砾石长期覆盖对土壤呼吸的影响

砾石覆盖是西北黄土高原地区的传统保护性耕作技术,具有明显的蓄水、保墒、增温、压碱和保持地力作用。研究砾石覆盖农田系统中的土壤呼吸,有助于了解地面覆盖条件对CO₂通量的影响和土壤健康状况。利用LI6400土壤呼吸系统对甘肃皋兰长期砾石覆盖农田(12年)不同覆盖厚度下的土壤呼吸进行了原位监测,并对环境因子与土壤呼吸的日变化相关性进行了分析。结果表明:(1)土壤呼吸的日变化与温度的变化一致,呈单峰型,砾石覆盖后土壤呼吸峰值出现在16:00—17:00,明显滞后于裸地出现的峰值时间(14:00—15:00),且峰值随着覆盖厚度的增加而减小;(2)土壤表层(0~10 cm)温度与土壤呼吸呈极显著幂函数关系(P<0.01),砾石覆盖降低了土壤呼吸的温度敏感性指数(Q₁₀),覆盖后两次监测中Q₁₀为1.78~2.87(2017年)和1.70~1.96(2018年);(3)砾石覆盖后提高了夜间土壤呼吸,导致土壤呼吸的日累积碳排放量显著提高,随着覆盖厚度的增加而降低,覆盖处理中厚度为11 cm最小的碳排放量两次测量分别为2.00 g·m^-2和0.90 g·m^-2,比裸地分别增加了15%和18%;(4)土壤特征因子中,土壤水分、pH与土壤呼吸累积碳排放量呈正相关,有机质、碱解氮、速效磷、电导率与土壤呼吸累积碳排放量呈负相关。     

沙地秸杆覆盖蓄水保墒试验研究

本文研究了山东禹城沙地秸秆覆盖土壤蓄水保墒的节水途径和效果。结果表明:秸秆覆盖的沙地有效水分提高5-8%,并以麦秸覆盖350ks/亩蓄水保墒效果最佳。     

沙地秸秆覆盖蓄水保墒试验研究

本文研究了山东禹城沙地秸秆覆盖土壤蓄水保墒的节水途径和效果。结果表明：秸秆覆盖的沙地有效水分提高５－８％，并以麦秸覆盖３５０ｋｇ／亩蓄水保墒效果最佳。     

土地利用/土地覆盖变化研究的范围和主要内容

1 土地利用/土地覆盖动力机制与联动关系 地球陆地上或土地上覆盖物及其变化乃众多全球环境变化的生物物理过程的核心。土地覆盖是地球表面及近地表的生物物理状态。土地覆盖变化包括生物多样性、现实的和潜在的原有生产率、土壤质量以及径流和沉积速度中的种种变化。土地覆盖物以及其中的变化是大部分维持生物圈和地圈的原料及能量流的源泉和渊薮,包括少量的气体散逸和水文循环。     

土壤增温对不同深度土壤温度的影响

正过去的70年(1948—2010年)中陆地表面平均气温每10年增加0.17℃[1],据IPCC(2007)预计到21世纪末,全球平均温度将增加1.1~6.4℃[2]。近20年来,全球相继开展了大量的增温控制实验,研究各类生态系统对全球变暖的响应。据已发表的文献统计分析表明,目前野外增温控制实验主要集中于中高纬度地区的草原、农田、冻原和森林生态系统[3-6],在30°N以南的热带和亚热带地区野外增温实验鲜有报道[7-8]。     

不同覆盖条件对土壤水热分布影响的计算机模拟Ⅰ——数学模型

本文建立了用于数值解的不同覆盖条件下土壤二维水热运动数学模型。该模型中多孔材料覆盖层(砂砾、秸秆等)被当作传热多孔介质处理,对水分传输的影响被当乍具有一定阻力的阻挡层处理,且将油纸、塑膜及土面增温剂等均视为薄膜类材料。省略了许多假设条件,因而使覆盖效应的研究建立在更加科学的基础上,可以更为深入地了解覆盖层在不同气候条件下对土壤水分蒸发、入渗及地温影响机理和程度。为综合评价和选用农用覆盖材料及其参数提供了手段。     

