2011年第48卷第3期文章目次
> 研究论文
2011, 48(3):453-460.
DOI: 10.11766/trxb201006130245
摘要:
对雷琼地区发育于玄武岩跨度为0.01~6.12 Ma时间序列土壤中植硅体的含量和形态进行研究，结果表明：1）土壤中植硅体的含量为1.54~21.95 g kg-1，其随着土壤深度的增加而降低；从新成土到富铁土阶段急剧降低，从富铁土到铁铝土阶段降幅明显减少，进入铁铝土阶段则基本趋于稳定。2）植硅体主要源于禾本科、棕榈科植物，大小在5~130 µm之间，形态包括刺球型、哑铃型、扇型、长方型、方型、鞍型、帽型、棒型、尖型、齿型、圆型和其他12种植硅体类型。所有样品中的温暖指数值均大于>0.5，说明6.12 Ma 以来研究区域基本以温暖气候为主。
对雷琼地区发育于玄武岩跨度为0.01~6.12 Ma时间序列土壤中植硅体的含量和形态进行研究，结果表明：1）土壤中植硅体的含量为1.54~21.95 g kg-1，其随着土壤深度的增加而降低；从新成土到富铁土阶段急剧降低，从富铁土到铁铝土阶段降幅明显减少，进入铁铝土阶段则基本趋于稳定。2）植硅体主要源于禾本科、棕榈科植物，大小在5~130 µm之间，形态包括刺球型、哑铃型、扇型、长方型、方型、鞍型、帽型、棒型、尖型、齿型、圆型和其他12种植硅体类型。所有样品中的温暖指数值均大于>0.5，说明6.12 Ma 以来研究区域基本以温暖气候为主。
2011, 48(3):461-469.
DOI: 10.11766/trxb201007220297
摘要:
基于青藏高原大片连续多年冻土分布的东部边缘，青海省兴海县温泉地区的野外调查数据，通过对研究区遥感数据的分析，开展了土壤制图方法的探讨。以成土因素学说和土壤-景观模型理论为基础，筛选土壤分类潜在变量，在不同的变量组合下运用支持向量机（SVM）的方法建立土壤-景观模型，对整个研究区进行预测性分类。为了更好地检验该方法的有效性，采用五折交叉方式进行结果的验证。并通过对比不同变量组合的交叉验证结果和分布模拟结果图，确定了适合典型冻土区土壤分类的环境变量组合，以较少的样本知识较好地预测该区土壤类型的空间分布。
基于青藏高原大片连续多年冻土分布的东部边缘，青海省兴海县温泉地区的野外调查数据，通过对研究区遥感数据的分析，开展了土壤制图方法的探讨。以成土因素学说和土壤-景观模型理论为基础，筛选土壤分类潜在变量，在不同的变量组合下运用支持向量机（SVM）的方法建立土壤-景观模型，对整个研究区进行预测性分类。为了更好地检验该方法的有效性，采用五折交叉方式进行结果的验证。并通过对比不同变量组合的交叉验证结果和分布模拟结果图，确定了适合典型冻土区土壤分类的环境变量组合，以较少的样本知识较好地预测该区土壤类型的空间分布。
2011, 48(3):470-478.
DOI: 10.11766/trxb201007060275
摘要:
土壤空间信息的矢量-栅格转换是利用土壤数据进行地表碳氮等模拟研究的重要基础，由土壤矢量图转成栅格图时，不同分类级别土壤矢量图与可转化最小栅格 之间的关系一直不明确。本文利用江西省余江县1：5万土壤图，研究了在土类、亚类、土属和土种分类水平，土壤矢量图转成不同大小栅格图过程中各类土壤分布面积的变化，设定某类土壤栅格分布总面积占同类土壤矢量面积的95%时所对应的栅格大小视为最小可分栅格。结果表明：余江县土壤空间数据的矢量-栅格转换过程中，由于面积过小和图斑过于分散使得各个土壤分类级别均有小面积土壤类型和部分大、中面积土壤类型的栅格面积随着栅格尺度的变小而变大；图斑聚集的大面积土壤类型和中等面积土壤类型栅格面积伴随栅格尺度的变小而变小；土类和亚类中，最小可分栅格分别为0.5km和0.2km，在土属和土种中，最小可分栅格均为0.1km。
土壤空间信息的矢量-栅格转换是利用土壤数据进行地表碳氮等模拟研究的重要基础，由土壤矢量图转成栅格图时，不同分类级别土壤矢量图与可转化最小栅格 之间的关系一直不明确。本文利用江西省余江县1：5万土壤图，研究了在土类、亚类、土属和土种分类水平，土壤矢量图转成不同大小栅格图过程中各类土壤分布面积的变化，设定某类土壤栅格分布总面积占同类土壤矢量面积的95%时所对应的栅格大小视为最小可分栅格。结果表明：余江县土壤空间数据的矢量-栅格转换过程中，由于面积过小和图斑过于分散使得各个土壤分类级别均有小面积土壤类型和部分大、中面积土壤类型的栅格面积随着栅格尺度的变小而变大；图斑聚集的大面积土壤类型和中等面积土壤类型栅格面积伴随栅格尺度的变小而变小；土类和亚类中，最小可分栅格分别为0.5km和0.2km，在土属和土种中，最小可分栅格均为0.1km。
2011, 48(3):479-486.
