天山北坡玛纳斯河流域草地长势遥感监测

[目的]进行国产高分1号遥感数据在草地长势监测方面的应用研究,为维持草地畜牧业可持续发展、维护草原生态平衡提供科学依据。[方法]以新疆典型草原区—玛纳斯河流域为研究靶区,在"3S"技术支持下,利用高分一号卫星数据的优越性及野外调查数据,进行国产高分一号遥感数据在草地长势监测方面的应用研究。[结果]研究区2014年草地长势比2013年差一些,2014年长势比2013年差的草地面积为209 074.7hm2,占研究区草地总面积的13.21%。研究区2013—2014年各类草地类型长势情况的结果显示,比2013年长势差的面积最大的草地类型是温性荒漠草原,面积为109 224.6hm2,占温性荒漠草原面积的36.8%,研究区草地总面积的6.9%。[结论]研究区草地长势监测精度比较高,即,88.6%以上,高分1号卫星数据是一个草地长势监测的有效数据。     

生态退化与恢复对三江源区土壤保持功能的影响

[目的]探讨生态退化与恢复对土壤保持功能的影响及其作用机理,为三江源区生态保护与建设决策提供一定依据。[方法]通过构建土地覆被状况等来表征三江源区宏观生态系统变化,定量分析生态系统变化对土壤保持功能的影响,并探讨其主要机制。[结果]三江源地区从2000—2010年的生态系统经历了显著的退化和恢复过程。不同覆被类型下土壤保持能力依次为:林地耕地高覆盖度草地中覆盖度草地低覆盖度草地湿地未利用地。在研究区生态退化及恢复的过程中,2000—2010年的单位面积潜在流失量从1.25×10~4 t/hm~2增加到1.50×10~4 t/hm~2,单位面积实际流失量从2000年的3 200t/hm~2增加到2005年的3 500t/hm~2,至2010年持续增加到3 800t/hm~2。在生态恢复过程中,三江源区高覆盖度草地及湿地面积增加,从一定程度上减轻生态系统退化的趋势,三江源区单位面积土壤保持量从2000年的9 300t/hm~2,增加到2005年的1.03×10~4 t/hm~2,直至2010年三江源区单位面积土壤保持量为1.11×10~4 t/hm~2。[结论]土地覆被类型及植被覆盖程度对土壤保持功能有重要影响,三江源的生态退化与恢复过程与源区土壤保持功能变化联系紧密。     

基于RUSLE模型的土壤侵蚀量估算——以辽宁省阜新市为例

[目的]准确掌握辽宁省阜新市的土壤侵蚀状况,为政府制定土地和经济方面的相关政策提供科学依据。[方法]基于修正的土壤流失方程(RUSLE),运用RS和GIS等技术和方法,对阜新市的土壤侵蚀状况进行分析和研究。[结果]阜新市年均土壤侵蚀量为1.99×107 t,土壤侵蚀模数为19.18t/(hm2·a)。土壤侵蚀强度在中度以下的区域占研究区总面积的77.01%,对研究区土壤侵蚀量的贡献率为12.57%,而中度以上侵蚀区域占研究区总面积的22.99%,对研究区土壤侵蚀量的贡献率高达87.43%。[结论]5°~25°为研究区主要侵蚀坡度段,裸土地、湖泊和农村居民点为研究区主要侵蚀地带,应将其列为水土保持重点治理对象。     

基于风蚀模型的河北省土壤风蚀风险评价

[目的]对河北省空间范围开展土壤风蚀风险评价研究,以期为研究区基于土壤风蚀的土地退化和大气污染防治提供科学依据。[方法]在遥感和地理信息系统技术的支持下,采用第一次全国水力普查中推荐的风蚀模型,对研究区2009年的土壤风蚀风险进行评价。[结果]河北省土壤微度侵蚀面积所占比例最大,约占河北省总面积的65.36%,主要分布在河北平原、太行山地和冀北山地;其次为轻度侵蚀,约占河北省总面积的12.46%,主要分布在坝上高原和冀西北间山盆地;中强度侵蚀的风蚀面积最小,合计不足河北省总面积的0.1%,主要为分布在研究区北部的沙地类型;极强侵蚀和剧烈侵蚀没有分布。[结论]河北省土壤风蚀强度呈现出明显的空间差异性,干燥,风速大,植被覆盖度低的冀西北地区风蚀强度最大,湿润、风速小、植被覆盖度高的冀东北地区风蚀强度最小,南部平原和太行山区风蚀强度中等。     