不同覆盖条件对土壤水热分布影响的计算机模拟I—数学模型

本文建立了用于数值解的不同覆盖条件下土壤二维水热运动数学模型。该模型中多孔材料覆盖层（砂砾、秸秆等）被当作传热多孔介质处理，对水分传输的影响被当作具有一定阻力的阻挡层处理，且将油纸、塑膜及土面增温剂等均视为薄膜类材料。省略了许多假设条件，因而使覆盖 效应的研究建立在更加科学的基础上，可以更为深入地了解覆盖层在不同气候条件下对土壤水分蒸发、入渗及地温影响机理和程度。为综合评价和选用农用覆盖材料及其参数提供了手段。     

毛乌素沙地沙漠化过程及其气候因子驱动分析

通过对20世纪80年代,90年代,2000年3个时期遥感图像解译,分析了毛乌素沙地沙漠化过程及其驱动机制,认为毛乌素沙地近20 a来沙漠化程度有所减轻,植被覆盖有所增加。气候因素和人为因素是导致植被覆盖增加的决定因素,近20 a中该区年际气候变化表现为增温和降水波动,通过多元回归分析确定降水和气温是影响毛乌素沙地植被变化的关键气候因子, 气温升高是促使本研究区植被覆盖增加的主要气候因素,气温升高引起的生长季节的延长和生长加速是研究区NDVI增加的主要原因,即气候变暖促进了该区植被覆盖增加。人为因素的影响表现在20 a来农田和林地的大面积增加。     

北京地区农田氮素养分随地表径流流失机理

田间模拟降雨径流试验研究了北京地区农田暴雨径流氮素流失与雨强、作物覆盖、施肥因子的关系，以及侵蚀泥沙的粒径分布特征和对氮的富集作用。结果表明：（1）降雨强度越大，地表径流模数和侵蚀模数增大，氮素流失越多；作物覆盖有效地减少地表水土和颗粒态氮流失；（2）颗粒态氮浓度占径流全氮浓度的88.9%(施尿素）和98％以上（未施氮肥），是农田径流氮损失的主要形态；（3）施用化学氮肥增大了农田径流溶解态氮浓度，化学氮肥容易通过地表径流流失；（4）侵蚀泥沙的团聚体组成和原来土壤有很大差异，粒径＜0.25mm的团聚体，尤其是含氮量较高的＜0.045mm团聚体的富集是侵蚀泥沙富集氮的主要原因。减少地表径流和土壤侵蚀，降低表土速效氮含量是减少农田地表径流氮养分流失的关键。     

日本虎杖覆盖对连作的影响——日本西阿瓦陡坡土地农业系统传统耕作评价

禾本科物种(例如银草、芦苇)在日本传统的地膜覆盖农业中普遍使用,西阿瓦地区是全球重要的农业遗产系统(GIAHS)所在地。传统上,这里的农民使用银草覆盖农业土壤。但当地农民从长期的经验中了解到,日本虎杖覆盖更适合该地区茄科作物的种植。目前尚不清楚日本虎杖覆盖物为何对茄科作物的种植有益。在本项研究中,我们假设日本虎杖覆盖物可能会有效避免连续种植马铃薯的危害。因为过去每年都会种植两次本地马铃薯,因此,我们调查了日本虎杖覆盖对连续种植马铃薯以及番茄种植后对马铃薯产量的影响。在2018年进行的田间试验中,我们首先在连续马铃薯栽培的土壤和未耕种的土壤中比较了日本虎杖覆盖、银草覆盖和无草覆盖(对照)对马铃薯产量的影响,结果表明日本虎杖覆盖减少了马铃薯产量的降低程度。其次,我们比较了番茄种植后的土壤和未耕种的土壤中的虎杖覆盖和无草覆盖对马铃薯产量的影响,结果再次表明了日本虎杖覆盖减少了马铃薯生长和产量下降的程度。这些发现表明用日本虎杖覆盖有助于避免连续种植马铃薯的风险。     

