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当期目录

    2019年 第38卷 第12期    刊出日期:2019-12-10
    研究报告
    未来气候变化情景下三峡库区马尾松林生物量固碳动态与空间分异
    冯源,肖文发,黄志霖,朱建华,鄢徐欣
    2019, 38(12):  3567-3576. 
    摘要 ( 54 )   PDF (2237KB) ( 37 )  

    为了解气候变化对三峡库区主导森林类型的固碳动态与空间格局的影响,本文基于森林资源规划设计调查数据、生态过程模型(3-PG)和探索性空间分析,预估了2009—2050年3种气候情景(BS、RCP4.5和RCP8.5)下三峡库区马尾松林生物量固碳速率变化及其空间分异。3种气候情景下马尾松林生物量固碳速率变化趋势一致,均由2009年的4.59 Mg C·hm-2·a-1迅速降低并在2026年由正值变为负值后趋于平稳。2050年BS、RCP4.5和RCP8.5这3种情景的固碳速率分别为-0.14、-0.15和-0.15 Mg C·hm-2·a-1。模拟期间气候变化将使三峡库区马尾松林固碳速率增加8.31%~9.71%。三峡库区马尾松林固碳速率具有随海拔升高而增加的趋势,在全局尺度上不存在显著的空间集聚特征,但在局部尺度上却显示出库区中部(开州区、万州区)和东部(秭归县)存在“高—高”集聚模式、库区南部(丰都县、巴南区)存在“低—低”集聚模式;渝北区、万州区、巫山县和秭归县为热点,而巴南区及奉节县为冷点。未来需要根据固碳速率的时空动态加强对三峡库区马尾松林的管理,以促进林业的可持续发展,保障区域生态安全。

    干旱化对樟子松固沙林氮磷循环的影响
    谢尧,赵琼,李炎真,于占源,林贵刚,曾德慧
    2019, 38(12):  3593-3600. 
    摘要 ( 69 )   PDF (660KB) ( 7 )  

    为研究半干旱区进一步干旱化对森林生态系统氮磷循环的影响,以科尔沁沙地樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工固沙林为对象,分析了3种不同降雨量条件下(天然降雨、降雨量减少30%、降雨量减少50%)氮磷养分在一个生长季内的吸收、归还和分解释放3组流通量及其对应的流通率。结果发现,降雨减少30%处理下,樟子松对氮的归还量与归还率显著下降27.3%和37.3%,其余流通量与流通率变化不显著。降雨减少50%处理下,氮的吸收、归还与分解释放量显著下降59.9%、36.0%和50.3%,磷的归还量显著下降38.1%,氮归还与分解释放率显著下降39.9%和32.7%,而地表枯落物层中的磷含量则显著上升27.4%,磷的吸收量和氮磷吸收率变化不显著。降雨减少引起氮磷归还与分解释放率的下降,预示着干旱化导致沙地樟子松固沙林存在养分循环失衡的风险。

    新疆伊犁河谷镰叶锦鸡儿(Caragana aurantiaca)幼株种群年龄结构
    韩大勇,赵玉,贾娜尔·阿汗,张维,杨允菲
    2019, 38(12):  3601-3608. 
    摘要 ( 60 )   PDF (886KB) ( 18 )  

    镰叶锦鸡儿(Caragana auruntiaca)为豆科矮小灌木,我国仅分布于伊犁河谷特克斯河河岸带,目前对镰叶锦鸡儿幼株种群年龄结构的研究尚无报道。本研究在特克斯河沿岸镰叶锦鸡儿的集中分布地段,选择围封禁牧的解放桥和放牧干扰的76团作为样地,每个样地选择河岸、河漫滩和阶地3种生境,每种生境设置3个20 m×20 m的样方,采用芽鳞痕辨别年龄的方法,对比研究了两种管理方式下镰叶锦鸡儿幼株种群的年龄结构,并分析了土壤因子对幼株年龄结构的影响。结果表明,围封样地无1~3 a实生幼株,幼株株数集中在5~10 a,3种生境种群及总体均属于衰退型年龄结构。而在放牧样地,阶地和河岸实生幼株种群为衰退型年龄结构,河漫滩和总体为增长型年龄结构。低龄级实生幼株(1~5 a)与土壤速效氮含量密切相关,高龄级实生幼株(6~11 a)与土壤速效磷含量密切相关。灌丛分株种群总体以1~5 a最多,占69.9%,为增长型年龄结构。在未来镰叶锦鸡儿灌丛生态系统管理中,可进行适度的放牧利用,增加土壤速效氮含量,降低灌丛间杂草盖度,有利于镰叶锦鸡儿种群的种子萌发和实生幼株生长,促进种群的补充更新。镰叶锦鸡儿通过营养繁殖方式弥补了实生幼株种群衰退所引起的负面影响,维持种群数量的优势与建群地位。

