陆地生态系统土壤观测规范PDF电子书下载

第1篇　土壤长期观测概述 3

1　土壤长期观测的发展 3

1.1　土壤长期观测目的和意义 3

1.2　国际上土壤长期观测的发展 5

1.2.1　长期定位土壤观测 5

1.2.2　国家尺度土壤联网观测和土壤调查 7

1.2.3　全球和区域尺度土壤调查 10

1.2.4　全球和区域尺度土壤联网观测 12

1.3　国内土壤长期监测与调查 13

1.3.1　长期监测 13

1.3.2　土壤调查 15

2　土壤长期观测的设置 22

2.1　土壤长期观测的目标 22

2.2　土壤长期观测场地的布局 22

2.2.1　典型生态系统分布区 23

2.2.2　主观测场 25

2.2.3　辅助观测场 25

2.2.4　长期观测采样地 26

2.2.5　典型生态系统分布区的定期普查 26

2.3　土壤长期观测的指标体系概念模型 26

第2篇　野外长期观测方法 31

3　农田生态系统土壤长期观测方法 31

3.1　土壤长期观测的目标和任务 31

3.2　土壤观测的长期采样地选择和设置 32

3.2.1　长期采样地设置的基本原则 32

3.2.2　主要长期采样地的设置 34

3.2.3　辅助长期采样地的设置 36

3.2.4　典型生态系统分布区调查点的设置 37

3.2.5　长期采样地的管理 37

3.3　农田生态系统土壤长期观测的指标和频度 37

3.3.1　土壤速效养分 37

3.3.2　表层土壤养分全量、交换性能和容重 38

3.3.3　土壤剖面理化性质 38

3.3.4　土壤污染 39

3.3.5　表层土壤可溶性盐 40

3.3.6　养分循环长期试验中土壤和作物养分状况 40

3.3.7　排水采集器试验中养分迁移过程 41

3.3.8　土壤侵蚀量和养分流失量 42

3.4　采样点的布设 42

3.4.1　采样的基本原则 42

3.4.2　土壤样品采集类型 44

3.4.3　土壤采样点的配置 46

3.4.4　国内外土壤长期观测的采样点布设方法 49

3.5　土壤采样的准备 53

3.5.1　长期采样地的背景调查 53

3.5.2　土壤采样设备的准备 54

3.5.3　土壤采样工具介绍 54

3.6　样品采集 56

3.6.1　样品采集的三个阶段 56

3.6.2　表层土壤样品的采集 56

3.6.3　土壤剖面样品的采集 57

3.7　特殊土壤样品采集 59

3.7.1　微量元素和重金属分析土壤样品的采集 59

3.7.2　水稻土样品的采集 60

3.7.3　免（少）耕土壤样品的采集 60

3.7.4　区域土壤调查采样 61

3.7.5　土壤微生物样品的采集 62

4　森林生态系统土壤长期观测方法 64

4.1　森林生态系统土壤长期观测的目标和任务 64

4.1.1　观测目标 64

4.1.2　观测内容 65

4.2　长期采样地的选择和设置 65

4.2.1　长期采样地设置的基本原则 65

4.2.2　森林土壤的空间异质性 65

4.2.3　观测类型的确定 67

4.2.4　观测样地的重复 67

4.2.5　长期采样地的设置 68

4.2.6　长期采样地的定位和管理 71

4.3　森林生态系统土壤长期观测的指标和频度 71

4.3.1　土壤速效养分 71

4.3.2　表层土壤养分全量、交换量和速效微量元素 72

4.3.3　土壤剖面理化性质 73

4.4　样方划分 74

4.4.1　随机划分 74

4.4.2　分区随机划分 75

4.4.3　系统网格法划分 76

4.4.4　土壤理化观测样方与土壤生物观测样方的协调 76

4.4.5　样方重复数 77

4.5　野外采样方法 77

4.5.1　采样点的确定 77

4.5.2　表层土壤样品的标准化采集 78

4.5.3　剖面样的采集 79

4.5.4　剖面样与表土样的协调 80

4.5.5　采样时间与频度 80

4.6　采样注意事项 81

5　草地生态系统长期观测方法 83

5.1　土壤长期观测的目标和任务 83

5.1.1　观测目标 83

5.1.2　观测任务 84

