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基于Meta分析研究毛竹入侵致土壤ph提升及养分和微生物群落结构的变化

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土壤学报 2024年第3期61卷 862-877页

作者：施宇森王杉杉方伟郑梦琦江秉鸿邵帅马晓敏徐秋芳浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江农林大学环境与资源学院杭州311300

诸多研究发现毛竹入侵周围林分提高土壤ph,但未见统计性描述报道。为此,本研究将通过大数据分析证实此现象的普遍性以及探究伴随的土壤养分和微生物变化。本研究收录包含毛竹入侵有关土壤ph变化的42篇文献总计101组数据,采用整合分析方... 详细信息

诸多研究发现毛竹入侵周围林分提高土壤ph,但未见统计性描述报道。为此,本研究将通过大数据分析证实此现象的普遍性以及探究伴随的土壤养分和微生物变化。本研究收录包含毛竹入侵有关土壤ph变化的42篇文献总计101组数据,采用整合分析方法(Meta-analysis)进行深入探讨。在研究土壤养分变化时,本文还结合了团队采集的12个毛竹入侵带的样地数据总计92个样品18组数据进行分析。结果表明,在所有的数据组中,84.9%的土壤在经过毛竹入侵后其ph有不同幅度的提升,说明毛竹入侵周围林分普遍提高土壤ph;土壤ph增加幅度随入侵阶段、毛竹纯林时间增加而增加,随土层深度增加而降低;入侵针叶林致土壤ph增加的幅度高于阔叶林。入侵的毛竹纯林与原生林相比,总体上显著降低(P土壤全氮(–15.9%)、硝态氮(–21.7%)、全碳(–2.0%),却增加(P土壤有效磷(+54.9%)、铵态氮(+14.7%)和碱解氮(+8.2%)。对27篇包含微生物数据的文献进行整合分析,结果表明毛竹入侵改变了微生物群落结构,增加(P土壤ph为普遍自然现象,结合土壤硝态氮和铵态氮指标的变化推测了导致土壤ph提升的可能机制,毛竹入侵提高了土壤细菌和真菌多样性,表明入侵对土壤微生物具有正反馈效应。

关键词： Meta分析毛竹入侵土壤ph 土壤养分土壤微生物群落

豫南夏花生种植区土壤ph时空演变及其驱动力

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生态学杂志 2024年第1期43卷 188-196页

作者：索炎炎张翔吴士文司贤宗李亮徐凤丹程培军李倩河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所郑州450002 华北水利水电大学测绘与地理信息学院郑州450046

研究花生种植区土壤酸化特征及其驱动因素,为花生种植土壤酸化改良提供理论依据。采用数据收集和田间取样分析方法,获取豫南典型花生种植区正阳县土壤ph及其驱动因子数据,利用GIS技术分析土壤ph时空变化特征,并基于增强回归树(BRT)模型... 详细信息

研究花生种植区土壤酸化特征及其驱动因素,为花生种植土壤酸化改良提供理论依据。采用数据收集和田间取样分析方法,获取豫南典型花生种植区正阳县土壤ph及其驱动因子数据,利用GIS技术分析土壤ph时空变化特征,并基于增强回归树(BRT)模型识别影响土壤酸化的关键驱动因素。结果表明:正阳县花生种植土壤ph普遍呈下降趋势;土壤ph平均值由1980年的7.06降至2020年的5.15;弱碱性与中性土壤面积大幅度下降,酸性土壤面积增加;1980—2020年土壤ph面积变化最大的区间为-2.0~-1.5,占全县面积的51.9%;砂姜黑土区土壤酸化最严重,而水稻土和潮土区土壤ph下降幅度较小;BRT模型分析表明,阳离子交换量是造成2020年土壤ph空间变异的最主要因素,其贡献率达到26.2%;其次是速效钾含量、年均降雨量、有机质含量和全氮含量,贡献率分别为11.0%、7.7%、7.2%和6.9%;土壤ph随土壤阳离子交换量、年均降雨量、速效钾含量、有机质含量的增加而增加,但随土壤全氮含量的增加而降低。综上,正阳县夏花生种植土壤酸化形势严峻,尤其是砂姜黑土区,具有普遍性和局部严重性的特征;所研究因素中,阳离子交换量是花生种植土壤ph空间变异的最主要驱动因素,今后应优化水肥管理,通过维持土壤中盐基离子库的平衡,提升土壤有机质和氮利用率,进而有效抑制土壤酸化。

