新疆干旱荒漠区煤矿开采区域的水土保持措施探讨

新疆大型煤炭基地是国家规划确定的第十四个大型煤炭基地,主要包括准东、吐哈、伊犁、库拜4个区,区内干旱少雨、植被稀疏、土地荒漠化严重,是典型的干旱荒漠区。露天矿开采具有扰动面积大、挖方量大、扰动周期长、扰动后侵蚀模数大等特点,在干旱荒漠矿区生产建设中采取洒水降尘、喷洒高矿化度水固结地表、挡土围堰(埂)、碎石或砾石压盖、集雨灌溉等水土保持措施,成效显著。     

生态脆弱区抗蚀促生生态综合治理技术

正黄河水利科学研究院科研创新"土壤侵蚀与生态治理"研究团队,依托国家"十三五"重点研发计划项目"鄂尔多斯高原砒砂岩区生态综合治理技术"和"十二五"国家科技支撑计划项目"黄河中游砒砂岩区抗蚀促生技术集成与示范"等10余项国家及省部级项目,研发出可有效恢复砒砂岩区植被的抗蚀促生新材料,实现了保水、抗蚀、增肥、促生多功能一体化,实现了阻控侵蚀与恢复植被功能一体化;研发出砒砂岩改性筑坝材料并进行了示范应用,实现了阻控砒砂岩结构遇水溃散与破坏的目标;创建了抗蚀促生材料-工程-生物措施体系与坡沟系统地貌单元高适配的二元立体配置模式,突破了砒砂岩治理措施体系与侵蚀空间分异相匹配的技术瓶颈。该技术在青海、新疆等省(区)的道路边坡生态护坡、水库开挖工程边坡、煤矿生态治理等工程中也得到了较为广泛的应用,获2018年河南省科学技术进步奖一等奖,被中国科协评选为2019年中国前沿领域科技成果和水利部2020年度成熟适用水利科技成果推广运用项目,可为黄河流域生态保护和高质量发展提供有力科技支撑,也可在全国其他生态脆弱区生态综合治理中广泛应用。     

干旱荒漠区排矸场不同覆盖类型对土壤水分蒸发的影响

[目的] 在水分匮乏的干旱荒漠区煤矿废弃地植被恢复过程中,研究不同边坡覆盖模式对土壤水分蒸发的影响,为干旱荒漠区矿区废弃地生态恢复模式优化与完善植被恢复技术提供科学依据。[方法] 以中国西北干旱荒漠区煤炭基地废弃地——排矸场为研究对象,研究不同覆盖类型排矸场边坡土壤水分蒸发和表层土壤水分的变化。试验设置了草帘、生态毯和液态地膜3种覆盖类型,以无覆盖为对照。[结果] 干旱荒漠区煤矿排矸场边坡表层土壤含水量基本呈随着坡位降低而增加的变化规律;蒸发试验进行初期各覆盖处理的土壤日蒸发量较大,随着时间推移日蒸发量逐渐降低,草帘覆盖下的平均土壤日蒸发量最低,与无覆盖处理之间的变化差异达到显著水平（p<0.05）;3种覆盖与无覆盖处理下的土壤水分累积蒸发量在排矸场边坡的不同坡位均表现出逐步上升的规律,无覆盖措施的土壤累积蒸发量增加较明显,草帘覆盖、液膜覆盖和生态毯覆盖措施下的土壤累积蒸发量分别比无覆盖措施减少了38.4%,24.2%和20.6%,坡面覆盖处理的土壤累积蒸发过程符合线性函数关系。[结论] 在草帘、生态毯和液态地膜3种覆盖类型中,草帘覆盖下的土壤含水量较高,草帘是减少边坡表层土壤水分蒸发量最为适合的覆盖措施。     