5.2　长期采样地的设置 84

5.2.1　长期采样地设置的基本原则 84

5.2.2　主观测场长期采样地的设置 85

5.2.3　辅助观测场长期采样地的设置 85

5.2.4　生态系统分布区观测点的设置 86

5.2.5　长期采样地的管理 86

5.3　草地生态系统观测项目与频次 86

5.3.1　土壤速效养分 86

5.3.2　表层土壤养分全量、交换量和速效微量元素 87

5.3.3　土壤剖面理化性质 87

5.3.4　土壤可溶性盐 88

5.4　土壤采样方法 89

5.4.1　土壤采样的基本原则 89

5.4.2　土壤样品的采集类型 90

5.4.3　采样点的布设 90

5.4.4　采样前长期采样地背景调查与资料收集 92

5.4.5　土壤采样 93

6　荒漠生态系统土壤长期观测方法 94

6.1　荒漠生态系统土壤观测目标和任务 94

6.1.1　观测目标 94

6.1.2　观测任务 95

6.2　长期采样地的选择和设置 95

6.2.1　观测类型 95

6.2.2　长期采样地设置的基本原则 96

6.2.3　主观测场的设置 96

6.2.4　辅助观测场的设置 97

6.2.5　区域调查点的设置 98

6.2.6　长期采样地的管理 98

6.3　荒漠生态系统土壤观测项目与频次 99

6.3.1　土壤速效养分 99

6.3.2　表层土壤养分全量、交换量和速效微量元素 99

6.3.3　土壤剖面理化性质 100

6.3.4　土壤可溶性盐 101

6.4　采样方法 101

6.4.1　土壤要素采样的基本原则 101

6.4.2　土壤样品的采集类型 102

6.4.3　采样点的布设 102

6.5　样品采集 105

6.5.1　采样前长期采样地背景调查与资料收集 105

6.5.2　土壤采样 105

7　沼泽湿地生态系统土壤长期观测方法 107

7.1　沼泽湿地生态系统土壤观测目标和任务 107

7.1.1　沼泽湿地生态系统土壤的基本特征 107

7.1.2　观测目标 107

7.1.3　观测任务 108

7.2　长期采样地的选择和设置 108

7.2.1　长期采样地设置的基本原则 108

7.2.2　主观测场长期采样地的设置 109

7.2.3　辅助观测场长期采样地的设置 109

7.2.4　区域观测点的设置 110

7.2.5　长期采样地的管理 110

7.3　沼泽湿地生态系统观测项目与频次 110

7.3.1　土壤速效养分 110

7.3.2　表层土壤养分全量、交换量和速效微量元素 110

7.3.3　土壤剖面理化性质 111

7.3.4　溶解有机碳和氧化还原电位 112

7.4　采样方法 113

7.4.1　土壤采样的基本原则 113

7.4.2　土壤样品的采集类型 114

7.4.3　采样点的布设 114

7.5　采样准备 114

7.5.1　采样前长期采样地背景调查与资料收集 114

7.5.2　工具的准备 115

7.5.3　采样工具 115

7.6　样品采集 116

7.6.1　沼泽土壤采样的特殊性 116

7.6.2　样品采集 117

8　长期定位试验和观测方法 118

8.1　养分平衡长期定位试验方法 118

8.1.1　试验设计 118

8.1.2　长期试验地的布设 118

8.1.3　测定项目 120

8.1.4　土壤、植株和灌溉水、雨水采样方法 121

8.2　长期试验中的植物养分分析方法 123

8.2.1　植物全氮测定 123

8.2.2　植物全磷的测定 123

8.2.3　植物全钾的测定 124

8.3　水样养分分析方法 124

8.3.1　水样总氮的测定 124

8.3.2　水样硝酸盐氮的测定 124

8.3.3　水样铵态氮的测定（靛酚蓝比色法） 124

8.3.4　水样亚硝酸盐氮的测定 125

8.3.5　水样总磷的测定 125

8.3.6　水样钾的测定 125

8.4　侵蚀区坡地土壤流失和氮磷迁移长期定位观测 125

8.4.1　径流场的布设 125

8.4.2　观测项目 129

8.4.3　水样和泥沙中养分含量的分析 130

