福建省耕地土壤重金属含量和可浸提性研究

测定了福建省6市、县耕地土壤中的Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Hg、As等7种重金属元素的全量和可浸提态含量,并对测定结果进行了数理统计。结果表明,福建省耕地土壤存在着不同程度的重金属污染,但依元素不同而不同,重金属可浸提态含量占全量的10.0?52.2 Cu、Zn、Cd、Pb、Ni的可浸提态含量与全量之间的相关达极显著水平,Zn、Cd、Pb、As等4元素含量之间存在着显著正相关,而Ni则只与Zn元素有极显著正相关,Cu和Hg与其它重金属元素的相关则均不显著。     

世界主要国家耕地动态变化及其影响因素

在世界人口持续攀升、全球耕地面积不断减少的背景下,探讨世界主要国家耕地变化其影响因素,对于分析预测未来世界耕地变化趋势、研究世界粮食安全具有积极意义。选择2050年人口过亿的17个国家和耕地面积排名前10的国家为研究对象,在分析1961—2007年耕地总量变化、人均耕地变化的基础上,探讨了耕地变化影响因素。研究结果表明,从20世纪60年代到2007年间的不同时期内,有越来越多的国家表现出耕地减少趋势,而人均耕地面积减少的国家个数高达90%以上。满足人口消费需求、城市化与经济发展是大多数国家耕地总量变化的主要动力;而人口快速增长、城市化则是导致许多国家人均耕地显著减少的重要原因。     

福建省耕地土壤全氮密度和储量动态变化

准确估算土壤全氮密度和储量的动态变化能为氮肥优化管理和水体富营养化防控提供重要依据。以位于福建省不同地区的闽侯县、同安区、武平县和永定县1982年11087个样点及2008年1616个样点建立的1∶5万土壤数据库为基础,利用尺度上推的方法分析了1982—2008年福建省耕地全氮密度和储量的动态变化。结果表明,近30年来福建省耕地土壤氮素富集明显,全氮密度和储量分别上升了0.08 kg/m2和1.22 Tg,但不同土壤类型差异较大,紫色土土类、酸性紫色土亚类和猪肝土土属氮素富集最明显,全氮密度均上升了0.18 kg/m2;赤红壤土类、淹育水稻土亚类和赤土土属氮素损失最多,全氮密度均下降了0.10 kg/m2。水稻土土类、渗育水稻土亚类和黄泥田土属全氮储量增加最多,分别达1.24、0.80 Tg和0.71 Tg;赤红壤土类、赤红壤亚类和灰砂泥田土属下降最多,分别达0.13、0.13 Tg和0.08 Tg。因此,在今后的福建省耕地管理中根据不同土壤类型氮素富集程度合理指导施肥,以节约资源和减少氮素流失是十分必要的。     

苏南典型城镇耕地景观动态变化及其影响因素

基于高分辨率遥感影像获得3期土地利用数据,引入景观动态度和缩减强度指数分析了辛庄镇各村水田景观减少的速度和强度;利用转移矩阵和GIS地图叠加方法分析了辛庄镇水田景观变化的时空特征;应用冗余分析方法,直观地展现了主要的水田转变方式与各影响因子的定量关系。结果表明:1991-2009年间,研究区水田景观面积比例减少了30.5%,且呈加速下降趋势;各村水田景观缩减的规模、速度和强度差异明显;减少的水田主要被工业用地、鱼塘和居住用地占用,且这种现象集中发生在主要道路与河流周围。社会经济因子和区位因子对水田变化的空间差异具有很好的解释作用,且各因子对解释不同时段水田变化的空间分异的贡献率差异显著。     

