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基于修订的最小数据集的土壤质量评价—以安徽合肥巢湖湖滨国家湿地公园为例

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地球与环境 2024年第1期52卷 41-52页

作者：崔梦婷刘璇吴继龙黄涛孙庆业安徽大学资源与环境工程学院合肥230601 湿地生态保护与修复安徽省重点实验室合肥230601

运用主成分分析法建立修订的最小数据集(revised minimum data set,R-MDS),计算土壤质量指数(soil quality index,SQI),对安徽合肥巢湖湖滨国家湿地公园土壤质量开展评价。结果表明,建立的最小数据集包括土壤有机质、全氮、速效钾、酸... 详细信息

运用主成分分析法建立修订的最小数据集(revised minimum data set,R-MDS),计算土壤质量指数(soil quality index,SQI),对安徽合肥巢湖湖滨国家湿地公园土壤质量开展评价。结果表明,建立的最小数据集包括土壤有机质、全氮、速效钾、酸性磷酸酶、脱氢酶、过氧化氢酶和含水率。基于修订的最小数据集的巢湖湖滨湿地土壤质量指数(soil quality index-revised minimum,SQI-RM)与基于全体数据集(total data set,TDS)的土壤质量指数(soil quality index-total,SQI-T)呈显著正相关,R^(2)达到0.86(P<0.05),Nash有效系数为0.65,偏差系数为0.02,表明修订的最小数据集能够提取大部分数据信息,可以有效替代全体数据集开展湖滨湿地土壤质量评价。基于修订的最小数据集的安徽合肥巢湖湖滨湿地公园土壤质量指数范围为0.25~0.61(均值0.44),表明湖滨湿地土壤质量整体水平一般。土壤全氮、有机质含量低是巢湖湖滨湿地土壤的显著特征,是土壤质量的限制因子。本研究结果为安徽合肥巢湖湖滨湿地公园管理提供了重要参考依据。

关键词：巢湖湖滨湿地最小数据集主成分分析土壤质量评价

残留层臭氧向下混合对地面臭氧的影响——以胶东半岛沿海地区秋季典型臭氧污染过程为例

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中国环境科学 2024年

作者：孟赫王威张淼代玮马艳许杨山东省青岛生态环境监测中心中国环境监测总站国家环境保护环境监测质量控制重点实验室山东省生态环境监测中心青岛市气象局

基于差分吸收臭氧激光雷达和相干多普勒测风激光雷达垂直观测资料等，结合地面站污染物浓度和气象要素数据，以胶东半岛沿海城市青岛市为例，研究2023年10月16—26日在胶东沿海地区出现的典型臭氧(O3)污染过程的气象成因，探究污染过程... 详细信息

基于差分吸收臭氧激光雷达和相干多普勒测风激光雷达垂直观测资料等，结合地面站污染物浓度和气象要素数据，以胶东半岛沿海城市青岛市为例，研究2023年10月16—26日在胶东沿海地区出现的典型臭氧(O3)污染过程的气象成因，探究污染过程期间O3浓度垂直演变及垂直风场的影响，评估残留层O3向下混合对地面O3浓度的影响。结果表明：观测期间青岛市共发生了2次O3轻度污染过程，17—18日（过程Ⅰ）和22—25日（过程Ⅱ），其中18日、23—25日为污染日，O3-8h浓度分别为197、171、179和169 μg·m-3。2次污染过程发生均与850hPa位势高度场升温过程相关，太阳辐射较强，夜间多有接地逆温，稳定边界层高度多低于200 m，日均大气边界层高度相对较低，气象条件有利于O3生成和污染物累积。污染过程结束均与冷空气北风降温等影响有关。O3本地生成是造成胶东沿海地区O3污染的核心原因，在持续升温、较高的太阳辐射和不利于污染物扩散的大气环流形势影响下，可诱发连续性O3区域污染过程，同时西南低空急流作用下的残留层O3输送可加剧地面O3污染，影响范围可达400～500 km。残留层O3向下混合主要发生在早间至上午边界层高度抬升阶段，观测期间7:00—12:00边界层内O3垂直输送通量范围为-20.2～-36.0 μg·m-3·s-1，残留层O3垂直混合对地面O3贡献率均值为26.4% （15.1%～43.2%），其中9:00贡献率最大，污染过程Ⅱ垂直混合对地面O3的贡献率均值为23.8% （15.4%～36.5%），污染日和清洁日没有明显差异。研究结果表明，O3污染防治首先应做好本地污染减排工作，其次还需要加强区域联防联控。