关键词：花生种植区土壤ph 时空特征驱动因素增强回归树

有机肥对我国酸性和碱性土壤ph的影响差异及原因

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应用与环境生物学报 2024年

作者：郭慧婷高静张强李建华靳东升徐明岗山西农业大学生态环境产业技术研究院/土壤环境与养分资源山西省重点实验室山西农业大学资源环境学院

施用有机肥对改善土壤ph及提高作物产量稳定性具有重要作用；研究全国不同气候类型、土壤性质和农田管理措施下，施用有机肥对酸性和碱性土壤ph影响的差异及原因，可为有效提升土壤肥力、优化农田管理措施提供科学依据。共收集 2002年至... 详细信息

施用有机肥对改善土壤ph及提高作物产量稳定性具有重要作用；研究全国不同气候类型、土壤性质和农田管理措施下，施用有机肥对酸性和碱性土壤ph影响的差异及原因，可为有效提升土壤肥力、优化农田管理措施提供科学依据。共收集 2002年至 2022年间发表的103篇文献（308 组相对独立的涉及ph的数据），采用整合分析（Meta-analysis）方法从气候、土壤ph水平、有机肥类型、施肥量、施肥年限等多个方面定量分析了施用有机肥对我国农田土壤ph的影响。结果表明，酸性土壤条件下（ph 土壤ph提升幅度最大；在有机肥施用下，低有机质土壤ph增幅为8.07%，高量有机肥增幅为6.42%，粪肥增幅最显著为7.14%，中、长期施肥对土壤ph的提升幅度显著高于短期施肥。碱性土壤条件下（ph > 7），年均温≤ 8 ℃、降雨量400-600 mm时，施用有机肥对土壤ph降幅最大；有机肥施用显著降低了低有机质土壤ph（4.07%）；粪肥与商品有机肥对土壤ph降幅比生物有机肥高约3.60倍；随着有机肥施用量的增加，土壤ph下降幅度增加；中、长期施肥对土壤ph降低幅度最为显著（11.41%和7.82%）。在酸性土壤中有机肥施用年限是影响ph的主控因素，而碱性土壤则是年均温。总之，有机肥施用对不同酸碱度土壤ph的影响不同，低温且降雨量适中区在有机质含量较低的酸性土壤中长期施用高量粪肥可显著提高土壤ph，有效缓解土壤酸化效应，而碱性土壤中长期施用高量粪肥和商品有机肥均可有效降低土壤ph。该研究可为有机肥的合理施用和土壤肥力提升提供科学依据。

关键词：有机肥土壤ph 整合分析中国农田管理措施

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近30年四川省土壤ph时空变化特征研究

植物营养与肥料学报 2024年第6期30卷 1142-1151页

作者：何明江黑儿平晋雷雨陈志民秦鱼生上官宇先周子军陈琨曾祥忠喻华郭松四川省农业科学院农业资源与环境研究所四川成都610000 四川农业大学农学院四川成都611130 上海数喆数据科技股份有限公司四川成都610000 凉山彝族自治州农业农村局四川西昌615000

【目的】酸碱性(ph)是重要的土壤化学指标,影响着土壤质量和土壤健康状况。研究土壤ph的时空变化特征为农业生产和耕地质量管理提供借鉴。【方法】研究数据包括1979—1985年(1980s)全国第二次土壤普查和2005—2014年(2010s)测土配方施... 详细信息

