流域土壤信息数据库系统还可以实现属性数据的排序、汇总等各种统计分析功能,同时根据需要创建各种属性数据的分析图表,通过本数据库还可以使用ArcGIS中的各种空间分析功能,如地质统计分析、距离分析、缓冲区分析、插值分析等,使各种数据更为形象直观。

3结论

第2篇:土壤基本特点范文

土壤污染问题突出

与水体和大气污染相比,土壤污染有其明显的特点。

一是土壤污染具有隐蔽性和滞后性。大气污染和水污染一般都比较直观,通过感官就能察觉。而土壤污染往往要通过土壤样品分析、农作物检测,甚至人畜健康的影响研究才能确定。土壤污染从产生到发现危害通常时间较长。

二是土壤污染具有累积性。与大气和水体相比,污染物更难在土壤中迁移、扩散和稀释。因此,污染物容易在土壤中不断累积。

三是土壤污染具有不均匀性。由于土壤性质差异较大,而且污染物在土壤中迁移慢,导致土壤中污染物分布不均匀,空间变异性较大。

四是土壤污染具有难可逆性。由于重金属难以降解,导致重金属对土壤的污染基本上是一个不可完全逆转的过程。另外,土壤中的许多有机污染物也需要较长时间才能降解。

五是土壤污染治理具有艰巨性。土壤污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法则很难恢复。总体来说,治理土壤污染的成本高、周期长、难度大。

湖南常德市是“土十条”规定的六个土壤污染综合防治先行区之一,也是长期以来重金属污染较为突出的地区之一。

在常德市石门县白云乡,有一座1500多年历史的全亚洲最大的雄黄矿。当地上万亩土地长期笼罩在砷污染的阴影中。

2014年,国务院批复的《石门雄黄矿区重金属污染“十二五”综合防治实施方案》已经实施两年,因为投入不足,进度并没有达到预期。当年媒体集中报道了石门砷污染问题。

当地环保部门曾表示,期望国家层面的气、水、土三个“十条”来给予支持和指明方向。

《全国土壤污染状况调查公报》指出,从土壤污染的分布情况来看,中国南方的土壤污染重于北方,长三角、珠三角、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出,西南、中南地区土壤重金属超标范围较大,镉、汞、砷、铅四种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。

土壤修复与风险监控

受污染的土壤可以通过修复降低其风险或危害,恢复其功能,但一般需要大量的资金和较长的时间。土壤修复是指通过物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物,使其浓度降低到可接受水平,或将有毒有害的污染物转化为无害的物质,一般包括生物修复、物理修复和化学修复3类方法。由于土壤污染的复杂性,有时需要采用多种技术。

生物修复技术是上世纪80年展起来的,其基本原理是利用生物特有的分解有毒有害物质的能力,达到去除土壤中污染物的目的,主要包括植物修复技术、微生物修复技术和生物联合修复技术。优点是不破坏土壤有机质,不对土壤结构做大的扰动,成本低;缺点是修复周期长,通常不适宜对高浓度污染土壤的修复。

物理修复是指通过各种物理过程将污染物从土壤中去除或分离的技术。目前常用的技术包括客土法、热脱附、土壤气相抽提、机械通风等。优点是修复效率高、速度快;缺点是往往成本偏高等。

化学修复是指向土壤中加入化学物质,通过对重金属和有机物的氧化还原、鳌合或沉淀等化学反应,去除土壤中的污染物或降低土壤中污染物的生物有效性或毒性的技术。主要包括土壤固化稳定化、淋洗、氧化还原等。优点是修复效率较高、速度相对较快;缺点是容易破坏土壤结构、因添加化学药剂易产生二次污染等。

“土十条”指出,对于轻度及中度污染耕地,采用“农艺调控、替代种植等措施,降低农产品超标风险。”对于重度污染耕地,采用退耕还林还草或种植结构调整。可以看到,未来污染耕地的治理将以农业生态修复为主,而重度污染耕地直接采用土地利用方式的调整来进行管控。

市场层面,证券、媒体、行业组织等对污染耕地的市场预测多以万亿计,且多在3-5万亿之间。而这均以“十二五”期间的单位修复成本(3-5万元/亩)为预测基础。未来,随着耕地污染治理技术的调整,市场将大大缩水。“土十条”中提出,“到2020年,受污染耕地治理与修复面积达到1000万亩。”根据已有农业生态修复技术范畴类项目的统计,该类技术成本约5000元/亩,1000万亩的治理费用约500亿元。我国污染耕地治理与修复的市场总量约为千亿规模,远远达不到几万亿的规模。“十三五”期间,耕地污染治理的市场将主要集中在江西、湖北、湖南、广东、广西、四川、贵州、云南等省份。

向土壤污染宣战

国务院的“土十条”,开启了我国全面治土的新里程。在人们面对“常外毒地”、“毒跑道”、“镉大米”等公共事件的焦虑时,这份历经3年修改、50次易稿的“土十条”的可谓恰逢其时。

与发达国家和地区相比,我国土壤污染防治工作起步较晚。从总体上看,目前的工作基础还很薄弱,土壤污染防治体系尚未形成。上世纪80年代至90年代,我国科学家开始关注矿区土壤、污灌区土壤和六六六、滴滴涕农药大量使用造成的耕地污染等问题。“六五”和“七五”期间,国家科技攻关项目支持开展农业土壤背景值、全国土壤环境背景值和土壤环境容量等研究,积累了我国土壤环境背景的宝贵数据,在此基础上制订并于1995年了我国第一个《土壤环境质量标准》。

环境保护部2014年的《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国耕地土壤总点位超标率为19.4%,以轻微(13.7%)及轻度(2.8%)污染为主。而据江苏省(宜兴)环保产业技术研究院与中国土壤环境修复产业技术创新战略联盟联合编制的《中国土壤修复技术与市场研究报告(2016-2020)》显示,我国耕地重金属污染面积约为1.7-2.1亿亩(污染比例8.2%-10.2%),污染区域主要为工矿企业周边农区、污水灌区、大中城市郊区和南方酸性水稻土区等。

我国从“十五”期间开始研发土壤污染治理与修复技术,特别是“十二五”以来,在重金属污染防治专项资金支持下,初步建立了针对不同土壤污染物、污染程度、土地利用类型等的土壤污染治理与修复技术。

第3篇:土壤基本特点范文

关键词:测土;配方施肥;施肥指标体系

前言:长期以来,农民盲目施肥、过量施肥现象普遍,这不仅造成农业生产成本增加,而且带来严重的环境污染,威胁农产品质量安全。特别是近年来化肥价格持续上涨,直接影响春耕生产和农民增收。开展测土配方施肥,对于提高粮食单产、降低生产成本、实现今年粮食稳定增产和农民持续增收具有重要的现实意义;对于提高肥料利用率、减少肥料浪费、保护农业生态环境、保证农产品质量安全、实现农业可持续发展具有深远影响。

1.测土配方施肥的意义

1.1 提高产量

在测土配方的基础上合理施肥,促进农作物对养分的吸收,可增加作物产量5%-20%或更高。

1.2 减少浪费、节约成本

在测土配方施肥条件下,由于肥料品种、配比、施肥量是根据土壤供肥状况和作物需肥特点确定,既可以保持土壤均衡供肥,又可以提高化肥利用率,降低化肥使用量,节约成本。测土配方施肥解决了盲目施肥、过量施肥造成的农业生产成本增加。

1.3 减少环境污染,保护生态环境

盲目施肥、过量施肥,不仅造成农业生产成本增加,而且减少肥料利用率,带来严重的环境污染;测土配方施肥条件下,作物生长健壮,抗逆性增强,减少农药施用量,降低化肥农药对农产品及环境的污染。

