马来眼子菜和POM稳定同位素对污染物的指示作用

为了探究大型植物马来眼子菜（Potamogeton malaianus）和颗粒有机物质（Particulate organic matter,POM）对湖泊主要污染来源的指示作用,在贡湖湾选取14个样点,采集马来眼子菜和POM样品,分析其碳、氮稳定同位素的变化。结果显示,马来眼子菜和POM有相似的δ15N值趋势,都是随着离入湖口距离越远,其δ15N值逐渐增加,马来眼子菜的δ15N值为10.8‰～14.1‰,POM的δ15N值为6.69‰～14.1‰;而马来眼子菜的δ13C值随着离入湖口距离越远有下降趋势,变化范围为-17.6‰ ~ -14.5‰;POM的δ13C值则有增加趋势,变化范围为-26.9‰ ~ -24.6‰。马来眼子菜较高的δ15N值指示了人类生活污水来源的氮,表明贡湖湾的主要污染源为生活污水。相关分析表明,水中总溶解磷（TDP）与马来眼子菜的δ15N值有明显的负相关关系,水中的总氮（TN）与POM的δ15N、δ13C值则呈很好的正相关关系。而POM的N占比和底泥的δ15N值分别与POM的δ15N值有明显的正相关性。研究表明,马来眼子菜和POM的δ15N、δ13C值能够指示太湖贡湖湾的主要污染来源。     

湘西州植烟土壤有机质特征及与土壤养分的相关性研究

为深入了解湘西植烟土壤有机质含量区域特征,对湘西州488个烤烟主产区植烟土壤样品进行化验分析研究。结果表明:湘西州植烟土壤有机质总体上属适宜水平,平均值为2.2%,变幅为0.3%~5.4%,变异系数为39.9%,41.5%样本有机质处于适宜范围内,"缺乏"和"偏低"的植烟土壤样本共占43.5%,"丰富"和"偏高"的植烟土壤样本之和为15.0%,不同植烟土壤类型的有机质含量差异达极显著水平(P=0.000),水稻土黄棕壤黄壤红壤石灰土红灰土,总的来说,从东北部、西部和西南部向州中部及东南方向有机质减少。方差分析结果表明,有随海拔高度的升高而有机质含量增高的趋势,植烟土壤有机质与海拔为显著正相关(P=0.012),土壤有机质含量与全氮、全磷、有效硼的含量呈极显著相关(P值分别为0.0000、0.0098、0.0029),与有效硫、交换性镁、交换性钙含量呈显著相关(P值分别为0.036、0.019、0.042)。     

基于137Cs的苏南丘陵区的土壤侵蚀和土壤养分研究

土壤侵蚀是中国最严重的环境问题之一,给生态和人类发展带来极大的影响。137Cs在土壤中的再分配和侵蚀小区土壤的运移之间紧密相关,用它做示踪剂可推算出土壤侵蚀的速率和空间分布,以及研究土壤侵蚀的空间变化和土壤迁移的空间分配。采用137Cs示踪技术对铜山地区的土壤侵蚀进行了研究,并进一步探讨了土壤侵蚀对土壤养分造成的影响。研究区137Cs的背景值为1 732.48 Bq/m2,随着土壤深度的增大,137Cs质量浓度呈对数下降的趋势。该研究区137Cs含量的范围是787.62~2 380.96 Bq/m2,土壤沉积和土壤侵蚀同时发生在研究区内,林地中137Cs含量最高,其次是竹林和茶园。TN、TP和SOC在不同用地类型中的分布也有差异。SOC与137Cs呈极显著的线性正相关,而137Cs与TN、TP之间相关性不显著。侵蚀运动对于土壤表层的影响最为显著,与背景区相比,侵蚀区和沉积区土壤表层（0~5 cm）的137Cs和SOC都有明显的损失,分别达到了31％、17％和45％、29％。研究结果表明：①林地抵抗土壤侵蚀的能力相较于茶园和竹林更强;②土壤侵蚀过程中土壤再分配对SOC、TN和TP的分布都会产生不同程度的影响,其中对于SOC的影响最强烈;③土壤侵蚀对于土壤表层的影响最为显著,土壤上层通常是养分最为集中的地方,因此土壤侵蚀造成的土壤养分的流失以及富集养分的径流污染下游河流,引起很多农业环境问题都值得被关注。     

