中国农田磷流失风险评价及其关键驱动因素

农田面源磷流失是农业面源污染的重要原因之一，识别流域内农田磷流失风险的关键源区及其影响因子是面源污染控制的重要手段。基于磷指数模型开展2000—2020年中国农田磷流失风险评估，选取土壤有效磷含量、磷肥施用量为源因子，土壤侵蚀模数、年径流深、农田和水体间归一化距离指数为迁移因子，结合GIS技术评估了中国农田磷流失的关键源区；在此基础上，利用随机森林法分析影响中国农田磷流失的关键因子，并通过结构方程模型揭示了农田磷流失风险指数与各因子的关系。结果表明：1）2000—2020年中国农田的磷流失的低、中、高、极高风险面积分别占农田总面积的43.8%、40.5%、13.4%、2.4%。2）中国农田磷流失在2000、2005、2010、2015、2020年高风险和极高风险总面积的年平均占比从大到小依次为：淮河流域、长江流域、珠江流域、东南诸河流域、松辽河流域、西南诸河流域、黄河流域、内陆河流域、海河流域。3）影响农田磷流失风险的关键源因子和迁移因子分别为土壤有效磷含量和归一化距离指数，其重要性特征值分别为129.53和65.12，土壤有效磷含量是农田磷流失最主要影响因子。4）磷流失风险指数与源因子指数、迁移因子指数呈极显著正相关，选取的14个指标对磷指数的解释度达0.62，其中源因子和迁移因子对磷指数的贡献率分别为0.77、0.19（P < 0.001）。研究结果可为中国农田磷流失风险评估提供科学参考，对中国农业面源污染的宏观防控及战略决策具有重要意义。     

基于磷指数模型的海河流域农田磷流失环境风险评价

农田面源磷流失是导致水体富营养化的主要原因,识别农田磷流失的关键源区、影响因子是农田面源污染防治的重要环节。该研究以海河流域为研究区,采用磷指数模型,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量作为源因子,以土壤侵蚀模数、年径流深、农田和水体间归一化距离指数作为迁移因子,结合GIS技术评估海河流域农田磷流失风险,并利用结构方程模型研究农田磷流失风险指数与各影响因子间关系。结果表明:1)海河流域农田土壤有效磷、磷肥施用量、土壤侵蚀模数、年径流深及归一化距离指数处于中-低、中-高、极低、中-高和高级别风险等级的区域面积占比最高,分别占农田总面积的66.5%、61.1%、99.0%、54.2%和64.8%;2)影响农田磷流失的关键因子为迁移因子,其中关键的迁移因子为年径流深及归一化距离指数;3)源因子与迁移因子间呈极显著负相关(P0.01),土壤性质(包括土壤质地及有机碳含量等)与源因子呈极显著负相关(P0.01),与迁移因子呈极显著正相关(P0.01);4)海河流域农田磷流失关键源区位于黄河北岸的山东省和河北省东南部的平原农耕区、海河流域西北部的山区地带。该研究结果对流域尺度上农田磷流失研究的方法创新有所裨益,可为海河流域农田面源污染防治提供科学参考。     

太湖流域典型农用地面源磷流失的土壤主控因子光谱识别

[目的]通过光谱识别太湖流域农用地面源磷流失的土壤主控因子,为简化面源磷流失强度估算提供依据。[方法]通过分析梅梁湾流域耕地和园地中不同面源磷流失强度下的土壤光谱特征,确定影响面源磷流失强度的主要土壤理化性质。[结果]耕地面源磷流失强度的特征波段为650~670nm,1 475nm和1 680~1 695nm,土壤主控因子是有机质,二者之间呈正相关;园地面源磷流失强度的特征波段为685~690nm,710~720nm,1 110~1 115nm,1 150~1 155nm和2 170nm,主控因子是有机质、水分和Fe2+,分别和面源磷流失强度呈负相关、正相关和负相关;有机质对耕地的面源磷流失强度的影响更加显著:耕地面源磷流失强度与光谱指数间的相关系数在1 685nm处达到0.74,而园地条件下相关系数最高值在715nm处仅为0.48。[结论]耕地面源磷流失主控因子为有机质,园地的主控因子为有机质、水分和Fe2+。     