红砂岩侵蚀区小流域综合治理工程设计研究——以宁都县还安小流域为例

为解决红砂岩特殊地质力学特性下生态环境恶化、水土流失严重等区域问题,对红砂岩侵蚀区小流域综合治理工程规划设计进行了研究。本研究基于第一次全国水利普查江西省水土保持专项普查成果、《江西省水土保持规划(2016—2030年)》与《江西省水土保持区划及防治布局研究》等重要基础成果,以国家水土保持重点建设工程宁都县还安小流域水土流失综合治理工程为典型案例,将红砂岩侵蚀劣地水土保持关键技术与工程设计有机结合,采用"技术集成-应用示范"的方式,因地制宜地对小流域综合治理工程分区进行设计,完成了高效开发型水土流失治理技术集成与示范。具体实践中,牢固树立山水林田湖草是一个生命共同体的理念,统筹山水林田湖草系统治理,通过在红砂岩侵蚀劣地综合治理展示区、坡地水土保持型生态农业示范开发区和生态功能保护区的水土流失综合治理工程设计与实施,对侵蚀坡面进行工程措施和植物措施优化配置,形成了完善的水土保持综合防治体系,使还安小流域治理度达到86%。实践证明,生态恢复和农林经济开发治理相结合的方法能有效遏制小流域内的水土流失,可为红砂岩地区水土保持生态建设及南方红壤低山丘陵区的水土流失综合治理提供有力的科技支撑。     

简讯

<正>兴国将建设水保试验推广基地2014年12月,《江西省兴国与修水水土保持试验推广基地建设规划》(2015—2020年),经专家评审,获得省发展改革委批复。为贯彻"生态立省、绿色崛起""永远保护鄱阳湖一湖清水"的发展战略和江西水保"南看兴国、北看修水"部署,推进水土保持科技推广,提高水土流失防治的科技含量,提供技术支撑和保障,     

国务院批复同意《全国水土保持规划(2015—2030年)》

<正>2015年10月17日,经李克强总理签批,国务院发布了日前印发的《关于全国水土保持规划(2015—2030年)的批复》(以下简称《批复》),原则同意《全国水土保持规划(2015—2030年)》(以下简称《规划》)。《规划》是今后一个时期我国水土保持工作的发展蓝图和重要依据,是贯彻落实国家生态文明建设总体要求的行动指南。《规划》要求,全国水土流失防治工作要树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,坚持预防为主、保护优先,全面规划、因地制宜,注重自然恢复,突出综合治理,强化监督管理,创新体制机制,充分发挥水土保持的生态、经济和社会效益,实现水土资源可持续利用,为保护和改善生态环境、加快生态文明建设、推动经济社会     

水利部印发国家水土保持重点工程2017—2020年实施方案

<正>为贯彻落实党中央、国务院关于加快生态文明建设、全面建成小康社会和脱贫攻坚的重要决策部署,根据国务院批复的《全国水土保持规划(2015—2030年)》的有关要求,6月初,经商财政部同意,水利部正式印发了《国家水土保持重点工程2017—2020年实施方案》(以下简称《方案》)。     

内蒙古大兴安岭林区河流湿地保护规划初探

大兴安岭林区是我国东北、内蒙古地区的水源涵养区,既是我国重要的生态功能保障区,又是我国重要的木材资源战略储备基地,战略地位极其重要,被誉为"祖国绿色宝库"。河流湿地作为内蒙古大兴安岭林区生态系统的重要组成部分,对保护该区域生态安全,维持该区域生态系统的平衡性和稳定性发挥着重要作用。以内蒙古巴林雅鲁河国家湿地公园总体规划为例,浅谈关于内蒙古大兴安岭林区河流湿地保护规划的思考,希望对同类湿地保护规划具有借鉴意义。     

水利部等七部门联合印发《全国水土保持规划(2015—2030年)》

<正>根据《国务院关于全国水土保持规划(2015—2030年)的批复》(国函[2015]160号),近日,水利部、国家发展改革委、财政部、国土资源部、环境保护部、农业部和国家林业局七部门联合印发《全国水土保持规划(2015—2030年)》(以下简称《规划》)。《规划》是今后一个时期我国水土保持工作的发展蓝图和重要依据,是贯彻落实国家生态文明建设总体要求的行动指南。     

阿拉善干旱荒漠区土地利用变化对生态系统服务的影响

为探析干旱荒漠区生态系统服务对土地利用变化的响应,支撑干旱荒漠区生态—经济—社会可持续发展,选择生态环境脆弱、人地关系紧张的阿拉善干旱荒漠区为典型研究区,运用ArcGIS对阿拉善2000—2015年土地利用变化进行了分析,在此基础上利用InVEST模型评估了阿拉善土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响。结果表明:2000—2015年,阿拉善土地利用变化明显,草地、建设用地、耕地、水域面积呈增加趋势,而未利用土地和林地面积呈减少趋势。同期,研究区生态系统服务总价值从1 025.26亿元增加到1 237.70亿元,主要归因于未利用土地面积的减少和草地面积的增加;而这一变化对研究区土壤保持服务价值增加的影响尤为明显。2000—2015年,研究区分布有5个生态系统服务价值热点区域,这些区域生态服务价值的提高普遍得益于近些年生态治理工程的实施。但值得注意的是,阿拉善右旗和居延海绿洲的热点区域有缩小的趋势,在今后的生态治理过程中需要重点关注。     

