开垦对农业生态系统土壤有机碳动态变化的影响

因烧垦而引起的土地利用变化仍然是碳素释放的主要来源,从而导致了土壤有机碳含量下降和土壤质量退化。根据该领域的一些研究结果及近年研究进展,概述了开垦对农业生态系统土壤有机碳动态变化的影响,提出了今后我国黑土地区的研究方向。表2,参23。     

农田黑土微生物量碳的研究

根据试验测得的黑土微生物量碳结果,分析了黑土微生物量碳与土壤结构、土壤肥力以及环境条件之间的关系,为改良农田黑土,提高农田黑土土壤肥力提供依据,为黑土区农业的综合治理提供了技术支撑。表2,参5。     

东北北部农田黑土障碍因子调控措施试验

黑土耕垦后,肥力性状发生很大变化,大多数则表现为自然肥力逐渐下降的趋势,并派生出降低土壤生产力水平的障碍因子。根据农田黑土调控措施试验结果分析,深松耕法水分利用效率提高12.7%,组合施肥水分利用效率提高14.5%;深松耕法提高化肥利用效率5.7%,组合肥提高化肥利用效率9.8%,深松 组合施肥提高化肥利用效率11.2%。     

黑土退化阶段与强度分析

综合分析了黑土退化的影响因素,黑土退化的主要驱动因子是土壤有机碳的变化,有机碳的变异过程直接影响到土壤各要素的变化。利用新的方法进行分析,提出黑龙江省黑土退化发展的阶段和退化的强度。     

黑土农田优化管理对策与技术

分析了黑土农田养分现状和肥料效应,阐明了有关农业措施对土壤培肥和粮食增产的作用,提出了实现黑土农田养分优化管理的对策与技术。图1,表1,参21。     

农业管理措施对土壤有机碳固存潜力影响的研究进展

回顾了近年来国内外农业管理措施对土壤有机碳(SOC)固存潜力影响的研究进展,分析了土壤碳库的源汇效应及其影响因素,着重介绍了耕作制度、轮作制度、施肥制度和残茬管理等农业管理措施对土壤有机碳固存潜力的影响,指出应加强对土壤有机碳固存潜力和农业管理措施对土壤有机碳库影响的研究,以便制订合理的农业管理政策,进而缓解全球变化。参31。     

海伦市农田黑土机械组成与土壤全量养分相关关系研究

主要以海伦农田黑土为对象,研究海伦土壤颗粒机械组成、全量养分含量,探讨土壤机械组成与土壤全量养分的相关性.结果表明,海伦市农田黑土机械组成粉粒(0.02mm～0.002mm)占25.85%,黏粒(《0.002mm)占34.46%.粉粒与土壤全氮、全磷、全碳含量呈极显著正相关,与全钾不相关;黏粒与全氮、全碳呈极显著负相关,与全钾、全磷不相关.     

农田黑土玉米生长过程模拟研究

利用DSSAT模型中的CEHES—Maize模型,对东北黑土区5种基础肥力的农田黑土,通过空间移位置于相同气候条件下的玉米生产力进行模拟研究。结果表明,DSSAT模型能够准确地模拟东北5种基础肥力的黑土农田玉米全生育期的生长过程,在不施肥和施化肥两种条件下决定系数R^2均接近1;对不同年份不同处理玉米产量模拟分析得出,在不施肥条件下均方根误差RMSE为159．03,施化肥条件下均方根误差RMSE为160．1;对不同处理最大叶面积指数模拟分析得到模拟值与实测值差异不超过4％的结论。表明该模型在进行遗传属性参数校正后能够指导实际玉米生产。图2,表3,参15。     

东北黑土资源质量变化特征研究概述

东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,但随着黑土资源的不断开垦,土壤退化问题日益加剧。详述了近几十年来黑土资源质量的变化特征,分析了黑土质量退化的各种自然与人为因素。通过分析得知,东北农田黑土总的变化趋势是黑土层变薄,有机质含量下降,土壤养分平衡失调,物理性状恶化,土地生产力降低,大部分高产农田变成中、低产田,严重制约了东北及我国粮食生产和经济的可持续发展。图1,表3,参19。     