【目的】酸碱性(ph)是重要的土壤化学指标,影响着土壤质量和土壤健康状况。研究土壤ph的时空变化特征为农业生产和耕地质量管理提供借鉴。【方法】研究数据包括1979—1985年(1980s)全国第二次土壤普查和2005—2014年(2010s)测土配方施肥项目期间四川省土壤ph的调查数据。利用ArcGIS 10.2软件中“Spatial Analyst”模块和反距离权重(inverse distance weighted,IDW)插值方法对土壤ph进行空间插值,获得土壤ph空间分布图;利用ArcGIS 10.2软件中栅格计算器获得两个时期的土壤ph变化状况,并统计分析不同土壤ph分级空间和面积变化。【结果】四川省土壤ph平均值由1980s的7.0降低至2010s的6.54。1980s时期四川省土壤ph在强酸性(ph≤4.5)、酸性(4.5ph≤5.5)、弱酸性(5.5ph≤6.5)、中性(6.5ph≤7.5)、弱碱性(7.5ph≤8.5)和碱性(8.5ph≤9.0)的面积占比分别为0.09%、14.58%、53.17%、12.57%、19.58%和0.01%。2010s时期,以上7个土壤ph分级的面积占比分别为0.06%、4.45%、30.41%、48.65%、16.40%和0.04%。从1980s到2010s期间,四川省土壤ph值升高的面积比例为49.63%,主要分布在四川西部地区,土壤ph值降低的面积比例为20.13%,主要分布在川中丘陵区。成都平原区各分级ph土壤面积变化较少,弱酸性土壤面积略增加,碱性土壤面积略减少。川中丘陵区酸性土壤面积占比增加,碱性土壤面积减少。盆周山区酸性和碱性土壤面积减少,中性土壤面积增加;川西南山地区各土壤ph分级面积变化比例较小,其酸性面积比例略减少,中性土壤面积增加;川西北高原山地区酸性、弱酸性土壤面积分别降低了9.00%、23.67%,中性土壤面积增加29.96%,碱性土壤面积略增加。【结论】从1980s到2010s的近30年间,四川省酸性土壤面积减少,中性土壤面积增大,然而在川中丘陵区有一定比例的土壤酸化,需引起重视。

关键词：四川土壤ph 时空变化测土配方施肥全国第二次土壤普查

土壤改良剂施用量对锥栗园土壤ph和养分含量的影响

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福建农业科技 2024年第3期55卷 51-56页

作者：杨晨怡王明元卫瑾怡王子澍华侨大学园艺科学与工程研究所福建厦门361021

为探究土壤改良剂施用量对锥栗果园酸性土壤环境的改良效果和对土壤养分含量的影响,以福建省建瓯市某锥栗园为研究对象,设置施入土壤改良剂0(CK)、373.13(A)、746.27(B)、1119.40(C)和1492.54 kg·hm^(−2)(D)5个浓度梯度,研究不同土壤... 详细信息

为探究土壤改良剂施用量对锥栗果园酸性土壤环境的改良效果和对土壤养分含量的影响,以福建省建瓯市某锥栗园为研究对象,设置施入土壤改良剂0(CK)、373.13(A)、746.27(B)、1119.40(C)和1492.54 kg·hm^(−2)(D)5个浓度梯度,研究不同土壤改良剂施用量对锥栗园土壤ph和养分含量(有机质、全氮、全磷、钙、镁、钾、硅)的影响。结果表明:与CK相比,D组显著提高了0~20 cm土层中镁、硅的含量,分别提高了35.3%、33.6%。B组显著提高了21~40 cm土层中有机质、全氮、全磷和硅的含量,分别提高了171.9%、52.4%、41.4%、23.1%;D组显著提高了21~40 cm土层中有机质、钾和硅的含量,分别提高了203.1%、54.8%、35.9%,同时ph值上升,有效改良土壤酸性环境。B组显著提高了41~60 cm土层中全氮、全磷、有机质的含量,分别上升了93.5%、41.7%、440.5%;D组显著提高了41~60 cm土层中有机质、全磷的含量,分别上升了297.3%、200%。不同浓度的酸性改良剂对锥栗土壤养分含量都有一定的改善效果,综合考虑土壤改良剂最适宜施加量为1492.54 kg·hm^(−2)。

关键词：锥栗园酸性土壤改良剂土壤ph 土壤养分

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安顺市土壤ph空间变异及影响因素分析

环境科学 2022年第4期43卷 2124-2132页

作者：陈清霞陆晓辉涂成龙贵州师范大学地理与环境科学学院(喀斯特研究院) 贵阳550025 贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地贵阳550025 贵州医科大学环境污染与疾病监控教育部重点实验室贵阳550025

探究土壤ph的空间分布特征及其变异规律,分析环境因子对土壤ph空间分异的影响,对安顺市山地复杂环境下土壤ph的精准管理和土壤资源的可持续利用具有重要意义.基于22851个野外采样点,综合采用全局Moran's I指数、冷热点分析、半方差函数... 详细信息