关键词：胶东半岛臭氧垂直分布激光雷达残留层

滦河口退养还滩工程引起的径潮相互作用变化分析

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海洋工程 2024年

作者：徐海珏粟雅磬黄哲白玉川王刚姚海元交通运输部规划研究院河北省海洋岸线生态修复与智慧海洋监测工程研究中心天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室

围垦养殖对河口海岸的水动力和水环境带来了潜在危害。因此，在围垦区逐渐开始实施退养还滩工程以修复河口的水动力环境。但是，目前对于退养还滩工程引起的水动力变化还缺少完善的评价和研究。以滦河口退养还滩工程为背景，构建二维水... 详细信息

围垦养殖对河口海岸的水动力和水环境带来了潜在危害。因此，在围垦区逐渐开始实施退养还滩工程以修复河口的水动力环境。但是，目前对于退养还滩工程引起的水动力变化还缺少完善的评价和研究。以滦河口退养还滩工程为背景，构建二维水动力数值模型，从水动力场、纳潮能力和行洪能力三个方面研究还滩工程对滦河口径潮作用特征的影响。结果表明：退养还滩工程区域面积约300 hm2，河口断面扩宽造成了河口内水动力条件变化。径流动力明显减弱，洪季河道内下泄流速最大降幅约为61.82%；潮流动力显著增强，枯季时潮流上溯流速增加0.25 m/s，径潮作用平衡位置向上游移动。河口纳潮能力显著增强，枯季大潮期间涨潮历时延长了12.5%，涨潮周期纳潮通量增长了219.8%。河口行洪能力明显提高，河道内洪季最大水面降幅45.8%，水力坡度逐渐减缓，主动力轴线流速明显降低。退养还滩工程有利于河口的防洪御潮及生态环境改善，因此建议进一步加大实施力度。

关键词：滦河口退养还滩水动力场纳潮量行洪能力

根际微生物响应再生稻衰老的演变特征及其延效机制

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作物学报 2024年第8期50卷 2039-2052页

作者：郭春林林满红陈婷陈鸿飞林文芳林文雄福建省农业生态过程与安全监控重点实验室/作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福建福州350002 福建农林大学菌草与生态学院福建福州350002 福建农林大学生命科学学院福建福州350002

探索根际微生物响应再生稻生育后期植株衰老进程的菌群演变规律及其生态对策是防止作物早衰发生,促进耕地土壤肥力和作物生产力协同提升的关键。本研究选用2个具有亲缘关系的常规再生稻品种黄华占(Huanghuazhan,HHZ)和丰华占(Fenghuazha... 详细信息

探索根际微生物响应再生稻生育后期植株衰老进程的菌群演变规律及其生态对策是防止作物早衰发生,促进耕地土壤肥力和作物生产力协同提升的关键。本研究选用2个具有亲缘关系的常规再生稻品种黄华占(Huanghuazhan,HHZ)和丰华占(Fenghuazhan,FHZ)为供试材料,采用高通量测序等方法研究再生稻生育后期根际菌群随植株衰老进程而发生的多样变化、菌群演变生态策略和物种间生态位关系。结果表明,2个具有紧密亲缘关系的供试品种其生育后期的自然衰老变化趋于一致。但在同等施肥条件下,丰华占生育后期的所有相关生理指标衰败速度均明显高于黄华占,即呈现早衰现象,并显著影响其头季和再生季稻的干物质积累与籽粒灌浆结实,进而减产。进一步分析结果证实,根际微生物多样性与再生稻植株的衰老进程紧密关联,具体表现在随着再生稻生育后期的推进,FHZ根际微生物多样性Chao 1指数和Shannon指数下降幅度更大,根际微生物生态位宽度变小。进一步分析发现,HHZ头季稻成熟期较FHZ头季稻成熟期根际土壤显著提高了地杆菌属(Geobacter)、卤囊菌属(Haliangium)、亚硝酸盐氧化菌属(Candidatus_Nitrotoga)以及硝化螺菌属(Nitrospira)的相对丰度(0.61%、0.17%、0.42%和0.045%);而在慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)以及芽单胞菌属(Gemmatimonas)上HHZ较FHZ显著下降了0.29%、0.76%和0.15%;HHZ根际上调的微生物在土壤的营养循环和有效性转化上起到重要功能作用,其根际土壤微生物生态位宽度比FHZ高36.81%,反映了根际微生物对资源利用的差异,是微生物适应土壤胁迫环境的生物印迹。本研究认为植物早衰发生是根际微生物生态对策的结果,再生稻头季植株根际土壤微生物群落结构差异对其再生季具有显著的延效作用。因此,加强再生稻头季后期的根际调控,强化根际土壤微生物菌群的合理构建,促进根际正效应形成,是活化土壤营养环境,防止再生稻早衰发生,进一步提升再生季稻产量的关键。

