华北平原农田生态系统碳过程与环境效应研究

本文总结了25年来针对华北平原小麦-玉米两熟系统,农田的碳循环对气候变化(温度升高)和管理措施(氮肥施入、秸秆还田和耕作方式等)响应机制的研究成果。自2001年起我们在中国科学院栾城农业生态系统试验站建立了3个长期定位碳循环试验:耕作试验、有机循环试验和增温试验,并完善了4种农田碳过程监测方法体系:隔离罐-碱液吸收CO_2法、静态箱-气相色谱法、涡度相关技术和浓度梯度法。量化了华北平原小麦-玉米两熟系统碳输入-输出的平衡,并对华北平原施氮农田土壤碳截留进行了再评价,指出秸秆还田下高水高肥的精细管理农田正在以77 g(C)·m~(-2)·a~(-1)的速度丢失碳;此外长期氮施入虽然显著增加0~100 cm土体的土壤有机碳含量,但同时会造成0~60 cm土体土壤无机碳含量显著降低。我们在对碳过程环境效应的研究中进一步指出:增温和施氮均会降低CH4汇强度,但对土壤呼吸无显著影响,这可能主要是由于试验增温诱发的土壤干旱抵消了土壤温度的部分影响和土壤呼吸对土壤温度升高的适应性造成的。我们对剖面土壤气体的研究表明施氮对剖面CH4和CO_2均无显著影响。进一步将静态箱法和浓度梯度法相结合的研究结果表明0~40cm土层是北方旱地无氮农田土壤CO_2产生和CH4吸收的主要发生层。     

城市污水人工快滤处理后回用的环境效应研究

本研究选用三种灌溉水质（原污水、滤出水、清水）、二种土壤（砂壤、轻壤）和三种作物（水稻、黄瓜、油菜）进行了为期二年的对比试验，以观察滤出水灌溉对作物、水生生物（鱼）和地下水的环境影响。试验结果表明：滤出水灌溉不会对作物（含蔬菜）、鱼和地下水产生二次污染，并且水稻籽粒和鱼体中重金属Ｈｇ和Ｃｄ的含量均不超过食品卫生标准，蔬菜中的硝酸盐不会明显积累，地下水中ＮＯ３－Ｎ也不超过地下水质标准。     

政策助北京屋顶绿化氛围形成

北京市目前已实施屋顶绿化120多万平方米,占全市可实施绿化屋顶1﹪～2﹪。这120万平方米中,享受北京市财政专项补助建设的屋顶绿化试点工程278处,总计79.4万平方米。其中以草坪为主的简式屋顶绿化219处,61.4万平方米;花园式和简花园式绿化59处,18万平方米。所以,目前北京屋顶绿化仍处在试点摸索推进阶段。屋顶绿化环境效应显著北京已有几处比较典型的屋顶绿化:     

同步营养肥在春玉米上的施用效果与环境效应

通过在吉林省中部黑土和黑钙土区设置大田试验,研究同步营养肥(SNF)在春玉米上的施用效果与环境效应。结果表明:黑土区SNF处理玉米产量为9 551 kg/hm2,略低于常规分次施肥(CSF)处理,高于一次性施肥(SBF)处理,但与二者差异均不显著。黑钙土区SNF处理玉米产量为8 937 kg/hm2,显著高于SBF处理。产量性状显示,SNF处理玉米百粒重在2种土壤条件下均显著高于SBF处理。黑土区不同施肥处理玉米植株干物质量和氮素累积量在苗期至灌浆期差异均不显著,成熟期以CSF处理显著高于SBF处理,而与SNF处理差异不显著;黑钙土区SNF处理植株干物质量自吐丝期开始显著高于SBF处理,植株氮素累积量在整个生育期内均为最高,且显著高于CSF和SBF处理。黑土区SNF处理的氮肥回收利用率和农学利用率分别为27. 1%和7. 8 kg/kg,高于SBF处理,但差异不显著;黑钙土区分别为38. 9%和12. 2 kg/kg,显著高于CSF和SBF处理。氮素损失方面,黑土和黑钙土区SNF处理的N2O排放量、氮素淋失量分别为1. 21,26. 8 kg/hm2和1. 17,25. 6 kg/hm2,均显著少于SBF处理。这说明,同步营养肥在春玉米上具有良好的增产效果和环境效应,有利于实现轻简化条件下春玉米生产的高产高效和环境友好。     

