浦江县土壤碱解氮的空间变异与农户N投入的关联分析

尝试以作物种植前、后土壤N的空间变化为基础与农户调查数据相结合,以GIS技术为手段,辅以地统计分析,探讨县域作物土壤环境空间变化特征及其与农户土地管理行为,特别是N投入行为间关系。其结果对更深入揭示农田碱解氮的演化规律,指导农民合理N投入,减少投入成本,提升生态环境,具有十分重要的作用。通过对Moran’s I指数分析,结果表明:农业N投入普遍偏高,过剩量大;不同区域作物N投入存在较大差异,且农户各自惯性投入依然较强。平原区变异系数大的主要原因在于种植规模化品种少,粮食作物和经济作物N投入差距大;山区和半山区的变异系数小的原因是由于规模化经营尚未形成,种植作物的多样性和N投入的不稳定性综合形成的。此外,研究还表明,GIS空间分析技术与经典试验相结合能有效分析不同农户间的作物种植前后土壤N的变化差异,对建立针对性的、差异化农地利用对策具有十分重要的作用。下一步研究可结合土地利用与覆盖变化、土壤物质循环作更深入探讨。     

基于土壤特征和土地利用变化的土壤质量评价最小数据集确定

进行土壤质量评价前,必须先从大量土壤理化、生物学参数中严格选取对土壤质量敏感的评价参数最小数据集(MDS)。考虑到目前经济转型期我国剧烈的土地利用变化对各种土壤过程的深刻影响,通过以下3步选取土壤质量评价MDS:通过主成分分析(PCA)计算各土壤参数在所有特征值≥1的主成分上的综合荷载;通过多变量方差分析定量了土地利用变化对各土壤参数的贡献;通过均值多重比较确定了土地利用年限对土壤性质的定量影响。最后经过线性变换、分组、相关分析检验等过程,得到一个能最大限度的代表所有候选土壤参数而又尽可能少的损失这些候选参数所包含的土壤质量信息的最小数据集。该土壤质量评价MDS因子选取方法能很好地整合土地利用变化的综合定量影响,同时具有很好的灵活性、可扩展性并能外推到其它地区。通过将该方法分别应用在1985年及2004年采样分析的两套数据各12个土壤候选参数集上,得到了各包含6个因子的MDS及其在20a尺度上的变化规律,发现MDS因子略有不同,但变化不大。     

不同种植年代油松林植物多样性及土壤养分变化

通过样地调查,以空间代替时间的方法,对黄土高原马栏林区不同恢复阶段油松人工林群落物种多样性和土壤养分的变化进行了研究。结果表明:马栏林区油松人工林物种丰富度、多样性和均匀度都在波动中随着恢复年限的增加逐渐增加,物种丰富度在种植30年左右的油松林内达到最大,物种均匀度指数和优势度指数在种植20年左右的油松林内达到最大;人工种植油松林在很大程度上改变了群落面貌,物种组成和群落结构均与撂荒地有较大不同,撂荒地与油松林群落物种组成相似性较小,种植22年与28年的油松林Sorensen指数最大。油松人工林种植20年后物种组成已经基本稳定,在恢复后期物种组成变化不大;种植油松对恢复土壤肥力有一定的帮助,种植28年油松林土壤的有机质、全氮和碱解氮含量都较其它种植年代高,随着恢复年限的增加,油松人工林腐殖质不断增厚,土壤的pH值也有所增加,土壤越来越偏碱性。     

作物种植前后土壤有机质及养分因子的空间变异分析

以作物土壤试验数据为基础,结合多年的农户调查数据,采用Moran's I指数分析、Pearson相关系数分析和Kriging插值3种地统计学方法,探讨了浙江省浦江县作物种植前后土壤有机质及氮磷钾等养分因子的空间演化规律。研究发现Moran's I指数分析证实随着区域范围的加大,各因子间自相关程度产生较大差异。这一点在Pearson相关系数分析中也得到证实,并在kriging插值图中直观表达。结果还表明:有机质和碱解氮的形成与水的关系较为密切,水源区两因子的含量较周边高,且会促进前者向后者转化。养分投入后,过多的养分在土壤中降解过程与区域自然环境条件的关系较密切。同一作物的农户养分投入在不同区域差异较大,不同作物的农户养分投入在区域内却存在量的相关。     

