北京市农业土壤重金属状态评价

以北京市土壤重金属背景值为标准.对比分析了农业土壤中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg 8种重金属的含量及累积情况,并采用单因子污染指数法和综合污染指数法进行了土壤重金属污染评价.结果表明,北京市农业土壤存在着一定的Cr、Cu、Zn、As、Cd累积趋势,其含量的平均值分别为53.61、21.95、65.42、9.14、0.125 mg·kg-1,比相应的背景值高79.9%、17.4%、13-8%、28.9%、5.O%:Ni和Pb的累积则不明显.平均值比相应的背景值低7.9%、29.2%,分别为24.84和19.04 mg·kg-1;而Hg含量的平均值与背景值一致,为0.08mg·kg-1.从单因子评价结果来说,Cr污染指数在1.06-2.93之间,所有的样点都处于轻度或中度污染状态;As、Cu、Zn、Cd的污染指数相对较小,平均值分别为1.29、1.17、1.13、1.05,有50%以上的样点处于轻度污染状态;而Ni、Pb、Hg的污染指数均小于1,有60%以上的样点处于清洁或尚清洁状态,污染较轻.若从综合评价结果来说,综合污染指数处于0.96～2·16之间,平均值为1.45,几乎所有的土壤样点都属于轻度污染状态.     

不同耕作措施下土壤孔隙的多重分形特征

首先利用数字图像处理技术提取了东北黑土区长期免耕(no tillage,NT)和翻耕(moldboardtillage,MT)制度下土壤切片中的孔隙信息,然后应用矩方法研究了两种耕作制度下土壤孔隙结构的多重分形特征。结果表明,免耕降低了表层(0~5 cm)大孔隙度(500μm),但是提高了10~15 cm和20~25 cm深度的孔隙度和大孔隙度。土壤孔隙结构在64~1 024像素尺度上具有多重分形特征。广义维(Dq)和多重分形谱(f(α))及相关参数能够反映切片中孔隙结构的特征。表层土壤孔隙多重分形谱明显右偏,随深度增加趋于对称。在同一深度下,免耕处理的Δα(α-10-α10)和ΔD(D-10-D10)均大于翻耕处理,免耕处理增加了孔隙结构的复杂程度,尤其是10~15 cm和20~25 cm深度下的孔隙结构。     

NaCl和NaHCO3胁迫下马蔺生长与光合特性的反应

采用室内水培实验,以马蔺(Iris lactea Pall.var.chinensis(Fisch.)Koidz.)为研究对象,探讨盐(NaCl)、碱(NaHCO3)胁迫对植株生长、水分状况、质膜透性、叶片叶绿素含量和光合特性的影响,初步比较盐碱胁迫效应的差异。结果表明,在相同Na+浓度下,NaHCO3胁迫组对马蔺生长的抑制、细胞质膜透性的破坏以及叶绿素含量的减少程度均明显大于NaCl胁迫组,这可能是因为碱性盐胁迫下特有的高盐和高pH的共同作用。同时,盐碱胁迫对茎叶生长的抑制作用大于根系,对鲜重的影响大于干重。随着胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长,马蔺叶片叶绿素含量显著降低。同时,叶片的电解质外渗率与植株含水量呈显著负相关。碱性盐胁迫下马蔺光合速率下降主要受非气孔限制,而中性盐胁迫下既有气孔限制,又有非气孔限制。     

基于GA的GRNN高光谱遥感反演冬小麦叶片氮含量模型的建立与验证

基于人工神经网络理论,针对高光谱遥感中数据冗余问题,本文建立了基于遗传算法(GA)的广义回归神经网络(GRNN)模型,利用回归分析问题中参数筛选方法,对表征冬小麦叶片全氮的光谱参数进行了筛选,并和线性回归方法对比,线性回归方法的均方根误差(RMSEP):在冬小麦叶片氮含量为34.0g kg-1~62.5g kg-1预测范围内,逐步回归模型为14.4g kg-1,后向选择为11.8g kg-1,而广义回归神经网络为3.40g kg-1。说明神经网络方法所筛选到的光谱参数更能反映小麦叶片全氮含量,且神经网络模型预测精度高。     

农田尺度下土体硝酸盐淋失的随机模拟及其风险性评价

以田间试验为基础,对所建立的简化土壤水氮联合运移模型进行了验证。将条件模拟方法所得到的表层土壤饱和导水率(Ks)的随机场与该联合模型相结合,随机地模拟了冬小麦地1999年3月15日至6月10日这一时段的硝酸盐淋失情况。在总来水量为353.8 mm、施N量为86.25 kg hm-2的情况下,2 m土体硝酸盐淋失量最小值为N 15.04 kg hm-2,最大值为N 26.04 kg hm-2,分别占此段施肥量的17.4%和30.2%。以传统方法(Ks平均值)所得到硝酸盐淋失量作为对照,发现硝酸盐淋失量超过该值且概率大于70%的面积约占到田块总面积的20%左右。说明由于田间空间变异的作用,造成了硝酸盐淋失的巨大差异,故不能用传统的方法来代替,因为这样做就掩盖了地下水可能造成硝酸盐污染的风险性。     

