露天采石场土地复垦适宜性评价及应用

[目的]构建合理可行的适宜性评价指标体系及评价标准,为不同条件下露天采石场选择最佳复垦模式提供一定的决策依据。[方法]采用层次分析法计算3种土地复垦模式中适宜性评价因子的权重。[结果](1)选择地形条件、自然条件和社会经济条件3个层面中采场边坡坡度、采场岩壁粗糙度、植被覆盖度、有效土层平均厚度、年均降水量、社会经济水平、距城市距离、采石场集中连片度这8个因素作为适宜性评价因子,构建了适宜性评价指标体系及其评价标准;(2)以焦作市北山露天采石场复垦为缝山针国家矿山公园为例进行验证,评价体系分析结果与现有采石场土地复垦模式相一致。[结论]本研究提出的土地复垦适宜性评价指标体系及评价标准可以较好地指导露天采石场的土地复垦工作。     

有机物料还田对冬小麦农田土壤温室气体排放影响的研究

探讨有机物料还田对冬小麦田温室气体排放特性的影响,对提高经济效应和环境效应有积极意义。本研究应用静态箱-气相色谱法对秸秆还田（J）、秸秆还田+牛粪（JF）和秸秆还田+菌渣（JZ）3种有机物料还田下分别施氮肥243 kg （N）·hm^-2（减氮10%,N1）、216 kg （N）·hm^-2（减氮20%,N2）对冬小麦农田N₂O、CO₂和CH₄的排放通量进行监测,探讨了不同施肥措施对麦田温室气体累积排放量、增温潜势的影响。试验期间同步记录每项农事活动机械燃油量、施肥量和灌溉量,测定产量,地上部生物量,估算农田碳截留。结果表明,冬小麦农田土壤N₂O和CO₂是排放源,是CH₄的吸收汇,氮肥施入、灌溉以及强降水促进了土壤N₂O和CO₂的生成,却弱化了CH₄作为大气吸收汇的特征。牛粪+秸秆（JF）处理N₂O和CO₂排放总量最高,分别为3.5 kg （N₂O-N）·hm^-2和19 689.67 kg （CO₂-C）·hm^-2,但CH₄的吸收值最大,为5.33 kg （CH₄-C）·hm^-2,均显著高于菌渣+秸秆（JZ）和秸秆（J）处理（P<0.05）;各处理N₂O和CO₂的总量随施氮量的增加呈升高趋势,CH₄的总量随施氮量的增加而呈降低趋势。JFN2、JN2和JZN2处理农田综合增温潜势（GWP）均为负值,表明有机物料还田且减氮20%条件下农田生态系统为大气的碳汇,麦季净截留碳1 038~2 024 kg·hm^-2,其他处理GWP值均为正。JZN2处理小麦产量为8 061 kg·hm^-2,显著高于JFN2处理（P<0.05）。综上所述,JZN2处理不仅能够保证小麦产量,且对环境效应最有利,为本区域冬小麦较优的施肥管理模式。     

氮肥基追比和调亏灌溉对小麦水分利用效率和产量的影响

优化水肥管理对提高小麦生产效率,改善农业生态环境具有重要意义。在防雨棚下,采用桶栽土培法研究氮肥基追比和调亏灌溉对小麦水分利用效率、叶片光合速率的影响,为优化小麦水氮运筹模式提供依据。设置4种氮肥基追比（播前和拔节期施氮比例）处理,分别为10:0、7:3、5:5和3:7,记为N_10:0、N_7:3、N_5:5和N_3:7。2种水分处理:水分调亏（返青-拔节期）—复水—调亏（灌浆-成熟期）,记为D;全生育期正常供水,记为N。结果表明,拔节期追施氮肥显著提高小麦灌浆期的单茎叶面积;相同水分条件下,N_7:3、N_5:5和N_3:7灌浆期单茎叶面积递增且显著高于N_10:0处理。水分调亏显著降低拔节期N_10:0处理小麦最上部展开叶的光合速率,对其他氮肥处理小麦光合速率的影响则未达显著水平;相同水分条件下,N_5:5处理拔节期和灌浆期均具有较高的光合速率。随追氮比例的增加,小麦叶片光合速率和水分利用效率呈先升后降的趋势。氮肥基追比和水分调亏显著影响小麦产量和水分利用效率,且两者对小麦产量存在显著的互作效应。综合考虑产量和水分利用效率等因素,水分调亏配合氮肥基追比处理比例为5:5是最合理的水氮运筹模式。     

