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制约钝化剂对紫色土砷和镉污染修复效果的土壤性质因素分析

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环境科学 2025年第2期46卷 1130-1144页

作者：姜德才蒋珍茂魏世强西南大学资源环境学院重庆400715 重庆市农业资源与环境研究重点实验室重庆400715

钝化剂对Cd和As的钝化效果与土壤性质关系密切,优选适配土壤性质的钝化剂是钝化技术应用的关键基础.以8种性质差异较大的紫色土为供试土壤,采用室内培养实验,设置不同的污染条件,同步比较了7种常见钝化剂对镉(Cd)和砷(As)的钝化率,结合... 详细信息

钝化剂对Cd和As的钝化效果与土壤性质关系密切,优选适配土壤性质的钝化剂是钝化技术应用的关键基础.以8种性质差异较大的紫色土为供试土壤,采用室内培养实验,设置不同的污染条件,同步比较了7种常见钝化剂对镉(Cd)和砷(As)的钝化率,结合土壤理化性质测定,探讨了钝化效率与土壤性质之间的关系.结果表明,供试7种常见钝化剂中,氧化钙、有机肥、硅钙镁肥、腐植酸以及羟基磷灰石对于紫色土Cd具有显著钝化效果;三氧化二铁、硅钙镁肥、羟基磷灰石和腐植酸对于As具有钝化效果,仅有硅钙镁肥、羟基磷灰石和腐植酸这3种钝化剂对于Cd和As同时具有钝化效果.决定特定钝化剂钝化效率的关键土壤性质因子存在很大差异:土壤有机质、黏粒含量和全钾与供试钝化剂对土壤Cd的钝化率呈显著正相关;土壤pH、游离氧化铁、游离氧化锰和全磷与之呈显著负相关;土壤CEC,游离氧化锰和土壤全As与供试钝化剂对As的钝化率呈显著正相关;土壤黏粒含量与之呈显著负相关.研究建立了钝化剂Cd和As钝化效率与紫色土土壤性质和污染特征的最优多元线性回归模型,模型定量反映了重金属钝化效率与土壤性质的关系,可据此预测和优选适配不同土壤性质的高效钝化剂,为区域受污染耕地安全利用提供科学依据.

关键词：土壤钝化剂砷(As) 镉(Cd) 土壤理化性质钝化效率

酸化对重金属铅和镉在土壤团聚体中分配与有效性的影响

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环境科学 2025年第2期46卷 1107-1117页

作者：唐舒庭肖盛柏崔浩魏世强西南大学资源环境学院重庆400715 重庆市农业资源与环境研究重点实验室重庆400715

土壤团聚体是土壤的基本结构功能单元,对土壤理化性质起着重要调控作用.酸化影响土壤的团聚过程,从而对土壤团聚体中重金属的分配与形态和有效性产生重要影响.研究探讨了不同酸化程度黄壤和紫色土的团聚体组成特征、重金属镉(Cd)和铅(Pb... 详细信息

土壤团聚体是土壤的基本结构功能单元,对土壤理化性质起着重要调控作用.酸化影响土壤的团聚过程,从而对土壤团聚体中重金属的分配与形态和有效性产生重要影响.研究探讨了不同酸化程度黄壤和紫色土的团聚体组成特征、重金属镉(Cd)和铅(Pb)在不同粒径团聚体中的分布和活性变化规律.结果表明,酸化降低了土壤大团聚体(>2 mm)的质量分数,未酸化土壤比酸化土壤高出约5%~15%.黄壤和紫色土中大团聚体对重金属总量的贡献最大,贡献因子在0.31~0.47之间;黄壤中均以小团聚体(0.25~1 mm)和微团聚体(<0.25 mm)的Cd、Pb含量最高,而酸化后的紫色土则以大团聚体含量最高.外源Pb、Cd进入土壤后,在团聚体中的分配主要受团聚体质量分数的制约.在土壤酸化程度较高时,土壤团聚体粒径越小其重金属释放的风险越高;而土壤未酸化时,大团聚体重金属释放风险更高.酸化驱动土壤原生矿物风化、铁氧化物和有机质淋失,从而导致的土壤团聚体组成和性质变化是制约Pb、Cd形态分配与有效性变化的重要原因.研究结果为土壤酸化和重金属污染协同治理提供了基础依据.

