竹林土壤肥力是竹林发展与规划的重要依据。本研究以建瓯市毛竹林地土壤为对象,通过野外系统采样,选取全氮、碱解氮、有机质等9个土壤肥力指标,在GIS软件的支持下,利用模糊数学综合评价法进行竹林土壤肥力评价。结果表明,建瓯市毛竹林地土壤肥力总体属于中上等水平,土壤中全氮和有机质含量较高,有效磷和速效钾含量较低成为毛竹林地土壤肥力的主要限制因素。土壤肥力的空间分布呈现出西南和东北部较高,中部较低的特点。本研究结果可以为当地今后的生产实践及发展规划提供参考,也可为其他地区提供借鉴。

以樱桃番茄为供试材料,通过设施基质栽培试验,研究了不同茬口樱桃番茄的养分吸收规律和分配特点,旨在为樱桃番茄的科学施肥提供依据。结果表明:形成1000 kg果实樱桃番茄植株的N、P、K、Ca、Mg吸收量分别是4.31～4.79 kg、0.68～0.78 kg、5.60～6.43 kg、0.68～0.99 kg、0.31～0.48 kg,两茬樱桃番茄养分吸收比例N∶P∶K∶Ca∶Mg分别是1∶0.16∶1.30∶0.23∶0.11和1∶0.16∶1.34∶0.14∶0.06,在结果期,有40%～50%的N、P、K分配在果实中,而钙和镁在果实中的分配比例只有10%左右。Fe、Mn、B、Zn、Cu的吸收量分别是14～18 mg株-1、10～14 mg株-1、6.3～7.5 mg株-1、5.3～6.6 mg株-1、0.6～0.7 mg株-1。樱桃番茄的干物质累积以及养分吸收量从开花期以后迅速增加,N、P、K在开花期的累积量占整个生育期的比例是7.6%～14.4%,Ca、Mg在开花期的累积量能达到20%左右,所以在开花期要注重钙镁的补充。盛果期各养分的累积量占比最大,是养分大量吸收累积的关键时期,这一时期需要提供充足的营养保证果实的建成。

以1982年开始的长期定位试验红壤性水稻土为材料,采用野外采样与室内分析的方法,对耕层土壤微团聚体组成进行分析,以探究长期施肥(高量有机肥+化肥(2/3 OM)、常量有机肥+化肥(1/3 OM)、单施化肥(NPK))和地下水位(20 cm、80cm)对红壤性水稻土微团聚体分布、分形维数及特征微团聚体的影响。结果表明:长期施肥土壤2～0.25 mm团聚体含量表现为2/3 OM> 1/3 OM> NPK,而微团聚体含量均表现为2/3 OM <1/3 OM

市售商品水溶肥(D)对比,分析对空心菜产量、叶绿素、品质、常量及微量元素含量的影响。结果表明,炭基水溶肥对空心菜产量、品质及养分的影响与肥料施用的稀释倍数密切相关。同D4x相比,S10x、S8x和S5x显著提高空心菜产量达22.60%～38.98%,S10x和S8x显著提高维生素C含量7.68%和8.78%,S12x、S10x和S8x显著提高全N含量达4.76%～8.70%,S8x和S5x显著提高全K含量均约24%。炭基水溶肥与市售水溶肥都显著降低硝酸盐含量,同CK相比,S12x、S10x和D4x的降幅为15.69%～22.41%。炭基水溶肥还显著提高空心菜Fe、Mn和Zn等微量元素含量,以S10x和S8x处理效果尤为显著。施用炭基水溶肥具有空心菜增产优质的综合作用效果,且以8x～10x稀释处理效果最佳,且大部分指标明显优于供试的市售水溶肥。因此,生物质热裂解产品在开发有机-无机水溶肥方面具有一定的市场潜力。

