半干旱黄土丘陵区土壤水分生长季动态分析

土壤水分是半干旱地区植被生长的重要水分来源,尤其是深层土壤水分对黄土高原人工植被恢复起着至关重要的作用,阐明深层土壤水分的季节动态对揭示人类活动影响下的植被与水分的相互作用关系、维持黄土高原植被恢复的可持续性有重要的科学意义。文中基于半干旱黄土丘陵区8种典型植被0-1.8m土壤水分动态监测和0-5m深度土壤水分季节比较,研究发现:1)植被类型对土壤水分及其剖面分布具有显著影响,且不同植被土壤水分季节变化均随深度增加而减弱;2)生长季中不同植被土壤水分都呈现出先减少再增加的变化,不同植被在不同生长阶段中降雨对土壤水分的补充有所不同;3)人工植被深层土壤水分没有显著的季节变化,表明人工植被深层土壤水分已难以受到当季降水补充,维持植被生长的功能可能在逐渐减弱,黄土高原现阶段植被恢复需要平衡维持植被生长与土壤水分可持续利用。     

我国梯田农业生态系统文化服务研究热点与趋势

梯田农业生态系统是全球和中国重要农业文化遗产的重要组成部分。为探讨国内梯田农业生态系统文化服务的研究热点和发展态势,本研究利用CiteSpace软件,以CNKI数据库中我国2001—2020年1 403篇与梯田农业生态系统文化服务相关的文献为研究对象,讨论其研究现状、进展和热点。结果表明,发文量整体呈现波动式上升趋势,涉及新工科、新文科等多学科交叉领域研究。研究热点演化具有缓慢发展、快速发展、提升和优化发展的3个阶段性特征,并与国家相关政策及学科发展等有很大关联。梯田文化多样性、服务管理与应用、价值评估等宏观与微观研究主题讨论不断深化,研究态势从早期相对独立的稻作文化和梯田文化,转变为赋能乡村振兴的梯田农业生态系统文化服务,同时梯田可持续管理的研究力度有所加大。本研究回顾和梳理了我国梯田农业生态系统文化服务的研究进展与核心议题,以期为该领域研究和乡村振兴战略实施提供参考依据。     

磷肥在旱地红壤上的后期效应及其作用机制

红壤地区施入的磷肥很容易被吸附固定而留存于土壤中,降低磷肥利用效率,留存于土壤中的磷对土壤生态功能和作物养分供应的后续效应值得关注。基于旱地红壤长期施肥定位试验,探讨常规施肥处理（CK）以及短期施入不同磷肥量（P2O5,0、50、100、150和1 000 kg·hm-2）多年后土壤养分、土壤氮循环过程和作物产量的变化特征。通过多元统计分析方法探讨不同磷肥处理下,土壤全碳、全氮和微生物生物量碳和氮转化过程的潜在速率以及产量等因子间的相互关系及其与磷的后期效应的关系。结果表明,在短期投入高剂量磷肥（1 000 kg·hm-2, P1000）27年后,土壤全碳、全氮和微生物生物量碳与常规施肥处理相比无明显差异,但显著提高了土壤pH和氮循环相关过程速率,包括氮矿化速率（Nitrogen mineralization rate, Nmin）、固氮酶活性（Soil nitrogenase activity, SNA）、潜在硝化速率（Potential nitrification rate, PNR）（P < 0.05）,同时降低了净N2O排放潜能（Net N2O production rate, NN2O）（P < 0.05）。与不施磷（P0）和短期投入低剂量磷肥处理（50,100,150 kg·hm-2）相比,P1000处理中,土壤有效磷（AP）、氮矿化速率、固氮酶活性、潜在硝化速率和潜在N2O产生速率（PN2O）分别增加了33.3%～76.4%、88.2%～388.1%、111.4%～4 826.3%、22.6%～152.4%和13.8%～78.9%（P < 0.05）,同时净N2O排放潜能也降低了64.6%～78.9%（P < 0.05）,表现出明显的磷后效,且在作物生长季更为明显。相关分析和冗余分析表明AP和pH是影响以上土壤生物化学活性最主要的因子。近三年作物平均产量在所有处理中无显著差异,但与土壤TP、AP和pH呈显著正相关;但在长期尺度上（1992—2019年）,P1000处理相对于其他低磷处理累积增产效应达3%～23%。以上结果表明,酸性红壤中短期大量施用磷肥多年后,由于大量磷肥投入导致的土壤pH提升和磷的缓释效应,使得磷肥在促进土壤肥力、微生物活性和土壤氮循环转化活性方面表现出较明显的后期效应。     