    温度调控外源氮添加对毛竹细根分解及其养分释放的影响
    刘仁,张宇飞,金志芳,毛瑢,张扬,李晓东,陈伏生
    2019, 38(12):  3617-3625. 
    摘要 ( 69 )   PDF (790KB) ( 15 )  

    细根分解是毛竹(Phyllostachys edulis)林碳和养分归还的重要组成部分,但外源氮添加和温度如何共同影响毛竹细根分解及养分动态尚不清楚。本文通过360 d的微宇宙室内培养试验研究施氮(0和5 mg N·g-1细根)和温度(18和28 ℃)对细根分解过程中CO2累积释放量、重量损失、养分(N、P、Ca、Mg、Fe、Mn和Cu)浓度和残留量以及酶(酸性磷酸酶AP、葡萄糖苷酶BG、半纤维素酶CB、亮氨酸氨基肽酶LAP和乙酰氨基葡萄糖苷酶NAG)活性的影响。结果表明:CO2累积释放量、重量损失和酶活性均随着培养温度的增加而增加,而细根N、P浓度和残留量、P/Mn则呈现相反的趋势;施氮对毛竹细根分解及酶活性的影响随着培养温度的变化而存在差异,在28 ℃时施氮显著降低CO2累积释放量、重量损失、N/P、N/Mn、AP和BG活性,而在18 ℃时,施氮显著降低细根Mn浓度及残留量、N/Mn、BG和NAG活性。施氮和温度交互作用显著地影响0~180与0~360 d细根分解过程中CO2累积释放量、重量损失、AP和NAG活性。细根分解过程N浓度、N/Mn、P/Mn与AP、BG、NAG活性均呈显著负相关,而Mn浓度与BG、NAG活性呈显著正相关。可见,外源氮添加和温度通过共同影响酶活性调控毛竹细根分解速率及其养分归还量,研究结果为准确评估和预测全球变化背景下毛竹林碳和养分循环提供科学依据。

    围封和放牧草地植物多样性对氮添加的响应差异
    刘思洋,李雪华,骆永明,徐锰瑶,马晓彤
    2019, 38(12):  3635-3641. 
    摘要 ( 60 )   PDF (671KB) ( 31 )  

    针对科尔沁沙地持续放牧草地和围封草地,探讨利用方式(围封和放牧)和短期氮添加(0、5、10和20 g·m-2)对草地植物多样性的影响。随施氮量增加,围封草地植被高度、密度、盖度和生物量显著增加,而物种丰富度和优势度却显著下降。围封草地根系性状指数随施氮量增加而显著下降,功能多样性指数变化不明显,但20 g·m-2氮添加处理显著降低了功能离散度。放牧草地植被状况和植物多样性受放牧影响高于氮处理,但比根长群落权重均值(CWM)随施氮量增加而显著增加。围封和低氮交互作用会促进植被恢复和提高植物多样性,但高氮会降低植物多样性和系统稳定性。生物量与植物多样性呈显著负相关,植被状况和物种多样性对草原短期管理措施的响应敏感度高于功能性状和功能多样性。植物根系性状对干扰具有较强烈的响应,因此建议草原长期管理要加强植物功能多样性的研究。

    不同海拔露蕊乌头种子内源激素和萌发随储藏条件和时间的变化
    赵迪,卜海燕,王素玉,张雁明,刘坤,齐威,徐当会,王顺霞
    2019, 38(12):  3651-3659. 
    摘要 ( 53 )   PDF (708KB) ( 6 )  