小流域农业面源污染阻力评价及"源-汇"风险空间格局

识别评价影响农业面源污染的"源-汇"风险格局,对小流域的农业面源污染防治规划有着重要的现实意义,为此,该文以三峡库区典型农业区王家沟小流域为研究区,借助最小累计阻力模型评价小流域农业面源污染阻力和识别"源-汇"风险。首先,通过土地利用解译数据确定"源"地的分级,在获取地形、距离、土地利用和氮磷等自然影响因子的基础上,构建氮和磷的阻力基面评价指标体系,并测算氮、磷和总阻力面,以此判定影响小流域农业面源污染的阻力空间分布趋势;同时借助阻力阈值,对阻力面进行等级划分,以此识别影响库区小流域农业面源污染的"源-汇"风险格局。结果表明:1)影响农业面源污染的不同阻力因子,其空间分布存在明显差异,由此奠定了阻力基面的空间异质性;阻力基面反映了影响三峡库区小流域农业面源污染的"源-汇"景观空间差异,表现为"源"景观类型的阻力基面小于"汇"景观类型;氮和磷的阻力面总体上围绕"源"地向外呈现不断增大的空间变化特征;2)划定了影响王家沟小流域农业面源污染的"源-汇"风险区:极高风险区(0.297 7 km~2)高风险区(0.154 4 km~2)中风险区(0.147 5 km~2)低风险区(0.147 4 km~2)极低风险区(0.016 0 km~2);影响整个小流域农业面源污染的"源-汇"风险偏高,但小流域内仍有一定范围的低风险区,能确保流域内的氮磷流失得到有效拦截。研究结果有助于从影响农业面源污染的"源-汇"景观和空间阻力角度识别评价"源-汇"风险格局,为科学防范和治理农业面源污染提供决策依据。     

基于故障树分析的区域粮食安全风险因子识别和分类

区域粮食安全是国家宏观粮食安全的基础.该文运用故障树法对影响中国粮食供需安全的风险因子进行了定性识别,建立了粮食安全风险因子识别的指标体系;在此基础上,提出风险系数法对区域粮食安全风险因子进行定量识别.该文以湖南省洞庭湖区为例进行了实证分析,并依据各风险因子风险来源的不同对它们进行分类,建立了风险因子的分类体系.结果表明:自然灾害、耕地资源约束、水资源约束、劳动力短缺、农药和化肥投入成本约束、人均粮食消费量变化、收入水平变化、人口数量变化是影响该区域粮食安全的主要风险因子.研究的结果可以为相关部门的政策制定提供客观依据,也能为讲一步开展粮食安全风险评估奠定基础.     

农田氮磷面源污染环境风险研究评述

为了促进我国农田氮磷面源污染环境风险防控的理论研究和实践应用,对国内外农田氮磷面源污染的环境风险研究进行总结和评述。通过对相关文献系统调研和梳理,将农田氮磷面源污染环境风险研究分为三个方面:一是氮磷面源污染风险源识别与风险机理研究,二是氮磷面源污染环境风险模型模拟研究,三是氮磷面源污染环境风险控制研究。研究认为我国面源污染研究对国外模型的局限性关注不够;缺乏面源污染风险评价和控制技术标准;氮磷面源污染环境风险发生机理和防控机制研究不够深入。今后我国农田氮磷面源污染环境风险研究应着重以下几个方面:(1)农田面源污染发生机制及其影响因子的研究;(2)面源污染环境风险评价方法和防控技术标准,特别是农田氮磷施用环境安全阈值研究;(3)农田氮磷面源污染风险与农户行为的关系研究;(4)农业面源污染的综合治理研究。     