DOI: 10.11766/trxb200911270538
摘要:
利用可以分别收集不同方向溅蚀土样的土槽装置，选取9个坡度（5°～45°），采用北京的普通褐土，借助人工模拟降雨手段研究了降雨溅蚀的发生过程及溅蚀量与坡度的关系。结果表明，随着坡度的不同，各方向的溅蚀过程呈现三种形式：（1）产流前溅蚀率较小，产流后迅速达到峰值，之后逐渐减小并逐渐达到稳定，峰值与稳定溅蚀率相差2倍以上；（2）产流前溅蚀率最大，产流后迅速减小并趋于稳定；（3）整个降雨过程中没有明显起伏。各个坡度下，次降雨溅蚀量均为上坡最小，下坡最大。上坡和侧坡溅蚀量与坡度成负相关，可分别用直线和指数函数拟合。下坡溅蚀量、溅蚀总分散量和溅蚀净搬运量均随着坡度的增大而先增大后减小，且为线性关系，临界坡度为35°。本研究将有助于深入理解降雨溅蚀侵蚀机理，并可为布设水土保持措施提供理论依据。
利用可以分别收集不同方向溅蚀土样的土槽装置，选取9个坡度（5°～45°），采用北京的普通褐土，借助人工模拟降雨手段研究了降雨溅蚀的发生过程及溅蚀量与坡度的关系。结果表明，随着坡度的不同，各方向的溅蚀过程呈现三种形式：（1）产流前溅蚀率较小，产流后迅速达到峰值，之后逐渐减小并逐渐达到稳定，峰值与稳定溅蚀率相差2倍以上；（2）产流前溅蚀率最大，产流后迅速减小并趋于稳定；（3）整个降雨过程中没有明显起伏。各个坡度下，次降雨溅蚀量均为上坡最小，下坡最大。上坡和侧坡溅蚀量与坡度成负相关，可分别用直线和指数函数拟合。下坡溅蚀量、溅蚀总分散量和溅蚀净搬运量均随着坡度的增大而先增大后减小，且为线性关系，临界坡度为35°。本研究将有助于深入理解降雨溅蚀侵蚀机理，并可为布设水土保持措施提供理论依据。
2011, 48(3):487-495.
DOI: 10.11766/trxb201101040005
摘要:
在广东省农用地三个层次产能核算成果的基础上，分析了五个典型区农用地产能理论利用潜力（远景产能潜力）和可实现利用潜力（近期产能潜力）的空间分布格局，最后结合广东省农用地分等成果，根据各农用地分等参评因子的因子距和相关分析，分析了各典型区近期农用地产能提升的关键方向。研究结果表明：广东省粤北和潮汕地区农用地利用强度最高，农用地产能潜力较小，未来产能提升空间较低，尤其是潮汕平原区，有的地方已经基本用尽潜力。雷州半岛、粤西南、粤中南地区产能潜力较高，未来产能有较大的提升空间。雷州半岛地区产能提升主要靠提高灌溉保证率；粤西南和粤中南提升的主要方向都是农田基础设施整治，提高灌溉保证率，同时改善土壤pH值和提高土壤肥力分别是粤西南区和粤中南区的另一个产能提升的重要方向；粤北主要靠提高灌溉保证率和有机质含量、改善田面坡度来提升产能;潮汕平原区农用地产能提升潜力较低，可通过对沿海土壤盐渍化的改善提升部分农用地产能。
在广东省农用地三个层次产能核算成果的基础上，分析了五个典型区农用地产能理论利用潜力（远景产能潜力）和可实现利用潜力（近期产能潜力）的空间分布格局，最后结合广东省农用地分等成果，根据各农用地分等参评因子的因子距和相关分析，分析了各典型区近期农用地产能提升的关键方向。研究结果表明：广东省粤北和潮汕地区农用地利用强度最高，农用地产能潜力较小，未来产能提升空间较低，尤其是潮汕平原区，有的地方已经基本用尽潜力。雷州半岛、粤西南、粤中南地区产能潜力较高，未来产能有较大的提升空间。雷州半岛地区产能提升主要靠提高灌溉保证率；粤西南和粤中南提升的主要方向都是农田基础设施整治，提高灌溉保证率，同时改善土壤pH值和提高土壤肥力分别是粤西南区和粤中南区的另一个产能提升的重要方向；粤北主要靠提高灌溉保证率和有机质含量、改善田面坡度来提升产能;潮汕平原区农用地产能提升潜力较低，可通过对沿海土壤盐渍化的改善提升部分农用地产能。
2011, 48(3):496-505.
DOI: 10.11766/trxb201006220258
摘要:
定量提取人为活动对土壤重金属积累的影响是进行土壤污染模拟的基础。本文研究了1949年来宜兴城区的扩张过程及在此影响下城市土壤中Cd、Cu、Pb和Zn等重金属的积累过程。利用变量分离法提取了重金属含量中的人为影响分量和自然背景分量，并估算了城市扩张影响下的积累通量。研究结果发现近30年来宜兴城区扩张快速，土壤中的重金属元素含量随着城市建设年限的增长显著升高。变量分离法较成功的解释了重金属元素积累的影响因素，Cd、Cu、Pb和Zn的人为影响分量的均值分别占各实测含量均值的16.6%、18.4%、33.22%和2.7 %。空间分布上4种重金属元素的趋势分量沿城市扩张方向均表现出明显的递减趋势，而自然背景分量无明显的空间变化趋势，主要受土壤理化性质的影响。最后利用曲面方程表达了人为活动影响下重金属积累通量的空间变化趋势，这可为进一步模拟城市化背景下重金属积累提供有效的参数。
定量提取人为活动对土壤重金属积累的影响是进行土壤污染模拟的基础。本文研究了1949年来宜兴城区的扩张过程及在此影响下城市土壤中Cd、Cu、Pb和Zn等重金属的积累过程。利用变量分离法提取了重金属含量中的人为影响分量和自然背景分量，并估算了城市扩张影响下的积累通量。研究结果发现近30年来宜兴城区扩张快速，土壤中的重金属元素含量随着城市建设年限的增长显著升高。变量分离法较成功的解释了重金属元素积累的影响因素，Cd、Cu、Pb和Zn的人为影响分量的均值分别占各实测含量均值的16.6%、18.4%、33.22%和2.7 %。空间分布上4种重金属元素的趋势分量沿城市扩张方向均表现出明显的递减趋势，而自然背景分量无明显的空间变化趋势，主要受土壤理化性质的影响。最后利用曲面方程表达了人为活动影响下重金属积累通量的空间变化趋势，这可为进一步模拟城市化背景下重金属积累提供有效的参数。
2011, 48(3):506-515.
