土默川平原盐渍化土地不同利用方式的土壤质量评价

为评价盐渍化土地经不同利用方式后对土壤质量的影响,以土默川平原盐渍化土壤为研究对象,针对区域内的5种土地利用方式(盐荒地、改良地、牧草地、农田地、林地),采用主成分分析法从32项土壤物理、化学、生物学指标中选取关键指标,计算土壤质量综合指数以评价土壤质量,为该地区建立可持续的土地利用模式和区域生态恢复提供理论依据。结果表明:不同土地利用方式下的土壤物理、化学、生物性状存在一定差异。总体来看,林地、牧草地、农田地和改良地均能有效降低土壤盐渍化程度,改善土壤物理性状,增加土壤养分和微生物数量;表征土默川平原土壤质量的关键指标包括2～5 mm团聚体的有机碳、全盐量、饱和含水量、细菌、铵态氮和氯离子,其权重分别为0.35、0.23、0.17、0.10、0.08和0.06;4个土壤质量指数的结果表明,农田地、林地和牧草地的土壤质量指数均高于盐荒地、改良地。     

新疆精河流域不同土地利用方式对土壤质量的影响

通过精河流域不同土地利用类型和农田耕作措施对土壤质量的影响研究发现:①土壤盐渍化程度呈梯度变化,即从洪积扇下部经冲积平原至沙漠,依次出现中盐渍土-强盐渍土-盐土-非盐渍土类型。②天然绿洲的土壤有机质、速效钾、有效磷和碱解氮平均含量最高。荒漠土壤的养分含量很低,但养分含量与盐渍化成正相关,因此利用盐生植物资源增加盐成土荒漠的植被盖度,也是改良盐碱土的良好途径。③人工绿洲土壤有机质和速效钾的含量水平相对较低,主要是只重视施用化肥,却忽视诸如有机肥与化肥结合使用等利于有机质和钾肥积累的耕作措施。④人工绿洲各养分要素的变异系数最低,这是由于近年来精河流域以棉花作为主要的农作物种植,化肥的施用水平较为一致。⑤土壤水溶性盐分（全盐量）随耕作年限的增长表现出先降低又升高的趋势;土壤养分含量的指标变化趋势也基本相似,即先增加而后开始下降,其中有机质含量变化较为明显。主要与多年来棉花长期连作、不合理的灌溉及农田重用轻养等有关。     

沿海区土壤线虫对海水入侵土壤盐渍化的响应

在2013年对大连市大魏家镇海水入侵污染区域进行了土壤理化性质和线虫群落调查,在此基础上,应用线虫多样性指数和功能类群指数研究海水入侵土壤盐渍化以及不同土地利用方式对土壤线虫群落结构的影响。研究期间共鉴定出土壤线虫30科48个属。其中食细菌类群的比例最高,共17属,占总数42.81%;其次为杂食/捕食类群,共9个属,占总数25.26%。优势属为Plectus。结果显示:海水入侵已造成该地区土壤盐渍化;土壤盐分与线虫生态指数SR、f/b、NCR、PPI、MI、PPI/MI、PP%、FF%、BF%和OP%存在显著的相关关系;土地利用方式、土壤盐分对线虫群落的生态指数影响显著,是影响该地区土壤线虫群落结构的主要因素。通过开展土壤线虫对海水入侵土壤盐渍化响应的研究,为促进沿海受海水污染区土壤生态系统的健康发展提供科学依据。     

黑河中游山前平原区土地利用变化对土壤侵蚀的影响

在GIS技术的支持下,利用137Cs含量的分异规律对土壤侵蚀的发生、分布进行了研究,并对不同土地利用背景下土壤侵蚀的空间分布规律进行了定量研究。通过137Cs强度的空间差异,分析了土壤侵蚀的强度及区域差异,及其与区域土地利用、土地覆盖变化的相互关系。结果表明:(1)黑河中游山前平原区属中度侵蚀,其土壤侵蚀强度依次为荒地>耕地>草地,草地开垦为耕地将加剧土壤侵蚀;(2)研究区内每年耕作土地的土壤侵蚀量达0 2亿t,草地的土壤侵蚀量达0.4亿t,荒地的土壤侵蚀量达1 2亿t,区内每年由这3类主要土地利用类型造成的土壤侵蚀量约为1.8亿t;(3)近20年来黑河中游山前平原区土壤侵蚀量总体呈现增加的趋势,其西部为强风蚀地区,荒漠化日益严重,南部沿山洪积扇区土地资源的大规模开发利用,在造成本区域土地恶化的同时,加剧了中部及中北部地区向荒地演化的趋势。     

