黄土丘陵区小流域土壤碳氮磷生态化学计量特征的空间变异性

土壤碳、氮、磷是植物重要的营养来源和保障生态系统健康的重要生态因子,其含量及化学计量比的动态平衡对生态系统的生产力具有重要影响,分析土壤碳、氮、磷养分含量及化学计量比的空间变异性和影响机制,对区域土壤养分管理以及土地可持续利用具有重要意义。本研究选取位于黄土高原东缘的三眼井小流域,利用经典统计与地统计相结合的方法,分析了研究区表层土壤(0~20 cm)有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)以及土壤碳氮磷的化学计量比的空间变异性和影响机制。结果表明:(1)研究区表层土壤SOC、TN和TP的平均值分别为3.97、0.83和0.6 g·kg-1,C∶N、C∶P、N∶P的平均值分别为4.73、6.02、1.26,均属于中等变异水平。(2)土地利用类型和地貌类型对研究区土壤SOC、TN具有显著影响,林地和荒草地高于梯田和退耕地,梁上高于沟谷;TP主要受土地利用类型的显著影响,梯田显著高于其他三种土地利用类型;土地利用类型对土壤C∶N、C∶P和N∶P的影响较为一致,表现为梯田显著低于其他土地利用类型;C∶N还受到坡度和地貌类型的显著影响,C∶P和N∶P还分别受到坡度和海拔的显著影响。(3)采用回归克里格法得到的预测图更能体现环境要素的作用,空间预测精度较高,土壤碳、氮、磷生态计量特征的空间分布格局具有明显差异。因此,针对土壤碳、氮、磷生态计量特征的空间分布格局,采取不同的有机旱作、平衡施肥及水土保持措施等,并进行合理的空间配置,有助于改善研究区土壤碳、氮、磷的平衡状况。     

山西省化肥投入区域分异及环境风险评价

基于1985—2017年化肥施用量和作物播种面积, 采用化肥施用环境风险评价模型, 探讨了山西省化肥施用及环境风险的时空变化特征。结果表明, 山西省化肥施用总量在1985—2017年间整体呈增加趋势, 2017年山西省化肥施用强度为285.14 kg·hm-2, 大多数地区农田化肥投入过量; 其基本趋势是从晋北到晋南逐步增加, 晋西北投入少、晋东南投入高。总化肥施用强度极值比为2.4, 氮肥、磷肥和钾肥的极值比分别是1.9、2.7和3.4。全省11个地市氮磷钾投入比例是1:0.69:0.62, 不尽合理。山西省2017年化肥施用环境总风险指数为0.52, 呈低度环境风险; 氮、磷、钾肥施用的环境风险指数分别为0.50、0.58和0.55。氮肥施用的环境风险处于安全状态; 磷肥的环境风险区域集中在晋东南和晋中地区, 钾肥的环境风险区域集中在晋东南和运城地区, 均呈现中度、严重风险程度并有成片聚集特征。研究结果有利于调控山西农田施肥合理分布并进行分区指导, 制定不同施肥方案, 协调粮食增产和生态保护间的关系, 为防治农业面源污染提供决策参考。