异龙湖湖滨带不同环境梯度下土壤养分空间变异性

随着环境梯度的变化,生态系统的特征会发生明显的变异,土壤是其重要的表征要素。以纵向岭谷区红河流域异龙湖湖滨带为案例,运用多种统计分析方法对其不同环境梯度下土壤单个养分指标和土壤养分综合质量的空间分布特征进行了研究,结果表明：在北部湖滨坡地,海拔对土壤养分空间分布的影响并不十分显著,而坡位对其影响较大;北部湖滨农田土壤,水分梯度对钾的影响较大,全氮和有机质则一部分受水分梯度影响,另一部分受径流作用的影响;异龙湖湖滨带土壤养分综合质量指数大小的排序为：南部湖演农田〉北部湖滨农田〉北部湖滨坡地）南部湖滨坡地。还探讨了不同环境因子对单个土壤养分指标和土壤养分综合质量的影响,其中,气温、湿度、坡向和坡型对土壤中磷空间分布的影响较大,土壤含水量、坡度和海拔对土壤有机质、全氮和全钾的影响较大;土壤含水量即水分梯度对土壤养分综合质量影响最大。     

1980s与2020s青藏高原南部土壤质量变化

青藏高原地区气候变暖、冻土融化造成水土流失及土壤质量下降，明确青藏高原土壤质量年代际变化状况，是科学认识该地区土壤资源的基础，是植被恢复和生态重建的关键。本研究选取1980s和2020s青藏高原南部土壤有机质、全氮、全磷等8项指标，通过计算土壤质量指数(SQI)对山地针叶林地带(西藏自然地理分区Ⅱ区)和山地灌丛草原地带(Ⅳ区)土壤质量进行了评价，采用变差分解(VPA)明确造成土壤质量时空分布异质性的原因。结果表明：近40年各自然带土壤质量均呈下降趋势，Ⅱ区SQI从0.505下降至0.484,Ⅳ区SQI从0.458下降至0.425。土壤养分和质量在空间分布上具有异质性，在不同时期，Ⅱ区土壤养分状况及质量均优于Ⅳ区。VPA结果表明，气候变化、土地退化和植被差异的相互作用是造成土壤质量时间变化的主要原因。气候和植被的不同可以较好地解释SQI的空间变化。     

广西两种能源植物种植对土壤动物多样性的影响

在广西武鸣地区以木薯(Manihot esculenta)平地为参照,于2012年7月从能源植物种类筛选(甘蔗(Saccharum officinarum)与木薯)、种植模式(套作与单作)和地形选择(坡地与平地)等方面,对主要能源植物甘蔗和木薯种植地进行了土壤动物和土壤环境质量的调查.结果表明:在甘蔗种植地,土壤动物的数量、多样性、生物学质量均出现了显著下降,特别是生物学质量下降幅度达53％(P=0.032);在木薯平地上套种花生(Arachis hypogaea)对土壤动物的数量、群落组成及生物学质量无明显影响,但生物多样性显著上升;地形选择对土壤动物的效果明显,坡地的土壤动物数量、生物多样性及生物学质量均出现普遍下降.这些结果表明,木薯比甘蔗更适合长期种植,且通过优化种植模式,选择适当地形还可以缓冲木薯种植过程对土壤生物多样性和土壤质量的负面影响,因此可初步断定在广西可以优先选择木薯作为一种长期发展的能源植物.     

