土壤重金属迁移模拟研究的现状与展望

随着工业发展和废弃物的排放不断增加，土壤重金属污染已经成为一个世界性环境问题。土壤重金属的分布转化以及污染修复的研究受到广泛关注，数学模型及计算机模拟研究成为重要的研究手段。该文对土壤重金属迁移的模拟研究的进展进行了回顾与归纳，集中阐述了对流弥散和经验随机两大类模型的特点和应用，并指出了研究中存在的问题及今后研究的发展方向。将数学模拟与土壤重金属信息系统及地理信息系统GIS的有机结合，将有可能为环境保护和农业决策提供新的重要依据。     

中国土壤信息系统（SISChina）及其应用基础研究

土壤是人类赖以生存和发展的物质基础,是陆地生态系统的核心,为了在全球尺度、国家尺度和区域尺度上解决资源、环境和生态的有关问题,就必须要建立土壤信息系统。本文首先全面系统地介绍了国内外有关土壤信息系统的研究进展,阐述了中国土壤信息系统建设的数据源、土壤空间数据和属性数据、包含土壤空间与属性数据融合的中国1:100万土壤数据库及其应用基础,这对了解中国土壤信息系统的发展趋势,更好地利用土壤资源,为农业生产和生态环境建设服务具有重要的现实意义。     

我国土壤调查制图及土壤分类工作的回顾与展望

建国以来,我国围绕国土整治与区域治理任务,在各地开展了土壤调查、制图及分类工作,为土壤资源的开发利用、建立土壤信息系统以及制定以诊断层为基础的土壤分类系统作出了贡献。今后应加强遥感技术与土壤信息系统的结合,使之步入新的发展阶段。     

土壤墒情自动测报系统在绿洲农业区的应用

目前对采用水文干旱方法，即通过监视农田墒情的变化来建立抗旱决策信息系统研究还很少，文章阐述在干旱灌区建立土壤墒情监测预报和灌溉决策信息系统的重要性，提出适用于干旱灌区的土壤墒情监测方法和作物灌水预报模型，对土壤墒情自动测报及灌溉决策系统的信息传输、结构及功能作了详细论述。研究表明，通过计算机信息技术对农田墒情、气象信息、灌溉用水以及农业生产等综合信息实行一体化系统管理，提高了灌溉管理水平，节约了水资源。研究成果在干旱、半干旱地区具有参考和应用价值。     

土壤质量与土壤可持续管理

土壤是农业生存之本,土壤质量是联系土壤管理与可持续农业的桥梁与纽带。介绍了土壤质量的概念及其发展,在客观地分析我国土壤质量现状的基础上,提出土壤管理必须建立在土壤质量的基础上并兼顾土壤的生产性、稳定性、持续性、生存性及社会的可接受性,才能实现农业的可持续发展。     

基于GIS的猕猴桃土壤养分评价与施肥建议模型研究

该论文以陕西省周至县为例,基于GIS技术,得到土壤养分的地域分布模型和适宜性等级划分;针对猕猴桃的生育特性,建立了养分需求模型;针对土壤养分的空间分布特点,给出具有决策指导意义的施肥建议,以提高猕猴桃果品的品质和产量;研制了基于施肥建议模型的果树施肥信息系统。该方法实现了GIS支持下的基础土壤养分数据的空间化、可视化、系统化管理,最大程度上实现了连续性的养分分布模型的构建,并对不同地域的施肥建议进行了可视化输出。该方法是实现“数字农业”和“精准施肥”目标的有益探索,具有一定的理论和实践意义。     

GIS中土壤信息系统的研究进展

６０年代初，土地资源管理的需要促进地理信息系统的诞生和发展，在此基础上，７０年代初发达国家以土壤分类为基础首先建立，运用和发展土壤信息系统，进入８０年代中期，发达国家将土壤信息系统应用于全球环境变化的评价及土壤资源的管理，发展中国家也纷纷进行土壤信息系统的应用和研究工作。中国在土壤信息系统研究方面也作了大量的研究工作，全面建立和发展中国的土壤信息系统势在必行。     

香港土壤研究 Ⅰ.研究现状与展望

对近半个世纪以来香港地区的土壤分类、农业和园林绿地土壤的肥力以及土壤环境保护等研究工作进行了系统的回顾和介绍,为中国香港地区及其他社会经济快速发展地区的土壤资源合理利用、生态环境保护与社会可持续发展提供了科学信息。认为,高度城市化和国际化的香港地区可以结合香港高科技及新产业的发展目标,合理利用和开发土地资源,定向培育中草药产地土壤环境与教育基地;需要进一步系统研究香港地区土壤发生与系统分类、性状与特征、空间分布与变异规律,建立香港土壤基础数据库、土壤图和土壤信息与服务系统;进一步探明污染元素和有益元素的土壤地球化学背景以及持久性有机污染物的环境生物地球化学过程及其生态与健康风险,建立长期的土壤环境质量动态观测点与研究平台,以及区域尺度的土壤环境质量信息系统和定量可视化预测预警系统;研究与发展适合香港地区的有问题土壤的风险评估与修复技术体系     