DOI: 10.11766/trxb201003230100
摘要:
研究土壤中汞（Hg）元素积累的空间变异和迁移转化规律对土壤利用、环境评价和污染修复具有重要参考价值。本研究选择经济发展迅速的苏南某地为研究区域，对土壤、水稻和大气降尘中的Hg进行了详细分析。结果表明，该区域土壤全Hg平均含量达1 345 μg kg-1，有效态Hg（HCl-Hg）平均含量51 μg kg-1，水稻Hg平均含量20 μg kg-1，大气Hg沉降量为5.13 g km-2 30 d-1。土壤和水稻高含量Hg主要积聚于城镇周边，随着与城镇距离的增加其含量逐渐减少。大气Hg沉降量在空间上变化不大。进入土壤中的Hg主要在土壤表层0~20 cm范围内富集，但直至60 cm深处依然存在积累现象，整个剖面土壤活性态汞和半活性态汞含量占全汞的比例变化不大。研究区土壤出现了明显Hg积累，导致水稻Hg吸收明显增加，不少样点超过了国家土壤环境质量二级标准（300 μg kg-1）和国家食品污染物限量标准（20 μg kg-1），可能对环境和人体健康产生危害。较低的大气Hg沉降量和土壤积累的Hg已与土壤条件达到平衡的事实表明，目前Hg的积累已明显减少。今后应采取措施修复污染土壤或者通过改变作物种类来减少土壤Hg含量或抑制作物对Hg的吸收，达到环境治理的目的。
研究土壤中汞（Hg）元素积累的空间变异和迁移转化规律对土壤利用、环境评价和污染修复具有重要参考价值。本研究选择经济发展迅速的苏南某地为研究区域，对土壤、水稻和大气降尘中的Hg进行了详细分析。结果表明，该区域土壤全Hg平均含量达1 345 μg kg-1，有效态Hg（HCl-Hg）平均含量51 μg kg-1，水稻Hg平均含量20 μg kg-1，大气Hg沉降量为5.13 g km-2 30 d-1。土壤和水稻高含量Hg主要积聚于城镇周边，随着与城镇距离的增加其含量逐渐减少。大气Hg沉降量在空间上变化不大。进入土壤中的Hg主要在土壤表层0~20 cm范围内富集，但直至60 cm深处依然存在积累现象，整个剖面土壤活性态汞和半活性态汞含量占全汞的比例变化不大。研究区土壤出现了明显Hg积累，导致水稻Hg吸收明显增加，不少样点超过了国家土壤环境质量二级标准（300 μg kg-1）和国家食品污染物限量标准（20 μg kg-1），可能对环境和人体健康产生危害。较低的大气Hg沉降量和土壤积累的Hg已与土壤条件达到平衡的事实表明，目前Hg的积累已明显减少。今后应采取措施修复污染土壤或者通过改变作物种类来减少土壤Hg含量或抑制作物对Hg的吸收，达到环境治理的目的。
2011, 48(3):518-523.
DOI: 10.11766/trxb200909060399
摘要:
通过对杭州周边某设施蔬菜大棚基地的土壤采集分析和农田残留农膜的提取分析，结果表明该地区土壤存在一定程度的酞酸酯污染，污染程度与国内大部分农田土壤相当。农膜中酞酸酯含量和农膜类型对土壤酞酸酯含量均有一定得影响。农膜中酞酸酯含量和土壤中酞酸酯含量具有显著正相关性，长期覆盖的农膜与黑色农膜覆盖土壤的酞酸酯含量相对较高，因此减少残旧农膜在土壤中的残留是减少土壤酞酸酯污染的有效途径之一。大棚覆盖或地膜覆盖等不同农膜覆盖方式对土壤酞酸酯含量在本研究中没有发现有显著差异。土壤酞酸酯含量与土壤有机质极显著正相关，表明土壤有机质对酞酸酯特别是高分子量酞酸酯化合物在土壤中的环境行为有重要的作用。
通过对杭州周边某设施蔬菜大棚基地的土壤采集分析和农田残留农膜的提取分析，结果表明该地区土壤存在一定程度的酞酸酯污染，污染程度与国内大部分农田土壤相当。农膜中酞酸酯含量和农膜类型对土壤酞酸酯含量均有一定得影响。农膜中酞酸酯含量和土壤中酞酸酯含量具有显著正相关性，长期覆盖的农膜与黑色农膜覆盖土壤的酞酸酯含量相对较高，因此减少残旧农膜在土壤中的残留是减少土壤酞酸酯污染的有效途径之一。大棚覆盖或地膜覆盖等不同农膜覆盖方式对土壤酞酸酯含量在本研究中没有发现有显著差异。土壤酞酸酯含量与土壤有机质极显著正相关，表明土壤有机质对酞酸酯特别是高分子量酞酸酯化合物在土壤中的环境行为有重要的作用。
2011, 48(3):524-532.
DOI: 10.11766/trxb200907190318
摘要:
通过在高垄埋设水银负压计，研究土壤水势动态，并在枸杞不同生育期对潜水位以上各土层盐分进行取样分析，研究土壤盐分周年动态变化，为地下水浅埋区重度盐碱地改良利用提供理论依据。试验结果表明在覆膜滴灌一个灌溉周期内，土壤水分运动始终为自滴头下方饱和区持续径向向外扩散；雨季降雨使水分从土壤剖面整体向下运动，随着潜水位的升高水分运动逐渐减弱，转为自垄中部向垄坡方向运动。盐分运动受水分运动影响明显，周年盐分动态可以分为春季强烈蒸发——积盐阶段；灌溉淋洗——稳定阶段；雨季淋溶——脱盐阶段；秋季蒸发——积盐阶段和冬季相对稳定阶段五个阶段，剖面土壤电导率(EC1:5)均值从1.64 dS -m增长至1.69 dS -m，土壤未明显积盐。盐分的剖面分布表明滴灌灌溉调控了水分盐分在土壤中的分布，为作物根系生长提供了良好的土壤环境条件，因此，地下水浅埋区重度盐碱地可以利用高垄覆膜咸水滴灌技术加以利用。
通过在高垄埋设水银负压计，研究土壤水势动态，并在枸杞不同生育期对潜水位以上各土层盐分进行取样分析，研究土壤盐分周年动态变化，为地下水浅埋区重度盐碱地改良利用提供理论依据。试验结果表明在覆膜滴灌一个灌溉周期内，土壤水分运动始终为自滴头下方饱和区持续径向向外扩散；雨季降雨使水分从土壤剖面整体向下运动，随着潜水位的升高水分运动逐渐减弱，转为自垄中部向垄坡方向运动。盐分运动受水分运动影响明显，周年盐分动态可以分为春季强烈蒸发——积盐阶段；灌溉淋洗——稳定阶段；雨季淋溶——脱盐阶段；秋季蒸发——积盐阶段和冬季相对稳定阶段五个阶段，剖面土壤电导率(EC1:5)均值从1.64 dS -m增长至1.69 dS -m，土壤未明显积盐。盐分的剖面分布表明滴灌灌溉调控了水分盐分在土壤中的分布，为作物根系生长提供了良好的土壤环境条件，因此，地下水浅埋区重度盐碱地可以利用高垄覆膜咸水滴灌技术加以利用。
2011, 48(3):533-539.