    种子休眠与萌发直接关系到种质资源保存、种群更新和群落组建,而作为调控种子萌发与休眠的内源激素一直备受关注,但一直未形成普遍接受的理论或假说,更缺乏其对环境条件适应性的研究。本研究以青藏高原东部高寒草甸退化草地常见植物露蕊乌头(Aconitum gymnandrum)种子为对象,分析不同海拔种子在常温和低温储藏下内源激素(ZT、GA、IAA、ABA)含量的动态变化及其对种子萌发的影响。结果表明:露蕊乌头种子处于较深休眠状态(最高萌发率仅为37.33%),且低温有利于维持其休眠;高海拔露蕊乌头种子萌发率显著高于低海拔种子,高海拔种子中较高的促进类激素含量(ZT、GA)及较低的ABA含量可能是其具有较浅休眠深度的原因;种子萌发或休眠释放不是促进类激素含量的升高或抑制类激素含量的降低引起的;IAA对露蕊乌头种子萌发具有正向调节作用。

    棘孢曲霉对多年生黑麦草牧草品质和产量的影响
    张婷,赵春程,傅金民,刘林德,李晓宁
    2019, 38(12):  3667-3672. 
    摘要 ( 50 )   PDF (519KB) ( 15 )  

    多年生黑麦草(Lolium perenne)作为一种优良牧草,在畜牧业中被广泛应用。研究表明,棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)能够提高多年生黑麦草的抗逆性,促进其生长。本实验在田间条件下,研究了棘孢曲霉对多年生黑麦草生长量、产量、干草产量、牧草品质、矿质元素、生长激素以及代谢产物的影响。结果表明:外源添加棘孢曲霉显著提高多年生黑麦草的生长量、产量和干草产量以及叶片中N、P、K、Ca和Mn的含量。此外,接种棘孢曲霉的多年生黑麦草叶片含有较多的粗蛋白和粗脂肪,同时对多年生黑麦草的生长激素和代谢产物有显著影响。这些研究结果为棘孢曲霉在多年生黑麦草上进一步应用提供了科学依据。

    配施有机物料对华北小麦-玉米轮作体系土壤节肢动物的影响
    吴宪,张婷,孔云,李刚,赵建宁,杨殿林,张贵龙,王丽丽,修伟明
    2019, 38(12):  3689-3696. 
    摘要 ( 52 )   PDF (494KB) ( 10 )  

    为研究有机物料与化肥配合施用对华北潮土区小麦-玉米轮作体系下中小型土壤节肢动物群落结构的影响,在天津市宁河区试验基地设置5个不同施肥处理大田试验,分别为:单施化肥处理(A1),单施生物有机肥处理(A2),化肥与生物有机肥配施处理(A3),化肥与秸秆配施处理(A4),化肥-生物有机肥与秸秆配施处理(A5)。结果表明:整个调查期共获得各类中小型土壤节肢动物1237头,隶属4纲7目36科,真螨目和弹尾目在各处理中均为优势类群,其中真螨目全罗甲螨科(Perlohmanniidae)和弹尾目等节跳科(Isotomidae)为小麦季优势科,真螨目全罗甲螨科和杆棱甲螨科(Mochlozetidae)为玉米季优势科。小麦季,化肥-生物有机肥与秸秆还田(A5)处理的中小型土壤节肢动物总数和多样性指数(H)显著高于其他处理(P<0.05)。玉米季,各处理中小型土壤节肢动物总数变化为A5=A4>A2>A3>A1,A4处理的多样性指数、均匀度指数和丰富度指数与A1处理具有明显差异(P<0.05)。群落相似性指数分析表明,不同作物季不同施肥处理间土壤动物群落组成异质性较高,相似性系数较低。这表明施肥方式显著影响不同作物田中小型土壤节肢动物群落组成和结构,生物有机肥与秸秆的添加对其数量、多样性指数和丰富度指数的影响效果显著,其中化肥-生物有机肥与秸秆配施方式更有利于土壤动物群落结构的稳定。

