民勤绿洲弃耕地土壤活性有机碳和氮变化特征及影响因素

【目的】了解民勤绿洲弃耕地不同土层土壤活性有机碳、氮演变特征.【方法】以民勤绿洲区不同年限弃耕地为研究对象,以常规耕地为参照,通过野外调查取样和室内测试分析,测定土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)、易氧化碳(ROC)含量.【结果】弃耕后土壤活性有机碳、氮含量呈现明显的分层现象,短期弃耕(3a)后0~20cm土层土壤MBC、MBN、POC、PON和ROC分配比例高于常规耕地(0a),并和其他弃耕地构成显著差异(P0.05).20~40cm土层,弃耕地土壤POC、PON和ROC分配比例和常规耕地差异不显著,但是MBC和MBN的分配比例和常规耕地差异显著(P0.05).深层土壤氧化稳定系数(Kos)明显高于表层土壤,而且长期弃耕地Kos值显著高于常规耕地和短期弃耕地(3a).【结论】弃耕有利于土壤活性有机碳、氮在0~20cm土层中的形成和累积,而且该土层中活性有机质的分配比例也明显高于常规耕地,弃耕能提高土壤有机质的氧化稳定性,深层土壤表现的尤为突出.     

Spatial distribution of dust deposition during dust storms in Cele Oasis,on the southern margin of the Tarim Basin

The Cele Oasis, located in the southern margin of the Tarim Basin and in the northern foot plain of the Kunlun Mountains, has suffered serious dust storm disasters. To identify the spatial distribution of dust deposition in the oasis, dust samples were collected at eight sites using passive dry samplers, and dust deposition rates and particle sizes were measured. Results indicated that with wind blowing in a single direction, dust deposition rates increased windward from the outside of the oasis to the margin, and decreased gradually leeward; with wind blowing in a single directions, the windward margins had higher deposition rates than the other regions. Fine particles of <70 µm were deposited preferentially inside the oasis, where the mean grain size is larger than outside the oasis. The oasis protection system at the margin had a mechanical obstruction effect extending about 2 km from the oasis edge to its exterior, enhancing dust deposition through reducing wind speed. The wind speed recovery, due to the decrease in roughness on the leeward side of the oasis, suppressed deposition of fine particles, resulting in minimum deposition rates and larger mean grain sizes on that side. Although a small amount of harmful dust (such as PM_2.5 and PM₁₀) was deposited during the dust storms, these particles are thought remain in the environment for long periods and prove harmful to human health.     

三峡库区肉牛养殖环境承载力研究

肉牛养殖业规模化扩张给我国农村带来了潜在的环境风险,环境约束已成为制约肉牛产业良性发展的主要瓶颈。以三峡库区丰都县为例,通过调查访谈知情人和畜牧局提供的统计资料,分析了当地肉牛养殖与排泄物处理方式的特点,并以此为依据设置了4种情景,分别探讨耕地畜禽粪便负荷、氮负荷、磷负荷约束下肉牛养殖的环境承载力。结果表明,耕地磷负荷是最紧的约束指标,肉牛养殖的环境承载力随规模化饲养污染资源化利用率的增加而提高。当牛粪资源化利用率分别为0%、13%、30%、50%时,如果不考虑化肥施用与种植制度的影响,肉牛养殖的阈值数量分别为26.2万头、30.1万头、37.4万头、52.4万头。在复种指数为1.61、化肥施用占60%的条件下,肉牛阈值则分别为16.9万头、19.4万头、24.1万头、33.8万头。建议环保部门与农业部门加强合作,将环境约束论证纳入养殖业发展规划,由追求"吨位"向"品位"转变,以养殖少量的高端品种替代大宗普通品种,开展养殖业的合同环境服务创新模式,增强敏感流域养殖污染可持续防治的能力。     

黄土高原水蚀风蚀交错区植被恢复中土壤水分变化

针对黄土高原生态恢复与重建过程中水资源短缺问题,本文采用空间代替时间序列的方法对地处黄土高原水蚀风蚀交错区的六道沟小流域在植被恢复过程中的土壤储水量和土壤垂直剖面含水量特征进行了研究,分析了紫花苜蓿地(12,15,17,21,26,41 a)、荒草地(15,32,41 a)、弃耕地(12,21,41 a)、杏树地(14 a)的土壤储水量和土壤垂直剖面含水量特征。结果表明:4种植被恢复方式下,土壤储水量的大小顺序为弃耕地 > 荒草地 > 杏树地 > 苜蓿地;苜蓿地、弃耕地0~200 cm储水量随着生长年限的延长先快速增加后缓慢减少,而荒草地的储水量随着生长年限的延长却持续减少。水蚀风蚀交错区植被恢复过程中,植被恢复方式是该地区土壤水分变化的主要影响因素,生长年限对土壤水分动态变化影响不明显。     

