农业耕作土壤与人工经济林地土壤磁化率和质地特征对比

通过对关中东北部地区人工经济林地土壤（JJC2）和农耕地土壤（JJC1）磁化率与粒度分布特征的研究和对比．试图阐明土地利用方式对土壤发育过程的影响。结果表明：农业耕作土壤和人工林地土壤的磁性特征有着明显的差异;农耕地长期的耕作、污灌以及C4作物玉米的生长与秸秆焚烧等农业管理方式可以增大土壤风化成土作用强度,增加土壤的磁化率;土地利用方式对土壤粒度分布的影响显著,表层0～40cm,1年生作物农田土壤〈2μm和50μm～2000μm颗粒含量均高于人类活动干扰小的多年生园林土壤的含量;整个剖面耕地土壤和人工林地土壤〈2μm和50μm～2000μm颗粒含量变化差异均大于2μm～50μm颗粒变化。图1,表2。参14。     

关中东部不同土地利用方式对土壤质地影响探讨

以陕西关中渭北作为研究区,选取典型农业耕地和人工苹果林地,分析出这两种土地利用方式对土壤粒度分布的影响。结果表明：①研究区土壤主要由粉砂和黏粒组成,占总含量的80％以上,总体属于粉砂质黏壤土;②不同土地利用方式土壤砂（〉50μm）、粉砂（2μm～50μm）和黏粒（〈2μm）含量差异显著。耕作土壤2v～50μm含量明显低于人工苹果林地,而〈2μm和〉50μm含量却高于苹果林地;③不同土地利用方式土壤粒度分布的变异系数不同。耕作土壤粒度分布的变异系数整体小于苹果林地土壤。耕作土壤,〈2μm和〉50μm的的变异系数在上层较高,2μm-50μm的变异系数在整个剖面变化不大。苹果林地土壤,〈2μm的变异系数在上层较低,〉50μm变异系数的变化与〈2μm相反,2μm～50μm的变异系数在整个剖面变化不大。究其原因,人类活动如不同的耕作或管理方式以及种植作物类型可能是影响土壤粒度分布的主要因素。图1,表2,参10。     

土地利用对潮棕壤电导率影响的研究

对中国科学院沈阳生态实验站潮棕壤水稻田、玉米地、撂荒地和人工林地4种土地利用方式经过14年后土壤电导率在土体10个土层中的剖面分布进行比较研究,结果表明:不同土地利用方式及不同深度土层土壤电导率差异显著。表层,玉米地土壤电导率显著低于其他3种土地利用方式;150 cm深度内土壤电导率平均值为林地>撂荒地>玉米地>水稻田。水稻田土层具有相对较高的土壤电导率,可能主要受植稻过程中土壤淋溶及复盐基作用的影响;林地深层相对较高的土壤电导率可能主要受树木根系分布的影响。不同土地利用方式下土壤剖面中电导率与有机C、全量N、P、S、有效态N、P、S、pH、交换性Ca、Mg、K、Na、CEC、DTPA浸提态Fe、Mn、Cu、Zn之间具有不同的相互关系,反映了不同土地利用方式下元素的生物地球化学循环对土壤电导率的影响。由此,土壤电导率可作为指征不同土地利用方式对土壤性质影响可行的土壤化学指标。表4,参13。     

施肥对模拟侵蚀黑土土壤微生物群落代谢活性的影响

单施化肥和化肥配施有机肥两种施肥方式对模拟不同侵蚀强度（采用人工剥离表层土壤0cm、10cm和30cm）黑土的土壤微生．物量和土壤细菌群落代谢活性均有影响。平板稀释培养法和氯仿熏蒸浸提法研究结果表明,随着表层土壤剥离深度的增加,土壤可培养微生物和土壤微生物量碳呈显著降低趋势;化肥配施有机肥与单施化肥相比有助于提高土壤微生物数量。应用BiologECO板对土壤细菌群落代谢活性研究表明,代谢活性随剥离深度增加而降低,增施有机肥有利于提高细菌群落的代谢活性。主成分分析显示,施肥方式的不同是导致土壤细菌群落代谢产生分异的主导因素,土壤剥离为次要因素。在一定剥离范围内（10cm内）,土壤细菌群落代谢功能变化不大,增施有机肥可以更好地恢复土壤微生物原有的代谢活性。图3,表3,参18。     