城市化过程对土壤资源影响研究进展

世界范围内的快速城市化过程对土壤资源的质与量都产生了深刻影响.作为一种不可再生性自然资源,土壤在我国快速城市化过程中的强烈人为活动影响下发生功能上的转化、弱化甚至消失.城市及其周边地区的土壤景观、各种土壤过程都明显异于传统的土壤质量演变规律.与农业生态系统相比,城市生态系统更加复杂,城市化过程中土壤演变研究的挑战性也更大.深入开展城市化过程中土壤质、量响应及其生态环境效应的系统研究意义重大.     

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.     

脱硫石膏改良重度苏打盐化土的环境效应

为了解连续施用脱硫石膏改良苏打盐化土的持续效应及环境效应,以经过3a大田连续施用不同量脱硫石膏(0,15,22.5,30t/hm~2)改良的重度苏打盐化土为供试土壤,采用盆栽试验方法,研究2a盆栽试验后,脱硫石膏的持续效应对饲草玉米生长、土壤环境以及农作物中重金属累积的影响。结果表明:15t/hm~2用量的脱硫石膏可以显著提高饲草玉米的出苗率、株高、茎粗和生物量,较对照分别提高20.6%,16.8%,8.1%和10.1%,试验范围内改良效果最佳。脱硫石膏使土壤的pH、EC降低,Na~+减少,Ca~(2+)和SO_4~(2-)增加,且脱硫石膏用量越大,影响越大。土壤和饲草玉米地下部中的As、Hg、Ni含量随脱硫石膏用量的增加而增加,试验范围内土壤重金属含量均符合二级国家土壤环境安全标准(GB 15618—1995)。饲草玉米地上部重金属含量与脱硫石膏添加量无显著相关关系,根据饲料卫生标准(GB 13078—2001),各处理玉米中重金属含量均未超标。饲草玉米对重金属的富集作用地下部大于地上部,且对不同重金属富集能力CdHgAsNi。利用适量的脱硫石膏量改良苏打盐化土的持续效应良好,且对环境未造成不良影响。     

贵州省农业投入产出效率测度与分析

利用数据包络分析(DEA)方法,选取代表农业投入和产出的指标体系,以贵州省为研究对象,对其2003-2012年农业投入产出效率进行测度和分析。研究结果表明:(1)近17a间贵州省的农业投入产出综合效率波动变化较小,总体上处在一个接近最优的状态。规模效率是影响贵州省农业投入产出总体效率的主要因素。(2)在规模报酬可变情况下,效率无效年份均出现投入的冗余,在各项冗余指标中农作物播种面积、化肥投入和农药使用出现的冗余量较大。存在过度垦殖,化肥、农药过量使用的现象,通过消减各项投入冗余可使农业的产出效率达到最优状态。分析结果可为下一步贵州省生态环境建设和生态农业的可持续发展提供有益参考。     

农田黑土季节性冻融过程及其水分分布特征

秋冬、冬春季节转换过程中0~10 cm农田黑土温度日较差较大,土壤经历着反复的冻融交替过程,大于20 cm的土壤温度日较差逐渐减小,冻融作用对深层土壤的影响逐渐减弱。融冻期土壤融化过程是由地表向下和由季节冻结层底面向上两个方向同时进行;而冻融期土壤冻结过程由土壤表面向下单方向进行。冻融过程中土壤水分发生迁移而重新分布,冻结期上层土壤首先冻结并聚集水分;融化期冻层融化水分向冻结锋面迁移,越靠近冻结层水分含量越大。     

我国缓/控释肥料的应用效应研究进展

世界缓/控释肥的消耗量逐年增长,越来越多的学者对缓/控释肥的应用效应进行了研究。在前人研究的基础上,从肥料效应、作物效应、环境效应、生物学效应四个方面对缓/控释肥的应用效应作一综述,并提出我国缓/控释肥所存在的问题及展望。