改良剂对冷浸田土壤团聚体稳定性的影响

采集冷泉烂泥型和冷浸烂泥型冷浸田土壤,设置不添加任何物质和分别添加白云石粉、生物炭、粉煤灰、聚丙烯酰胺和混合改良剂等6个处理,在持续淹水和干湿交替2种水分管理下进行室内模拟培养试验。测定培养后第30、90、180和360天土壤团聚体分布及其水稳性。结果表明:在干湿交替条件下,改良剂对冷泉烂泥型和冷浸烂泥型冷浸田土壤团聚体的形成有促进作用,并随着培养时间的延长逐渐增强,达到180d时基本稳定;在持续淹水条件下,改良剂对2种类型冷浸田土壤团聚体的形成具有短暂促进作用,且不稳定。在几种改良剂中,粉煤灰和混合改良剂(粉煤灰+生物炭+聚丙烯酰胺)对2种类型冷浸田土壤大团聚体形成均表现促进作用。     

中亚热带丘陵区茶园和林地土壤春季N2O排放及其影响因素

中亚热带地区春季降雨频繁,茶园施肥量大,该季节茶园土壤氧化亚氮(N_2O)排放量较高,研究春季茶园土壤N_2O排放及其影响因子有一定意义。以中亚热带丘陵区土壤为对象,采用静态箱-气相色谱法,研究了两种植茶年限茶园和林地土壤春季N_2O排放特征及其影响因子。结果表明:茶园N_2O排放量明显高于林地,50年茶园N_2O排放量明显高于20年茶园,林地N_2O的排放量最少;50年茶园、20年茶园和林地土壤春季N_2O累积排放量分别为2.07、1.39、0.22 kg·hm-2。两种植茶年限茶园土壤N_2O排放通量均与土壤NO_3~--N含量呈显著正相关(P0.05),林地土壤N_2O排放通量则与土壤NH_4~+-N含量呈极显著正相关关系(P0.01);茶园和林地土壤N_2O排放通量均与5 d累积降雨量之间存在显著的相关性。多元逐步回归分析显示,茶园土壤N_2O排放通量受土壤温度和NO_3~--N含量影响,共同解释其48%~49%的变化;林地土壤N_2O排放通量受土壤温度和NH_4~+-N含量影响,共同解释其55%的变化。这项研究显示施肥对春季茶园N_2O排放的促进作用与降雨有关。     

铅镉复合污染对不同品种蕹菜生长和重金属累积特性的影响

通过盆栽试验,研究铅镉复合污染胁迫下11个蕹菜品种在生物量、铅镉吸收量及其对铅镉转运系数等的品种间差异。结果显示:不同品种蕹菜的生物量受重金属铅镉复合污染胁迫的影响不同,其中品种K1、K2、K4和K9的地上可食部分生物量被抑制,抑制率在11.8%~44.1%,而其他7个蕹菜品种地上可食部分生物量均有所提高,促进率在11.2%~72.6%。在铅镉复合污染胁迫下,地上可食部分生物量依然较高的蕹菜品种有K2、K3、K6、K7、K8、K10和K11;吸收Pb、Cd能力均较高的蕹菜品种有K4、K7和K8,吸收Pb、Cd能力均较低的蕹菜品种有K2和K11。所有品种蕹菜对重金属Cd的转运系数平均值为60%,而对Pb的转运系数平均值为26%,说明Cd由蕹菜根部转运到其地上可食部分的能力更强,对蕹菜的毒害作用更强。研究还表明,不同品种蕹菜在重金属铅镉复合污染胁迫下其生物量、铅镉累积量和转运系数存在差异性,以产量高、铅镉吸附量低为原则,蕹菜品种K2青梗大叶空心菜和K11半青白空心菜是栽培在重金属铅镉复合污染土地上相对较好的选择。     