探究土壤ph的空间分布特征及其变异规律,分析环境因子对土壤ph空间分异的影响,对安顺市山地复杂环境下土壤ph的精准管理和土壤资源的可持续利用具有重要意义.基于22851个野外采样点,综合采用全局Moran's I指数、冷热点分析、半方差函数和克里金插值的方法,从不同角度揭示了安顺市土壤ph值的空间结构特征和分布规律,并借助地理探测器分析了环境因子对其空间分异的影响.结果表明:1安顺市表层土壤ph值的变化范围在3.56~8.61之间,均值为6.28,变异系数为16.33%,具有中等程度的空间变异性;2土壤ph在全局空间上呈聚集分布,在局部空间上以西部和西北部地区为热点聚集区,而东部和南部则为冷点聚集区;块金系数(40.19%)表明,土壤ph在空间上的这种变异性是由结构性因素和随机因素共同决定的,但结构性因素的作用更大;3在空间分布上,土壤ph主要呈现斑块状的镶嵌分布格局,其中弱酸性土(57.14%)集中分布在安顺市的东部、东北部和南部地区,中性土(30.13%)以西部、西北部和东南部较为集中,强酸性土(6.12%)和碱性土(6.45%)则以块状结构分别镶嵌于弱酸性土和中性土之中.4地理探测器分析表明各环境因子对土壤ph空间变异的解释力由大到小依次为:土壤类型(9.4%)>成土母岩(7.9%)>海拔(2.1%)>土地利用(1.8%)>坡度(0.1%),并且土壤类型和成土母岩与其它各因子交互作用的q值均较大,因此土壤类型和成土母岩是引起安顺市土壤ph空间变异的主控因子.

关键词：土壤ph 空间分异空间分布环境因子安顺市

基于MGWR的土壤ph值空间建模及其影响因素分析

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环境科学 2023年第12期44卷 6909-6920页

作者：赵明松陈宣强徐少杰邱士其王世航安徽理工大学空间信息与测绘工程学院淮南232001 矿山采动灾害空天地协同监测与预警安徽省教育厅重点实验室淮南232001 矿区环境与灾害协同监测煤炭行业工程研究中心淮南232001

以安徽、河南、江苏和山东省为研究区,利用599个土壤样点数据,从地形、气候和生物等方面选取与土壤ph相关的9个环境因子,采用多尺度地理加权回归(MGWR)、混合地理加权回归(Mixed GWR)、地理加权回归(GWR)和多元线性回归(MLR)这4种模型... 详细信息

以安徽、河南、江苏和山东省为研究区,利用599个土壤样点数据,从地形、气候和生物等方面选取与土壤ph相关的9个环境因子,采用多尺度地理加权回归(MGWR)、混合地理加权回归(Mixed GWR)、地理加权回归(GWR)和多元线性回归(MLR)这4种模型对研究区土壤ph空间分布进行建模,并结合MGWR与分位数回归揭示环境因子对土壤ph作用的空间差异性.结果表明:①研究区土壤ph在不同空间距离上呈不同程度的显著全局和局部空间自相关性,聚集特征明显.②4种模型中MGWR模型最优,MGWR、Mixed GWR、GWR和MLR的建模集R_(adj)^(2)为0.64、0.62、0.59和0.48.MGWR的残差独立分布性最强,其空间自相关性最弱,全局Moran's I仅为0.07.③3种GWR预测结果显示,研究区土壤ph值空间分布总体由北至南逐渐降低,河南北部最高,安徽南部最低.④MGWR回归结果表明年均降雨量(MAP)、多尺度谷底平坦度(MRVBF)和海拔对土壤ph的影响较强,且存在较强的空间异质性.在江苏北部和山东大部分地区,MAP对土壤ph的影响较强;在江苏北部和山东西部,MRVBF对土壤ph的正向作用较强;在江苏北部和中部,海拔对土壤ph的负向作用最强.⑤MAP对不同分位数水平上的土壤ph均呈显著负作用,作用强度随分位数水平增加呈减弱趋势;MRVBF对低分位数水平(θ为0.1~0.4)上的土壤ph呈显著负作用,对高分位数水平(θ为0.5~0.9)的土壤ph作用不显著.研究结果可为利用MGWR开展大区域土壤属性影响因素分析及预测制图提供参考.

