DEM栅格分辨率对多元线性土壤—景观模型及其制图应用的影响

以亚热带丘陵地区为对象,以该区4 km×3 km的5 m、10 m、15 m、20 m、25 m、30 m数字高程模型(DEM)为基础,建立多元线性土壤景观模型,并应用该模型预测研究区内土壤表层有机质含量分布,进而比较不同分辨率DEM中土壤景观模型及其预测制图的精度。结果表明:在本研究区11 km2范围内,随着DEM栅格分辨率降低,坡度、曲率、比汇水面积(对数)频度均表现出了向其中值区集中的趋势;地形因子的这一变化规律对土壤景观模型的影响较小,例如模型的变量、变量系数及R2在不同分辨率DEM中的差异很小;但地形因子的这一变化规律对模型预测制图的精度具有较大影响,各项指标均说明,模型在10~25 m DEM中的制图精度较高,而在更高分辨率(5 m)或更低分辨率(30 m)DEM中较低。本研究结果对其他亚热带丘陵地区具有一定的指示意义。     

东北黑土活性有机碳、氮分布研究

通过对东北黑土区不同地点、不同层次的土壤样品的分析,探索活性有机碳(轻组有机C,N、颗粒有机C,N和易氧化有机C,N)在东北地区的分布情况。结果表明,随着纬度的增加,土壤活性有机C、N含量增加;随着深度的增加,土壤活性有机C、N含量减少。说明纬度低的地区,活性有机碳库转化较快,库容较小,而耕作措施相近的情况下,植物残体和根残体在有机C积累方面应予以重视。     

塔里木沙漠公路防护林区土壤微生物的立地条件效应

通过分析来源于塔克拉玛干沙漠腹地防护林地的土壤样品,揭示了不同立地条件下防护林土壤微生物的差异及对土壤环境因子的响应规律,主要结论如下:(1)不同立地条件下土壤微生物活性差异极显著,呈现沙垄基部>沙垄中部>沙垄顶部>板结平沙地>流沙地的规律,而土壤深度间微生物数量表现为10～20cm>20～35cm>0～10cm,差异不明显。(2)三种微生物对环境因子的响应有所差异,细菌与土壤总孔隙度、含水量有显著正相关关系,与全K含量显著负相关;放线菌与全P、全K和全盐含量明显负相关,与全N正相关;真菌与全K、全盐含量负相关,与有机质含量和孔隙度大小正相关。(3)土壤不同深度范围内土壤因子对微生物活性的影响程度不同,0～10cm土层主要取决于有机质和N素含量;而土壤盐分状况和孔隙结构对10～20cm微生物较为重要;20～35cm土层中微生物需要满足一定养分供应和土壤结构。因此,土壤微生物对不同立地条件下土壤环境条件响应不同,微生物种群数量表现出一定差异,最终可能影响到微生物在土壤养分转化和促进土壤发育中的作用。     

聚合物包膜肥料铵态氮释放特征研究

采用单一组分与复合组分的聚合物包膜肥料,利用静态水溶出的方法研究了不同温度和半径处理下,聚合物包膜肥料铵态氮释放特征。结果表明,养分释放显著受到温度、颗粒半径的影响,温度越高,半径越小,养分释放速度越快,且发现养分释放特征与肥芯的化合物组成有关,肥芯化合物组成不同造成各种离子的饱和浓度发生变化,影响了跨膜释放的动力从而影响释放。养分释放的滞后期和线性期也随温度的升高和颗粒半径的缩小而缩短,且肥芯化合物组成也通过影响离子的饱和浓度影响了养分释放的滞后期和线性期。利用养分释放活化能来反映养分释放速度变化随温度变化的敏感程度。试验结果表明,活化能与颗粒半径、肥芯化合物组成有关。通过对活化能和养分释放三阶段的描述能更全面地反映包膜肥料养分释放与作物养分需求的协调性,为包膜肥料的研制和应用提供了新的思路。     

黑土环境中乙草胺的微生物降解特征研究

通过室内恒温(25℃)避光培养试验,研究了黑土环境中乙草胺的微生物降解特征。在适宜水分条件下,将土壤样品分别进行常规、灭菌、选择性抑菌剂加入等处理后培养并测定土壤乙草胺含量和土壤微生物量。结果显示:在灭菌土壤中乙草胺的残留量较未灭菌土壤显著增加,未灭菌土壤中乙草胺残留数量与微生物量变化密切相关,表明微生物活性是影响乙草胺降解的主要因素。适当的水分有益于土壤中微生物生长,从而促进了土壤中乙草胺的降解。加入青链霉素后乙草胺残留量远大于放线菌酮和常规培养,表明细菌比真菌具有更强的降解乙草胺的能力。随着乙草胺的施药量增加,初期微生物量显著降低,是导致乙草胺总降解率下降的主要原因。     

