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Promotion effects of salt-alkali on ammonia volatilization in a coastal soil

Pedosphere 2024年第1期34卷 191-199页

作者： Zhenqi SHI dongli she Yongchun PAN Yongqiu XIA College of Agricultural Science and Engineering Hohai UniversityNanjing 210098China Jiangsu Province Engineering Research Center for Agricultural Soil-Water Efficient Utilization Carbon Sequestration and Emission ReductionNanjing 210098China Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture Institute of Soil ScienceChinese Academy of SciencesNanjing 210008China

Coastal ecosystems are highly susceptible to salt-related problems due to their formation process and geographical location. As such ecosystems are the most accessible land resources on Earth, clarifying and quantifying the effects of salt-alkali conditions on N concentration and ammonia(NH_(3)) volatilization are pivotal for promoting coastal agricultural productivity. The challenge in establishing this effect is to determine how salt-alkali conditions impact NH_(3) volatilization through direct or indirect interactions. An incubation experiment using a coastal soil from a paddy farmland, combined with the structural equation modeling(SEM) method, was conducted to reveal the net effects of salt-alkali on NH_(3) volatilization and the role of environmental and microbial factors in mutual interaction networks. The specific experimental design consisted of four salt treatments(S1, S2, S3, and S4: 1‰, 3‰, 8‰, and 15‰ NaCl by mass of soil, respectively), four alkaline treatments(A1, A2, A3, and A4: 0.5‰, 1‰, 3‰, and 8‰ NaHCO_(3)by mass of soil, respectively) and a control without NaCl or NaHCO_(3) addition(CK), and each treatment had three urea concentrations(N1, N2, and N3: 0.05, 0.10, and 0.15 g N kg^(-1) soil,respectively) and three replicates. At the N1, N2, and N3 levels, NH_(3)volatilization increased by 9.31%–34.98%, 3.07%–26.92%, and 2.99%–43.61% as the NaCl concentration increased from 1‰ to 15‰, respectively, compared with CK. With an increase in the NaHCO_(3)concentration from 0.5‰ to 8‰, NH_(3) volatilization increased by 8.36%–56.46%, 5.49%–30.10%, and 30.72%–73.18% at the N1, N2, and N3 levels, respectively, compared with CK. According to the SEM method, salinity and alkalinity had positive direct effects on NH_(3)volatilization, with standardized path coefficients of 0.40 and 0.19, respectively.Considering the total effects(net positive and negative effects) in the SEM results, alkalinity had a greater influence than salinity(total standardized coefficient0.104 > 0.086). Nitrogen concentrations in the

关键词： alkalinity coastal ecosystem NH_(3)emission N-transforming microbe salinity structural equation modeling

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生物炭添加对盐渍土CT孔隙序列分形特征来源的影响

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水土保持学报 2023年第5期37卷 298-304页

作者：孙枭沁佘冬立河海大学农业科学与工程学院南京210098

为了揭示生物炭改良土壤孔隙的复杂结构及其影响因素,以江苏滨海盐渍土为研究对象,采用添加生物炭改良盐渍土,设置0,2%,5%(占表层0—20 cm土重比)3个生物炭添加水平。每年10月在水稻收割后,采用塑料环刀取表层(0—20 cm)原状土,进行Micr... 详细信息

为了揭示生物炭改良土壤孔隙的复杂结构及其影响因素,以江苏滨海盐渍土为研究对象,采用添加生物炭改良盐渍土,设置0,2%,5%(占表层0—20 cm土重比)3个生物炭添加水平。每年10月在水稻收割后,采用塑料环刀取表层(0—20 cm)原状土,进行Micro-CT扫描获取土壤CT孔隙序列。基于多重分形去趋势波动分析理论,并结合数据重排,分析施加生物炭对CT孔隙序列多重分形特征及其来源的影响。结果表明,所有处理的CT孔隙序列的复杂度均随着年份增长;2%生物炭处理的CT孔隙序列的复杂程度较0和5%生物炭处理分别提高7.54%和5.28%;概率密度函数与长程相关性均影响CT孔隙序列的多重分形特征;孔隙和空间的长程相关性是主要影响因素;生物炭的添加促使孔隙分形特征更易受到土壤中生物微生物活动的影响。研究结果为定量化分析生物炭改良盐渍土孔隙结构提供了理论支持。

关键词：滨海盐渍土生物质炭 Micro-CT扫描多重分形去趋势波动分析数据重排

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晋西北黄土丘陵区小流域土壤团聚体稳定性及其分异特征

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水土保持研究 2022年第1期29卷 72-77页

作者：胡磊佘冬立杨震河海大学农业科学与工程学院南京210098 中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

