山西省农田土壤肥力现状及近10年变化特征

明确山西省农业生产中土壤肥力的变化特征以及当前土壤肥力水平,为更好地管理山西省不同区域农田土壤资源和培肥改良土壤提供依据。基于中国科学院重要创新方向性项目,在山西省设置75个农田土壤质量演变定位监测点,于2007和2017年对山西省农田土壤pH值、有机质、全氮、有效磷及速效钾含量数据进行分析,总结山西省农田土壤肥力现状及近10年变化特征。结果表明:(1)2017年山西省农田土壤pH值平均为8.32,有机质含量平均为18.72 g·kg-1,全氮含量平均为1.07 g·kg-1,有效磷含量平均为14.51 mg·kg-1,速效钾含量平均为184.81 mg·kg-1。(2)山西省不同地区土壤肥力存在显著差异,pH值南低北高,有机质含量由中部向四周逐渐降低,全氮和速效钾含量南高北低,有效磷含量中部地区低于其他地区。(3)与2007年相比,2017年山西省农田土壤有机质含量有所增加,全氮和速效钾含量大幅提高,pH值和有效磷含量略有降低,但在不同地区间土壤肥力变化有所差异。晋南、晋中地区有机质呈增加趋势,而晋东南、晋西北地区则呈下降趋势;晋中、晋西北地区有效磷含量下降明显,而晋北、晋东南地区则显著上升。可见,在山西省目前的农业生产中,应增施有机肥,推广秸秆还田,化肥施用上根据不同地区采取平衡施氮、稳钾、因地补磷的施用原则,以实现山西省农田土壤肥力与生产能力同步稳定提升。     

长江下游典型地区农田土壤肥力变化——以常熟市为例

根据2000年和2006年两次在常熟市农田土壤GPS定位采样获得的土壤肥力属性数据,分析该地区在经济高速发展背景下土壤属性的变化情况,并用综合指数法进行了土壤肥力评价。结果表明,土壤pH整体有所下降,土壤有酸化的趋势,有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾含量以及阳离子交换量(CEC)经过6 a的耕种后均有增加,其中全氮、全钾和有效磷含量增加达到显著水平。在本次调查取样研究中,全氮增量主要集中在0~0.4 g kg-1,全钾增量主要集中在1~2 g kg-1,有效磷增量主要集中在0~5mg kg-1。两次调查的土壤综合肥力指标(IFI)均主要分布在优和良好两个等级,2006年土壤综合肥力指标相对于2000年有所增加,土壤整体肥力状况有了一定程度的提高。     

土壤分形特征与土壤肥力关系研究——以皖南地区水稻土为例

在安徽土壤普查数据的基础上，对皖南地区水稻土的分形特征进行了研究，结果表明：（1）该地区水稻土的分形维数D介于2．6717～2．9117之间，D分别与国际制粗砂粒和细砂粒含量呈明显的负相关，与粉砂粒和粘粒含量呈显著的正相关，其中与粘粒的相关关系达到极显著水平。（2）用分形维数代替土壤颗粒组成来研究土壤肥力特性，结果表明它可以较好地作为水稻土肥力特性的定量化指标。     

土壤分形特征与土壤肥力关系研究--以皖南地区水稻土为例

在安徽土壤普查数据的基础上,对皖南地区水稻土的分形特征进行了研究,结果表明:(1)该地区水稻土的分形维数D介于2.6717～2.9117之间,D分别与国际制粗砂粒和细砂粒含量呈明显的负相关,与粉砂粒和粘粒含量呈显著的正相关,其中与粘粒的相关关系达到极显著水平。(2)用分形维数代替土壤颗粒组成来研究土壤肥力特性,结果表明它可以较好地作为水稻土肥力特性的定量化指标。     

基于减排潜力与减排成本的水稻种植模式综合评价——以湖北省为例

种植模式是影响农业碳排放的重要因素之一,分析通过改变种植模式实现碳减排的可行性,筛选并推荐适宜的低碳种植模式,对实现农业低碳高效发展具有重要的意义。本文以湖北省水稻种植为例,在识别区域主要种植模式的基础上,核算模式间的碳排放强度和生产成本,分析通过生产模式转换实现碳减排的可行性和潜力,并最终筛选出适宜的低碳排、高效益型种植模式。结果表明,湖北省3个主要水稻种植区20种种植模式间碳排放强度及生产成本差异明显,通过种植模式的调整可实现碳减排。鄂中水稻种植区适宜推广的种植模式为:中稻-油菜、间歇灌溉、适量施肥、秸秆不还田和机械耕作;江汉平原水稻种植区适宜推广的种植模式为:中稻-油菜、淹水-烤田-淹水-间歇灌溉、适量施肥、秸秆不还田和机械耕作;鄂东北水稻种植区适宜推广的低碳种植模式为:中稻-小麦、间歇灌溉、适量施肥、秸秆不还田和机械耕作。种植模式从基准模式向各个区域推荐模式转换过程,可以实现碳排放强度和生产成本的同时降低。研究结果可以为种植模式综合评估和低碳农业发展路径选择提供参考。     