    冻融循环和长期放置对西南喀斯特地区土壤中多环芳烃解吸行为的影响
    安显金,李维
    2019, 38(12):  3706-3716. 
    摘要 ( 41 )   PDF (998KB) ( 13 )  

    土壤是多环芳烃(PAHs)的主要环境汇集库,而PAHs的解吸和生物有效性主要受土壤与PAHs相互作用以及自身理化特性等的影响。自然界冻融循环和长期自然作用过程对西南喀斯特地区土壤中PAHs的解吸行为的影响仍不清楚。本研究选取西南喀斯特地区两种典型土壤(黄壤和石灰土),选取菲和芘为代表性PAHs化合物,在实验室中模拟冻融循环和长期放置两种环境过程对土壤中PAHs解吸过程的影响。结果表明:冻融循环和长期放置显著影响土壤对PAHs的解吸行为,在这两个过程中土壤颗粒结构和孔隙等发生变化,可能改变土壤颗粒与污染物的作用方式和作用强度,导致深入土壤吸附态PAHs分子与水溶液隔离,致使其解吸能力下降甚至被锁定;冻融循环和长期放置下,西南喀斯特地区土壤中PAHs的解吸速率与其疏水性呈显著负相关。

    拟南芥miRNA172b-5p、miRNA172e-5p和miRNA472-3p靶向MSH6基因参与Cd应激响应
    成智博,王鹤潼,赵强,张延召,贾春云,何蕾,崔伟娜,台培东,刘宛
    2019, 38(12):  3738-3746. 
    摘要 ( 62 )   PDF (836KB) ( 10 )  

    MSH6在激活细胞周期阻滞和修复镉诱导的DNA损伤等方面具有重要功能。本研究以拟南芥为实验材料,通过生物信息学分析发现,MSH6具有miRNA172b-5p、miRNA172e-5p、miRNA472-3p等microRNAs (miRNAs) 的作用靶点。利用烟草双荧光素酶报告系统体外验证检测发现,与阴性对照组相比,miRNA172b-5p、miRNA172e-5p和miRNA472-3p均可显著抑制荧光素酶的相对活性,其比值分别下降了25.5%、47.2%和49.5%。采用拟南芥植株瞬时侵染体内验证结果显示,miRNA172b-5p、miRNA172e-5p和miRNA4723p分别上升了178.9%、123.6%和37.6%;同时,qRT-PCR(real time quantitative reverse transcript polymerase chain reaction)结果表明,拟南芥幼苗在1.25、2.5、4.0 mg·L-1 Cd胁迫7 d后,与对照组相比,MSH6表达显著降低,分别下降了20.3%、22.7%和38.2%。而miRNA172b-5p、miRNA172e-5p和miRNA472-3p表达显著增加,二者呈显著的负相关关系(r=-0.997,P<0.01;r=-0.997,P<0.01;r=-0.952,P<0.05),表明miRNA172b-5p、miRNA172e-5p和miRNA472-3p是拟南芥Cd胁迫响应的miRNAs,并且靶向MSH6基因。本研究为DNA mismatch repair (MMR)对Cd毒理调控机制的研究提供miRNA理论基础。

    水环境中三氯生残留对轮叶黑藻的生态毒性效应
    张立娜,王芷茵,安婧,李茹
    2019, 38(12):  3754-3761. 
    摘要 ( 45 )   PDF (788KB) ( 9 )  

    随着三氯生(TCS)在水体环境样品中不断被检出,其对水生生态系统的毒害效应引起了日益广泛关注。采用毒理学实验方法,研究了TCS低浓度长期暴露对轮叶黑藻的生态毒性效应。结果表明,0.05~0.5 mg·L-1 TCS暴露下,轮叶黑藻体内均有不同程度的TCS残留,其中0.1 mg·L-1 TCS处理组中植株体内TCS含量最大。与对照相比,轮叶黑藻叶片中叶绿素含量在整个暴露周期内呈现出抑制-促进-抑制的变化趋势,茎部叶绿素含量在暴露初期被显著抑制随后逐渐回升。植株叶片内可溶性蛋白含量呈现促进抑制促进的趋势,而茎部可溶性蛋白含量的影响则呈现出先促进后抑制的趋势。此外,TCS暴露对植株体内抗氧化防御系统具有破坏作用,且TCS对植株叶片和茎部抗氧化酶活性的影响具有差异性。上述结果为有效评估水体环境中TCS的生态风险提供了毒理学数据和理论依据。

