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生物炭对旱地冬小麦产量、水氮利用及土壤养分的影响

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麦类作物学报 2025年

作者：桑丽智周捷吴锁智王绪峰沈玉芳中国科学院水土保持与生态环境研究中心中科院水利部水土保持研究所中国科学院大学西北农林科技大学资源与环境学院

为了解生物炭在旱地小麦栽培上的应用效果,基于2012年开始的田间定位试验,比较了0、10、30和50 t·hm-2四个生物炭施用水平（分别用B0、B1、B2和B3表示,生物炭于2012年施入土壤,此后不再施用）下旱地冬小麦产量、水氮吸收利用及土壤养... 详细信息

为了解生物炭在旱地小麦栽培上的应用效果,基于2012年开始的田间定位试验,比较了0、10、30和50 t·hm-2四个生物炭施用水平（分别用B0、B1、B2和B3表示,生物炭于2012年施入土壤,此后不再施用）下旱地冬小麦产量、水氮吸收利用及土壤养分的差异。结果表明,与不施用生物炭（B0）处理相比,B2和B3处理的冬小麦产量和成熟期干物质积累均显著增加,其中产量增幅分别为8.1%和14.6%,干物质增幅分别为16.3%和20.0%。高量施用生物炭（B2、B3）促进了冬小麦地上部及各器官的花后氮素积累,其中茎、叶、籽粒的氮素积累量分别增加了11.3%～18.2%、4.9%～16.5%和4.2%～10.9%。施用生物炭显著降低了表观氮损失（降幅34.5%～38.5%）,提高了氮肥以及水分利用效率,其中B3处理的氮肥利用效率和水分利用效率均最高,分别为12.3 kg·kg-1和9.1 kg·hm-2·mm-1。同时,施用生物炭显著提高了土壤有机质、铵态氮、全氮、速效磷等土壤养分含量。本试验条件下,30和50 t·hm-2施用生物炭能够有效促进旱地冬小麦干物质积累,氮素吸收利用,提高产量及氮肥和水分利用效率,增加土壤养分含量,有利于旱地小麦高产高效。

关键词：生物炭冬小麦产量氮肥利用效率水分利用效率土壤养分

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人类活动净磷输入来源特征影响着区域磷输出

中国环境科学 2025年第1期45卷 355-368页

作者：郭玉静王云琦周小舟张建聪程金花王震张晓明李鹏北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 重庆市林业科学研究院重庆400036 中国水利水电科学研究院北京100048 西安理工大学水利水电学院陕西西安710048

为探究三峡库区磷输入对磷输出的影响,基于人类活动净磷输入(NAPI)模型和改进的输出系数模型(ECM),分析了2006~2021年库区磷输入输出的时空特征及其响应关系.结果表明,年际NAPI值呈先升高后降低的趋势(峰值为2015年),各区县NAPI值高低... 详细信息

为探究三峡库区磷输入对磷输出的影响,基于人类活动净磷输入(NAPI)模型和改进的输出系数模型(ECM),分析了2006~2021年库区磷输入输出的时空特征及其响应关系.结果表明,年际NAPI值呈先升高后降低的趋势(峰值为2015年),各区县NAPI值高低呈聚集分布,磷肥对NAPI的贡献率最大,年均达64.42%;磷输出量(TP)在2500t/a上下波动呈缓慢增加趋势,TP高值区域由库区东北部向西南部转移,旱地对TP的贡献率最大,年均41.25%.TP与NAPI呈正相关,磷输入来源中人类食品和动物饲料磷输入(P_(im))对TP的总作用最大,其次为非食品磷输入(P_(nf))和化肥磷输入(P_(fer)),单位P_(im)较P_(nf)和P_(fer)能产生更多的TP;磷输出率在1.18%~2.26%之间,年均1.78%,P_(im)比例对磷输出率的作用最大,其次为P_(nf)比例,磷输出率随P_(im)和P_(nf)比例增大而增大,P_(fer)比例与磷输出率呈负相关,P_(im)对区域潜在磷污染风险威胁最大.本研究可为三峡库区水环境管理提供科学参考.