施用沼肥对保护地蔬菜栽培土壤理化性质的影响

本文以等有机质含量的猪粪、沼渣为基肥，追肥（化肥与沼液）以等N、等P、等K进行施用，采用二裂式区组设计的方法，研究了沼肥、猪粪、化肥等不同施肥组合对保护地土壤pH值及土壤速效养分含量的影响。结果表明：番茄收获期，各处理土壤pH有下降的趋势，但没有酸化现象发生；施用沼渣在防止土壤pH值下降方面有较好的作用；施用沼渣、沼液在提高土壤有机质含量方面的效果分别优于施用猪粪、化肥，沼渣与沼液配合施用在提高土壤有机质及碱解N含量方面效果显著，猪粪与化肥配合施用有利于提高土壤速效P和速效K的含量。     

基于两点机器学习方法的土壤有机质空间分布预测

准确预测土壤有机质（Soil Organic Matter,SOM）空间分布对精细农业、耕地质量建设、生态环境保护以及固碳减排等均具有重要的意义。该研究探讨了基于两点机器学习方法（Two-point Machine Learning,TPML）提高SOM空间分布预测的可行性。以黑龙江省海伦市为研究区,以气候、地形地貌、社会经济和空间位置信息等因素作为辅助变量,充分利用空间位置信息和属性相似关系,有效处理SOM空间分布异质性及其与辅助变量间关系异质性,以提高TPML方法进行SOM空间分布预测的精度。采用随机森林、基于随机森林的回归克里格、反距离权重法和普通克里格（Ordinary Kriging,OK）方法作为对比,以平均绝对误差（Mean Absolute Error,MAE）、均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）、预测值与真实值相关系数（r）和决定系数（R2）作为评价指标,进行不同样本量下的多组对比试验,评价不同方法的预测精度。结果表明：1）研究区SOM含量在1.775～7.188 g/kg之间,平均值为3.179 g/kg,空间分布不均匀,呈东高西低的分布趋势。2）在不同样本量条件下,与其他模型相比,TPML的预测精度均最高,其MAE（0.088～0.097 g/kg）和RMSE（0.116～0.139 g/kg）均为最小,r（0.992～0.996）和R2（0.971～0.985）均为最高。3）预测值的误差标准差（理论误差）与实际误差具有相似的空间模式,说明TPML可以为预测结果提供合理的不确定性估计。综上,TPML模型可以通过同时利用空间自相关性和属性相似性来提高预测精度,该模型适用于预测具有一定空间自相关性且具有可用辅助数据的资源环境变量。     

基于机器学习算法的土壤有机质 质量比估算

为快速高效地估测干旱、半干旱地区土壤有机质(soil organic matter, SOM)质量比,提出了一种结合竞争适应重加权法(CARS)和随机森林(RF)的估测模型.以内陆干旱区艾比湖流域为研究区,测定土壤高光谱反射率和SOM质量比,经预处理后,利用CARS对原始光谱(R)、一阶导数(R′)、吸光度(log(1/R))及吸光度一阶导数［log(1/R)］′4种光谱变量的可见-近红外光谱进行筛选,并结合RF算法,建立全谱段RF模型与CARS-RF模型.结果表明,基于CARS方法对光谱进行变量筛选后,得出4种光谱变量的优选变量集个数分别为35,26,34和121;在4种光谱变量中,R′和［log(1/R)］′的SOM估测模型精度较高,以［log(1/R)］′为基础数据获得的模型精度最高;CARS-RF模型精度优于全谱段RF模型,模型验证集决定系数(R²)、均方根误差(RMSE)、相对分析误差(RPD)分别为0.881,6.438 g/kg和2.177.该研究在预处理的基础上通过变量优选,应用较少的变量个数获得较高的估测精度,为干旱、半干旱区SOM高光谱估测提供了适宜高效的方法.     