湘中、湘东地区早籼稻耐土壤潜育性评价

我国南方稻区的主要低产稻田是潜育性稻田,约有一亿亩。挖掘其“潜在生产力”,种植耐潜育性土壤逆境胁迫能力较强的水稻品种,则是简便、经济而有效的重要途径之一。本文就几个早籼稻品种(组合)对潜育性稻田的生态适应性进行了较系统的观测,并初步提出了耐潜育性的几个鉴定指标,诸如根系生长量和幼穗分化期根系氧化力;分蘖早期茎蘖增长速率;分蘖后期单株干物质产量;乳熟期剑叶片过氧化氢酶活性GDI和光合强度等。上述鉴定指标,综合应用于水稻品种生态适应性和耐潜育性育种研究,有助于提高水稻抗逆性育种的效率。     

低温潜沼性逆境下不同耐受能力水稻根系动态变化

水稻根系生长分布与地上部生长及产量形成密切相关,定量研究低温潜沼性逆境下水稻根系分布特征对改进稻田管理方式及耐潜品种的选育等具有重要意义。以4个耐潜等级的8个水稻品种为实验材料,在水稻栽培环境模拟系统中连续栽植3年(2012—2014年),研究水稻根系在低温潜沼性逆境下的动态变化规律和分布规律,明确低温潜沼性逆境下水稻根系变化与产量构成的关系。结果表明:1)低温潜沼性逆境下水稻根系长度和数量的M值(绝对变化率)均大于0,P值(相对变化率)均小于0。表明,低温潜沼性逆境下水稻根系仍有一定增长,但与非低温潜沼性逆境相比,根系长度和数量均显著降低,降低程度因品种耐潜等级的高低而不同,耐潜指数高的品种(泸优5号和C优130)降低程度显著低于耐潜指数低的品种(川谷优204和协优027)。2)低温潜沼性逆境对0—10 cm土层根系的影响在5月底6月初最大;对10—30 cm土层根系的影响在6月底最大;对30—50 cm土层根系的影响在6月30日前后最大。3)低温潜沼性逆境下,水稻孕穗-抽穗期根系长度和数量与穗粒数、实粒数、结实率、产量之间呈显著正相关;与单株有效穗数和千粒重呈显著负相关,根系长度和数量的M值与P值,尤其是白根长度和数量的M值与P值可作为一个水稻耐潜能力评价指标进行考虑。4)低温潜沼性逆境下,不同土层水稻根系与产量构成因素间的相关性不同。0—10 cm土层根系长度和数量与有效分蘖数呈显著负相关;10—20 cm土层白根长度和数量与结实率呈显著正相关;30—50 cm土层根系长度和数量与着粒数呈显著正相关。     

浙江省新近耕地动态及其驱动因素

利用RS和GIS技术对2000、2005和2008年遥感影像数据进行人机交互解译,建立了2000-2008年浙江省耕地动态数据库,并运用岭回归分析法研究了耕地变化的驱动力及其特征.结果表明：2000-2008年间,浙江省耕地变化较剧烈,2000-2005、2005-2008年,研究区耕地年动态度分别为-1.42%和-1.46%,耕地主要流向城乡工矿居民用地.非农人口比例、房地产开发投资、城市绿化面积和果园面积构成了浙江省乃至我国东部发达地区耕地变化的主要驱动因素.     

沈阳市郊耕地土壤交换性Ca含量的空间异质性特征

利用地统计学和地理信息系统相结合的方法研究了沈阳市郊耕地土壤(0～20crn)交换性钙含量的空间异质性特征,绘制了交换性钙含量的空间分布图。结果表明,土壤交换性钙含量经对数转换后基本符合正态分布,变异函数的最佳理论模型为球状模型,交换性钙含量具有很强的空间相关性,空间自相关距离为15．8km,其空间异质性主要受成土母质和土壤类型等结构性因子的影响。     

