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景观格局对河流水质影响的尺度效应Meta分析

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环境科学 2024年第5期45卷 2631-2639页

作者：王玉仓杜晶晶张禹吴昊胡敏鹏陈丁江浙江大学环境与资源学院杭州310058 环境修复与生态健康教育部重点实验室杭州310058 浙江省农业资源与环境重点实验室杭州310058

景观格局决定了陆域污染物的源汇过程,是影响河流水质状况的关键因素.由于尺度效应,不同尺度下景观格局与河流水质关系的研究结果不尽相同.然而,景观格局对河流水质影响的尺度效应问题尚缺乏系统研究.收集了国内外4041条研究数据,采用M... 详细信息

景观格局决定了陆域污染物的源汇过程,是影响河流水质状况的关键因素.由于尺度效应,不同尺度下景观格局与河流水质关系的研究结果不尽相同.然而,景观格局对河流水质影响的尺度效应问题尚缺乏系统研究.收集了国内外4041条研究数据,采用Meta分析法定量分析了不同尺度下景观格局对河流水质的作用特征,识别了影响河流水质的关键时间和空间尺度以及景观指数.结果表明,相对于降水事件、平水期和年际尺度,丰水期下景观格局对河流水质的影响最大;相对于流域尺度,缓冲区尺度的景观格局对河流水质的影响更大;丰水期-缓冲区尺度是景观格局影响河流水质的关键时空耦合尺度.与耕地、水域、草地以及流域整体景观相比,林地和城镇用地的景观格局对河流水质的影响更大;破碎度是影响河流水质最重要的景观格局因子.在河流水质治理中,应重点考虑缓冲区的景观配置,增加缓冲区林地面积、减少林地和水域的斑块密度和减少城镇用地的面积占比和聚集度,以有效保护河流水质.

关键词：景观格局河流水质尺度效应破碎度土地利用

1990年以来柴达木盆地小柴旦湖扩张及影响分析

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湖泊科学 2024年第3期36卷 927-938页

作者：祝存兄樊启顺严应存校瑞香青海省防灾减灾重点实验室西宁810001 青海省气象科学研究所西宁810001 中国科学院青海盐湖研究所盐湖资源绿色高值利用重点实验室西宁810008 青海省盐湖地质与环境重点实验室西宁810008

柴达木盆地盐湖对维系区域生态平衡、保障农业安全和国民经济发展具有重要的作用。受青藏高原气候暖湿化影响,盆地湖泊格局发生了一系列变化。为分析盆地盐湖变化特征,本文以小柴旦湖为例,基于长时间序列卫星数据,利用随机森林法提取盐... 详细信息

柴达木盆地盐湖对维系区域生态平衡、保障农业安全和国民经济发展具有重要的作用。受青藏高原气候暖湿化影响,盆地湖泊格局发生了一系列变化。为分析盆地盐湖变化特征,本文以小柴旦湖为例,基于长时间序列卫星数据,利用随机森林法提取盐湖水域范围并解构、评估“点—线—面”形态变化,同时构建矿化度指数表征盐湖资源禀赋。结果表明:(1)1990—2022年小柴旦湖面积呈“缓减—缓增—快增”的阶段性变化特征,岸线长度呈阶段性变化(2016年后增长明显),湖泊质心总体向西北方向迁移,截止2022年湖泊质心累计迁移距离为2363.49 m。(2)1990—2022年矿化度指数波动下降,呈“淡化”态势。(3)气象数据显示研究区年平均气温升高、年降水量增多、年潜在蒸散量下降,处于暖湿化轻度转型期,降水增多、蒸发下降、增温引起的冰雪融水增加综合叠加效应引起区域水资源增加,进而导致湖泊扩张和“淡化”。(4)小柴旦湖扩张和“淡化”对社会经济和生态平衡影响明显,一方面,影响湖区周边基础设施,近70 km^(2)区域受淹没直接影响,包括德小高速公路、柳格高速公路部分路段;另一方面,作为资源型湖泊,小柴旦湖盐湖矿产资源开发利用潜力下降,“淡化”或将引起湖泊生态系统失衡。(5)未来应适当调整小柴旦湖开发利用方向,挖掘“雪山—荒漠—盐湖—湿地—公路”视觉多元化立体景观资源,平衡盐湖“资源”与“生态”属性。本研究从湖泊动态变化研究的视角,结合多种方法开展了有益的尝试,分析结果可为柴达木盆地盐湖资源和生态环境保护及基础设施建设提供决策支撑。

