黑龙江省县域黑土农田土壤氮残留估算

掌握农田土壤氮残留量的时空变化特征,可以为土壤养分资源的宏观管理提供依据。该文根据农田土壤生态系统氮素收支平衡原理,基于1980～2004年《黑龙江省统计年鉴》数据,估算了作物收获后黑龙江省县域黑土农田土壤氮残留状况。结果表明,1982～2002年,黑龙江省农田土壤氮输入增加了77.8%,平均值为118.1 kg·hm-2;氮输出增加了72.1%,平均值为74.8 kg·hm-2。土壤氮残留(RSN)增加了86.2%,平均值为43.3 kg·hm-2。黑龙江省西部的RSN值显著高于东部。农田土壤氮残留量随时间渐趋增加,在非生长季节,大部分RSN都转化成硝态氮（NO3-）,并通过径流和渗漏途径进入河流和地下水体,以及通过反硝化转化成氮气（N2O和N2）挥发进入大气,不仅造成氮资源浪费,还会危害生态环境。     

黄淮海平原农业生态系统演替及其可持续性的能值评估

该文利用能值模型对黄淮海平原17 a农业生态系统演替及可持续性进行评估。结果表明,随着外界输入系统能值的增加,渔业子系统和家畜子系统能值产出趋向增加,但总能值产出呈下降趋势,各类能值效率也是如此。系统能值指标讨论表明系统的发展正趋向于依靠石化能源和经济资源的投入,系统能值投资率不断提高;能值产出率有所下降,但均大于1,高于中国的平均水平（0.27）,其中2000年总能值产出高达1.856×1024sej,相当于3.640×1011EM$,高于区域农业产值6.410×1010地;环境负荷率趋向增加,2000年（3.79）与中等发达国家水平相当,也高于全国平均水平（2.8）;可持续性指数趋于下降。最后建议增加有机肥的投入,提倡动植物多样性培育,以优化区域农业生态系统功能,提高系统的可持续性。     

淮河流域典型农田生态系统碳通量变化特征

为了准确评价农田生态系统在全球碳平衡中的作用,利用涡度相关技术对安徽省寿县冬小麦／水稻生态系统进行了碳通量的监测,并在数据校正、剔除和插补的基础上,研究生长季农田净生态系统碳交换（NEE）的变化特征。结果显示,2008年寿县农田生态系统CO2通量的日变化进程为单峰型,冬小麦和水稻最大的CO2吸收速率分别为2．45和2．48mg·m^-2·s^-1。从物候期的角度来看,冬小麦在抽穗期碳通量值最小,乳熟期最大;水稻拔节时期碳通量值最小,即固碳能力最强。冬小麦,水稻生态系统不同月份碳通量月均日变化也呈U型曲线,作物生命活动越旺盛,NEE峰值越高,夜间CO2排放则在8月份达到最高值。2008年冬小麦和水稻月平均最大日CO2吸收峰分别出现在4月和8月,分别为1．30和1．07mg·m^-2．s^-1。冬小麦生态系统NEE的日最大累积吸收量出现在4月16日．可达11．76gC·m^-2·d^-1,水稻生态系统的出现在8月3日,为10．40gC·m^-2·d^-1。冬小麦从拔节到成熟时间段内的固碳能力为326．87gC·m^-1,水稻从返青到成熟时间段内的固碳能力也达到了300．05gC·m^-2。     

土地利用方式及土壤理化性质对有效态锌累积的影响

利用土壤定位采样分析了富阳市不同土地利用方式和土壤特征对全量和有效态Zn在土壤中累积的影响.分析结果表明,工业用地与农业用地中的全量和有效态Zn差异极显著,工业用地方式土壤全量和有效态Zn含量较高;在农用地方式中,菜地、旱地、水田和林地的全量Zn累积程度相近,但与果园和茶园差异显著;不同农业用地中的有效态Zn无显著差异.并对农业与工业用地方式下全量Zn、土壤特征与有效态Zn含量之间的相关关系进行了分析.结果表明,在农业用地中,全氮、有机质和pH对Zn全量影响显著,而全量、有效磷和速效钾对Zn有效态影响显著;在工业用地中,土壤理化性质对全量和有效态Zn含量无明显影响,有效态Zn含量只与全量Zn含量显著相关.基于Zn有效态的指示Kriging评价结果显示,富阳市有5.56%的土地和5.99%的耕地处在较高的Zn污染风险水平(>0.100).     