荒漠绿洲过渡带林地开垦对土壤有效态微量元素的影响

选择荒漠绿洲过渡带的林地开垦区为研究对象,运用地统计学和Arc Gis空间分析工具相结合的方法,研究了林地开垦后土壤中有效态Fe、Cu、Zn和Mn含量的空间变异特征和丰缺状况。结果表明:林地开垦后有效态Mn显著缺乏(P0.05),平均值为4.24 mg·kg~(-1),低于临界值的土壤占土壤总数的32.25%,有效态Fe和Ze次之,分别有21.82%和29.36%的样品低于临界值,4种微量元素空间变异强度均25%,呈较明显的空间变异性;半方差函数分析中,有效态Fe块金值最大,有效态Mn变程最小,4种有效态微量元素块金值与基台值的比值均25%,表明4种有效态微量元素空间依赖性均较强;在空间结构中,4种有效态微量元素呈明显的片状和斑块状分布,有效态Cu主要分布于研究区西南和西北部,有效态Zn和Fe主要分布于中部,有效态Mn呈东西方向对称分布且东部含量大于西部;在有效性评价中,单项指数(Ei)以有效态Mn最高,达2.83,综合指数(Ec)以有效态Fe最高,达1.27,有效态Cu的Ei值和Ec值均较低。     

基于能值分析的高台县农田生态系统可持续发展评价

应用能值分析理论和方法,选取1997—2012年的数据,对高台县农田生态系统投入产出结构和能值指标进行了分析,并运用主成分分析法对高台农田生态系统进行了综合分析。结果表明,高台县农田生态系统能值投入呈现整体增加、局部时间段减小态势,1998年能值投入值最小,为325×10~(18)sej,2012年投入值最大,为496.89×10~(18)sej,主要原因是工业辅助能的增加最明显,从1997年的180.98×10~(18)sej增加到2012年285.14×10~(18)sej。总的能值产出波动较大,2002年最小,为240.37×10~(18)sej,2012年最大,为473.37×10~(18)sej。环境负载率总体呈上升趋势,由1997年1.11上升到2001年1.54,再降至2012年的1.39。2002年可持续指数为0.53,远低于2001全国平均水平(1.23)。总的来说,高台县绿洲农田生态系统的综合水平总体上呈现下降趋势,16年来研究区综合水平差异大,1997—1999年生态系统综合水平较高,2000—2006年环境恶化,2007—2009年生态环境有所改善,2010—2012年高台县绿洲农田生态系统的可持续发展状况恶化。因此,高台县在未来发展过程中应该合理调整种植业结构,合理开采利用水资源,保护耕地,积极引进先进机械、技术,提高农业机械化水平,促进高台县经济社会可持续发展。     

农田排水资源灌溉利用适宜性评价指标体系研究

在广泛咨询和调研的基础上,首先确定了影响农田排水资源灌溉利用适宜性的各类重要因素,包括排水水质、作物特性、土壤特性、水文气象、灌排措施等5个方面,然后根据系统性、代表性、可操作性等原则,筛选了各个准则层下面指标层的具体指标,最后构建了比较完整的农田排水资源灌溉利用适宜性评价指标体系,为进一步开展农田排水资源灌溉利用适宜性评价提供了基础。     

基于多时相MODIS数据监测水、旱作物种植面积及空间分布

针对农业信息服务中大范围水田、旱田种植面积信息调查业务的现状与需求,以黑龙江省为研究区,通过分析水田、旱田作物发育期特征、MODIS数据植被指数(NDVI、EVI、LSWI)时序特征,引入积温条件分区构建决策规则,提取检测农田与其他、水田与旱田作物种植的空间分布。以实地调查地面验证点对分类结果进行验证,结果表明,分类结果达到了较高的识别精度,分类结果的总体精度为90.68%,Kappa系数为0.81,其中水稻制图精度为81.13%,用户精度为97.73%;旱地制图精度为98.46%,用户精度为87.07%;与不考虑积温条件相比,分类结果总体精度提高了12.77%,水稻制图精度提高了22.57%,旱地制图精度提高了5.94%。本研究通过引入积温条件,提高了大范围水稻、旱地作物提取精度,具有自动化程度高、分类结果稳定的特点。     

区域人地系统演进机制分析--以民勤盆地为例

由于人类对自然生态系统的巨大作用力使之成为当今生物圈变化的首要因素 ,因此关注人类系统与环境系统之间的相互作用十分重要。以民勤盆地为例 ,本文聚焦于人类与环境之间相互作用的区域自然系统和文化系统的演变 ,提出了人地系统演进的概念性框架体系 ,分析了区域人地系统演进的机制和驱动力 ,从而为加速实现区域可持续发展提供依据。认识并了解在全球变化背景下民勤盆地经历了并正在发生什么样的重大变化 ,探讨其环境变迁和人类活动二者之间的相互影响、相互制约的性质和数量关系 ,以及这一关系的时间序列、地域结构与体系的形成、发展特点及规律、未来发展趋势和今后改善人地关系的调控措施 ,对于以民勤盆地为代表的西北内陆干旱区的资源开发与持续发展有着十分重要的意义。