关键词：三峡库区人类活动净磷输入输出系数模型时空变化特征来源特征响应关系

黄土丘陵沟壑区不同土地利用方式下土壤含水量季节动态

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陕西农业科学 2025年第2期71卷 56-62页

作者：霍海霞鞠孟辰霍军文崔乐乐杨凌职业技术学院水利工程学院陕西杨凌712100 延安市兴水水土保持监测服务有限责任公司陕西延安716000 黄河水利委员会绥德水土保持科学试验站陕西绥德719000

探究黄土丘陵沟壑区不同土地利用方式下土壤含水量季节动态,为区域土地利用和生态系统管理提供科学依据。本研究对该区域不同土地利用方式下0~200 cm土层的含水量进行了动态监测和分析。(1)不同土地利用方式下土壤含水量呈显著的季节动... 详细信息

探究黄土丘陵沟壑区不同土地利用方式下土壤含水量季节动态,为区域土地利用和生态系统管理提供科学依据。本研究对该区域不同土地利用方式下0~200 cm土层的含水量进行了动态监测和分析。(1)不同土地利用方式下土壤含水量呈显著的季节动态和空间异质性,不同季节依次表现为夏季>秋季>冬季>春季;不同土地利用方式由高到低依次为:耕地(7.87%)>灌木林地(6.75%)>乔木林地(6.55%)>草地(6.53%)>撂荒地(6.12%)。(2)土壤含水量变异程度呈现明显的垂直分布特征,表层(0~5 cm)变异系数最大,随深度增加呈先降低后缓慢增加趋势。(3)土壤含水量垂直分布表现出季节性差异,随土层深度的增加,夏秋季节先降低后增加,冬季先增加后降低,春季呈波动性增加趋势。(4)相关性分析结果表明,土壤含水量与耕地呈显著正相关,与撂荒地、砂粒含量和电导率呈显著负相关(p<0.05)。总之,黄土丘陵沟壑区土壤含水量呈明显的季节性动态变化,且显著受到土地利用方式的影响。

关键词：丘陵沟壑区土地利用方式土壤含水量季节动态影响因素

基于有效积温的玉米株高与茎粗动态发育及其积温模型研究

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中国农业科技导报(中英文) 2025年

作者：许海涛马红珍王文文范文祥许波张军刚郭海斌王友华驻马店市农业科学院河南省玉米产业技术体系驻马店综合试验站平舆县农业科学研究所北京联创种业有限公司

为探究基于有效积温的玉米株高与茎粗动态发育及其积温模型和特征参数，以驻玉216、裕丰303、中科玉505、郑单958为试验材料，在2023年通过春、夏播进行大田试验，采用Logistic模型拟合玉米株高与茎粗基于有效积温的动态发育方程，利用... 详细信息

为探究基于有效积温的玉米株高与茎粗动态发育及其积温模型和特征参数，以驻玉216、裕丰303、中科玉505、郑单958为试验材料，在2023年通过春、夏播进行大田试验，采用Logistic模型拟合玉米株高与茎粗基于有效积温的动态发育方程，利用其特征参数分析玉米动态发育特征。结果表明，春、夏播玉米株高、茎粗与有效积温呈极显著相关，相关系数春播达0.96以上，夏播达0.94以上，随有效积温呈“S”型单向递增动态变化趋势。以有效积温为自变量建立的玉米株高与茎粗Logistic模型具有较好生物学意义，株高方程的决定系数春播在0.9827～0.9968、夏播在0.9828～0.9935，茎粗方程的决定系数春播在0.9894～0.9990、夏播在0.987 7～0.998 7；相关系数分别在0.991 3～0.998 4和0.993 8～0.999 5；标准化均方根误差株高春播在3.55%～10.71%、夏播在6.96%～10.30%，茎粗春播在14.93%～26.84%、夏播在5.93%～13.75%，模拟曲线与实测值拟合度较高，达到良好预测效果。株高最大生长速率所需有效积温、进入快增期所需有效积温、进入缓增期所需有效积温春播表现为中科玉505、裕丰303>郑单958、驻玉216，夏播表现为裕丰303>驻玉216>中科玉505>郑单958；茎粗最大生长速率所需有效积温春播4个品种间差异不显著，夏播表现为驻玉216>郑单958、裕丰303>中科玉505。综上可知，Logistic模型可较好模拟和预测基于有效积温的玉米株高与茎粗动态发育，能够预估玉米长势，具有较强的利用价值。研究结果为利用有效积温预测玉米株高与茎粗动态发育提供理论依据。

关键词：玉米株高茎粗有效积温 Logistic模型

基于叶面积指数耦合STEMMUS模型的果园土壤水热特征

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水土保持学报 2025年第1期39卷 316-325,337页

作者：杨雨萌高晓东邵晓亚杨敏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 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100 中国科学院大学北京100049 西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100 西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