关键词：盐湖卫星遥感随机森林质心矿化度小柴旦湖

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基于最小数据集的集约化葡萄园土壤健康评价

农业工程学报 2024年第8期40卷 71-79页

作者：王斌李云李瑞鹏方菲张江周张俊伶生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院/植物-土壤相互作用教育部重点实验室北京100193 福建农林大学资源与环境学院/国际镁营养研究所福州350002

健康土壤是生产高产优质葡萄的基础,目前葡萄园不合理管理导致果园土壤生产力下降和生态失衡。为摸清集约化葡萄园土壤健康状况,该研究以河北省曲周县典型葡萄园为研究对象,通过测定20项土壤物理、化学和生物学指标,利用主成分分析法构... 详细信息

健康土壤是生产高产优质葡萄的基础,目前葡萄园不合理管理导致果园土壤生产力下降和生态失衡。为摸清集约化葡萄园土壤健康状况,该研究以河北省曲周县典型葡萄园为研究对象,通过测定20项土壤物理、化学和生物学指标,利用主成分分析法构建最小数据集,开展土壤健康评价并揭示葡萄园存在的主要障碍因子。结果表明,集约化葡萄园土壤健康评价最小数据集由有机碳、亚表层土壤硬度、交换性钠、容重、含水率和水稳性团聚体6个指标构成。利用线性和非线性评分函数,基于全数据集和最小数据集计算的土壤健康指数间呈显著正相关(P0.05)。集约化葡萄园土壤障碍因子主要有土壤压实、养分不平衡和有机碳含量低等问题。通过适当减少田间管理频率,结合增施(生物)有机肥、种植覆盖作物和养分综合管理能有效消减土壤障碍因子,提升葡萄园土壤健康水平,促进当地葡萄产业可持续发展。

关键词：土壤葡萄园主成分分析最小数据集土壤健康指数

我国农用地土壤重金属污染防治标准体系现状及展望

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环境科学研究 2024年第5期37卷 1092-1103页

作者：赵彬王亮魏雨泉祝文彬曹晗霖张昊广东省科学院生态环境与土壤研究所广东广州510650 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国农业大学资源与环境学院北京100193

标准体系建设是实施土壤污染防治与农产品安全保障的重要保障.该文系统分析了我国农用地土壤环境质量管理发展历程,总结了土壤重金属污染控制标准体系的最新进展.在总结发达国家与国际组织关于农用地土壤重金属污染控制标准建设经验的... 详细信息

标准体系建设是实施土壤污染防治与农产品安全保障的重要保障.该文系统分析了我国农用地土壤环境质量管理发展历程,总结了土壤重金属污染控制标准体系的最新进展.在总结发达国家与国际组织关于农用地土壤重金属污染控制标准建设经验的基础上,分析我国标准体系当前所面临的问题及挑战,并提出本土化规划发展与完善建议,以期为我国农用地土壤重金属污染防范及风险阻控提供经验借鉴.该文将我国标准的建设历程大致总结为初识探索、质量管理、污染控制与风险管控4个阶段,初步形成了以法律、法规与国家政策为指导,国家、行业、地方与团体标准为基本框架,污染防治与农产品安全保障为总体原则的多维度、层次化、全链条污染防控标准体系.针对现行标准体系有待完善的内容,未来可通过应用导向与前瞻引领的顶层设计,强化农用地土壤重金属污染防治标准体系建设的科学规划和整体布局,满足适合我国不同阶段的农用地土壤环境管理需求,为深入打好净土保卫战提供理论基础和标准支撑.