EM堆肥对土壤生物影响的研究

长期定点施用EM堆肥试验结果表明:EM有机堆肥能提高土壤细菌、真菌、放线菌数量;相同有机物料投入水平下,EM堆肥处理的微生物总量最高;随着有机物料投入水平的降低,土壤微生物数量下降;施用EM能提高土壤微生物活性,增加微生物的分布密度。施用EM堆肥土壤蚯蚓数量均显著高于其他施肥处理。EM堆肥各处理平均土壤螨虫数量高,但在相同的有机物料投入水平下,差异不显著。在大部分作物生长期,施EM 15t/hm2处理与化肥处理和对照处理土壤生物总量差异显著。     

江西省土地利用变化及其驱动力定量研究

土地利用变化的驱动机制研究是探讨土地利用与土地覆盖变化研究的重点。以中部地区的江西省为例,利用土地利用变更数据与社会经济统计资料,通过分析土地结构变化、土地利用地域分布的特点,分析其工业化、城市化进程中的土地利用变化态势及土地利用变化驱动因素。通过主成分分析,得出江西省从1996年到2004年间,土地利用变化的主要驱动因素为人口、经济发展和农业科技进步。同时提出相应的土地管理对策,为区域土地可持续利用提供科学依据。     

城市居民食物氮消费变化特征与趋势预测——以重庆市为例

城市作为全球氮热点区域,其中城市居民食物氮消费对全球氮循环的影响越来越显著,研究其变化特征及趋势,对推动城市低氮生活具有重要意义.以重庆市为例,分析1992年-2012年期间全市城市居民食物氮消费的动态变化,并结合灰色系统GM(1,1)模型,预测未来10年重庆市城市居民食物氮消费总量.研究结果表明:重庆市城市居民食物氮消费从1992年-2012年由22 130.348t增加到60 196.306t,各类食物氮消费结构中粮食消费呈不断下降趋势,蔬菜、乳制品、禽肉类的食物氮消费则呈现上升趋势.模型GM(1,1)预测显示,重庆市城市居民氮消费2022年可能超过90 000t,将进一步威胁城市环境安全,并且人均可支配收入、人均GDP以及高等学历人数比重对其具有较显著的影响.     

环渤海地区景观格局动态变化轨迹分析

对变化轨迹的目标、特征等进行了总结、归纳,提出变化轨迹斑块的意义,通过轨迹斑块将复杂的时空动态现象用二维图谱表示出来。同时,基于变化轨迹方法,对环渤海地区土地覆盖时空动态变化进行分析,并选取占所有发生变化面积91.25%的30种主要的变化轨迹,生成变化轨迹空间分布图谱,并结合格局指数进行分析。结果表明,(1)"耕地"属于人类干扰最为剧烈的地类,其变化主要表现在耕地的流失上;(2)"耕地"向"人工表面"的转换是研究区最大的变化类型,其中2005-2010年变化面积远大于2000-2005年,占用耕地进行开发建设现象更加严重;(3)"海域"向"人工表面"的转换主要发生在2005-2010年间,主要由人工围填海造成;(4)湿地面积总体上变化不大,但其转入、转出比例均较大,证明湿地内部变化剧烈,湿地的破坏和人工湿地的补充同时进行;(5)研究区内主要变化轨迹类型大都来源于人类的开发利用活动,人类干扰起了至关重要的作用。研究结果为研究区景观格局提供了清晰的时空动态刻画与分析,为有关部门在土地合理利用、耕地和生态用地保护等方面提供了基础数据和理论支撑。     