沈阳市城市表土中微生物区系变化的初步研究

在沈阳市远郊-近郊-市区等不同城市化水平区内选取林地、草地和路边土几种不同利用方式下的表层土壤,对土壤中的微生物状况进行了初步分析。结果表明,随着城市化水平的提高,土壤中微生物的数量表现为明显的减少趋势。其中变化较大的是细菌,而真菌和放线菌的变化不明显。     

中国华北地区近40年物候春季变化

根据华北地区7个观测站物候资料,分析了华北地区1963-1996年及北京1963-2005年物候春季的变化特征及其与气温的关系。结果表明:华北地区的物候春季有明显提早来临的趋势,而造成这一变化的主要因素是本地区近40 a来冬春季气温的明显上升。其中1963-1996年间华北地区1-3月及4月的平均气温分别上升了2.3℃与1.7℃,物候春季起止日期分别提前了9d和4d,因而使得春季长度也延长了5d;北京1963-2003年间1-3月及4月的平均气温分别上升了3.5℃与2.6℃,物候春季的起止日期分别提前了11d和10d,但春季长度没有明显变化。     

Changes in proteolytic bacteria in paddy soils in response to organic management

Proteolytic bacterial communities, which mineralize organic nitrogen, play a key role in agricultural systems. In this study, alkaline metalloprotease (apr) gene fragments from proteolytic bacteria were investigated in bulk and rhizosphere paddy soil from four fields under organic management (for 2, 3, 5, and 9 years), and from one field under conventional management (for 2 years). We analyzed the abundance and structure of the proteolytic bacterial communities using real-time quantitative PCR and denaturing gradient gel electrophoresis. Our results showed that the abundance of proteolytic bacteria ranged from 1.57?×?10⁸ to 8.02?×?10⁸?copies/g of soil. In addition, the abundance of the proteolytic bacteria in the paddy soils under organic management was significantly higher than those in the paddy soil under conventional management. Moreover, the gene copy numbers in the rhizosphere soils were significantly higher than those in the bulk soils. The abundance of proteolytic bacteria tended to increase with the duration of organic management, with the highest abundance being found in the soil that had been under organic management for 5 years. However, the proteolytic bacteria communities in the paddy soils were not significantly affected by management practices. Phylogeny analysis showed that all gel bands obtained represented genes from Pseudomonas. Additionally, correlation analysis and canonical correspondence analysis showed that C/N, C, and N were important factors that influenced the abundance and community structure of the proteolytic bacteria. These results suggest that proteolytic bacteria are indicators in organic management systems, depolymerize organic N and hence maintain soil sustainability.

Abbreviations: CM: conventional management; OM: organic management; DGGE: denaturing gradient gel electrophoresis; qPCR: real-time quantitative PCR detecting system; COFCC: China organic food certification center; CCA: canonical correspondence analysis     

不同种植模式下菜地土壤腐殖质组分特性的动态变化

通过在南京普朗克有机农场开展的9年长期定位监测,研究了有机(露地和大棚)和常规种植模式下蔬菜地耕层土壤有机碳和土壤腐殖质组分特性的动态变化。结果表明,有机露地、有机大棚和常规露地种植土壤有机碳含量分别从11.41、9.29、9.00 g k g-1提高至15.35、20.90、10.00 g kg-1;胡敏酸碳(CHA)分别从1.79、1.23、1.14 g kg-1提高至2.11、3.11、1.31 g kg-1;富里酸碳(CFA)分别从2.19、1.88、1.73 g kg-1提高至2.44、2.68、1.91 g kg-1。两种有机种植模式的土壤有机碳及腐殖质组分含量增加达到显著水平,而常规种植模式下的变化不显著。两种有机种植模式下表征土壤腐殖质品质的胡/富比(CHA/CFA)、胡敏酸占总腐殖物质的比例(PQ值)均高于常规种植模式,土壤富里酸的E4/E6值、色调系数(ΔlogK)值随着种植时间增加的幅度较常规种植模式更大,土壤胡敏酸芳化度呈现先降低后增高的趋势,但在常规种植下变化不明显。说明土壤在长期有机种植模式下不仅更有利于土壤有机碳的积累,而且能促进土壤腐殖化进程。     