DOI: 10.11766/trxb200906260288
摘要:
利用张力计测定蒸发过程中低吸力段土壤水分特征曲线，对比研究了秸秆在经过粉碎、氨化及与无机土壤改良剂混合三种措施处理后对土壤饱和含水量、低吸力段土壤持水及供水能力和早期干旱过程中土壤脱水速度的影响。结果显示：粉碎秸秆施入土壤后提高了土壤饱和含水量、持水及供水能力，而长秸秆对土壤饱和含水量、持水及供水能力的影响较小；粉碎并氨化的秸秆对土壤饱和含水量、持水及供水能力的提高作用更为显著。粉碎秸秆及长秸秆处理均易造成早期干旱过程中脱水速度过快，氨化后或当秸秆与无机土壤改良剂混合施入土壤时，土壤低吸力段脱水速度明显减慢，利于土壤有效水的保存。该结果为提出新的能最大效率发挥秸秆改良土壤作用的秸秆还田方式提供了一定的理论基础。
利用张力计测定蒸发过程中低吸力段土壤水分特征曲线，对比研究了秸秆在经过粉碎、氨化及与无机土壤改良剂混合三种措施处理后对土壤饱和含水量、低吸力段土壤持水及供水能力和早期干旱过程中土壤脱水速度的影响。结果显示：粉碎秸秆施入土壤后提高了土壤饱和含水量、持水及供水能力，而长秸秆对土壤饱和含水量、持水及供水能力的影响较小；粉碎并氨化的秸秆对土壤饱和含水量、持水及供水能力的提高作用更为显著。粉碎秸秆及长秸秆处理均易造成早期干旱过程中脱水速度过快，氨化后或当秸秆与无机土壤改良剂混合施入土壤时，土壤低吸力段脱水速度明显减慢，利于土壤有效水的保存。该结果为提出新的能最大效率发挥秸秆改良土壤作用的秸秆还田方式提供了一定的理论基础。
2011, 48(3):540-548.
DOI: 10.11766/trxb200909160420
摘要:
以中国8种典型土壤（砂质潮土、壤质潮土、黄泥土、乌栅土、红壤土、红粘土、赤红壤和砖红壤）为代表，评价它们在经过高温高压间歇灭菌前后主要性质的变化，包括土壤有机质（OM）、比表面积（SSA）、pH、阳离子交换量（CEC）、游离铁铝氧化物(Fed，Ald)、电荷零点（ZPC），同时比较土壤灭菌前后的细菌、真菌、放线菌的数量，以评估灭菌效果。结果表明，除了砂质潮土和红壤土高温高压灭菌后OM含量显著增加外，其他6种土壤的OM含量受该灭菌方法的影响不大；酸性和有机质含量高的土壤，pH受高温高压灭菌影响较大，而碱性和有机质含量低的土壤则影响不大；所有研究土壤的SSA均显著降低，而CEC和Fed，Ald没有显著变化；四种可变电荷土壤中，红粘土、赤红壤和砖红壤的电荷零点（ZPC）没有变化，而红壤土的ZPC则显著降低，且未出现于本研究测定的pH范围内（pH=2.5-8）；该方法虽然能显著降低细菌、真菌、放线菌的数量，但不能达到理想的完全去除土壤微生物的目的。由于土壤是一个复杂的多物质体系，受高温高压灭菌导致其性质变化还有很多未发现未挖掘的现象和机理，因此进一步的研究非常必要。
以中国8种典型土壤（砂质潮土、壤质潮土、黄泥土、乌栅土、红壤土、红粘土、赤红壤和砖红壤）为代表，评价它们在经过高温高压间歇灭菌前后主要性质的变化，包括土壤有机质（OM）、比表面积（SSA）、pH、阳离子交换量（CEC）、游离铁铝氧化物(Fed，Ald)、电荷零点（ZPC），同时比较土壤灭菌前后的细菌、真菌、放线菌的数量，以评估灭菌效果。结果表明，除了砂质潮土和红壤土高温高压灭菌后OM含量显著增加外，其他6种土壤的OM含量受该灭菌方法的影响不大；酸性和有机质含量高的土壤，pH受高温高压灭菌影响较大，而碱性和有机质含量低的土壤则影响不大；所有研究土壤的SSA均显著降低，而CEC和Fed，Ald没有显著变化；四种可变电荷土壤中，红粘土、赤红壤和砖红壤的电荷零点（ZPC）没有变化，而红壤土的ZPC则显著降低，且未出现于本研究测定的pH范围内（pH=2.5-8）；该方法虽然能显著降低细菌、真菌、放线菌的数量，但不能达到理想的完全去除土壤微生物的目的。由于土壤是一个复杂的多物质体系，受高温高压灭菌导致其性质变化还有很多未发现未挖掘的现象和机理，因此进一步的研究非常必要。
2011, 48(3):549-556.