关键词：农用地土壤重金属环境质量管理标准体系

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赣江上游章水流域水沙变化及其归因分析

生态学杂志 2024年第3期43卷 861-868页

作者：张婷刘士余盛菲李俊余敏琪江西农业大学国土资源与环境学院江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室南昌330045

随着气候变化和人类活动的加剧,流域水沙情势发生变化,定量分析降水变化和人类活动的水沙效应是当前水科学研究的热点。本文基于赣江上游章水流域1961—2020年的水文、气象观测资料,采用累积量斜率变化率比较法、经验统计分析法定量分... 详细信息

随着气候变化和人类活动的加剧,流域水沙情势发生变化,定量分析降水变化和人类活动的水沙效应是当前水科学研究的热点。本文基于赣江上游章水流域1961—2020年的水文、气象观测资料,采用累积量斜率变化率比较法、经验统计分析法定量分析了降水变化和人类活动对水沙变化的贡献率及人类活动的水沙效应对年降水量响应的临界值。结果表明:降水量和径流量均呈非显著下降趋势(P>0.05),输沙量呈极显著下降趋势(P研究成果可为流域生态建设、水土资源优化管理提供科学依据。

关键词：章水流域降水变化人类活动水沙变化临界值

黄土高原北部典型县域耕地土壤碳氮时空变异特征及影响因素

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土壤学报 2024年第3期61卷 674-686页

作者：高静李建华张强郑必昭王瑞蒙秋霞郜春花徐明岗山西农业大学资源环境学院山西太谷030800 山西农业大学生态环境产业技术研究院/土壤环境与养分资源山西省重点实验室太原030031 山西省耕地质量监测保护中心太原030001

黄土高原生态环境脆弱,耕地质量的变化直接影响土地生产力的高低。选取其北部典型县域——天镇县,研究长时期耕地土壤有机质和全氮的时空演变规律及其影响因素,为黄土高原耕地质量提升和农业生态环境保护提供理论依据。基于1983年、200... 详细信息

黄土高原生态环境脆弱,耕地质量的变化直接影响土地生产力的高低。选取其北部典型县域——天镇县,研究长时期耕地土壤有机质和全氮的时空演变规律及其影响因素,为黄土高原耕地质量提升和农业生态环境保护提供理论依据。基于1983年、2008年和2019年耕地质量数据,运用地统计学等方法分析天镇县有机质和全氮的时空演变特征。结果发现:(1)36年(1983—2019年)来,天镇县土壤有机质和全氮含量呈现整体上升、后期快速增加的变化特征。有机质和全氮含量的年均增加量前期(1983—2008年)较低,分别为0.20 g·kg^(–1)和0.01 g·kg^(–1),在后期(2008—2019年)较高,分别为0.29 g·kg^(–1)和0.03 g·kg^(–1)。碳氮比呈现前期无显著变化,后期显著降低。(2)36年来土壤有机质和全氮的块基比均提升至高于25%,表明地形等自然因素影响逐渐减弱,施肥等人为因素影响增强。(3)土壤有机质和全氮的空间分布特征相似,呈现西部低、东部高的格局,西北部和中部的变化速度快。综上,36年(1983—2019年)来,施肥及秸秆还田等因素是导致天镇县有机质和全氮含量变化的主要因素,因此,结合当地条件增施有机肥、推广秸秆还田并合理施用氮肥能快速提升耕地土壤肥力。

关键词：黄土高原天镇县有机质全氮时空演变

河北省主要作物秸秆养分资源量及替代化肥潜力的空间分布特征

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第8期32卷 1389-1400页

作者：李景赵贺李文琦何佳遥韩亚高爱舫武雪萍河北省高校生态环境地质应用技术研发中心/河北地质大学水资源与环境学院石家庄050031 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北京100081