因子分析法在汤河水库富营养化研究中的应用

水体富营养化是湖泊和水库面临的主要水质问题。运用综合营养状态指数法对汤河水库各断面营养水平进行评价，得出其目前的富营养化程度比较轻。因子分析法的应用表明，氮、磷和水温是汤河水库水体富营养化的主要影响因素。     

中国的土壤侵蚀因子定量评价研究

自从通用土壤流失方程（ＵＳＬＥ）提出以来，引起许多国家的重视，并得以广泛的应用。由于我国地域辽阔，气候、土壤、地形等因子区域变化很大，很难直接应用ＵＳＬＥ。我国的研究者希望在对侵蚀因子进行深入分析和定量评价耻，建立适合于我们国家或地区的侵蚀预报模型。本文主要反映和介绍８０年代以来我国有关侵蚀因子定量评价研究取得的一些主要进展和成果。     

基于生态化学计量方法识别农业面源污染防控重点区域

基于柴河流域汇水区内不同景观单元土壤与径流中氮、磷养分含量,分析了土壤与径流中污染物的生态化学计量特征,并综合评价了面源污染物的"源—流"过程,进而确定汇水区内面源污染防控的重点区域。结果表明:(1)汇水区内的坝平地、大棚种植区和柴河河道的土壤或底泥具有较高的氮磷比,其径流中溶解态氮磷比也较高,而磷矿区和富磷区林地土壤及径流中溶解态氮磷比较低;(2)土壤氮、磷养分与径流中氮、磷污染物之间未发现显著相关性(p0.05);(3)与其他景观类型相比,柴河底泥与大棚种植区的污染物"源"强较高,而大棚种植区和磷矿区污染物的"流"失风险较高,因此,大棚种植区由于其高"源"强和高"流"失性是该汇水区面源污染重点防控区域;(4)单个景观类型下,通过对比"源""流"过程在总流失风险中的比例确定磷矿区的流失、富磷区林地和河道底泥的污染物"源"是各自景观类型下面源污染防控的重点环节;而农业种植区(坡耕地、坝平地和大棚区)需同时在减"源"和控"流"上进行综合防控。     

基于GIS和MUSLE的东北沟小流域非点源污染关键区识别

以河北省平泉县东北沟小流域DEM、土地利用类型和土壤调查数据为基础,在地理信息系统(GIS)的支持下,运用修正的通用土壤流失方程(MUSLE)对研究区非点源污染进行关键区识别及分级。结果表明:关键区按所占面积从大到小依次为低风险关键区、高风险关键区和中风险关键区,且各区主要沿水域分布。关键区中农业用地占到了流域农业用地总面积的37.3%,而随着风险等级的提高,关键区中农业用地所占比例显著增加。研究区非点源污染的主要来源是沿水域分布的农业用地,与实际情况吻合,研究结果能为研究区非点源污染治理提供科学指导和理论支持。将GIS与MUSLE模型相结合能够快速识别非点源污染关键区,该方法科学有效,具有很强的适用性。     

博客快速发展的原因分析

博客于2002年传入我国,并在短期内获得了快速发展,最近在微博的冲击下,博客依然保持着强劲的增长势头。拉理论是移民社会学中研究人口流动和移民迁移现象的重要理论之一,它为解释博客的快速发展提供了全新的视角,根据该理论提出现实社会的推力因素和博客自身的拉力因素共同造成了博客的快速发展。     

土壤钾素运移的影响因素研究进展

钾是植物必需的营养元素,土壤中钾素是作物所需钾素的主要来源。土壤中钾素通过质流、扩散和根系截获的方式到达根表被植物吸收。这些运移方式受一定因素的影响。本文简要综述了土壤钾素运移的影响因素,包括物理因素、化学因素和生物因素,归纳了土壤水分、质地、体积质量、温度、pH值、陪伴离子、钾离子的浓度和植物特性等因素对土壤钾素运移的影响,并展望了未来土壤钾素运移的重点研究方向。     