土壤团聚体是土壤结构的基本组成部分,在影响水分入渗和转移、土壤肥力方面起到重要作用。分析土壤团聚体结构特征及其稳定性影响机制,对揭示黄土高原退耕还林还草生态环境效应具有重要意义。研究以晋西北朱家川流域内7个坝控小流域不... 详细信息

土壤团聚体是土壤结构的基本组成部分,在影响水分入渗和转移、土壤肥力方面起到重要作用。分析土壤团聚体结构特征及其稳定性影响机制,对揭示黄土高原退耕还林还草生态环境效应具有重要意义。研究以晋西北朱家川流域内7个坝控小流域不同土地利用方式(林地、草地、农地)下土壤团聚体为研究对象,利用GIS平台空间分析模块提取样点地形因子,用湿筛法分析水稳性团聚体粒径组成,借助通径分析法分析各理化因子对于分形维数的影响。结果表明:晋西北朱家川流域不同土地利用方式下,土壤团聚体稳定性存在显著差异,团聚体稳定性从高到低顺序为:林地>草地>农地。分形维数和小粒径团聚体含量呈显著正相关,而与大粒径团聚体含量呈显著负相关。处于流域下游的后会沟流域土壤团聚体稳定性最低,中游柳树咀沟流域土壤团聚体结构稳定性最优。对土壤团聚体分形维数影响最大的因子是有机质含量,其次是海拔高度,直接通径系数分别为-0.427和-0.229,决策系数分别为0.1680,0.0856。研究结果可为黄土高原生态恢复和土地合理利用提供科学依据。

关键词：土壤团聚体土壤结构土地利用流域通径分析

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地下水埋深及矿化度变化对番茄产量及品质的影响

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灌溉排水学报 2022年第5期41卷 90-96页

作者：赵君涵佘冬立姚怀柱张俐河海大学农业科学与工程学院南京210098 江苏省农村水利科技发展中心南京210029

【目的】探究地下水矿化度和埋深的变化对番茄的产量及品质的影响。【方法】采用土柱测桶试验,试验配制3种质量浓度(0、2、4 g/L)的NaCl溶液,设计3种地下水埋深(90、70、50 cm),用以模拟不同矿化度及不同埋深的地下水,并对番茄的产量及... 详细信息

【目的】探究地下水矿化度和埋深的变化对番茄的产量及品质的影响。【方法】采用土柱测桶试验,试验配制3种质量浓度(0、2、4 g/L)的NaCl溶液,设计3种地下水埋深(90、70、50 cm),用以模拟不同矿化度及不同埋深的地下水,并对番茄的产量及品质进行测定,且利用综合主成分分析的方法对番茄进行评价。【结果】番茄单株产量、收获指数、平均果质量及果色指数(TCI)均随地下水矿化度增加而显著减小,随地下水埋深增加而显著增加;而番茄Vc、可溶性糖、总酸和可溶性固形物量均随地下水矿化度增加而显著增加,随地下水埋深增加而显著减少。综合主成分分析结果显示,番茄产量及品质在地下水埋深为90、70 cm及矿化度为0、2 g/L的情况下表现较优,90/0(地下水埋深:cm/矿化度:g/L)处理下得分最高。【结论】盐分和地下水埋深对番茄的产量及品质均有较大影响,低盐深埋有利于番茄产量提高,但高盐浅埋对于番茄营养品质改善有促进作用,适宜的矿化度和埋深促进番茄的生长发育,使产量和品质都能达到较优水平。

关键词：地下水埋深盐分番茄主成分分析

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基于CT扫描的滨海土壤孔隙空间网络表征与渗流模拟

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农业机械学报 2023年第5期54卷 308-315,323页

作者：佘冬立韩笑孙枭沁唐胜强王洪德河海大学农业科学与工程学院南京210098

以江苏省沿海地区不同围垦区剖面土层原状土样为研究对象,基于CT扫描技术,通过构建孔隙网络模型,对土壤孔隙分布及其拓扑关系进行定量表征,统计分析了土壤孔喉参数,包括孔径分布、配位数、喉道半径及喉道长度;运用提取的孔隙网络实现土... 详细信息

以江苏省沿海地区不同围垦区剖面土层原状土样为研究对象,基于CT扫描技术,通过构建孔隙网络模型,对土壤孔隙分布及其拓扑关系进行定量表征,统计分析了土壤孔喉参数,包括孔径分布、配位数、喉道半径及喉道长度;运用提取的孔隙网络实现土壤中单相水的渗流模拟,分析土壤的绝对渗透系数(饱和导水率)及其主要影响因素。结果表明,围垦活动对改良土壤孔隙活动起到积极作用,随围垦年限的增加,连通孔隙的半径范围、平均配位数、喉道半径趋于增大,喉道长度趋于减小;浅层土壤的孔隙结构较为良好。单相水模拟中,模拟计算的土壤绝对渗透系数和试验测定的饱和导水率结果吻合度较好,呈现出一致的变化规律。灰色关联度显示喉道半径对土壤渗透性能的影响最大。