DOI: 10.11766/trxb200912220584
摘要:
采用柱淋溶实验方法研究了二氧化钛纳米颗粒对铜在不同土壤中运移的影响。结果表明，在有机质含量较低的灰褐土和潮土中，二氧化钛纳米颗粒的存在使铜在这两种土壤中迁移能力分别增强了8 432倍和32倍，二氧化钛纳米颗粒结合态铜是铜在土壤中运移的主要形态。然而这一现象在具有较高有机质含量的褐土和黑土中变得不明显。在褐土中只有1.35%的铜以二氧化钛纳米颗粒结合态运移；而在黑土中，几乎没有二氧化钛纳米颗粒结合态运移的铜，二氧化钛纳米颗粒不作为铜离子运移的载体。在运移过程中，铜能部分或完全地从二氧化钛纳米颗粒上解吸下来。土壤有机质是引起二氧化钛纳米颗粒吸附态铜解吸的重要因素，铜从二氧化钛纳米颗粒上解吸比率随着土壤有机质含量的增加而增加。土壤有机质对铜离子具有强烈的络合作用，土壤有机质越高，越容易从二氧化钛纳米颗粒上竞争吸附铜离子，从而增加铜的解吸比率。
采用柱淋溶实验方法研究了二氧化钛纳米颗粒对铜在不同土壤中运移的影响。结果表明，在有机质含量较低的灰褐土和潮土中，二氧化钛纳米颗粒的存在使铜在这两种土壤中迁移能力分别增强了8 432倍和32倍，二氧化钛纳米颗粒结合态铜是铜在土壤中运移的主要形态。然而这一现象在具有较高有机质含量的褐土和黑土中变得不明显。在褐土中只有1.35%的铜以二氧化钛纳米颗粒结合态运移；而在黑土中，几乎没有二氧化钛纳米颗粒结合态运移的铜，二氧化钛纳米颗粒不作为铜离子运移的载体。在运移过程中，铜能部分或完全地从二氧化钛纳米颗粒上解吸下来。土壤有机质是引起二氧化钛纳米颗粒吸附态铜解吸的重要因素，铜从二氧化钛纳米颗粒上解吸比率随着土壤有机质含量的增加而增加。土壤有机质对铜离子具有强烈的络合作用，土壤有机质越高，越容易从二氧化钛纳米颗粒上竞争吸附铜离子，从而增加铜的解吸比率。
2011, 48(3):557-562.
DOI: 10.11766/trxb200908130348
摘要:
研究了离子强度对2种可变电荷土壤中磷酸根吸附和解吸的影响，结果表明当pH分别大于3.7和4.0时，红壤和砖红壤对磷酸根的吸附量随离子强度的增加而增加，当pH分别小于3.7和4.0时，红壤和砖红壤对磷酸根的吸附量随离子强度呈相反的变化趋势。电解质主要通过改变离子专性吸附面上的电位来影响磷酸根的吸附。Zeta电位的测定结果表明，当pH大于土壤胶体的等电点(IEP)时，吸附面上电位为负值，且随离子强度增加数值减小，对磷酸根的排斥力减小，土壤表面对磷酸根的吸附量增加；当pH小于IEP时，吸附面上的电位为正值，它随离子强度增加而减小，不利于磷酸根的吸附。解吸实验的结果表明，吸附于可变电荷土壤表面的磷酸根在去离子水中的解吸量高于0.1 mol L-1 NaNO3体系中的。这同样由于电解质对土壤表面吸附面上的电位的影响所致。
研究了离子强度对2种可变电荷土壤中磷酸根吸附和解吸的影响，结果表明当pH分别大于3.7和4.0时，红壤和砖红壤对磷酸根的吸附量随离子强度的增加而增加，当pH分别小于3.7和4.0时，红壤和砖红壤对磷酸根的吸附量随离子强度呈相反的变化趋势。电解质主要通过改变离子专性吸附面上的电位来影响磷酸根的吸附。Zeta电位的测定结果表明，当pH大于土壤胶体的等电点(IEP)时，吸附面上电位为负值，且随离子强度增加数值减小，对磷酸根的排斥力减小，土壤表面对磷酸根的吸附量增加；当pH小于IEP时，吸附面上的电位为正值，它随离子强度增加而减小，不利于磷酸根的吸附。解吸实验的结果表明，吸附于可变电荷土壤表面的磷酸根在去离子水中的解吸量高于0.1 mol L-1 NaNO3体系中的。这同样由于电解质对土壤表面吸附面上的电位的影响所致。
2011, 48(3):563-569.
DOI: 10.11766/trxb200910140453
摘要:
通过利用pH 2.5、4.0和5.6的模拟酸雨喷淋乐东拟单性木兰（Paramecia latungensis）、青冈（Cyclobalanopsis glauca）和秃瓣杜英（Elaeocarpus glabripetalus)3种浙江典型地带性阔叶植物幼苗-土壤系统（编号分别为PL、CG和EG），研究了模拟酸雨短期胁迫对土壤呼吸的影响。结果表明：（1）不同生长季，重度酸雨（pH2.5）对PL和CG土壤呼吸E值影响显著，PL均低于对照（pH 5.6），CG冬季低于对照而春夏较对照高，EG仅冬季变化显著。中度酸雨（pH4.0）对PL的E值作用显著，除2007年8月较对照高25.3%外，均低于对照。CG 的E值于2006年12月和2007年8月分别受中度酸雨的显著影响，12月低于对照，而8月升高至1.96 μmol m-2 s-1。中度酸雨仅在2007年11月使EG的E值显著降低了18.0%。（2）在生长周期内，PL和EG的土壤呼吸对模拟酸雨无显著响应，CG虽分别升高了87.8%（重度酸雨组）和11.1%（中度酸雨组），但是仅重度酸雨作用显著。（3）影响PL及CG土壤呼吸的主要因素是土壤温度和模拟酸雨，EG以土壤温度为主因子。模拟酸雨对CG土壤呼吸的作用强于PL， CG土壤呼吸E值与酸雨pH值负相关。
通过利用pH 2.5、4.0和5.6的模拟酸雨喷淋乐东拟单性木兰（Paramecia latungensis）、青冈（Cyclobalanopsis glauca）和秃瓣杜英（Elaeocarpus glabripetalus)3种浙江典型地带性阔叶植物幼苗-土壤系统（编号分别为PL、CG和EG），研究了模拟酸雨短期胁迫对土壤呼吸的影响。结果表明：（1）不同生长季，重度酸雨（pH2.5）对PL和CG土壤呼吸E值影响显著，PL均低于对照（pH 5.6），CG冬季低于对照而春夏较对照高，EG仅冬季变化显著。中度酸雨（pH4.0）对PL的E值作用显著，除2007年8月较对照高25.3%外，均低于对照。CG 的E值于2006年12月和2007年8月分别受中度酸雨的显著影响，12月低于对照，而8月升高至1.96 μmol m-2 s-1。中度酸雨仅在2007年11月使EG的E值显著降低了18.0%。（2）在生长周期内，PL和EG的土壤呼吸对模拟酸雨无显著响应，CG虽分别升高了87.8%（重度酸雨组）和11.1%（中度酸雨组），但是仅重度酸雨作用显著。（3）影响PL及CG土壤呼吸的主要因素是土壤温度和模拟酸雨，EG以土壤温度为主因子。模拟酸雨对CG土壤呼吸的作用强于PL， CG土壤呼吸E值与酸雨pH值负相关。
2011, 48(3):570-577.