关键词：土壤酸化团聚体重金属制约因子有效性

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长江干流黄冈段鸟类资源调查与多样性分析

环境科学研究 2025年第1期38卷 68-77页

作者：傅悦毛斌方响亮沈蜜潘平肖云丽黄冈师范学院生物与农业资源学院湖北黄冈438000

为研究长江干流黄冈段的鸟类资源和多样性,本文于2021−2022年对黄冈市沿江的6个县(市、区)进行鸟类监测和多样性分析。结果表明:①长江干流黄冈段共记录到15目47科131种鸟类,其中,雀形目最多,共有79种;国家重点保护鸟类17种;世界自然保... 详细信息

为研究长江干流黄冈段的鸟类资源和多样性,本文于2021−2022年对黄冈市沿江的6个县(市、区)进行鸟类监测和多样性分析。结果表明:①长江干流黄冈段共记录到15目47科131种鸟类,其中,雀形目最多,共有79种;国家重点保护鸟类17种;世界自然保护联盟(IUCN)评定为易危(VU)等级的物种4种。按居留类型分类,留鸟最多,共有55种;按地理分布划分,古北种52种、东洋种58种、广布种21种。②从生境斑块类型来看,鸟类物种丰富度表现为农田>林地>建筑用地>山涧溪流>湖泊河流。③从多样性指数来看,ACE指数显示,鸟类物种丰富度表现为蕲春县>武穴市>浠水县>黄梅县>团风县>黄州区;Shannon-Wiener指数显示,鸟类物种丰富度表现为团风县>浠水县>蕲春县>武穴市>黄梅县>黄州区,偶见鸟类对Alpha多样性有显著影响。④采用Bray-Curtis转换后的主坐标分析显示,前两个主成分共同解释了65.2%的方差,表明鸟类分布具有地域特性。⑤基于Bray-Curtis距离的聚类分析显示,浠水县、蕲春县和武穴市的物种分布相似度较高,团风县与浠水县相似度也较高,而黄梅县和黄州区与其他4个县市的物种分布相似性较低。研究显示,长江干流黄冈段的鸟类资源相对丰富,不同县(市、区)间的鸟类组成存在空间差异,这反映了鸟类多样性的空间独立性特征,本研究对于该地区的鸟类资源评估和保护具有重要意义。

关键词：长江干流黄冈段鸟类调查区系组成生境鸟类保护

分数阶微分数据变换在滨海盐渍土盐分反演中的适用性

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农业工程学报 2025年

作者：潘昊陈诗扬李祎森李映祥曹怀堂刘佳中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

滨海地区是中国重要的农业生态功能区，土壤盐渍化已成为该区域土地生产力退化的主要因素。为探索分数阶微分（fractional-order differentiation, FOD）数据变换在滨海盐碱地盐渍化监测中的应用潜力，该研究以中国北方典型滨海盐渍化... 详细信息

滨海地区是中国重要的农业生态功能区，土壤盐渍化已成为该区域土地生产力退化的主要因素。为探索分数阶微分（fractional-order differentiation, FOD）数据变换在滨海盐碱地盐渍化监测中的应用潜力，该研究以中国北方典型滨海盐渍化区域—河北省黄骅市为研究区，利用环境减灾二号卫星（HJ-2B）高光谱影像，进行了阶数范围为0～2.0、步长为0.1的FOD数据变换。通过分析不同阶数下3类土壤（非盐渍化、轻度盐渍化、重度盐渍化）的光谱特征及其反射率与土壤含盐量的相关性，筛选出对土壤盐分敏感的波段作为模型输入，进而基于梯度提升机（gradient boosting machine, GBM）实现土壤盐分反演。结果表明：1）在0.9阶微分光谱下，3类土壤的光谱差异最为显著且与土壤含盐量的相关性最高，相关系数达到0.58;2）在FOD数据变换的基础上，结合皮尔逊相关性分析，计算了各波段在0～2.0阶范围内的反射率与土壤含盐量的相关性均值。结果显示，960、1 630、1 975、975和2 140 nm波段与土壤含盐量具有较高相关性，适合作为模型输入变量，以提升滨海盐碱地盐渍化监测的精度；3）根据光谱特征分离度和相关性排序，筛选出0、0.5、0.9、1.0、1.1和1.5共6个FOD变换阶数用于土壤盐分反演。其中，0.9阶影像反演精度最高，优于原始光谱和整数阶光谱，决定系数达0.78，均方根误差为1.0 g/kg。总体而言，FOD数据变换能更有效地揭示土壤含盐量与光谱信息的非线性关系，研究结果可为滨海盐碱地及其他区域的高光谱遥感土壤盐渍化监测提供参考。

关键词：遥感土壤含盐量高光谱影像分数阶微分数据变换敏感波段梯度提升机

地表覆盖对土壤水分、玉米生理特性及产量的影响

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吉林农业大学学报 2025年第1期47卷 15-24页

作者：张丽华徐晨闫伟平谭国波孙宁宋航霖赵洪祥吉林省农业科学院农业资源与环境研究所

为探索吉林省半干旱区玉米增产、水分高效利用的栽培技术。2019年和2020年，在洮南综合实验站塑料防雨棚内开展了地表覆盖抗旱试验，设置普通地膜覆盖（T1）、可降解地膜覆盖（T2）、粉碎秸秆覆盖（T3）和不覆盖（ck）处理，研究地表覆... 详细信息

