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基于Meta分析的苏打盐碱土改良效果评估

土壤学报 2024年

作者：黄广志黄立华刘伯顺蒋小曈杨璨梁燕萍蔡婧晖中国科学院东北地理与农业生态研究所中国科学院大学吉林大安农田生态系统国家野外科学观测研究站

苏打盐碱土集中分布于我国东北松嫩平原西部，长期以来人们在苏打盐碱地治理中采用了多种物料或措施进行土壤改良，也取得了较好的改良效果。然而，这些改良措施多是定点的单一评估，缺少不同改良剂多点位的综合比较。为此本研究利用Met... 详细信息

苏打盐碱土集中分布于我国东北松嫩平原西部，长期以来人们在苏打盐碱地治理中采用了多种物料或措施进行土壤改良，也取得了较好的改良效果。然而，这些改良措施多是定点的单一评估，缺少不同改良剂多点位的综合比较。为此本研究利用Meta分析，从近30年有关苏打盐碱土改良报道的589篇文献中遴选出符合条件的854组相关数据，综合量化评估了石膏类改良剂、生物炭和混合改良剂（2种及2种以上改良物料配施）对苏打盐碱土的改良效果，采用随机森林方法解析了影响不同改良剂改良效果的因素。结果表明，石膏类改良剂、生物炭和混合改良剂在稻田上施用后土壤碱度分别降低21.5%、19.6%和37.0%，改良效果显著，改良剂之间差异不显著；生物炭对土壤养分含量提升效果最佳（47.8%），石膏类改良剂相对最低（26.4%）。三种改良剂多用于中、重度苏打盐碱土表层（0～20 cm）土壤改良，其施用量和施用年限对土壤改良效果存在差异。改良剂施用量是影响石膏类改良剂、生物炭和混合改良剂降低土壤碱度和盐分效果的主要因素。石膏类改良剂主要作用原理是降低土壤碱度，进而间接提升土壤养分和促进作物生长，生物炭和混合改良剂兼具降低土壤碱度和直接提供土壤养分的作用。土壤改良剂在选择使用上不仅要考虑用量，种植作物类型、改良剂成本、作用效果持久性以及环境安全性问题也是重要的参考因素。

关键词：苏打盐碱土化学改良剂 Meta分析石膏生物炭混合改良剂

我国东部典型内源和外源性静态水体N_(2)O排放与生态系统呼吸的关系初探

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农业资源与环境学报 2024年第2期41卷 401-409页

作者：李春旺王华淦冲赵学梅张声权颜晓元夏永秋湖南农业大学环境与生态学院长沙410128 中国科学院南京土壤研究所江苏常熟农田生态系统国家野外观测研究站南京210018

内陆水体是大气中N_(2)O的重要排放源,受到国内外广泛关注,为了探讨水生生态系统中水体N_(2)O排放通量与生态系统呼吸的响应关系,本研究以我国东部典型外源性和内源性静态水体为研究对象,在2022年4月29日-5月4日对10个表层水体N_(2)O排... 详细信息

内陆水体是大气中N_(2)O的重要排放源,受到国内外广泛关注,为了探讨水生生态系统中水体N_(2)O排放通量与生态系统呼吸的响应关系,本研究以我国东部典型外源性和内源性静态水体为研究对象,在2022年4月29日-5月4日对10个表层水体N_(2)O排放通量和生态系统呼吸指标进行测定,结合贝叶斯方法初步探讨了水体N_(2)O排放通量和生态系统呼吸之间的关系。结果表明:外源性水体N_(2)O排放通量和生态系统呼吸均显著高于内源性水体(P生态系统呼吸(CO_(2)和BOD_(5))之间的数学模型,可解释水体N_(2)O排放通量变异性的61%~71%,并且明确了模拟结果的不确定性。此外,本研究进一步区分了内源性水体与外源性水体N_(2)O排放通量和生态系统呼吸的关系,在内源性水体中,N_(2)O的产生受碳源限制的影响大于氮源限制,而在外源性水体中N_(2)O排放通量与CO_(2)排放通量的耦合关系大于内源性水体。研究表明,生态系统呼吸与水体N_(2)O排放通量间有很强的响应关系,本研究为区域水体N_(2)O排放通量估算方法和生态系统呼吸耦合机制研究提供了基础。

