江苏沿海某设施农区土壤重金属累积特点及生态风险评价

为了揭示设施栽培土壤重金属累积特点及污染风险状况,为沿海设施农区土壤重金属污染的源头消减、生态阻控与风险防范提供科学依据,以近年来高效农业发展迅猛的江苏沿海某设施农地为研究对象,分析了种植方式和棚龄对土壤重金属Pb、Cr、Cd、As全量与有效态含量的影响,探讨了重金属有效态含量与理化性质的相关性,并对设施土壤重金属污染综合潜在生态风险进行了评价。结果表明:目前设施农区土壤环境质量状况整体良好,除重金属Pb含量超过温室蔬菜产地环境质量评价标准值(HJ/T333—2006)外,Cr、Cd和As含量均显著低于参考值;种植方式和棚龄不同程度地影响土壤重金属全量与有效态含量,设施土壤Pb、Cr、Cd全量与有效态含量均显著高于常规大田,且土壤Cd全量与有效态含量随棚龄增加呈现富集特点;土壤Pb、Cr、Cd有效态含量与粘粒含量、阳离子交换量和pH显著负相关,与有机质呈显著正相关,土壤有效态As含量仅与土壤pH显著正相关;目前研究区设施土壤重金属污染处于轻度综合潜在生态风险程度,综合潜在生态风险指数呈现出青椒大棚西瓜大棚韭菜大棚的趋势,且综合潜在生态风险指数随棚龄的增加而升高。     

施用氮磷肥对苏北滩涂围垦土壤盐渍化水平的影响

以苏北滩涂围垦土壤为研究对象,采用完全随机区组设计,通过种植碱篷与施用氮磷肥等种植模式,评价不同施肥方式对围垦土壤盐渍化水平的影响。对各处理的土壤盐分八大离子、pH、EC、总碱度(TA)、钠化率(ESP)、钠吸附比(SAR)进行因子分析,提取的3个主因子解释了总方差的84.16%,并且EC、Cl-、Na+、SAR和ESP在因子1上有较高的载荷,代表滩涂土壤的盐碱特征;Ca2+与SO24-在因子2上有较高的载荷,反映土壤的结构状况;TA和CO23-在因子3上有较高的载荷,代表着滩涂土壤的碱化特征。比较盐渍化水平综合评价得分可知,裸地的盐渍化水平最高,与其他各处理相比均达到显著性差异,滩涂围垦土壤种植碱篷后,盐渍化程度均得到明显地降低。尿素与过磷酸钙对围垦土壤的盐渍化水平的影响存在交互作用,其中过磷酸钙对盐渍化的影响起主导作用。     

不同改良剂对苏北滩涂盐碱土壤改良效果研究

通过田间试验,研究了石膏、风化煤和微生物菌剂3种改良剂对苏北滩涂盐碱地土壤盐分、养分以及作物的影响。结果表明,在表施条件下,改良剂主要作用范围为0～20cm土层;3种改良剂均能在一定程度上改善土壤性质,降低土壤盐分、pH和有害离子(主要是Cl-和Na+),提高土壤肥力和促进玉米生长。相对对照而言,石膏处理条件下,表层0～20cm土壤总盐、Cl-和Na+分别降低了37.5%、55.4%和172.8%,玉米产量增加了91.3%;风化煤分别降低了34.5%、14.0%和129.5%,产量增加了43.0%;微生物菌剂分别降低了24.0%、34.7%和16.4%,产量增加了15.4%。     

基于模糊神经算法的区域地下水盐分动态预测

为探讨前馈型人工神经网络BP-ANN(back propagation artificial neural network)和模糊神经NF(neuro-fuzzy)2种神经网络算法在区域地下水盐分动态预测中的应用过程与效果,首先通过经典统计分析确定区域地下水盐分动态的主要驱动因子以及可用的模型输入因子组合,采用"试错法"确定神经网络模型的最优结构,进而开展地下水盐分中长期动态的有效模拟预测。结果表明,在长江河口寅阳和大兴地区以降水动态为单输入的NF(5-gbellmf-160)和以降水与内河水盐分动态为双输入的NF(4-gaussmf-100)为最优预测模型。研究表明神经网络模型对地下水盐分动态的预测精度优于常规线性模型,其中,NF、BP-ANN、线性模型在寅阳测点的预测相关系数分别为0.565、0.445、0.261,在大兴测点的预测相关系数分别为0.886、0.784、0.543。与BP-ANN、线性模型相比,基于模糊神经算法的NF模型具有更好的误差纠错和仿真能力,在寅阳和大兴测点的预测误差分别降低了30%以上和50%以上。相关研究结果在区域水盐动态科学预警研究领域有较好地应用前景。     

立地条件对笋用竹护岸林生长影响研究

以国家退耕还林政策的实施为背景,结合三峡库区护岸林建设,通过对栽植于重庆涪陵南沱镇连丰村的笋用竹撑绿杂交竹3号护岸林的调查,测定了撑绿竹杂交3号在不同立地条件下的竹丛秆数、胸径、生长宽和竹高等生长因子,并分析了这些因子和立地条件的关系,采用F检验、SSR法多重比较,结果表明:坡向对竹高有极显著影响,阳坡竹子比阴坡竹子平均高1.30 m;土壤厚度对生长宽和竹高有显著影响,在40～60 cm厚的土层上竹子的生长宽比在20～40 cm厚的土层上的竹子生长宽平均宽0.20 m,竹高平均要高0.82 m;不同立地因子组合对竹高有极显著影响,平均竹高变化范围在7.47～9.54 m之间.     