第3篇　土壤样品分析方法 135

9　土壤样品的制备和保存 135

9.1　土壤分析过程中土样的代表性 135

9.2　土壤样品的常规处理 135

9.2.1　土样干燥 135

9.2.2　干燥对土壤成分的影响 136

9.2.3　土样磨细与过筛 137

9.3　特殊土样的处理 138

9.3.1　新鲜土壤样品的处理 138

9.3.2　用于土壤微生物生物量分析的样品处理 139

9.4　土壤样品的长期保存 140

9.4.1　土样长期保存的意义 140

9.4.2　土壤样品保存的类型 140

9.4.3　土壤样品保存的数量 141

9.4.4　土壤样品保存的基本要求 141

9.4.5　土壤样品的长期保存方法 141

9.4.6　土壤样品保存的信息系统 143

10　土壤分析实验室和仪器设备 146

10.1　土壤常规理化分析实验室组成 146

10.2　土壤常规分析试验室的基本要求 147

10.3　试验器皿 148

10.3.1　玻璃器皿 148

10.3.2　石英器皿 148

10.3.3　瓷器皿 148

10.3.4　塑料器皿 148

10.3.5　金属器皿 149

10.3.6　器皿的洗涤 149

10.4　试验用水 150

10.4.1　试验用水要求 150

10.4.2　试验用水设备 151

10.5　化学试剂及保存 152

10.5.1　试剂的选用 152

10.5.2　试剂的保存 152

11　土壤化学性质及常量养分分析 154

11.1　土壤pH值和氧化还原电位的测定 154

11.1.1　测定意义 154

11.1.2　土壤pH值的测定 154

11.1.3　沼泽土壤氧化还原电位的测定 155

11.2　土壤交换性能分析 157

11.2.1　测定意义 157

11.2.2　阳离子交换量的测定 157

11.2.3　酸性土壤交换性钙和镁的测定 159

11.2.4　土壤交换性钾和钠的测定 159

11.2.5　碱化土壤交换性钠的测定 159

11.2.6　土壤交换性酸的测定 159

11.3　土壤有机质的测定 160

11.3.1　测定意义 160

11.3.2　分析方法 160

11.4　土壤氮的测定 162

11.4.1　测定意义 162

11.4.2　土壤全氮的测定 163

11.4.3　土壤铵态氮的测定 163

11.4.4　土壤硝态氮的测定 166

11.4.5　土壤溶液或浸提液中的铵态氮和硝态氮的仪器自动测定 172

11.5　土壤水解性氮的测定（碱扩散法） 174

11.6　土壤磷的测定 174

11.6.1　测定意义 174

11.6.2　土壤全磷的测定 174

11.6.3　土壤有效磷的测定 177

11.7　土壤钾的测定 177

11.7.1　测定意义 177

11.7.2　土壤全钾的测定 178

11.7.3　土壤速效钾的测定 178

11.7.4　土壤缓效钾的测定 179

11.8　土壤硫的测定 179

11.8.1　测定意义 179

11.8.2　土壤全硫的测定 179

11.8.3　土壤有效硫的测定 180

12　土壤矿质全量、微量元素和重金属元素分析 183

12.1　土壤矿质全量的测定 183

12.1.1　测定意义 183

12.1.2　测定方法 183

12.1.3　烧失量的测定 186

12.2　土壤微量元素和重金属元素的测定 186

12.2.1　测定意义 186

12.2.2　测定方法 186

12.2.3　ICP-AES法同时测定Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr等元素的全量 187

12.2.4　ICP-AES法同时测定有效态Fe、Mn、Cu、Zn 188

12.2.5　土壤全硼的测定 189

12.2.6　土壤有效硼的测定 192

12.2.7　土壤全钼的测定 192

12.2.8　土壤有效钼的测定 194

12.2.9　土壤全锰的测定 196

12.2.10　土壤有效锰的测定 197

12.2.11　土壤全锌的测定 199