关键词：贝叶斯方法 N_(2)O排放通量生态系统呼吸内源性水体外源性水体

黄土塬区不同土地利用方式10 m剖面土壤水分年际和季节动态特征

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生态学报 2024年

作者：王中琦汤晓迪杜康周玲房凤如韩晓阳刘文兆朱元骏西北农林科技大学水土保持科学与工程学院(水土保持研究所) 承德医学院蚕业研究所陕西长武农田生态系统国家野外科学观测研究站

为揭示黄土高原南部塬区不同土地利用方式土壤水分时空变化特征，2014—2022年间采用土壤温湿度自动观测系统对苜蓿地、休闲地、高产农田、低产农田0—10 m剖面21层的土壤含水量进行了定位监测，并探究了其时空变化的影响因素。结果表明... 详细信息

为揭示黄土高原南部塬区不同土地利用方式土壤水分时空变化特征，2014—2022年间采用土壤温湿度自动观测系统对苜蓿地、休闲地、高产农田、低产农田0—10 m剖面21层的土壤含水量进行了定位监测，并探究了其时空变化的影响因素。结果表明：4种土地利用方式中，由于多年生苜蓿地根系强吸水效应，其平均土壤含水量显著小于其他3种土地利用方式；随着土层深度的增加，苜蓿地土壤含水量先减小后增大，其他3种利用方式土壤含水量大致呈增大趋势；在季节变化特征上，土壤水分季节性干湿交替层分别为0—2 m、0—1 m、0—3 m、0—1 m，最小值和最大值分别出现在1—2月和9—11月；年尺度上，苜蓿地土壤含水量变异最大，高产农田次之，低产农田和休闲地变异性最小；就长期动态而言，土壤干层厚度和储水量变化与降水年际分布密切相关，近9年来各土地利用方式年均土壤储水量呈现增大趋势，2019、2021两丰水年份苜蓿地储水量增幅明显，降水补给深度可达4 m；相关性分析表明，土地利用方式、土层深度和黏粒含量为影响土壤含水量的关键因子。研究结果可为黄土高原深层剖面土壤水分观测和模拟提供数据支撑。

关键词：土壤水分土地利用方式深层剖面土壤干燥化黄土高原

水分及秸秆覆盖对夏玉米土壤呼吸及碳平衡的影响

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灌溉排水学报 2024年第1期43卷 1-8页

作者：张笑培常晓杨慎骄王和洲周新国中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 河南商丘农田生态系统国家野外科学观测研究站河南商丘476000 天津农学院人文学院天津300392

【目的】充分发挥秸秆覆盖与适宜灌溉对作物增产及土壤固碳减排的各自优势及二者协同效应,建立减排增产节水的高效农田管理模式。【方法】以豫东地区夏玉米为研究对象,设置覆盖方式(秸秆覆盖(S)和无覆盖(N))和灌水控制下限(田间持水率(... 详细信息

【目的】充分发挥秸秆覆盖与适宜灌溉对作物增产及土壤固碳减排的各自优势及二者协同效应,建立减排增产节水的高效农田管理模式。【方法】以豫东地区夏玉米为研究对象,设置覆盖方式(秸秆覆盖(S)和无覆盖(N))和灌水控制下限(田间持水率(FC)的50%(W1)、60%(W2)、70%(W3)、80%(W4))两因素试验,系统研究水分及秸秆覆盖对土壤碳排放总量、土壤微生物异氧呼吸碳释放量和农田净初级生产力固碳量影响。【结果】秸秆覆盖和灌水增加了土壤呼吸、农田净初级生产力固碳量和土壤微生物异氧呼吸碳释放量,其中SW4处理均最高,与SW3、NW4处理差异不显著。SW3处理净生态系统生产力(NEP)和碳排放效率均最高,分别较其他处理高3.99%~245.74%和2.35%~138.80%。与SW4处理相比,SW3处理在节约灌水的前提下,农田净生态系统生产力提高2.99%,碳排放效率提高2.35%。【结论】综合考虑农田净生态系统生产力和碳排放效率,SW3处理(灌水控制下限为70%FC+秸秆覆盖)可以作为节水、减排、增产的农田管理模式。