蔬菜硝酸盐积累机制及影响因素

概述了近年来有关蔬菜硝酸盐积累方面的研究,包括积累机制及影响因素,提出相应的调节措施,并就当前存在问题指出今后的研究重点。     

Biotic and abiotic factors controlling the spatial and temporal variation of soil respiration in an agricultural ecosystem

Based on the continuous observation of soil respiration and environmental factors in a maize ecosystem from late April to late September in 2005, the spatial and temporal variation of soil respiration and their controlling factors were analyzed. There was a significant spatial pattern for soil respiration at the plant scale and higher soil respiration rates tended to occur near the maize plant during the growing season. On one measurement moment, root biomass (B) in soil collars exerted significant influence on the spatial pattern of soil respiration under the relatively homogeneous environmental conditions. A linear relationship existed between soil respiration rate and root biomass

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不同烟区烤烟化学成分的主导气候影响因子分析

根据纬度差异和地理方位,将我国主产烟区的7省12县分为南北两大烟区,采用统一栽培模式,对两区烤烟( Nicotiana tabacum L. )主要化学成分和大田生长期不同时段的气候因素进行多元相关及逐步回归分析,初步获得了两烟区烤烟化学成分的主导气候影响因子。主要结果是:北方烟叶化学成分与气候因素的相关程度比较明显,南方烟区相对来说不很显著,影响北方烟叶化学成分的气候因子多于南方烟叶。南北两烟区不同生育时段的气象因子与烤烟化学成分有不同的关联度,影响烟叶化学成分的主导气候因子明显不同,作用方向也各不相同。综合而言,北方烟区化学成分的主导气候影响因子是相对湿度、气温日较差和10 cm地温;南方烟区化学成分的主导气候影响因子是日照时数和降雨量。     

乌兰木伦河径流量衰减驱动因素研究

以乌兰木伦河为研究对象,通过调查分析乌兰木伦河年径流量、降雨量、年均气温、人口、煤炭产能、GDP等的变化特征,探讨各因素对乌兰木伦河径流量的作用特点,以确定乌兰木伦河径流量衰减的主要驱动因素及其贡献比例。结果表明:由于自然和社会因素的共同作用,乌兰木伦河年径流量呈不断衰减趋势;乌兰木伦河径流量影响因素中,以降雨量和年均气温为主的自然因素所占比重为19.4%,而以人口、煤炭产能和GDP为主的社会因素所占比重为80.6%。目前社会因素是影响乌兰木伦河径流量衰减的主导因素。     

2000－2018年广西植被时空变化及其对地形、气候和土地利用的响应

广西是典型的喀斯特地区,其生态系统非常脆弱。为评估广西植被时空变化特征及其影响因素,该研究基于2000－2018年MODIS数据,利用最大值合成和趋势分析等方法,分析广西植被NDVI时空变化特征;基于相关分析等方法,结合地形因子、气候因子和土地利用数据,探讨了植被NDVI对地形、气候变化和土地利用的响应。结果表明：1）2000－2018年广西植被NDVI呈增加趋势,但空间差异显著,表现为北高南低,边缘高中间低。2）随着高程的增加植被NDVI呈现先增加再减少的趋势;随着坡度的增加植被NDVI呈先增加至稳定再减小的趋势;除无坡向以外,坡向的不同对植被NDVI影响不大。3）广西2000－2018年气温和降水对植被NDVI为正影响,复相关系数达到0.32。在不同土地利用类型上,植被NDVI对气候的响应是不同的。研究结果揭示了广西植被时空变化特征及其对地形、气候和土地利用的响应,能够为广西可持续发展和生态环境建设提供决策支持。     

Spatiotemporal variations and determinants of stream nitrogen and phosphorus concentrations from a watershed in the Three Gorges Reservoir Area,China