不同水稻品种对钒的积累及化学形态

通过盆栽试验,研究了钒（V）胁迫下不同品种水稻植株中钒的积累和化学形态。结果表明,不同品种水稻各器官中V的分布为根＞茎＞叶＞子实,两种水稻品种吸收的V主要富集在根部。水稻生长期新优188水稻各器官中V的浓度均低于十优838水稻,如在V处理浓度为100 mg·kg-1时,在分蘖期、扬花期、灌浆期和成熟期,新优188水稻植株根中V含量分别为73.10、92.56、57.46、57.81 μg·g-1,茎叶中为8.79、4.52、2.13、2.56 μg·g-1;十优838水稻植株根中的V含量为59.14、94.93、88.59、89.70 μg·g-1,茎叶中为4.64、3.66、2.29、3.24 μg·g-1。推断十优838水稻较新优188水稻有较强的V吸收能力。两种水稻品种中,根部V主要以活性较低的盐酸提取态（FHCl）和醋酸提取态（FHAc）为主,茎和叶中V主要以盐酸提取态（FHCl）和水提取态（Fw）为主,认为V在水稻根部多以难溶于水的重金属磷酸盐或草酸盐而被固定,限制了水稻中V转移到茎和叶,从而避免了高浓度V对植物光合作用及其他生理过程的干扰。     

放牧对土壤理化性状及植被多样性的影响

放牧是家畜饲养方式之一,是草地最简单而又有效的利用方式,但放牧中的家畜家禽通过采食牧草、践踏土壤和牧草以及粪便排泄影响着草地植被和土壤,不同强度的放牧对地下土壤与地上植被的影响不同。本研究综述了近几年来放牧对地下部土壤有机质、氮、磷、钾、土壤容重、有机碳以及微生物多样性的影响,对植被多样性及草群成分的影响等,旨在为今后家畜放牧行为研究以及放牧科学研究提供理论依据。     

播期对苏北盐碱地不同水稻品种生长发育进程及产量的影响

为了探究播期对苏北盐碱地环境下不同水稻品种的生长发育进程及产量的影响,本试验采用大田小区试验,调查和比较不同播期下‘南粳9108’和‘连粳11号’的生育期、干物质积累量、株高和产量等相关性状。结果表明：随播种时间推迟,‘南粳9108’和‘连粳11号’的全生育期变短;‘南粳9108’的拔节期、齐穗期和成熟期的干物质重呈减小趋势,‘连粳11号’呈先升后降趋势;播期对‘连粳11号’株高影响差异显著,且株高随播期推迟呈下降趋势;‘南粳9108’和‘连粳11号’的播种时间推迟,其有效穗、每穗粒数和产量呈下降趋势。‘南粳9108’在苏北盐碱地区的最佳播种时间为5月24日,‘连粳11号’为5月31日。     

宁夏引黄灌区耕地土壤有机质及养分质量分数变化趋势

通过对比1985年和2005年两次土壤调查结果,发现宁夏引黄灌区20年来耕地土壤有机质及养分质量分数趋于增加,速效磷质量分数明显增加,速效钾质量分数趋于降低.2005年灌区耕地土壤有机质质量分数平均为14.18g/kg,年增幅平均为0.4%.耕地土壤全氮质量分数趋于增加,2005年灌区耕地土壤全氮质量分数为0.945g/kg,增幅为0.9%.耕地土壤碱解氮质量分数变化不大,平均为54.48~65.77 mg/kg.2005年灌区耕地土壤速效磷质量分数为34.86 mg/kg,增幅为8.6%.耕地土壤速效钾质量分数趋于降低.2005年灌区耕地土壤速效钾质量分数为150.1 mg/kg,平均年降幅为1.8%.灌区耕地土壤有机质及养分质量分数空间变异以速效磷质量分数变异系数最大,反映出灌区耕地磷肥施用量不均衡.从影响耕地土壤有机质及养分质量分数变化的各种因素方面,阐明了其变异趋势的原因,提出要大力推广测土配方施肥技术,积极开展以增施有机肥为中心沃土工程等培肥地力的对策.