电感耦合等离子体发射光谱法测量土壤中有效锌含量的不确定度评估

对电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定土壤有效锌含量的不确定度进行评定,分析了整个检测过程产生不确定度的来源,对称样量、浸提液体积、标准系列溶液配制、线性标准曲线拟合、测量重复性等产生的不确定度分量进行计算,量化给出扩展不确定度。待测土壤中有效锌含量最终结果表示:w(Zn)=(1.12±0.10)mg/kg,包含因子k=2,置信概率为95%。测量过程中,标准溶液制备所产生的不确定度最大。因此,在ICP-OES法测定土壤样品有效锌时应足够重视标准溶液制备与曲线拟合过程,以减小测量不确定度。本文研究结果为控制ICP-OES法测定土壤有效锌数据质量提供了理论依据。     

腐殖酸对农田土壤磷素吸附行为的影响研究

土壤有机腐殖酸类物质具有巨大的比表面积和表面活化基团,在土壤污染物和养分的吸附、利用和转化过程中起着重要作用。该研究选取5种中国典型农区土壤,采用增加和减少有机腐殖酸类物质含量的方法,设置不同含量梯度,利用振荡平衡法来定量研究不同腐殖酸含量对磷素吸附特性的影响,并对其利用Freundlich、Langumuir和Temkin方程来进行定量化拟合分析研究,试图定量探讨有机腐殖酸类物质对磷素吸附行为的影响。研究结果表明:Freundlich、Langumuir和Temkin这3种方程均可对磷素吸附特征进行拟合,但拟合相关性以Freundlich最好,对于不同土壤而言,对磷素吸附拟合方程的适应性,以Freundlich方程对黑土和红土最好,塿土和黑垆土次之,潮土最差。加入腐殖酸明显地减少土壤对磷素的吸附量和吸附速率。腐殖酸对于土壤磷素有一定的活化激发作用,无论是增加还是减少腐殖酸时,黑土和红土对磷素的最大吸附量变化比例不是很大,而塿土和黑垆土变化最大,可以减少50%～60%左右,而潮土次之。腐殖酸可作为土壤P素增效剂,改善肥料物理性状,提高其稳定性和有效性,尤其是在黄土高原石灰性土更为有效。     

氮锌配施对石灰性土壤锌形态及肥效的影响

通过分析石灰性土壤上施用锌肥后土壤中锌的形态变化,研究锌肥的有效性及后效,为指导合理施用锌肥提供理论依据。结果表明在潜在性缺锌的石灰性土壤施锌肥没有明显的增产效果,可增加小麦籽粒锌含量,但不同基因型反应差异很大;土壤中的锌主要以矿物态存在,占全锌91.5%~97.6%,其次为松结有机态锌(1.34%~5.53%)、碳酸盐结合态锌(0.47%~1.55%);施入土壤中的锌增加了交换态、松结有机态、碳酸盐结合态、氧化锰结合态锌含量,但大部分转化为矿物态;种植小麦可以使土壤中的锌向有效态转化;施氮增加了小麦对锌的吸收,也增加了锌矿化的比例;主成分分析结果表明,交换态、松结有机态和碳酸盐结合态均能不同程度反映土壤锌的有效性,石灰性土壤中碳酸盐结合态和有机结合态锌含量占有较为可观的比例,因此增加这两种形态储备容量是调节和控制土壤锌营养状况的重要措施。     