关中东部不同土地利用方式下土壤理化性质对比研究

通过对关中东部3种典型土地利用方式（花椒地、农耕地、苹果林地）下土壤理化性质的分析,结果表明：不同土地利用方式下土壤的理化性质有所不同,①黏粒含量是：苹果林地〉农耕地〉花椒地,粉砂是：花椒地〉苹果林地〉农耕地,砂粒是：农耕地〉花椒地〉苹果林地,有机质的含量是：花椒地〉农耕地〉苹果林地。3个剖面总体趋势均表现为随着土层的加深有机质含量减少。②土壤有机质与土壤黏粒、粉粒含量、元素（Cu、Fe、Mn、zn）、水分含量呈极显著或显著正相关关系,与pH值和CaCO3呈极显著负相关关系。元素（Cu、Fe、Mn、zn）与黏粒、有机质含量呈显著正相关,与pH值呈显著负相关。图2,表3,参19。     

东北平原典型农业县不同利用方式对耕地土壤养分状况的影响研究

研究不同利用方式对耕地土壤养分状况的影响,可以为有效地指导农业生产、促进土地资源的保护和持续利用提供科学依据。在获取大量土壤养分数据的基础上,系统地分析了不同耕地利用方式对吉林省德惠市土壤养分状况的影响。结果表明,在11种土壤养分中,有效锰、有效磷、有效锌、有效铁和有效铜在不同利用方式下变异系数较大。不同耕地利用方式对土壤全氮、有效磷、速效钾、缓效钾具有显著影响,而对土壤有机质的影响不显著。因农户对菜地的投入及管理水平明显高于粮田,造成菜地土壤的大量元素含量高于粮田。除有效钼在旱田和水田中的含量无显著差异外,水田中的有效铜、锌、铁、锰、硼均明显高于旱田,主要原因为水稻田施微肥较多。表4,参16。     

三江平原典型草甸小叶章湿地土壤的反硝化作用

选择三江平原典型草甸小叶章湿地土壤（草甸沼泽土）为研究对象,采用厌氧淹水培养法,研究了不同土层的反硝化率、反硝化能力及反硝化速率。结果表明,不同土层的反硝化率均随培养时间延长而增加,0～30cm土层的反硝化率较高,30cm以下土层较低且相近;不同土层的氖损失贡献率在不同阶段具有明显的时空分异特征,0～30cm土层的氮损失贡献率较高,介于52．39％和57．91％之间;不同土层的反硝化速率与培养时间均符合一阶指数衰减模型（R2≥0．97）,上层土壤的反硝化速率明显高于下层土壤。不同土层的反硝化率和反硝化速率与土壤理化性质密切相关,反硝化细菌的剖面分布可能对其具有重要影响。图3,表4,参24。     

基于SPOT VEGETATION数据的关中地区近10年来植被覆盖变化分析

利用SPOT VEGETATION1998.4-2007.12的NDVI（Normalized Difference Vegetation Index,归一化植被指数）数据,结合地理信息系统技术,对我国关中地区的植被覆盖情况进行了动态监测。采用最大化合成法、均值法、一元线性回归分析和R/S分析法分析了关中地区近10a来各地区、各土地利用类型的NDVI变化特征和变化趋势。分析结果表明：近10a来关中地区年均NDVI值整体呈增加的趋势;渭南市的年均NDVI最低;各土地利用类型的Hurst指数均在0.5～1之间,即为可持续性序列,耕地、草地、水域等有持续性增加的趋势,但是林地NDVI值有持续性减小的趋势,须采取一定的措施防止林地退化。     