12.2.12　土壤有效锌的测定 199

12.2.13　土壤全铜的测定 200

12.2.14　土壤有效铜的测定 200

12.2.15　土壤全铁的测定 200

12.2.16　土壤有效铁的测定 202

12.2.17　土壤硒的测定 202

12.2.18　土壤镉的测定 204

12.2.19　土壤铅的测定 204

12.2.20　土壤铬的测定 204

12.2.21　土壤镍的测定 205

12.2.22　土壤汞的测定 205

12.2.23　土壤砷的测定 207

12.2.24　土壤重金属元素测定的精密度和准确度要求 209

13　其他土壤性质分析 212

13.1　土壤容重和颗粒组成的测定 212

13.1.1　测定意义 212

13.1.2　土壤容重的测定 212

13.1.3　土壤颗粒组成的测定 215

13.2　土壤水溶性盐的测定 219

13.2.1　测定意义 219

13.2.2　土壤浸出液的制备 219

13.2.3　全盐量的测定 219

13.2.4　碳酸根、重碳酸根的测定 220

13.2.5　氯根的测定 221

13.2.6　硫酸根的测定 223

13.2.7　钙、镁离子的测定 223

13.2.8　钾、钠离子的测定 223

13.2.9　离子总量的计算 224

13.3　土壤中农药和有机污染物的分析 224

13.3.1　测定意义 224

13.3.2　样品前处理 224

13.3.3　测定方法 227

13.3.4　土壤中有机磷农药残留物的测定 228

13.3.5　土壤中有机氯农药残留的测定 228

13.3.6　土壤中三氯乙醛、酸残留量的测定 228

13.3.7　土壤中多环芳烃的测定（GC/GC-MS法） 230

第4篇　土壤长期观测的质量控制 237

14　土壤长期观测的质量保证体系与质量控制方法 237

14.1　质量保证体系 237

14.1.1　质量保证和质量控制的目标 237

14.1.2　质量控制工作的组织和管理 237

14.1.3　野外生态试验站从事观测工作各类人员的职责 239

14.1.4　土壤长期观测和分析的日常管理制度 242

14.2　质量控制方法 244

14.2.1　采样 244

14.2.2　仪器使用和标定 245

14.2.3　标准物质控制 247

14.2.4　分析实验室常规分析质量控制程序 249

14.2.5　分析误差及其控制 250

14.2.6　分析实验室分析能力的对比和检验 253

15　数据管理方法 257

15.1　土壤观测元数据 257

15.1.1　国内外概况 257

15.1.2　元数据设计需求分析 258

15.1.3　土壤观测元数据的组成 259

15.2　观测场长期采样地的背景信息调查 266

15.3　专用术语的规范和统一 267

15.3.1　土壤类型和分类 268

15.3.2　土壤剖面调查记载的规范化描述 268

15.3.3　自然地理背景描述 268

15.3.4　土壤侵蚀分级和描述 269

15.3.5　沙丘类型描述 269

15.4　数据填报 269

15.4.1　统一观测指标数据表字典 269

15.4.2　非统一观测指标数据表字典 269

15.4.3　数据报表填报说明 270

15.5　数据质量控制 271

15.5.1　数据上报过程中的质量控制 271

15.5.2　数据检验 273

15.5.3　可疑数据的取舍 275

15.6　数据管理 278

15.6.1　数据管理相关制度 278

15.6.2　土壤观测数据库建设 279

15.7　数据质量评估 282

15.7.1　精密度评估 282

15.7.2　准确度评估 282

15.7.3　数据完整性评估 282

15.7.4　数据一致性和可比性 282

附录A　规范性附录 284

A.1　土壤分类与剖面调查 284

A.2　长期采样地背景信息调查表 307

A.3　背景信息规范化描述 317

A.4　数据表数据字典 330

附录B　土壤分析方法汇总及其引用标准和参考文献 341