1.4 改善农产品品质

施肥方式不仅决定农作物产量的高低,同时也决定农产品品质的优劣。通过测土配方施肥,实现合理用肥,科学施肥,能改善农作物品质。滥用化肥会使农产品质量降低,导致“瓜不甜、果不香、菜无味”。

1.5 培肥土壤,改善土壤肥力

农业生产中施肥不合理,主要表现在不施有机肥或少施有机肥,偏施滥施氮肥,养分失衡,土壤结构受破坏,土壤肥力下降。测土配方施肥,能明白土壤中到底缺少什么养分,根据需要配方施肥,才能使土壤缺失的养分及时获得补充,维持土壤养分平衡,改善土壤理化性状。

2.研究方法、技术路线

2.1 土壤采样

采样人员要具有一定采样经验,熟悉采样方法和要求,了解采样区域农业生产情况。采样前,要收集采样区域土壤图、土地利用现状图、行政区划图等资料,绘制样点分布图,制订采样工作计划。准备GPS、采样工具、采样袋(布袋、纸袋或塑料网袋)、采样标签等。按照一定的周期,在最好的时间进行采集。

2.2 土壤与植物测试

土壤测试包括土壤质地、、土壤酸碱度和石灰需要量、土壤中微量元素的含量等的测试。而植物的测试则包括全氮、全磷、全钾、水分、粗灰分、全硼、全钼的快速测定。

2.3 田间基本情况的建立

在土壤取样的同时,调查田间基本情况,填写测土配方施肥采样地块基本情况调查表,调查对象是取样点所属村组人员和地块所属农户,建立完整的、高质量的数据库,以便日后查询。

2.4 肥料配方设计

基于田块的肥料配方设计首先确定氮、磷、钾养分的用量,然后确定相应的肥料组合,通过提供配方肥料或发放配肥通知单,指导农民使用。肥料用量的确定方法主要包括土壤与植物测试推荐施肥方法、肥料效应函数法、土壤养分丰缺指标法和养分平衡法。

在GPS定位土壤采样与土壤测试的基础上,综合考虑行政区划、土壤类型、土壤质地、气象资料、种植结构、作物需肥规律等因素,借助信息技术生成区域性土壤养分空间变异图和县域施肥分区,优化设计不同分区的肥料配方。

在养分需求与供应平衡的基础上,坚持有机肥料与无机肥料相结合;坚持大量元素与中量元素、微量元素相结合;坚持基肥与追肥相结合;坚持施肥与其它措施相结合。在确定肥料用量和肥料配方后,合理施肥的重点是选择肥料种类、确定施肥时期和施肥方法等。

3.肥料效应田间试验

肥料效应田间试验是获得各种作物最佳施肥数量、施肥品种、施肥比例、施肥时期、施肥方法的根本途径,也是筛选、验证土壤养分测试方法、建立施肥指标体系的基本环节。通过田间试验,掌握各个施肥单元不同作物优化施肥数量,基、追肥分配比例,施肥时期和施肥方法;摸清土壤养分校正系数、土壤供肥能力、不同作物养分吸收量和肥料利用率等基本参数;构建作物施肥模型,为施肥分区和肥料配方设计提供依据。

选择平坦、整齐、肥力均匀的试验地,具有代表性的不同肥力水平的地块;坡地应选择坡度平缓、肥力差异较小的田块;试验地应避开靠近道路、堆肥场所等特殊地块。

4.结果数据分析应用

通过土壤取样分析和肥效田间试验,基本上摸清了友谊地区的土壤分类。结合土壤类型、有机质含量、耕层厚度、栽培模式等特点,将友谊划分三个测土配方施肥区域。友谊农场土壤分类分为草甸土、黑土、沼泽土、白浆土、白浆化棕壤土、棕壤土、沙壤土。根据不同土壤类型和种植制度划分了三个测土施肥区,对项目实施两年来的土壤化验数据进行了分析汇总。

通过对各个田间肥料试验进行分析得出了校正配方,能更好的指导施肥,从而达到合理施肥、优化施肥、节本增效的目的。除此方法之外,目前分析数据还有很多软件可以支持利用,比如农垦总局下发的“专家系统软件”,还有中国农大的“线性加平台”、再比如“刘维震”的傻瓜式操作软件,各有所不同,经验证明确实有些值得推敲,今后探讨。在数据来源上,田间试验的结果调查,以及田间管理,符合唯一差异性原则等多因素决定。

5.主要技术成果

通过两年的项目实施,我场建立了一支专业技术过硬的测土配方施肥推广服务队伍。农场非常重视专业人员的培训。每年聘请专家来农场对全场300多名技术骨干就试点项目组织实施、技术规范等内容进行了培训,构建了从农场到分场到生产队的测土配方施肥技术服务体系。在建立专业队伍的同时,完善配套测土配方施肥基础设施。改扩建土壤化验室400平方米,改造水电设施,达到标准化验室环境要求。建立配肥站,配备配方肥料加工设备,实现“测、配、产、供、施”一条龙服务。

第4篇:土壤基本特点范文

关键词:粉煤灰充填;覆土厚度;复垦土壤;肥力指标

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.261

1 引言

土壤肥力反映了土壤为植物提供适宜条件的能力,但尚无统一的定义,正是由于这一科学概念缺乏严格的定义,也缺乏数量化的指标,导致难以保证对其评价结果的科学客观性[1-2]。对于以粉煤灰充填基质的复垦土壤的覆土厚度与土壤肥力的关系研究较少,土壤质量在一定程度上是自然条件和人为因素的综合反映[3]。

因此,本文以安徽省淮南市平圩电厂粉煤灰堆场为例,以土壤有机质(soil organic matter,SOM)、土壤容重(soil bulk density,BD)、土壤黏粒含量(Clay)、土壤含水量(soil moisture content,SMC)等为评价因子,分析不同覆土厚度下粉煤灰重构土壤肥力状况。以期为粉煤灰作为充填基质的复垦模式及复垦土地的治理改良提供依据。

2 研究区概况与数据处理

研究区为安徽省淮南市平圩电厂粉煤灰堆场,该堆场启用于1986年,面积为231.95公顷,分东西两坑。复垦方式包括直接复垦、覆土复垦两类。

采样点布设采用网格采样与分层抽样相结合的方法,本次共确定0、10(土灰混合体)、10-20、20-30、30-40、40-50和50-60cm 等不同覆土厚度复垦区采样点35个,1个粉煤灰堆场样,1个周边正常土样。

3 隶属度函数确定

隶属度函数实际上是评价指标与作物生长效应曲线之间关系的数学表达式,根据各评价因子对作物产量的效应将隶属度函数分为两种类型,即S型和抛物线型。

S型隶属度函数:此类函数参评因子指标值越高,作物生长效果越好,但是达到一定临界值后效用趋于稳定,土壤有机质等养分因子就属于这类函数。

抛物线型:属于这类函数的参评因子对作物的效应表现为在一定范围内作物生长效应最好,但是超出这个范围时作物生长效应变差,如土壤物理粘粒含量、含水量、容重等属于这种类型。

根据研究区土壤实际特点并听取有关专家意见,本研究中有机质的转折x1=2 x2=5、容重的转折点x3=0.1 x4=3、含水量的转折点x1=10 x2=20 x3=30 x4=40、土壤粘粒的转折点x1=1 x2=10 x3=20 x4=30。