黑龙江南部黑土区土壤重金属空间分异规律研究

采用地理信息系统（GIS）技术和地统计学相结合的方法，研究了黑龙江南部典型黑土区双城市土壤全量铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）、镍（Ni）、镉（Ca）5种主要重金属元素的空间分异规律。结果表明：研究区土壤各重金属的半方差函数模型均可用球状模型和指数模型较好地拟合。其中Zn、Nj和Cd具有强烈的空间相关性，表明这3种重金属元素受土壤内在属性影响较大。而Cu和Pb具有中等强度的空间相关性，表明这2种重金属元素由土壤内在属性和人为因素共同起作用。Cd、Pb和Cu较Zn和Nj的变程小，说明研究区土壤前3种重金属元素含量可能主要受到较小尺度因子的影响。研究区土壤各重金属元素空间分异规律如下：Cu和Ni呈东高西低的趋势，Pb呈南高北低的趋势，而Zn和Cd分别表现为块状分布和岛状分布的特点。图3，表2，参8。     

果园土壤贮水量神经网络估算模型研究

利用神经网络对土壤水分进行预测时，一般需考虑多个因素（如气象因素和土壤特性等），需测量多种参数值。神经网络模型只以0～100cm范围内各层的土壤含水量为输入变量，对0～180cm土层的土壤含水量进行了预测，并与Biswas估算模式的预测结果进行了比较。结果表明：神经网络方法具有很高的预测精度，预测值的相对误差在-4．26％～3．22％；Biswas估算模式的预测效果较差，预测值的相对误差在-11．87％～7．95％。由此可见，该神经网络模型具有较强的便利性和实用性，可用于对本地区果园的土壤墒情进行估测。图8，表2，参14。     

免耕对黑土蚯蚓数量和土壤密度的影响

以自2001年秋在吉林省德惠市中层黑土上进行的耕作定位试验小区为研究对象,对比免耕和常规耕作对东北黑土蚯蚓数量和土壤密度的影响.试验设计为裂区随机区组设计(免耕和常规秋翻两个处理),4个区组,种植作物为玉米和大豆.在玉米6叶期和8月末或9月初两次测定蚯蚓数量,土壤密度秋收后测定.采用SAS软件对2004～2006年的蚯蚓数量和土壤密度进行方差分析.试验结果表明,耕作方式、作物类型和采样时间对蚯蚓数量的影响较大,均达显著差异(P《0.05).免耕处理的蚯蚓数量是秋翻处理蚯蚓数量的2.4倍,种植大豆的蚯蚓数量是种植玉米蚯蚓数量的1.6倍,第1次的蚯蚓数量是第2次蚯蚓数量的1.9倍.耕作方式和作物类型对土壤密度没有显著影响.虽然免耕处理使5cm～10cm的土壤密度略有增加,但免耕的土壤密度与秋翻的土壤密度相比,并无显著差异.因此,同常规秋翻相比,免耕明显增加土壤中的蚯蚓数量,而且不会引起土壤的板结.     

土壤有效磷及其化学测试方法研究进展

磷素对自然系统和农业系统所具有的深远影响仅次于氛而远远高于其他元素。从磷的总体肥力水平上看,磷素缺乏问题是全球性问题。如果土壤全磷含量低作物就极易缺磷,但丰磷土壤容易导致大量的有效磷进入水体造成环境灾难。因此,准确的土壤磷测试方法无论是对农业增产还是对环境保护都具有十分重要的意义。在过去的近百年中,科技工作者在土壤磷素的有效性、磷素的转化、化学测试磷的方法及其作用模式方面做了大量的研究,参35。     