丛枝菌根真菌对旱稻根际Pb形态分布的影响(英文)

[目的]为了研究丛枝菌根真菌对旱稻根际土壤中重金属铅(Pb)化学赋存形态的影响。[方法]采用盆栽实验的方法,研究了不同Pb处理水平(0、300、600mg/kg)下,接种丛枝菌根真菌(AMF)Glomus mosseae对旱稻(OryzalsativaL.)根际Pb形态分布的影响。[结果]接种处理下,旱稻根系侵染率以及根外菌丝量随着土壤Pb含量增加而显著降低(P<0.05)。与未接种处理相比,接种处理显著提高Pb处理下根际pH;300mg/kgPb处理下,接种显著增加土壤球囊霉素含量,600mg/kgPb处理下,接种处理显著降低土壤球囊霉素含量(P<0.05);在Pb处理下,与未接种处理相比,接种处理显著提高可交换态Pb含量,显著降低了碳酸盐结合态以及铁锰氧化物结合态Pb含量,却显著增加了土壤中有机质结合态Pb含量(P<0.05)。[结论]这说明接种丛枝菌根真菌可以改变旱稻根际土壤中Pb的形态分布。     

三江源地区高寒草地不同退化程度土壤特征研究

为了解区域尺度上不同退化程度高寒草地的土壤特征,在对三江源地区进行多样点采样和室内分析的基础上,研究草地退化对高寒草地不同土层的土壤物理和化学等特征的影响。结果表明:随着退化程度加剧,不仅草地群落组成出现明显变化,地上/地下生物量显著下降,而且土壤各理化性质也受到不同程度的影响。土壤容重随草地退化程度的加剧和土壤深度的增加而增大;土壤有机碳随草地退化程度的加剧而显著下降,尤其是0～10cm土层;草地退化加剧导致土壤总氮和硝态氮含量呈逐渐下降趋势,且对0～10cm土层影响更为显著;土壤铵态氮含量在草地轻度退化阶段最高,且受草地退化影响不显著。相关性分析表明,不同土层的土壤有机碳和总氮与生物量之间均呈显著正相关,多元逐步回归分析也显示土壤有机碳和总氮含量与绝大部分草地演替阶段的生物量显著相关,表明土壤有机碳和总氮可作为衡量三江源地区草地退化程度的重要土壤性状指标。人工草地的建植可明显增加地上/地下生物量,但短期内对土壤的改良效果并不显著,极度退化草地的土壤恢复将是一个缓慢的过程。     

开顶式气室的内外环境差异及其对小麦生长的影响

为探究开顶式气室（Open top chamber,OTC）内外环境差异及其对植物生长的影响,通过对比观测OTC内外的温度、湿度、光合有效辐射以及小麦的净光合速率、生物量、产量,评价了OTC对小麦生长的环境条件及叶片光合速率和产量的影响程度。结果表明：实验通气时间段（9：00-17：00）,OTC内部温度比外部高4.8 ℃（P<0.05）,相对湿度低0.6个百分点（P<0.05）,光合有效辐射低 32.3%（P<0.05）。OTC内小麦的净光合速率显著高于 OTC外（P<0.05）,且最大影响出现在小麦灌浆阶段。OTC内的小麦单株生物量增加了 13.3%,其中穗生物量增加最多（35.2%）;小麦单株产量增加了 49.2%,其中籽粒数和千粒质量均增加了 34.5%。实验结果不仅表明 OTC增温能够促进农作物生产并提高产量,而且也提示,若采用 OTC开展空气 CO₂和 O₃等浓度增加对植物影响模拟实验时,应该尽量减少OTC内外的微气候差异,并考虑OTC增温可能对实验结果的影响。