日本虎杖覆盖对连作的影响——日本西阿瓦陡坡土地农业系统传统耕作评价（英文）

禾本科物种(例如银草、芦苇)在日本传统的地膜覆盖农业中普遍使用,西阿瓦地区是全球重要的农业遗产系统(GIAHS)所在地。传统上,这里的农民使用银草覆盖农业土壤。但当地农民从长期的经验中了解到,日本虎杖覆盖更适合该地区茄科作物的种植。目前尚不清楚日本虎杖覆盖物为何对茄科作物的种植有益。在本项研究中,我们假设日本虎杖覆盖物可能会有效避免连续种植马铃薯的危害。因为过去每年都会种植两次本地马铃薯,因此,我们调查了日本虎杖覆盖对连续种植马铃薯以及番茄种植后对马铃薯产量的影响。在2018年进行的田间试验中,我们首先在连续马铃薯栽培的土壤和未耕种的土壤中比较了日本虎杖覆盖、银草覆盖和无草覆盖(对照)对马铃薯产量的影响,结果表明日本虎杖覆盖减少了马铃薯产量的降低程度。其次,我们比较了番茄种植后的土壤和未耕种的土壤中的虎杖覆盖和无草覆盖对马铃薯产量的影响,结果再次表明了日本虎杖覆盖减少了马铃薯生长和产量下降的程度。这些发现表明用日本虎杖覆盖有助于避免连续种植马铃薯的风险。     

土壤增温对杉木幼林深层土壤CO_2通量的影响(简报)

<正>全球气候变暖已是不可争辩的事实,据IPCC(2007)预计到21世纪末,全球平均温度将增加1.1~6.4℃[1]。由此,在过去的20年中,全球相继开展了大量的增温控制实验,预测各类生态系统对全球变暖的响应。但是目前野外增温控制实验主要集中在温度受限制的中高纬度地区的草原、农田、冻原和森林生态系统[2-3],在30°N以南的热带和亚热带地区野外增温实验很少见[4-6]。由于低纬度地区的     

土壤增温对杉木幼林深层土壤CO2通量的影响（简报）

全球气候变暖已是不可争辩的事实,据IPCC(2007)预计到21世纪末,全球平均温度将增加1.1~6.4℃[1]。由此,在过去的20年中,全球相继开展了大量的增温控制实验,预测各类生态系统对全球变暖的响应。但是目前野外增温控制实验主要集中在温度受限制的中高纬度地区的草原、农田、冻原和森林生态系统[2-3],在30°N以南的热带和亚热带地区野外增温实验很少见[4-6]。由于低纬度地区的     

拉萨河流域青稞系统土壤微生物群落对多幅度增温的响应（英文）

目前有关青藏高原农田土壤微生物量及群落组成对实验增温的响应还未见报道。2014年5月,在西藏的一个青稞田布设了三个增温梯度实验(即对照、低幅度增温和高幅度增温)。低幅度增温和高幅度增温分别显著提高了土壤15cm深处的土壤温度1.02℃和1.59℃。2014年9月14日,对青稞田0–10 cm和10–20 cm的土壤进行了取样,之后通过磷脂脂肪酸法分析了土壤微生物群落组成。低幅度增温没有显著影响0–10cm和10–20cm的土壤总磷脂脂肪酸量、真菌、细菌、丛植菌根真菌、放线菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、原生动物、真菌与细菌比、革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比、土壤微生物群落组成;高幅度增温显著增加了土壤0–10 cm的74.4%的土壤总磷脂脂肪酸、78.0%的真菌、74.0%的细菌、66.9%的丛植菌根真菌、81.4%的放线菌、67.0%的革兰氏阳性细菌、74.4%的革兰氏阴性细菌,高幅度增温显著改变了0–10 cm的土壤微生物群落组成。高幅度增温对土壤10–20cm的土壤微生物群落组成、总的磷脂脂肪酸量、真菌、细菌、丛植菌根真菌、放线菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、原生动物、真菌与细菌比以及革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比也都无显著影响。因此,土壤微生物群落组成对西藏青稞田实验增温的响应与增温幅度有关。     

