基于组分区分的南方红壤丘陵土壤呼吸对植被类型转换的响应

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节之一。长时期的水土保持生态建设导致南方红壤丘陵区植被类型转换非常普遍。探讨植被转换对土壤呼吸及其关键组分的影响,不仅对深入了解土壤呼吸与碳循环的内在机制有着重要的理论价值,还可以为科学评价水土保持生态建设在应对气候变化方面的作用提供科学依据。依托江西水土保持生态科技园对侵蚀退化裸地及其恢复承建后的百喜草地、柑橘果园和湿地松人工林进行了一年尺度的土壤呼吸速率监测。结果表明,土壤呼吸速率月变化呈夏高冬低的曲线模式,最大值出现在8月份或9月份,最小值出现在1月份,植被转换没有改变土壤呼吸的季节变化模式。土壤呼吸速率的季节变化主要受浅层土壤温度的控制,与土壤含水率没有显著关系,5 cm深度土壤温度能解释总呼吸速率和异养呼吸速率季节变异的83.3%和86.0%。随着植被类型由裸地向草地、果园和林地转换,土壤呼吸的温度敏感性系数Q10值由1.86增大到2.20、2.72和2.75,即土壤呼吸对土壤温度的变化越来越敏感。异养呼吸占土壤总呼吸的比例呈现出单峰曲线模式,平均达到72.3%,且随土壤呼吸速率的增大而增大。南方红壤丘陵区侵蚀裸地向人工草地、果园和湿地松人工林转换的过程中土壤呼吸速率有所增强,草地与裸地之间土壤总呼吸速率存在显著性差异,草地与裸地、草地与林地之间土壤异养呼吸速率差异显著。在区域或生态系统尺度上,植被类型是土壤呼吸的重要影响因子。     

基于遥感的华北平原农作物时空分布变化特征分析

作物种植面积的多年时空变化是进行农业结构调整和优化的基础,也是开展农业减灾、地下水保护的重要依据。为了解华北平原主要作物近年来种植面积的时空变化过程,本文基于2000—2013年的MODIS NDVI数据和TM/ETM遥感数据提取当地主要作物的种植面积,并分析了华北平原主要作物近年来的时空变化特征。结果表明:1基于MODIS NDVI数据和TM/ETM遥感数据提取当地主要作物的种植面积,提取精度较高,结果可靠;2冬小麦?夏玉米主要分布于太行山前平原、山东省和河南省的引黄河灌区,单季玉米在河北平原北部分布最广,水稻集中分布于天津、河北唐山地区和黄河沿岸,蔬菜主要分布在城市郊区,林果分散分布于几个产果区和京津周边地区,棉花主要集中于华北平原中部地区。3华北平原粮食作物(小麦、玉米和水稻)种植面积明显下降,经济作物(林果和蔬菜)则显著增加,其中林果、蔬菜和水稻的面积变化率较大,分别为56.45%、35.76%和23.16%,蔬菜和水稻的位置转移明显。4景观格局AWMPFD和SHEI指数值表明,河北平原以南的冬小麦?夏玉米种植规模化程度提高,豫北地区冬小麦?夏玉米种植面积增加,豫北以北地区由于各类经济作物种植面积增加,区域作物种植多样化指数增加。该结果可为农业种植结构调整、资源合理利用提供参考。     

微咸水滴灌对黄瓜产量及灌溉水利用效率的影响

试验主要研究了华北半湿润地区微咸水滴灌条件下，滴头正下方0.2 m深度土壤基质势分别控制在－10～－50 kPa时，不同盐分浓度微咸水(2.2～4.9 dS/m)对黄瓜产量、灌水量及灌溉水利用效率(IWUE)的影响。研究发现当灌溉水电导率(EC)大于1.1 dS/m时，黄瓜的产量随着EC的增大而降低。当滴头下0.2 m深度土壤基质势控制在－25～－35 kPa时，黄瓜表现出来的耐盐性最强，EC每升高1 dS/m产量大约降低3%。总的趋势是土壤基质势控制越高(－10 kPa)处理的灌溉量越多，IWUE越低，而土壤基质势控制越低(－50 kPa)处理的灌溉量越少，IWUE越高。通过研究，在年降雨量大约为600 mm的半湿润地区，当没有足够的淡水用于作物灌溉时，可以在采用一系列灌溉与栽培管理措施条件下，利用2.2～4.9 dS/m的微咸水来灌溉黄瓜等对盐分中等敏感的作物。     