东北地区耕地利用碳排放核算及驱动因素

随着我国社会经济的不断发展,耕地资源开发利用的广度和深度不断扩展,耕地的生产效率和生产规模逐步提高。与此同时,耕地管理活动中由农用品投入、能源消耗等产生的碳排放量也飞速增长。本研究以东北地区耕地利用碳排放为研究对象,采用生命周期法构建碳排放核算框架体系;基于东北地区1979—2015年碳排放量的估算结果,采用对数平均迪氏指数模型构建影响农业碳排放的驱动因素体系,深入探讨东北地区耕地碳排放的影响机制。结果表明: 与1979年相比,2015年耕地利用碳排放总量增长了21.9%,碳排放强度则降低了1.54 t·hm^-2。土壤管理和农用品投入碳排放是耕地利用碳排放的主要排放源,占排放总量的83.6%。土地生产率、科技资金配置率的提高,会增加耕地利用碳排放;投入产出比、人均耕地面积、科技投入强度降低,则会减少耕地利用碳排放。     

Miscanthus biomass productivity within US croplands and its potential impact on soil organic carbon

Interest in bioenergy crops is increasing due to their potential to reduce greenhouse gas emissions and dependence on fossil fuels. We combined process‐based and geospatial models to estimate the potential biomass productivity of miscanthus and its potential impact on soil carbon stocks in the croplands of the continental United States. The optimum (climatic potential) rainfed productivity for field‐dried miscanthus biomass ranged from 1 to 23 Mg biomass ha^?1 yr^?1, with a spatial average of 13 Mg ha^?1 yr^?1 and a coefficient of variation of 30%. This variation resulted primarily from the spatial heterogeneity of effective rainfall, growing degree days, temperature, and solar radiation interception. Cultivating miscanthus would result in a soil organic carbon (SOC) sequestration at the rate of 0.16–0.82 Mg C ha^?1 yr^?1 across the croplands due to cessation of tillage and increased biomass carbon input into the soil system. We identified about 81 million ha of cropland, primarily in the eastern United States, that could sustain economically viable (>10 Mg ha^?1 yr^?1) production without supplemental irrigation, of which about 14 million ha would reach optimal miscanthus growth. To meet targets of the US Energy Independence and Security Act of 2007 using miscanthus as feedstock, 19 million ha of cropland would be needed (spatial average 13 Mg ha^?1 yr^?1) or about 16% less than is currently dedicated to US corn‐based ethanol production.     

福建省灰水足迹时空变化及驱动因素

灰水足迹是稀释水污染物至达标需要的淡水体积,是评价水污染程度与水环境质量的重要方法,对灰水足迹进行核算与分析,可以促进福建省提高水环境质量,构建可持续的水生态环境。借鉴Hoekstra等提出的灰水足迹核算方法,对福建省及各地市2001—2017年的灰水足迹进行核算,对其时空变化特征进行评价并使用对数平均迪式指数分解法(Logarithmic Mean Divisia Index Method, LMDI)模型对灰水足迹变动的驱动因素进行分解。结果表明:a)总氮是决定灰水足迹总量的主要污染物,非点源污染是灰水足迹的最主要来源但占比由68.25%降至63.35%;b)福建省灰水足迹总量降低了9.58%,且各项指标都呈下降趋势,在空间上,灰水足迹总量及剩余灰水足迹东南多西北少,人均灰水足迹及灰水足迹强度东少西多;c)福建省灰水足迹变动的驱动因素中,经济因素是最大正向驱动因素,产生2932.96亿m³的贡献量,技术因素是最大负向驱动因素,产生-2630.31亿m³的贡献量。最后,针对福建省水污染问题提出建议:a)开展非点源污染防治专项;b)加快速度提...     

福建省主要入侵植物空间分异及其影响因素

在实地调查数据的基础上,本研究结合GIS空间分析技术和地理探测器模型,分析福建省入侵植物空间分布情况,以及地理与社会环境因子及其交互作用对入侵植物分布的影响.结果表明:福建省共记录入侵植物82种,其中,优势科为菊科,小蓬草、藿香蓟和空心莲子草出现频次最高.沿海区域的入侵植物物种数量多于内陆区域,福州和厦门为福建省外来入侵植物的两大热点地区.入侵植物在不同海拔均有分布,但入侵植物的种类随着海拔的升高总体呈下降趋势.地理探测器分析显示,自然环境因子中降水和社会经济因子中路网密度、人口密度是入侵植物空间分布的主要影响因子.各因子的空间交互作用会正向影响入侵植物的空间分布,这反映出入侵植物空间分布影响要素的复杂性.综上,将地理探测器应用到入侵植物研究领域是可行的,筛选出的环境指示因子可用于监测福建省入侵植物的适生区,从而为采取有效的防控措施提供科学依据.     

