基于雄安新区水源涵养的山水林田湖草综合治理措施构想

大清河流域是京津冀地区自太行山向海洋的最重要生态廊道,白洋淀为该生态廊道的咽喉。白洋淀及其组成水系和大中型水库共同起行洪和调蓄洪水之作用,不仅对保定市、雄安新区等城乡防灾减灾具有重要保障作用,而且承担和保障大清河流域"生产、生活、生态"供水之任务,因此,研究和探索流域国土空间规划,实施山水林田湖草综合治理,恢复流域调蓄水功能,对保障雄安新区规划与建设目标的实现具有重要意义。为此,运用文献研究、经验分析、工程类比等方法,在大清河流域自然与社会基础主要要素分析基础上,从流域的生态廊道地位和作用、水资源涵养功能及其产水能力、防洪减灾地位与作用3个方面分析大清河流域生态环境对雄安新区的保障作用,指出流域水资源问题是影响和制约雄安新区建设和发展的关键之一。概略地测算出大清河流域总降水量为264.11亿m3,其中,流域水资源(包括地表水和地下水)只有64.65亿m3,仅占总降水量的24.5%;其余大部分蒸发进入大气或通过地表径流而流入海洋或渗入地下转化为包气带水,说明大清河流域水源涵养功能很差。人类强烈活动对流域下垫面进行了过度改造,影响和破坏了流域的汇水、径流、渗水、含水等功能,是造成流域水源涵养功能下降的重要原因之一。针对流域水资源问题及其成因,提出了缓解雄安新区水资源供需矛盾和确保大清河流域生态安全的山水林田湖草综合治理措施构想,包括大清河流域国土空间治理体系宏观调控、地表水调蓄与地下水开采布局联合调整、结合土地整治的地表水治理等6项措施。     

农田土壤固碳作用对温室气体减排的影响

温室气体排放引起的全球气候变暖和平流层臭氧空洞已成为当前人们关注的环境问题之一。土壤碳库作为地表生态系统中最活跃的碳库之一,是甲烷、二氧化碳、一氧化二氮等温室气体的重要释放源,也是重要的吸收汇。因此,寻找农田土壤系统碳管理的有效方法已经成为缓解温室效应的重要科学问题。西方发达国家已将固碳农业作为环境管理的重要导向,应用颗粒分组13CNMR或CPMAS-NMR技术对土壤碳固定的机制研究指出微团聚体与矿物-粘粒复合体的相互作用是土壤有机碳稳定存在的主要方式,揭示了土壤有机碳的腐殖质转化及其与土壤矿物、金属氧化物结合的微观水平,且从土壤物理结构、化学组成和生物学特性等多学科交叉研究土壤有机碳的固定机理及其稳定机制。长期传统的土地利用方式和管理措施所导致的土壤有机碳含量、密度及垂直分布的变化是造成土壤碳库损失的主要原因,为了增加农业生态系统土壤有机碳的含量,土地利用方式和农业管理措施应该从增加有机碳输入量和减少有机碳矿化两方面着手,加强对农业土壤固碳潜力和土壤碳库稳定性影响因素的多角度研究。     

廊坊市土地利用与区域经济空间耦合关系

[目的]为了更好地探究土地利用与区域经济发展之间的相互作用关系,协调区域发展。[方法]运用空间分析和统计分析功能,以乡级行政单位为单元,分析2010年河北省廊坊市经济指标与土地利用结构双变量之间的空间关系。[结果]主要经济指标空间自相关系数在0.39~0.72;土地利用结构与经济指标之间具有复杂的空间自相关性,具体表现为:农民人均纯收入与农用地比率呈负相关,与建设用地和水域呈正相关;人均企业营业收入与园地、林地呈负相关,与建设用地和水域呈正相关;地均现价农林牧渔产值与林地、交通用地、其他土地呈负相关,与建设用地呈正相关;粮食产量与园地、林地、交通用地、水域呈负相关,与建设用地呈正相关。[结论]以自然禀赋相似区域为研究区,能更好体现土地利用与经济发展之间的关系。廊坊市土地利用与经济指标间都具有显著的空间自相关性,并且北部地区经济发展明显优于南部地区,且明显受到京津地区的影响;调控建设用地结构对平衡廊坊市经济发展差异具有重要作用。     

土壤中溶解性有机物及其影响因素研究进展

溶解性有机物(DOM)是陆地生态系统中极为活跃的有机组分,是土壤圈层与相关圈层(如生物圈、大气圈、水圈和岩石圈等)发生物质交换的重要形式。它不但是土壤微生物最重要的能量与物质来源,影响微生物的新陈代谢,而且对土壤营养元素(如C,N,P)和污染物的化学活性与生物活性也有直接影响。因此,土壤中溶解性有机物的消长动态已成为当前农业生态学领域的研究焦点问题之一。本文综述了土壤中溶解性有机物的迁移转化规律和主要影响因素,并指出未来的研究重点应在以下几个方面:(1)土壤有机质性质对DOM释放的影响。(2)有机质对DOM数量和质量的影响(3)生物和物理化学因素对土壤中DOM吸附和解吸的影响(4)DOC、DON和DOP迁移转化的差异。     