为探索吉林省半干旱区玉米增产、水分高效利用的栽培技术。2019年和2020年，在洮南综合实验站塑料防雨棚内开展了地表覆盖抗旱试验，设置普通地膜覆盖（T1）、可降解地膜覆盖（T2）、粉碎秸秆覆盖（T3）和不覆盖（ck）处理，研究地表覆盖对土壤水分时空变化、玉米根叶生理特性、产量及灌溉水利用效率的影响。结果表明：地表覆盖提高了玉米全生育期0～60 cm土壤含水率，T1、T2、T3处理分别比ck 2年平均提高了11.11%,8.70%,7.73%。纵向上，0～30 cm土层含水率高于31～60 cm，且地膜覆盖差异显著。地表覆盖显著增强了玉米根系活力，提高了伤流液中可溶性糖强度、细胞分裂素与脱落酸强度的比值，提高了叶片光合碳同化酶（核酮糖二磷酸RuBP羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸PEP羧化酶）及氮同化酶（谷氨酰胺合成酶GS）活性。玉米R1期穗位叶片的净光合速率和蒸腾速率，T1、T2、T3处理分别比ck 2年平均提高了20.5%,21.1%,9.1%和21.2%,24.1%,7.2%。玉米产量T1、T2、T3处理比ck分别增加了23.9%,22.4%,7.45%，灌溉水利用效率提高了37.0%,26.9%,10.6%，但2种覆膜处理的玉米产量和灌溉水利用效率无显著差异。从环保的角度，使用降解地膜覆盖更科学，可为半干旱区玉米增产和水资源高效利用栽培技术提供理论依据。

关键词：玉米地表覆盖土壤水分生理特性产量

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基于无人机高光谱影像的稻谷氮含量估算研究

农业机械学报 2025年第1期56卷 332-343+423页

作者：范耀冰吴尚蓉匡炜陈友兴方宝华任建强中北大学信息与通信工程学院北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所) 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部农业遥感重点实验室湖南省水稻研究所

水稻稻谷氮含量直接影响其营养状况和作物品质，本文基于高光谱特征与植株氮含量间关系开展稻谷氮含量估算研究。获取了水稻拔节期、扬花期和完熟期无人机高光谱遥感影像，在获取窄波段归一化差值植被指数（N-NDVI）与水稻植株氮含量敏... 详细信息

水稻稻谷氮含量直接影响其营养状况和作物品质，本文基于高光谱特征与植株氮含量间关系开展稻谷氮含量估算研究。获取了水稻拔节期、扬花期和完熟期无人机高光谱遥感影像，在获取窄波段归一化差值植被指数（N-NDVI）与水稻植株氮含量敏感波段中心波长以及极大值区域Ω的基础上，通过构建内接矩形自动确定了水稻植株氮含量估算的最优敏感波段宽度，并建立了植株氮含量与稻谷氮含量的相关关系；基于最优波宽构建N-NDVI实现了稻谷氮含量估算，并进行了精度验证。结果表明，利用内接矩形自动筛选出的N-NDVI植株氮含量最优敏感波段宽度在各时期水稻植株氮含量和稻谷氮含量反演中均取得较高精度。在稻谷氮含量反演精度验证中，稻谷氮含量实测值和稻谷氮含量预测值之间的决定系数R2为0.410 9～0.610 6,归一化均方根误差NRMSE为11.33%～16.85%,平均相对误差MRE为9.53%～13.24%,各生育期预测精度从大到小排序为完熟期、拔节期、扬花期。在完熟期，敏感波段中心波长为629.85/701.93 nm,对应高光谱最优波宽±6 nm构建的N-NDVI估算稻谷氮含量的精度最高（R2=0.590 0,NRMSE为14.06%,MRE为11.59%）。本文提出的稻谷氮含量反演方法具有一定可行性，为禾本科谷类作物预测籽粒氮含量提供了参考。

关键词：水稻稻谷氮含量植株氮含量无人机高光谱影像

不同种植年限红壤果园土壤腐殖质结构变化对吡虫啉吸附的影响

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土壤学报 2025年

作者：张雅雯张嵚刘灿陈均权周凯涂书新彭新华郭新春郑太辉江西农业大学国土资源与环境学院农业农村部鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室(省部共建) 华中农业大学资源与环境学院中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

新烟碱类农药是南方丘陵区果园中最常用的杀虫剂之一，长期果园施肥会改变土壤有机质含量及结构，进而影响农药在土壤中的吸附行为。深入了解典型新烟碱类农药（吡虫啉）在果园土壤腐殖质上的吸附行为，有助于提高该类农药在土壤中环境... 详细信息

