山西省潞安矿区生态恢复模式研究

在对潞安矿区自然经济条件、环境破坏程度和土地利用现状进行调查与分析的基础上,根据潞安矿区实际,以尽快恢复被破坏土地的原有生产力为出发点,以恢复改善生态环境为目标,提出了稳定塌陷区生态恢复模式、潜在或动态塌陷区生态恢复模式、煤矸石山环境治理模式、废弃地生态恢复模式、环境污染区生态恢复模式、家园服务生态恢复模式等6类适合潞安矿区的生态恢复模式,每类模式里又包含几种子模式.经过对矿区不同区域实施的生态恢复模式成效的调查结果表明,该生态恢复模式系统的建立和空间分布格局是科学合理的,符合潞安矿区的实际情况,并取得了良好的经济效益和生态效益.     

基于土壤水分异质性的小麦滴灌试验小区布设方法

科学合理地确定适宜的试验小区规格,对于经济、高效地获取具有较高精度和代表性的试验数据具有重要现实意义.该研究以确定滴灌条件下适宜的试验小区规格为目标,采用幂函数建立土壤含水率方差与不同小区面积之间的相关关系,计算土壤水分异质性指数以表征试验小区内土壤含水率的相关程度;利用土壤含水率异质性指数,采用Hatheway法确定小麦滴灌试验小区适宜的面积和重复数;根据不同方向上土壤含水率异质性指数研究形状对试验结果的影响,确定试验小区适宜的长宽比.结果表明:增大试验小区面积可以提高试验数据的准确性,但不同面积区间数据离散程度的降低幅度变化较大:面积由1 m2增大到50~100 m2,灌水定额30 mm处理田块间土壤含水率方差降低77.4%~82.6%,灌水定额45 mm处理降低78.6%~83.7%,面积从100 m2增加到500 m2,方差降低幅度显著变小,灌水定额30 mm处理降低17.4%,灌水定额45 mm处理降低16.3%;增加试验重复数可以增加试验对处理间土壤含水率差异的区分能力,试验小区面积在50~100 m2时,重复数由2增加到3能检测出的处理间土壤含水率差异由23.2%~26.5%提高到13.1%~15.0%,表明增加试验重复数可以检测出试验处理间更小的土壤含水率差异,提高试验精度.通过研究滴灌试验小区土壤水分异质性指数与滴灌试验小区规格之间的关系,综合考虑试验精度、代表性和田间实际操作得出以下结论:若试验为高、低水2处理时,试验布设宜为3重复,每重复小区面积为50 m2,可在80%的概率下检测出15%的真实差异;若试验为高、中、低3处理时,试验布设宜为3重复,每重复小区面积为100 m2,可在80%的概率下检测出12%的真实差异.滴灌试验小区适宜的形状为沿滴灌带方向布设的长方形,长宽比在1:1到5:1之间可使试验小区所得数据更具代表性.     

城市型县级水土流失重点防治区复核划分研究

[目的]对城市型县级水土流失重点防治区复核划分进行研究,为县级水土流失防治工作的深入开展提供支持。[方法]采用eCognition,ArcGIS提取土地利用现状、水土流失强度、林草覆盖率等关键因子,运用定性和定量分析、自上而下和自下而上结合的方法,对兰州市西固区"两区(重点预防区、重点治理区)"划分进行研究。[结果]城市型"两区"划分具有辖区面积小,人口多,经济发达,一产比重小,土地利用碎块化,水土流失严重和潜在危害大等特性,确定了"两区"划分的定性和定量指标,将西固区划分为2个重点预防区和2个重点治理区。[结论]在城市周边丘陵区加大水土流失防治力度,遏制其对下游城区的危害;在深山降雨较好地区,进行封禁治理和生态植被自然修复;发展设施农业,增加农民收入。     

基于机器学习的棉花叶面积指数监测

为实现基于机器学习和无人机高光谱影像进行棉花全生育期叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)监测,该研究基于大田种植滴灌棉花,在不同品种及不同施氮处理的小区试验基础上,对无人机获取的高光谱数据分别采用一阶导(First Derivative,FDR)、二阶导(Second Derivative,SDR)、S...     

滴灌条件下盐渍土盐分淡化区形成过程中离子运移特征

为了探究滴灌条件下盐渍土壤盐分淡化区形成过程中水盐及离子运动规律,通过土柱滴灌模拟试验分析了土壤水分、盐分及离子的分布特征及随时间的变化关系.结果表明:土壤总盐分及各个离子随着滴灌水的运移而运动,先进行横向运移,再进行纵向移动,当滴灌时间为15 h(滴水量16.2 L·桶-1)时,在0～30 cm区域内形成稳定的椭圆型...     