面向21世纪可持续发展的世界经济动向——绿色经济

汇集国内外绿色经济的实践内容，展示人类面向21世纪可持续发展的世界经济动向－绿色经济，并建议构建绿色经济制度以加强可持续发展在各经济领域的具体实施。     

黄土丘陵小流域景观空间格局动态分析——以固原市上黄试区为例

 为黄土高原土地资源合理利用及区域可持续发展提供参考,以上黄试区为例,在地理信息系统支持下获得计算景观多样性的有关参数,选取斑块大小及数量、分维数、斑块伸长指数、多样性、优势度、均匀度和破碎度等指标,对黄土丘陵小流域10年来景观多样性动态变化进行分析。结果显示:1995—2004年,该试区总斑块数增加了6个,斑块变化明显的主要表现为:坡耕地及天然草地斑块分别减少19个和12个,人工草地斑块及梯田分别增加15个和9个;平均斑块面积及平均斑块周长分别下降了0.14hm2和185.36m2;梯田、天然草地、疏林地、园地及居民点用地分维数,都有不同程度的下降,而坡耕地、人工草地、灌木林地及未利用地景观的分维数有所上升,水浇地、川台地、乔木林地、水域景观分维数保持不变;上黄试区景观异质性特征表现为:均匀度指数下降5.86,景观破碎度指数上升0.002,人为干扰度增加1.95,景观类型多样性指数下降0.25,优势度指数上升0.25。目前,试区从耕地及草地为主的景观生态系统,转变为以林地和草地景观为主的高度异质化的景观生态系统,人类活动的干预,是驱动该试区景观空间格局变化的主要驱动因素。     

137Cs和210Pbex双核素示踪"三北"防护林区退耕前后坡地土壤侵蚀变化

为查明"三北"防护林建设前后农耕地和退耕地土壤保持效益变化，利用137Cs和210Pbex双核素示踪技术，选择了防护林建设较为成功的张家口坝上地区（风力侵蚀区）作为典型区，研究了农耕地以及退耕地土壤137Cs和210Pbex的剖面变化规律及其示踪的土壤侵蚀变化。结果表明：1）由于耕作的混匀作用，农耕地土壤剖面中137Cs和210Pbex均呈均匀态分布；退耕地土壤剖面中137Cs和210Pbex则表现为表层（0～5cm）浓度最高、下层（5～25cm）浓度均相对较低且分布相对均匀的形态，这表明退耕后坡地土壤137Cs和210Pbex剖面形态均会发生一定变化，退耕驱动土壤137Cs和210Pbex剖面变化导致运用土壤核素估算侵蚀模型在该区域难以适用；2）基于土壤137Cs和210Pbex剖面变化规律，利用210Pbex质量平衡方程，提出了退耕地土壤210Pbex土壤侵蚀估算模型；3）利用137Cs比例模型估算退耕地土壤侵蚀速率为27.94±11.92 (t/hm2·a)，农耕地侵蚀速率为29.11±14.42 (t/hm2·a)，而利用修正后的210Pbex转换模型估算得到"三北"防护林区退耕地造林前平均侵蚀速率为82.16±14.36 (t/hm2·a)，造林后平均侵蚀速率为-41.28±33.91 (t/hm2·a)；农耕地造林前平均侵蚀速率为68.55±22.11 (t/hm2·a)，造林后平均侵蚀速率-8.52±47.32 (t/hm2·a)。这表明137Cs示踪技术主要表征了1963年以来该区坡地土壤侵蚀和沉积的平均结果，而210Pbex示踪技术则可以较好地示踪防护林建成前后的土壤侵蚀变化。此外，研究结果也表明，相比于"三北"防护林建成之前，建成之后该区农耕地和退耕地的土壤侵蚀速率均呈显著下降趋势，且均由前期的风沙侵蚀转变成了风沙沉积。     