    鲫鱼在圆柱绕流尾迹中的卡门步态
    王凯辉,纪茹萱,刘哲恒,王思莹
    2019, 38(12):  3771-3778. 
    摘要 ( 47 )   PDF (1420KB) ( 15 )  

    鱼类对周围水流环境的运动行为响应机制对鱼类的生态保护和仿生应用都有重要的意义。本文以鲫鱼为研究对象,利用高速摄影实验技术和ANSYS FLUENT数值模拟软件,研究了鱼类在圆柱绕流形成的卡门涡街流场中的游泳行为,并与其在均匀流场中的运动行为进行了对比分析。通过分析鱼游过程中身体形态的变化,得到鱼摆尾频率、转角、振幅和身体变形波长、波速等特征参数,并分析了各参数随来流速度和流场结构等因素的变化规律。结果表明:鲫鱼在卡门涡街流场中可能采用卡门步态运动模式来保持位置,该模式的呈现与否与涡街的强度和频率相关;以卡门步态行进时,鱼与涡街流场相互耦合作用,其摆动频率与卡门涡街的脱涡频率保持一致;与鲫鱼在均匀流场中游动时的变形和运动状态相比,卡门涡街中的鲫鱼头部摆角和整个鱼体的摆动幅度都明显增大,摆尾频率变低,身体变形波长和波速变大。本研究结果可加深我们对鲫鱼游动机理的认识和理解,为鱼类仿生应用和生态保护提供基础支撑。

    祁连山东部冰沟河流域景观格局与河流水化学特征关系
    周俊菊,向鹃,王兰英,种国双,朱国锋,魏伟,冯炜,黄美华
    2019, 38(12):  3779-3788. 
    摘要 ( 67 )   PDF (1560KB) ( 12 )  

    以2016年9月冰沟河流域的土地利用数据和河流水化学数据为基础,以河水采样点为中心分别建立三种尺度的缓冲区,运用Fragstats 4.2软件计算景观指数,再采用冗余分析方法分析不同尺度下的景观格局与水化学特征关系。结果表明:流域内不同土地利用/覆被类型对河流水化学特征的影响存在差异,耕地和建设用地的增加会在一定程度上促使主要水化学元素向河水中汇集,草地对水化学元素起到固持作用,水域和荒漠具有稀释作用,上游地区林地与水化学特征主要表现为正相关关系;该流域内,斑块密度、景观分离度和斑块连通性指数在200 m和600 m尺度下对水化学特征具有较好的指示意义;1000 m缓冲区尺度下的面积加权平均斑块分维数及600 m尺度下的景观形状指数与水化学特征关系更符合客观规律;香农多样性指数在中下游600 m缓冲区尺度下对水化学特征具有更高的解释度。本研究结果揭示了祁连山区生态水文过程,为土地的合理利用和景观格局的优化提供了科学依据。

    2000—2017年甘肃省生态环境质量时空演变格局及其影响因素
    宋媛,石惠春,谢敏慧,赵鹏霞
    2019, 38(12):  3800-3808. 
    摘要 ( 67 )   PDF (1558KB) ( 22 )  

    以生态环境较为脆弱的甘肃省为研究区,基于RS和GIS,从自然因素和人为因素两个方面,选取11个指标,运用空间主成分分析法构建生态环境质量指数,对甘肃省生态环境质量时空分布特征及其影响因素进行了分析。结果表明:从甘肃省生态环境质量空间分布特征来看,2000和2017年的生态环境质量在空间分布上存在一定的两极分化现象,生态环境质量等级为差、较差等级主要集中在甘肃省西北地区,而生态环境质量等级为良、优等级主要集中在甘肃省东南地区;从甘肃省生态环境质量时间演变格局来看,17年间生态环境质量整体上呈现有所好转的趋势;从甘肃省生态环境质量影响因素来看,总体上气候条件、植被覆盖、土地利用方式和土壤基质等因素的影响作用占据主导地位,而人口经济、地形地貌和水文环境等因素的影响作用较弱。