内蒙古平原灌区耕地土壤肥力评价方法研究——以土默川平原灌区为例

为了探索一种适合内蒙古平原灌区耕地土壤养分肥力评价的方法,本文以土默川平原灌区为例,采用三种不同的方法对当地耕地土壤养分状况进行了评价,并对评价效果做了比较。结果表明,三种方法的评价结果存在一定差异;其中,基于因子分析法样本综合得分的聚类分析法效果最好,其评价结果耕地的肥力等级高低与样点土壤养分含量相一致,即肥力等级评价结果可以直观反映土壤养分的高低。该方法是一种基于大量土壤样本进行耕地肥力评价的方法,其理论依据充分,方法简单,评价结果准确,适用于内蒙古平原灌区耕地土壤肥力的评价。     

三江平原草甸白浆土水田氮肥优化研究及应用——以前进农场为例

为草甸白浆土水稻科学施氮提供可靠的技术支撑,在三江平原草甸白浆土上开展了氮肥用量研究的多点试验,根据施肥量—水稻产量对应关系提出草甸白浆土水稻优化施肥技术,并在大面积生产上进行验证。研究结果得出:草甸白浆土上水稻产量与施氮量呈2次曲线关系,随施氮量增加而提高,施氮量为101.50kg·hm~(-2),可得到最高理论产量为8 279.70 kg·hm~(-2);施氮量超过101.50 kg·hm~(-2)后产量则下降;施肥量为97.56 kg·hm~(-2),水稻理论产量7 909.43 kg·hm~(-2),水稻可取得最大的经济效益;水稻产量与氮素累积量呈2次函数关系,随施氮量增加,植株氮素含量增加,但氮素累积量降低,水稻产量降低与水稻生物产量降低有关。大面积示范证明,草甸白浆土氮素最佳推荐氮肥用量符合农业生产实际,施氮量为100 kg·hm~(-2)可以达到高产兼高效的生产目标。     

典型岩溶区不同土地利用类型土壤CO2浓度时空变化特征及影响因素分析——以贵州双河洞为例

为揭示典型岩溶地区不同用地类型下土壤CO₂的时空变化特征及其影响因素,于2018年1月～2019年8月对白云岩分布的贵州绥阳双河洞地区6种典型用地的5、20、40和60 cm深度土壤CO₂浓度进行了为期一年的监测、采样和室内实验。并运用数理统计分析方法对各指标进行综合分析,进一步探究影响土壤CO₂时空变化的主要影响因子。结果表明:不同用地类型下土壤CO₂各深度平均浓度均表现出明显的夏秋高、冬春低的季节性变化特征,年平均浓度最高出现在10月,浓度值为23276 ppm,最低在1月,浓度值为6602 ppm;不同用地类型下土壤CO₂浓度表现为旱地(19967 ppm)>灌草地(17098 ppm)>灌丛地(15054 ppm)>有林地(11494 ppm)>退耕还林地(10529 ppm)>撂荒地(6147 ppm),且除有林地土壤CO₂随着深度加深,表现出先减小后增加的特征外,其余五种用地类型下土壤CO₂均...     

基于灰色概率模型的耕地集约利用评价——以湖北省为例

采用层次分析法以及文献参考法建立了耕地集约利用评价指标体系,在此基础上结合模糊集理论提出了耕地集约利用评价的灰色概率模型,并依据该模型对湖北省及其所属的17个市（州）的土地集约利用程度进行了评价。结果表明:2011年,湖北省耕地处于基本集约利用向比较集约利用过渡状态;湖北省17个市（州）中高集约利用的有2个,比较集约的有6个,基本集约的有7个,不集约的2个。通过区域差异分析,验证了该模型应用于耕地集约利用评价切实可行,可以为耕地集约利用提供理论支持。     