社会经济发展与农业生态系统中的生物多样性变化研究——以保山百花岭村为

社会经济是影响生物多样性变化的主要因素之一。本文选择保山百花岭行政村 3个自然条件及社会经济条件不一致的自然村 ,进行农户社会经济抽样调查及相关访谈 ,并完成 9户 37个样方。对其资料进行整理后发现 :农户人口和户数的改变对土地资源管理造成影响 ;另外对经济结构与收入来源结构的分析 ,得知农业社区的经济发展与农业生态系统中的生物多样性变化有着不可分割的关系 ;农户种植变动原因的分析及作物管理方式的选择也说明了这一点。我们倡导农户进行多样化的种植     

基于参与性调查的农户对退耕政策及生态环境的认知与响应

采用参与性农户评估方法(PRA)对黄土丘陵区107户农户进行了分层随机抽样调查,并根据研究区内地形等条件将所调查农户分为旱地农户和川水地农户两组,就目前农户对退耕还林还草政策的态度及农户对生态环境的意识及行为的异同进行分析比较。尝试从农户行为角度研究区域发展问题,并基于对农户行为的分析,对区域相关政策制定、实施以及生态环境建设等提出相关建议。研究表明:研究区农户对于土地依赖性较大,旱地农户表现尤为突出,大多数农户对于退耕持支持态度。农户进行的相关水土保护措施,很大程度上并不是农户经过决策后有意识的自觉行为,而是农户为了保证基本农业生产,采取的相应的对策所产生的效应。在土地管理及水土保护措施方面,除了相关的种植措施外,旱地农户更多倾向于通过工程措施来获取好的回报,而川水地农户更多注重于现有土地质量的管护,来进一步提高现有耕地的质量。农户对于环境重要性的认识较为明确,川水地农户认识要比旱地农户更充分一些。与10a前相比,近80%的农户认为当地的生态环境有所好转,然而近45%的农户在生产活动过程中根本不考虑对生态环境的影响,两组农户之间差异不大。超过55%的农户认为生态环境恶化首要原因是气候的影响,干旱是关键因子,其次是过度放牧(24.5%)和水土流失(22.5%)等,两组农户对于生态环境恶化原因的认识具有较大的差别,旱地农户认为生态环境的恶化主要原因是干旱和水土流失,而川水地农户认为生态环境的恶化主要原因是干旱和过度放牧。     

北京市农业景观生态与美学质量空间评价

选择了重点反映农业景观生态与美学功能的生态系统功能、自然性、开阔与多样性、污染概率和整洁度等10个单一空间显性指数,基于田间调查和专家系统赋予其不同权重,构建了农业景观质量综合评价指标,并基于地理信息系统支持下的土地利用数据和利用遥感获得的植被指数,对北京市农业景观质量及其空间差异进行了评价.结果表明：北京市农业景观质量的区域差别较大,城区及小城镇边缘的农业景观质量最差,近郊外围及远郊区较好;北京市农业景观的优劣主要与地形和人为压力有关.基于空间信息技术和景观指数,在大尺度上构建的综合指标体系,对评价农业景观质量的空间差异具有重要意义.     

基于比较优势分析法的冬小麦产量差异

在农户调查基础上,采用比较优势分析法对曲周县2003—2004年度冬小麦产量差异进行分析.调查数据表明,地块间小麦产量差异较大,产量范围为在4.2～7.9 t·hm-²,变异系数为0.14.通过逐步回归建立的由土壤盐碱度、土壤肥力、是否咸水灌溉、品种选择、返青期追施氮肥类型、播种时间、病虫害防治和返青期是否水分胁迫8个因子构成的产量差模型可以解释63%的产量差异.其中土壤盐碱度、土壤肥力和是否咸水灌溉是冬小麦的主要产量限制因子,其引起的产量差为727 kg·hm^-2,占总模拟产量差的52%.小麦品种引起的产量差为202.1 kg·hm^-2,占总模拟产量差的14%.播种时间、返青期追施氮肥类型、病虫害防治和返青期是否水分胁迫4个因子引起的产量差分别占总模拟产量差的7%、14%、10%和3%.因此,除土壤和气候状况外,管理措施也是造成产量差异的重要因素,通过优化管理措施可以大大减小产量差异.     