    农村地类及其地表热环境演变——以徐州典型农村为例
    夏嘉南,金慧霞,李效顺
    2019, 38(12):  3809-3819. 
    摘要 ( 35 )   PDF (3778KB) ( 6 )  

    伴随着工业化、城镇化加速推进,农村建设用地逐年挤压生态空间,改变原地表热环境,生态安全问题日益凸显。本文以徐州市S271省道、S252省道、连霍高速与S323省道所围农村地区为例,在揭示农村地类与地表温度时空规律的基础上,通过构建地类热效应预测函数,阐释研究区地类及其地表热环境演变特征。结果表明:农村地表热环境特征中,研究区地类地表温度动态差异明显,当邳州市历史气温<10 ℃时,耕地地表温度最高,居民点最低;10~24 ℃时,各类用地平均地表温度值差异较小(<1 ℃);>24 ℃时,居民点平均地表温度最高,林地最低;农村土地利用演变特征中,研究区地类演变主要表现为居民点和耕地挤压林地空间,且演变主要集中于交通用地临近地块;从农村空间演变下地表热环境演化特征来看,以居民点扩张为主因的地类演变明显加强了研究区温度变化敏感性与季节性变化幅度。增大林地为主的地表植被覆盖比例将有效削弱农村空间演变造成的地表热环境变化。

    黔东南侗族传统村落景观美景度
    冯微微,黄宗胜,张元博,刘逸夫,庞敏
    2019, 38(12):  3820-3830. 
    摘要 ( 30 )   PDF (2031KB) ( 23 )  

    为促进传统村落保护与发展,采用景观美学评价法(scenic beauty estimation procedures,SBE)和语义差异法(semantic differential,SD)研究黔东南侗族传统村落美景度。结果表明:SBE值从高到低为整体、农田、植被、建筑、水体、道路;整体景观与建筑、水体、道路差异显著(P<0.05),与农田、植被差异不显著,建筑、水体与道路之间无显著差异,农田与植被也无显著差异;村落美景度主要影响要素为环境质量、景观层次、地形地貌、建筑特色(建筑肌理、质量、外观、色彩、造型等)、水质、水岸线形态、农田规模、农作物生长状况、植物群落空间构成、植物群落形态、植物生长状况、植物色彩、道路铺装、道路弯曲程度、道路给人带来的心理感受;侗族村落美学特征主要体现为村落自然环境生态和谐美、人文要素(建筑、道路、水体)空间形态美、功能实用美、民族文化韵味美;结合景观规划保护技术方法,美景度阈值法可作为传统村落景观保护规划定量化研究的辅助手段;基于此,提出传统村落景观保护要从关键影响要素出发,按照分类采取保护措施的原则进行有针对性保护。本研究成果可用来完善传统村落景观保护规划、优化村落空间格局、保护古村落风貌和田园风光以维系其景观美学价值,为以后定量化研究传统村落景观美学特征、传统村落的保护开发利用、营建具有侗族特色的现代村落景观提供参考依据。

    综述与专论
    福寿螺的全方位综合防控技术体系构建与开发利用
    章家恩,郭靖,赵本良,秦钟
    2019, 38(12):  3831-3838. 
    摘要 ( 56 )   PDF (619KB) ( 12 )  

    福寿螺(Pomacea canaliculata)入侵我国近40年,对长江以南地区的水稻生产已造成严重危害。针对当前大多数地区对福寿螺采取的“局部地区防治”、“部分时期防治”、“单一手段防治”、“农户各自防治”等而出现“治标不治本”、“屡控不止”的现实问题,本文提出了“全流域、全过程、全天候、全手段”等全方位的福寿螺综合防控体系的构建思路;同时,围绕水稻生产过程中的产前、产中、产后等环节,系统总结了福寿螺的全程防控关键技术。在此基础上,对福寿螺发生危害的预测、预警与应急防控技术、环境友好型防控技术及资源化利用关键技术创新领域进行了展望。

    地理信息技术在陆生哺乳动物栖息地研究中的应用: 回顾与展望
    张文涵,迟瑶,钱天陆,席唱白,王结臣
    2019, 38(12):  3839-3846. 
    摘要 ( 39 )   PDF (527KB) ( 13 )  