DOI: 10.11766/trxb201006260262
摘要:
研究了腾格里沙漠东南缘沙坡头地区不同建植年限（16、21、27、44和52a）人工植被区中发育藻结皮的净光合速率、年固碳量和累计固碳量变化特征，并分析了其与结皮生物学参数（盖度和生物量）和土壤表层0～3 cm有机碳含量的相关关系。结果表明：1）随着人工植被建植年限的增加，藻结皮的最大净光合速率显著增加，从植被建植16 a藻结皮的1.63 μmol m-2 s-1增加到植被建植52 a的2.81 μmol m-2 s-1；藻结皮的最大光合速率与结皮生物量和结皮盖度呈显著正相关关系；2）藻结皮的年固碳量随植被区建植年限的延长呈指数增加，随着人工植被建植年限的增加，藻结皮的年固碳量显著增加，从建植16 a藻结皮的C 0.2 g m-2 a-1增加到52 a的C 2.78 g m-2 a-1；3）植被区建植后，藻结皮的固碳总量经历两个阶段的变化，建植16 a到27 a，藻结皮固碳总量在C 2.2～6.2 g m-2，建植44 a后，固碳总量增加到C 23.9 g m-2；并且，藻结皮的固碳总量与土壤表层有机碳含量呈显著线性正相关关系。以上研究结果说明，随着人工植被固沙区的演替，藻结皮发育成熟度逐渐提高，其光合固碳能力显著提高，有利于干旱区土壤有机碳的累计。
研究了腾格里沙漠东南缘沙坡头地区不同建植年限（16、21、27、44和52a）人工植被区中发育藻结皮的净光合速率、年固碳量和累计固碳量变化特征，并分析了其与结皮生物学参数（盖度和生物量）和土壤表层0～3 cm有机碳含量的相关关系。结果表明：1）随着人工植被建植年限的增加，藻结皮的最大净光合速率显著增加，从植被建植16 a藻结皮的1.63 μmol m-2 s-1增加到植被建植52 a的2.81 μmol m-2 s-1；藻结皮的最大光合速率与结皮生物量和结皮盖度呈显著正相关关系；2）藻结皮的年固碳量随植被区建植年限的延长呈指数增加，随着人工植被建植年限的增加，藻结皮的年固碳量显著增加，从建植16 a藻结皮的C 0.2 g m-2 a-1增加到52 a的C 2.78 g m-2 a-1；3）植被区建植后，藻结皮的固碳总量经历两个阶段的变化，建植16 a到27 a，藻结皮固碳总量在C 2.2～6.2 g m-2，建植44 a后，固碳总量增加到C 23.9 g m-2；并且，藻结皮的固碳总量与土壤表层有机碳含量呈显著线性正相关关系。以上研究结果说明，随着人工植被固沙区的演替，藻结皮发育成熟度逐渐提高，其光合固碳能力显著提高，有利于干旱区土壤有机碳的累计。
2011, 48(3):576-586.
DOI: 10.11766/trxb200908260377
摘要:
次生碳酸盐是干旱、半干旱地区土壤碳库的一个重要组成部分，较有机碳库大2倍～5倍，其形成与周转对该地区土壤碳平衡具有十分重要的意义。本文以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象，拟通过分析测定土壤碳酸盐(SC)含量及其δ13C值、土壤CO2的δ13C值和母质风化物的δ13C值等，探讨土壤次生碳酸盐形成和重结晶过程中对土壤CO2的固定，并计算其固定量。结果表明：次生碳酸盐的δ13C值主要由土壤CO2的碳同位素组成决定，可用土壤CO2的δ13C值计算次生碳酸盐的δ13C值。对该研究区SC进行区分，发现在40～50、50～60、60～80和80～100 cm土层，次生碳酸盐所占的比例分别为83.6%、65.4%、41.7%和17.4%。应用δ13C值和化学平衡原理估算该地区次生碳酸盐形成和重结晶过程中固定的CO2量，得出40～50、50～60、60～80和80～100 cm土层每千克土壤中分别固定了38.3、39.2、25.1和9.2 g的土壤 CO2。
次生碳酸盐是干旱、半干旱地区土壤碳库的一个重要组成部分，较有机碳库大2倍～5倍，其形成与周转对该地区土壤碳平衡具有十分重要的意义。本文以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象，拟通过分析测定土壤碳酸盐(SC)含量及其δ13C值、土壤CO2的δ13C值和母质风化物的δ13C值等，探讨土壤次生碳酸盐形成和重结晶过程中对土壤CO2的固定，并计算其固定量。结果表明：次生碳酸盐的δ13C值主要由土壤CO2的碳同位素组成决定，可用土壤CO2的δ13C值计算次生碳酸盐的δ13C值。对该研究区SC进行区分，发现在40～50、50～60、60～80和80～100 cm土层，次生碳酸盐所占的比例分别为83.6%、65.4%、41.7%和17.4%。应用δ13C值和化学平衡原理估算该地区次生碳酸盐形成和重结晶过程中固定的CO2量，得出40～50、50～60、60～80和80～100 cm土层每千克土壤中分别固定了38.3、39.2、25.1和9.2 g的土壤 CO2。
2011, 48(3):587-593.