武汉市有机钾资源调查与利用潜力评价

通过调查武汉市畜禽养殖粪便、作物秸秆和绿肥资源的总量、分布以及目前利用的现状,量化分析相应区域有机资源利用情况,以此为基础衡量武汉市有机钾(K2O)资源总量及其利用现状,总结有机钾资源利用中存在的问题,并提出建议。结果表明,武汉市畜禽粪便、秸秆及绿肥中有机钾资源年产总量约为115 027 t,其中,畜禽粪便中有机钾总量为60 796 t,占有机钾年产量的52.85%;秸秆中有机钾总量为49 657 t,占有机钾年产量的43.17%,绿肥中有机钾总量为4 574 t,仅占有机钾年产量的3.98%。畜禽粪便48.44%直接施入田中,21.74%喂鱼,14.39%做沼气利用,仅17.28%做有机肥;农作物秸秆有60.68%被农民焚烧或是闲置,仅有13.98%还田。现有利用方式造成有机钾资源的严重浪费,应改变现有利用方式,提高有机钾肥的利用率。     

氮肥品种和含水量对水稻土N2O排放速率及排放过程的影响

稻田是全球重要的N_2O排放源,氮肥有效性和水分状况是影响稻田N_2O排放的关键因素。为探明水稻土在施用尿素和硫酸铵时,水分变化对短时间内N_2O总排放速率及不同硝化过程(自养硝化、异养硝化、非生物作用)贡献的影响,通过室内培养实验,采用乙炔抑制法,测定了不同时间段N_2O释放量,并计算释放速率。结果表明:施用氮肥可以显著提高自养硝化、异养硝化及总过程的N_2O排放速率,并且施尿素处理N_2O排放速率大于施硫酸铵。随着土壤水分含量由48%增加至160%,总N_2O排放速率以及自养硝化、异养硝化N_2O排放速率显著增加。供试水稻土N_2O的产生主要是由生物过程主导的,其中硝化作用(包括自养硝化、异养硝化)最高贡献达51.1%,非生物作用贡献所占比重很小。这些结果可为科学施肥,降低农田土壤N_2O排放提供科学依据。     

不同保土截留措施对巢湖地区坡耕地的水土保持效应

[目的]研究不同保土截留措施对巢湖地区坡耕地的水土保持效应。[方法]利用长期定位小区试验,研究植物篱+秸秆覆盖(HM)、植物篱(PH)和浅垄(CT)对坡耕地土壤肥力的影响,进一步研究植物篱与秸秆覆盖结合对提高土壤肥力的作用和效果,从而不断完善植物篱与秸秆覆盖技术。[结果]与常规耕作对照(CK)相比,植物篱+秸秆覆盖、植物篱和等高垄作处理的径流量与产沙量分别降低43.00%和48.52%、36.52%和40.52%、33.11%和38.42%。常规耕作处理径流水中总氮和总磷浓度分别为5.19和1.12 mg/L,均高于其他处理,分别比植物篱、植物篱+秸秆覆盖和等高垄作处理总氮和总磷平均浓度高14.62%和30.49%、12.96%和25.42%、10.77%和27.34%。不同处理耕层土壤有机质含量由高到低依次为HM、PH、CT、CK,且0~10 cm土层有机质含量高于10~20 cm土层。植物篱+秸秆覆盖、植物篱和等高垄作处理耕层土壤速效养分与对照相比均有所提高,且HM处理显著高于对照(CK)。[结论]植物篱与秸秆覆盖可以作为源头控制农田养分流失的较好措施加以推广。     

典型柑橘种植区土壤有机质空间分布与含量预测

以湖北省宜都市红花套镇典型柑橘种植区采集到的329个土壤样本为研究对象,设置土壤有机质(SOM)进行普通克里格(OK)插值的结果为参照,借助地理探测器选取与SOM相关性最大的前5种主要影响因子,分别建立全局模型多元线性回归、偏最小二乘回归和局部模型地理加权回归(GWR),再深入分析模型残差的结构性,构造GWR扩展模型GWRMLR、GWRPLSR,讨论几种SOM预测模型的差异。结果表明:使用GWRPLSR模型预测研究区SOM含量的均方误差和均方根误差可分别降低到9.834和3.136,相对分析误差提高到1.468,实测值与预测值间的相关系数(r)达0.743,具有最高的预测精度,GWRMLR其次,说明除SOM与主要影响因子间存在空间相关性,分析模型残差可进一步消除预测的不平稳性。因此,将模型残差项纳入考虑的局部扩展模型更适宜进行区域化SOM空间分布预测与数字土壤制图。     

