环渤海微咸水区土壤盐分及盐渍化程度的空间格局

为了探求环渤海低平原区微咸水的农业利用潜力、缓解水资源危机,就需要掌握该区土壤盐分及其盐渍化程度的空间分布格局。本文通过对该平原微咸水区选取127个代表性样点,采集0～60 cm深度内的8层土样进行土壤全盐量测定,并对130个水井的水位埋深及128个地下水样的矿化度进行了测定。采用地质统计学和GIS相结合的方法研究了该区土壤全盐量及其盐渍化程度的空间分布格局。结果表明,除表层土层盐分含量属于强变异强度外,环渤海低平原区其余土层盐分含量均属于中等变异强度。土层盐分的空间自相关距离从表层（0～5 cm）的35.3 km 增加到深层（50～ 60 cm）的59.7 km。研究区各层土壤盐分含量自内陆平原向东部滨海平原逐渐增加,上下土层盐分含量呈相同的空间变化趋势。表层土层属于非盐化土、轻度盐化土和中度盐化土的比例基本相等,而重度盐化土面积较小,5～60 cm土层无重度盐化土分布。总体上,环渤海低平原以轻度盐化土和非盐化土为主,0～60 cm空间上盐分积聚不强,浅层微咸水灌溉存在很大利用空间。     

海河低平原不同地貌土壤盐分特征研究

以河流冲积扇、河流冲积扇与滨海平原过渡带、滨海平原3种主要地貌类型,分析了海河低平原区土壤盐分含量、盐基离子组成及电导率的变化规律。结果表明:河流冲积扇耕层虽明显脱盐,但由于底土含盐量高,仍存在土壤盐渍化的威胁,阴离子以Cl-和SO42-为主;相反,河流冲积扇与滨海平原过渡带、滨海平原表土含盐量较高,而底土含盐量较低,阴离子以Cl-为主;土壤盐分中阳离子含量以Na++K+为主,盐分组成主要的可溶性盐为NaCl,其次是Na2SO4和CaCl2。     

山东省环渤海平原区粮食产出潜力与技术途径分析

为了给国家新增粮食生产能力规划布局提供依据,基于山东环渤海平原区目前耕地资源、种植制度及其生产力现状,估算了该区域内30个县(市、区)的粮食产出潜力。结果表明:通过扩大粮食种植面积和提高粮食单产具有新增粮食4.034 1×109 kg的潜力,具体技术途径为:①调整种植制度,通过将一年1熟种植棉花调整为小麦/玉米一年2熟种植粮食作物,可增加粮食产出2.364 7×109 kg;②开发利用耕地资源,通过改造治理盐碱荒地种植粮食作物可增加粮食产出7.755 5×108 kg;③实施均衡增产措施,通过提高现有粮田单产水平可增加粮食产出8.938 5×108 kg。无论是扩大种植面积,还是提高单产,增粮增产潜力较大的县(市、区)主要分布在黄河三角洲地区。粮食生产潜力开发的核心技术措施是进行洗盐排盐抑制耕层土壤返盐,改土培肥提高中低田地力,筛选配置耐盐作物品种、优化耕作制度,实施适度规模集中连片标准化技术。     

环渤海平原区土壤盐渍化反演与水盐耦合分析

为明晰土壤盐渍化多维空间分布特征、水盐耦合关系，以环渤海平原的山东部分为研究区，通过野外实测和室内分析获取数据，基于经典统计方法对土壤水盐特征进行描述性统计分析；利用GIS软件分析土壤含盐量、含水量的二维空间分布，GMS软件可视化分析土壤盐渍化三维空间分异特征；构建土壤水盐耦合协调模型，定量分析不同因素对水盐耦合协调度的影响程度。结果表明：(1)研究区土壤含盐量中位数为2.08 g/kg,以中度盐渍土为主，土壤含盐量整体呈自上而下逐渐增大趋势，表层土壤含水量均值为15.38%,全区域较缺水；(2)二维空间上，土壤含水量<20%的面积为17 519.48 km²,共占86.64%;表层(0—20 cm)土壤含盐量以轻度盐渍土为主，面积为10 051.87 km²,占总面积49.71%。土壤含水量、土壤含盐量均呈自南向北增加趋势；三维空间上，土体盐渍化分布类型以均质型、底聚型为主，局部存在表聚、两端集聚类型，土体盐渍化分布特征复杂；(3)东营区以北区域水盐耦合度多>0.66,以南区域(除平度、莱州市外)耦合度多为0.40～0.66,形...     