DOI: 10.11766/trxb200911090499
摘要:
2007～2008年，在分别于1999、2002和2006年种植Cry1Ac基因抗虫棉的棉田中，于棉花的苗期、蕾期、花铃期和吐絮期采集土壤样品，采用改良的Tullgren法收集土壤中的中小型节肢动物，以监测长期种植转基因抗虫棉对土壤节肢动物群落的影响。2年8次采样共获得12类中小型节肢动物，隶属于节肢动物门中的7纲10目，其中弹尾目、蜱螨目、蜘蛛目为本地区棉田中的优势类群，综合纲、双翅目、半翅目、双尾目、鞘翅目和同翅目为常见类群。广义线性混合模型分析结果表明，随着转基因抗虫棉种植年限的增加，各转基因抗虫棉田中的土壤主要类群中小型节肢动物的个体密度和多样性指数没有产生显著性差异，但是随着采样时期的不同各棉田土壤主要中小型节肢动物的个体密度和群落多样性指数均呈显著性季节变化。主成分分析表明，弹尾目、蜘蛛目、蜱螨目的得分值较高，可作为本地区未来转基因抗虫棉环境影响监测的重要指标生物。
2007～2008年，在分别于1999、2002和2006年种植Cry1Ac基因抗虫棉的棉田中，于棉花的苗期、蕾期、花铃期和吐絮期采集土壤样品，采用改良的Tullgren法收集土壤中的中小型节肢动物，以监测长期种植转基因抗虫棉对土壤节肢动物群落的影响。2年8次采样共获得12类中小型节肢动物，隶属于节肢动物门中的7纲10目，其中弹尾目、蜱螨目、蜘蛛目为本地区棉田中的优势类群，综合纲、双翅目、半翅目、双尾目、鞘翅目和同翅目为常见类群。广义线性混合模型分析结果表明，随着转基因抗虫棉种植年限的增加，各转基因抗虫棉田中的土壤主要类群中小型节肢动物的个体密度和多样性指数没有产生显著性差异，但是随着采样时期的不同各棉田土壤主要中小型节肢动物的个体密度和群落多样性指数均呈显著性季节变化。主成分分析表明，弹尾目、蜘蛛目、蜱螨目的得分值较高，可作为本地区未来转基因抗虫棉环境影响监测的重要指标生物。
2011, 48(3):594-602.
DOI: 10.11766/trxb201004190145
摘要:
利用中国科学院桃源农业生态试验站坡地不同利用方式长期定位观测试验场农田、自然恢复和茶园土壤为研究对象，直接从土壤中抽提总DNA，应用T-RFLP和RT-PCR技术研究红壤坡地利用方式对土壤细菌群落结构的影响。结果表明，红壤坡地三种土地利用方式土壤细菌多样性指数农田＞茶园＞自然恢复（p<0.05），但土壤细菌数量茶园＞自然恢复＞农田（p<0.05），茶园土壤细菌数量是农田的8.76倍。基于T-RFLP图谱的样品间相似性指数和主要限制性片段（T-RFs）定性分析均表明，农田与茶园和自然恢复土壤均存在显著的差异（p<0.05），而茶园和自然恢复土壤细菌群落比较相似。不同土地利用方式土壤有机质、有效磷和速效钾均对土壤细菌群落结构产生显著影响（p<0.05）。综合考虑经济效益和保持红壤坡地的可持续利用，茶园将成为中国南方红壤丘陵坡地可持续利用的一种有效方式。
利用中国科学院桃源农业生态试验站坡地不同利用方式长期定位观测试验场农田、自然恢复和茶园土壤为研究对象，直接从土壤中抽提总DNA，应用T-RFLP和RT-PCR技术研究红壤坡地利用方式对土壤细菌群落结构的影响。结果表明，红壤坡地三种土地利用方式土壤细菌多样性指数农田＞茶园＞自然恢复（p<0.05），但土壤细菌数量茶园＞自然恢复＞农田（p<0.05），茶园土壤细菌数量是农田的8.76倍。基于T-RFLP图谱的样品间相似性指数和主要限制性片段（T-RFs）定性分析均表明，农田与茶园和自然恢复土壤均存在显著的差异（p<0.05），而茶园和自然恢复土壤细菌群落比较相似。不同土地利用方式土壤有机质、有效磷和速效钾均对土壤细菌群落结构产生显著影响（p<0.05）。综合考虑经济效益和保持红壤坡地的可持续利用，茶园将成为中国南方红壤丘陵坡地可持续利用的一种有效方式。
2011, 48(3):603-611.
DOI: 10.11766/trxb201005130189
摘要:
凋落物分解是陆地生态系统养分循环的关键过程，明确凋落物多样性如何影响土壤微生物群落构成和多度，继而潜在地改变凋落物分解的微生物学机制有助于认识生物多样性和森林生态系统功能的关系。通过小盆模拟试验，应用磷脂脂肪酸谱图的方法研究了我国南方红壤丘陵区典型物种马尾松和湿地松的凋落物分别与白栎和青冈的凋落物混合，与单一针叶凋落物分解时相比，针阔混合凋落物分解过程中土壤微生物群落结构的变化，结果显示：(1)针阔混合凋落物分解时土壤微生物群落磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids，PLFA)总量低于单一针叶处理，细菌和放线菌的相对多度高于单一针叶处理，真菌则相反，群落真菌/细菌低于单一针叶处理，土壤微生物生物量的差异主要来自于真菌；(2)主成分分析表明：针阔混合凋落物分解与单一针叶凋落物分解的土壤微生物群落结构差异显著，两个时期(分解9个月和18个月)主成分一分别可以解释65.74%和89.63%的变异，第一主成分主要包括18:2ω6,9、18:1ω9c、17:0和10Me18:0等磷脂脂肪酸；(3)土壤微生物群落结构受凋落物初始C/N和木质素/N调控，土壤微生物群落细菌的相对多度与凋落物初始C/N和木质素/N显著负相关，真菌则与凋落物初始C/N和木质素/N显著正相关，群落真菌/细菌与凋落物初始C/N和木质素/N显著正相关。针阔凋落物混合分解通过改变凋落物C/N和木质素/N，提供了对分解者更为有利的微环境。
凋落物分解是陆地生态系统养分循环的关键过程，明确凋落物多样性如何影响土壤微生物群落构成和多度，继而潜在地改变凋落物分解的微生物学机制有助于认识生物多样性和森林生态系统功能的关系。通过小盆模拟试验，应用磷脂脂肪酸谱图的方法研究了我国南方红壤丘陵区典型物种马尾松和湿地松的凋落物分别与白栎和青冈的凋落物混合，与单一针叶凋落物分解时相比，针阔混合凋落物分解过程中土壤微生物群落结构的变化，结果显示：(1)针阔混合凋落物分解时土壤微生物群落磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids，PLFA)总量低于单一针叶处理，细菌和放线菌的相对多度高于单一针叶处理，真菌则相反，群落真菌/细菌低于单一针叶处理，土壤微生物生物量的差异主要来自于真菌；(2)主成分分析表明：针阔混合凋落物分解与单一针叶凋落物分解的土壤微生物群落结构差异显著，两个时期(分解9个月和18个月)主成分一分别可以解释65.74%和89.63%的变异，第一主成分主要包括18:2ω6,9、18:1ω9c、17:0和10Me18:0等磷脂脂肪酸；(3)土壤微生物群落结构受凋落物初始C/N和木质素/N调控，土壤微生物群落细菌的相对多度与凋落物初始C/N和木质素/N显著负相关，真菌则与凋落物初始C/N和木质素/N显著正相关，群落真菌/细菌与凋落物初始C/N和木质素/N显著正相关。针阔凋落物混合分解通过改变凋落物C/N和木质素/N，提供了对分解者更为有利的微环境。
> 综述与评论
2011, 48(3):612-618.