抚州地区的红壤开发及其水土流失防治

<正> 抚州地区位于江西省东部,属于中亚热带湿润气候区。全区总土地面积18831km~2,占江西省总面积的11.3%。地貌类型多样,以丘陵山地为主,岗台地、盆地广布。红壤是我区宝贵的土地资源,全区红壤面积1982.84万亩,占总土地面积的76.19%,其中海拔在500m以下的红壤草地有537.94厅亩,占全区红壤面积的27.12%。这些荒山草地坡度在15以下,可供近期农业开发的面积就有196.9万亩,蕴藏着巨大的生产潜力。 为了治理开发红壤丘陵山地,在上级有关     

基于土壤饱和入渗理论计算盐碱地冲洗定额

盐渍土是地球上分布最广的一种土壤类型,约占陆地总面积的1/4。据统计全世界盐渍土有9·54×108hm2。中国盐渍土面积大部分分布在新疆、甘肃河西走廊、青海柴达木、宁夏银川平原和内蒙古西部等地[1]。根据1990~1993年原全国农业区划委员会调查中国农业综合开发盐碱型后备资源3·75×106hm2,占耕地总面积的3·1%[2]。盐碱的改良利用一直受到世界各国的普遍重视,冲洗改良是利用盐碱地的重要水利措施。冲洗定额是冲洗改良盐碱地的一项重要技术指标。如何正确合理地确定冲洗定额是冲洗改良盐碱地技术中的一个重要环节。目前计算冲洗定额的方法主要有列果斯塔也夫经验公式、沃洛布耶夫公式、阿塞拜疆水工设计     

基于RS和GIS的敦煌市沙漠化动态监测

[目的]研究敦煌市沙漠化动态变化特征,为敦煌市沙漠化防治和文物保护工作提供理论依据。[方法]基于遥感和GIS技术,选取2004和2009年的TM和ETM遥感数据进行调查判读。[结果]敦煌市沙漠化土地面积为1.97×106 hm2,占土地总面积的73.8%;研究期内沙漠化土地总面积减少9 102.59hm2,年变化率-0.001%;极重度沙漠化向重度、中度和轻度沙漠化转变,沙漠化程度整体减轻。[结论]研究区植被盖度有所好转,沙漠化程度在减缓,但土地沙漠化趋势尚未根本改变,防沙治沙仍是敦煌市的长期任务。     

基于GIS与RUSLE模型的喀斯特地区土壤侵蚀研究——以贵州省为例

[目的]对贵州省土壤侵蚀进行快速定量研究,为土壤侵蚀治理工作和土地利用决策提供科学依据。[方法]在GIS技术的支持下,利用日降雨量、土壤类型、土地利用、DEM,MODIS-NDVI等数据,结合RUSLE模型估算研究区土壤侵蚀量。[结果]研究区的2010年年均土壤侵蚀模数为880.81t/(km~2·a),属轻度侵蚀。大部分区域主要以小于500t/(km~2·a)的微度侵蚀为主,占研究区总面积的59.60%。土壤侵蚀面积(轻度侵蚀以上)达71 164.14km~2,占总面积的40.40%。强度以上土壤侵蚀面积达10 431.60km~2,占总面积的5.91%,主要分布在研究区西北部和东北部,以及北部大楼山、武陵山、东南部苗岭以及西部乌蒙山等地势较高以及中东部乌江,西南部北盘江等河流流域。[结论]林地、耕地和草地以及海拔在600~1 600m之间的区域是今后水土流失防治的重点区域。     

广西(山弄)岗自然保护区石灰土的地球化学特征

我国碳酸盐岩分布很广,占全国土地总面积的七分之一,而以广西、贵州和云南最为集中^[1]。在热带、亚热带地区,由其风化发育的土壤与赤红壤、红壤显著不同,通称为石灰土,归于隐域土中。     