闽北不同土地利用方式径流量动态变化特征

采用定位研究方法和小集水区试验技术方法,通过两年的降雨量数据观测,对闽北地区木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照等不同土地利用方式的小集水区进行坡面径流动态规律研究。研究结果表明:试验小区地表径流的产生主要是受降雨量的影响,而与降雨强度的关系不大,地表径流量与降雨量之间呈现出极显著的非线性二次抛物线关系(P<0.01)。4种不同土地利用方式的月平均径流量一般随月降雨量的增大而增大,并且在同1月份间其平均地表径流量的大小趋势为:对照>封山育林>杉木>木荷,均是在6月份达到最大值,9月份出现最小值。对照比木荷林地、杉木林地、封山育林地更容易产生地表径流,林地具有较好的涵养水源和保持水土作用。     

2013年我国种植业化肥施用状况分析

【目的】我国农用化肥消费量大,数据来源不同,统计口径各异,行业内大多引用国家统计局公布的数据,但该数据无法推算出氮肥、磷肥、钾肥分类消费量。我国区域间、季节间、作物间化肥消费情况的报道很少,在调节化肥供需、指导化肥行业健康发展时显得依据不足。调查种植业化肥施用状况可以为指导肥料生产、供应提供重要依据。【方法】以农业部339个国家级基层肥料信息网点为依托,根据我国农业生产习惯和我国政府部门统计习惯,将一年分为三个用肥季,1 5月份为春耕季,6 8月份为夏播季,9 12月份为秋冬种季。在三个季节,每个网点随机调查30个农户的主要种植作物施用氮肥、磷肥、钾肥、复合(混)肥(包括配合式)量,经两级土壤肥料部门审核后,采用省份、相似种植区域、全国三级逐级加权平均的方法,推算了不同区域、不同季节、不同作物单位面积施肥量;再用作物单位面积施肥量、该作物全国种植总面积、样本中施肥面积占该作物种植面积的比例推算了作物全年、不同季节化肥施用量。同时,分析了主要作物、不同季节化肥施用状况以及供需平衡情况,不同季节、不同区域供肥情况和农民的购肥习惯。【结果】2013年我国种植业化肥施用量5498万吨(折纯下同),其中,氮肥(实物量)3382万吨,磷肥1175万吨,钾肥941万吨。粮食作物化肥总用量为2782万吨,占种植业化肥总用量的50.6%;其次是果树和蔬菜,三类作物占种植业化肥施用总量的82.8%,经济、园艺作物单位面积化肥施用量大于粮食作物。春耕、夏播、秋冬种化肥施用量分别占全年化肥施用量的34.2%、35.6%、30.2%。复混肥料和尿素是农民最常购买的两种肥料,从全年来看,农民施用复混肥料和尿素的样本数分别占总样本数的72.5%和71.6%,春耕、夏播、秋冬种农民购买尿素和复合(混)肥的样本数分别占该阶段样本数的70.9%和62.9%、84.9%和78.1%、56.6%和83.9%。春耕和夏播时期农民多数选用尿素,秋冬种多数选用复混肥料,东北、西北、华中南地区农民多选用尿素,华北、西南、华东地区农民多选用复混肥料。另外,我国氮肥、磷肥供应分别过剩1080万吨、680万吨,钾肥缺口370万吨,供需矛盾突出。氮、磷、钾养分配合式为15-15-15的复混肥样本数占农民选购复混肥总样本数的33.3%,说明复混肥养分结构不尽合理。【结论】建议国家进一步遏制氮肥、磷肥过剩产能,优化产品结构,大力推广科学施肥技术。     

