多因素影响下的喀斯特山区坡耕地分布特征——以贵阳市花溪区为例

为研究喀斯特山区坡耕地在岩性、土壤类型、坡位和居民点影响下的分布特征,为区域水土流失治理提供参考,以贵州省贵阳市花溪区为研究对象,结合花溪区高清影像图、高程图(DEM)、地质图和土壤类型图为主要数据源,利用ArcGIS 10.2平台,基于其空间叠加分析、数理统计等功能,对多因子影响下的喀斯特山区坡耕地分布特征进行了分析。结果表明:花溪区坡耕地面积占全区总面积的21.07%,占全区耕地面积的63.85%,是花溪区主要耕地类型; 在各岩组上,坡耕地的分布面积从大到小依次为:石灰岩组>白云岩组>普通砂页岩组>紫色砂页岩组,其中在普通砂页岩组和石灰岩组上分布较为集中连片,在白云岩组和紫色砂页岩组上分布较为零散; 坡耕地的各土壤类型面积依次表现为:水稻土>黄壤>石灰土>紫色土>潮土,其中黄壤最为集中连片,水稻土则较为分散; 不同坡位区域中,坡耕地面积依次表现为; 下坡位>中坡位>上坡位,其中在下坡位区域分布最为集中连片,上坡位区域分布最为零散; 同时坡耕地和居民点在空间分布上具有显著相关性,距离居民点越远,坡耕地分布越稀疏。综上所述,在多种因素共同作用下,花溪区坡耕地呈现出“西部多东部少”的空间格局,其中普通砂页岩组和石灰岩组上的坡耕地连片区可优先考虑进行治理。     

宁夏海原县生态脆弱性与经济贫困空间耦合关系

为研究宁夏海原县生态脆弱性与经济贫困的空间耦合关系,揭示其空间分异特征,基于统计调查数据和遥感数据,结合地理信息技术,以村域为研究单元,通过构建评价指标体系,对海原县生态脆弱性与经济贫困程度、空间耦合关系以及分异规律进行了综合分析。结果表明:海原县生态脆弱性整体处于中等偏高水平,且空间差异较大,空间分布格局具有较强的集聚性特征,生态脆弱性高的地区主要分布在开发强度大、人类活动频繁的河川河谷区以及海拔高、地形起伏大的南部地区; 从贫困程度来看,海原县中度贫困及以上的行政村比例为55.72%,表明研究区整体贫困程度较深,重度贫困和极度贫困集中分布在海拔高、坡度和地形起伏大的南部和西部地区; 从生态与经济耦合关系来看,研究区生态脆弱性与经济贫困耦合协调程度较低,协调同步发展比例为10.71%,失调环境滞后型和失调经济落后型行政村数量最多,且空间分布较为集中,主要集中分布在海原县东部和南部等地区。研究结果可为促进区域生态经济协调可持续发展,实现乡村振兴提供科学参考。     

人工藻结皮对河套平原盐碱土理化性质和酶活性的影响

土壤藻结皮主要由土壤中的藻类和土壤颗粒胶结而形成,具备水土保持、土壤改良、防风固沙等优良的生态功能。为了研究土壤藻结皮对盐碱土的改良效果,在河套平原盐碱地野外试验区分别接种了C. miniata HJ-01,C. miniata HJ-01和S. javanicum,C. miniata HJ-01和土著丝状混合藻,培植人工土壤藻结皮。结果表明:人工藻结皮发育45 d后,0—10 cm深度土壤中水分损失减弱,土壤pH值轻微下降,电导率降低57%(p<0.05),有效氮和有效磷增加(p<0.05); 0—5 cm深度土壤中脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性分别增加52.1%,20.7%,16.7%,41.7%(p<0.05)。因此,人工土壤藻结皮能有效改良盐碱地。     

基于高能水分特性法的土壤团聚体结构稳定性研究进展

土壤团聚体稳定性是影响土壤质量、入渗、抗侵蚀能力及根系生长的重要土壤物理性质,同时也是判断土壤是否退化的重要指标。目前国内外关于团聚体稳定性的研究以分析团聚体水稳性为主,团聚体结构稳定性相关研究较少,而使用高能水分特性法(HEMC)测定团聚体结构稳定性重现性高,可检测不同处理间微小差异且试验及计算过程精准可控,在国外已有较多研究。研究通过HEMC法分析了土壤改良剂、土地利用与土壤管理和不同土壤理化性质下团聚体结构稳定性的特征及影响因子,结果表明不同处理间土壤团聚体结构稳定性差异较明显,且有机质与黏粒含量是影响团聚体结构稳定性的主要因素,而国内还鲜有相关报道。该研究就HEMC方法的原理、测定过程、数据处理、指标计算及相关研究进展进行了总结,并结合我国大力提倡保护耕地资源、修复退化土壤及实施植被恢复的大背景,对利用该方法进行土壤结构、土壤质量、土壤抗蚀性等方面的研究提出了一些建议,期望能够推广利用该方法,为土壤质量演变、构建和评价健康土壤提供基础数据支持。     