关键词：土壤ph 多尺度地理加权回归(MGWR) 混合地理加权回归分位数回归数字土壤制图

土壤ph调控固氮植物和非固氮植物间的氮转移

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植物生态学报 2022年第1期46卷 1-17页

作者：王丽娜于永强芦东旭唐亚坤西北农林科技大学林学院陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

氮作为构成蛋白质的主要成分,是植物生长的必要营养物质。陆地生态系统普遍存在土壤氮缺乏的现象,混交种植模式中固氮植物可以将生物固定的氮转移给非固氮植物,是满足非固氮植物氮需求的途径之一。明确固氮和非固氮植物间氮转移的影响... 详细信息

氮作为构成蛋白质的主要成分,是植物生长的必要营养物质。陆地生态系统普遍存在土壤氮缺乏的现象,混交种植模式中固氮植物可以将生物固定的氮转移给非固氮植物,是满足非固氮植物氮需求的途径之一。明确固氮和非固氮植物间氮转移的影响因素有助于恢复退化生态系统,构建稳定群落,增加生态系统生产力。为了量化环境及生物等因素对氮转移的影响,该研究采用文献调研法,对118组氮转移比例(氮转移量占非固氮植物氮含量的比值,P_(transfer))文献和实验数据(包括21种固氮植物和23种非固氮植物)进行了线性混合模型分析。结果表明土壤ph是影响P_(transfer)变化的最主要因素(解释量为44.04%),其次为年平均温度(解释量为9.14%)以及固氮与非固氮植物生物量比值(解释量为2.95%),而作为随机因素的固氮和非固氮植物物种差异的解释量为16.52%。此外,碱性土壤中P_(transfer)r显著高于酸性土壤。在酸性土壤中,年平均温度(解释量为12.49%)和土壤总氮含量(解释量为11.72%)是影响P_(transfer)差异的主要因素, P_(transfer)随着年平均温度和土壤总氮含量的增加而显著增加。而在碱性土壤中, P_(transfer)差异主要受到固氮与非固氮植物生物量比值(解释量为13.29%)、年降水量(解释量为10.73%)和土壤总氮含量(解释量为9.33%)的调控。相对于酸性土壤,碱性土壤能够显著增加固氮与非固氮植物生物量比值进而增加P_(transfer)。同时,在碱性土壤中P_(transfer)与年降水量和土壤总氮含量呈显著正相关关系。这些结果对提高固氮和非固氮植物间的氮转移,有效缓解土壤氮对非固氮植物生长的限制以及构建稳定群落具有重要意义。

关键词：固氮植物氮转移土壤ph 线性混合模型

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土壤ph对琯溪蜜柚叶片枝条和果实的影响

生态学杂志 2023年

作者：张琼陆銮眉胡元庆朱丽霞李媛媛郑思淼闽南师范大学生物科学与技术学院闽台特色园林植物福建省高等学校重点实验室

探讨土壤ph对琯溪蜜柚枝条、叶片和果实粒化的影响，为琯溪蜜柚科学种植和可持续发展提供理论支持。选取不同土壤ph但立地条件和果树长势较为均匀的四组琯溪蜜柚果园（土壤ph分别为5.15、4.76、4.73和4.49），对琯溪蜜柚叶片和枝稍进行I... 详细信息

探讨土壤ph对琯溪蜜柚枝条、叶片和果实粒化的影响，为琯溪蜜柚科学种植和可持续发展提供理论支持。选取不同土壤ph但立地条件和果树长势较为均匀的四组琯溪蜜柚果园（土壤ph分别为5.15、4.76、4.73和4.49），对琯溪蜜柚叶片和枝稍进行Illumina HiSeq 4000高通量转录组测序分析，筛选出差异基因进行KEGG富集代谢通路分析，并测定相关指标。结果表明：较低土壤ph（4.76、4.73和4.49）加重了琯溪蜜柚果实的粒化，影响了琯溪蜜柚叶片和枝条MAPK信号转导、植物激素信号转导通路；枝条的次生代谢、半乳酸代谢等途径也被土壤ph显著影响；对信号转导通路中丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶18、蛋白磷酸酶2C、脱落酸不敏感蛋白5、CML46钙结合蛋白、生长素应答蛋白IAA1和内切几丁质酶等相关基因进行PCR荧光定量分析，验证了转录组数据的可靠性；土壤ph影响了叶片和果实中脱落酸含量，也影响枝条中生长素含量。本研究表明，果园土壤ph较低加重琯溪蜜柚果实的粒化，影响了果实、叶片和枝条中部分植物激素含量，影响了与植物激素信号相关转导通路中基因的表达。

关键词：琯溪蜜柚土壤ph 转录组测序信号转导途径植物激素