稀土元素对农田生态系统的影响研究进展

稀土矿的开采和冶炼、稀土农用等导致农田土壤稀土元素含量不断积累,对农田生态系统结构和功能稳定产生严重的影响。综述了近20年来国内外农田生态系统稀土元素的主要来源、分配和输出,土壤和植物中稀土元素的测定方法,稀土元素对农田生态系统中植物、微生物、动物以及人类健康影响的研究进展。探讨了农田生态系统稀土元素的毒性评价和稀土污染土壤的修复措施。最后提出开展稀土元素对农田生态系统影响研究还需要加强的一些问题。     

氮素对农田生态系统的污染现状及对策

从氮素对农田生态系统的污染现状着手,叙述了氮素对水体、土壤和大气污染状况,分析了氮素污染的主要原因是氮肥施用过量而导致的氮素损失和迁移,并从政策管理和技术推广两方面提出控制治理氮素污染的对策,对建立可持续发展的农田生态系统具有重要意义。     

农田生态系统健康与突变研究进展

综述了近年来国内外学者对农田生态系统健康与突变的研究资料,包括农田生态系统健康与突变的内涵、土壤退化和土壤健康及其影响因素的研究等。提出农田生态系统健康评价方法、农田生态系统健康与人类健康的关系、转基因作物对农田生态系统健康的影响、土壤动物群落对农田生态系统健康生物指示作用、农田生态系统健康与农产品安全生产及精细农业试验等是今后需进一步研究的内容。     

农田土壤碳转化微生物及其功能的研究进展

农田生态系统土壤碳转化是当前陆地生态系统碳循环研究的重要领域之一,而土壤微生物在驱动和调节土壤碳循环中发挥重要作用。简要介绍了参与农田生态系统土壤碳转化的微生物及其功能,包括农田土壤中的固碳细菌、参与农田有机碳转化的细菌和真菌、农田生态系统中与甲烷生成相关的产甲烷菌和甲烷氧化菌等。     

农田管理措施对土壤有机碳周转及微生物的影响

农田管理措施对农田生态系统碳循环影响显著,进而制约土壤肥力、农业生产及粮食安全,影响气候变化和环境健康。本文综述了不同农田管理措施（施肥方式、种植制度、耕作模式）对农田土壤有机碳、含碳温室气体排放和土壤微生物的影响。发现有机肥与无机肥配施情景下土壤有机碳增速最快,且施肥量与土壤碳库存在阈值效应;有机肥的施用增加了土壤中CO₂排放通量,磷、钾两种肥料的施用与施用氮肥相比更能降低农田土壤排放温室气体产生的全球增温潜势;提高有机肥和磷肥的施用比例有利于土壤中微生物丰富度的提高和微生物量碳的积累。种植结构和种植密度均会影响农田土壤的碳储量,种植结构对农田生态系统温室气体排放影响显著,轮作和间作的种植模式与传统单一作物种植相比可有效减少农田含碳温室气体的排放,同时,轮作与连作相比更有利于土壤微生物多样性的增加。保护性耕作措施有利于农田土壤固碳效率的提高,可降低农田温室气体的排放,且对微生物活性、多样性、群落结构以及碳源利用情况均有积极影响。最后总结了国际主流碳模型在农田生态系统的应用概况,并提出了未来发展展望。     

气候变化对农田生态系统碳氮过程的影响及其对生产的启示

从农田生态系统过程角度综合分析了气候变化([CO_2]增加、温度升高)对土壤碳库、氮供给生物化学过程的综合影响和长期效应。总结指出,[CO_2]增加、温度升高对农田生态系统过程的影响具有明显的时间效应,短时间尺度上加快农田土壤养分周转,改变碳氮组分,长时间尺度上导致土壤养分有效性降低;[CO_2]增加、温度升高和养分管理对农田生态系统过程的影响具有显著的交互作用,土壤养分有效性制约着气候变化对农田生态系统生产力和碳汇功能的影响。因此,气候变化([CO_2]增加、温度升高)情景下对农业生产管理包括施肥运筹及秸秆还田策略等的启示在于:根据气候变化背景下土壤养分的周转规律有效管理农田土壤养分、保持农田土壤肥力,从而保障农业高产的可持续性以及农田碳汇的生态服务功能。     