集雨措施下柠条植树带域土壤水量平衡分析

为了解决干旱半干旱区缺水导致目前植被生态建设中林灌木生长的不良问题,对不同集雨面积措施下柠条生长环境水量平衡做了初步分析研究。结果表明:不同的集雨面积对植树带的来水量、耗水量和水量平衡影响较大,其自然集雨面积为5 0m2 的处理比其他三个集雨面积处理中的土壤剩余量、土壤水分含量和生长量都大     

Organic‐carbon fractions in an agricultural topsoil assessed by the determination of the soil mineral surface area

According to recent conceptual models, the organic carbon (OC) of soils can be divided into OC fractions of increasing stability from labile free OC to resistant OC associated with the soil mineral phase. In this study, we present a method for quantifying two OC fractions based on soil aggregate–size fractionation and the N₂ gas–adsorption method. For this purpose, we analyzed soil material of the plow layer of a Haplic Chernozem subjected to different fertilizer treatments (no fertilizer, mineral fertilizer, mineral and organic fertilizer). The total organic‐C concentration (TOC) and the clay content of the different size fractions were determined as well as the specific surface area (SSA_mineral) and the sample pore volume after thermal oxidation (OC‐free). The TOC of the different soil‐aggregate fractions was linearly related to SSA_mineral. Clay‐associated OC and nonassociated OC fractions of the different soil samples were quantified using two methods based on the OC surface loading at the clay fraction. The application of organic fertilizer increased the amount of nonassociated OC but hardly affected the concentration of clay‐associated OC. This finding agrees with previous studies on C dynamics in soils and indicates a finite capacity of soil materials to sequester OC. Even without any addition of organic fertilizer, the mineral phase of the analyzed soil material appears to be C‐saturated.     

煤矿矿区不同采煤塌陷年限土壤物理性质对比研究

为揭示采煤塌陷对矿区土壤物理性质的影响机理,为矿区生态修复和重建提供理论依据,在选取典型样地的基础上,采用土壤测定方法,研究了不同塌陷年限不同土层土壤物理性质的变化。结果表明:随采煤塌陷年限的延长,矿区表层土壤密度逐渐增大,底层土壤密度先增大后减小;毛管孔隙度逐渐下降,非毛管孔隙度先下降后上升;表层土壤总孔隙度逐渐下降,底层土壤总孔隙度先下降后上升;土壤体积含水量和土壤贮水量先上升后下降,土壤质量含水量逐渐下降;表层土壤毛管持水量逐渐降低,底层土壤毛管持水量先下降后上升;表层土壤田间持水量逐渐降低,底层土壤田间持水量先下降后上升;土壤排水能力先下降后上升。     

不同接触和淋洗时间下脱硫石膏对滨海吹填土理化性质的影响

为改善滨海吹填土的理化性质,加快提升吹填土在城市生态建设中的土地价值,开展脱硫石膏不同接触时间处理对滨海吹填土理化性质影响的试验研究。结果表明:滨海吹填土导水能力极弱,在整个淋洗过程中始终没有淋出液排出,2,5,10,50d脱硫石膏接触处理后土壤饱和导水率分别达到6.21,7.20,7.20,7.65mm/h,显著提升了滨海吹填土的导水能力。2,5,10,50d石膏接触处理分别经220,116,116,196h淋洗后,淋出液盐分均达到0.5dS/m以下,淋洗用水量分别为5.16,3.85,4.21,4.95L。淋洗后,土壤含盐量由处理前6.98dS/m下降到0.28～0.36dS/m,土壤中Cl-、Na+浓度分别由处理前的9.03,4.85g/kg下降到0.05～0.34g/kg和0.01～0.04g/kg,土壤钠吸附比(SAR)以及土壤碱化度(ESP)分别由处理前的27.89和28.15下降到0.18～0.8和0.02～0.28,已经为非碱化土,土壤的各理化指标均得到明显改善。综合各种因素与指标,脱硫石膏与吹填土5d接触处理效果最佳。     

氮磷调控及紫云英配施提高早稻冠层特性和产量

为揭示不同氮、磷施用量及配合翻压适量紫云英入田对早稻冠层特性和产量的影响,在7个施氮、3个施磷及2个不施氮/磷水平下,开展早稻全生育期叶面积指数LAI、冠层光合有效辐射PAR传输特性、叶片叶绿素SPAD值、生育后期剑叶净光合速率Pn及产量的试验观测。结果表明,氮磷调控可显著影响早稻LAI、叶片叶绿素含量和叶片光合速率,进而通过调节LAI影响冠层PAR传输特性,最终表现为产量上的差异。缺氮对早稻的影响显著高于缺磷,但在施肥充足时,磷肥对产量的影响比氮肥更加显著。早稻冠层特性和产量随氮、磷施用量的增加表现出边际递减效应,当施用量超过某一值时出现拐点,最终表现为产量的下降。在赣抚平原灌区,187.5~225 kg/hm2施氮量和60~120 kg/hm2施磷量以及翻压15 000 kg/hm2紫云英鲜草入田可有效提高早稻LAI和冠层PAR截获率In以及叶片叶绿素含量,维持剑叶生长期内较高的净光合速率Pn,获得高产。