4 结果与分析

基于不同肥力指标符合的隶属度函数,计算各单因素土壤肥力指标隶属度,通过对土壤肥力指标隶属度的分析,可以直观的反应各肥力指标与复垦土壤覆土厚度关系。

图2显示,SMC随覆土厚度的变化近乎为零,且各点的SMC隶属度均接近或等于1,表示SMC在该复垦区分布较为均一,覆土厚度达到50-60cm时SMC隶属度有所减少,可能由于粉煤灰的导水性能比较差,导致上覆土层的持水性能加强,而覆土厚度达到50-60cm时才与正常土壤接近;SOM隶属度随覆土厚度变化基本呈正相关增长,而在覆土厚度从0-30cm时有机质指标呈锯齿钤龀ぃ可能与该区覆土方式有关(直接覆土、泥浆泵覆土),在覆土厚度达到30cm以后土壤有机质随覆土厚度的增加而缓慢增加且渐渐趋于平稳;土壤容重指标变化也不是很明显,只是在0-10cm时容重指数偏大,在覆土10-60cm之间容重隶属度基本不变,由于容重越小对应的土壤质量较优,该区复垦土壤的容重隶属度分布相对合理;土壤粘粒指标随覆土厚度的增加变化最不规律,分别在覆土10-20cm、30-40cm、50-60cm粘粒指标较优,标明覆土厚度对土壤黏性的改变很大且没有太明显的相关性。

5 结论与讨论

粉煤灰复垦土壤的覆土厚度对复垦土地肥力有很大的影响。本文以粉煤灰充填基质为对象,探讨不同覆土厚度下复垦土壤的各个单因子肥力指标分布特征,揭示覆土厚度对土壤的肥力要素影响。获取结论:4种单因子土壤肥力指标隶属度分成两类,土壤有机质、土壤容重和粉粒含量为一类,覆土厚度越厚,它们指标隶属度越高,与覆土厚度在空间上呈现正相关。土壤含水量指标却随覆土厚度变化不大,且达到该复垦区的较高水平。

参考文献:

[1]骆伯胜,钟继洪,陈俊坚.土壤肥力数值化综合评价研究[J].土壤,2004,36(01):104-106.

第5篇:土壤基本特点范文

一、主要目标

到年,全市形成较为完善的土壤污染防治工作机制和基本覆盖全市的土壤环境监测网络,主要农产品产地土壤污染得到有效控制,重大土壤环境安全隐患基本消除。

(一)源头控制水平。

1.全市五类重金属(汞、镉、铬、铅、类金属砷)污染物排放量比年规划调查数据降低5%以上,非重点防控区主要重金属污染物排放量比年规划调查数据降低5%,重点防控区主要重金属污染物排放量比年规划调查数据降低20%。

2.重点行业(再生有色金属生产、炼钢、废弃物焚烧)单位产量(处理量)二噁英排放强度比年削减10%。

3.危险废物、医疗废物基本实现无害化处置;市本级污水处理厂污泥无害化处置率达95%以上,各县(市)污水处理厂污泥无害化处置率达90%以上,重点企业污泥无害化处置率达到90%;市本级城市生活垃圾无害化处理率达97%以上,各县(市)城市生活垃圾无害化处理率达95%以上,农村生活垃圾集中收集实现行政村全覆盖。

4.农田测土配方施肥覆盖率不低于80%,施用高效低毒低残留农药推广使用面积达80%以上,规模化畜禽养殖场排泄物综合利用率达97%以上。

5.建立全市污染场地环境风险控制清单,确定主要污染场地的范围、污染程度和风险控制措施。

(二)监测监控能力。

1.建立重点企业和主要工业集聚区土壤监测体系,重点行业新源二噁英排放达标率达到100%。

2.建成农产品基地土壤环境质量监控体系,标准农田长期监测点覆盖率不低于80%。

3.每年至少开展一次二噁英重点源监督性监测。

4.基本建成土壤环境状况数据库,建立较为完善的土壤环境质量评价体系。

(三)环境质量指标。

1.主要农产品基地土壤重金属指标达标率不低于80%。

2.新增的工业用途转非工业用途场地环境风险评估执行率不低于90%,新建的非工业用途建设项目场地土壤环境质量达标率不低于90%。

二、主要任务

详见附表。

三、保障措施

(一)加强组织领导。建立市级部门土壤污染防治联席会议制度,由市生态办牵头,市发改、经信、科技、财政、国土资源、建设、规划、水利、农业、林业、卫生等部门参加,定期分析土壤污染防治形势,研究解决工作中遇到的困难和问题,指导协调全市清洁土壤行动。各县(市、区)政府要建立健全相应的领导机制和工作机制,加强组织协调。清洁土壤行动实施情况纳入县(市、区)年度生态建设考核体系,并与生态市县、环保模范城市等创建工作挂钩。

第6篇:土壤基本特点范文

关键词:环首都山地;土壤侵蚀;树轮地貌学方法;环境因子

中图分类号:S157文献标识号:A文章编号:1001-4942(2017)06-0074-05

AbstractBased on the dendrogeomorphological method and soil erosion rate temporal variation analyze method,the soil erosion rate of 4 representative distracts in Hebei mountains around Beijing were researched. The results showed that the erosion intention of research points were all above middle degree erosion. Most of the research points were very intensive erosion or violent erosion. The soil erosion rate was related to slope, geomorphology, lithology, vegetation conditions and human activity. These research points as follows were easy to occur very intensive erosion or violent erosion, such as human activity district, steep slope district, foothill district, clastic rock district, diabase district, limestone district, gneiss district or loess-like soil district and tree or undergrowth sparse areas. The results of the same slope surface showed that the soil erosion was the most sensitive to slope and human activity, then was vegetation conditions and geomorphology. The results of points with different tree ages showed that the soil erosion rates in the last hundred years had a considerable increase. For all-round management of water and soil erosion, the sensitiveness zone of soil erosion in Hebei mountains around Beijing should be comprehensively designated,and the zonal and hierarchic control should be carried out.

KeywordsHebei mountains around Beijing;Soil erosion;Dendrogeomorphological method; Environmental factor

山地坡面侵蚀为山洪、崩塌、滑坡、泥石流等灾害提供了松散物质来源,容易造成山区土地资源破坏、土壤肥力下降、库塘湖泊淤积等一系列危害[1]。我国土壤侵蚀面积大、分布范围广、侵蚀强度大、侵蚀区域差异明显、成因复杂[2]。河北为多山地区,山地以太行山、燕山为主,土壤侵蚀敏感区分布面积广泛[3]。对河北省土壤侵蚀的研究主要以侵蚀现状综合评价[4,5]、侵蚀敏感性分析[3,6]、影响因子评价[7-12]、侵蚀速率测算[13,14]为主。其中侵蚀速率测算主要基于遥感测量和RUSLE模型法,难以全面反映地形复杂区域的土壤侵蚀特征。

河北省环首都山地主要是保定、张家口、承德等地的太行山、燕山山地,为我国地势第二级阶梯和第三级阶梯的过渡带,山势陡峻,气候、地质条件复杂,是京津冀生态环境重要的支撑区。本研究基于树轮地貌学方法,对环首都山地的部分代表性区域进行调查,对坡面土壤侵蚀速率进行实测,研究环首都山地土壤侵蚀特征及影响因素,以期为区域生态环境管理提供理论参考。

1材料与方法

1.1调查区概况

调查区主要位于河北省环首都山地的涞源、兴隆、丰宁、围场四县,分别代表环首都山地的夏季L迎风坡(涞源、兴隆)和背风坡(丰宁、围场)。调查地区的基本地理特征见表1。

1.2土壤侵蚀速率调查方法

传统的土壤侵蚀调查方法包括测量学方法、遥感研究法、地球化学方法、水文学研究方法、土壤学研究方法等[15]。其中常用的地球化学方法为同位素分析法,即通过同位素(如137Cs等)分析测定核尘埃产生至今的土壤侵蚀情况。水文学观测方法基于多年水文泥沙观测资料[16],而一般资料缺乏溶解质及推移质泥沙统计信息,计算结果在反映坡面侵蚀总量方面存在一定误差。测量学方法基于测绘和遥感设备,多以提供近年内重复监测期内的土壤侵蚀速率为主。从调查成本、耗时、数据精度等方面综合考虑,这些方法在地形复杂的小区域内应用均存在一定不足。