关键词：再生稻早衰根际微生物根际效应栽培调控

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半干旱区植被覆盖时空变化特征及其对气候变化的响应:以锡林郭勒盟为例

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应用生态学报 2024年第1期35卷 80-86页

作者：李京忠辛振华谢潇薛冰任婉侠许昌学院城市与环境学院河南许昌461000 辽宁省环境计算与可持续发展重点实验室沈阳110016 潍坊现代农业与生态环境研究院山东潍坊261199 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016

定量分析植被覆盖时空特征及其与气候因素的关系,对精准把握半干旱区生态环境、生态文明建设和可持续发展具有重要意义。本研究基于MODIS-NDVI、气温、降水和数字高程模型等数据,采用趋势分析、回归分析以及偏相关分析法,研究了2000—2... 详细信息

定量分析植被覆盖时空特征及其与气候因素的关系,对精准把握半干旱区生态环境、生态文明建设和可持续发展具有重要意义。本研究基于MODIS-NDVI、气温、降水和数字高程模型等数据,采用趋势分析、回归分析以及偏相关分析法,研究了2000—2020年间锡林郭勒盟植被归一化植被指数(NDVI)的时空变化及其对气候的响应。结果表明:2000—2020年,锡林郭勒盟植被覆盖呈增加趋势,大致表现为稳定波动、快速增长和稳步增长3个变化阶段;锡林郭勒盟植被NDVI均值在空间上由西南向东北呈带状递增分布,并与高程和人口密度有较强的相关性;植被NDVI高值区主要集中在东部,且有明显增加趋势,低值区主要集中在西南部,且有局部退化现象;植被覆盖对气候变化响应的敏感度在空间和时间上各不相同,在空间变化上对气温较为敏感,在年际变化上对年均降水量较为敏感。锡林郭勒盟植被覆盖整体变好,但局部地区存在退化,应制定区域空间差异化、精准化的植被恢复和生态环境保护政策。

关键词：植被覆盖偏相关分析气候变化相关性

河南省耕地利用效率时空格局演变及影响因素分析

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河南大学学报(自然科学版) 2024年第3期 338-351页

作者：朱慧秦明周李昊阳温美琪吴浩谢少华河南大学黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室/地理与环境学院/区域规划与发展研究中心/沿黄生态建设与乡村振兴研究河南省学科创新引智平台

河南省是我国重要的粮食生产核心区，耕地利用效率及其影响因素的研究对于实现河南省耕地资源的合理配置和高质量发展具有重要意义.以河南省18个省辖市为研究对象，运用Super-SBM模型测算出2001―2020年的耕地利用效率.基于此结果，利... 详细信息

河南省是我国重要的粮食生产核心区，耕地利用效率及其影响因素的研究对于实现河南省耕地资源的合理配置和高质量发展具有重要意义.以河南省18个省辖市为研究对象，运用Super-SBM模型测算出2001―2020年的耕地利用效率.基于此结果，利用核密度估计和标准差椭圆，分析了耕地利用效率的时空分异特征；采用Tobit回归分析方法对耕地利用效率的影响因素进行探讨.结果表明：(1)河南省耕地利用效率整体处于较高水平，在研究期内呈现波动增长趋势.(2)河南省耕地利用效率在空间上呈现显著性的空间差异，表现出“南北高、中部低”的空间分布格局，其效率重心在不断向东南方向迁移，各市之间的耕地利用效率差异逐渐减小.(3)河南省耕地利用效率受多种因素的综合影响，其中人均耕地面积、耕地复种指数等资源条件对于耕地利用效率具有明显的正向作用，城镇化水平和农民可支配收入对耕地利用效率无明显影响.