土地覆被变化对流域非点源污染的影响研究——以黑河流域为例

以黑河流域为例,在探讨SWAT模型在陕西黑河流域适用性的基础上,通过对不同土地利用情境下产生的非点源污染进行定量分析与对比研究,结果表明:①土地利用/覆被变化会对流域非点源污染产生极大的影响.林地具有较强的减水、减沙效应,从而极大地削减了流域非点源污染的产生.②加强土地管理,促进土地的合理利用,特别是15°以上坡耕地的合理利用,将是有效控制流域非点源污染,保护流域水质的有效措施.③未来黑河流域土地利用最佳状况是:响应国家水源保护政策,流域人口逐渐搬离,15°以上的坡地全部还林,在满足饮用水水质标准的情况下,允许15°以下坡度中有少量适宜农耕的耕地,无未利用地,且植被覆盖较好.此时,流域氮的年总负荷为13.25kg,磷的年总负荷为3.29kg,对流域水质不会造成污染.     

岩溶洼地土壤微生物指标对不同土地利用方式的响应

为探索岩溶洼地典型农业土地利用方式对土壤微生物性质的影响,对比分析研究四种不同农业土地利用方式下表层土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物量碳氮比、土壤基础呼吸、代谢熵、微生物熵等土壤微生物指标。结果显示,不同利用方式下土壤微生物指标差异显著(P<0.05),土壤微生物量碳和微生物量氮变化趋势一致,且与其余四个土壤微生物指标与微生物碳(氮)变化趋势不同,结合土壤的物理化学性质分析发现,土壤微生物碳氮比、土壤微生物代谢熵和微生物熵比其它土壤微生物指标对土地利用方式的响应更加敏感,因此,利用土壤微生物代谢熵、微生物熵衡量土地利用方式对土壤肥力的影响比微生物量碳氮等土壤微生物指标更可靠。     

不同土地利用方式下渭-库绿洲土壤盐渍化特征分析

基于渭干河—库车河三角洲绿洲土壤盐渍化现象发展的趋势,采用经典统计分析方法,对研究区不同土地利用方式下的土壤电导率、总盐量和pH值进行描述性统计分析,通过单因素方差方法对不同土地利用方式下土壤盐分指标进行差异显著性检验,并利用最小显著极差法(LSD)进行多重比较。研究结果表明:在不同土地利用方式和土层深度下,土壤电导率和总盐量的平均水平差异显著(p0.05),其含量由高到低依次为:荒漠灌丛盐碱草地耕地林地,而土壤pH值则无显著差异,土壤盐分呈现出明显的表层富集现象。本研究的结论对于提高此区域农业生产潜力和盐碱地综合治理具有重要的理论和实际意义。     

基于不同土壤分类系统的土壤景观格局分析——以我国西北黑河流域中游地区为例

对土壤景观格局进行的研究多是基于发生分类土壤图或通过参比转换得到的系统分类土壤图,尚无通过土壤系统分类调查直接得到的土壤图为基础进行相关研究的报道。本文依据目前可获得的我国西北黑河流域中游的20世纪80年代形成的发生分类土壤图和2012年及2013年通过系统调查采样形成的1︰50万系统分类土壤图,进行土壤景观格局分析对比。结果表明:无论系统分类还是发生分类,从类型水平来看,土壤的破碎化程度不高,被分割程度小、连通性高,土壤类型斑块形状偏简单;从景观水平来看,景观异质性较大,土壤类型数目较多,各土壤类型所占比例较均匀,土壤类型具有一定程度的积聚,土壤类型的连通度较高。与发生分类土壤图相比,系统分类的土壤类型斑块数较多,多样性指数和均匀度指数较高,蔓延度指数较低,说明在一定尺度和区域上,系统分类能更多地反映土壤类型空间上的差异,制图精度更高。     