为探究不同恢复方式下煤矸石山植被恢复情况,选取大同市晋华宫人工修复煤矸石山和自然恢复煤矸石山以及忻州窑自然恢复煤矸石山为研究对象,对三座煤矸石山的植物群落状况进行调查分析,并探讨其土壤方面的驱动因素。结果表明,晋华宫人工修复煤矸石山分布有4科4属4种植物;晋华宫自然恢复煤矸石山分布有6科10属10种植物;忻州窑自然恢复煤矸石山分布有5科7属8种植物;由置换多元方差分析和非度量多维度分析结果可知,忻州窑自然恢复煤矸石山的植物群落与晋华宫人工修复、晋华宫自然恢复煤矸石山植物群落差异显著,而晋华宫人工修复和自然恢复煤矸石山间植物群落差异不显著,晋华宫人工修复和自然恢复煤矸石山优势植物均为中华草沙蚕,忻州窑自然恢复煤矸石山的优势植物为菊叶香藜,表明地理位置显著影响煤矸石山的植物群落构建;人工修复10～20年的植物群落可达到与自然恢复50～60年较一致的效果,即人工修复可以缩短煤矸石山植物群落恢复的时间;土壤全氮、有效磷和丛枝菌根真菌孢子密度是影响植物群落差异的重要因素。

以贵州典型黄壤为研究对象,采用不同浓度的柠檬酸、苹果酸及酒石酸作为浸提剂,通过振荡浸提法及BCR连续提取法,研究了低分子有机酸对黄壤中Cd的浸提作用及黄壤中Cd的形态变化。同时,分析了低分子有机酸对黄壤中Cd活化的环境风险。结果表明:3种低分子有机酸均可促进土壤Cd的浸出,且随有机酸浓度的增加而增加,浸提效果大小为柠檬酸>苹果酸≈酒石酸。苹果酸、酒石酸分别与柠檬酸复合添加的浸提率,均高于单一添加苹果酸、酒石酸,小于单一柠檬酸。在有机酸作用下,土壤中弱酸可溶态Cd比例增加,增幅在21.11%～64.25%之间;可还原态Cd减少,降幅为7.88%～24.03%之间。可氧化态和残渣态Cd变化不大。有机酸的复合添加后,可进一步增加土壤中弱酸可溶态Cd,降低可还原态Cd,其中复合方式N5+P5效果最明显,但会增加土壤中Cd活化的环境风险。环境风险分析表明,柠檬酸对土壤中Cd活化的环境风险要远大于苹果酸和酒石酸,且随有机酸浓度的增加有增加趋势。

伴随金属材料行业的不断发展,电解金属锰因为高纯度、低杂质的特点,仍然是众多合金中不可替代的重要原料之一,生产中带来的土壤污染问题也受到重视。作为覆盖于地球表面的疏松物质,土壤中时刻发生着复杂的生化反应,同时土壤酶是一类重要的生化催化剂,如土壤中的过氧化氢酶可以防止过氧化氢对生物体的毒害,并且与土壤有机质含量、微生物数量均有关系,而脲酶、磷酸酶直接影响土壤的养分状况,对反应的进行有重要意义。土壤上的众多植物会在生长过程中分泌有机、无机物质影响这些反应。回顾并简要概括当前国内外Mn污染土壤修复研究现状,并通过对两种景观植物三色堇和羽衣甘蓝的研究,制备不同浓度的组织浸提液,加入至不同程度的锰污染土壤中,探究其对Mn污染土壤中酶活性的影响。结果表明,两种植物的组织浸提液对土壤过氧化氢酶及酸性磷酸酶的活性均有一定程度的促进作用,对脲酶活性有显著抑制作用,为污染土壤修复过程中的精准施肥提供指导,并通过该现象的发现,证明两种植物均对锰污染土壤具有一定修复效应。

及时掌握土壤盐渍化时空动态演化特征是预测其发展趋势、评价和配置改良时序的基础,对科学利用盐渍土资源和生态保护有重要意义。以无棣县为例,借助GIS平台,运用空间叠加和地统计模拟方法,分析2013年11月～2016年8月土壤盐渍化时空演化特征。结果表明:无棣县土壤盐渍化程度以中度为主,且盐渍化程度变化剧烈,总体盐渍化程度加剧;土壤含盐量自西南向东北沿海逐渐升高,季节性变化特征明显,并出现夏季土壤盐渍化加剧的"反常"现象;依据土壤盐渍化变化稳定性和总体趋势,将盐渍化演化趋向类型划分为极度稳定、难变改良、难变退化、易变改良、易变退化、极易改良、极易退化和极度敏感变化8种;西北和东北部土壤盐渍化变化活跃且复杂,易变改良区土壤盐渍化改良可行性最高,难变改良区改善经济潜力最大。