关键词：耕地利用效率影响因素 Super-SBM模型时空演变河南省

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中国大田无人农场关键技术研究与建设实践

农业工程学报 2024年第1期40卷 1-16页

作者：罗锡文胡炼何杰张智刚周志艳张闻宇廖娟黄培奎华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 广东省农业人工智能重点实验室广州510642

智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技... 详细信息

智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技术;土地整治、耕整、种植、播种、田间管理和收获方案的智能化决策技术;农机自动导航和农机精准作业的精准化作业技术;农作物生长、农机运维和农场经营管理的智慧化管理技术。2020年在广东增城创建全球首个无人农场,实现了五大功能,包括耕种管收生产环节全覆盖,机库田间转移作业全自动,自动避障异况停车保安全,作物生产过程实时全监控,智能决策精准作业全无人。取得了显著的经济、社会和生态效益,2021年广东增城水稻无人农场种植的优质丝苗米十九香产量达到9934.35 kg/hm^(2),比当地的平均产量高32%;2023年湖南益阳千山红镇再生稻无人农场两季产量达到17988 kg/hm^(2),说明了人不下田也能种地,也能种好地。截至2023年11月,在国内15个省启动了30个无人农场的建设,包括水稻、小麦、玉米和花生4种作物,实践结果证明了无人农场和智慧农业发展的巨大潜力,为解决“谁来种地”和“如何种地”提供了重要途径。

关键词：智慧农业无人农场水稻智能农机现代农业

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黄土-古土壤互层对土壤水分运移及土体微结构的影响

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水文地质工程地质 2024年第3期51卷 1-11页

作者：李培月李佳慧吴健华王远航陈银富长安大学水利与环境学院陕西西安710054 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室(长安大学) 陕西西安710054 水利部旱区生态水文与水安全重点实验室(长安大学) 陕西西安710054

黄土地区地质灾害问题的发生大多与水在黄土中的入渗有关,而马兰黄土-古土壤互层结构对土壤水分入渗规律的影响显著。为揭示古土壤阻滞作用下黄土水分运移规律及其对黄土体微结构的影响,为黄土地区工程实践提供理论基础,该研究以陕西省... 详细信息

黄土地区地质灾害问题的发生大多与水在黄土中的入渗有关,而马兰黄土-古土壤互层结构对土壤水分入渗规律的影响显著。为揭示古土壤阻滞作用下黄土水分运移规律及其对黄土体微结构的影响,为黄土地区工程实践提供理论基础,该研究以陕西省泾阳县南塬的黄土为研究对象,采用土柱模型进行水分入渗试验,研究黄土-古土壤互层条件下土壤水分运移规律。在此基础上,通过微结构测试、分形维数和概率熵等指标的计算,分析黄土-古土壤互层条件下土壤水分运移对黄土微结构的影响。结果表明:古土壤层的透水性弱,湿润锋抵达黄土与古土壤界面处产生瞬态滞水,且随着入渗强度增加滞水时间增加;古土壤层影响下黄土与古土壤界面处的滞水会导致孔隙结构相互连通,孔隙空间平均增加4.13%,孔隙方向概率熵平均减少0.029,分形维数平均减小0.076,即古土壤层的阻水作用使得界面处黄土的孔隙空间增大,孔隙排列有序,孔隙形态规则。研究结果为黄土地区的工程建设和生态环境保护提供科学支撑。

关键词：黄土古土壤土柱试验水分入渗微观结构

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地下水循环井V1.0场地应用效果分析

环境工程学报 2024年第4期18卷 997-1004页

作者：程颜贾洋张帆帆刘俸嘉马宇飞孙永昌赵艳王雪丽杨胜科长安大学水利与环境学院西安710054 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室西安710054 长安大学水利部旱区生态水文与水安全重点实验室西安710054

地下水循环井作为一种原位修复技术,因其对含水层扰动小、结构简单、修复成本较低等优点,逐渐成为修复污染含水层的重要手段。但我国目前尚缺乏循环井技术实际运行实例。以数值模拟为指导,基于模拟结果设计了循环井V1.0系统,建设了循环... 详细信息

地下水循环井作为一种原位修复技术,因其对含水层扰动小、结构简单、修复成本较低等优点,逐渐成为修复污染含水层的重要手段。但我国目前尚缺乏循环井技术实际运行实例。以数值模拟为指导,基于模拟结果设计了循环井V1.0系统,建设了循环井系统,并通过野外现场试验对循环井的水流循环特征及溶质运移效果进行了评估。研究表明,溶质运移范围与循环井运行时间及循环井的抽注量呈正相关关系,同时水流及溶质运移范围也受到水平渗透系数与垂直渗透系数的影响。循环井的抽注量越大,上筛段水位下降及下筛段水位上升的幅度越大。使用高锰酸钾作为示踪剂时,随着循环井运行时间的增加,示踪剂能够以较高浓度被输送到更远的地方。

关键词：地下水循环井原位修复技术溶质运移数值模拟