土壤盐分分布特征评价

通过室内积水入渗土壤盐分运移模拟试验 ,分析了水盐迁移特征 ,并针对盐碱地干排法的特点 ,提出了一些土壤盐分变化特征量。同时分析了这些土壤盐分变化特征量和水盐迁移特性间的关系 ,为确定合理的盐碱地改良措施提供指导     

海河低平原不同耕作方式下麦田土壤生态环境特征

在片面追求单产导致耕地可持续生产力退化背景下,为探索一种科学合理的土壤耕作模式,优化麦田土壤生态环境,促进耕地生产力可持续提升,于2011-2013年小麦生长季,大田条件下,通过在小麦季设旋耕、深松和深耕3种耕作方式处理,在海河低平原进行了2a研究。在不同土壤耕作方式下,采用环刀法测定麦田土壤容重差异,采用HL20型自动气象数据采集器测定10cm深处土壤温度,采用动态密闭气室法测定土壤呼吸速率,采用TDR法测定土壤含水量,采用平板稀释法测定土壤微生物数量,采用重铬酸钾容量法-磷酸浴法、靛酚比色法、磷酸苯二钠比色法、高锰酸钾滴定法等方法测定土壤酶活性、采用碱解扩散法、碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法、乙酸铵浸提-火焰光度法、重铬酸钾容量法-磷酸浴法等方法测定土壤养分状况,采用重铬酸钾容量法和氯仿熏蒸-K2SO4浸提法分别测定土壤有机碳和微生物量碳含量,成熟时期测定产量、水分利用效率和肥料偏生产力。结果表明:深松处理有利于20-40cm土层土壤容重降低,加深耕层。旋耕处理和深松处理分别有利于表层和深层土壤水分储蓄。深耕处理有利于提高土壤温度,分别比深松处理和旋耕处理提高5.8%和8.8%。深耕处理土壤呼吸作用最高,分别比旋耕处理和深松处理提高8.0%和4.8%。小麦返青至成熟期,深松处理可提高土壤过氧化氢酶和脲酶活性,且深松处理还可提高小麦灌浆后土壤碱性磷酸酶活性;深耕处理和深松处理可分别在灌浆前、后提高表层土壤多酚氧化酶活性。深松处理全生育期碱解氮含量最低;旋耕处理速效磷有"表层聚集"现象;深松处理有利于20cm以下土层速效磷和速效钾积累;深耕处理可提高表层土壤有机质含量,旋耕处理和深松处理分别在返青前、后提高20-40cm土层有机质含量。深松处理有利于真菌和细菌增殖,旋耕则有利于放线菌的增殖。深松处理和旋耕处理分别在不同生育期可提升土壤微生物生物量碳含量。旋耕处理和深松处理分别在小麦返青前和返青后土壤总有机碳含量最高。深松处理可降低麦田耗水量,提高产量、水分利用效率和肥料偏生产力。     

