新型水土流失监测装置及其应用

测钎法是一种应用广泛的水土流失监测方法,但是传统测钎法难以适应复杂监测地形,缺乏专门测读装置,还会产生较大监测误差,需要对其加以改进.以颐和园万寿山山体为研究对象,针对其山体特征和文物分布状况,选定18块监测场地,发明单钎多点式测读装置,选用改进的测钎法对水土流失进行监测.结果表明:1)18块监测场地考虑了土壤、坡度、植被等因素的差异,可以全面反映万寿山水土流失状况;2)单钎多点式测读装置有效降低了测钎埋点环境条件、测读方式等客观和主观误差,提高了测钎法水土流失监测结果的准确性;3)监测期间,万寿山平均土壤流失值在-3 mm～ +1 mm范围内.说明新型水土流失监测装置是可行的,所用水土流失监测方法和数据处理方法,可供其他类似工程借鉴与应用.     

甘肃沿黄灌区设施蔬菜施肥现状及问题分析

通过问卷调查和室内测试,分析了沿黄灌区设施蔬菜施肥现状。结果表明:种植户在施用有机肥、化肥及灌水方面存在较大的盲目性,有机肥和化肥的投入量同时增加,缺乏平衡施肥的理念。种植区有机肥投入量在52～337t/hm2,化肥折算纯氮肥年平均投入量为1 165～4 865kg/hm2,磷肥(P2O5)年平均投入量为1 079～2 960kg/hm2,钾肥年平均投入量为631～3 321kg/hm2。设施不同土层土壤pH均显著低于农田土壤,土壤电导率则明显高于农田土壤,其中靖远、皋兰、红古设施土壤电导率超过了蔬菜的生育障碍临界值(EC0.4mS/cm)。     

红薯光合特征对土壤透气性的响应

通过盆栽试验研究了不同土壤质地和水分条件下红薯光合特性对土壤透气性的响应。结果表明:土壤透气性显著影响红薯叶片蒸腾速率和水分利用效率,随土壤透气性的增加,蒸腾速率显著降低,水分利用效率显著增加,红薯的光合作用不受土壤透气性的影响;透气性对红薯蒸腾和水分利用效率的影响与土壤质地有关,在沙土质地下,红薯的光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均不受透气性影响,而在壤土质地下,红薯的蒸腾速率随透气性的增加显著降低,而水分利用效率显著增加;透气性对红薯光合特性的影响与生育期有关,不同生育期内,红薯光合特征对土壤透气性的响应也不同。研究表明,在分析作物对土壤透气性的响应时,需要考虑土壤质地、水分条件和生育期的影响。     

秸秆还田对土壤-水稻系统中Cd迁移富集影响研究进展

我国是水稻种植大国,每年有大量的秸秆资源可被资源化利用,其中直接还田是秸秆资源化利用的常见方式之一,也是减少秸秆焚烧的有效途径。但随着我国稻田土壤重金属镉(Cd)污染的日益加剧,秸秆受到Cd污染的程度也在增加,导致水稻秸秆富集大量的重金属Cd,所以,水稻秸秆直接还田将会把秸秆中富集的Cd再次带入土壤环境;然而,秸秆腐解过程中产生大量的活性有机物,而这些有机物对土壤中重金属Cd活性的影响比较复杂。因此,如何评价水稻秸秆还田对土壤-水稻系统中Cd迁移富集的影响值得深入研究。本文介绍了目前水稻秸秆Cd污染的状况,重点总结了还田过程中对土壤理化性质,如土壤有机质、pH值以及土壤有效态Cd含量的影响。但秸秆还田在增产的同时可能会增加水稻吸收积累Cd的风险,最后提出了秸秆还田应考虑的实际问题以及未来秸秆安全利用的展望,为今后秸秆安全、资源化利用提供可参考的理论指导。     

氮磷钾肥运筹对红麻养分利用的影响

【目的】研究氮磷钾肥运筹对红麻Hibiscus cannabinus L.不同器官养分含量和吸收以及土壤速效养分含量的影响,以探讨不同红麻品种养分利用特点,为红麻高产高效栽培提供合理施肥依据.【方法】通过盆栽试验,试验设2种红麻品种,即福红992与红优2号;3种施肥水平,即低肥(N、P2O5和K2O分别为0.10、0.05和0.10 g·kg-1),中肥(N、P2O5和K2O分别为0.15、0.75和0.15 g·kg-1)和高肥(N、P2O5和K2O分别为0.20、0.10和0.20g·kg-1);以及3种施肥方式,即全部NK肥作基肥(T1),60%的NK肥作基肥和40%的NK肥作追肥(T2)以及全部NK肥作追肥(T3).【结果和结论】随着肥料用量的增加,红麻各器官中NPK含量、植株NPK吸收总量以及土壤速效NPK含量均出现增加的趋势.随着NK肥追肥比例的上升,红麻各器官中NP含量,以及植株NP吸收总量均出现下降的趋势;麻皮中P含量、各器官K含量、土壤速效养分、红麻吸K量均出现上升的趋势.在本文试验条件下,高肥且全部做基肥施用时,有利于红麻对养分的吸收和土壤速效养分含量的提高.     