为更直观、精确地分析山地复杂地形小区域的坡面侵蚀,20世纪60年代以来,研究者开始采用树轮地貌学方法[17-19],以某一暴露树根自明显暴露至今的年龄为时间尺度,以该暴露树根最下部至正常地表的距离为侵蚀厚度,进而获得该树根暴露期间的土壤侵蚀速率。该方法近来已在欧洲[17,21]、北美[18,22]和国内部分地区[23-25]得到应用。为提高调查分析过程的便捷性和数据的代表性,结合坡面树木自生长即存在不同强度的土壤侵蚀的特点,对该方法进行改进,采用全树龄调查方法。侵蚀厚度为暴露最深的树根最底部至当前地表的高度。侵蚀时长采用树木主干的年轮。参照Gartner[17]公式,全树龄法的土壤侵蚀速率计算方法见式(1):

式中,Era为土壤侵蚀速率,单位为mm/a;Ex为侵蚀厚度,单位为mm;P为树龄,单位为a。

依据该方法,选择自然植被分布或人类活动影响较小的调查区,调查点选择有树根暴露的地点。使用生长锥在树木主干距地面1.3 m处钻取宽约5 mm的树轮样品,通过晾晒、打磨、年轮测算获得树龄值。使用卷尺量算该树木所在地点的侵蚀厚度。此外,记录树木的GPS位置、坡度、岩性、地貌、植被等信息。计算调查点土壤侵蚀速率,并根据《土壤侵蚀分类分级》[26]标准划定不同调查点的土壤侵蚀强度。

1.3土壤侵蚀速率时间变化分析方法

利用调查点树木的主干树龄分析不同年代的土壤侵蚀特征。将所有调查点划分为不同的组,计算并比较每个树龄组的平均侵蚀速率。计算方法见式(2):

式中,Era为某一树龄组的平均侵蚀速率,(Ex )i为该组调查点的侵蚀厚度,(P)i为该组调查点的树龄。通过对不同树龄组的对比,可以反映不同时段以来的土壤侵蚀速率变化特征。

2结果与分析

2.1调查点土壤侵蚀总体特征

调查共获取样品82个,各调查区的调查点数量及其侵蚀强度分析结果见表2。调查点侵蚀速率介于2.86~38.71 mm/a,侵蚀强度均在中度以上,以极强度侵蚀和剧烈侵蚀为主。迎风坡山区(兴隆、涞源)调查点的侵蚀强度多高于背风坡(丰宁、围场),其中涞源调查点的侵蚀强度最高。

2.2土壤侵蚀与环境因子的关系

2.2.1土壤侵蚀与坡度的关系自然坡面的土壤侵蚀速率与调查点坡度呈现为较好的相关性。如图1所示,坡度45°时,侵蚀速率随坡度变大表现为类指数关系。受人类活动影响的调查点,其侵蚀速率均较高,和坡度变化无相关性。

2.2.2土壤侵蚀与植被的关系坡面土壤侵蚀速率和当地土地覆被特征相关,其中受乔木密度影响尤为显著。如图2所示,三种不同树木密度区的平均侵蚀速率分别为孤树18.32 mm/a,稀树12.55 mm/a,树丛9.58 mm/a,树木密度低值区出现强度级别以上土壤侵蚀的可能性更高。此外,林下植被特征对坡面的保护作用显著,裸地的土壤侵蚀速率明显高于灌丛和草地。

2.2.3土壤侵蚀与地貌的关系土壤侵蚀速率与调查点地貌部位的相关性见图3,山麓、山腰及山顶的平均侵蚀速率为17.27、11.19 mm/a及12.79 mm/a。其中山麓地区碎屑物质丰富,降水汇集所导致的地下或地表水流速较高,所以出现强烈级别以上土壤侵蚀的可能性更高。山顶地区水分相对较少,土壤侵蚀主要以风化剥落为主,除个别外土壤侵蚀速率相对较低。

2.2.4土壤侵蚀与岩性的关系土壤侵蚀与基岩岩性的相关性见图4。其中基岩为角砾岩(含断层角砾岩、凝灰质角砾岩)的调查点平均侵蚀速率达18.05 mm/a,且大多数调查点的侵蚀速率高于10 mm/a。基岩为辉绿岩、灰岩的调查点侵蚀速率均高于10 mm/a。基岩为片麻岩或土质为黄土状土(主要为冲积黄土)的调查点侵蚀速率多高于10 mm/a,少数调查点侵蚀速率高于30 mm/a。

2.3土壤侵蚀对环境的敏感程度分析

为了考察土壤侵蚀速率对环境响应的特点,将同一山体(基岩岩性多相同)的调查点编为一组,调查点数量超过3的组为有效组,共有15个有效组。若土壤侵蚀速率与因子之间呈现如上述章节所示的相关关系,则定义为敏感。据此,各有效组土壤侵g速率对环境的敏感程度见表3。由表3可知,在同一山体环境下,调查点土壤侵蚀速率对坡度变化最敏感,其次为植被、地貌、人类活动。

此外,有效组内共有三组中调查点附近有人类活动痕迹(山路),这三组均对人类活动敏感。且有人类活动痕迹的调查点,其土壤侵蚀速率远高于组内其他调查点。可见土壤侵蚀速率变化对人类活动同样非常敏感。

2.4近百年来土壤侵蚀速率的变化特征

根据调查点的树轮特征对调查点进行分组,树龄小于70年的,每10年分为一组;树龄大于70年的,分为70~89、90~119、120年及以上组。根据式(2),计算每组的平均侵蚀速率,结果见图5。树龄39年以内调查点的平均侵蚀速率在15.83~17.57 mm/a,树龄40~69年以内调查点的侵蚀速率为11.51~12.19 mm/a,树龄70年以上调查点的侵蚀速率为7.20~8.18 mm/a。由此可见,20世纪50年代以来,土壤侵蚀强度愈加严重,尤其是80年代以来,平均土壤侵蚀速率显著增加。

3讨论与结论

(1)通过研究调查点土壤侵蚀速率的规律性特征可以发现,坡度、地貌、岩性、植被等因子均是影响土壤侵蚀的重要因素。坡面侵蚀速率与坡度有良好的相关性。土壤侵蚀速率与调查区土地覆被特征相关,孤树、稀树分布区或林下植被稀疏区土壤侵蚀速率普遍较高。此外,地貌为山麓的区域,或基岩岩性为角砾岩、辉绿岩、灰岩、片麻岩及黄土状土分布区也有可能出现较严重的土壤侵蚀。

(2)调查样品的分组分析结果显示,同一山体或坡面(即基岩岩性相同或相似),土壤对坡度和人类活动最为敏感,其他依次为植被和地貌部位。

(3)通过分析近百年来土壤侵蚀速率变化特征可以发现,近百年来土壤侵蚀速率呈现逐渐增加的趋势。尤其是20世纪80年代以来,平均土壤侵蚀速率显著增加。

(4)河北省环首都山区是京津冀地区重要的生态环境保障区,是京津冀协同发展的重要生态屏障。为全面治理水土流失,有必要结合调查分析结果,综合划定环首都山区土壤侵蚀敏感分区,开展分区分级治理,严格禁止高敏感区开发,在裸地地区、山麓地区、碎屑岩及黄土状土等土壤侵蚀高敏感性分布区开展森林或地表灌草植被修复与维护,建设水土保持工程,推进生态移民。

参考文献:

[1]王占礼. 中国土壤侵蚀影响因素及其危害分析[J]. 山西水土保持科技, 2000 (2): 14-16.