不同生态系统黑土的孔隙状况和持水性能

黑土水土流失日益严重,解决水土流失问题已迫在眉睫.而水土流失的程度受到土壤孔隙度和持水性能的影响.文章通过对裸地、草地、农田和林地等4种不同生态系统内不同深度土壤的容重、孔隙度及持水量进行了方差分析及比较.结果表明,草地、农田和林地土壤的容重均小于裸地,其容重大小依次为草地＜农田＜林地＜裸地;孔隙度大小依次为草地＞农田＞林地＞裸地;在土壤持水性能方面,草地优于其他生态系统,其大小依次为草地＞农田＞林地＞裸地.     

小尺度农田生态系统土地退化监测与评价指标体系建立（英文）

按照土地退化有关概念和农田生态系统的特点,运用参与式方法、KJ法、德尔菲法等方法,建立小尺度范围、人为驱动力影响下的农田生态系统土地退化监测与评价指标体系,包括耕作制度、耕作措施、土壤残膜污染、肥料污染、农药污染、灌溉方式、土壤含盐量、工程排碱措施、农田防护林、贫困状况共10项指标。该体系各指标具有可获取性,易于操作,便于土地利用者自我监测,减少人为不合理的农田土地利用活动,提高了土地生产力,可有效控制农田土地退化。     

蚯蚓的生物学特性及其对土壤环境质量的指示和改造作用

蚯蚓以其特有的生物学特性,在自然和农田生态系统中发挥着重要作用。研究发现蚯蚓能指示土壤肥力、土壤环境的污染和土壤的水分状况;同时蚯蚓能促进微生物与其它土壤动物活动,促进有机残落物的机械破碎与消化分解,提高土壤的肥力水平。     

小尺度农田生态系统土地退化监测与评价指标体系建立

按照土地退化有关概念和农田生态系统的特点,运用参与式方法、KJ法、德尔菲法等方法,建立小尺度范围、人为驱动力影响下的农田生态系统土地退化监测与评价指标体系,包括耕作制度、耕作措施、土壤残膜污染、肥料污染、农药污染、灌溉方式、土壤含盐量、工程排碱措施、农田防护林、贫困状况共10项指标。该体系各指标具有可获取性,易于操作,便于土地利用者自我监测,减少人为不合理的农田土地利用活动,提高了土地生产力,可有效控制农田土地退化。     

“粮食丰产科技工程”提出了粮食主产区农田生态健康关键调控技术

<正>科技部"粮食丰产科技工程"研究了粮食主产区农田生态健康诊断指标,提出了关键调控技术。以农田生态系统健康理论为指导,基于不同区域粮食作物-土壤生态系统,重点研究粮食作物高产过程中的农田     

“粮食丰产科技工程”提出了粮食主产区农田生态健康关键调控技术

<正>科技部"粮食丰产科技工程"研究了粮食主产区农田生态健康诊断指标,提出了关键调控技术。以农田生态系统健康理论为指导,基于不同区域粮食作物-土壤生态系统,重点研究粮食作物高产过程中的农田     

农田生态系统中养分循环的初步研究

<正> 生态系统就是指在一个空间范围内生存的生物及该范围内非生物的环境要素,如光、二氧化碳、水、土壤、无机养分和有机残体等所构成的动态的系统.生态系统有森林生态系统、草原生态系统和农田生态系统等,在农田生态系统中起主导作用的作物种     

