采煤沉陷对土壤侵蚀与土地利用的影响预测

中国新建和将建的煤矿区主要集中分布在生态脆弱的晋、陕、蒙区,生态环境压力大。正确预测采煤沉陷引发的人为加速土壤侵蚀与土地利用变化,可为生态脆弱煤矿区的生态恢复和重建提供依据。该文采用RS、GIS为手段进行信息提取和图形叠加,结合类比法和专家咨询法等,研究了山西大同塔山矿采煤沉陷引发的土壤侵蚀和土地利用的变化。结果表明：1)采煤后88.80%土地发生不同程度的沉陷。2)沉陷后土地年土壤侵蚀总量增加42.32～79.05万t,单位面积年侵蚀量增加了246.01～464.56 t/km²,侵蚀模数为2321.78～4335.64 t/(km²·a),部分地块沉陷后土壤侵蚀强度上升了一个等级。3)地表移动变形产生的裂缝、陷坑、塌方或小滑坡等,使农用地被分割而破碎、地块变小,其中,沉陷后旱地最小斑块面积为7.72 m²,有林地最小斑块面积为72.95 m²,灌木林地最小斑块面积为6.71 m²,疏林地最小斑块面积为75.79 m²,中覆盖度草地最小斑块面积为14.81 m²,低覆盖度草地最小斑块面积为9.44 m²。局部裂缝密集带,可造成土地毁坏。4)除工交用地和居民点用地外,原地貌沉陷后土地利用率,较原地貌降低10%的比例为14.05%,降低10%～20%(含10%)的比例为85.18%,降低20%(含20%)以上的比例为0.77%。     

用毛细吸渗原理快速测量土壤田间持水量的研究

田间持水量是衡量田间土壤保持水分能力的重要指标,视为对作物有效的土壤水分的上限,对农田灌溉和作物水分管理具有十分重要意义。该研究提出了能快速测量土壤田间持水量的新型毛细吸渗法。该方法以田间持水量为无地下水影响下土壤基质所能吸持的最大含水量为物理基础,设计了一套满足田间持水量要求的实验方法、装置和程序,采用5种不同土壤测量了其田间持水量,并与用威尔科克斯法测量得到的田间持水量进行了对比。结果表明：所提出的新型测量方法,无论是基本原理还是室内试验均可行。与威尔科克斯法相比,其测量值略微偏小;两种测量值相关性很好,相差约为9％,产生这种现象的原因主要是土壤的吸湿过程与脱湿过程中土壤含水率的滞后所致。与传统的测量方法相比,该方法可大大缩短测量时间,具有利用前景。     

土壤重金属迁移模拟研究的现状与展望

随着工业发展和废弃物的排放不断增加,土壤重金属污染已经成为一个世界性环境问题。土壤重金属的分布转化以及污染修复的研究受到广泛关注,数学模型及计算机模拟研究成为重要的研究手段。该文对土壤重金属迁移的模拟研究的进展进行了回顾与归纳,集中阐述了对流弥散和经验随机两大类模型的特点和应用,并指出了研究中存在的问题及今后研究的发展方向。将数学模拟与土壤重金属信息系统及地理信息系统GIS的有机结合,将有可能为环境保护和农业决策提供新的重要依据。     

春玉米、冬小麦涌泉灌溉与垄膜沟种的组合应用试验

涌泉灌溉用于大田作物主要问题是流量小,沟、畦横断面大,水流在田间很难向前推进。为此将其与垄膜沟种技术组合,缩小过水横断面,减小或杜绝侧渗,提高水流推进能力,这样可最大限度地减少灌水器(稳流器)数量,改善灌水质量,提高田间土壤水分的均匀度,进而为涌泉灌溉用于大田作物提供了可能性。采用涌泉灌溉配套垄膜沟种耕作方式,提高了降水的有效利用率,减少了灌水量与灌水次数、减少了棵间土壤水蒸发、农田耗水比一般大田灌溉节省28.3%。由于灌水量可控,比一般地面灌溉节约28%～47%。     