红壤区不同肥力水稻土根际硝化作用特征

通过根际培养箱(三室)——速冻切片技术研究了红壤地区高、低两种肥力下水稻苗期根表、根际和土体土壤矿质态氮含量和硝化强度,以及水稻生长、氮素积累的差异。结果表明,肥力水平对水稻根表和根际土壤铵态氮(NH4+-N)含量无显著影响,但高肥力显著提高土体土壤NH4+-N含量,以及根表、根际和土体土壤硝态氮(NO3--N)含量及硝化强度。两种肥力水稻土硝化强度最大值均出现在距根表2 mm处,分别为0.20和0.31μmol kg-1 h-1。土体土壤硝化强度随距根表距离增加而降低,低肥力土壤在距根表10～40mm处时硝化强度接近本底值,而高肥力土壤在距根表20～40 mm处时接近本底值。与不种水稻的CK相比,种植水稻显著提高根际土壤硝化强度。高肥力能显著改善水稻生长,增加植株氮素积累量,尤其显著促进根系生长及通气组织发育。由于红壤稻田肥力水平的差异造成水稻根际硝化强度以及水稻吸收NO3-的差异,导致高肥条件下水稻显示出更强的生长势和氮素吸收利用能力。因此,合理提高红壤稻田肥力水平对改善红壤区水稻根际土壤硝化作用及水稻氮素营养具有重要意义。     

Variability in growth and nutrient accumulation in sorghum grown in waterlogged soils

Abstract

Sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] is a potential crop for use in lowland paddy soils following rice in the Philippines. Little is known about the variability in sorghum germplasm with respect to yield potential in these soils, or the alterations in mineral uptake which might occur if late season rains resulted in waterlogging. Eight sorghum cultivars including the most widely used Philippine cultivar were grown after rice under flooded or non‐flooded conditions. Flooding was initiated 30 days after seeding and terminated when most cultivars were at or near the boot growth stage. Flooding markedly reduced dry matter production, and delayed bloom date on the average of 5.5 days. Grain yield was reduced about 57% over all cultivars. Early maturing cultivars were not reduced in days to bloom as much as the late maturing types, and there was a significant cultivar x treatment interaction for both bloom date and grain yield. Later maturing cultivars outyielded the other cultivars at physiological maturity in both flooded and non‐flooded conditions. Concentrations of the major nutrients N, P, K, Ca, Mg, and S were decreased in foliage at the boot stage due to flooding. The only nutrient to fall below published “critical” levels in leaf tissue, however, was N, and plants growing in these conditions showed classical N deficiency symptoms. Iron and Mn concentrations were significantly higher in foliage at the boot stage with flooding, but not high enough to be considered toxic. Most differences observed at boot still existed at maturity, but of less magnitude. Marked variability existed in the response among cultivars to waterlogging. It would appear that flooding tolerant genotypes could be selected which would improve existing cultivar choices for use in these difficult soils.     

Bacteria-grazing amoebae in situ in the rhizosphere

Summary An ultrastructural investigation of amoebae in situ in the rhizosphere showed that the protozoa are closely associated with soil aggregates and produce long pseudopodia that penetrate micropores. This could partly explain why bacteria are generally confined to the interiors of microaggregates. The presence of cytologically intact and partly digested bacteria in the food vacuoles indicates that rhizosphere bacteria are both ingested and digested by the amoebae. This digestion could lead to the recycling of P and N immobilized in rhizosphere microorganisms.     

Current trends in conservation education in Japan

Conservation education (CE) is an important component of environmental education. Its goal is to teach the theory and practice of preservation and restoration of biodiversity affected by human activities so that people can increase their awareness of conservation issues and change their attitudes and behavior to promote environmental conservation.This paper describes two successful case studies to highlight trends in CE in Japan. One case is a project implemented to create “agricultural wetlands” that resulted in the establishment of a Ramsar Convention site comprised of a restored wetland and its adjacent rice paddy in a rural area near Sendai City in northern Japan. Rice paddy fields are a major component of Satoyama, which are traditional agricultural ecosystems in Japan and occupy 40% of the undeveloped landscape in Japan (Ministry of the Environment Government of Japan, 2007. Third National Biodiversity Strategy of Japan. Ministry of the Environment Government of Japan, Tokyo). Restoration of Satoyama and wetlands by local citizens is a key component of CE practices in Japan, where practical, hands-on, community-based learning is important. The second CE project, geared toward university students and citizens in Yokohama, restored degraded dragonfly ponds and created butterfly biotope in the second largest city in Japan. Restoration of habitat that is centered around highly visible, popular species such as dragonflies and butterflies also benefits other, less prominent species that share these habitats, yet allows residents to easily monitor the benefits of the project.