采用水培试验的方法研究了不同食葵新品种对盐胁迫的响应及其耐盐阈值,结果表明:不同品种食葵的株高、叶片数及根重均随NaCl浓度的升高而降低,而叶绿素含量在NaCl浓度为0～0.6%时稳定在一定水平上,NaCl浓度达到0.9%(LJ336)或1.2%(X3939、LJ316、LJ366)时开始降低。4个品种相比,LJ316的叶片数最多、叶绿素含量居第2位;LJ366的株高、叶片数、根量及叶绿素含量均居第2位;X3939的株高、根重和叶绿素含量最高,但叶片数最少且受盐胁迫影响降低幅度最大;LJ336的株高、根重、叶绿素含量均最低,叶片数居中。不同品种对盐胁迫响应的差异在NaCl浓度为0.6%～0.9%处理中较大,而0.3%的盐胁迫对食葵生长普遍影响较小,1.2%时又普遍发生了严重的抑制作用,均不利于观测品种间差异。LJ316、LJ366、X3939和LJ336的耐盐阈值分别为0.875%、0.868%、0.773%和0.712%。所以,与传统耐盐品种X3939相比,新育成品种LJ316和LJ366在苗期表现出较强的耐盐性,而且LJ366可以获得更高的生物量,LJ336耐盐性相对较低;叶片数和根重等是食葵生物量和耐盐能力形成的重要基础。

本文选取东北典型黑土区田块为研究区,实测获取土壤样点数据,基于遥感影像和地形数据,分别利用单一地统计、混合地统计和遥感反演方法预测土壤有机质(SOM)空间分布。结果表明:研究区SOM含量变异系数为31.897%呈中等程度变异,且存在强烈空间自相关性;对光谱反射率进行数学运算得到的光谱指数"Tan345"(Landsat8影像345波段夹角正切值)与SOM极显著相关,相关系数最高达0.570;以光谱指数"Tan345"与地形因子"G"(高程)为输入量、利用回归克里格法预测的SOM精度最高;研究区SOM含量西高东低,沟底和平缓的坡顶含量较高。研究结果对于促进精准农业、估算土壤碳库有着重要的意义,并为小尺度SOM预测提供借鉴。

耕地质量在空间分布上具有区域的差异性,开展耕地质量的空间差异性研究和驱动机制探索可为耕地资源的空间保护提供方法借鉴。本文以辽宁省东港市为例,运用空间自相关分析方法,分析了耕地质量在空间上的聚集性规律和分布特征,并探讨了影响耕地质量空间差异的驱动因素,提出了分区保护方案。研究结果表明:(1)在一定的距离阈值下,东港市耕地质量在空间分布上具有较强的空间正相关性,且空间自相关程度受到距离阈值的影响;(2)东港市耕地质量的空间集聚类型多以连片集中的形式出现,具有明显的空间特征;(3)耕地自然等指数,利用等指数和经济等指数的空间分布受到不同主导因素的影响;(4)根据耕地质量局部空间自相关分析结果,可将研究区划分为不同的耕地保护区,并根据耕地质量空间集聚类型进行分区保护和重点整治。

以怀来县为例,借鉴怀来县农用地分等中确定的影响农用地质量的7个因子,作为影响耕地后备资源自然质量的主要因子,分析了各因子可提升程度,运用加权平均法,确定各评价单元的预期自然质量等别为11等、12等、13等;选取耕地后备资源到城镇距离和到居民点的距离、交通便利度、连片度四个因素作为耕地后备资源的利用条件进行评价,并将评价结果划分为1级、2级、3级。将耕地后备资源自然质量预期评价结果与利用条件评价结果依据互斥矩阵原理两两组合,得到9种分区组合,考虑到怀来县的实际情况,最终把耕地后备资源划分为优先开发区:11-1、12-1、11-2,一般开发区:12-2、13-1、11-3,后开发区:13-2、12-3、13-3三种类型,并提出了开发建议。