[2]郑粉莉, 王占礼, 杨勤科. 我国土壤侵蚀科学研究回顾和展望[J]. 自然杂志, 2008, 30(1):12-16.

[3]张东云. 河北省土壤侵蚀敏感性分级及其区划研究[D]. 石家庄:河北师范大学, 2005.

[4]于宗周, 郭桂兰. 河北省水土流失现状与水土保持法的落实[J]. 河北林果研究, 2003, 18(1):7-12.

[5]岳树堂, 申万明, 乔光建. 河北省土壤侵蚀类型及时空分布特征分析[J]. 南水北调与水利科技, 2010, 8(3):83-87.

[6]王娇, 程维明, 祁生林,等. 基于USLE和GIS的水土流失敏感性空间分析――以河北太行山区为例[J]. 地理研究, 2014, 33(4):614-624.

[7]葛京凤, 黄志英, 梁彦庆,等. 河北太行山区土地利用/覆被变化及其环境效应[J]. 地理与地理信息科学, 2005, 21(2):62-65.

[8]王茜, 王卫, 吕昌河. 基于GIS和RS的土地利用与土壤侵蚀关系研究――以冀北地区为例[J]. 中国水土保持科学, 2006, 4(6):37-41.

[9]井明月. 开荒种植板栗与水土流失――关于2012年兴隆县“7.21”水灾调查分析[J]. 中小企业管理与科技旬刊, 2014(14):203.

[10]李大伟, 赵文廷, 尹海魁,等. 涞源县土壤侵蚀与地形分布特征研究[J]. 土壤通报, 2016,47(3):705-712.

[11]顾新庆, 张金香. 太行山片麻岩低山区水土流失规律研究[J]. 林业科技开发, 2005, 19(4):29-32.

[12]朱子龙. 太行山石灰岩坡地水土及养分流失规律研究[D]. 保定:河北农业大学, 2015.

[13]乔彦肖. 冀西北地区 (坝下) 土壤侵蚀卫星遥感应用研究[J]. 河北省科学院学报, 2000, 17(3): 175-181.

[14]白晓松. 基于RUSLE的北方山区土壤侵蚀定量研究与生态适宜性评价[D].保定: 河北农业大学, 2010.

[15]南秋菊, 华珞. 国内外土壤侵蚀研究进展[J]. 首都师范大学学报(自然科学版), 2003, 24(2): 86-95.

[16]焦菊英,景可,李林育,等.应用输沙量推演流域侵蚀量的方法探讨[J].泥沙研究,2008(4):1-7.

[17]Gartner H. Tree roots―methodological review and new development in dating and quantifying erosive processes [J]. Geomorphology, 2007, 86(3): 243-251.

[18]LaMarche V C Jr.Origin and geologic significance of buttress roots of bristlecone pines, White Mountains, California[J]. US Geological Survey Professional Paper, 1963, 475: C148-C149.

[19]Eardley A J, Viavant W. Rates of Denudation as Measured by Bristlecone Pines, Ceder Breaks, Utah[M]. Utah, Geological and Mineralogical Survey, 1967.

[20]Vandekerckhove L, Muys B, Poesen J, et al. A method for dendrochronological assessment of medium-term gully erosion rates [J]. Catena, 2001, 45(2): 123-161.

[21]Pérez-Rodríguez R, Marques M J, Bienes R. Use of dendrochronological method in Pinus halepensis to estimate the soil erosion in the South East of Madrid (Spain)[J]. Science of the Total Environment, 2007, 378(1): 156-160.

[22]Carrara P E, Carroll T R. The determination of erosion rates from exposed tree roots in the piceance basin, colorado[J]. Earth Surface Processes, 1979, 4(4):307-317.

[23]_美,周运超.喀斯特地区树根解剖特征与土壤侵蚀[J]. 林业科学, 2012, 48(3): 132-135.

[24]孙丽萍,王小丹.基于根系解剖结构的金沙江干热河谷土壤侵蚀速率估算[J].地理科学,2012,32(4): 492-498.

第7篇:土壤基本特点范文

1研究区概况

选取甘肃省庆阳市西峰区西峰气象站(35°44′N,107°38′E)为代表站进行研究。该站位于陇东黄土高原东部的董志塬。董志塬面积910km2,由塬地、川地和河流滩地组成,海拔高度1421m,是黄土高原保存较为完整的一块塬面。该塬黄土层深厚,气候属半干旱半湿润区,农业为典型的旱作农业。年平均降水量527.1mm,年平均温度8.7℃,平均日照2457.8h,具有典型的黄土高原地理和气候特征。西峰区气象站是陇东地区较为重要的农业气象试验站,其所测土壤湿度数据是甘肃东部黄土高原土壤含水状况的典型代表,故本文选取西峰区气象站为代表站进行研究。

2资料来源

2.1土壤湿度数据本研究所采用的土壤湿度资料分为两部分,前者来源于中国气象局气象数据共享网的《中国农作物生长发育和农田土壤湿度旬值数据集》。该数据集包含了1991年9月至2010年12月中国778个农业气象站逐旬观测记录的农作物生长发育状况报告,具体内容包括:作物名称;发育期名称;发育期日期;发育程度;发育期距平;干土层厚度;10,20,50,70,100cm土壤相对湿度(用百分数表示)。另外,分层土壤湿度数据来源于国际土壤湿度网络共享数据(http:∥www.ipf.tuwien.ac.at/insitu/),该数据集包括中国境内40个农业气象站1981—1999年每年3—11月每旬第8d利用土钻法人工取土得到的分层土壤湿度(土壤含水量占干土质量百分比)观测记录。取土深度为1m,每10cm为一层,共分11层(0—5,5—10,10—20,20—30,30—40,40—50,50—60,60—70,70—80,80—90,90—100cm),每个点取1次,共4个重复。然后利用烘箱烘干,称重后计算土壤含水量,4次重复的平均即土壤的平均含水量。观测结果已转化为体积含水量。土壤水文与物理特性常数来自于1980年和1998年的测定值。在土壤湿度观测的固定测定地段内,土壤、耕作制度等变化相对较小,因此,年际间非气象因子的影响较小。

2.2气象数据本研究所采用的气象数据同样来源于中国气象局气象数据共享网(http:∥cdc.cma.gov.cn/)的《中国地面气候资料年值数据集》和《中国地面气候资料月值数据集》。该数据集包括中国752个基本、基准地面气象观测站及自动站1951年以来气候资料年值、月值数据集。本文主要选取该数据集中西峰区站的温度和降水要素进行分析。

3研究方法

在本研究中,采用线性趋势法分析温度、降水等气象要素以及土壤湿度的变化趋势,线性趋势变化可用一元方程描述和建立变量y(x)与其所对应的时间x的一元线性回归方程:y(x)=ax+b。式中:a为斜率,亦即趋势倾向率或变化率;b为截距,a,b可用最小二乘法进行估计。趋势显著性检验采用F检验[8-9]。在分析土壤相对湿度与气象要素的相关关系时使用皮尔逊相关分析法,其计算公式如下:式中:n———样本数;珡X———变量x的均值;珚Y———变量y的均值;rxy———变量x和变量y的相关系数。通过该系数可以确定,如果r值通过0.05的显著性水平(p<0.05),则认为土壤湿度与气象要素变化紧密相关。本研究采用非参数检验法[10]对气温、降水资料序列进行突变检测,该方法为无母数检定法,不需要遵从一定的分布,也不受少数异常值干扰,适用于类型变量和顺序变量,计算方便简单。在气候序列平稳前提下对于具有n个样本量的时间序列x,构造一秩序列:式中:ri———第i个样本xi大于xj(2≤j≤i)的累计值。在时间序列随机独立的假设下,定义统计量:当│UFk│≥Ua时(Ua为显著水平的临界值),表明序列存在明显的增长或减少趋势。所有UFk将组成一条曲线UF。把同样的方法引用到反序列中,得到另一条曲线UB,UF或UB的值超过临界直线时,表明增长或减少趋势显著,超出临界线的区域为出现突变的区域,两条曲线的交点若在临界线之间,则对应的便是突变开始时间。潜在蒸散量采用FAO推荐的Penman—Monteith方法[11-12]计算。