民勤绿洲盐生草生境土壤盐分空间分布特征

通过对民勤绿洲盐生草生境土壤盐分空间分布特征进行研究,旨为其在民勤绿洲乃至全国盐碱地生物修复中的应用提供理论依据。结果表明,在距盐生草水平方向0~60 cm范围内,阴离子主要是SO42-和Cl-,阳离子主要是Na+和Ca2+,土壤盐分主要是硫酸钠、硫酸钙、氯化钠和氯化钙。其中0~40 cm土层土壤属于氯化物–硫酸盐型,40~60 cm土层土壤属于硫酸盐–氯化物型。土壤pH在垂直剖面上随土层深度的增加而降低,在水平方向上,40 cm处低于20 cm和60 cm处,其中在土壤垂直剖面0~20 cm范围内,20 cm处高于60 cm处;而土壤垂直剖面20~60 cm范围内正好相反。土壤盐渍化程度在垂直方向上随土层的加深而加重,其中在距盐生草水平方向0~40 cm范围内,垂直剖面0~20 cm土层土壤非盐渍化,20~40 cm土层土壤轻度盐渍化,40~60 cm土层土壤中度盐渍化;在距盐生草水平方向40~60 cm范围内,垂直剖面0~40 cm土层土壤非盐渍化,40~60 cm土层土壤轻度盐渍化。在水平方向上,盐生草具有一定的聚盐效果。     

非农建设占用耕地耕层土壤剥离潜力评价方法

在开发建设项目日益扩大增长的今天,剥离被非农建设占用的耕地,是缓解人地矛盾,保护耕地资源的有效措施。该文在Arc GIS的技术支持下,以重庆市江津区为例,从耕层土壤质量与耕地质量2个角度,提供了一种定量评价了非农建设占用耕地可剥离的耕层土壤剥离潜力的方法。将研究区耕层土壤质量等级图层与非农建设占用的耕地质量等级图层叠加,得出江津区非农建设占用耕地可剥离耕层土壤资源潜力,可剥离的耕层土壤总面积达到了30.18 km2,占非农建设占用耕地总面积的76.39%,主要集中在江津区经济发达、非农建设发展迅速,地势低平、集中连片、交通便利、增值潜力巨大的中北部地区。根据江津区耕层土壤质量等级以及江津区非农建设占用的耕地质量等级,将可剥离的耕层土壤划分为3个等级,以便确定非农建设占用的耕层土壤剥离的优先秩序以及后备土壤资源;可剥离的优质耕层土壤资源稀缺,一级可剥离耕层土壤面积仅为0.32 km2,占可剥离耕层土壤总量的1.03%,二级可剥离耕层土壤面积为4.64 km2,占可剥离耕层土壤总量的15.37%。因此在丘陵山地开发建设的过程中耕地保护任务重大,更需对被占用优质的耕地进行耕层土壤剥离。该文为区域开发建设、耕地资源保护提供了科学依据,对后续的耕层土壤利用规划乃至西南丘陵山地区的非农建设规划布局具有一定借鉴意义。     

博斯腾湖湖滨绿洲土壤表层含盐量高光谱估算模型

以博斯腾湖湖滨绿洲为研究区,对土壤高光谱反射率R进行数学光谱变换,并计算其差值型、比值型、归一化型3种盐分指数,通过显著性检验优选特征波段,结合土壤表层盐分实验数据,构建基于地理加权回归模型的土壤表层盐分含量估算模型。研究结果表明:1)土壤表层盐分含量平均值为7.535 g·kg^-1,其光谱变换建模选取的特征波段集中在466~482、1669~1728、1979~2371 nm,其中对数倒数的一阶微分(1/lg R)′相关性较好,相关系数绝对值为0.672;2)构建3种盐分指数优选的特征波段集中在1700~1728、1992~2014、2375~2405 nm,建立的模型决定系数均大于0.870,光谱反射率R的决定系数仅为0.621;3)差值型盐分指数优选特征波段建立的地理加权回归模型为最优模型,建模集与检验集的决定系数R2分别为0.934和0.915,RMSE分别为1.186和0.917。     

基于遥感与GIS的低丘红壤区耕地开发潜力评价

以遥感和GIS技术为支撑,对浙江省兰溪市的低丘红壤区的耕地开发潜力进行了评价.以地形、土壤以及开发程度为基础,构建评价指标体系,采用综合指数法计算各单元的综合得分,并将潜力值分为四个等级.评价结果表明:适宜开发、允许开发、限制开发和不适宜开发的低丘红壤资源分别为3151.53、8790.71、8840.64和35175.25 hm2.评价结果与各指标的相关分析表明,开发潜力与坡度和土地利用现状存在强相关,与其他指标的相关性很低.坡度在≤6°、6～15°和15～25°的范围内,适宜开发的资源分别占总量的50.57%、43.36%和6.07%,允许开发的分别占12.67%、42.59%和44.75%.适宜开发的资源主要由果园和疏林地组成,二者占总量的74.68%;允许开发的资源主要由园地构成,二者占总量的88.95%.允许开发和适宜开发的资源在各城镇之间的分布极其不平衡.实地考察显示,耕地后备潜力评价与当地实际情况比较吻合.     