采用因子分析与最小数据集相结合的方法,以北京市房山平原区农业地质调查的2435个土壤样品数据为研究对象,采用因子分析结合专家打分法确定权重系数,计算土壤养分综合指数(介于17.06～100),从分布结果可以看出,土壤综合养分较好的地区主要位于石楼-韩村河-琉璃河-窦店区域内,较差的地区主要位于永定河流域,土壤综合养分中间值则位于广大平原区与山前地带,通过与层次分析等其它评价方法对比,认为因子分析结合专家打分权重法结论一致性较高,方法可行性强,同时该方法能够最大限度降低主观因素影响,可用极少的指标评价土壤整体养分状况,提升农用地分等评价效率和数据质量,可作为同类工作提供方法参考。

以中分辨率成像光谱仪MOD13Q1产品为数据源,将归一化植被指数作为不同荒漠化等级的划分依据及评价因子,以此来反演2000～2016年阿拉善盟土地荒漠化时空动态演变过程。结果表明:阿拉善盟土地荒漠化具有自东南向西北逐渐改善的好转趋势,其中,阿拉善左旗和阿拉善右旗土地荒漠化得到有效遏制,改善效果明显,但额济纳旗土地荒漠化改善效果微弱。在不同荒漠化等级中,重度荒漠化所占比重最大,其次是中度土地荒漠化,再次是轻度土地荒漠化,非荒漠化土地所占比重最小。相关分析后发现,气温和降水与归一化植被指数之间具有正相关关系,但不显著。而牲畜数量与归一化植被指数值之间具有负相关关系,且呈极显著相关。可见,人类行动的实施才是防治土地荒漠化进一步恶化的有力措施。利用归一化植被指数对植被生长的高度敏感性,可以快速简便的划分出荒漠区和非荒漠区,同时基于GIS空间统计功能,可以有效地对不同程度荒漠化划分等级。通过空间分辨率高达30 m的Landsat TM5影像在不同荒漠化等级范围内的精度验证,总体评价分类精度达到85.11%,Kappa系数为0.82,两种不同空间分辨率的评价结果基本一致,可见归一化植被指数在反演大尺度下荒漠化动态演变过程的准确度和可行性。

农田土壤重金属问题长期以来一直备受各界关注,科学揭示重金属空间分异特征及影响因素,成为新常态下耕地质量管理的重要组成部分。以海伦市耕地为研究对象,通过反距离权重插值法得到整个研究区8种重金属元素空间分布特征,利用地理探测器模型诊断自然因素、区位因素、生产生活因素对8种重金属空间分异的解释力。结果表明,Cr、Cu、Ni、Pb、Zn变异程度强,As、Hg、Cd变异程度较弱。8种重金属空间分异显著,不同重金属元素含量空间分布也存在差异,空间分布呈现西北向东南方向阶梯变化。不同影响因素具有不同的作用机制,对不同重金属元素空间分异的影响具有差异性,Hg、Cd、Pb、Zn的主要因素是区位因素与自然因素,As、Cr、Cu、Ni的主要影响因素是区位因素和生活生产活动因素,总体上区位因素的影响力大于生产生活因素,生产生活因素的影响力大于自然因素,土壤重金属在原本固有含量的基础上受到类人为因素的强烈扰动进行了新的空间排列,逐渐改变了原有的空间分布特征形成新的分布格局。

利用湖南省安仁县渡口乡的长期定位试验平台（建于1985年4月）,研究稻-稻-油菜轮作土壤中芽胞杆菌丰度变化以及对作物产生促生长作用的解磷菌和解钾菌的影响。试验于2015年7月、2015年10月和2016年4月从试验点采集土壤样品、测定芽胞杆菌丰度、分离解磷和解钾菌株并进行种属鉴定和能力测试。通过荧光定量PCR分析,发现稻-稻-油菜轮作土壤中芽胞杆菌的数量较稻-稻连作土壤高24%36%。通过Blast在线比对,发现轮作和连作土壤中解磷和解钾菌属类存在不同,但优势菌类均为芽胞杆菌。通过解磷和解钾量大小分析,发现分离自轮作土壤和连作土壤的菌株之间并无显著差异。结果表明,与稻-稻连作相比,稻-稻-油菜轮作能够提高土壤中芽胞杆菌的丰度,且影响解磷菌和解钾菌的种类。