4结果与分析

4.1近50a气温、降水变化主要特征

1961—2010年的50a间西峰区气温呈明显上升趋势,年平均气温以0.5℃/10a的速度增加,其中春、夏、秋、冬各季的平均气温分别以0.5,0.2,0.4,0.6℃/10a的速度增加,冬季增温最明显。年代际间的增温幅度以21世纪初的10a最为明显(表1),80年代增温最小。50a来气温呈波动上升,20世纪80年代后期前气温降低,之后逐渐上升。这与陈隆勋等[13]研究得出的全国平均气温变化特征相似。50a来年降水量以平均20.9mm/10a的速度下降,季节降水量的变化存在明显差异,春、秋季降水量分别以5.4和19.2mm/10a的速度下降,而夏、冬季降水分别以2.7和1.6mm/10a速度增加。降水的年代际变化差异也较大,21世纪初10a平均年降水量为546.3mm,较20世纪90年代增加了72.6mm,是降水量增加幅度最大的年代。20世纪90年代平均年降水量仅为473.7mm,较80年代减少了89.2mm,是降水量最少,减少幅度最大的年代(表1)。50a来年降水量呈波动式减少,80年代初前后降水量增加,之后一直呈降低趋势。1995年是降减少最大的年份,年降水量仅为333.8mm,21世纪初的几年有所增加。

4.2近20a土壤湿度变化规律

4.2.1土壤湿度年代、季节变化不同年份气候、环境等条件变化使土壤湿度条件存在年际间差异[14]。从图1可以看出,20a来各层土壤湿度总体上均呈现出下降趋势。1992年以后土壤湿度在1997年和1995年降到最低值,21世纪初10a略有增加。为进一步分析土壤湿度的变化规律,分别计算出不同层次各季土壤湿度变化率(表2)。总体来看,近20a春季不论浅层还是较深层土壤湿度呈下降趋势,是各季中土壤湿度减少最明显的季节,且表层土壤湿度更易受到气候条件变化的影响。20a来夏季土壤湿度变化趋势与春季具有类似规律,但变化率明显低于春季。秋季土壤湿度变化与春季和夏季稍有不同,10—50cm土壤湿度呈下降趋势,70cm和100cm呈上升趋势。对20a间西峰区逐年平均土壤湿度和降水量进行了对比分析。由其时间演变曲线(图1)可以看出,土壤湿度及降水量年际变化振荡比较明显,呈多波动分布,两者达到显著相关水平,且降水变化较土壤湿度变化更剧烈。年平均湿度最小值出现在1995年,为55%。最大值出现在2003年,为74%,是最小年的1.35倍。而年降水量最小值出现在1995年,为333.8mm,最大值出现在2003年,为828.2mm,是最小年的2.49倍。1997—2003年土壤湿度持续增加,1992—1995年不断下降。而年降水量波动变化较大。1992—1995年降水量持续降低,1999—2003年持续升高。所测土壤湿度的变化与降水量变化并不完全一致,是因为土壤湿度的变化除了受作物消耗及蒸发作用影响外,还与降水时段出现在测墒前与测墒后有很大关系。

4.2.2土壤湿度的月变化为了分析西峰区麦田土壤湿度在小麦生长期对时间的敏感变化,分别研究了土壤湿度的月、旬变化。其中旬、月变化总趋势是8—11月为土壤蓄墒期,3—7月为土壤失墒期。为了分析土壤湿度的月变化,对西峰区8—11月与次年3—7月0—100cm土壤湿度进行了分析。由土壤湿度月变化图(图2)可以看出,8—11月与次年3—7月的土壤湿度变化趋势为先增加再减少,高峰期在10,11月。土壤湿度最低值出现在6,7月,可将这2个阶段分为秋季增墒期和春末夏初失墒期。(1)秋季增墒期。根据西北地区东部降水季节变化[7],陇东地区年降水主要集中在7—8月,降水充足,期间麦田正处于休闲期,是土壤蓄水的关键时期,9—11月是冬小麦播种、出苗至停止生长阶段。期间作物耗水量和蒸发量都很少,有利于土壤冬前水分储备,以至于到11月土壤湿度达到最大值。(2)春末夏初失墒期。3—4月为春季少雨期以及冬小麦的返青拔节期。该期耗水量大,降水不能满足作物的需求,土壤湿度下降。5—6月为春末夏初阶段。该期间冬小麦处于抽穗至乳熟期,耗水量大增,气温升高,蒸发量变大,使土壤水分损失较大,失墒严重,为一年之中土壤湿度的最低值期。

4.2.3土壤湿度的旬变化为了进一步分析西峰区土壤湿度对时间的敏感变化,分析了西峰区7月中旬至11月上旬及次年3月上旬至7月上旬逐旬0—100cm土层土壤体积含水量。由图2可以看出,7月中旬至8月下旬该区处于降水高峰期,土壤水分得到补充,土壤墒情得到不断改善;9月上旬至10月上旬,降水量急剧减少。由于期间作物消耗水量较少,加之秋季多连阴雨天气,蒸发量较少,土壤湿度持续增长。3月上旬至4月中旬为冬小麦返青至拔节期。该期耗水量增加,平均降水量略有增加,含水量有小波动变化。4月下旬至6月下旬,小麦处于孕穗期、腊熟期。该期间西峰区处于春末夏初阶段,作物耗水量远大于降水量,土壤湿度不断降低。7月上旬,降水量增加,冬小麦处于成熟至收获期。该期需水量大减,土壤湿度略有增加。

4.3气候变化对土壤湿度的影响

自然降水是陇东土壤水分最主要的来源,气温通过蒸发影响土壤湿度。计算1991—2010年西峰区春、夏、秋季10,20,50,70,100cm土壤湿度百分率与不同季节平均气温、降水量的相关系数(表3)。可以看出,就表层土壤而言,各季土壤湿度与本季气温均为负相关,与降水量呈正相关。春季土壤湿度与上年夏、秋季平均气温负相关;夏季土壤湿度与春季平均气温、降水相关显著;秋季土壤湿度与夏季降水呈正相关。就较深层土壤而言,春季土壤湿度与上年夏、秋季气温、降水呈显著相关;夏季则与春季气温、降水及该季气温显著相关;秋季雨水丰沛,较深层土壤湿度与各季气温、降水相关均不显著。可见雨季的气候条件不仅影响到该季土壤湿度条件,而且影响到次年春季的土壤湿度,尤其是深层的土壤湿度条件,即所谓的“秋雨春用”。