珠海正坑小流域土壤与氮、磷养分流失估算

土壤及土壤养分流失是农业非点源污染的主要形式。选择珠江三角洲地区典型小流域——正坑小流域为研究区,在GIS技术支持下,建立流域数字高程模型并获取下垫面相关参数,采用通用土壤流失方程、固态污染物负荷方程,进行小流域农业非点源污染负荷估算与分析。结果表明,正坑小流域年土壤流失量为455061.60kg,旱坡地和果园两类土地利用景观类型具有相对较高的侵蚀模数;土壤N、P养分流失年负荷量分别为6335.32,1150.35kg,不同土地利用类型对非点源污染负荷的贡献率不同,水田中氮、磷流失对非点源污染负荷有重要影响。     

设施土壤次生盐渍化及其对土壤性质的影响

设施土壤次生盐渍化是我国设施农业生产中的一个重要限制因子。本文根据近年来的相关研究进展,综述了设施土壤次生盐渍化的基本特征、形成原因及其影响因素,并阐述了设施土壤次生盐渍化对土壤理化性质以及土壤微生物状况的影响。     

典型泥石流流域蒋家沟的降雨-径流模拟

应用密切值法,对湖南省14个设(区)市的水资源利用现状进行分区评价,并利用各设(区)市密切值的散点图,将其开发利用发展水平分成3类:开发利用低度区、中度区和高度区,绘出了分区等级图。结果表明,湖南省水资源开发利用低度区有5个,开发利用中度区有6个,开发利用高度区有3个,其中开发利用低度区占35.7%,开发利用中度区、高度区共占64.3%。整体而言,湖南省的水资源利用非常不均衡,需要在不同的地区采取合适的开发利用措施。     

基于改进灰色关联分析法的湖南省城市土地可持续利用评价

从资源环境、经济发展和社会和谐3个方面构建城市土地可持续利用评价指标体系.采用改进灰色关联分析法,对湖南省城市土地可持续利用水平进行综合评价.结果表明:(1) 2000-2010年,湖南省城市土地可持续利用状态从较低水平发展为较高水平,但仍有较大提升空间;(2)对城市土地可持续利用影响最大的因素是资源环境,其次是社会和谐,最后是经济发展;(3)资源环境、经济发展与社会和谐子目标的灰色关联度总体呈上升态势,但社会和谐子目标在11a间呈现较大波动.为进一步提高湖南省城市土地可持续利用水平,应进一步加快经济发展速度,加大城市土地内涵挖潜,优化土地利用结构,加强环境保护,加快城市交通和基础设施建设,加大公共设施用地比重.     

江西省水资源可持续利用评价研究

在综合分析江西省水资源特色的基础上,结合江西省2009年自然、社会和经济以及水资源资料,选取降水量、灌溉率、水资源开发利用程度、生活用水定额、人均供水量、生态环境用水率作为评价指标,应用模糊识别理论对江西省11个市的水资源可持续利用程度进行了评价研究。结果表明,江西省整体水资源可持续利用等级为Ⅱ级,水资源开发利用已具有相当规模。     

湖南省水资源开发利用程度综合评价

通过灰色关联分析建立湖南省水资源开发利用程度综合评价的指标体系,利用层次分析法确定了各评价指标的权重,对湖南省14个市州的水资源开发利用程度进行了评价。评价结果表明,湖南省大多数市州的水资源开发程度综合指数低于0.6,因此认为湖南省水资源开发利用程度处于较低的水平。为使水资源的开发利用走可持续发展道路,应注意水资源的保护,节约用水,加强水资源的管理。     

基于熵权法的城市水资源脆弱性研究——以广东省为例

[目的]研究城市水资源的脆弱性,客观反映水资源的可持续发展能力,为建设可持续发展城市提供参考。[方法]本文把广东省21个行政市及佛山市顺德区水资源列为实证对象,从自然因素、人为因素、承载力因素3个角度建立评价指标体系;在熵权法计算影响权重的基础上利用线性加权求和法构建水资源脆弱性评价模型。[结果]广东省水资源脆弱性总体呈现较脆弱,深圳市水资源脆弱性呈现不脆弱,在22个研究对象中水资源脆弱性表现最稳定。[结论]根据广东省水资源脆弱性评价结果结合智慧城市中可持续发展的目标可知,由于产业结构、水资源利用效率较低等问题导致广东省水资源脆弱性较高,可以通过产业结构改革,建设智慧水务和利用科技水平提高水资源利用效率等方法来降低水资源脆弱性。     