水稻土磷环境敏感临界值的研究

采用室内测试方法研究了3组质地(粘土、重壤土和轻壤土)水稻土水溶性磷(0.01mol·L-1CaCl2-P)与土壤测试磷(Olsen-P和Bray1-P)及土壤磷饱和度的关系。结果表明,水稻土因淹水耕作,其磷释放潜力明显高于旱地土壤,水溶性磷随土壤测试磷的增加而增加。土壤测试磷及磷的饱和度与土壤水溶性磷的关系存在转折点,当土壤磷超过转折点时,土壤水溶性磷和磷的释放潜力明显增加。在好气条件下,供试水稻土磷环境敏感临界值(转折点)在Olsen-P50～75mg·kg-1、Bray1-P90～140mg·kg-1和磷饱和度21%～23%之间;在厌气条件下,供试水稻土磷环境敏感临界值(转折点)在Olsen-P35～45mg·kg-1、Bray1-P75～115mg·kg-1和磷饱和度16%～18%之间,超过临界值土壤磷素可对环境产生非常明显的负影响,不应再施用磷肥和粪肥。     

有机酸对Cu Pb Cd在土壤表面竞争吸附的影响

选择一种红壤和一种水稻土,研究低分子量有机酸对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在这2种土壤中竞争吸附的影响,并与单一体系中的结果进行比较。结果表明,由于柠檬酸和酒石酸与Cd(Ⅱ)形成络合物的稳定常数较小,2种有机酸对2种土壤中Cd(Ⅱ)的吸附均表现出促进作用,而且这种促进作用随有机酸初始浓度的增加而增大。酒石酸促进了红壤对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附,而且低pH下的促进作用大于高pH下的作用。pH4.2时酒石酸对水稻土吸附Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)有一定的促进作用;在pH5.2时酒石酸使水稻土对Cu(Ⅱ)的吸附量减小,但对Pb的吸附基本无影响。柠檬酸对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附的影响表现为峰形曲线,即吸附量随有机酸浓度的增加而增大,在某一浓度时达最大,然后逐渐减小。在较高浓度和较高pH下,柠檬酸对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附表现出一定程度的抑制作用,特别在水稻土中。由于红壤游离氧化铁的含量比水稻土高得多,有机酸对红壤吸附重金属离子的促进作用大于水稻土中的作用,相反有机酸对水稻土吸附重金属离子的抑制作用大于红壤中的作用。虽然在竞争条件下有机酸对某一重金属离子吸附的促进作用小于单一体系中的,但竞争条件下所有重金属离子吸附增量的总和大于单一体系中单个离子的吸附增量。在柠檬酸体系中,低pH下Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)在单一体系中的吸附量高于竞争体系中的,但在高pH下结果相反,这主要与柠檬酸在不同pH下对重金属离子吸附的影响机理不同有关。     

毛竹入侵对落叶阔叶林土壤理化性质和胞外酶活性的影响

【目的】研究毛竹（Phyllostachys edulis）入侵亚热带北缘落叶阔叶林对土壤理化性质和土壤胞外酶活性的影响,为探究毛竹入侵条件下森林生态系统养分循环过程与固碳潜力及森林的毛竹入侵治理提供科学依据。【方法】在毛竹入侵样带上,选择落叶阔叶林（麻栎林Quercus acutissima）、竹阔混交林（混交林）和毛竹林3种林分为研究对象,采集其林下地表0~10 cm土壤,进行土壤理化性质和土壤酶活性的测定,包括土壤pH、含水率和有机碳、全氮、NH⁺₄-N、NO^-₃-N、全磷、有效磷含量,以及β-葡糖苷酶（BG）、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）、酸性磷酸酶（AcP）、酚氧化物酶（POX）、过氧化物酶（PER）活性和酶计量(V_C/N、V_N/P、V_C/P),比较不同林分的土壤指标。【结果】①随着毛竹入侵,毛竹林土壤pH值和含水率显著增大,且与混交林、麻栎林差异显著（P<0.05）;其土壤有机碳、NO^-₃-N和全氮含量显著下降（P<0.05）,NH⁺₄-N、有效磷和全磷含量与混交林、麻栎林差异不显著。②土壤碳、氮和磷循环相关的水解酶（BG、NAG+LAP、AcP）活性均随毛竹入侵呈下降趋势,氧化酶（POX、PER）活性变化趋势与之相反;酶计量分析表明,毛竹林土壤的V_N/P显著低于混交林和麻栎林（P＜0.05）,而V_C/N、V_C/P在不同林分间差异不显著。③酶活性的矢量分析表明,毛竹林土壤微生物的磷限制程度高于混交林和麻栎林。④土壤水解酶活性与土壤有机碳、NO^-₃-N、全氮、有效磷含量或pH有显著相关关系,氧化酶活性与土壤性质相关性总体不显著。【结论】毛竹林取代落叶阔叶林（麻栎林）后,土壤有机碳和养分含量及相关水解酶活性降低,不利于原有落叶阔叶林土壤碳库与养分库的保存。     