基于RS与GIS的内蒙古武川县退耕还林生态成效监测

为监测半干旱地区退耕还林工程实施的效果,基于MODIS NDVI时间序列数据及土地利用数据,该文对内蒙古武川县的土地利用变化及植被覆盖变化进行了研究。结果表明:1)2000-2013年,武川县植被覆盖呈增加趋势发展的面积占33.55%,呈减少趋势发展的面积占30.15%,无显著变化的占36.30%,植被覆盖变化的空间差异明显,植被退化的区域重点集中于武川县的西北部。2)1999-2010年间,研究区耕地面积净减少18 809.29 hm2,耕地转为草地13 873.48hm2,转为林地5 429.81 hm2,草地转为林地13 554.25 hm2;结合地形特征,退耕地重点分布于2°~15°坡度与1 500~2 000 m海拔范围,并随着坡度与海拔的增加,退耕的幅度越来越大。3)退耕区中,植被覆盖下降的面积占20.98%,植被覆盖增加的面积占43.89%;在非退耕区,植被覆盖下降的区域面积占29.40%,植被覆盖增加的占34.14%。整体来看,退耕区植被的改善程度要高于非退耕区。4)进一步分析发现,退耕区中,耕地-草地的植被呈退化趋势发展,退化区域集中于2°~15°坡度与1 500~2 000 m海拔范围;在耕地-林地与草地-林地区域,其整体植被覆盖均显著提高,其中,耕地-林地的植被改善区域集中于2°~6°坡度与1 500~1 750 m海拔范围,草地-林地的植被改善区域重点分布于6°~15°、2°~6°及15°~25°坡度范围与1 500~2 000 m海拔范围。在非退耕区,耕地保持区、林地保持区与林地-草地区域的植被覆盖整体增加,而草地保持区、草地-耕地与草地-沙地区域的植被覆盖整体下降。     

SOIL FRIABILITY

Soil friability is defined and a method for its measurement is developed from the theory of brittle fracture of soil aggregates. The variation in friability with soil water content is in good agreement with the results of tillage experiments done by earlier workers. It is found that Urrbrae and Strathalbyn sandy loams are most friable at water contents approximately equal to their Casagrande Plastic Limits. The method is applied to study the effects of wetting and drying cycles, freezing and thawing cycles, and phosphoric acid treatment on the friability of the Urrbrae soil. It is found that all of these treatments increase soil friability as defined.     

SOIL FLUORINE

The development of techniques for measuring soluble and labile soil fluoride using a specific-ion fluoride electrode are described. The methods evolved were used to assess the fluoride status of numerous agricultural soil samples in addition soils which had received known fluoride additions. Two soil profiles were analysed with respect to distribution with depth of soluble and labile fluoride. The equilibrium-fluoride concentration was determined after shaking the soil with a 0.01 M CaCl, solution. Isotopically exchangeable (labile) soil fluoride was determined by use of the radioactive fluorine isotope ¹⁸F. These labile fluoride values were well correlated with the amount of soil fluoride extracted by an anionexchange resin, and the latter method was consequently adopted for further determinations of labile soil fluoride. Nearly half the 1OO agricultural soil samples examined gave fluoride concentrations < 0.2 ppm in 0.01 M CaCl, extracts whereas labile fluoride values were evenly distributed around a mean of 20 ppm. For any given pH value, there appeared be an upper limit to the solubility of soil fluoride. Application to soil of superphosphate (in the field) or of fertilizer containing fluoride (in the laboratory) brought about increases in soluble soil fluoride.     

SOIL NITROGEN

Soils from experiments receiving various treatments in the field were used to investigate the effects of different amounts and forms of organic matter in a clay and a sandy soil on the inter-correlations between several laboratory methods of measuring available-N. The correlations between some of these measurements, and the growth and N uptake of ryegrass grown in the glasshouse with and without added fertilizer-N were also investigated. Seven clay soils and eight sandy soils were used, containing different amounts of organic matter of different kinds, as a result of various field treatments. For the sandy soils, one sample was taken from each plot of the experiment which allowed the effects of field variations on the values determined in the laboratory to be measured. The correlations between methods of measuring available-N showed that measurements obtained by aerobic incubation, anaerobic incubation, and nitrogen extracted by boiling water, correlated best with one another. These measurements also correlated best with the performance of ryegrass in the glasshouse. N uptake by ryegrass from soils without fertilizer-N always correlated better with measurements of available-N than did dry matter produced. With added fertilizer-N, dry matter correlated better with available-N than did N uptake at the first cut but worse for the total of three cuts. Fertilizer-N recovered in the grass at the first cut was significantly and negatively correlated with available-N. Values of available-N from the individual samples of the sandy soil showed that those for aerobic incubation had the largest standard error and had the greatest range expressed as a per cent of the mean value, and those for nitrogen extracted by boiling water least error and range. All methods correlated similarly with the performance of ryegrass in the glasshouse. All three methods successfully identified the treatments giving most available-N.     