[目的]叶面积指数(leaf area index, LAI)作为生态系统水循环过程模拟研究的关键参数,其快速动态模拟可解决土壤水-汽-热-气耦合模型STEMMUS(simultaneous transfer of energy, mass and momentum in unsaturated soil)只能使用固定或实测LAI作为输入参数的局限性。[方法]将EPIC模型中的“植物叶面积发育子模块”与STEMMUS模型耦合,采用2019年和2020年子洲县山地苹果试验示范基地苹果生长条件下实测的果树蒸腾、土壤水分和土壤温度数据对模型进行率定与验证,以评估耦合模型在黄土高原的适用性。[结果]通过优化植物生长参数,耦合叶面积发育子模块后的STEMMUS模型对苹果树蒸腾耗水过程的模拟精度显著提高,率定年和验证年的归一化均方根误差(NRMSE)和平均绝对误差(MAE)分别从原模型的40.2%、61.9%和0.52、0.64 mm/d降低到耦合模型的30.0%、33.2%和0.42、0.38 mm/d。同时,耦合模型可较好地模拟苹果园的土壤水热动态过程,在率定期和验证期模拟土壤水分体积分数和土壤温度的NRMSE分别为1.4%~32.9%和2.9%~9.5%,MAE分别为0.13~4.26 cm^(3)/cm^(3)、0.34~1.49℃。[结论]模拟值与实测值吻合度较高,表明耦合模型可准确描述黄土高原苹果园果树叶面积动态生长和生态水文过程,研究结果可为黄土区果园生态水文过程的研究提供技术支撑。

关键词：叶面积指数 STEMMUS 果树蒸腾土壤水热黄土高原

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坡地茶园蓄水保土增产技术试验研究

水土保持通报 1992年第5期12卷 38-42,49页

作者：李日生刘占欣双书玲周孝明张作姓黄前富蔺殿龙河南省水土保持科学研究所郑州市450003 商城县水土保持科学试验站

豫南大别山区栽培茶树历史悠久,茶农在茶园管理和茶叶生产上有一定的实践经验和栽培技术。但是,随着茶园面积不断扩大,加之管理粗放和掠夺式经营,致使一些茶园形成“未老先衰”,经济效益下降。针对上述问题,笔者自1987年开展了坡地茶园... 详细信息

豫南大别山区栽培茶树历史悠久,茶农在茶园管理和茶叶生产上有一定的实践经验和栽培技术。但是,随着茶园面积不断扩大,加之管理粗放和掠夺式经营,致使一些茶园形成“未老先衰”,经济效益下降。针对上述问题,笔者自1987年开展了坡地茶园蓄水保土增产技术与效益试验研究。该项研究主要有两个方面:1.间作绿肥生物护坎保土技术;2.多条密植更新改造技术。试验结果表明:在坡地茶园采取多条密植更新改造技术和间作绿肥护坎保土技术措施,均取得了显著的水土保持效益、经济效益和社会效益。

关键词：茶园蓄水增产

长时间尺度草地物种多样性-群落稳定性关系及机制

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草地学报 2025年

作者：祁旭阳王欣雨尹子鸣马晓瑞杨梦茹王子临王亦波田慧慧拓行行张添佑李伟西北农林科技大学草业与草原学院西北农林科技大学水土保持科学与工程学院

从长时间尺度揭示草地物种多样性和群落稳定性的变化模式、关系及其潜在机制是生态学研究的核心目标之一。本研究基于宁夏云雾山典型草原40年的长期定位试验，利用Patrick物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数等作为物种多样性的... 详细信息

从长时间尺度揭示草地物种多样性和群落稳定性的变化模式、关系及其潜在机制是生态学研究的核心目标之一。本研究基于宁夏云雾山典型草原40年的长期定位试验，利用Patrick物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数等作为物种多样性的衡量指标，应用数学分解方法将群落稳定性分解为种群稳定性、异步性、补偿效应和统计平均效应，通过一般线性模型（GLM）、随机森林模型等方法，探究了物种多样性-群落稳定性的关系及其内在机制。结果表明：1982-2021年，草地物种多样性和群落稳定性均表现为“单峰状”变化模式；物种多样性与群落稳定性以正相关关系为主；不同机制与群落稳定性均成正相关关系，且对群落稳定性变异解释度排序为种群稳定性（94%）>异步性（86%）>统计平均效应（64%）>补偿效应（46%）。综上所述，四种机制均贡献了群落稳定性的维持，但统计平均效应比补偿效应更为关键。