温室农业生态系统土壤有机碳与重金属关系研究进展

温室农业生态系统作为农田生态系统的一部分，因种植的高肥需求以及连作的特点导致其与农田生态系统不同，在已有的研究中，温室农业生态系统中的土壤有机碳和重金属的含量要高于农田生态系统。土壤有机碳作为土壤肥力的基础，同时还影响着温室气体的排放，在生态系统碳循环中占据着重要地位。土壤重金属作为土壤重要的污染物之一，它在土壤中的富集、迁移、淋溶影响着农作物和环境的质量，还会对人体健康造成威胁。因此本文综述了土壤有机碳和土壤重金属的研究进展，以及二者在农田生态系统中的关系，为后续研究二者在温室农业生态系统中的关系做铺垫。研究表明，影响农田土壤有机碳和重金属的因素主要有大气沉降、灌溉、肥料的施用，而温室土壤的影响因素主要为有机肥的不合理施用和种植年限，虽然过量施用有机肥和增加种植年限能够有效增加土壤有机碳，但是这也造成土壤重金属在土壤中富集。土壤有机碳会络合吸附土壤中的重金属离子，并且还会引起土壤酸化，进而提高重金属的有效性和迁移性，二者之间呈现正相关性，所以合理控制土壤有机碳输入会在一定程度上减少温室农业生态系统土壤重金属的污染。     

东北地区农田土壤氮、磷平衡及其对面源污染的贡献分析

采用农田生态系统氮、磷平衡计算方法,对东北地区土壤氮、磷养分平衡状况及其对面源污染的贡献进行了研究。结果表明,东北三省农田化肥用量随时间的增加而增大,但不同种植区间化肥投入差异较大;氮、磷肥用量是造成农田土壤氮、磷平衡空间差异的直接因素,两者呈极显著相关关系;由于化肥投入量的增加,东北三省农田土壤氮、磷平衡均由建国初期的亏缺转为盈余,赢余量呈现随时间增加而增大的趋势,但区域间差异较大。与80年代相比,2002年由东北三省农田土壤总氮平衡和总磷平衡进入水体环境的氮、磷负荷均有所增加,各省农田进入水体环境氮、磷负荷的升高幅度分别为:辽宁,氮负荷29%,磷负荷3%;吉林,氮负荷93%,磷负荷229%;黑龙江,氮负荷39%,磷负荷125%。果树蔬菜种植面积比例的增加是造成农田土壤氮素盈余增加的原因之一,两者呈极显著相关关系。随着辽河流域果树、蔬菜种植面积的逐年增加,果树和蔬菜农田土壤养分过度累积对辽河水体面源污染的贡献不容忽视。     

梓潼县农田养分平衡与土壤养分变化研究

根据相关农业统计资料研究了梓潼县 1985、1990、1993、1996、1998、1999共 6年的农田养分平衡状况。结果表明 :农田氮素平均盈余 4 1 2 3% ;磷素平均盈余 32 92 % ;钾素平均亏缺 5 6 2 9%。通过对 2 0 0 0年和 1983年第二次土壤普查的土壤养分进行对比研究 ,分析了近 16年来土壤养分动态变化的趋势 ,阐述了农田养分平衡状况对土壤养分变化的影响 ,并提出了实现农田养分平衡的对策     

农田生态系统土壤固碳量对气温升高的响应

为了研究气温升高对农田生态系统土壤固碳量的响应,以安徽省淮北地区农田生态系统为研究对象,利用生物地球化学过程模型DNDC,研究12种农作物气温升高对农田土壤固碳量的影响.研究结果表明,不同农作物农田土壤固碳量对气温升高的响应可以分为3类:第一类,土壤固碳量对气温升高不敏感,包括玉米、大豆、油菜、甘蔗4种农作物,升高气温从0℃升高到3℃的情况下,土壤固碳量变化不大;第二类,土壤周碳量对气温升高敏感,土壤固碳量随温度升高下降明显,包括小麦、豌豆和果树,当升高气温从0℃升高到3℃,土壤固碳量下降11.9％;第三类,土壤固碳量对气温升高敏感,土壤固碳量随温度升高急剧下降,包括棉花、马铃薯、水稻、烟草和蔬菜,当升高气温从0℃升高到3℃,土壤固碳量下降26.3％.在气温升高的情况下,如果农田生态系统土壤固碳量下降明显,可以通过加大秸秆还田量和加大有机肥的施用量,应对土壤固碳量的下降,保持和提高土壤生产力.     

农田土壤中微塑料的赋存、迁移及生态效应研究进展

继海洋及淡水环境微塑料污染受到广泛关注后,土壤环境微塑料污染也逐渐受到重视,但基于农业生态系统视角关注土壤环境微塑料污染的研究仍相对匮乏。微塑料可通过多种途径进入农田土壤并持续累积,进而对农田土壤生态系统产生重要影响,甚至能够通过食物链威胁人类健康。本文基于CNKI中文数据库和Web of Science核心合集数据库,利用CiteSpace软件对土壤微塑料污染的研究结果和文献报道进行了分析,追踪对比了国内外研究的重点和热点。在此基础上,介绍了以农业生产活动为主的土壤微塑料来源,总结了国内外农田土壤中微塑料的丰度及分布特征,探讨了微塑料在农田土壤中的迁移行为及机制,同时从土壤理化性质以及土壤动物、植物、微生物等方面阐述了农田土壤中微塑料的生态效应。最后,提出了农田土壤微塑料污染研究中需要进一步解决的问题,并且对农田土壤微塑料污染未来的研究方向及重点进行了展望,以期为农田土壤微塑料的生态风险评估以及污染防控提供科学参考。     

农田土壤微塑料污染研究现状与问题思考

微塑料作为一类新型环境污染物,对海洋及陆地水域生态环境的污染问题受到全球的关注,然而农田土壤中微塑料的污染尚未引起广泛的关注.当前农田土壤微塑料污染形势不容乐观,对土壤生态安全和农产品安全构成威胁;因微塑料可在生物体内积累,并在食物链间传递、积聚,对人体健康存在潜在风险.对当前农田土壤微塑料污染现状、来源、迁移降解及对土壤生态系统的影响进行了总结和分析,指出当前农田土壤微塑料污染研究中出现的问题和不足.在此基础上,对农田土壤微塑料的污染研究进行了展望,并指出在农田微塑料污染研究中统一分析标准、系统分析农田微塑料的生态效应及健康风险;加强源头控制与风险管控措施相结合,为未来我国农田土壤微塑料污染研究和污染防治技术的创新提供参考与思路.     

河北北戴河区农田生态系统服务功能价值测算研究

农田生态系统是支撑与维持地球生命支持系统的重要组成部分,既具有直接供给农产品功能,又具有调节、支持、文化服务等间接功能。研究选取河北省北戴河区农田生态系统为研究对象,以生态系统服务功能为切入点,运用生态经济学方法,综合测算研究区农田生态系统服务功能价值。研究表明,2014年研究区农田生态系统服务功能所产生的间接价值为直接价值的1.09倍,说明农田生态系统不仅具有高效的、直接的生产功能,而且具有极其重要的生态环境支撑功能。鉴于此在北戴河区农业结构调整过程中,要对其生态系统服务功能给予足够的重视。农田生态系统服务功能的各项指标价值量由大到小排序为农田生产供给价值 > 休闲旅游价值 > 固碳释氧价值 > 废弃物处理价值 > 涵养水源价值 > 社会保障价值 > 土壤形成与保护价值 > 秸秆还田价值 > 净化大气价值。因此,研究认为：北戴河区在加快现代农业园区建设过程中,要大力发展生态休闲农业,全力推进农作物秸秆综合利用,积极发展生态循环农业,合理调整农田利用方式,应注重提高调节、支持、文化服务功能价值,使农田生态系统服务功能价值达到最优化。通过对北戴河区农田生态系统服务功能价值测算,为北戴河区有效保护和永续利用农田生态系统提供决策基础和科学支撑。