关键词：秸秆覆盖土壤水分夏玉米土壤呼吸碳平衡

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农牧交错区不同撂荒年限对农田土壤的影响

草地学报 2024年第3期32卷 677-683页

作者：黄晶刘克思豆鹏鹏高茜刘程苗正洲任卓然王堃中国农业大学草业科学与技术学院北京100193 河北沽源草地生态系统国家野外科学观测站河北沽源076550

为研究撂荒年限对农田土壤的影响,本试验于8月植物生长旺季进行,选取未撂荒农田(CK)、撂荒7年(7a)、15年(15a)和30年(30a)的农田采集土壤样品,室内计算分析土壤理化特征的变化规律,结果表明,撂荒显著提高了土壤容重,降低了土壤孔隙度和... 详细信息

为研究撂荒年限对农田土壤的影响,本试验于8月植物生长旺季进行,选取未撂荒农田(CK)、撂荒7年(7a)、15年(15a)和30年(30a)的农田采集土壤样品,室内计算分析土壤理化特征的变化规律,结果表明,撂荒显著提高了土壤容重,降低了土壤孔隙度和土壤pH。与未撂荒地对比,撂荒显著提高了土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、全氮(Soil total nitrogen,TN)和全磷(Soil total phosphorus,TP)的含量。因此,长期撂荒对土壤养分状况具有显著改善作用。不同撂荒年限土壤含水量与土壤养分指标均呈显著正相关,长期撂荒下更少的蒸散耗水量减少了土壤水分的损失,使土壤养分得到了积累。本研究可为坝上农牧交错带撂荒地的合理规划提供理论支撑。

关键词：农牧交错带农田撂荒年限土壤水分土壤理化性质土壤养分

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再生水灌溉引发土壤次生盐渍化的研究进展

灌溉排水学报 2024年第2期43卷 47-53页

作者：赵守强宋纪斌刘春成李晓彤刘源黄鹏飞李中阳中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 中国农业科学院研究生院北京100081 河南商丘农田生态系统国家野外科学观测研究站河南商丘476000

中国水资源供需矛盾突出,在农业用水上尤为严重,合理利用再生水灌溉对于缓解我国农业用水紧张具有重要的现实意义。然而,再生水中含有盐分,存在引发土壤次生盐渍化的潜在风险。本文以国内外再生水灌溉相关文献为基础,从灌溉方式、土壤... 详细信息

中国水资源供需矛盾突出,在农业用水上尤为严重,合理利用再生水灌溉对于缓解我国农业用水紧张具有重要的现实意义。然而,再生水中含有盐分,存在引发土壤次生盐渍化的潜在风险。本文以国内外再生水灌溉相关文献为基础,从灌溉方式、土壤类型、作物种植、灌溉年限及其他处理模式共5个方面对再生水灌溉引发土壤次生盐渍化的风险进行分析与总结。研究认为,长期再生水灌溉下引发土壤次生盐渍化的研究不足,缺乏交互因子的影响研究,系统化不强,改良再生水措施对土壤次生盐渍化研究相对较少。研究建议,加强开展长期再生水灌溉下灌溉方式、土壤类型、作物种植、农艺措施等方面结合对土壤次生盐渍化影响的大田试验研究;还要加强改良再生水灌溉对引发土壤次生盐渍化风险调控等方面的研究。

关键词：再生水灌溉次生盐渍化影响因素

硝态氮诱导细胞分裂素强化燕麦锶富集机制的研究

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草业学报 2024年

作者：亓琳包云杨莹博王晓凌赵威河南科技大学农学院河南商丘农田生态系统国家野外科学观测研究站中国农业科学院农田灌溉研究所咸阳师范学院地理与环境学院地理科学系

为探明硝态氮对燕麦锶富集能力的影响，以燕麦内蒙科艺1号为试验材料，采用土培盆栽试验，施加3个水平的金属锶(0、400和800 mg·kg-1)和两个水平的硝态氮(0和100 mmol·L-1)处理，在硝态氮处理30 d后，研究硝态氮在锶污染条件下对燕麦... 详细信息