关键词：时间尺度物种多样性群落稳定性异步性种群稳定性统计平均效应

纳帕海高寒退化草甸土壤细菌群落结构对氮添加的响应

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生态环境学报 2025年第2期34卷 233-246页

作者：孙煜佳陆梅赵旭燕冯峻刘国庆郭础鸟王明柳黄敏超陈志明西南林业大学水土保持学院云南昆明650024 纳帕海省级自然保护区管护局云南迪庆674400 云南省林木种苗工作站云南昆明650215

为探明土壤细菌群落对氮沉降增加的响应机制,以纳帕海高寒退化草甸云雾薹草(Carex nubigena)群落土壤为研究对象,野外设置对照(0 g·m^(-2)·a^(-1))、低氮(5 g·m^(-2)·a^(-1))、中氮(10 g·m^(-2)·a^(-1))和高氮(15 g·m^(-2)·a^(-... 详细信息

为探明土壤细菌群落对氮沉降增加的响应机制,以纳帕海高寒退化草甸云雾薹草(Carex nubigena)群落土壤为研究对象,野外设置对照(0 g·m^(-2)·a^(-1))、低氮(5 g·m^(-2)·a^(-1))、中氮(10 g·m^(-2)·a^(-1))和高氮(15 g·m^(-2)·a^(-1))等4种氮添加量的模拟试验,采用高通量测序测定土壤细菌群落组成及多样性,分析氮添加下植物和土壤环境变化对细菌群落的影响特征。结果表明,1)氮添加显著影响土壤细菌门属水平群落组成。随氮量增加,酸杆菌门、放线菌门、甲烷氧化菌门、芽单胞菌门、硝化螺旋菌门相对丰度先增后减;变形菌门、厚壁菌门相对丰度增加;绿弯菌门、粘菌门、拟杆菌门、疣微菌门相对丰度降低;在属水平上,酸杆菌属、芽单胞杆菌属、Vicinamibacter、RB41先增后减,微球菌属、黄杆菌属先减后增,Candidatus Solibacter增加。2)氮添加显著影响植物与土壤环境。随氮添加量增加,地上生物量增加而植物多样性降低;土壤速效钾、全氮、有机质、速效氮含量增加,全钾、pH降低;全磷、速效磷呈先减后增趋势。3)氮添加下植物变化通过影响土壤养分而间接调控土壤细菌,土壤环境变化则直接影响细菌群落。结论:氮添加主要通过改变植物多样性、土壤pH和土壤养分含量,直接或间接对土壤细菌产生影响。

关键词：氮添加高寒退化草甸土壤细菌多样性群落结构纳帕海

水土保持碳汇交易的贵州实践——以西南地区首单水土保持碳汇交易为例

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中国水土保持 2025年第3期 9-11,I0005页

作者：孟天友宁茂岐江河罗忠志彭强毕节市水土保持监测中心贵州毕节551700 贵州省水土保持科技示范推广中心贵州贵阳550002 织金县水土保持监测中心贵州织金552100

2024年10月31日,作为西南地区首单水土保持碳汇交易项目,贵州省织金县花红河小流域和白水河小流域水土保持重点防治工程在贵州生态产品交易中心成功签约,国能织金发电有限公司交易水土保持碳汇量3.4万t,交易金额119万元,为持续丰富水土... 详细信息

2024年10月31日,作为西南地区首单水土保持碳汇交易项目,贵州省织金县花红河小流域和白水河小流域水土保持重点防治工程在贵州生态产品交易中心成功签约,国能织金发电有限公司交易水土保持碳汇量3.4万t,交易金额119万元,为持续丰富水土流失治理方式,拓宽“两山”转化路径,打造国家生态文明试验区、生态文明建设先行区提供了“贵州经验”。总结了织金县花红河小流域和白水河小流域水土保持碳汇交易项目的主要做法:探索制定了《贵州省水土保持项目碳汇方法学(试行)》,核证了水土保持碳汇减排量为17.42万t;省市县上下协同联动,精准锁定有购买碳汇需求的企业,从购买水土保持碳汇的“4+1”作用(履行社会责任、“超前投资”、抵押融资、“以碳代赔”和首单宣传效应),回答好“为什么花钱买碳汇”问题。此外,针对目前存在的水土保持碳汇还未被纳入中国核证自愿减排量(CCER)、碳票交易“地方粮票”只能在区域内交易、企业购买存在顾虑等问题,提出了加强顶层设计、推动水土保持碳汇与CCER接轨、规范碳汇交易机制和完善配套办法等建议。

关键词：水土保持碳汇交易核算首单织金县西南地区