冬季秸秆还田和土地管理对水稻生长期CH4排放的影响

利用田间试验研究了冬季3种土地管理方式下（种麦、休闲和淹水）秸秆施用（4800kg·hm^-2和0）对后续稻季CH。排放的影响。结果表明,休闲混施和休闲不施处理CH4平均排放通量显著高于种麦混施和种麦不施处理（P〈0．05）,但显著低于淹水混施和淹水不施处理（P〈0．05）;淹水混施处理CH4平均排放通量显著高于淹水不施处理（P〈0．05）,而休闲混施和休闲不施处理、种麦混施和种麦不施处理间无显著差异（P〉0．05）。水稻生长期CH4排放通量与5、10cm处土温呈极显著正相关（P〈0．01）,而与土壤肌无显著相关性（p〉0．05）。改冬季淹水和休闲稻田为种植小麦或在水稻移栽前对休闲稻田实施除草措施能显著减少稻田CH4排放量,是一种既增加农作物产量又能达到减少温室气体CH4排放的农业措施,具有很大的应用推广价值。     

旱地土壤周年覆盖试验效应分析

2000～2002年在平阴、青州、沂水和邹城等县市区的丘陵旱地进行了土壤周年覆盖效应试验。结果表明,旱地土壤周年覆盖有较好的土壤增温和保水效果,能有效地改善作物生长田间环境和土壤理化性状,小麦、花生、玉米等作物增产效果显著。     

基于CSLE模型和抽样单元法的县域土壤侵蚀估算方法对比

为提高县域尺度地块(栅格)土壤侵蚀模数估算的准确性,以河北省怀来县为例,基于CSLE模型,分别采用全域覆盖计算和4%密度抽样单元推算方法对全县土壤侵蚀进行计算和对比分析。结果表明:全域覆盖计算比4%抽样单元推算水土流失面积大59.0 km~2,相对差异达12.94%。全域覆盖计算可实现空间全覆盖,更准确地反映县域水土流失空间分布特点,适用于中、小尺度土壤侵蚀定量计算,但需要较高精度和全面的数据源保证;抽样单元推算适用于流域、区域等大尺度土壤侵蚀估算,但结果受抽样方法、抽样密度、外推或插值方法等因素影响较大。应进一步加强遥感解译准确性、侵蚀因子精度等对CSLE全域覆盖计算结果影响的研究,完善模型参数数据库,率定因子值,实现参数本地化。     

复垦土壤重金属污染潜在生态风险评价

为揭示矿区复垦土壤中重金属元素潜在的污染特征,采用Hakanson 潜在生态风险指数（The Potential Ecological Risk Index）,对安太堡露天煤矿复垦土壤中Cd,Cr,Cu,Pb,Hg,As等6种污染元素进行了分析,研究了露天煤矿复垦土壤重金属污染程度及潜在的生态危害性。结果表明：安太堡露天煤矿不同复垦时间和复垦模式下不同层次的复垦土壤的综合污染程度范围为8.29～16.90,平均值为10.72,处于中等的污染程度。重金属潜在风险指数在131.43～331.03之间,平均191.68,生态风险达到了中等程度,特别是复垦13年的南排1?420退化平台,综合潜在生态风险指数为331.03,达到了较高程度。0～40 cm土层的潜在生态风险综合评价属于中度的潜在生态风险。Hg是主要的污染因子,其对潜在的生态风险指数所贡献的比例达到了72.5%～84.62%。其余重金属的生态风险较低。因此,在安太堡露天煤矿复垦土壤中,Hg是最主要的潜在污染因子,应采取一定的措施,防止Hg的污染。应用该体系对复垦土壤重金属污染生态风险评价所得的结论同其它研究结果互为补充和借鉴。     

保护性耕作下农田表土有机碳含量变化特征分析——基于中国农业生态系统长期试验资料

本文收集整理1979--2008年有关中国保护性耕作的长期试验文献,整合分析了长期保护性耕作下中国农田表土有机碳的变化特征。采用的48篇有效文献涉及18个省（区、市）的59个长期试验点,涵盖12种土类。总样本88个（其中早地51个,水田37个）。结果表明,保护性耕作处理下旱地和水田表土有机碳年变化分别介于一0．30～0．75g·kg^-1·a^-1和-0．20～2．71g·kg^-1·a^-1,平均增幅分别达0．21g·kg^-1·a^-1和0．51g·kg^-1·a^-1。可见长期保护性耕作下,农田表土有机碳含量总体呈上升趋势,水田下增长高于旱地。和少免耕相比,秸秆还田更有利于促进表土有机碳的积累。统计分析还表明,结合秸秆还田的综合保护性耕作措施可以使水田和早地的有效固碳期限分别持续27a和23a,水田在保持较高固碳速率的同时,延长了有效固碳年限。耕地表土有机碳含量在保护性耕作下特别是秸秆还田可以较大幅度地提高,实行保护性耕作可以具有农业稳产与土壤固碳的双重意义。     