乌兰布和沙漠东北部不同耕作年限农田土壤有机碳密度及其影响因素

明确干旱区农田开垦过程中土壤有机碳变化及其影响因素对评估其固存特征具有重要意义。本研究以乌兰布和沙漠东北部不同开垦年限(2～5、12～15、25～30、40～50年)农田为对象,以未开垦的自然土壤为对照,采用空间代替时间的研究方法,探究农田开垦过程中0～2 m土层内土壤有机碳密度变化特征及其影响因素。结果表明: 随开垦年限的增加,浅层(0～0.4 m)土壤有机碳密度呈持续增加趋势,但农田土壤有机碳密度均处于较低水平(0.990～1.983 kg·m^-2)。深层(1.2～2 m)土壤有机碳密度在开垦年限较长(25～30和40～50年)的农田中有所增加,而在开垦年限较短(2～5和12～15年)的农田中无增加趋势。未开垦土壤和各耕作年限农田深层土壤有机碳密度在0～2 m土层中占比较大(28.9%～38.6%)。不同耕作年限农田中土壤有机碳密度随土层深度的增加均呈先减小后增大的二次函数关系,且拟合度较高(R²为0.757～0.972)。土壤黏粒和粉粒含量是影响0～2 m土层有机碳密度的关键因素,且耕作年限对浅层(0～0.4 m)土壤有机碳的积累具有重要促进作用。     

鄂尔多斯高原弃耕农田恢复过程中土壤物理性质和生物结皮的变化

在鄂尔多斯高原软梁、硬梁弃耕农田上选取一系列不同时限的弃耕农田,研究弃耕演替过程中地表凋落物、生物结皮,以及不同土层土壤容重、机械组成、含水量的动态变化.结果表明: 软梁弃耕农田表层(0～10 cm)物理环境随弃耕年限增加明显改善,土壤黏粒含量、地表凋落物随弃耕年限增加明显增加,土壤容重明显降低,土壤含水率略微升高;中层(10～30 cm)土壤物理环境随弃耕年限增加稍显恶化,土壤黏粒含量升高,土壤含水量略微降低;深层(30～50 cm)土壤物理性质变异较大.硬梁弃耕农田土壤表面凋落物盖度、生物结皮盖度、生物结皮厚度随弃耕年限增加而增加,表层(0～10 cm)土壤容重、黏粒含量、含水量随弃耕年限变化总体变化不显著,深层(10～40 cm)土壤物理性质变异较大.地表凋落物和土壤黏粒物质的累积导致软梁弃耕农田土壤水分浅层化,可能是20年内浅根性多年生草本植物群落取代半灌木油蒿群落的关键因素.硬梁弃耕农田在演替过程中未见油蒿入侵,可能与较高的浅层含水量和生物结皮发育有关.     

福建省安溪县土地利用时空演变规律及其关键驱动因素

以福建省安溪县为研究边界,选取了1999—2019年该县及所属乡镇的耕地、林地、草地、园地、水域、建设用地和未利用地等7个土地利用类型作为物种变量,与其相关性较大的社会经济指标为环境变量,采用典范对应分析和空间自相关等方法进行分析,以明确安溪县和所属乡镇的土地利用时空演变特征及其关键驱动因素。研究结果表明:安溪县1999—2019年间土地利用类型变化总体上呈"三减四增"态势,并在全局空间分布格局上呈明显的聚焦状态。全县耕地、草地和水域面积分别减少36.82%、22.91%和8.18%,而林地、园地(主要是茶园)、建设用地和未利用地面积则分别增加了10.37%、56.39%、206.08%和90.14%。就林地面积而言,近10年来安溪县24个乡镇中有1/3的乡镇林地呈下降趋势。其中,祥华、大坪、虎邱、参内、福田和城厢6个乡镇林地面积减少明显。研究表明:在县域水平上,主要土地利用类型变化,除了受地理因素的制约外,主要受社会经济指标和宏观政策的驱动因素调控。排位最大的前3个因素分别是社会消费品零售总额、地区生产总值和茶叶产量。在镇域水平上,不同乡镇由于地理条件,特别是城镇化水平和经济发展状况...     