怀柔区水土流失综合治理及环境效应分析

水土资源合理利用及生态环境可持续发展研究是当前水土流失综合治理研究的热点问题.以北京市怀柔区水土流失综合治理监测数据为基础,综合分析了怀柔区小流域水土流失综合治理措施的结构、功能以及水土保护效益.分析结果认为,降雨是影响水土流失的主要外营力,怀柔区近几年的降雨特征表明.该区降雨量、降雨强度以及降雨侵蚀力时空变异性大,但降雨侵蚀力基本上呈现从中南部向南北部递减的趋势.2005-2006年监测数据表明,水土流失重点保护区和重点监督区的土壤侵蚀强度和污染物流失强度较低,且有逐年下降的趋势.重点治理区虽有逐年下降的趋势,但是相对于重点保护区和重点监督区仍然偏大,说明这个区域的水土保持力度应该进一步加强.该区2006年的降雨量小于2005年的降雨量,而不同区域的径流强度却大于2005年径流强度,说明水土保持三道防线模式可以有效地控制泥沙,实现清水出沟的效果.     

微域尺度苏打碱土的特征与植被的分布规律

探讨了微域尺度(32 m长的横剖面)苏打碱土的特征以及植被分布规律.结果表明,沿洼地向高平地土壤表现为盐化草甸土-浅位柱状苏打碱土-白盖苏打碱土-中位柱状苏打碱土的分布格局.植被为圆叶碱毛茛/蔚蓄蓼群落、鹅绒委陵菜群落、羊草/寸草苔群落、裸地以及羊草/星星草/虎尾草群落,其中委陵菜/篇蓄蓼群落、羊草/苔草群落沿洼地呈环状分布,裸地以及碱茅/虎尾草/羊草群落呈斑状分布.洼地边缘的植被具有最高的物种丰富度和覆盖度,生物量也最高;高平地的植被矮小,生物量较少.裸地的盐分含量较高(可达3.38%),土体紧实,限制了植被生长.     

基于GIS的新疆后备耕地资源评价

明确后备耕地资源的总量及分布是耕地资源跨区域流动的前提.该文构建了新疆后各耕地资源的自然-生态-经济适宜性评价指标体系,以1 km2栅格数据和统计数据为基础,基于GIS评价县域后备耕地资源数量及分布.结果表明:①自然-生态适宜的后备耕地资源147.41万hm2,各县分布面积从0.01～17.55万hm2不等;②自然-生态-经济适宜的后备耕地总量为97.61万hm2,分布在65个县;③适宜开展耕地跨区域开发的后备耕地资源97.19万hm2,分布在51个县.随着评价约束条件的增加,新疆适宜开发的后备耕地资源总量逐渐减少,生态风险和经济成本对耕地跨区域流动的影响需要更深入地研究.     

提高沼气产量的外源添加物筛选研究

目前,大部分农村沼气池存在着沼气产量不高的问题,而一些外源添加物可以通过加速厌氧发酵的水解速率或刺激产甲烷菌的新陈代谢过程提高沼气产量.该文分别以猪粪和产甲烷培养基为底物进行厌氧发酵,筛选出能提高沼气产量的外源添加物,并将其进行优化组合,得出最佳用量.试验结果表明:以猪粪为底物进行发酵时,添加啤酒糟能促进底物水解、提高产气量,前4 d的池容产气率比对照高23.17%;以产甲烷培养基为底物时,蛋白胨氨基酸等混合物(物质M)和微量元素液Ⅱ均可刺激产甲烷菌代谢、促进产气,发酵第23 d的累计产气量分别比对照高51.02%和13.37%;随后将筛选出的三种外源添加物进行以猪粪为底物的正交及验证试验,综合考虑促气效果及经济性得出最优组合为微量元素液Ⅱ 10 mL/L,啤酒糟2.5 g/L,物质M 0.05 g/L,该组合在沼气池试验中能提高28.46%的产气量.该试验结果为一种沼气促进剂的研制奠定基础.     

子午岭次生林区土壤持水力及其与土壤有机碳的关系

通过野外调查和室内分析,就子午岭次生植被辽东栎、山杨、沙棘、狼牙刺、白羊草的土壤持水力及其与土壤有机碳含量的关系进行研究.结果表明,①植被间土壤持水力为:辽东栎＞山杨＞狼牙刺＞白羊草＞沙棘,除沙棘外,各植被土壤持水力和供水力随植被的正向演替而提高.②土壤比水容量即释水能力表现为乔木林大于灌木林和草地.③土壤水分特征曲线Gardner模型参数A、土壤有效水、土壤无效水含量与土壤有机碳含量有很好的相关性,相关系数分别达到0.83,0.80,0.79.