4.4蒸散对土壤湿度的影响

潜在蒸散量(E0)包括地面蒸发和植物蒸腾在内的土壤水分散失,综合反映了气温、水汽压、日照和风速等气象要素对土壤水分散失的影响。作为土壤水分循环的一个重要方面,蒸散对土壤湿度有明显制约作用。由潜在蒸发与土壤湿度季节变化和年变化曲线(图3—4)可以看出,潜在蒸发与土壤湿度变化趋势基本相反,蒸发强烈导致土壤水分支出增加。图3—4反映了西峰地区潜在蒸散量和土壤湿度的月份和年际变化。可以看出,潜在蒸散量对土壤湿度的影响月份和年际变化均呈现出反位相的特点。在月变化上,蒸散量峰值出现在7月,对应的土壤湿度谷值出现在6,7月份,基本呈同步变化趋势。年际变化上,3—11月蒸散量峰、谷值出现在1997年和2003年,与之对应的土壤湿度的谷、峰值也位于1997年和2003年,蒸散量与土壤湿度的反位关系表现得较为明显。5结论

(1)50a来陇东气温呈波动上升,降水量呈波动减少。20世纪80年代后期气温以上升为主,降水以下降为主,与王飞等[15]的“1985—1993年为暖湿期,降水量和年均气温均较高”的结论比较接近。陇东气温在1993年发生暖突变,降水突变点并不明显。1995年是降水负距平最大的年份。

(2)20a来陇东各层土壤湿度总体上均呈现出下降趋势,21世纪初10a略有增加。春季各层土壤湿度呈下降趋势,是各季中土壤湿度减少最明显的季节,表层土壤湿度更易受到气候条件变化的影响。夏季土壤湿度变化趋势与春季具有类似规律,但变化率明显低于春季。秋季土壤湿度变化与春季和夏季稍有不同。10—50cm土壤湿度呈下降趋势,70cm和100cm呈上升趋势。西峰区土壤湿度年际变化振荡明显,呈多波动变化,其变化较年降水量相对迟缓。土壤湿度与降水量的相对变化除了受作物消耗及蒸发作用影响外,还与降水时段出现在测墒前与测墒后有很大关系。土壤湿度具有明显的时间变化规律。逐月、逐旬土壤湿度变化曲线基本呈V形分布,土壤湿度低谷在6,7月,可分为春末夏初失墒期与秋季增墒期。以上结论与王劲松等[16],王润元等[17]在西峰15第3期严丽等:陇东黄土高原农田土壤湿度演变对气候变化的响应区和陇东地区开展的土壤湿度研究所得出的结论较为接近,与王锡稳等[18]在黄土高原或西北地区对土壤水分所进行的研究得出的结论基本一致。

第8篇:土壤基本特点范文

关键词:引种;蓝莓;苗期;土壤化学肥力;特征

中图分类号:Q938.1+3 文献标识码:A 文章编号:

蓝莓属于杜鹃花科越橘属多年生灌木[1],其中的蓝果类型(Blueberry)由于果实呈蓝色,俗称和商品名称为“蓝莓”[2]。蓝莓是一种野生的水果,在我国的大小兴安岭、长白山一带较为多见。蓝莓果实呈蓝色、并披一层白色果粉,种子极小,清淡芳香,果肉细腻,果味酸甜,果胶质,风味独特,营养丰富[3]。事实上蓝莓不但具有食用价值,随着人们的不断研究开发利用,使它具备了更多方面的价值,通过对内蒙古大杨树地区蓝莓培育技术的推广,能够有效带动大杨树地区及周边的农户发展种植蓝莓,可达到兴林富民、保护生态的目的,最终实现社会效益、经济效益、生态效益三者共同发展的目标。

土壤是育苗生产的物质基础,是苗木所需水分和养分的来源,而土壤肥力则是苗圃功能持续发挥作用最关键的因素[4]。土壤养分代表着土壤肥力,是土壤的基本属性和本质的特性,也是土壤从营养条件和环境条件方面供应和协调林木生长的能力[5]。长期以来,由于林木生长发育要从土壤中吸收一定的养分,再加上土壤渗透和速效养分的挥发,致使土壤中的养分不断消耗;相反,通过人为的施肥以及生物固氮作用和矿物质的分解等又使土壤中的养分不断得到补充,所以土壤的养分含量是不断变化的[6]。造林成败关键很大程度上取决于苗木质量。苗木培育的技术因素很多,但土壤条件无疑也是重要因素之一。到目前为止,能培育出优质苗的土壤肥力究竟达到何种水准,应具有什么样的理化特征,尚不清楚,所以很难避免主观性、随意性、习惯性[7]。

总体来说,土壤肥力是保证苗木健康成长的重要条件之一,苗木质量是反映苗圃土壤肥力的直观依据[8]。土壤养分含量是衡量土壤肥沃程度和对苗木供肥能力的一个量化指标。某种养分过多或过少均会给苗木的生长发育造成不良影响。只有当各种养分比例协调、含量丰富、供应平稳时,苗木才能正常生长发育,达到丰产优质的目的。

蓝莓为浅根系植物,根系不发达,无根毛,根纤细,呈纤维状,主要分布在浅土层。蓝莓根系一般水平范围在树冠的投影区域内,深度在30-45cm,因此蓝莓对土壤条件要求严格,其中土壤pH值、土壤水分、透气性、排水性等条件对蓝莓生长有很大影响,不适宜的土壤条件常导致蓝莓栽培失败。蓝莓通常在有机质含量高、土壤通气性良好和水分充足而稳定的酸性沙质土壤中生长良好。

1 研究区自然概况

试验地设在内蒙古大兴安岭大杨树林业局中心苗圃,该局位于内蒙古大兴安岭林区东坡南部,总的趋势是西北高,东南低,境内山势平缓,起伏不大,属低山、丘陵地区,海拔平均300-500m,最高海拔843m,最低海拔255m,平均坡度10-15°。地理坐标为东经123°29′53″-125°18′37″,北纬49°12′42″-50°19′40″。处于寒温带大陆性季风气候区,冬季长而寒冷干燥,夏季短而湿热多雨。年平均气温-0.6℃,极端最高气温37.5℃,极端最低气温-45.6℃;年降水量427.3mm,年蒸发量1248.1mm;年平均无霜期为114.9天,≥5℃的平均年积温2348.6℃,≥10℃年平均年积温为1992.1℃,全年日照时数为2565.7小时,日照率58%。因大杨树林业局冬季寒冷,故本地区引种蓝莓选择的是抗寒品种如美登、北路、北村、北兰等。

2 研究内容与方法

2.1 土壤样品的采集与处理

进行土壤营养诊断的样品,需具有代表性,在采集多点组成的混合样品时,采样点的分布要均匀、随机。取5点以上土样混合,布点以“之” 字形或“S”形较好,不能直线形或梅花形布点。取样深度分为A、B两层,每个采样点的深度和样品重量应一致,土壤上层和下层的比例也要相同,一般宜用标有刻度的专用土钻取样。混合样品数量一般以1kg为宜,如样太多,用4分法,按对角线将土样划成4等分,舍去对角2分,直至样重为1kg左右为止,土壤用布袋盛装,内外各放一张标签,用铅笔注明采样地点、日期、深度、土壤名称、编号、采样人等。

2.2 土壤养分变化的内业测定

土壤测定有pH值、有机质、速效氮、速效磷、速效钾、全量氮、全量磷、全量钾共八个指标。土壤样品经风干、碾碎、过筛等处理后进行样品分析,通过测定,可得到全量氮、速效氮、全量磷、速效磷、全量钾、速效钾、有机质、pH值共八个指标的测定值,利用Excel软件绘出不同土类各个指标的折线图。

3 结果与分析

3.1 土壤中的全氮

氮素是植物必需元素之一,也是土壤养分中最重要的元素之一。它在土壤中主要以有机态的氨基酸、氨基糖、嘌呤、嘧啶等有机物和以无机态的NO3-、NO2-、NH4+等形式存在。土壤氮素的盈亏状况直接关系到土壤肥力的高低及系统的养分平衡。植被类型、水热状况和土壤侵蚀的强度等都会影响到土壤氮素含量,植被恢复可以增加土壤全氮含量。