为探明硝态氮对燕麦锶富集能力的影响，以燕麦内蒙科艺1号为试验材料，采用土培盆栽试验，施加3个水平的金属锶(0、400和800 mg·kg-1)和两个水平的硝态氮(0和100 mmol·L-1)处理，在硝态氮处理30 d后，研究硝态氮在锶污染条件下对燕麦锶的富集和分布特征，生长指标以及叶片细胞分裂素浓度的影响。结果表明：1)燕麦幼苗的干重随着锶浓度的升高呈现降低的趋势，硝态氮缓解了金属锶对燕麦生长的抑制作用；2)燕麦富集锶的能力表现为根>叶>茎，硝态氮促进了燕麦对锶的富集作用，提高了燕麦对锶的转运系数；3)细胞分裂素含量随着硝态氮施加浓度增加而增加。细胞分裂素含量与转运系数呈正相关。综上所述，燕麦根部富集锶的能力最强；硝态氮可以诱导燕麦中细胞分裂素含量增加，促进其对锶的抗性。此研究可为强化植物修复锶污染土壤的研究提供理论依据。

关键词：燕麦锶富集细胞分裂素

盐结皮土壤形成发育过程影响下的能量平衡动态变化

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干旱区地理 2024年第3期47卷 424-432页

作者：王弘超李新虎郭敏李佳琳中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室干旱区生态安全与可持续发展重点实验室新疆乌鲁木齐830011 阿克苏绿洲农田生态系统国家野外科学观测研究站新疆阿克苏843017 中国科学院大学北京100049

地表能量平衡是地气交互作用的关键环节,探究不同下垫面的地表能量平衡特征对了解地表的热量传输具有重要意义。然而,目前对于能量平衡在盐结皮土壤形成过程下的变化特征的研究未见报道,主要难点在于缺少盐结皮形成过程中土壤表面反照... 详细信息

地表能量平衡是地气交互作用的关键环节,探究不同下垫面的地表能量平衡特征对了解地表的热量传输具有重要意义。然而,目前对于能量平衡在盐结皮土壤形成过程下的变化特征的研究未见报道,主要难点在于缺少盐结皮形成过程中土壤表面反照率的计算方法,严重影响了盐渍化土壤热量传输的精确定量描述。因此,利用模拟试验结合能量平衡模型,应用反照率计算方法,定量分析了盐结皮土壤形成发育过程下能量平衡的动态变化特征。结果表明:(1)Logistic增长模型可以很好地拟合盐结皮在土壤表面的形成发育过程(R2=0.99)。(2)在持续照射条件下(1000 W·m^(-2),16 d),随着盐结皮的持续发育,盐结皮土壤的反照率比对照高出0.15~0.41,从而显著降低了土壤对热量的吸收,导致盐结皮土壤表面温度比对照降低了16℃。(3)盐结皮土壤的净辐射、感热通量、潜热通量和土壤热通量在反照率和表面温度影响下分别比对照减少了47.9%、52.4%、46.8%和47.4%,显著影响了土壤的剖面温度。研究结果对进一步探讨盐结皮影响下的土壤水热传输过程具有重要的科学价值。

关键词：盐结皮反照率土壤表面温度能量平衡

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生物特征及物种组合对重金属污染修复的影响

环境科学与技术 2024年第S1期47卷 59-69页

作者：任文李嗣艺李中阳孙玖明王广帅刘源中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 河南商丘农田生态系统国家野外科学观测研究站国家农业环境商丘观测实验站国家农业绿色发展长期固定观测商丘试验站河南商丘476000 河南大学农学院河南开封475004

生物修复具有成本低廉、不易产生二次污染及便于回收的特点,常被用于重金属污染程度较低区域的修复工作中。文章总结了各类植物应对重金属胁迫的特殊机制,介绍了植物生物特征对修复效果的影响,然后阐述了重金属在食物链中的传递特性及... 详细信息

生物修复具有成本低廉、不易产生二次污染及便于回收的特点,常被用于重金属污染程度较低区域的修复工作中。文章总结了各类植物应对重金属胁迫的特殊机制,介绍了植物生物特征对修复效果的影响,然后阐述了重金属在食物链中的传递特性及其对动物活动习性的影响,分析了可用于重金属修复的动物种类及其对构建平衡网络结构的意义,最后还汇总了微生物对重金属污染的适应机制及应对策略。在上述内容的基础上,总结了植物组合、植物与动物组合及植物与微生物组合中,物种间作用关系对重金属修复的影响。该综述表明了合理搭配物种可以扩大物种适用区间,增强物种抗胁迫能力,同时提升重金属修复效率,但如何有效协调不同物种间作用关系及充分发挥各物种特征是生物组合修复的重要研究方向。

关键词：生物特性重金属修复生物组合种间作用关系生物修复生物多样性