Na+与Cl–浓度平衡供应促进小白菜干物质积累及营养品质提升

  【目的】  适宜的Na+与Cl–浓度均有利于植物的生长,但Na+和Cl–哪个起主导作用,以及二者之间的平衡关系对其有益作用的影响尚不清楚。因此,拟通过本研究为低浓度氯化钠在生产中的应用提供理论依据。  【方法】  采用盆栽试验培养小白菜(Brassica campestris L. ssp. chinensis var. communis Tsen et Lee),在小白菜长到3叶1心时进行叶面喷施处理。以NaCl为基础,设置了[Na+]<[Cl–] (A)、[Na+]＝[Cl–] (B)和[Na+]>[Cl–] (C) 3组处理。B组平衡态的3个处理的[Na+]∶[Cl–]的浓度(mmol/L)比为6∶6 (B₁)、12∶12 (B₂)、18∶18 (B₃);A组非平衡态的3个处理为0∶6 (A₁)、6∶12 (A₂)、12∶18 (A₃);C组非平衡态的3个处理的比值是6∶0 (C₁)、12∶6 (C₂)、18∶12 (C₃),以无离子水为对照CK,每日喷施一次,连续处理21天。停止喷施后,取样观测叶片组织结构,测定植株干鲜物质量、叶片光合活性以及游离氨基酸含量。  【结果】  无论[Na+]和[Cl–]是平衡还是非平衡状态,喷施处理均显著提高了小白菜的干鲜物质积累量和叶片光合活性。与CK相比,3个[Na+]、[Cl–]等浓度供给处理均显著增加了小白菜植株干、鲜生物量,显著增加了植株游离氨基酸含量,增加了叶面积尤其是中上位叶面积,促生效果均以B₂ 处理最佳,植株干、鲜生物量分别比CK增加了35.1%和43.7%,叶面积增加了33.4%。在非平衡状态中,有Cl–无Na+时有利于含水量增加,有Na+无Cl–时有利于干物质累积,且表现出Na+和Cl–均有利于含水量增加,Na+比Cl–更有利于游离氨基酸累积([Na+]>[Cl–]时,增加52.6%),Cl–比Na+更有利于干物质累积和光合速率([Na+]<[Cl–]时,增加17.3%)以及气孔导度([Na+]<[Cl–]时,增加145.3%)增加的现象。2因素主体间效应检验显示,小白菜的植株干鲜物质和营养物质累积、叶面积和比叶重、叶片光合气体交换活性,既受Na+、Cl–单独离子效应的影响,又受Na+与Cl–交互效应的影响。  【结论】  叶面喷施[Na+]与[Cl–]平衡与否都对小白菜的生长、干物质累积、含水量增加和叶片光合活性具有促进效应。但以12 mmol/L NaCl的生长促进效应更优,其主要表现为叶面积的扩展促使植株干物质累积。     

工程堆积体坡面不同植被格局的控蚀效果研究

为探明不同植被格局对工程堆积体陡坡坡面土壤侵蚀的影响,采用10,20,30 L/min 3种放水流量,对黄土区不同格局（裸坡、坡顶、坡中、坡底、条带）下的高陡边坡（32°,20 m×1 m）进行模拟放水试验,选取径流率、产沙率、减流效益、减沙效益等因子对堆积体坡面植被的控蚀效果进行分析。结果表明：3种放水流量下,条带、坡顶、坡中、坡底的平均径流率较裸坡分别减小57.33%,61.17%,41.62%,24.78%,平均产沙率较裸坡分别减小74.99%,61.10%,55.01%,46.43%,且径流率与产沙率的线性关系（R²=0.57~0.80,p<0.01）整体上弱于裸坡（R²=0.71,p<0.01）。不同植被格局中,条带及坡顶格局的减流效益分别是65.97%,60.52%,减沙效益分别为71.44%,57.22%,二者的控蚀效果远高于其他格局。产沙率与径流功率的线性相关性（R²=0.61~0.83,p<0.01）高于径流剪切力（R²=0.29~0.76,p<0.01）,径流功率能更好地反映堆积体坡面土壤侵蚀机制。     

基于15N同位素示踪盐渍化农田向日葵氮素利用规律

为探明盐渍化农田不同施氮水平下向日葵氮素吸收利用规律,采用¹⁵N同位素示踪技术进行田间微区试验,以不施氮处理(N0)为对照,设计3种施氮水平(N1=150 kg/hm²、N2=225 kg/hm²、N3=300 kg/hm²),于向日葵成熟期测定植株和0—100 cm土层土壤¹⁵N同位素丰度及总氮含量,研究各处理肥料氮素的去向及其利用机制。结果表明:向日葵氮素吸收量随施氮量的增加而增加,成熟期作物氮素吸收量在N2水平较不施氮显著增加38.7%;土壤氮和肥料氮对作物当季氮素吸收的贡献比例为84.9%和15.1%。N2水平下,肥料氮的贡献比例较N1增加35.7%,土壤氮的贡献比例较N1降低4.3%。肥料氮残留量随土层深度增加而减少,土壤中47.4%的残留肥料氮主要集中在0—20 cm土层。不同施氮水平下肥料氮去向均表现为氮肥损失率>氮肥残留率>氮肥利用率,N2施氮水平下氮肥利用率较N1、N3显著提高22.7%和14.6%,土壤残留率较N1、N3减少8.5%和8.6%。综合考虑向日葵氮素吸收利用及土壤中氮素残留情况,225 kg/hm²施氮量下氮肥利用率为27.4%,氮肥残留率为32.3%,氮肥损失率为40.3%,是中度盐渍化农田较适宜的施氮量。     