基于全子集-分位数回归的土壤含盐量反演研究

为提高植被覆盖条件下卫星遥感对土壤含盐量的估测精度,以河套灌区解放闸灌域为研究区,以高分一号卫星影像为数据源,同步采集不同深度土壤含盐量,通过全子集筛选法(Best subset selection)分析不同波段和光谱指数对于不同深度土壤含盐量的敏感性,并采用人工神经网络(Artificial neural network,ANN)、支持向量机(Support vector machine,SVM)和分位数回归(Quantile regression,QR) 3种方法,构建全子集筛选前后0～20 cm、20～40 cm、0～40 cm、40～60 cm、0～60 cm等不同深度下的土壤含盐量反演模型。结果表明,B4、BI、SI1、SI3是0～20 cm、0～40 cm处土壤含盐量的敏感变量组合,B4、BI、NDVI为20～40 cm、40～60 cm、0～60 cm处土壤含盐量的敏感变量组合;在各深度下,分位数回归模型的精度最高,模型的决定系数R2c1、R2v1均在0. 4以上,均方根误差RMSEc1、RMSEv1均小于0. 4%,SVM次之,ANN最差;在20～40 cm深度下QR反演模型效果优于其他深度,为本文土壤含盐量估算的最优模型,其建模和验证的决定系数R2c1、R2v1分别为0. 611和0. 671,建模和验证均方根误差RMSEc1、RMSEv1分别为0. 177%和0. 160%。本研究可为卫星遥感大范围监测植被覆盖条件下土壤盐渍化程度提供参考。     

东北黑土带土地利用变化特征及生态敏感性评价

东北黑土带是我国重要的商品粮生产基地,土壤质量退化、水土流失等问题直接影响生态与粮食供给安全,为明晰东北黑土带土地利用变化特征及评价生态敏感性,以2000年、2005年、2010年、2015年、2020年东北黑土带5期土地利用数据为基础,采用转移矩阵、地理探测器、综合生态风险评价等方法,研究景观格局及生态风险变化趋势。结果表明：(1)2000—2020年,研究区未利用地面积增加1 035.7km²,水域面积减少975.8 km²,土地利用变化最明显,耕地是阶段性变化较为剧烈的土地利用方式;(2)不同自然因子对研究区土地利用方式的解释力存在显著差异,气温是土地利用方式变化的主导因素,风速与高程、气温、蒸发量、地温、气压、相对湿度、日照时间的交互作用对土地利用方式变化具有显著的协同增强作用;(3)随时间推移,研究区生态敏感性整体改善,高度敏感区域减少,轻度敏感区域增加,并且出现生态敏感高值区向北移动、低值区向南移动趋势,研究区生态敏感性高值区的形成可能与以风蚀为主的侵蚀作用有关。宏观尺度景观格局变化分析与生态风险评价对区域生态环境保护政策制定及实...     

Modern forestry vehicles and their impacts on soil physical properties

“Close-to-nature forest stands” are one central key in the project “Future oriented Forest Management” financially supported by the German Ministry for Science and Research (BMBF). The determination of ecological as well as economical consequences of mechanized harvesting procedures during the transformation from pure spruce stands to close-to-nature mixed forest stands is one part of the “Southern Black Forest research cooperation”. Mechanical operations of several typical forest harvesting vehicles were analysed to examine the actual soil stresses and displacements in soil profiles and to reveal the changes in soil physical properties of the forest soils. Soil compaction stresses were determined by Stress State Transducer (SST) and displacement transducer system (DTS) at two depths: 20 and 40 cm. Complete harvesting and trunk logging processes accomplished during brief 9-min operations were observed at time resolutions of 20 readings per second. Maximum vertical stresses for all experiments always exceeded 200 kPa and at soil depths of 20 cm for some vehicles and sequences of harvesting operations approached ≥500 kPa. To evaluate the impacts of soil stresses on soil structure, internal soil strengths were determined by measuring precompression stresses. Precompression stress values of forest soils at the field sites ranged from 20 to 50 kPa at soil depths of 20 cm depth and from 25 to 60 kPa at soil depths of 40 cm, at a pore water pressure of −60 hPa. Data obtained for these measured soil stresses and their natural bearing capacities proved that sustainable wheeling is impossible, irrespective of the vehicle type and the working process. Re-occurring top and subsoil compaction, increases in precompression stress values in the various soil horizons, deep rut depths, vertical and horizontal soil displacements associated with shearing stresses, all affected the mechanical strengths of forest soils. In order to sustain naturally “unwheeled” soil areas with minimal compaction, it is recommended that smaller machines, having less mass, be used to complete forest harvesting in order to prevent or at least to maintain currently minimal-compacted forest soils. Additionally, if larger machines are required, permanent wheel and skid tracks must be established with the goal of their maximum usefulness for future forest operations. A first step towards accomplishing these permanent pathways requires comprehensive planning with the Federal State Baden-Württemberg. The new guideline for final opening with skid tracks (Landesforstverwaltung Baden-Württemberg, 2003) proposes a permanent skid track system with a width of 20–40 m.     

贵溪冶炼厂周边农田土壤重金属污染特性及评价

在对贵溪冶炼厂周边区域的农田土壤及生产的稻谷进行采样调查和数据处理分析的基础上,对农田土壤重金属污染特性和现状进行了监测和初步评价,结果表明:农田土壤重金属污染可能来源于贵溪冶炼厂废水的排放及尾矿渣的堆放,与灌溉水源无关;用国家土壤环境质量二级标准进行评价可知,农田土壤重金属的综合污染指数较高,土壤污染已处于重度污染等级,单项重金属污染指数表明Cu、Cd的含量已严重超标,并处于重度污染等级,Zn、Pb和As的含量未构成污染;水泉村、竹山村与所生产的稻谷三者之间呈显著或极显著正相关,即农田生态系统呈复合污染的趋势。     

重金属污染对土壤微生物影响的研究进展

重金属污染严重影响了土壤微生物的种类、生物量、种群结构以及生理生化性质。综述了重金属污染对土壤微生物生物量,微生物种群和群落结构等生态特征以及微生物生理生化特性的影响．阐述了土壤微生物对重金属的抗性机制,并进一步讨论了微生物对重金属污染土壤的修复机理和修复研究进展。