关键词：滨海土壤 CT扫描技术孔隙结构孔隙网络模型渗流模拟

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砾石覆盖对海涂围垦区盐土坡面上方来水冲刷侵蚀的影响

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应用基础与工程科学学报 2018年第6期26卷 1235-1246页

作者：唐胜强佘冬立河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室河海大学农业工程学院

覆盖于土壤表面的砾石对坡面整个水蚀过程具有重要影响.为研究砾石覆盖对滨海粉砂盐土坡面上土壤侵蚀过程的作用,采用人工径流冲刷的方法,研究盐土坡面小区在2种出流量、2种坡度下的土壤侵蚀量随覆盖度(0%、20%、30%、40%、60%和80%)变... 详细信息

覆盖于土壤表面的砾石对坡面整个水蚀过程具有重要影响.为研究砾石覆盖对滨海粉砂盐土坡面上土壤侵蚀过程的作用,采用人工径流冲刷的方法,研究盐土坡面小区在2种出流量、2种坡度下的土壤侵蚀量随覆盖度(0%、20%、30%、40%、60%和80%)变化的关系.试验结果表明,坡面径流流速基本随覆盖度的增大而减小,产流时间基本随覆盖度的增大而增大.在10。坡面上,当流量较小(400L/h)时,20%~80%覆盖度减小坡面土壤侵蚀量的效果极显著(P<0.01),相比于无覆盖对照组降低平均输沙率的54.1%~86.0%;当流量较大(600L/h)时,只有在较大的覆盖度(60%、80%)条件下,输沙率显著下降(P<0.05).在20。坡面上,当流量较小(400Ⅳh)时,30%~80%砾石覆盖均显著(P<0.05)减小了坡面输沙率,相比于对照组降低平均输沙率的25.7%-39.2%;当流量较大(600L/h)时,仅80%覆盖度条件下的输沙率下降达到显著水平(P

关键词：砾石覆盖滨海盐土上方来水冲刷水流功率

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灌溉水质对土壤饱和导水率和入渗特性的影响

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农业机械学报 2016年第10期47卷 108-114页

作者：唐胜强佘冬立河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室南京210098 河海大学水利水电学院南京210098

为研究淡水与微咸水降水头入渗的差异,采用矿化度为1.0 g/L的微咸水与去离子淡水,对滨海围垦区粉砂土与南京黄棕壤土进行了一维降水头积水入渗试验。试验结果表明,采用微咸水入渗可以增大2种土壤的入渗能力,且对黄棕壤土的影响更为明显... 详细信息

为研究淡水与微咸水降水头入渗的差异,采用矿化度为1.0 g/L的微咸水与去离子淡水,对滨海围垦区粉砂土与南京黄棕壤土进行了一维降水头积水入渗试验。试验结果表明,采用微咸水入渗可以增大2种土壤的入渗能力,且对黄棕壤土的影响更为明显。利用Philip入渗模型对试验数据进行拟合,结果表明,模型可以较为精确地描述2种土壤的微咸水降水头入渗过程,且模型对黄棕壤土入渗过程的拟合精度更高。土壤水分与盐分再分布过程中,在粉砂土上层,微咸水灌溉对盐分的淋洗效果与淡水灌溉相近,但在土壤深层微咸水灌溉使土壤的积盐量显著高于淡水。采用淡水灌溉的黄棕壤土,土壤表层脱盐、深层积盐;采用微咸水灌溉的土柱剖面均明显积盐,且因表层土壤孔隙结构被破坏,持水能力增强,使表层土壤与深层土壤均积累了较高含量盐分。

关键词：一维积水入渗降水头滨海盐碱土微咸水土壤盐分再分布

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黄河中游典型流域近60年水沙变化趋势及影响因素

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水土保持学报 2023年第3期37卷 35-42页

作者：曲绅豪周文婷张翔佘冬立河海大学农业科学与工程学院南京211100 中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心陕西杨凌712100

为分析黄河水沙成因并预测未来水沙情势,选取黄河中游多沙粗沙区昕水河和朱家川2条流域为研究对象,依据水文站及雨量站1956—2018年降雨和径流泥沙实测数据,采用Mann-Kendall趋势及突变检验、累积距平法和Morlet连续小波分析等方法探讨... 详细信息