灌丛化对高寒草甸土壤水力性质的影响

全球气候变化背景下,青藏高原高寒草甸灌丛化已经成为青藏高原植被景观的主要变化趋势。为了更好地认识和理解灌丛化与高寒草甸生态系统的关系,以青藏高原东缘川西锦鸡儿(Caragana Erinacea Kom)和金露梅(Potentilla Fruticosa)灌丛化高寒草甸为对象,采用环刀浸泡法和双环入渗法研究了其在未灌丛化、轻度灌丛化、中度灌丛化和重度灌丛化阶段土壤持水和入渗能力特征。结果表明:(1)2种灌丛化草甸土壤容重在中度灌丛化阶段最低,总孔隙度在中度灌丛化阶段最高。(2)随着灌丛化程度的增加,2种灌丛化草甸土壤含水量呈增加趋势,表现为在重度灌丛化阶段最高;土壤毛管持水量、田间持水量和最大持水量呈抛物线变化趋势,在中度灌丛化阶段最大。(3)2种灌丛化草甸土壤的初渗率、稳渗率和入渗速度随灌丛化程度的增加总体表现为增加趋势,其中在中度和重度灌丛化阶段显著高于未灌丛化阶段。(4)相关性分析表明,灌丛化草甸土壤的入渗指标与土壤含水量、非毛管孔隙度有显著相关关系。因此,高寒草甸灌丛化过程中,土壤水力性质的改变通常发生在中度和重度灌丛化阶段。     

控释肥配施玉米秸秆对麦季土壤酶活性及养分的影响

为了探究控释尿素掺混肥与玉米秸秆长期互作对麦季土壤酶活性和土壤养分状况的影响,基于华北平原棕壤区小麦—玉米轮作8年定位施肥试验,对比研究了玉米秸秆还田(S)与不还田条件下施用控释尿素掺混肥(CRF)与普通尿素掺混肥(BBF)对麦季土壤酶活性及土壤养分的影响。结果表明:秸秆不还田条件下,CRF处理较BBF处理显著提高土壤中性磷酸酶(返青期和成熟期)、蔗糖酶(返青期和孕穗期)和纤维素酶(返青期和孕穗期)活性及成熟期有机质、硝态氮和有效磷含量,其中,成熟期中性磷酸酶活性显著提高29.6%,硝态氮含量显著提高34.8%。秸秆还田条件下,BBF+S处理成熟期脲酶、纤维素酶,孕穗期中性磷酸酶活性显著高于CRF+S处理,其他时期2种类型掺混肥土壤酶活性无显著差异。CRF+S处理成熟期土壤全氮、有机质、硝态氮和有效磷含量显著高于BBF+S处理。氮肥种类和玉米秸秆还田的交互作用对土壤中性磷酸酶、蔗糖酶和纤维素酶活性及土壤全氮、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量影响显著,秸秆还田较不还田处理显著提高中性磷酸酶、蔗糖酶活性、速效钾和有效磷含量。综上表明,玉米秸秆还田和不还田条件下控释尿素掺混肥较普通尿素掺混肥处理均能显著增加土壤有机质含量,提高小麦后期速效氮磷养分的供应强度和供应容量,其中玉米秸秆还田配施控释尿素掺混肥处理在提高土壤酶活性和土壤养分方面表现最优。研究结果可为秸秆还田下氮肥优化施用提供理论依据。     

土壤改良剂和有机肥对旱改水砖红壤稻田的改良效果

针对旱改水稻田土壤酸化和土地贫瘠的问题,探究土壤改良剂和有机肥对旱改水砖红壤稻田的改良效果,以期为南方砖红壤地区旱改水农田土壤改良提供科学依据和技术指导。通过大田试验,采用正交试验设计,设置土壤改良剂种类(石灰、硅钙钾镁和草木灰)和用量、有机肥种类(秸秆、羊粪和混合发酵有机肥)和用量的处理,测定各处理土壤 pH值、有机质含量、微生物数量以及土壤氮、磷、钾养分含量。结果表明,水稻种植 15 d后,施用硅钙钾镁能显著提高土壤 pH值,但提升幅度较小。施用秸秆、羊粪和混合发酵有机肥均能显著提升土壤 pH值、有机质含量、微生物总量和土壤氮、磷、钾含量。当有机肥施用总量超过 90 t/hm²时,田间水稻倒伏率随有机肥施用量的增加而显著上升。因此,施用有机肥是旱改水稻田土壤改良的有效措施,但土壤改良和地力提升需循序渐进,不宜一次性过量施用有机肥,最佳施用量为 90 t/hm²。