红壤丘陵区粮食生产的生态成本

人类的生产活动必然对资源与环境造成影响,以红壤丘陵区的湖南省祁阳县为研究对象,应用经济学和生态学方法,对粮食生产中的生态成本进行了研究。结果表明:2008年该区粮食生产生态损失总价值相当于当年农业总产值的4.85%;早、中、晚稻生态成本已分别达到3.18、2.44、3.02元/kg,而出售单价分别为1.76、1.90、1.84元/kg,高成本低收益的情况对该区域的可持续发展产生着不利影响;在当前生产力水平条件下,适度提高化肥、农药、农业机械、农膜、劳动力的投入,提高水稻产量,扩大家庭种植规模,可降低生产单位水稻的生态成本。     

黄河上游玛曲县生态环境问题与综合治理对策

1　自然地理条件概况玛曲县位于甘肃省西南部 ,10 0°4 5′4 5″～ 10 2°2 9′0 0″Ｅ ,33°0 6′30″～ 34°30′15″Ｎ ,土地总面积 1 0 19× 10 4 ｋｍ2 ,是黄河上游以藏民族聚居为主的纯牧业县。阿尼玛卿山、西倾山两大山系主脉形成的西部高山区、中南部阿尼玛卿山东南端和西倾山前山地带丘陵区及黄河沿岸河流阶地构成地形地貌格局[12 ] ,大部分区域海拔 35 0 0～ 380 0ｍ。玛曲属高原大陆性气候 ,年平均气温 1.1℃～2 .7℃ ,年平均降水量 5 0 1.6～ 6 15 .5ｍｍ ,主要集中于 5～ 9月 ,年蒸发量 10 0 0～ 15 0 0ｍｍ[5] 。年平均风速 2…     

艾比湖区域水质空间分布特征及其与土地利用/覆被类型的关系

为深入了解艾比湖周边水质空间格局的变化,利用2014年5月及2014年10月实测水样采样点研究了艾比湖区域4个水质指标的空间变化趋势,包括p H、电导率、矿化度及全盐。结果表明:(1)探讨2014年内干湿季水质的空间分布趋势,从总体上看,p H表现出明显的交错模式;电导率、矿化度及全盐在干湿季变化差异较大,高值均聚集在艾比湖周围,而在耕种土地、天然梭梭林附近值则较低;(2)分析各水质的空间自相关性,p H的HH主要分布于艾比湖北部,LL则主要集中于艾比湖南部。HL的分布,说明有较高p H值的点被有较低p H值的点所包围,表明了水质在一定程度上存在空间异质性。电导率、矿化度及全盐在沿着艾比湖周边到甘家湖梭梭林自然保护区随着地势的增高呈现出由HH-LH-LL的转变。(3)建立水质参数与各土地利用/覆盖类型之间的关系,研究表明研究区内林草地、盐渍地及耕地对水质的影响相对较为显著。(4)为了研究水质变化因素,选取耕地、林草地、盐渍地和未利用地与水质参数分别建立优选多元线性回归模型,所得到的相关系数R分别为0.58、0.72、0.74、0.71,结果表明优选拟合模型与数据的拟合程度较好。总之,开展艾比湖区域水质空间格局的变化趋势研究,对于干旱区水质的时空分布具有重要的理论和实际意义。     

不同肥力水平农田生态系统SPAC水分状态及能量特征

通过对农田生态系统土壤 -植物 -大气连续体系 (SPAC)水分、温度等昼夜观测 ,确定温度是影响 SPAC水分能量的重要因素 ,土壤水势呈现温度正效应 ,植物、大气水势呈现温度负效应。温度与土壤 -植物间水势差 (ψS- P)和植物 -大气间水势差 (ψP- A)呈正相关。农田生态系统 SPAC水分热力学函数研究得出 ,不论高、低肥区 ,冬小麦在不同生长发育时期 ,水分的相对偏摩尔自由能 (ΔG)均为土壤 >植物 >大气 ;水分相对偏摩尔熵 (ΔS)、焓 (ΔH)均为大气 >植物 >土壤 ;冬小麦在拔节期和扬花期 ,土壤水 ΔG皆为高肥区 <低肥区 ;植物水分 ΔG拔节期为高肥区 >低肥区 ,扬花期相反为高肥区 <低肥区 ;两个生育期大气水分 ΔG均为高肥区 >低肥区。在拔节期土壤 -植物间水分的 ΔG差值 (ΔGS- P=ΔGS-ΔGP)、植物 -大气间水分ΔG差值 (ΔGP- A=ΔGP-ΔGA)均为高肥区 <低肥区 ,扬花期ΔGS- P为高肥区 >低肥区 ,而ΔGP- A为高肥区 <低肥区。     