2000—2020年湖北省土地利用变化对植被覆盖度的影响

[目的] 土地利用及其对陆地生态系统的影响是当前全球变化研究的重要内容。科学分析土地利用变化对植被覆盖度的影响,促进社会经济与生态环境质量的协调发展及地区经济的平衡发展,为政府部门对区域生态保护和恢复管理提供借鉴和参考。[方法] 以湖北省为研究对象,利用2000,2020年2期Landsat遥感影像、土地利用遥感数据,利用遥感数据的空间处理、像元二分模型、土地利用转移矩阵等方法,分析研究湖北省植被覆盖的时空变化、土地利用类型变化特征及其对植被覆盖度的影响。[结果] ①2000-2020年,湖北省耕地、草地和未利用地面积减少,水域以及建设用地面积增加,林地面积基本保持不变,其面积大小顺序为:林地>耕地>水域>建设用地>草地>未利用地。②湖北省植被覆盖度平均值上升了6.50 %。林地、耕地、草地和未利用地的平均植被覆盖度均有所增加,建设用地的平均植被覆盖度有所降低。③湖北省植被覆盖度总体呈现增加的趋势。植被覆盖度增大的区域主要集中在湖北省的西部和东南部地区,局部地区也存在植被退化的区域,主要集中在湖北省中南部及襄阳北方部分区域。④不同土地利用类型FVC转移过程中,耕地较高植被覆盖与高植被覆盖之间的转移过程最为剧烈,林地不同等级植被覆盖的转移量占转移总量的47.87 %,草地不同水平植被覆盖度的转移量占转移总量比例较小,仅为3.40 %。[结论] 2000-2020年湖北省土地利用变化较大,不同土地利用类型的植被覆盖度相互转移,尤其是林地、耕地及草地的平均植被覆盖度均有所增加,使得湖北省近20 a来整体植被覆盖度呈现出上升趋势。     

基于贝叶斯最大熵的多因子空间属性预测新方法

为了在空间数据预测时充分利用样点和环境数据,提出了在贝叶斯最大熵方法框架下将经典地统计方法与环境相关法结果融合、利用多源数进行空间预测的新方法;并以湖北省京山县土壤有机质含量为例,验证该方法的可行性.以由数字高程模型(digital elevation model,DEM)生成的各种相关地形因子作为环境数据,并分为密集建模集Ⅰ(330个样点)和稀疏建模集Ⅱ(100个样点),分别用普通克里金法和本文所提方法进行土壤有机质空间预测,用预留的50个样点进行精度分析.结果表明:本文所提方法的预测精度较普通克里金法的高,其Ⅰ和Ⅱ2组建模集精度分别提高了10.95%和22.72%,特别在样点较稀疏时,在相关环境因子的辅助下,精度提高幅度更大.说明将经典地统计方法与环境相关法结果相融合的多因子空间属性预测方法使预测结果既能体现样点的空间自相关,又能体现被预测属性与其他属性间的相关性.     

基于特征筛选算法的数字土壤制图研究

平缓地带数字土壤制图中，环境协变量的选择是提高制图精度的关键。已有研究证明遥感影像可作为推理制图的辅助因子，而如何确定环境因子推理制图时各自的权重已成为现阶段研究的重点。选取湖北省麻城市乘马岗镇为研究区，采用3种特征筛选方法进行有效环境变量筛选，探索参与平原-丘陵混合区域制图的因子并确定其重要性，依据选择的相对稳定的指标，进一步探索提高土壤类型制图准确性的途径。根据141个野外独立样点的检验结果表明：在推理制图中，遥感因子在平原区域的重要性程度高于丘陵区域，且遥感因子中归一化植被指数(NDVI)和均值(Mean)较为稳定；基于递归特征算法的按地形推理制图精度最高为75.89%，分别高于ReliefF算法和基于Tree的特征筛选算法13.48%和4.97%；此外3种特征筛选算法制图结果中，按地形因子分区制图的精度均高于整体区域制图。因此，遥感因子作为辅助手段参与推理过程可有效提高制图精度。本研究采用的特征挖掘与机器学习算法对提升土壤制图精度具有一定的理论意义。