灌水矿化度及土壤含盐量对南疆棉花出苗率的影响

为获知新疆棉花苗期耐盐度阀值及其影响因素,该文进行了不同灌水矿化度单因素及不同灌水矿化度和土壤含盐量2种组合因素对棉花出苗的耐盐性试验研究,结果表明,灌水矿化度及土壤含盐量均与棉花相对出苗率呈线性负相关;而灌水矿化度则随土壤盐碱程度的不同而改变,当土壤盐质量分数在0.33%以下,灌水矿化度不超过5 g/L,土壤盐质量分数在0.33%～0.5%之间灌水矿化度不超过3 g/L,土壤盐质量分数大于0.5%时,则应采用淡水灌溉;从对比这2种因素对出苗率的影响来看,在中度及以下盐渍土壤中,灌水矿化度的影响较土壤含盐量的大;同时结合大田出苗率调查,则表明在轻度盐碱土中灌水矿化度的临界值为4.28 g/L,而对土壤而言棉花苗期的耐盐阀值则为0.58%。该研究为进一步研究棉花耐盐性提供参考,对指导新疆棉花生产具有重要意义。     

不同土壤盐分条件下新疆杨可溶性盐离子含量变化的研究

对2种含盐量土壤条件下新疆杨可溶性盐离子含量的研究结果表明,退水渠土壤各盐离子含量均高于灌渠土壤,且二者除HCO3-和K 外,其余盐离子含量差异显著;但2种含盐量土壤同龄新疆杨地上部可溶性盐离子含量差异不显著,仅根内Cl-、Mg2 、Na 和K 含量差异显著,说明新疆杨对土壤中较高浓度盐离子有一定排斥作用,并将对树木产生毒害的Cl-、Na 控制在根系中,限制其向地上部输送;新疆杨根系对SO24-和Ca2 有较强的选择吸收性,并将过多的SO2-和Ca2 排除其体外,而对Cl-、Mg2 和Na 的选择吸收性较小。     

喷灌强度对滨海盐碱地土壤水盐运移特征的影响

为研究一维条件下喷灌强度对滨海盐碱地土壤湿润峰运移、水分再分布特征及盐分淋洗的影响,选用滨海盐碱地黏质重度盐碱土和砂质重度盐碱土2种土壤,设置5个喷灌强度(分别是1.72、3.13、5.27、8.75、10.11mm/h),进行室内喷灌条件下土柱模拟试验。结果表明,喷灌强度与土壤黏粒含量显著影响湿润锋运移。湿润锋推进速度随着喷灌强度增加而增大,而湿润深度随之减小,且土壤黏粒含量越高,越不利于湿润锋运移;随着土壤水分再分布过程的推进,黏质重度盐碱土在3.13mm/h喷灌强度下同一深度体积含水率较其他处理大,砂质重度盐碱土在1.72mm/h喷灌强度条件下土柱具有较高的保水性;采用喷灌淋洗,可使上层土壤脱盐,盐分均累积至下层土壤,并使其急剧增加且达到最大值。对于黏质重度盐碱土,3.13mm/h喷灌强度下,盐分淋洗效果较好,而对于砂质重度盐碱土,8.75mm/h喷灌强度淋洗效果优于其他处理。该研究可为喷灌技术合理和可持续开发利用滨海盐碱地提供参考。     

Wetland-type conversion drives the C,N and P stoichiometry change of soil in river plain of lower of the Yellow River