福建省行业碳排放驱动因素分解及其与经济增长脱钩关系

主要部门和重点行业的二氧化碳排放是区域碳排放的主要来源。厘清行业碳排放影响因素,分析其与区域经济增长相互关系及程度,从而推动部门和行业碳减排对于落实区域碳排放总量控制具有重要意义。本研究运用对数平均迪式指数分解法(LMDI)和Tapio脱钩模型对福建省1997—2017年13个主要碳排放行业进行碳排放驱动因素分解和脱钩分析。结果表明: 电力、热力的生产和供应业是福建省主要的碳排放行业,1997—2017年,其碳排放总量由18.89 Mt上升到120.63 Mt,增长量为101.74 Mt。有色金属冶炼及压延加工业、纺织业、黑色金属冶炼及压延加工业的碳排放增长速度最快,其年均增长率分别为18.1%、12.1%、12.1%。13个主要行业碳排放变动的驱动因素中,经济增长效应和人口规模效应是主要的正向驱动因素,能源结构效应、能源强度效应和产业结构效应的抑制作用在不断增强。从脱钩关系来看,13个主要碳排放行业的脱钩指数整体呈下降趋势。从“十一五”时期开始,部分行业开始出现不同程度的强脱钩。而在“十三五”时期,农、林、牧、渔、水利业表现为扩张负脱钩,电力、热力的生产和供应业表现为弱负脱钩。能源结构效应和能源强度效应对各行业实现脱钩的影响较大,产业结构效应的脱钩努力较小,人口规模效应未做出脱钩努力。     

星云湖枝角类群落变化的长期特征与驱动因素

以星云湖为代表的云南大中型湖泊近年来受到多个环境压力的胁迫,出现水质持续恶化、环境功能降低、生态系统退化等问题。目前针对这些湖泊生态环境的研究主要集中于以富营养化为代表的单一环境胁迫,且以短期监测为主,因此有效的湖泊治理与生态修复急需评价多重环境压力的长期驱动过程与特征。本文围绕星云湖枝角类群落沉积物记录,开展了多指标(如色素、粒度等)的综合分析,并结合湖泊调查、历史资料和多变量统计方法对主要环境压力与长期生态响应模式进行了识别。结果表明:沉积物分析中共鉴定出枝角类10属16种,其中盘肠溞属与象鼻溞属占绝对优势;在1890年之前湖泊沉积物色素浓度稳定在较低水平,随后湖泊生产力缓慢上升且沉积物颗粒(63μm)增加;1980年初开始沉积物色素含量快速上升,耐污种C.sphaericus明显增加并成为绝对优势种;随着湖泊生产力水平的上升,枝角类生物量持续增加(R2=0.753,P0.001,n=33),且枝角类群落出现显著变化(R2=0.953,P0.001,n=33);同时,随着外来鱼类的引入和鱼类捕食压力的变化,象鼻溞生物量总体下降但个体大小变化不明显;营养水平的持续增加与水生植物的逐渐消亡,可能导致了枝角类物种趋于单一,底栖枝角类生物量总体下降。总之,星云湖枝角类群落结构与生物量在过去100年来出现了显著变化,湖泊富营养化与生产力的变化是主要驱动因子,同时外来鱼类的引入、水文条件及水生植物的变化也对枝角类群落产生了重要的影响。