东北农田黑土碱解氮现状评价

利用黑土区农田耕层土壤取样调查的方法,对黑土农田碱解氮现状进行评估。结果表明:由南向北碱解氮逐渐增高,同时具有南北和东西两个方向的异质性,依据含量大小分为高、中、低3个区域,为黑土农田合理施肥提供了依据。图3,表1,参7。     

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。     

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。     

烟台地区土壤温度变化特征及预测模型研究

根据烟台某一气象站提供的2003年与2005年气象资料及土壤温度数据,对此地区土壤温度的变化特征及其预报模型进行了研究。结果表明：各个土层土壤温度变化规律基本一致,1月份土壤温度最低,到7月份达到最高值,同时也表现出土壤温度年变化振幅随深度增加而减小的规律。基于气象因子的多元回归模型对深层土壤温度预测精度不够理想,而BP人工神经网络模型（ANN-BP）相比多元回归模型则能显著提高预测精度,是一种良好的土壤温度预测模式。     

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。     

洛川塬区典型农业土壤与苹果园土壤重金属分布调查与评价

对洛川不同土地利用方式的土壤重金属污染进行分析研究,结果显示,不同利用方式下的土壤重金属污染及分布特征有明显区别。耕地和苹果林地土壤重金属污染指数均小于1．0,土壤中砷（As）和铬（Cr）含量超出绿色食品土壤环境清洁安全值警戒线。土壤重金属综合污染指数耕地深度在30cm～65cm范围内超出警戒线,林地在深度65cm～115cm范围内超出警戒线。图1,表4,参21。     

短期免耕对黑土孔隙度的影响

对短期玉米免耕和秋翻处理对耕层黑土孔隙度的影响进行了分析。结果表明,耕作处理对土壤孔隙度影响较大,毛管孔隙和贮存孔隙在整个剖面内免耕均小于秋翻,但秋翻处理下的中小孔隙占有很大比例。两个处理之间的大孔隙数量相差很小,多在3%～8%之间。秋翻总孔隙度表现出表层和底层差异很大,而免耕孔隙分布相对均匀,且上下孔隙连通性较好。     

黑土剖面水热异质性调查

通过野外调查的方法测定了典型黑土剖面土壤含水量和温度,并利用统计学分析了水热性状在2．2m×2．1m空间上的异质性。结果表明：尽管土壤容积含水量、密度、温度沿剖面垂直方向有规律的变化,但在水平方向存在较大的变异,容积含水量最大差异可达6．5个百分点,温度可达3．0℃;由于黑土剖面土壤密度变化较大,土壤质量含水量无论是垂直方向还是水平方向均存在较大的空间变异,容积含水量能够更好地反映土壤水分的空间变化。图7,表2,参9。     

土壤有机无机复合体的研究进展

对土壤有机无机复合体的结构、生态功能以及影响有机无机复合体组成的因素进行了综合性评述.土壤有机无机复合体是土壤营养的供给源,是形成土壤结构的物质基础,是固持重金属及有机污染物的载体.随着研究手段的完善,现代测试技术及计算机技术的应用,从纳米角度及微观构型方面更新了人们对有机无机复合体结构和功能的认识.从环境角度出发,阐述土壤有机无机复合体的固碳潜力在生态学上应用,讨论影响其形成的重要因素,以期从有机无机复合体形成的角度揭示培肥土壤的实质.参69.     

黑土区长期施肥后土壤供氮能力与氮肥利用特征的研究

利用采自中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验地土样,进行框栽试验,种植玉米,比较了长期不同施肥后黑土供氮能力的变化特征和长期不同施肥对氮肥利用率的影响。结果表明：与长期不施肥处理相比,施肥能显著增加土壤铵态氮、硝态氮、可矿化氮含量和土壤生产力、植株吸氮量;与长期单施化肥相比,化肥配施有机肥能够提高土壤铵态氮、硝态氮、可矿化氮含量和土壤生产力、植株吸氮量。长期不施肥处理土壤的氮肥利用率最高,其次为长期单施化肥处理,氮肥利用率最低为化肥配施有机肥处理,这进一步说明长期施肥能够提高土壤氮素肥力。图3,表3,参13。