黄淮海冲积平原区土壤速效磷、钾的时空变异特征

通过分析1980年和2000年124个样点耕层土壤的速效磷和速效钾含量,研究了黄淮海冲积平原区河北省曲周县土壤速效磷、钾的时空变异特征。结果表明,2000年该县土壤速效磷和速效钾含量平均为8.8mg/kg和90.0mg/kg,分别比1980年增加了69.2%和降低了46.1%。由于区域间农业管理措施的差异,占全县耕地面积31%和92%的土壤速效磷和速效钾含量明显降低。20年中潮土、盐土和褐土速效磷含量分别增加了3.5mg/kg、5.8mg/kg和4.5mg/kg,速效钾含量相应降低了80.1mg/kg、30.4mg/kg和39.0mg/kg。     

基于高光谱反射特性的土壤水盐状况预测模型研究

为了能够及时、精准、动态地监测盐渍土水分和盐分含量变化,以新疆玛纳斯河流域绿洲农田为研究对象,应用高光谱分析技术,采用偏最小二乘回归方法(PLSR)分析土壤反射光谱特征值与水分、盐分含量间的关系,建立盐渍化土壤水、盐含量的高光谱预测模型,并对模型的稳定性和预测能力进行检验。结果表明:12种数据变换中分别采用CR、(lgR)'能够有效提高土壤盐分、含水率预测模型精度。水分预测模型中土壤盐分含量小于等于8.19 dS/m时,R2cal均大于0.79,外部验证R2val均大于0.64,RMSEP间差异不显著,预测精度较好;土壤盐分含量大于等于10.25 dS/m时,外部验证R2val不足0.45,预测精度较差。土壤盐分预测模型中当含水率小于15%时,预测R2cal均大于0.77,外部验证R2val大于0.64,RMSEP小于4.3,预测精度较好,土壤含水率大于15%时,模型预测精度较差。结果表明土壤中水分、盐分含量较大时,对水盐预测模型的估算精度均会产生影响。     

应用Markov链理论定量描述区域冲积土壤质地层次的垂向变化特征

冲积土壤剖面质地层次的垂向变化是一个十分复杂的问题,长期以来都是定性描述而无法定量化,但土壤剖面的质地层次组合特点对土壤水分转化和溶质运移等具有重要影响,对其定量地描述和研究是进一步准确定量区域农田水转化和溶质运移的基础。马尔可夫链理论是用来描述随时间（空间）变化的一个离散状态序列的状态转移特性的,本文就其引入来研究冲积土壤剖面质地层次的垂向变化规律。研究结果表明,区域冲积土壤剖面质地层次的垂向变     

秸秆还田对土壤氮素转化的影响

利用原状土柱田间培养法 ,测定了冬小麦、夏玉米农田土壤氮 (N)素的年净矿化量 ;利用氯仿熏蒸浸提茚三酮反应氮法测定了土壤微生物量氮的数量 ;利用连续流动分析仪测定了土壤表层无机氮的含量。结果表明 ,在冬小麦秸秆覆盖、夏玉米秸秆翻埋的土壤中 ,第 1年土壤氮净矿化量为N 210kg/hm2,第 2年为 179kg/hm2,2年的净矿化量均基本与同期施氮量相当。在秸秆不还田的土壤中 ,第 1年土壤氮净矿化量为N 164kg/hm2,第 2年为248kg/hm2,年际变化较大。翻埋玉米秸秆导致小麦季土壤表层无机氮数量增加 ,引发土壤氮矿化的正激发效应 ;表层覆盖小麦秸秆对玉米季土壤表层无机氮的影响不明显。秸秆还田后 ,每个生育期开始时 ,土壤微生物量氮比不还田土壤的增加 72 %～ 2.34% ,每个生育期结束时增加 34%～ 72%。在实施秸秆还田的最初 2年内 ,土壤微生物量但氮处于动态调整阶段 ,尚未达到新的稳定状态     

鄂尔多斯不同地形下土壤养分的空间变异

通过野外调查采样与室内土壤理化分析相结合，对鄂尔多斯荒漠区不同地貌类型下的土壤养分分布特征进行了初步分析。研究表明：鄂尔多斯沙地土壤养分含量普遍较低，两断面表层有效钾的均值在64.73-70,95mg/kg之间，有机质含量在0.493%-0.508%之间。pH值在8．0左右。在地形部位较高的硬梁，丘顶处土壤养分含量最低，软梁次之，而在地势较低滩地，丘间地土壤养分含量较高。硬梁，软梁，滩地表层土壤有机质和有效钾含量分别为0．18％，0．50％，1．16％和35．29mg/kg.60\67mg/kg,98.32mg/kg，丘顶，丘间，农田表层土壤有机质和有效钾的含量分别为0．09％，1．09％，0．84％和23．91mg/kg，60．34mg/kg，77．42mg/kg。在多数土壤剖面上，土壤养分从上到下递减。通过对两地形断面上土壤有机质和有效钾的一维半方差函数均表现出明显的空间结构性，并且各种养分的独立较大，在艾碱壕断面上土壤有效钾和有机质的独立间距为70．89m和69．15m，在深海沟断面上土壤有效钾和有机质的独立间距为12．48m和35．98m，说明在调查区域内土壤养分存在一定的相关关系。