Land use conversion on river plain has profound impacts on soil characteristics and elemental stoichiometry. Four wetland types (Riparian lower-beach wetland [RLW], Riparian higher-beach wetland [RHW], Cultivated wetland [CW] and Mesophytic wetland [MW]) were selected in the lower Yellow River area to investigate the consequence of wetland type conversion on soil carbon (C), nitrogen (N) and phosphorus (P) stoichiometry. The results demonstrated that wetland conversion induced significant spatio-temporal variations in soil C, N and P stoichiometry and physicochemical characteristics in soil. Frequent agricultural activities (fertilizer input) raised the nutrient content of natural wetland, particularly in surface soil (0–30 cm). Soil volumetric water content (VWC), soil bulk density (SBD), pH and soil enzyme activity varied significantly in different wetlands. Total carbon (TC) and total nitrogen (TN) contents in MW decreased with increasing soil depth (<40 cm layers), as did TN and total phosphorus (TP) contents in CW. On the other hand, TC, TN and TP contents in RLW and RHW did not change significantly with soil depth. However, the contents of TOC, ${\mathrm{NO}}_3^{-}–\mathrm{N}$ and Fe/Al-P, etc., varied among soil layers and among wetland types. Furthermore, the stoichiometric characteristics changed significantly in some soil layers, with mean values being less than the Chinese average. Statistically, significant positive correlations were determined between TC and TN (r = .56), TDC and TP (r = .62), N:P and pH (r = .57) (p < .05) and ${\mathrm{NO}}_3^{-}–\mathrm{N}$ and pH (r = .66, p < .01). VWC was negatively correlated with pH (r = −.56, p < .05), while C/P was negatively associated with soil temperature (ST) and SBD (r = −.55, r = −.64, p < .05). TDC, IP, TN, Fe/Al-P and ST were identified as the dominant factors, with the percentage of variance 41%, 20%, 12%, 9% and 6% respectively. These findings have a great scientific significance for the ecological conservation of wetlands in the lower Yellow River area.     

基于土壤管理评估框架的云南坡耕地耕层土壤质量评价

坡耕地作为云南地区耕地资源的重要组成部分,坡耕地耕层土壤质量评价和参数适宜范围确定是合理耕层构建的基础。基于土壤管理评估框架(soil management assessment framework,SMAF),构建坡耕地耕层土壤质量指数评价模型(cultivated-layer soil quality index,CLSQI),采用最小数据集(minimum data set,MDS)法筛选评价指标,对云南地区坡耕地耕层土壤质量进行评价,提出坡耕地合理耕层土壤参数适宜范围。结果表明:云南坡耕地耕层土壤质量评价最小数据集由pH值、全氮、总孔隙度、抗剪强度、田面坡度5个指标组成,基于MDS的坡耕地耕层土壤质量评价精度较高。在初选指标体系中,土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、抗剪强度、田面坡度5个指标的权重较大,而在MDS指标体系中,田面坡度、全氮含量的权重较大。坡耕地耕层土壤质量指数(CLSQI)分布在0.39～0.84之间,均值为0.59±0.11,变异系数为0.19,坡耕地耕层土壤质量总体处于“中等”偏上水平。不同采样区坡耕地CLSQI差异显著(P0.05),其大小关系为:楚雄双柏宣威宁洱马龙石林。0～20 cm采样深度坡耕地CLSQI(均值0.59)大于20 cm(均值0.56),紫色土坡耕地CLSQI(均值0.61)大于红壤(均值0.54)(P0.05),垄作和等高耕作模式坡耕地CLSQI大于顺坡耕作,旋耕方式下的坡耕地CLSQI大于翻耕,不同农业分区坡耕地CLSQI的大小顺序为:滇东北山原区滇中高原湖盆区滇西南中山宽谷区。坡耕地合理耕层MDS土壤指标适宜范围为:pH值5.58～7.82,全氮≥1.37 g/kg,总孔隙度≥52.28%,抗剪强度≥5.19kPa,田面坡度≤11.79°。研究可为坡耕地耕层土壤质量评价及合理耕层构建提供理论依据和参数支持。