中南大型有色金属冶炼厂周边农田土壤重金属污染特征研究

以中南地区某大型有色金属冶炼厂周边耕地为对象,采集0~20 cm表层土壤,测定其基本性质及重金属浓度,分析了重金属元素间及重金属污染程度与距冶炼厂远近的相关关系,以判别研究区土壤重金属污染来源及空间分布规律。结果表明,研究区土壤呈酸性,土壤重金属污染以Cd为主,与当地土壤环境背景值和国家土壤环境质量二级标准相比,超标率分别达60.9%、86.1%。Cu、Zn、Cr、Ni等元素的污染较轻,Pb则未超标。内梅罗综合污染指数法对水田土壤重金属的风险评价显示该区属于安全的点位仅占8.7%,农产品生产存在较高风险。单因素方差分析显示旱地与水田土壤重金属浓度差异不显著,说明耕作方式不是造成该区重金属分布差异的主要原因。土壤Cd与Pb、Zn浓度显著相关,且与距冶炼厂的距离呈显著负相关,指数和幂函数均能很好地拟合重金属浓度随距离变化的分布模式,说明三者可能均来源于冶炼厂的降尘污染。     

基于投影寻踪的农业基本旱情评估

针对干旱指标的不相容性以及现有方法对评估等级的分辨率较粗略等问题,提出了农业基本旱情评估的投影寻踪方法（Projection Pursuit,PP）。根据农业旱情等级划分标准,构建了能够反映农业基本旱情系统变异信息的投影指标函数,引入自由搜索（Free Search,FS）算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向,利用最佳投影方向信息研究了各种干旱指标对农业基本旱情评估的影响程度。考虑到各种旱情监测信息的时空代表性以及不同指标对旱情评估的影响程度,在甘南县域尺度下,选用降水量距平百分比和连续无雨日数两种指标计算了投影值,建立了农业基本旱情评估的投影寻踪模型。实例应用表明,该模型评估结果符合当地干旱实情,且对旱情等级划分清晰,为农业基本旱情评估提供了一种新方法。     

咸水非充分灌溉条件下土壤水盐运动SWAP模型模拟

为了研究咸水非充分灌溉条件下土壤水盐动态变化规律,该文在2013年田间试验的基础上,利用试验观测数据,对SWAP模型进行了率定和验证,并对咸水非充分灌溉条件下土壤剖面水分和盐分通量变化过程进行了模拟和分析。研究结果表明:SWAP模型模拟值较好地反映了实测值的变化趋势,经过率定和验证后的SWAP模型能够较好地模拟土壤水盐的动态变化规律以及制种玉米的产量情况。在制种玉米苗期阶段,3种灌水处理40 cm以上土壤剖面的水分通量主要以向上为主;在灌水和降雨阶段,各处理土壤剖面的水分通量主要向下,且灌水量越大的处理,向下的水分通量越大;在土壤蒸发阶段,各处理60 cm以下土壤剖面的水分通量向下,且向下的水分通量逐渐减小。土壤盐分通量模拟结果与土壤水分通量具有类似的规律,60 cm以下土壤剖面的盐分通量主要向下,表明土壤盐分主要向深层土壤运移。研究结果可为该研究区域咸水非充分灌溉制度的制定提供理论依据。     

水土流失区建立新的生态环境途径的探讨——以鲁山县楼子河试验区为例

本文以鲁山县楼子河试验区为例,剖析了该试验区生态环境遭受严重破坏的原因,主要是由于人为不合理的社会经济活动的影响,加陡坡开荒、毁林毁草,掠夺式的获取薪材等。为了实现农业生态系统的良性循环,促进农林牧副诸业的发展,笔者根据楼子河试验区因地制宜综合治理的经验,提出了水土流失区建立新的生态环境的途径和措施。