有机管理对不同土地利用方式下土壤质量的影响

许多研究发现有机管理可以改善农田土壤质量,但是否不同土地利用方式下都存在此结论尚未明确。为探究有机管理对不同土地利用方式土壤质量的影响,本研究基于一个多土地利用方式的有机管理农场及其附近常规管理农田进行土壤质量调查,对比不同管理措施及大棚菜地、果园、露天菜地、农田边界、稻田田埂5种土地利用方式下农田土壤质量的差异,并对不同管理措施下农田土壤养分含量、重金属含量、动物数量共计20个指标进行方差分析和主成分分析。研究发现虽然总体上(综合5种土地利用方式的均值)有机管理的土壤pH显著高于常规农田;但针对一种土地利用方式,只有露天菜地和农田边界的土壤pH显著提高。总体上有机管理下土壤全磷、全钾、有效磷含量显著降低,但露天菜地土壤有机质和全氮含量均显著高于常规管理农田。有机管理在总体上显著降低了土壤Cr、Cu、Ni、Zn含量;但针对一种土地利用方式,只显著降低了大棚菜地土壤Cr、Ni、Zn含量,果园和稻田田埂土壤Cu含量,露天菜地和农田边界土壤Zn含量。有机管理虽然总体上均显著增加了土壤中蜘蛛目、倍足纲、步甲、蚯蚓的数量;但针对一种土地利用方式,只显著增加了露天菜地地表蜘蛛目、倍足纲、步甲,稻田田埂地表步甲、土壤蚯蚓以及果园倍足纲数量。主成分分析结果表明,不同管理方式下土壤质量差异明显,有机管理下蜘蛛目、倍足纲、步甲和蚯蚓等土壤动物较多,土壤pH较高,土壤P含量较低,重金属Cu、Pb、Zn、Cr含量较低,但并非在所有土地利用方式下都成立。由此可见,有机管理虽然总体上可以改善土壤质量,但受具体管理措施、人为投入品数量和有机种植时间等因素影响,并非在所有土地利用方式下效果都显著,且在不同土地利用方式下显著改善的指标也各不相同,因此需要针对不同土地利用方式和不同指标采取针对性的改善措施。     

黑河中游绿洲不同质地土壤水分的入渗与再分布

该文利用双环入渗仪,通过定水头法研究了黑河中游绿洲地区玉米地和防护林地土壤水分的入渗过程,并利用Hydrus-1D模型和Trime-IPH手持式TDR分别对土壤水分的入渗和再分布过程进行了动态模拟和测定。结果表明:不同质地土壤水分入渗和再分布差异明显。土壤下部粘土夹层不仅对水分入渗起到显著的阻碍作用,而且具有较强的持水保水能力。统计分析表明,试验期间模拟土壤含水量的均方根误差和相对误差分别在0.02cm3/cm3和0.68%以下,模拟剖面储水量的均方根误差和相对误差分别在0.908 cm和0.9%以下,因此Hydrus-1D模型对绿洲地区土壤水分在垂直方向的运移模拟具有较高的精确度,这为该区域水分管理和可持续发展提供理论依据。     

黑河中游不同生计方式农户的水足迹分析

水资源紧缺问题是21世纪人类面临的最严峻生态环境问题之一,当前急需探寻影响水资源利用的关键因素,建立低水消费模式。生计方式作为影响家庭水资源消费的关键要素已得到关注。本文基于农户调查数据,利用水足迹估算模型,核算黑河流域中游不同生计方式农户的水足迹,并采用最小二乘法分析了生计方式对水足迹的影响。结果表明:①黑河中游农户的人均水足迹为145.87 m3,随着非农化水平的提高,农户的人均水足迹下降,其中,纯农户、兼业户和非农户的人均水足迹分别为151.61 m3、148.08 m3和137.91 m3;②随着非农化水平的提高,黑河中游纯农户、兼业户、非农户的人均粮食消费占用水足迹比例依次降低,农户人均果蔬、清洁消费占用水足迹比例依次增高,兼业户的人均畜产品消费占用水足迹比例高于非农户和纯农户;③提高非农化水平和劳动力受教育水平可以减少水足迹,扩大家庭规模和农户人均纯收入会增加农户的水足迹,但水足迹的增加速度低于家庭规模和人均纯收入自身的增加速度。基于上述研究结果,提出了对黑河中游地区农村建立低水模式,提高水资源利用效率的对策建议。     