长期施肥对华北平原潮土作物产量及农田养分平衡的影响

研究长期不同施肥处理对华北平原潮土作物产量及农田养分平衡的影响,对指导田块尺度粮食生产的高产-高效具有重要指导意义。本研究采用长期定位试验中不同施肥处理方法分析作物产量效应及农田养分平衡。结果表明,经过7年定位施肥试验,CK、P₂K₂、N₂K₂和N₂P₂处理的小麦产量分别为N₂P₂K₂处理的25.5%,34.5%,43.3%和83.2%;玉米产量分别为42.3%,52.7%,70.6%和76.2%;不施氮肥土壤氮自然供给力第1年降到59%,第2年为43%,此后稳定在40%左右;不施磷肥土壤磷自然供给力第1年降至72%,第3年为55%,之后保持在55%左右;不施钾肥土壤钾自然供给能力第1年降为93%,第3年为76%,之后基本不变;7年累计农田氮平衡状况较好的区为N₂P₁K₂和N₂P₂K₁,磷为N₂P₁K₂,钾为P₂K₂,氮磷钾综合而言为N₂P₁K₂;7年累计小麦、玉米对氮、磷、钾的表观利用率分别为44.3%,31.2%,53.0%和40.8%,28.9%,50.3%。综上可知,该区作物产量与施肥量有明显相关性,且氮是限制该区作物产量的首要因子,磷、钾次之;从7年累计实验来看,N₂P₁K₂处理农田氮、磷、钾养分平衡相对较好。     

精确农业研究进展

阐述了精确农业的内涵, 采用的基本技术及其功能, 介绍了国外精确农业研究进展及国内在精确农业应用方面的研究及运用概况, 提出了立足于我国国情的精确农业发展策略。     

黄骅市土壤保持价值年内动态特征

掌握不同生态系统类型土壤侵蚀和土壤保持量的年内动态变化,对于区域水土保持重点及时序安排具有积极的指导作用。本研究在GIS支持下,运用通用土壤流失方程(USLE)对河北省黄骅市不同生态系统年内土壤侵蚀与保持量进行计算,并利用市场价值法、机会成本法对各生态系统类型年内各月的土壤保持价值进行测算,研究黄骅市土壤保持价值年内动态特征。研究表明,黄骅市全年各月土壤保持价值分配不均,年内动态特征与土壤保持量的季节动态变化规律一致,8月达到最大峰值,1—3月、10月、12月价值均为零,5—8月呈增加趋势,5—9月土壤保持价值占全年土壤保持价值的82.47%。从各生态系统类型来看,草地8月的单位面积土壤保持价值最大,为128.87元·hm?2;水域9月的单位价值最小,为11.23元·hm?2。从土壤保持价值构成来看,年内各土壤保持功能单位面积贡献价值大小排序为:减少土壤养肥流失价值减少淤泥淤积价值减少废弃土地价值。研究区各生态系统类型的土壤保持价值具有明显随季节变化的规律,在雨季受暴雨等短期大量降水的影响,土壤潜在的侵蚀量增大,而生态系统的土壤保持功能和价值在此过程得以发挥作用。     

基于生态足迹的建设用地可持续容量测算——以冀东山地丘陵区为例

建设用地可持续利用水平关系着区域社会经济的可持续发展。本文基于生态足迹理论与方法,提出表征区域经济可持续发展所容纳建设用地的可持续容量和反映建设用地扩张程度的过度扩张系数两个概念,并以冀东山地丘陵区典型县卢龙县为例,测算了其满足可持续发展的建设用地容量,并探讨影响该区建设用地扩张的主要因素。结果表明:1997—2008年卢龙县人均生态足迹、承载力和生态赤字分别为1.766 7、0.538 1和1.2285 hm2,平均每年增长3.40%、1.73%和4.29%,表明生态足迹增长速度明显高于承载力的增长,生态经济系统发展面临着严峻形势;建设用地出现较大的生态盈余,历年平均为0.131 3 hm2,卢龙县一直处于不可持续发展状态,建设用地严重扩张。建设用地可持续容量近年来处于上升状态,但过度扩张系数大于2.20,建设用地供给远超过建设用地需求,建设用地存在较为严重的过度扩张现象;预测结果显示:2015年和2020年建设用地面积均小于现有建设用地规模,且分别不宜超过8 267和11 499 hm2。根据研究过程和思路分析建设用地扩张的影响因素,指出现阶段卢龙县建设用地扩张主要靠经济因素拉动。     

高精度土壤温度原位测量系统

为分析土壤温度对地层水热参数的影响,以热电偶为测温传感器,设计了单片机控制的高精度土温测量系统.从硬件、软件曲线拟合算法等方面进行了研究,温度采集采用电桥法,并用最小二乘法对采样值与温度进行分段拟合,描绘出采样值与温度关系曲线,对测量误差进行了修正和补偿.结果表明:系统的实验测量绝对误差低于0.02℃.