新烟碱类农药是南方丘陵区果园中最常用的杀虫剂之一，长期果园施肥会改变土壤有机质含量及结构，进而影响农药在土壤中的吸附行为。深入了解典型新烟碱类农药（吡虫啉）在果园土壤腐殖质上的吸附行为，有助于提高该类农药在土壤中环境行为的认识，为农药面源污染源头防控提供理论依据。从不同种植年限（10 a、30 a、50 a）柑橘园土壤（0～20 cm）提取得到胡敏酸（HA）馏分(F1～F10)、低碳胡敏素（HuL）和高碳胡敏素（HuH），进行吡虫啉在这些腐殖质组分上的吸附等温线试验。结果表明，腐殖质组分对吡虫啉的吸附等温线均能很好地拟合Freundlich模型，R2大于0.9。胡敏酸对吡虫啉的吸附亲和力约为胡敏素的100倍，Ce为0.5、2.0、3.0 mg·L-1时，吡虫啉的Kd值分别为523.1～5 276 L·kg-1、543.3～ 5 717 L·kg-1、520.2～5 980 L·kg-1，随种植年限的延长，Kd值均略有增加；吡虫啉的KOC值与HA馏分(F1～F10)的芳香碳呈正相关关系、与烷基碳呈负相关关系，低碳胡敏素的羰基碳、羧基碳是控制吡虫啉吸附的关键碳官能团，高碳胡敏素的烷基碳是控制吡虫啉吸附的关键碳官能团。因此，长期种植可以在一定程度上提高腐殖质对吡虫啉的吸附，胡敏酸的芳香碳结构是调节吡虫啉吸附的关键结构，胡敏素的脂肪碳结构是调节吡虫啉吸附的关键结构。

关键词：土壤腐殖质组分吡虫啉等温吸附种植年限柑橘园

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滴灌下肥料管理对小麦产量和碳氮足迹的影响

农业工程学报 2025年第02期 103-111页

作者：邢素丽王敬霞杨军芳黄少辉聂浩亮张静杨慧敏杨文方杨云马王磊贾良良河北省农林科学院农业资源环境研究所河北省肥料技术创新中心中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

为解决小麦生产中氮肥投入过量及灌溉不合理问题，提出华北平原小麦绿色高产生产技术，为农业可持续发展提供支撑。该试验以冬小麦为研究对象，设置滴灌不施肥（D-0）、滴灌不施氮肥（D-N0）、畦灌常规施肥（Q-FP）、滴灌优化施肥（D-NP... 详细信息

为解决小麦生产中氮肥投入过量及灌溉不合理问题，提出华北平原小麦绿色高产生产技术，为农业可持续发展提供支撑。该试验以冬小麦为研究对象，设置滴灌不施肥（D-0）、滴灌不施氮肥（D-N0）、畦灌常规施肥（Q-FP）、滴灌优化施肥（D-NPK）、滴灌有机无机配施（D-NPKM）处理，研究不同措施对小麦产量、碳氮足迹及农田净生态经济效益的影响。结果表明：氮肥和灌溉方式是小麦产量的关键制约因素，与Q-FP处理相比，同时优化施肥及灌溉方式（D-NPK），小麦产量和收获指数平均分别显著提高12.3%和13.2%,D-NPKM处理可显著提高小麦产量和收获指数16.8%和13.1%。相比于畦灌农户常规施肥，滴灌条件下优化施肥量（D-NPK）及有机无机配施（D-NPKM）是小麦生产系统碳氮排放及环境足迹降低的有效措施，氮足迹分别降低61.7%和59.8%，碳足迹分别降低44.5%和25.3%。滴灌模式下，有机无机配施（D-NPKM）处理氮足迹和碳足迹均高于单施化肥（D-NPK）处理，分别高4.9%和34.6%，而净生态经济效益降低于D-NPK处理24.3%。因此，从小麦生产力角度来看，滴灌结合有机无机配施是最优化措施，但结合生态环境角度，建议D-NPK处理为最优化措施。整体来看，在该研究试验条件下，推荐滴灌结合肥料减量措施作为小麦生产的最优化措施，但相比于农户常规灌溉施肥，滴灌下有机无机配施仍是提高小麦生产力，降低小麦生产碳氮足迹的有效措施，未来可结合不同地区有机肥资源进行综合考虑，选择可进一步降低碳足迹的有机肥类型及施用方式，以最大化资源利用，实现农业可持续发展。

关键词：小麦滴灌有机肥产量碳氮足迹

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滴灌下肥料管理对小麦产量和碳氮足迹的影响

农业工程学报 2025年

关键词：小麦滴灌有机肥产量碳氮足迹