黑河流域1960-2009年平均风速时空变化特征

利用黑河流域气象站点1960-2009年的逐月、逐年的风速观测资料,运用Mann-Kendall检验法和反距离加权插值法(IDW)及相关分析法对黑河流域平均风速时空变化特征进行了分析。结果表明,近50a来黑河流域年平均风速呈减小趋势,其变化趋势指标β值为-0.01;春、夏、秋、冬季平均风速均表现为下降趋势,β值分别为-0.012,-0.011,-0.007和-0.008。年代际变化在60-70年代为正距平,80年代以后为负距平。年内变化表现为偏双峰型,第1峰值远大于第2峰值,分别出现在4月和11月。空间变化上,上游山区年平均风速呈上升趋势,平均每年增加0.01m/s;中游和下游均表现为下降趋势,降幅在0.005~0.029m/s,同时在不同季节空间差异明显。年平均风速突变发生在1985年左右,春、夏、秋、冬季突变分别出现在1986,1984,1983和1985年。年、春季风速下降与平均气温、平均最低/最高气温以及潜在蒸散有关,夏、秋季平均最高气温的影响变小,而冬季仅有潜在蒸散通过了0.01的显著性检验,说明风速下降是造成黑河流域冬季潜在蒸散量减小的主要因素。     

Human Driving Forces of Oasis Expansion in Northwestern China During the Last Decade—A Case Study of the Heihe River Basin

Water scarcity is one of the most prominent issues worldwide in relation to sustainable development, especially in arid areas. To gain a better understanding of the trade‐off between improving agricultural productivity and maintaining the stability of an oasis ecosystem in these areas, this study took the Heihe River Basin in northwestern China as a case to explore the changes in oasis dynamics and their human driving forces. The results showed that along with the 11·0% expansion of agricultural land, the total water demand for irrigation increased by 6·3% during 2000–2010. Although tremendous economic incentives for farmers spurred the oasis expansion and cropping system changes, the key driving force behind the oasis expansion in the study area was closely related to sufficient irrigation water guaranteed by new water sources (excessive consumption of groundwater and surface water) and water conservation efforts that were the results of the “water‐saving society” project (cropping system adjustments and technological improvements in irrigation). This loose regulation of water resource management can be considered to be partially attributable to the ignorance of the ecological value of water resources. Sustainable land use in the study area can only be achieved through the strict regulation of the management of surface water and groundwater resources throughout the basin and the invisible water provided by the water conservation measures. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

阿什河上游小流域不同森林类型土壤水分时空分布

 在阿什河上游光明沟小流域内,选取樟子松、红松、兴安落叶松、水曲柳及杂木林5种森林类型,采用传统土壤水分研究方法,研究不同森林类型间土壤水分时空分布特征。结果表明:除水曲柳林外,其他4种森林类型土壤含水量随土层深度增加而降低,为降低型;兴安落叶松林0～40cm土层土壤含水量最大,为32.91%,其次为水曲柳林(28.79%)、杂木林(25.99%)、红松林(23.64%)和樟子松林(18.76%);各森林类型土壤含水量在生长季内大致上遵循高—低—高—低的规律,与降雨量间存在较一致的对应关系,森林对该小流域内土壤含水量起到了显著的调节作用。     