侵蚀红壤小流域水土保持措施的土壤肥力效应评价——以朱溪小流域为例

针对朱溪小流域在水土流失治理过程中设置的不同水土保持治理措施,采用模糊数学的隶属函数对土壤肥力的恢复效应进行定量分析,为小流域的后续管理和水土保持措施的推广提供依据。结果表明:不同治理措施的土壤肥力以封禁最好,生态林草次之,低效林改造效果较差;生态林草模式中以全坡面播草和乔灌草混交较好,水平条沟较差。八十里河样地治理后经过20多年时间FI值达到0.53,2000年设置的样地FI值,只有封禁和全坡面播草措施达到0.4,2006年设置的样地FI值都低于0.3,说明经过10 a的治理,土壤肥力指数刚刚达到中等水平,而20多年后土壤肥力指数才处于中等偏好的水平,土壤肥力的恢复是一个相当漫长的过程。     

低丘红壤区生态环境变化与对策——以赣东北余江县为例

余江县位于赣东北山区向鄱阳湖平原过渡的地段,是典型的低丘红壤区。全县红壤及红壤性水稻土占土地面积的90%,在我国中亚热带东部湿润区有着广泛的代表性。研究其生态环境的变化对红壤资源开发具有重要意义。     

农户农业生产的碳排放及其影响因素——以湖北省部分地区为例

[目的] 对农户农业生产碳排放及影响因素进行研究,以便全面理性地认识农业碳排放的问题,促进农业低碳、可持续发展。[方法] 选取湖北省武汉市黄陂、江夏区和鄂州市为研究区域,研究农户农业生产碳排放现状,测算农业生产碳排放,分析农业生产碳排放的结构特征,最后运用半对数回归模型分析碳排放强度的影响因素。[结果] ①在作物结构方面,种植水稻的碳排放总量最大,而莲藕的碳排放强度最大;②在碳排放来源方面,化肥是引起碳排放的主要原因,其次是人工投入;③在碳排放强度的影响因素方面,农户的年龄、务农年限、年均农业收入比例、耕地面积、土地质量、是否参加农业技术培训以及是否为村干部对农业生产碳排放强度具有显著的负向影响。[结论] 农业低碳发展应重视科学技术,提升农业生产补贴,提倡适度规模种植,加强农户农地保护意识以及农业技术培训等。     

生态清洁小流域地表水水质变化规律及成因分析——以北京市神堂峪生态清洁小流域为例

以北京市怀柔区神堂峪小流域地表水8年监测资料为基础,分析了小流域地表水时间、空间变化规律,并对小流域水质总体情况进行了评价。结果表明:(1)小流域地表水高锰酸钾指数(CODMn)及总磷(TP)两项指标总体处于Ⅰ~Ⅱ类水质标准,但多数时间总氮(TN)超标严重。(2)从小流域地表水水质时间变化看,高锰酸钾指数和总磷年际变化、季节变化不大,总体比较稳定;地表水总氮秋季劣于夏季;从年际变化看,总氮呈现先上升后下降趋势。(3)从小流域地表水水质空间变化看,河流沿程两个断面总氮超标明显。基于水质变化成因分析,对生态清洁小流域建设和管理提出了对策建议。     

基于人机交互的地形复杂区小流域划分研究——以湖北省为例

[目的]对地形复杂区小流域划分方法进行研究,为区域生态小流域建设、规划等提供基础数据。[方法]以湖北省为例,其地形涵盖山地、丘陵和平原,且多河流、湖泊分布。首先基于DEM自动提取全省小流域,然后辅助沟道、遥感影像、居民点数据人工修正山区小流域,在平原区采用高精度水系替代常规沟道进行人工修正,并对适宜集流阈值、小流域面积频率、精度以及河网密度进行分析。[结果]湖北省共划分小流域5 806条,面积在30～50km2的占60%,且划分精度高;面积小于20km2划分精度低,在平原区分布密集;总体上,山区小流域的划分精度高于平原区,但其小流域平均河网密度低于平原区。[结论]对任何地形进行小流域划分,都必须使用人机交互修正,才能获得较好的结果;平原区小流域自动划分的精度低于山区,需辅助高精度水系资料进行修正才能提高精度。     

生态脆弱区土地利用变化及驱动力——以河北省张北县为例

[目的]研究河北省张北县的土地利用变化及其驱动因素,为该区域土地管理决策和土地资源可持续利用供科学依据。[方法]以1989,1995,2000,2010年TM遥感影像为数据源,运用遥感、地理信息系统、数理统计分析等技术与方法,系统分析了张北县土地利用变化的时空特征,剖析了土地利用变化的驱动因素。[结果]张北县主要地类为耕地、林地和草地,1989—2010年土地利用数量变化主要表现为耕地和草地面积的减少,林地和建设用地面积的增加,其中2000—2010年土地利用变化更为剧烈;地类转换主要表现为耕地、草地向林地转变以及耕地、草地向建设用地的转变;空间变化主要表现为东部坝头地区林地增加明显,中部平原地区建设用地扩张明显。[结论]近20年来张北县土地利用变化明显,主要受自然及社会经济因素综合影响。此外政策因素也是该区域土地利用变化的主要驱动因素。     