外源硅钝化稻田土壤重金属Cd有效性及降低稻谷Cd含量研究

【目的】利用两种外源硅肥材料开展试验,研究外源硅对土壤重金属Cd有效性以及稻谷Cd含量的影响。【方法】以硅胶（分子式mSiO2.nH2O,含量98%以上）、液体硅肥（SiO2浓度≥23%）作为外源硅肥材料,通过在重金属镉Cd超标稻田土壤施用硅胶,在水稻分蘖期、孕穗期喷施液体硅肥,研究硅钝化稻田土壤重金属Cd有效性及降低稻谷Cd含量。【结果】施用硅胶达到100kg/667m2对降低土壤有效Cd含量有极显著效果,表明稻田施用硅胶可以钝化土壤重金属Cd有效性;施用硅胶达到100kg/667m2对降低稻谷Cd含量有显著效果,施用硅胶再配合喷施液体硅肥时,对降低稻谷Cd含量有极显著效果;施用硅胶、液体硅肥对提高稻谷产量有显著作用。【结论】基施硅胶配合喷施液体硅肥,对钝化土壤重金属Cd有效性,降低稻谷Cd含量,提高稻谷产量具有显著效果。     

黄河三角洲重度盐碱地甜高粱品种筛选和配套施肥技术研究[ ]

本研究以中科院科甜系列甜高粱为研究对象,针对重度盐碱地,从种植品种、肥料配比和有机肥类别三个方面进行试验,目的为了探索重度盐碱地甜高粱的种植技术,为黄河三角洲重度盐碱地甜高粱的栽培推广提供理论依据和技术支持。结果表明:（1）种植资源评比试验:在重度盐碱地对科甜13（KT13）、22（KT22）、41（KT41）、42（KT42）、43（KT43）5个甜高粱种质资源进行资源评比,KT41产量最高,达到82.87 t/hm2,KT13其次,产量为66.28 t/hm2。（2）重度盐碱地肥料配比试验:底肥施加300kg/hm2复合肥和15t/ hm2有机肥（H1Y1）、30t/ hm2有机肥（H0Y2）;300kg /hm2复合肥和30t/ hm2有机肥（H1Y2）均能显著提升重度盐碱地甜高粱产量,H0Y2处理产量最高,达到73.16t/hm2,相比于对照增幅达到64%。（3）重度盐碱地有机肥类别试验:施加牛粪、有机肥和海藻肥均能提升重度盐碱地中甜高粱产量,在相同投入成本下,海藻肥处理的产量最高为67.88 t/hm2,相比于对照处理增幅39.8%。综上考虑,在黄河三角洲重度盐碱地可选择KT13和KT41两个耐盐碱资源,底肥中施加15 t/hm2以上的普通有机肥或者牛粪同时配施复合肥,有机肥可选择微生物有效活菌数≥5亿/g的高品质海藻肥替代普通有机肥,进行甜高粱种植能获得较好的产量。     

登陆台风“泰利”对广西地区暴雨增幅特征分析

本文围绕2023年7月登陆我国华南沿海的2304号“泰利”热带气旋,利用CMA-STI热带气旋最佳路径数据集、NCEP/NCAR再分析I资料、NOAA每日(非插值)OLR资料,对登陆台风“泰利”在广西地区的暴雨增幅进行了特征分析。结果表明,登陆后的“泰利”被副热带高压、大陆高压、切断低压及副高延伸的高压脊包围,这样的环流形势有利于环流维持;“泰利”活动期间越赤道气流明显增强,索马里急流和80-90°E的越赤道气流在南海北部海域交汇后,将大量的水汽、动量和潜热能量注入登陆“泰利”环流,使其登陆后仍能维持一段时间;2023年7月第4侯,西南季风处于活跃期,触发低纬西南季风涌北传并侵入“泰利”环流,进而在广西地区产生暴雨增幅。此外,低层热力条件特征也是导致“泰利”暴雨增幅的重要原因。