秋免耕对坝上地区农田风蚀及土壤理化性质的影响

秋免耕是中国北方风蚀区农田保护性耕作的主要措施,对土壤风蚀的抑制作用已得到普遍验证,但对土壤性质的影响还缺乏足够认识,是否具有保墒作用还存在争议.以地处北方农牧交错带的河北坝上地区康保县作为典型研究区,采用野外调查取样和室内实验分析手段,通过比较秋免耕地与邻近秋翻耕地风蚀前后表层土壤理化性质变化的差异,研究秋免耕对土壤...     

利用空间插值法估算云覆盖像元地表温度的可行性研究

云覆盖是热红外遥感应用和地表温度遥感定量反演的重要障碍。实验选取河北衡水地区Landsat TM影像,借助GIS的空间分析功能,探索运用反距离加权(IDW)和普通克里金插值(OK)方法近似估算3种典型地表类型(水面、城镇、农田)下的云覆盖像元地表温度的可行性。实验结果显示:当云覆盖区域达15 000个像元(约等于13.5km2)时,两种空间插值方法对城镇的云覆盖像元地表温度估算误差都为1.6°C左右,而农田和水面的估算误差在1°C左右(且水面估算误差小于农田),这与3种典型地表类型的地表温度空间异质性密切相关。因此,当Landsat TM图像中有少块云覆盖而发生地表温度值缺失时,利用空间插值法估算云覆盖像元的地表温度是切实可行的。     

垄膜保墒集雨对旱地桃园土壤养分及酶活性的影响

提高西北黄土高原旱地果园水分和肥料利用效率的途径和方法是该地区桃树稳产丰产的核心问题。探讨垄膜保墒集雨技术对土壤养分及酶活性的影响,为生产中合理利用垄膜覆盖提供理论依据。利用大田定位试验方法,在年均降雨量500 mm左右的西北黄土高原半干旱丘陵沟壑区选择5 a成龄"秦王桃"桃园,连续4 a研究了垄膜保墒集雨全年覆盖（PFM）、垄膜保墒集雨3~6月底覆盖（JM,2月底覆膜,6月底揭膜）及清耕（对照,CT）条件下不同土层（0~30 cm和30~60cm）土壤有机质、氮、磷、钾及酶活性的变化。实验表明：与CT相比,PFM和JM两种处理均显著改变了果园土壤有效养分成分,但两种处理之间存在差异。0~30 cm土层,土壤碱解氮PFM和JM分别较CT增加了27.7%和14.6%;其中0~30 cm土层有效磷PFM较JM减少了31.0%;在30~60 cm土层,碱解氮PFM较JM增加了9.7%、有效磷减少了11.5%;PFM、JM显著提高了土壤脲酶、磷酸酶的活性,降低根际过氧化氢酶活性。其中0~30 cm土壤PFM和JM较CT脲酶活性分别增加21.5%和51.42%,磷酸酶活性分别增加11.2%和21.4%,JM较PFM更有利于微生物和酶活性的提高。可见,垄膜保墒集雨技术JM处理更有利于果园土壤养分转化和树体养分利用,同时有利于土壤环境的改善。     

农田氮流失与农业非点源污染

随着氮肥的过量施用,农田氮流失容易造成农业非点源污染.农业非点源污染是农业环境富营养化的主要原因之一,改变了农业环境的生态结构与功能,造成很大危害.农田氮流失主要通过地表径流、农田排水和淋溶途径进入水体形成农业非点源污染,降雨状况、土壤特性、施肥状况、农业土地利用/土地覆盖和田间管理方式等因素与农田氮流失有密切关系.通过农田管理制度或立法、农田氮流失的源头控制和农田氮流失的扩散途径,可以实现对农业非点源污染的调控,降低施用化肥的环境风险.     