基于生境质量的唐县生态安全格局构建

生态安全格局作为景观生态学的重点及热点,其识别与构建对维持区域生态安全及实现区域可持续发展具有重要作用.本研究以河北省唐县为研究区,基于2016年土地利用现状数据,利用InVEST模型评估生境质量,确定生态源地;然后选取土地利用类型、生境质量指数、植被覆盖度、距水域距离、距居民点距离、距道路距离等阻力因子构建阻力表面,并采用阻力阈值法进行生态安全分区;最后运用最小累积阻力模型(MCR)判定生态廊道,从而综合构建唐县生态安全格局.结果表明: 唐县生态源地占总面积的3.3%,主要分布在斑块面积较大的林地和水域中,河北省四大水库之一的西大洋水库也位于生态源地范围内;根据耗费阻力突变点,将研究区划分为禁止开发区、限制开发区、优化开发区和重点开发区,各区占地百分比分别为18.9%、43.6%、27.6%和9.9%;唐县潜在生态廊道总长度为333.52 km,优化后生态廊道总长度为263.91 km,有助于各种生态交流.研究结果对唐县土地资源的合理可持续利用具有重要指导意义,可为唐县土地规划布局决策提供理论和技术支撑.     

污染场地地下水渗流场模拟与评价——以柘城县为例

地下水数值模拟技术可以定性、定量描述地下水系统中大量的不确定性和模糊因素。由于不合理的开发利用水资源,拓城县土壤和地表水受到污染严重。以拓城县作为研究区,通过探讨研究区的水文地质概念模型、地下水流运动的数学模型,求解该模型,确定研究方法。同时,结合地下水各类监测因子,对研究区的污染场场地地下水进行模拟评价,包括了参数率定和模型预测两部分,从而确定最合理的地下水开采方案。     

沿黄地区盐碱地种植水稻土壤理化性质的比较

土壤盐碱化是一个世界性的问题,中国盐渍土面积为3. 47×105 km2(不包括滨海滩涂) [1]. 陕西省沿黄地区分布有大面积盐碱地,该地区土地利用率极低. 盐碱地治理通常采用水利工程、化学改良和生物改良等措施[2-4] ,植物改良技术因具有费用少、见效快以及在改善大面积盐碱土的同时能获得经济效益等优点而受到广泛关注. 已有的在盐碱地区种植水稻(Oryza sativa Linn.)的研究集中在不同改良剂对盐碱地的改良效果及对水稻产量的影响,盐分胁迫对水稻生长的影响以及作物收获还田后对盐碱地的改良等方面[5-7]. Hussain等[8]研究了水稻在盐碱地的耐盐机制;罗新正等[9]认为,连续多年采用种稻模式进行单纯性洗排盐碱可明显降低松嫩平原盐碱地表层土壤的含盐量.     

长期定位施肥与地膜覆盖对土壤肥力和生物学性质的影响

采集沈阳农业大学棕壤定位实验站(1987年设置)的土样,测定土壤pH、有机碳、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、微生物生物量碳、氮和BIOLOG碳源利用,结合地上部分生物量,系统分析了长期施肥与地膜覆盖对土壤肥力指标和微生物学性质的影响.结果表明,传统栽培条件下,土壤微生物群落平均吸光度(AWCD)与土壤有机碳含量、速效磷和有效钾显著相关(p<0 01),表明施肥通过影响有机碳和速效磷、钾含量影响微生物功能.在覆膜栽培条件下,AWCD与土壤pH和土壤碳氮比显著相关(p<0.01),表明覆膜通过影响土壤pH和土壤碳氮比影响微生物功能.覆膜引起玉米生育期的变化,影响有效碳的投入,从而直接影响土壤微生物功能.与相应的传统栽培相比,覆膜栽培后土壤pH的变化对微生物群落结构有一致影响.