合理的轮作种植制度是改善土壤结构及有效利用土壤水分的重要方式之一。本研究以广西稻田为研究对象,在水稻-油菜轮作和双季稻处理条件下,利用CT扫描原状土柱,结合Image J软件及其插件计算获得土壤孔隙数量、弯曲度和孔隙连通性等孔隙结构特征参数并进行土壤结构三维重建。结果表明:轮作区的孔隙面密度大于双季稻区,孔隙度和孔隙数量均值(0.457%,451个)大于双季稻区(0.345%,358个),弯曲度及连通性(1.332,0.474)也大于双季稻区(1.272,0.217),但两者的水力半径没有明显差异。水旱轮作由于减少了土壤淹水时间,改善了土壤胶结状态,促进了作物根系生长和延伸,导致孔隙结构发育更好,导水性更强,是促进水稻田土壤结构改善和水分运移的倡导模式。

土力学性质是衡量土壤抗冲抗蚀强弱的指标之一,分析岩性差异对喀斯特坡耕地土力学性质的影响,可为今后喀斯特坡耕地土壤研究提供参考。通过野外采取土样、室内实验测定土壤土力学特性及SPSS软件差异性统计分析。结果表明:对于耕作层而言,土壤内摩擦角:石灰岩区(14.65°)>白云岩区(13.29°);土壤黏聚力:石灰岩区(13.18 kPa)<白云岩区(15.01 kPa);土壤液性指数:石灰岩区(0.186)<白云岩区(0.857)。对于犁底层而言,土壤内摩擦角:石灰岩区(15.44°)>白云岩区(14.08°);土壤黏聚力:石灰岩区(13.51 kPa)<白云岩区(14.71 kPa);土壤液性指数:石灰岩区(0.247)<白云岩区(0.477)。黔中喀斯特区石灰岩和白云岩区坡耕地土壤的内摩擦角、黏聚力、液性指数的差异性达到极显著水平;石灰岩与白云岩区坡耕地的土壤紧实度、塑性指数无显著差异性。

利用2014～2016年吉林省西部膜下滴灌玉米生育期自动土壤水分、自动气象监测资料对不同深度玉米土壤消退变化规律进行了探讨,根据田间土壤水分平衡,利用消退指数、逐日自动土壤水分监测及逐日1～7 d天气预报对未来逐日1～7 d的土壤水分进行了滚动预报。结果表明:膜下滴灌玉米在不同深度土壤消退指数呈先增大后减少的变化规律;随着土壤深度的增加,土壤消退指数逐渐降低并趋于平稳;30～50 cm土壤消退指数和时间有着较好的拟合关系,相关系数都在0.96以上;利用消退指数基于逐日自动土壤水分监测及逐日未来7 d天气预报,对未来1～7 d土壤水分滚动预报效果较好,可以在生产实际应用,有利于滚动了解未来土壤水分变化动态,及时把握土壤灌溉时机,科学灌溉,同时也可以为政府抗旱调度决策提供有力的参考依据。

以民勤土地退化治理水资源调控和耕地压减政策措施为研究对象,分析国家政策执行过程中地方政府和农户的响应以及政策失效问题,并分析造成国家政策失效原因。通过土地利用覆被变化监测,发现民勤水资源的调控政策取得良好的效果,但是耕地压减政策失效,当地政府对水资源调控政策的响应要远好于对耕地压减政策的响应。在国家-区域-农户的"自上而下"的政策制定以及推行中,下级政策执行者在响应上级的政策时均会考虑自身的利益,而耕地压减政策对当地政府和农户均不利,造成政策失效。土地利用覆被及其变化可以较为客观的表征国家生态治理政策实施的效果。