干旱区梨园不同覆盖条件下土壤环境因子综合性评价研究

在干旱沿黄灌区开展不同覆盖材料配合滴灌的灌溉保墒方式下,进一步研究了不同覆盖方式对梨园全生育期的土壤理化性状和养分含量变化影响,分析了土壤温度、水分、pH等和矿质营养元素间的相互关系,对覆盖后的土壤质量进行了综合性评价。试验处理分为无覆盖对照（T1）、园艺地布覆盖（T2）、玉米秸秆覆盖（T3）和黑地膜覆盖（T4）4个处理;试验设计为随机区组设计,每个处理小区均为167株梨树（约占地667 m²）,重复3次;各小区土样分0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土层取样。结果表明：（1） 园艺地布和黑地膜覆盖处理有一定的增温效应,而玉米秸秆覆盖有较好的降温和稳温效应,且增墒效应明显,土壤含水率比其他3种处理显著提高了1.0%~2.7%。（2） 相较无覆盖处理,黑地膜覆盖可提升表层土壤pH,并加速表层土壤有机质的分解,有机质含量较无覆盖处理下降33.1%;玉米秸秆覆盖可显著降低各土层的土壤pH,降低范围为1.8%~4.6%,并促进0~20 cm土层有机质的提升,土壤有机质含量增加12.2%;园艺地布覆盖下0~40 cm土层内土壤有机质含量和全盐量均有降低。（3） 黑地膜覆盖下0~20 cm和20~40 cm土层的碱解氮含量分别为73.00 mg·g^-1和64.53 mg·g^-1,均显著地高于无覆盖处理,无覆盖条件下土壤碱解氮在深层（40~60 cm土层）积累较多,显著地高于玉米秸秆和黑地膜覆盖;各处理0~20 cm和20~40 cm土层速效磷含量差异显著,大小顺序均为T4>T3>T2>T1,玉米秸秆覆盖可提升土壤速效钾和速效铁的含量。（4） 进行主成分分析表明不同覆盖方式对梨园浅层土壤环境因子的影响要明显大于深层土壤,在0~40 cm土层内各覆盖处理效果均好于无覆盖处理,其中玉米秸秆覆盖在0~20 cm和20~40 cm土层综合得分分别为1.189和0.326,覆盖效果最佳。     

持续性主动增温对中亚热带森林土壤呼吸影响研究初报

本研究使用自主研发的PID主动增温控制系统和自动化土壤呼吸长期室来探讨持续性主动增温对中亚热带森林土壤总呼吸速率的影响．初步实验结果表明：1）增温样地平均增温幅度是4．93℃,与预设的5℃增温相差0．07℃,完全到达预期的效果．对照样地的温度变化越缓慢,实际增温幅度越接近预设值．2）增温对土壤总呼吸速率的影响具有“光敏性”,即增温提高了夜间的总呼吸速率,但有光照情况下土壤的总呼吸速率呈下降趋势．3）增温后土壤呼吸最大值出现的时间从18时提前到15时,随着增温时间的增加,每日土壤总呼吸速率的上升曲线越来越陡．4）随着增温时间的增加,夜间土壤总呼吸速率与土温的拟合曲线越来越接近指数关系,酽从增温前的0．60增加到0．93．5）增温后土壤总呼吸速率更不容易受到降水的阻滞,恢复速度更快．产生这些现象的可能原因在讨论部分已加以分析．