长江上游地区土地利用/覆被和景观格局变化分析

利用1980年、1990年和2000年3个时期土地利用数据,将GIS和景观生态学的数量分析方法相结合,运用Arc Info和Arc View以及Fragstats(栅格版),分析了长江上游地区1980~2000年间的土地利用/覆被和景观格局的变化。结果表明：研究期间,林地和耕地大幅度减少,草地和建设用地面积显著增加,水域和未利用地相对变化幅度不大。研究区土地利用类型转移的主要方向是林地转化为草地和耕地、耕地转化为建设用地和草地、草地转化为未利用地。通过对该区斑块类型级别指标的分析,得出水域、建设用地和未利用地分离度和破碎度较大,而耕地、林地和草地在宏观政策和人类活动强烈干扰下,分离度和破碎度呈现先降低后升高的趋势。通过对景观级别指标的分析,得出整个区域景观结构日趋破碎,景观异质性也逐渐提高,土地向着多样化和均匀化发展。长江上游地区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失和沙漠化程度加剧,自然灾害频发等景观生态效应。可通过调整景观尺度上的土地利用方式,使长江上游地区生态建设及水土资源实现可持续发展。     

不同监测方法对土壤侵蚀监测结果的影响——以江西省潋水河流域为例

分析土壤侵蚀监测的尺度大小问题,认为在南方红壤区,区域尺度面积范围在500km^2以上较为合理,属于土壤侵蚀宏观监测范畴。将人机交互目视解译法、RUSLE模型法和流域卡口站观测法3种方法应用于江西省兴国县潋水河中尺度流域内,进行土壤侵蚀监测及对比。结果表明：用人机交互目视解译法监测的2000年土壤侵蚀量最大,约是流域卡口站观测结果的6．2倍,约是模型法监测结果的1．9倍,差异很大。其主要原因是流域卡口站观测法只观测了悬移质输沙量,推移质输沙量无法观测。此外,利用模型法,不同比例尺DEM对监测结果影响很大,其差异主要体现在土壤侵蚀强度为轻度和微度级别上。在分析不同监测方法对土壤侵蚀监测结果差异的基础上,对我国今后土壤侵蚀宏观监测工作提出了建议。     

2001-2020年澜湄流域热带地区土地覆被变化对蒸散发的影响

准确量化土地覆被变化对蒸散发的影响是深刻理解全球变化背景下的水资源响应机理的重要前提。该研究基于土地覆被产品MCD12Q1、蒸散发产品MOD16及涡动相关等数据,通过构建剔除气候变化的动态分析方法,量化了2001-2020年间澜湄流域热带地区土地覆被变化对蒸散发耗水量的动态影响。结果表明：1）MCD12Q1与MOD16在该流域的精度较高,其中MCD12Q1的总体精度为82.3%,MOD16在8 d以及月尺度上的RMSE仅略大于1 mm/d;2）2001-2020年研究区植被整体退化明显,其中森林转变为灌木和灌木转变为农田约占流域变化面积的61.2%;3）2001-2020年期间主要土地覆被变化导致区域蒸散发耗水量减少约278.87亿m3,主要土地覆被变化区气候差异导致蒸散发耗水量增加190.96 亿m3。总体上,澜湄流热带地区植被整体呈现出退化的趋势,主要表现为森林转变为灌木和灌木转变为农田。该地区土地覆被变化区域也使得其近20年内蒸散发耗水量减少,改变了土地覆被变化区域水资源循环过程。以上研究结果可为澜湄流域热带地区水资源安全提供有效监测,对地区土水资源合理配置提供重要的科学参考依据。     

长江上游紫色丘陵区土壤侵蚀与泥沙输移比研究——以涪江流域为例

 通过涪江流域水文站控制区域的地貌与土地利用类型的综合分析,以不同土地利用类型地块作为侵蚀量计算单元,计算每个流域发生侵蚀的地块（即旱坡地、陡坡旱地、有林地、疏林地、草地、灌木地和裸地）侵蚀量,得到全流域年均侵蚀量为2 460万t/a,年均侵蚀模数为813.9 t/（km2.a）,上游山地区侵蚀模数>1 000 t/（km2.a）,紫色丘陵区侵蚀模数50～0800t/（km2.a）;流域平均泥沙输移比为0.83,上游泥沙输移比>0.90,中下游丘陵区泥沙输移比在0.30～0.80之间,而在流域上中游山地丘陵衔接的冲洪积扇区的年均泥沙沉积量约144万t/a;流域泥沙输移比与流域面积不存在固定的线性关系,其根本原因在于流域面积是度量衡单位,而不是影响因素。