DOI: 10.11766/trxb201007120287
摘要:
土壤连作后导致土壤微生物生态失衡，病原微生物富集，有益微生物减少，土壤微生物从细菌主导型向真菌主导型转化，使病原菌更容易侵染植物而引发植物的各种土传病害。施用微生物有机肥可以将失衡的微生物区系恢复到健康的状态，从而可以起到防治土传病害的作用。本文围绕连作引起的土壤中各大类微生物数量和种类的变化以及连作土壤施用微生物有机肥修复后其微生物数量和种类的变化进行了综述，并通过与传统技术比较，介绍了454高通量测序研究方法的优越性，指出了其在土壤微生物区系研究中的重要性。
土壤连作后导致土壤微生物生态失衡，病原微生物富集，有益微生物减少，土壤微生物从细菌主导型向真菌主导型转化，使病原菌更容易侵染植物而引发植物的各种土传病害。施用微生物有机肥可以将失衡的微生物区系恢复到健康的状态，从而可以起到防治土传病害的作用。本文围绕连作引起的土壤中各大类微生物数量和种类的变化以及连作土壤施用微生物有机肥修复后其微生物数量和种类的变化进行了综述，并通过与传统技术比较，介绍了454高通量测序研究方法的优越性，指出了其在土壤微生物区系研究中的重要性。
2011, 48(3):619-628.
DOI: 10.11766/trxb201004050120
摘要:
甲烷是一种重要的温室气体，其对全球气候变暖的贡献率约占20%。微生物进行的甲烷厌氧氧化（Anaerobic oxidation of methane，AOM）是减少自然环境中该温室气体排放的重要生物途径。根据耦联反应的不同，可将AOM分为两类，即硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化（Sulphate-dependent anaerobic methane oxidation, SAMO）和反硝化型甲烷厌氧氧化(Denitrification-dependent anaerobic methane oxidation, DAMO)，前者以SO42-作为AOM的最终电子受体，后者以NO2-/NO3-作为AOM的最终电子受体。深入了解这两种类型AOM的发生机理，有助于更好地理解该生物过程的重要性，为AOM工艺的开发提供理论依据。鉴此，本文简要介绍了不同类型的AOM及其参与的微生物，着重阐述了其发生机理，并探讨了AOM未来的研究方向与应用前景。
甲烷是一种重要的温室气体，其对全球气候变暖的贡献率约占20%。微生物进行的甲烷厌氧氧化（Anaerobic oxidation of methane，AOM）是减少自然环境中该温室气体排放的重要生物途径。根据耦联反应的不同，可将AOM分为两类，即硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化（Sulphate-dependent anaerobic methane oxidation, SAMO）和反硝化型甲烷厌氧氧化(Denitrification-dependent anaerobic methane oxidation, DAMO)，前者以SO42-作为AOM的最终电子受体，后者以NO2-/NO3-作为AOM的最终电子受体。深入了解这两种类型AOM的发生机理，有助于更好地理解该生物过程的重要性，为AOM工艺的开发提供理论依据。鉴此，本文简要介绍了不同类型的AOM及其参与的微生物，着重阐述了其发生机理，并探讨了AOM未来的研究方向与应用前景。
2011, 48(3):629-638.
DOI: 10.11766/trxb201001290043
摘要:
环境矿物材料包括天然矿物及改性和人工合成矿物等材料。国内外科技人员相继开展了利用环境矿物材料修复土壤的机理与应用研究，取得了显著的进展。本文在概述环境矿物材料研究进展的基础上重点综述了环境矿物材料在修复重金属、有机污染物和病毒污染土壤中的应用。其中，重点论述了硅酸盐矿物、磷灰石、金属氧化物等天然矿物材料，以及改性和人工合成矿物材料在修复重金属污染土壤中的应用效果及其机理；同时阐述了硅酸盐矿物和金属氧化物在修复有机污染和病毒污染土壤中的应用效果及其机理；最后展望其主要研究方向。
环境矿物材料包括天然矿物及改性和人工合成矿物等材料。国内外科技人员相继开展了利用环境矿物材料修复土壤的机理与应用研究，取得了显著的进展。本文在概述环境矿物材料研究进展的基础上重点综述了环境矿物材料在修复重金属、有机污染物和病毒污染土壤中的应用。其中，重点论述了硅酸盐矿物、磷灰石、金属氧化物等天然矿物材料，以及改性和人工合成矿物材料在修复重金属污染土壤中的应用效果及其机理；同时阐述了硅酸盐矿物和金属氧化物在修复有机污染和病毒污染土壤中的应用效果及其机理；最后展望其主要研究方向。
> 研究简报
2011, 48(3):639-643.
DOI: 10.11766/trxb200908120345
摘要:
2011, 48(3):644-649.
DOI: 10.11766/trxb201003010069
摘要:
2011, 48(3):650-653.
DOI: 10.11766/trxb201002030050
摘要:
2011, 48(3):654-658.
DOI: 10.11766/trxb201004220154
摘要:
2011, 48(3):659-664.
DOI: 10.11766/trxb200911250535
摘要:
2011, 48(3):665-671.
DOI: 10.11766/trxb201003220099
摘要:
