Distribution and Dynamics of Phosphorus in an Agricultural Watershed with a Long-Term History of Poultry Waste Application

The objective of this research is to investigate the effects of long-term broiler litter application on soil phosphorus (P) and water quality and examine the spatial variations of soil P at a private poultry farm in Mississippi. Results indicated that the littered soil had 86 times more Mehlich III–extractable P in the surface horizon compared to the nonlittered soil. When compared to the runoff from nonlittered soil, mean soluble phosphate (PO₄)-P concentrations in the littered soil's runoff were 85 times greater throughout the study. Mass loss of P from the littered field was significantly greater than from the nonlittered field, and it decreased with each sequential runoff event. There were no linear relationships between the spatial variations of litter application rates and the P spatial variability in the littered soil; however, the variations in soil P levels could be a result of the cumulative effects of more than 20 years of litter application.     

Evaluation of Poultry Litter Amendment to Agricultural Soils: Leaching Losses and Partitioning of Trace Elements in Collard Greens

Water, Air, &; Soil Pollution - Leaching of trace metals and greenhouse plant growth (Collard greens; Brassica oleracea var. acephala) response studies were conducted in two types of soils with...     

基于CT扫描研究青海湖流域高寒草甸不同坡位土壤大孔隙结构特征

以青海湖流域的高寒草甸土壤为研究对象,对该高寒草甸的坡上、坡中和坡下土壤分别取原状土柱进行CT扫描,利用Fiji软件分析土壤大孔隙结构特征的差异。结果表明:坡位对土壤的大孔隙结构有较大影响,坡上土壤的大孔隙数量、大孔隙度和大孔隙等效直径均大于坡中土壤,坡中土壤的大孔隙参数大于坡下土壤,坡上土壤的平均大孔隙度是坡中和坡下土壤的15.5和46.5倍。坡上土壤的大孔隙主要分布在150~400 mm土层深度,而坡中土壤的大孔隙主要分布在0~150 mm深度,坡下土壤的大孔隙主要在0~200 mm深度分布。坡上和坡中土壤的大孔隙形成主要是在土壤团聚体的作用下形成,植物根系在坡下土壤的大孔隙形成中占主导作用。     

典型山地丘陵区农业小流域氮素迁移特征

为探讨山地丘陵区农业小流域氮素迁移特征,对典型山地丘陵区农业小流域降雨—径流事件、水体氮素形态与浓度、时间变异特征及其迁移通量进行了全年观测研究。结果表明:(1)小流域水体氮素浓度存在显著季节变异特征,全年总氮(TN)平均浓度为2.14 mg/L,硝态氮(NO_3~-—N)平均浓度为0.77 mg/L,铵态氮(NH_4~+—N)平均浓度为0.25 mg/L,溶解性有机氮(DON)平均浓度为0.51 mg/L,其中NO_3~-—N是氮素迁移的主要形态;(2)小流域春季(3—5月)对全年氮素迁移通量贡献最高(43.56%),而秋季(9—11月)贡献率最低(3.70%);(3)降雨—径流事件和施肥等农事活动是小流域氮素迁移及其通量的重要驱动因子。     

泾川县吴家水泉沟小流域农业景观生态旅游资源评价

吴家水泉沟小流域地处泾川县城郊,在治理水土流失过程中注重农业生态景观配置,特色鲜明,为发展生态旅游奠定了良好的基础。该流域有两个回民自然村,与汉民风格迥异的生活方式、民俗风情也独具特色,观赏性极强。将发展农业景观生态旅游作为该流域治理成果开发保护的措施,进一步挖掘经济效益,并将其纳入泾川西王母文化旅游圈,发展潜力大,市场前景好。     

Long-Term Cropping System, Tillage, and Poultry Litter Application Affect the Chemical Properties of an Alabama Ultisol

Sustainable agricultural practices have been steadily increasing in the last couple of decades. These management practices frequently involve cover crops, less or no-tillage, and organic fertilization. In this study, we evaluated the effects of cropping systems,tillage and no-tillage, and the application of poultry litter(PL) on selected soil physicochemical properties and soil test nutrients. Soil samples were collected from the topmost surface(0–5 cm) and subsurface(5–10 cm) layers. The general effect trend was PL application no-tillage cover crop cropping type. There were more statistically significant(P ≤ 0.05) correlations between the 18 soil attributes at the topmost surface than at the subsurface. This could be due to the accumulation of external C inputs and nutrients by crop residues and PL application as well as the retaining effects of no-tillage on less mobile nutrient components. Because of their high mobility and volatile nature, total nitrogen(N), ammonia-N(NH_4~+-N), and nitrate-N(NO_3~--N) levels varied greatly(high standard deviations), showing no consistent patterns among the treatments. Compared to the soybean cropping system, corn, especially with the wheat cover crop, contributed more to the total carbon(C) and sulfur(S) in the topmost surface soils(0–5 cm). Poultry litter application greatly increased pH, cation exchange capacity(CEC), base saturation, magnesium(Mg), phosphorus(P), calcium(Ca),sodium(Na), potassium(K), manganese(Mn), copper(Cu), and zinc(Zn) in both soil layers. Contrast comparisons revealed that PL application had more of an effect on these soil chemical properties than no-tillage and cropping systems. These results will shed light on developing better nutrient management practices while reducing their runoff potentials.     

区域植被对不同时间尺度气象干旱的响应——以贵州省为例

为探究贵州省植被生长变化趋势对多时间尺度气象干旱的响应,基于2001—2020年的逐月MODIS-NDVI、EVI影像和气象数据,利用皮尔森相关系数、slope趋势性分析等方法,对贵州省20 a的植被生长状况及气象干旱时空变化特征进行了分析。结果表明:(1)贵州省不同时间尺度下的SPEI在整体上呈现出缓慢增加趋势,表明干旱程度有所降低; 空间分布上干旱化趋势表现在北部的遵义、铜仁及黔西南地区。(2)贵州省植被生长状况整体呈现出增加趋势,空间分布上的黔东南地区以降低趋势为主,毕节西部地区以增长趋势为主;(3)贵州省植被生长状况与不同时间尺度的气象干旱呈现出不同程度的正相关性,以贵州省植被在黔西南和北部地区对干旱的响应最强,其次为贵阳和毕节东部; 不同的土地利用类型中,草地对SPEI₃的响应最强,其次为耕地和林地; 生长季内的不同植被类型对SPEI₃和SPEI₁₂的响应较强。综上,贵州省植被和气象干旱时空分布特征存在一定的差异性,且不同植被类型对不同时间尺度气象干旱的响应情况也有所差别。     

Transformations of Phosphorus and Other Plant Nutrients in Poultry Litter Composted with Sugarcane and Cabbage Wastes

Poultry litter (PL) is a significant source of nutrients, but a suitable amount of carbon needs to be added as a bulking agent during its composting to a stable nutrient source. Here, we characterized the transformation of phosphorus and other plant nutrients during aerobic composting of PL with sugarcane (SW) and cabbage waste (CW) for 120 d. Periodic samples were collected during composting and analyzed for total C, P (and its fractions), K, Ca, Mg, Cu, Fe, Zn, Mn, EC and pH. At the initial stage of composting (20 d), the P fractions varied in the order: water soluble P > NaHCO₃-P (readily plant-available) > HCl-P (Ca+Mg-bound) > residual-P > NaOH-P (Fe+Al-bound). After 120 d, the order was HCl-P > residual-P > water-P > NaHCO₃-P > NaOH-P. These variations suggested a transformation of labile Pi to more recalcitrant forms during composting. Water soluble P was the dominant fraction during the initial composting period. This declined progressively with time of composting, while the HCl-P increased, confirming the transformation of the more vulnerable water soluble P to the more recalcitrant HCl-extractable P. This indicated that the composting could be a useful way of managing manure for P stabilization and reducing its losses in runoff water following land application. The total C varied directly with the ratio of sugarcane and cabbage wastes in the manure but was inversely related to the duration of composting. Extractable K, Ca, Mg, and Na increased whereas trace elements concentrations decreased with time of composting. The higher availability of basic plant nutrients and reduced availability of heavy metals in the mature compost are valuable attributes for safe use in sustainable agricultural production.     

黄土高原沟壑区王东沟流域农业生态经济系统演变过程

[目的]探讨黄土高塬沟壑区王东沟流域1986—2013年间农业生态经济系统演变过程,分析不同演变阶段农业生态系统和农业经济系统间的耦合态势,为该地区经济社会可持续发展提供参考。[方法]基于黄土高塬沟壑区王东沟流域长期监测数据和农户调查资料,建立了农业生态经济系统综合评价指标体系,应用耦合度模型对农业生态经济系统演变过程中的耦合态势进行了分析。[结果](1)黄土高塬沟壑区王东沟流域1986—2013年间农业生态系统和农业经济系统综合指数呈上升波动趋势。(2)农业生态经济系统演变过程中农业生态系统和农业经济系统耦合态势经历了恢复发展阶段、协调发展阶段、恢复发展阶段,目前处于协调发展阶段。[结论]在农业生态经济系统演变过程中,通过农业资源合理调配,促使农业经济获得新的增长点,农业生态经济系统能够高效稳定发展。     

官司河流域土地覆被景观稳定性及其环境效应

以1995年和2005年官司河流域两期的TM遥感数据作为基本信息源,并借助RS、GIS和数理统计方法提取景观类型的矢量数据,通过基质比例、斑块数量和面积变化率、斑块密度变化率3个指标以及景观类型转化规律对流域的景观稳定性及其环境效应进行了初步研究。结果表明:(1)耕地是整个流域人工景观的基质,处在频繁耕作及动态变化中,马尾松林地作为半自然景观的基质,稳定性亦较低,但有所提高,二者对维持区域生态环境的良好发展起主导作用;(2)城镇及水域的斑块稳定性最高,马尾松林地、栎类林地和柏木林地次之,耕地与村庄的稳定性最低,这与流域作为典型农林复合生态区的地位与作用相吻合;(3)耕地与水域及有林地的转化最为剧烈,这与1998年以来流域实施的退耕还林工程密切相关,但水域及有林地的稳定性仍然取决于其自然稳定性,且景观格局呈现良好发展趋势;(4)中小斑块的马尾松林地及柏木林地的稳定性对流域的景观稳定性具有重要作用,处在生态环境变化趋向的节点位置,应予以合理的保护、规划及建设。     

Mechanisms of Nitrate Transfer from Soil to Stream in an Agricultural Watershed of French Brittany

In French Brittany, water pollution with nitrate due tointensive agriculture has become one of the major environmentalconcerns. In this article, the nitrate, sulfate and chlorideconcentrations from the groundwater and the stream of a first-order agricultural watershed, are analyzed to infer the mechanisms responsible for the distribution and transfer of nitrate within the watershed. The aquifer is constituted by three layers: the thin soil cover, the weathered shale and thefissured shale. The weathered shale groundwater appears to bea large reservoir of nitrate in the watershed. Indeed the amount of nitrate is estimated at about 450 kg N ha^-1, 5 to 9 times the total annual nitrate flux in the stream. In the upslope zones, this groundwater exhibited high nitrate concentrations (up to 138.4±10.5 mg NO₃ ^- L^-1), which decreased along the flow paths towards the stream (77.1±13.8 mg NO₃ ^- L^-1). Unlike nitrate, sulfate concentrations showed an increase from uphillto downhill (from 6.1±0.8 to 12.5±5.4 mg SO₄ ^2- L^-1) with little change in chloride concentrations. These patterns are presumed to result from upward flows from fissured shale groundwater where denitrification by oxidation of pyrite occurs with sulfate as end product. A scheme of nitrate transfer is proposed where stream discharge would result from the mixing of three end members which are: uphill weathered groundwater, deep groundwater and water in the uppermost soil horizons ofthe bottomlands. Temporal variability of nitrate concentrationsin base flow reflects changes in the relative contribution of each end member.     

东江中上游主要森林类型枯落物的持水特性

为了定量评价森林枯落物的水文功能,通过浸水法和野外观测,调查了东江中上游主要森林植被类型枯落物的蓄积量,分析了枯落物的持水能力与过程。结果表明,枯落物蓄积量介于4.76～12.13t/hm2,表现为针阔混交林杉木林阔叶林马尾松林杂灌林;不同森林类型的枯落物最大持水量为4.89～18.17t/hm2,最大拦蓄量为3.34～14.39t/hm2,有效拦蓄量为2.60～11.66t/hm2,均表现为杉木林针阔混交林阔叶林杂灌林马尾松林。枯落物浸水实验表明,枯落物持水率与浸水时间存在对数曲线关系,而枯落物吸水速率与浸泡时间呈反函数关系;不同森林类型枯落物持水率和吸水速率随时间的动态变化规律基本相似。随浸水历时的延长,枯落物持水率呈增加趋势,在浸泡10～12h后,持水率增幅趋于平缓;不同森林类型枯落物吸水速率在前2h内变化最快,之后逐渐变缓,24h时吸水基本停止。     

岷江上游景观格局与土壤侵蚀变化——以杂古脑流域为例

[目的]探索不同景观格局对流域土壤侵蚀过程的影响及动态变化,为岷江上游的生态保护和恢复工作提供依据。[方法]应用景观生态学理论与通用土壤流失方程(USLE)分析岷江上游杂古脑流域1990年和2015年的景观格局变化与土壤侵蚀变化。[结果]杂谷脑流域景观类型动态主要表现为草地面积由70 125hm~2增加到82 568hm~2,林地和耕地面积少量增加,未利用的其他地类面积减少了12 542hm~2。该区域25a来植被覆盖度显著提高,土壤侵蚀程度显著下降;2015年中度侵蚀强度以上的土壤侵蚀发生面积均出现下降,极强度侵蚀活动的发生面积下降了36 102.69hm~2。[结论]25a间杂古脑流域以草地为主的植被恢复和景观格局变化,有效降低了该区域的土壤侵蚀强度,减少了水土流失。     

干热风对冬小麦不同穗粒位粒重的影响效应

利用自主研制的可移动式干热风发生模拟装置,对耐高温小麦品种济麦22于花后13d（灌浆中期M）和23d（灌浆后期L）进行连续两天的干热风胁迫,设置重度干热风（S）和轻度干热风（M）2个胁迫水平,以明确不同时期和不同等级的干热风灾害对小麦小穗位和粒位粒重分布特征的影响,及其与干热风胁迫程度的关系,为干热风灾害防控提供理论依据。结果表明：不同处理主茎穗和分蘖穗小穗位和粒位粒重均呈现先升后降的二次曲线变化。干热风胁迫会引起小麦穗部小穗位和粒位粒重的降低,表现为灌浆中期干热风胁迫引起小麦穗下部和上部穗粒位总粒重显著降低,对小麦粒位粒重的危害呈现第3粒位（G3）＞第1粒位（G1）＞第2粒位（G2）;灌浆后期胁迫则主要危害小麦穗下部和中部,对小麦粒位粒重的危害表现为G3＞G2＞G1。初步分析认为,在本模拟试验条件下,灌浆中期干热风引起小麦分蘖穗粒重显著降低,灌浆后期对主茎穗粒重影响更大;灌浆中期和后期干热风胁迫下,小麦G3位粒重减小最为明显。灌浆中期干热风胁迫对小麦粒重的影响大于后期,重度干热风胁迫大于轻度干热风。     

三峡山地不同坡位土壤的水分特征曲线及水力学性质

山地不同坡位的土壤水力学性质研究可为地表水文过程预测和坡地生态修复提供参考.通过采集三峡库区大老岭林区山地不同坡位的原状土样,测定饱和导水率、当量孔径、水分库容等水力学参数,利用V-G模型拟合土壤水分特征曲线,评价不同坡位土壤的渗透性能和持水能力.结果表明:坡顶土壤的入渗性能最好,平均饱和导水率为108.54 cm/d...     

不同时间尺度濂水流域水沙变化及其驱动因素分析

为深入分析流域水沙变化特征及其驱动因素,揭示水沙变化机理机制。以赣南濂水流域为研究区,基于1965—2020年的水文气象数据和土地利用数据,在年尺度和场次暴雨尺度,利用Mann-Kendall检验法、累积距平法、水沙关系曲线、经验统计分析法等,分析水沙变化特征,建立不同时期水沙关系,并定量评估降雨变化和人类活动对水沙变化的贡献率。结果显示：(1)在年尺度,流域径流深、输沙量分别呈非显著下降和极显著上升趋势,突变年份分别为1998年和1995年。(2)与基准期相比,变化期不同时间尺度的径流深和输沙量波动更大,且水沙相关性均增强,表征外界人为干扰的参数(a)和河流本身输沙能力的参数(b)均增大。(3)在年尺度和场次暴雨尺度,降雨变化和人类活动对径流减少的贡献率分别为-1.1%,101.1%和30.2%,69.8%,对输沙增加的贡献率分别为0.5%,99.5%和-2.0%,102.0%。研究成果可为流域的水沙合理调控及生态可持续发展奠定基础。     

不同林分类型对鄂尔多斯市圪秋沟流域土壤碳库及稳定性的影响

[目的] 探明不同林分类型对圪秋沟流域土壤碳库与土壤碳稳定性的影响,为探讨土壤固碳机理、优化圪秋沟流域土壤管理及人工林选育措施,实现圪秋沟流域土壤固碳减排和肥力提升提供理论依据。[方法] 于2013—2021年在内蒙古自治区鄂尔多斯市圪秋沟流域以8 a生的樟子松林、山桃林、油松林、杨树柠条混交林、油松侧柏混交林和沙棘山杏混交林及CK处理共7个样地为研究对象,测定不同林分类型在不同土层深度的土壤总有机碳(TOC)、惰性有机碳(ROC)、易氧化有机碳(EOC)和微生物量碳(MBC)含量以及土壤碳储量,研究其对土壤碳库的影响效果,探讨不同林分类型与土壤碳稳定性间的相互关系。[结果] 与CK处理相比,0—20 cm和20—40 cm土层土壤总有机碳、惰性有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳含量以及土壤碳储量,增加了9.46%～51.24%,1.76%～44.89%,16.48%～44.26%和9.03%～64.84%以及10.61%～55.52%。[结论] 不同林分类型人工林的种植均能提高0—20 cm和20—40 cm土层土壤TOC,ROC,EOC和MBC含量以及土壤碳储量;土壤TOC,EOC,MBC含量和土壤碳储量整体上随着土层深度的增加而降低,ROC含量随着土层增加而增加;0—20 cm和20—40 cm土层各林分类型土壤碳库指数与CK处理相比均增加,樟子松林、山桃林、沙棘山杏混交林更有利于圪秋沟流域土壤“碳封存”。     

长武王东沟小流域农业产业结构调查分析

采用分层随机抽样法对长武王东沟小流域农业产业结构现状进行了调查分析.该小流域工副业和果业是农民收入的主要来源,不同村落类型间农民收入及收入构成差异显著;养殖业中以养殖食粮型牲畜为主,虽然养殖业不是农户收入的主要来源,但仍有35.23%的农户希望发展养殖业;土地利用类型中,果园面积超过粮食作物种植面积,果/粮面积比为1.08;资金、技术、信息是农业产业结构调整和经济发展的主要限制因素.     

天目湖流域土地利用的动态变化及其景观响应

采用遥感、地理信息系统及景观分析的方法研究了天目湖流域1984年、1995年、2000年、2004年4个时段土地利用/覆盖变化及其景观响应。结果表明:20年来天目湖流域土地利用变化的阶段特征明显,2000~2004年这一时段的土地利用变化最为剧烈,共有14.75%的土地类型发生了变化,年均变化率为3.68%,且近期开发的空间范围广、强度大;各种景观指数对土地利用/土地覆盖变化呈明显的时空响应;迎湖地区景观格局指数的变化最为剧烈,背湖地区较为平缓;入湖河流流域的景观指数空间分异较为明显,下游地区变化较大,而其上游相对较小;土地利用变化剧烈的时段与近几年水质恶化的趋势相呼应。     

元阳梯田水源区不同坡位土壤水分变化研究

利用2012年5月~2013年4月元阳梯田水源区林地、灌木地、荒草地的土壤含水率数据,对元阳梯田水源区典型土地利用方式下,不同坡位土壤水分的变化进行了分析。结果表明,研究区0~100 cm深度内,土壤表层水分的变化均比深层强烈。林地旱季的变化范围明显比雨季大;灌木地、荒草地分别于20 cm处和40~60 cm处存在"根系层"和水分的低湿层,该层上下土壤透水性和水力传导度不同。同时,不同土地利用方式下,不同坡位土壤水分的变化各异,各坡位土壤含水率之间的差异性也各不相同。