土壤中的氮,除来自化学和有机氮肥外,还有三个来源,即生物固氮作用、降水带入的氮和灌溉水带入的氮。土壤氮素含量主要受植被、气候、土壤质地、地形及地势、耕作利用方式以及栽培管理和施肥措施等因素的影响。全氮含量一般表明N素的供应容量,反映土壤的总体供氮水平,土壤全氮含量是土壤能力的一个基本指标。

A层:从土类间的变化来看,全氮测定值按大小排序为VI(1.106%)>IV(0.896%)>V(0.812%)>II(0.756%)>I(0.504%)>II(0.448%),最大值与最小值相差较大,达到0.658%,为最小值的近1.5倍;B层:从土类间的变化来看,全氮测定值按大小排序为V>(0.3%)>I(0.266%)>III(0.198%)>II(0.187%)>IV(0.179%)>VI(0.14%),最大值与最小值相差较大,达到0.16%,为最小值的1.14倍。

图3-1 不同土类的土壤全氮变化

注:A、B分别土壤的两个土层。I、II、III、IV和VI分别表示为暗棕壤、草甸暗棕壤、棕色针叶林土、草甸土、黑钙土和沼泽土,以下各图都相同。

3.2 土壤中的速效氮

第9篇:土壤基本特点范文

关键词:环境污染;土地资源;农业发展

土地资源一直以来都是人们生活之中极为珍贵的自然资源,土地资源不仅是建筑物施工建设的基础,更是农业工作者进行农业种植生产的基础。但在现阶段的社会之中,由于社会在工业化进程方面发展的较为迅猛,也就在一定程度上使得土壤环境受到了工业废水以及废气的污染,而这些未经处理的废水、废气之中,往往含有大量的污染物质,也就会直接造成土壤之中的肥力有所下降,并使得土壤之中的肥力无法满足农作物的正常生长,致使农业生产方面的产量受到影响。而我国又是农业大国,农业生产无论是对于国民生活还是国家发展都有着极为重要的地位,在这种情况下,为了保证农业生产能够具有良好的效果,促进农业生产的增产增收,就需对目前存在的突然污染问题进行全面的治理,从而在最大程度上提升农业生产的效果。

1 当前阶段土壤污染治理方案分析

1.1 重金属类型污染的防治分析

在我国目前的土地污染之中,由于种种原因存在着多种类型的土地污染,而在这些种类较多的污染之中,重金属类型的土地污染是现阶段土壤污染之中的主要类型。经过调查显示,重金属类型的污染主要成因是工业生产之中所产生的废水,在目前的工业生产中往往会含有数量比较巨大的金属离子,虽然目前我国已经积极的开展污染治理行动,但是在一些地区还是存在乱排污的情况,这些未经过科学处理的废水直接流入到土壤之中,在积年累月的污染之下,就会给土壤之中的结构造成严重的破坏,进而使得土壤失去原有的肥力。为了能够全面的处理好重金属类型的土地污染,现阶段治理人员主要通过化学方式对土壤进行处理,在保证不破坏土壤生态结构的基础上,使用能够和土壤之中重金属物质发生反应的化学元素,让土壤中的重金属元素在和化学元素相互作用的情况下被氧化或者还原,从而达到治理重金属污染的目标。

1.2 化学类型污染的防治分析

除了重金属类型的污染之外,化学类型的污染对于土壤的危害也是极其严重的,并且相对于说其他污染来讲,化学污染的情况略显复杂,导致化学污染出现的成因也表现出多种多样的特点,其中最为突出的有两个方面,一个是化工行业产品种类上具有多样化,并且相应的生产工艺也在升级,这也就导致了其生产过程之中需要使用更多的化学原料,而这些原料在往往也就会使得废水对于土壤的污染更加的严重;另一方面,在目前的农业生产过程之中,为了能够达到良好的产量,农业工作者一般会使用相应的化肥以及杀虫剂,在使用不当的情况下就会造成土壤出现污染的情况。化学元素对于土壤产生污染的最根本原因就是,当这些化学元素进入到土壤之中的时候,会对土壤之中的酸碱性造成影响,使得土壤酸碱性失衡,最终造成土壤之中的肥力下降。面对这样的污染情况,目前的措施主要有2种,一种是通过分析土壤中的元素含量进行能够吸收或者是反应的元素利用,使土壤中的有害元素减少或者消失;另外一种就是通过改变土壤的酸碱性降低化学元素引起的土壤污染。

2 土壤污染防治的科学原则

2.1 整体优化原则

目前的土壤防治,遵循的最基本的原t就是整体优化的原则,整体优化的原则注重的是土壤防治的整体性效果,因此在利用此原则进行土壤污染防治时,主要进行3方面的工作:首先是污染效应要最小化,也就是在整个治污的过程中,要保证整体效应的最大化,将污染控制在最小的范围之内。其次是要进行污染控制和清洁生产。因为要考虑到整体最优,因此一方面进行治污,一方面进行清洁生产,投入和产出两不耽误。最后就是要做到整体环境效益的最佳。通过整体优化,实现土壤对环境的最小化污染或者是零污染,将土壤污染的影响降到最低。

2.2 生态恢复原则

之所以要进行土壤污染的治理,其根本原因就是要恢复土壤的生态作用,使其产生经济效益,因此在土壤污染治理时要本着恢复生态的原则来进行。在此原则的指导下进行土壤生态作用的恢复,首先就是要协调这种因素对土壤的影响,做到元素的综合利用,通过综合效益实现土壤的生态型特征。其次就是要积极利用农家肥料进行对土壤的肥力改造。农家肥料的生态效益比较高,利用农家肥可以使得土壤快速恢复原始属性,具备良好的生态效益。

3 土壤污染防治研究展望

3.1 农业非点源污染问题

一般来说,工业点源污染由于具有固定的污染源,是看得见,摸得着的,只要给予一定的资金和适当的技术投入,就较容易得到治理。相反,农业非点源污染由于没有固定的污染源,往往具有潜在性、复杂性和隐蔽性的特点,因而是不容易得到有效地控制的。正因为如此,英美等发达国家最近几年来对这一问题给予了高度的重视。我国因农业生产的发展及肥料和农药的广泛使用,农业非点源污染日益严重,对农业非点源污染的研究也将受到应有的重视。

3.2 环境生物技术与土壤生物多样性

生物技术在土壤污染治理中的应用已成为目前十分活跃的领域。然而,这些技术在应用的过程中,应十分注意生物多样性的保护和生物安全的问题,并进行生态风险分析。此外,还应该考虑到生物技术副产物的合理处置。在处置之前,应评价其潜在危害性,包括对土壤生物多样性、作物生长和发育的影响。

3.3 土壤污染修复技术

近年来,土壤污染(包括重金属污染和有机污染等)修复技术的研究得到了较快的发展,其内容涉及固化修复、玻璃化修复、热处理修复、冲洗修复、泵出处理修复、动电修复和植物修复等。在植物修复技术中,植物抽提作用、根际过滤作用和植物固定作用有了比较深入的研究,特别是野生超积累植物的筛选和有目的的应用比较引人注目。可以预料,随着1997年全球土壤修复工作网亚洲与太平洋地区分中心在南京的成立和正式启动,土壤污染修复技术的研究将成为中国今后土壤污染防治工作中的热点问题之一。

结束语

生态农业发展是我国目前农业发展的一个重要方向,生态农业无论是在经济效益还是生态效益方面都具有突出的优势,为了更好地发展生态农业,对农业土壤进行科学的污染分析和污染治理具有重要的意义。因此,一定要在土壤污染现状的基础上加深认识,利用现代化的生态技术做好土壤污染的防治。

参考文献