高泉小流域生态恢复的水土效益评价研究

依据生态经济学原理,采用层次分析法,建立了高泉小流域生态恢复的水土效益评价指标体系和评价模型。根据指标体系和评价模型对研究区的坡地、梯田的草地、林地和农田等不同类型土地进行生态恢复的水土效益进行评价。评价结果为：高泉小流域生态恢复的水土效益指数为44．819。其水土效益排序指数排序为：土壤养分效益〉林草地生态恢复效益〉土壤水分含量效益〉农田土地生产力效益。总的研究结果表明：生态恢复治理措施对农田土地生产力和土壤水分效果较之于土壤养分和林草地植被恢复效益来说低,这种评价结果比较符合当地实际。也说明该小流域通过治理后,生态恢复还处于初始阶段。图1,表2,参7。     

不同施肥措施对黑土土壤水分及保水性的影响

在长期定位试验中,采用中子水分测量仪对其中的4个处理(F1-无肥、F2-中量化肥、F3-高量化肥、F4-高量化肥加有机肥)进行了为期3年的土壤水分监测。结果表明:施肥处理显著影响了土体内的水分变化,影响范围主要是10cm~90cm。深度超过90cm之后,施用高量化肥的处理含水量超过了其它3个处理,施用相对高量的化肥具有明显的保水作用,而施用有机肥则增加了土壤的疏松透气性,因而增加了蒸发。施肥多的两个处理比较于不施肥和施肥少的处理水分的纵向变幅要大。施入了高量化肥的处理,在高产的同时,保存了70cm以下土体的含水量,而施入同样高量化肥配合有机肥的处理,深层的含水量没有单施高量化肥的高。施用化肥降低了土壤水分的蒸发,提高了保水性。施用化肥同时施用有机肥改善了土壤的透气性。施用有机肥的处理具有如下特点:在含水量高的时候,有排水的作用;在含水量适中的情况下,蒸发量最小,有保水的作用。不施肥的处理,在适宜的水分条件及干旱的情况下,蒸发量最大;在土壤含水量较大的情况下,蒸发较慢,相对而言不具有保水及排涝的作用。图5,表2,参13。     

基于非线性修正策略的空气质量预警系统研究

建立科学、有效的空气质量预警系统,对于保护人们的身体健康和促进社会和谐稳定具有重要的科学价值和实际意义.为此,本文首先利用孤立森林(isolationforest,iForest)算法进行空气质量指数(air quality index,AQI)离群点分析,然后建立了一种空气质量预警系统,该系统由数据预处理模块、优化模块、预测模块和修正模块构成,融合了时变滤波经验模态分解(time varying filtering based empirical mode decomposition,TVF-EMD)、改进的蝴蝶优化算法(modified butterfly optimization algorithm,MBOA)、离群鲁棒极限学习机(outlier robust extreme learning machine,ORELM)和非线性修正策略,该预警系统成功地实现了空气质量的有效预警.同时,以污染程度不同的5个城市作为实验地点对预警效果进行检验,结果表明:1)与经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)相比,TVF-EMD可以更为有效地降低原始数据的非线性和非平稳性特征;2)基于MBOA的误差非线性修正策略比其他误差修正策略更胜一筹,可以显著提高预警系统的性能;3)建立的预警系统的性能要优于其他对比模型,可以对污染程度不同的城市进行有效预警.     

黑龙江省黑土区水土流失现状分析

东北黑土区是全世界仅有三大块黑土区之一,黑土土质疏松,有机质含量丰富,是最为肥沃的耕作土壤,有＂土中王＂之称,是大自然赋予人类的得天独厚的宝藏。近二三百年来,随着人类不合理的开发利用,珍贵的黑土层正以每年剥蚀0.3 cm~1.0 cm的速度流失。目前黑土区坡耕地黑土层厚度已由开垦初期平均80 cm~100 cm降到20 cm~30 cm。按照现有的侵蚀速率和防治进度推算,40 a~50 a后大部分黑土层将流失殆尽,对区域生态环境及社会经济的可持续发展造成严重危害。