基于模糊数学（Fuzzy）法的中国水稻土肥力质量近30年的时空变化特征

基于农业农村部在我国主要稻区的长期定位监测数据（1988—2017年）,采用模糊数学（Fuzzy）法对水稻土肥力质量进行评价,并结合地统计学和机器学习,阐明我国水稻土肥力质量时空变化特征及其影响因素。近30a来全国稻区土壤肥力质量呈显著上升趋势（P<0.05）,从前期（1988—1999年）至中期（2000—2009年）和从中期至近期（2010—2017年）,全国稻田土壤肥力指数（SFI）分别平均增加了6.9%和17.7%。各稻区SFI阶段性变化特征存在差异,西南和长江中游稻区呈前慢后快的显著上升趋势（P<0.05）,华南和长江三角洲（长三角）稻区呈前快后稳的上升趋势,东北稻区呈前降后升的变化趋势。近期全国稻田SFI呈现北高南低、东高西低的分布特征,SFI超过全国平均值（0.61）的区域占50.2%。与中期相比较,近期全国稻区SFI总体呈上升趋势,SFI增加的区域占69.3%。各稻区在前期和中期（东北稻区的中期除外）均表现为土壤有机质和全氮影响SFI变化的相对重要性占比（19.4%～60.3%）远大于其他指标（0.1%～13.3%）。至近期,所有稻区各指标影响SFI变化的相...     

水稻种植大户发展现状、障碍及对策——以湖南省南县为例

南县是＂洞庭鱼米之乡＂的典型代表。调查发现,水稻种植大户越来越成为粮食生产的重要生力军,总体形势较好,当前面临耕地流转不顺畅、社会服务不发达、基础设施不完善、政策激励不到位的障碍,需要遵循农业发展规律、大户发展规律、市场经济规律,着力完善耕地流转机制、发展社会专业服务、突破机械化育插秧、加强基础设施建设、开展大户对口培训、加大专项政策扶持,推动水稻种植大户稳健发展。     

黑土区长期连作玉米农田土壤肥力变化及其评价——以德惠市为例

通过对德惠市12个乡镇3类长期连作玉米的黑土进行采样分析化验,并与1982年第二次土壤普查资料对比,发现除全K和速效K含量外.其他土壤养分都有不同程度的增加.长期连作玉米厚层黑土阳离子交换量(CEC)、全N含量增加最多,速效K含量减少最多:中层黑土土壤有机质、全P含量增加最多,全K含量下降最快:薄层黑土碱解N含量、速效P含量增加最多.通过对德惠市黑土农田肥力现状进行评价,结果表明,由于根茬还田,长期连作玉米黑土地力没有下降,黑土农田肥力较高,保肥、耐肥能力强:但土壤N素供应不足,需要依赖施用N肥保证产量.     

城市边缘区土地利用时空变化过程及预测研究——以北京丰台区为例

进入高速城市化发展阶段,城市边缘区是地域上集中体现这一变化的重要景观。在遥感解译和GIS技术支持下,确定了北京城市边缘区范围,丰台区部分地域位居其中;进而采用统计分析技术对1992年以来的丰台区土地利用变化历史过程及空间特征进行了分析,结果表明,农用地成为其他用地的重要补给来源,建设用地补给来源是全方位的,并且土地利用结构在空间上呈现明显的圈层结构,土地利用程度随着时间的推移明显加强。最后,利用马尔可夫模型对丰台区未来10 a的土地利用结构及空间发展走向进行了预测,得出农业用地转化幅度将逐渐减小,直到达到相对稳定状态,河东地区将是近期土地利用结构转移的焦点。     

基于系统动力学城市边缘区土地利用变化模拟与预测——以南京市江宁区为例

以江宁区为例,在VENSIM软件平台上,构建城市边缘区土地利用变化动态系统模型并进行仿真模拟及预测,以为揭示城市边缘区土地利用变化特征及预防可能的土地利用问题提供参考。研究结果表明:①研究区耕地变化仍处于"土地洛沦兹曲线"的前段,耕地仍将持续减少,在加大农村建设投入情况下,直至2015后耕地面积才开始回升;②2013年后,耕地减少的主要动力将从城市经济发展驱动转为农村居民生产生活需求驱动方面,因此农村建设投入及调控、农村土地利用管理应列入今后政府及土管部门的重点工作内容。