黄土高原土壤侵蚀有效防治战略

 通过总结、梳理黄土高原治理的经验教训,认为应从遵循自然与经济规律上确立治理战略和制定当前的治理对策。治理战略一是从理念上认识黄土高原土壤侵蚀是在自然侵蚀的基础上叠加了人类加速侵蚀的结果,人类目前还无法根除土壤侵蚀的危害;二是从治理目标上确定有限目标和有限水保产业目标。战略措施是:建立坝系高产基本农田;依靠植被自然恢复功能,以水定树搞好植被恢复与建设;贯彻径流调控和综合治理路线,搞好小流域综合防治。对当前的防治对策提出了见解和建议。     

氮输入对森林土壤有机碳截存与损耗过程的影响

大气氮沉降对受氮限制的陆地生态系统碳截存/损耗的机理尚不清楚,尤其是对土壤有机碳(SOC)的输入、转化和输出过程的认识明显不足。本文论述了外源性氮素(氮沉降、人为增氮)对凋落物分解、土壤有机碳各组分周转的影响,以及土壤呼吸各组分(根系自养呼吸、根际微生物呼吸和SOM分解)对增氮的响应等领域的最新研究进展,指出了在上述研究领域中存在的问题,并提出拟解决的途径以及未来的可能研究方向,以期为该领域的研究提供参考。     

稻作区保护性耕作和小麦种植对土壤养分的影响

该文采用4个处理：常规犁耕-休闲(DTF)、常规犁耕-小麦(DTW)、保护耕作-休闲(CTF)和保护耕作-小麦(CTW)，分析了10年后稻作区保护性耕作和小麦种植对土壤养分的影响。结果表明：在CTW处理下，土壤全N分别较DTF、DTW和CTF处理高10.03%、26.81%和23.17%。土壤碱解N也呈现相同的趋势；土壤全P，CTW处理下较DTF、DTW和CTF处理分别高12.93%、15.86%和21.36%。在0～10 cm土深，CTW处理下土壤有效P分别是DTF和DTW处理下的4.5和2.1倍；土壤全K在4种处理中与全N和P有类似的趋势；与处理DTF相比，Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、O-P和Ca₁₀-P在CTW下的含量迅速增加；代换态、易还原结合态、碳酸盐结合态、有机质结合态和无定形态Fe、Mn和Cu在CTW处理下含量降低，而残渣态Fe、Mn和Cu则增加。代换态和易还原锰结合态Zn在CTW处理下的含量增加，而相应地，无定形态和有机质结合态Zn则显著降低。而且，在有效Fe、Cu和Mn降低的同时，有效的Zn增加；稻作区，保护性耕作和小麦种植不仅增加表土层土壤养分的含量，而且可通过影响P、Fe、Mn、Zn和Cu的形态，缓解Fe和Mn对作物的毒害。     

黄淮海平原县域灌区灌溉管理质量时空分析

灌区建设与管理具有公益性、可经营性、垄断性、政策性、学科综合性等特点，这些特点对农业用水，尤其是平原区地下水灌溉提出了特殊的要求。为此，针对平原区灌溉管理特点和农业生产现状，选取了灌溉水利用系数等9个指标，提出了具体的评价灌溉管理质量和措施的方法。并以黄淮海平原的曲周县为例进行了实证分析，结果表明：选取的指标和分析方法能较好地评价县域灌区管理质量；从1980年以来，曲周县各乡镇灌溉管理质量越来越好；曲周镇的管理措施比其它乡镇更加得力。最后，分析了管理质量变化的驱动力，并提出了建议。