矿粮复合区生态系统健康评价——以河南省焦作市为例

以河南省焦作市矿区为研究对象,结合生态系统健康评价理论,针对矿粮复合区生态系统的特点,建立了该区生态系统健康评价体系。该体系包括矿粮复合区生态系统中的社会、经济、自然3个子系统共31项指标,反映了矿粮复合区生态系统的活力、组织结构和恢复力的状况。采用全排列多边形综合图示指标法对焦作矿粮复合区生态系统的健康状况进行了评价,评价结果显示,焦作矿粮复合区的生态系统健康综合指数为0.463,处于一般病态。最后,在对评价结果进行分析的基础上,对区域的生态系统恢复途径提出了一些针对性建议和措施。     

煤矿沉陷区沉陷裂缝对土壤特性和作物生长的影响

为了研究煤矿沉陷区沉陷裂缝对土壤特性和作物生长的影响,通过野外调查和室内分析,对沉陷裂缝周围土壤水氮含量、微生物学特性和作物生理、产量特性进行了研究。结果表明,沉陷裂缝导致了土壤水、氮的流失。距沉陷裂缝越近,土壤含水量和有效氮含量越低,当距裂缝距离超过120 cm时,沉陷裂缝对土壤含水量和有效氮含量影响不显著。土壤水肥特性改变也导致了土壤微生物特性的改变,距沉陷裂缝越近,土壤酶(脲酶、蔗糖酶)活性和土壤呼吸速率越低。当距裂缝距离超过90 cm时,沉陷裂缝对土壤微生物的特性影响不显著。沉陷裂缝通过影响土壤中水分和矿物营养的含量,进而影响到植物叶片的叶绿素含量和光合特性。当裂缝距离超过60 cm时,沉陷裂缝对小麦叶片的叶绿素含量影响不显著。在拔节期,沉陷裂缝对光合作用的影响主要在距裂缝0~60 cm范围内,当距裂缝距离超过60 cm时,沉陷裂缝对小麦光合作用的影响不显著。但到花期时,当距裂缝距离超过90 cm时,沉陷裂缝对光合作用的影响不显著。沉陷裂缝对小麦各产量性状也造成了不同程度的影响。在距裂缝0~60 cm范围内,沉陷裂缝对株高、单茎重和穗粒数均有显著影响,当距裂缝距离超过90 cm时,则影响不显著。沉陷裂缝导致小麦穗数和产量的下降,距裂缝越近,小麦穗数和产量下降幅度越大,与距裂缝120 cm处小麦相比,裂缝边缘0~30 cm范围内小麦穗数和产量分别降低43.7%和53.3%。总之,开采沉陷产生的裂缝(隙),导致附近土壤水分蒸发增强和养分流失加剧,降低了土壤质量,影响到作物的生长,最终导致作物产量显著降低。     

根修剪对黄土旱塬冬小麦群体结构、土壤水分及产量形成的影响

通过田间试验研究了返青期不同程度根修剪处理对冬小麦群体结构、土壤水分及产量形成的影响.结果表明,不同程度根修剪处理均减少了小麦的群体数量,改善了群体结构,从而使得根修剪处理花期时的透光率显著大于对照.根修剪处理还使小麦对土壤水分的消耗显著减少,花期时根修剪处理小区的土壤含水量均显著高于对照.土壤水分的改善促进了小麦的生理活性,使根修剪处理小麦的花期光合速率均显著大于对照.成熟期时小剪根处理对籽粒产量没有显著影响,但由于显著减少了水分消耗,因此,提高了小麦的水分利用效率,大剪根处理虽然提高了小麦水分利用效率,但由于严重影响了成穗数,从而造成产量显著下降.研究表明,在旱地农业生产实践中,如果能采用适当农艺措施以减少冬小麦前期旺长对土壤水分的过度消耗,使更多水分留在花后利用,将对作物产量及水分利用效率的提高非常有利.