Socioeconomic development induced nonpoint source (NPS) pollution has aroused an increasing concern, however, most of the previous studies were concentrated on the impacts of environmental determinants. Here, total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) concentrations from 13 sampling sites were collected biweekly from January 2018 to October 2021, and 26 potential factors including environmental and socioeconomic were considered in the Wangjiaqiao watershed of the Three Gorges Reservoir Area, China. Impacts of these factors on TN and TP were evaluated by partial least squares regression (PLSR) model. It showed that average TN and TP concentrations in wet seasons (TN,14.68 mg L⁻¹; TP, 0.113 mg L⁻¹) were higher than that in dry seasons (TN, 11.73 mg L⁻¹; TP, 0.087 mg L⁻¹). Additionally, the TN concentrations were greater in downstream than upstream, however, the highest TP concentrations were found in the middle of the watershed. The optimal PLSR model explained 69.6%, 73.1% and 66.1% of the variance in TN concentration, as well as 65.7%, 79.5% and 67.4% of the variance in TP concentration during the annual, dry and wet seasons, respectively. Moreover, TN was primarily influenced by topographic wetness index, planting structure, interspersion and juxtaposition index, orchard proportion, nitrogen fertilization, per capita income, and catchment area, whereas TP was mainly controlled by slope gradient, topographic wetness index, hypsometric integral, interspersion and juxtaposition index, and population density. Collectively, environmental factors had greater impacts on the TN and TP concentrations than socioeconomic factors. Raising farmers' awareness of the hazards of NPS pollution is beneficial to watershed NPS pollution control.     

青藏高原不同类型草地土壤磷素分布及其影响因素

磷是限制草地生态系统生产力的关键性养分元素,阐明青藏高原草地土壤磷素分布特征及其影响因素对于维持该区域草地生态系统的可持续发展具有重要意义。沿青藏高原从西北至东南的水平样带采集不同类型草地(即草甸草原、典型草原和荒漠草原)的土壤样品,研究土壤全磷、有效磷、无机磷组分和有机磷组分的分布特征及其影响因素。结果表明:土壤全磷和有效磷含量以草甸草原最高,其次为荒漠草原和典型草原。各类型草地土壤的无机磷组成均以酸溶态无机磷为主;草甸草原土壤的有机磷组成以氢氧化钠态有机磷为主,而典型和荒漠草原土壤则以酸溶态有机磷为主。不同类型草地相比,草甸草原土壤的水溶态、碳酸氢钠态和氢氧化钠态无机磷以及各形态有机磷含量均显著高于典型和荒漠草原,而荒漠草原土壤的酸溶态无机磷含量显著高于草甸和典型草原。冗余分析指出,土壤有机碳、年均降雨量是影响全磷和有效磷的主要因子,年均降雨量和游离氧化铁是影响无机磷组分的主要因子,而pH、年均气温、地上生物量和年均降雨量是影响有机磷组分的主要因子;结构方程模型指出,草地类型对无机磷组分和有机磷组分都有直接的影响,年均温度和容重对无机磷组分也有直接的影响,而海拔、年均降水量和年均气温通过草地类型对无机磷组分和有机磷组分产生间接的影响。研究结果对于青藏高寒草地生态系统磷素养分的有效管理,进而实现该区域草地资源的可持续利用具有重要意义。     

京郊典型设施蔬菜地N2O排放规律及影响因素研究

为明确典型设施蔬菜地N2O排放规律及其影响因素,采用静态箱法,对北京郊区典型设施菜地番茄生长季进行了系统的观测,并分析了氮肥施用量、土壤温度、土壤水分对土壤N2O排放的影响。结果表明:设施番茄地N2O排放具有明显的生长季变异性,随着施肥和灌溉事件呈现多峰的动态变化规律。与农民习惯施肥处理(FP)相比,减氮施肥处理(OPT)能减少N2O排放总量41.67%,减氮施肥+硝化抑制剂处理(OPT+DCD)则能减少N2O排放总量54.46%;各处理N2O的排放系数介于0.55%～1.15%之间;土壤N2O排放与土壤湿度表现出显著的相关性,但与土壤温度未表现出明显相关性。