    蓬勃发展的地理信息技术以其强大的空间数据处理能力为陆生哺乳动物栖息地研究提供了有力的技术支持,并在相关研究领域中得到了广泛的应用。本文回顾了近几十年来国内外陆生哺乳动物栖息地研究工作,从生境数据获取管理、时空数据处理分析、栖息地规划评价等方面对现有应用进行了总结。最后,本文针对数据采集、数据管理、分析方法和信息表达4个环节,对地理信息技术在陆生哺乳动物栖息地研究中的应用前景进行展望。

    方法与技术
    基于阈值模型的河南省化肥施用生态经济合理性及减量潜力
    刘钦普,濮励杰,孙景荣
    2019, 38(12):  3878-3886. 
    摘要 ( 42 )   PDF (786KB) ( 13 )  

    利用1980—2017年相关数据,通过构建数学模型,计算河南省及其地市氮磷钾化肥施用的环境安全阈值,评价化肥施用的生态经济合理性,为其化肥减量增效、防治面源污染、促进农业可持续发展提供参考。结果表明:1980—2017年,河南省化肥施用环境安全阈值从104 kg·hm-2增加到266 kg·hm-2,化肥施用合理指数从1980年的0.72上升到1988年的1.00后降低到2017年的0.16,化肥施用生态经济合理性经历了施肥不足不合理到施肥合理,又到施肥过量不合理和很不合理的变化过程;2017年,河南省18个地级市中只有鹤壁的化肥施用较为合理,化肥施用量没有超出环境安全阈值的30%,为生态经济合理性二级水平;另除开封和信阳外,其他15个地市的化肥施用都超出了环境安全阈值的50%,化肥施用不合理,为生态经济合理性四级水平;全省磷肥施用生态经济合理性最差,氮肥次之,钾肥较轻;按照化肥施用环境安全阈值施肥,全省可节约化肥约310×107 kg,其中氮磷钾单质肥料分别为128.4×107、115.7×107、65.9×107 kg。总之,河南省化肥施用不合理,区域差异明显,化肥减量潜力很大,实现化肥施用负增长、粮食安全生态友好双赢发展任务艰巨。

    膨润土腐殖酸型改良剂对沙质土壤氮素气态损失、氮肥利用率和玉米产量的影响
    郑毅,周磊,刘景辉
    2019, 38(12):  3887-3894. 
    摘要 ( 53 )   PDF (626KB) ( 18 )  
    为明确膨润土腐殖酸型改良剂对西辽河平原灌区沙质土壤NH3挥发和N2O排放、玉米氮肥利用率和产量的影响,设置了不施氮肥且不施改良剂(CK)、只施改良剂(30 t·hm-2,B0)、只施纯氮(160 kg·hm-2,N0)、改良剂与纯氮配施(30 t·hm-2,160 kg·hm-2,NB)和改良剂与纯氮配施(60 t·hm-2,160 kg·hm-2,NB2)5个处理。结果表明:西辽河平原沙质土壤氮素的气态损失主要以NH3挥发为主,N2O排放次之。土壤NH3和N2O排放在玉米生育时期的变化为:CK和B0整个生育期内变化平稳;而施用氮肥的各处理的变化表现为先迅速升高,后降低,最后趋于平稳。较CK而言,处理B0对土壤氮素的气态损失无影响,但显著提高了玉米籽粒产量(P≤0.05)。氮肥与改良剂配施降低了土壤氮素的气态损失,提高了氮素利用率,增加了玉米产量和蛋白质含量。处理NB2对氮素气态损失的抑制效果最佳,但氮素利用率和玉米籽粒产量显著低于处理N0;处理NB的氮素利用率、玉米籽粒产量和籽粒蛋白质含量最大,分别较处理N0提高了21.31%、8.66%和40.03%。因此,在沙质土壤上施用膨润土腐殖酸型改良剂可减少土壤氮素气态损失,提高玉米氮肥利用率、籽粒产量和品质。该研究为提高沙质土壤氮素利用及土壤改良提供了一条新途径。