滩涂围垦农田土壤饱和导水率的影响因素及转换函数研究

确定苏北沿海滩涂围垦农田耕层土壤饱和导水率的影响因素,构建适合该区的土壤转换函数,是研究该区田间土壤水盐运动和盐渍化防控的重要前提。本文在该区典型地块实测土壤饱和导水率和相关土壤基本理化性质,探讨了该区土壤饱和导水率的剖面分布特点,对影响饱和导水率的土壤基本性质进行了主成分分析,并建立了用于该区饱和导水率间接估算的土壤转换函数。结果表明:滩涂围垦农田土壤饱和导水率随剖面深度增加呈表土层高、亚表层低、底土层又升高的趋势,20~40 cm土层饱和导水率最小,介于2.75~6.73 cm·d-1,属低透水强度;土壤容重随剖面深度增加表现出与饱和导水率相反的变化特点。除了容重、孔隙度、质地等物理因素外,土壤肥力、盐分等化学性质也是影响饱和导水率的重要因素;影响滩涂围垦农田土壤饱和导水率的因素可由持水特性、盐碱状况、养分特征和土壤质地4个主成分反映,其累计贡献率达78.17%。在Vereecken转换函数中引入土壤盐分后可提高预测精度,修正函数Vereecken_1是最适合滩涂围垦农区土壤、具有最佳预测精度的转换函数。本文构建的土壤转换函数,可通过较易获得的砂粒、黏粒、容重、盐分和有机质对耕层土壤饱和导水率进行较高精度的预测,其结果可为滩涂盐渍化农区田间尺度土壤饱和导水率间接估算以及水盐运动数值模拟提供支持。     

石膏和腐植酸配施对干旱盐碱区土壤改良及棉花生长的影响

针对试验区盐碱土特点,选择石膏和腐植酸为盐碱土壤改良剂,通过石膏、腐植酸单施与石膏和腐植酸不同用量配施试验,分析了改良剂施用后土壤盐分含量和pH变化及对棉花株高、茎粗和产量的影响,优选出适宜于该试验区的最佳改良剂。试验结果表明,石膏和腐植酸质量配比9∶1组合在3 000和4 500 kg/hm²施用量情况下,0～20 cm土壤降盐效果好于单独施用石膏或腐植酸处理;而单施腐植酸处理对棉花增产效果最好,较对照增产29.8%。综合来看,该地区较优的改良剂及用量为:石膏和腐植酸质量配比9∶1混合施用3 000 kg/hm²,其可使0～20 cm土壤含盐量较对照下降24.3%,棉花增产24%。     

Study on Economic and Ecological Environment Effects of Ecological Cropping Patterns in Small Watershed

在三峡库区典型紫色土坡耕地,设置了四种生态种植模式,进行经济和生态环境效应的研究。结果表明：投入产出比,梨×连翘/花生＞桃×连翘/花生＞桃/花生＞梨/花生＞CK,其中梨×连翘/花生与桃×连翘/花生模式分别比对照提高69.9%和65.5%,;影响果树冠幅的主要因子是土层厚度、坡位与种植模式;套种连翘的二种模式须根量明显比其它模式高,树种根系分布特征、种植密度和土层厚度是影响须根量的主要因素;种植模式和坡位均显著影响土壤孔隙度的发育,各种植模式的土壤孔隙度顺序：梨×连翘/花生＞桃×连翘/花生＞桃/花生＞梨/花生     

滩涂土壤电磁感应仪与方差四叉树法采样布局研究

将电磁感应仪EM38和方差四叉树法VQT相结合,以EM38测量的土壤表观电导率作为土壤盐分的辅助变量,以表观电导率的空间分布为先验信息,利用VQT法对苏北滩涂围垦地土壤盐分的优化采样布局进行了设计、验证与精度评价。结果表明,VQT法设计的采样方案经Kriging插值形成的空间分布图与原始图件极其相似,但两者的样点数目相差近1/2。相同的样本数目,VQT法获取的空间分布图与原始图件的相似度高于网格采样法;同样的成图精度,VQT法需要的样本数量小于网格采样法;在允许最大偏差指数为10%的条件下,VQT法采样效率比网格法提高17.3%。该方法具有可根据局部部位变异大小进行密集或稀疏采样的优势,EM38和VQT法的结合运用为滩涂区降低采样成本、提高采样效率提供了有效手段与理论依据。     

黄河三角洲地区土壤盐分的空间变异性及其CoKriging估值

以黄河三角洲地区典型地块为研究区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法,研究不同深度土层盐分的空间变异特征,绘制各土层盐分的随机性和结构性的半方差图以及空间分布图.分析表明:受结构性因素和随机性因素的共同作用,各土层盐分均具有中等的变异强度和空间相关性.Kriging插值结果表明:试验区各土层盐分均表现为条带状和斑块状分布,且各土层盐分的空间分布在一定范围内均存在着空间上的相关性.微地形和气候条件是影响表层土壤盐分空间分布的主要因素,地下水性质是主导深层土壤盐分空间分布的主要因素.引入表层土壤盐分,采用CoKriging方法对深层土壤盐分进行估值,可提高估值精度,其估计方差减少百分数达167.36%.