我国黄土、褐土和潮土土壤中的氮素矿化潜力

在35℃下培养154天,用7、7、14、28、28、28、42天的培养间隔,测定了黄土、褐土和潮土16个土壤的氮素净矿化作用。培养前和每次间隔培养,土壤中的矿质氮用0.01 M CaCl₂淋洗收集,应用紫外分光光度计测定每次淋洗液中的NO₃-N。积累的净矿质氮与时间平方根t^1、2呈线性相关。采用G. Stanford和S. J. Smith以及J. Richter的数学模型计算了每个土壤的氮素矿化潜力N₆。结果表明,氮素矿化潜力能反映土壤的供氮能力,土壤氮素矿化潜力N₀占土壤全氮百分数为10.8—23.4%。矿化速率常数k的最可靠估算为0.0064±0.0006日^-1。     

不同施肥处理对黑土土壤呼吸的影响

基于中国科学院海伦生态实验站的长期定位试验,采用静态箱式法研究了玉米生长期间不同施肥处理对黑土土壤呼吸的影响。结果表明,在玉米生长期间,土壤呼吸速率表现出明显的季节性变化,分别在出苗后23、37、50、63、87、110 d出现峰值,其中最大峰值出现在出苗后第87天,其后土壤呼吸速率呈下降趋势,直到玉米收获,而根际呼吸速率的季节性变化规律与土壤呼吸相似,土体呼吸速率则主要受气温变化影响;玉米生长显著影响土壤呼吸,土壤呼吸速率的变化基本与玉米生长规律相一致,随生长而增加,随衰老而减小;施肥对土壤呼吸速率、根际呼吸速率有明显的影响,但对土体呼吸速率影响较小,从整个玉米生长期来看,NPKOM处理的土壤呼吸速率和根际呼吸速率最高,其中NPKOM处理土壤呼吸速率为C 27.5~474 mg m-2h-1,NPK处理和NP处理变化范围相近,分别为C 25.9~339 mg m-2h-1和C 29.5~358 mg m-2h-1,NK处理与CK处理变化范围分别为C 28.4~208 mg m-2h-1和C 22.1~184 mg m-2h-1;施肥对土壤呼吸量和根际呼吸量有显著的影响,表现为NPKOM>NPK>NP>CK>NK;在整个玉米生育期中,土壤呼吸累积量在拔节孕穗期和乳熟期出现两个峰值,表现为双峰曲线的变化规律,而土体呼吸累积量只在拔节孕穗期出现峰值,呈抛物线型,根际呼吸量在苗期最低,乳熟期最高,乳熟期后,根际呼吸量下降。     

低丘红壤区旱地土壤渗透性与可蚀性定量关系的研究

应用人工模拟降雨仪和Guelph仪对我国南方低丘红壤区旱地土壤的渗透性与可蚀性之间的定量关系进行了研究,结果表明,第四纪红色土和红砂发育的旱地坡地0－5cm表层土壤饱和渗透率Kfs与土壤的可蚀性K呈现负相关,且它们之间的定量关系可概括为：K≈a.K^-bfs c,其中a,b,c均为土壤有关的系数。     

中国自然土壤、旱作土壤、水稻土的氧化还原状况和特点

以原位测定资料作基础,首次系统地总结了我国主要自然土壤、旱作土壤和水稻土的氧化还原状况。自然土壤、旱作土壤同属于氧化性土壤,Eh为440～730mV,还原性物质量相当于Mn2+0.00～4.01×10-5molL-1,一年内基本上处于氧化状态,物质转化迁移微弱;水稻土的Eh为670～-70mV,还原性物质量相当于Mn2+0.01～17.8×10-5molL-1,变动范围从氧化性到还原性,氧化还原状况随水分条件而周期性变化,物质转化迁移的强度和速度远甚于前两者;依据水稻土的氧化还原状况,可将其划分为氧化性、氧化还原性、还原性三种类型;土壤氧化还原状况的特点为:Eh与还原性物质量之间相关性良好、具水平带谱和垂直带谱分异、不均一性显著、变动的范围宽和变化的可逆性强。     

QUANTIFICATION OF WEATHERING, SOIL GEOCHEMISTRY AND SOIL FERTILITY

Continental chemical weathering is discussed with reference to a diagram, in which the ratio (CaO + Na₂O + K₂O)/(Al₂O₃+ CaO + Na₂O + K₂O) is plotted against the ratio (SiO₂+ CaO + Na₂O + K₂O)/(Al₂O₃+ SiO₂+ Na₂O + K₂O). The former ratio is a measure of the degree of feldspar breakdown, which is accompanied by the formation of secondary minerals (illite, smectite, etc.). The second ratio is a measure of the enrichment during weathering of Al, Si oxide phases such as kaolinite, quartz and gibbsite. The application of the diagram to a series of global examples leads to the statement: 1) Chemical weathering is the principal process by which continental surfaces are modified. 2) The extent of chemical weathering is correlated with the age of continental surfaces. 3) Global agricultural productivity is correlated with geologically recent additions of fresh rock debris by processes of volcanism, glaciation or alluviation.