粮食主产区耕地保护外部性盈余/赤字测度与分析——以河南省为例

为科学测度粮食主产区耕地保护外部性盈余/赤字,论文基于耕地保护外部性多层次边界,构建了省级边界和全国边界下典型区域耕地保护外部性盈余/赤字测度模型,并以河南省18个地市为研究区域展开实证分析。结果表明:(1)同一边界下河南省各地市耕地保护外部性盈余/赤字空间分布差异性明显。省级边界下,河南省耕地保护外部性盈余区和赤字区各有9个地市,整体表现为西北部处于赤字区,东北部处于轻度盈余区,西南部处于中高度盈余区。全国边界下,随着人均粮食消费量标准的提高,耕地保护外部性盈余区数量比重降低、赤字区数量比重加大。在人均粮食消费量为380 kg、400 kg、420 kg和435 kg标准下,耕地保护外部性盈余区(地市)数量占比分别为88.89%、83.33%、77.78%和72.22%。(2)多层次作用边界下河南省各地市耕地保护外部性盈余/赤字空间分布差异性明显。具体表现为:同一地市从省级边界到全国边界下耕地保护外部性赤字减弱、盈余增强,或由赤字区转变为盈余区。总之,未来研究应依据不同作用边界下耕地保护外部性盈余/赤字的空间分布规律,结合主体功能区划,构建多层次一体化的耕地保护经济补偿体系,科学界定耕地保护经济补偿的接受区和给付区,制定科学的耕地保护区际经济补偿标准。     

基于人工神经网络的喀斯特地区水资源安全评价

[目的]对喀斯特地区水资源安全状况进行评价,为喀斯特地区水环境管理与可持续发展提供科学依据。[方法]以喀斯特典型分布区贵州省为例,建立喀斯特地区水资源安全评价指标体系,构建BP人工神经网络模型,对贵州省9个州市水资源安全进行评价,并与熵权物元模型相比较。[结果]贵州省9个州市的水资源安全,有2个处于比较安全状态,6个处于一般状态,1个处于比较不安全状态。评价结果与熵权物元模型评价结果基本一致。[结论]该体系评价结果合理,评价方法简便直观,该模型对类似地区水资源安全评价有一定的参考价值。     

中国南方湿润区水资源脆弱度评价及其管理——以湖南省衡阳市为例

从自然脆弱性、人为脆弱性、承载脆弱性3个方面选取11个评价指标,构建了湖南省衡阳市水资源脆弱度评价指标体系.采用5级100分制方法对指标数值进行量化,运用综合指数法进行定量评价,其中指标临界值的确定主要参考南方8省各指标的极值.从评价结果来看,衡阳市水资源为强脆弱.其中,少雨期干旱指数、多年平均降水量、人口密度和人均GDP对水资源脆弱性贡献最大.因此,可以通过采取水资源管理措施进行产业结构调整,提高水资源利用率,控制人口增长,加强水利工程建设,完善水资源管理等措施来降低水资源的脆弱性.     

江西省水土流失重点防治区的复核和划分

[目的]进行江西省水土流失重点防治区的复核和划分,为科学编制江西省水土保持规划提供依据。[方法]在继承江西省原"三区"划分成果的基础上,利用第一次全国水利普查江西省水土保持专项普查成果,以县级行政区为单元,按照统筹考虑水土流失现状防治需求,与已有规划成果相协调,集中连片,定量分析为主,定性分析为辅以及等级从高等原则的要求,采用"2+1"和"双达标"的模式,进行了复核划分。[结果]复核划分确定了10个江西省省级水土流失重点防治区,土地总面积66 562.6km2,占全省土地总面积的39.9%,并提出了江西省水土流失防治总体方略及不同重点防治分区的防治途径。[结论]研究结果可为全省水土保持工作和宏观决策,加快推进江西省生态文明先行示范区建设提供了重要的依据。     

基于密切值法和水氮管理模型的华北平原农田水氮优化管理

优化农田水氮管理措施可为实现粮食高产、资源高效及环境友好的目标提供科学依据。该研究以华北平原泰安地区为例,利用农田生态系统水热碳氮过程耦合模型(soil water heat carbon and nitrogen simulator,WHCNS)分别对冬小麦季设置的165个水肥组合和夏玉米季设置的55个水肥组合进行了情景模拟分析,在综合考虑农学、环境和经济效益的基础上,采用密切值法优化了农田水肥管理方案。结果表明:受到华北地区年内降雨分配不均的影响,冬小麦产量随着灌水量的增加呈先增加后稳定的趋势;而夏玉米产量与灌水量没有明显的关系。冬小麦和夏玉米产量均随着施肥量的增加而增加,后保持稳定。水分渗漏和氮素淋洗量均随着灌水量或施肥量的增加而显著增加。在研究区作物秸秆全部还田及高累积氮的条件下,冬小麦季灌水240 mm和施肥60 kg/hm~2(以N计,下同),夏玉米季不灌溉和施肥90 kg/hm~2分别为研究区当年冬小麦季和夏玉米季最佳的水肥管理方案。在所有水肥组合情景中,优化的水肥管理方案不仅能保证冬小麦-夏玉米最大周年产量的97%、具有较高的水氮利用效率和最佳的产投比,而且氮素淋洗和气体损失分别比最大值降低了77%和71%。因此,该方法可以用来优化华北平原农田的水肥管理措施。