为分析黄河水沙成因并预测未来水沙情势,选取黄河中游多沙粗沙区昕水河和朱家川2条流域为研究对象,依据水文站及雨量站1956—2018年降雨和径流泥沙实测数据,采用Mann-Kendall趋势及突变检验、累积距平法和Morlet连续小波分析等方法探讨流域水沙变化趋势,并利用双累积曲线法对水沙变化进行归因分析,量化气候变化及人类活动对水沙变化的相对贡献。结果表明:1956—2018年,昕水河和朱家川小流域年均径流量分别为11.9×10^(7),1.7×10^(7)m^(3),年均输沙量分别为12.3×10^(6),9.8×10^(6)t,径流和输沙量均呈显著减少趋势;2条流域的径流量突变年分别为1980年和1984年,输沙量突变年分别为1980年和1972年;选取的2条流域水沙变化存在明显周期性,径流变化的第1主周期分别为45年和16年,输沙量变化的第1主周期分别为9年和15年;降雨对昕水河和朱家川小流域径流量减少的贡献率分别为19%,8%,对输沙量减少的贡献率分别为25%,35%,远不及人类活动的贡献率,人类活动是径流和输沙量锐减的主导因素。研究结果可为黄河水沙治理提供科学性建议。

关键词：黄河中游水沙关系影响因素双累积曲线

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利用圆盘入渗仪测定不同土地利用类型土壤吸渗率

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农业工程学报 2014年第18期30卷 151-158页

作者：佘冬立高雪梅房凯河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室南京210098 河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心南京210098 江苏省宿迁市水务局宿迁223800

探讨利用圆盘入渗仪测定不同利用类型土壤吸渗率的适用性,该文选用盘径分别为10和20 cm的圆盘入渗仪对3种利用土壤(菜地、草地和茶园)在0、-3、-6、-9 cm 4个压力水头下的吸渗过程进行测定。研究以Vandervaere法为参考方法,对Philip法、... 详细信息

探讨利用圆盘入渗仪测定不同利用类型土壤吸渗率的适用性,该文选用盘径分别为10和20 cm的圆盘入渗仪对3种利用土壤(菜地、草地和茶园)在0、-3、-6、-9 cm 4个压力水头下的吸渗过程进行测定。研究以Vandervaere法为参考方法,对Philip法、Haverkamp三维吸渗法、Haverkamp三维吸渗改进法的适用性进行比较分析。结果表明:吸渗率的不同计算公式所适应的吸渗过程时间尺度不同,且Haverkamp三维吸渗法所得吸渗率值与参考方法最接近。盘径对吸渗率测定差异的影响不显著。除0 cm压力水头外,不同利用类型土壤吸渗率差异显著,且不同压力水头下测得3种土壤吸渗率大小排序不同。当压力水头为-9和-6 cm时,菜地吸渗率(0.0104和0.0119 cm/s0.5)显著高于茶园(0.0017和0.0025 cm/s0.5)(P<0.05);当压力水头为-3 cm时,茶园吸渗率(0.0370 cm/s0.5)显著高于菜地和草地(0.0147和0.0132 cm/s0.5)(P<0.05)。该研究可为南方丘陵区土壤水力参数的测定提供理论依据。

关键词：模型土壤土地利用圆盘入渗仪计算方法吸渗率

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黄土区农草混合利用坡面土壤水分空间变异性

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农业机械学报 2010年第7期41卷 57-63页

作者：佘冬立邵明安俞双恩河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室南京210098 中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

通过对黄土区农草混合利用坡面的土壤水分分析,研究土地利用结构对土壤水分空间变异特性的影响。结果表明,研究区坡面土壤水分呈中等变异,且农草混合利用结构明显增加了土壤水分的空间变异强度,坡面土壤水分具有明显空间结构性。干湿条... 详细信息

通过对黄土区农草混合利用坡面的土壤水分分析,研究土地利用结构对土壤水分空间变异特性的影响。结果表明,研究区坡面土壤水分呈中等变异,且农草混合利用结构明显增加了土壤水分的空间变异强度,坡面土壤水分具有明显空间结构性。干湿条件下坡面0~60 cm土层平均含水率的半方差最优理论模型分别为高斯模型和球状模型,且干旱条件较湿润条件下保持较高的基台值和变程,而块金值/基台值相对较低。Kriging插值结果显示坡面土壤水分呈现差异显著的斑块状分布格局,与坡面的混合土地利用结构一致。研究区浅层土壤水分空间变异及其分布格局主要受地形、降水和土地利用方式及其结构等因素的影响。

关键词：土壤水分农草混合结构空间变异性

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