明确河北省的主要粮食作物秸秆养分资源量和替代化肥潜力,旨在为高效利用全省秸秆资源和实现化肥减量增效提供科学依据。本研究基于《河北农村统计年鉴》和文献资料数据,估算了河北省各市的玉米、小麦、水稻及大豆秸秆总产量及养分资源... 详细信息

明确河北省的主要粮食作物秸秆养分资源量和替代化肥潜力,旨在为高效利用全省秸秆资源和实现化肥减量增效提供科学依据。本研究基于《河北农村统计年鉴》和文献资料数据,估算了河北省各市的玉米、小麦、水稻及大豆秸秆总产量及养分资源量、养分当季释放量和替代化肥潜力。结果表明:2016—2020年河北省年均作物秸秆总产量为5490.21万t,呈现中南高、东北低的分布特征。玉米、小麦、水稻及大豆秸秆年均产量分别为3440.62万t、1965.81万t、50.57万t和33.21万t,其中玉米和小麦秸秆所占比例达62.67%和35.81%,是全省农作物秸秆资源的主要构成部分。河北省主要作物秸秆可提供的钾(K_(2)O)、氮(N)和磷(P2O5)养分量分别为75.73万t、45.49万t和15.72万t,分别占养分资源总量的55.30%、33.22%和11.48%,全省秸秆氮磷钾养分资源量可观,以钾养分资源量为主。河北省主要作物秸秆还田当季可为土壤提供的钾(K_(2)O)、氮(N)和磷(P2O5)有效养分量分别为67.62万t、25.38万t和11.10万t,相当于钾(K_(2)O)、氮(N)和磷(P2O5)化肥施用量的104.38%、15.54%和14.52%。不同区域来看,秸秆替代化肥潜力呈现东部>南部>中部>北部的分布规律。综上所述,河北省全量秸秆还田时,在有效养分数量上,可全部替代当前区域化学钾肥投入,可部分替代氮肥和磷肥投入,在统筹管理秸秆资源时应充分考虑区域差异,以实现全省秸秆资源高效利用和化肥减施增效。

关键词：秸秆资源河北省替代化肥潜力养分资源量当季释放率

不同微生物菌肥对滨海盐渍土土壤质量及玉米产量的影响

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环境科学 2024年第7期45卷 4279-4292页

作者：叶静陈影屈爽赵文超河北农业大学资源与环境科学学院保定071000 河北农业大学国土资源学院保定071000 河北省农田生态环境重点实验室保定071000

微生物菌肥改良盐渍土具有高效环保的特点,施用功能性微生物菌肥对滨海地区盐渍障碍绿色消减和土壤质量提升有重要意义.试验基于河北省滨海地区中度盐渍土,以玉米为指示作物,在常规化肥施用基础上设置施加推荐用量的不同微生物菌肥T1(... 详细信息

微生物菌肥改良盐渍土具有高效环保的特点,施用功能性微生物菌肥对滨海地区盐渍障碍绿色消减和土壤质量提升有重要意义.试验基于河北省滨海地区中度盐渍土,以玉米为指示作物,在常规化肥施用基础上设置施加推荐用量的不同微生物菌肥T1(常规化肥750 kg·hm^(-2)+复合菌剂75 kg·hm^(-2))、T2(常规化肥750 kg·hm^(-2)+巨大芽孢杆菌300 kg·hm^(-2))、T3(常规化肥750kg·hm^(-2)+胶冻芽孢杆菌300 kg·hm^(-2))、T4(常规化肥750 kg·hm^(-2)+有机硅肥600 kg·hm^(-2))、T5(常规化肥750 kg·hm^(-2)+生物有机肥600 kg·hm^(-2))、T6(常规化肥750 kg·hm^(-2)+活性微藻15 kg·hm^(-2))和仅施化肥750 kg·hm^(-2)(CK)7个处理,研究玉米两个关键时期(大喇叭口期和成熟期)不同微生物菌肥对土壤养分、盐分、细菌群落和玉米产量与经济效益的影响.结果表明,相较CK,T1显著提高了全生育期土壤全氮(TN)和有效磷(AP)含量;成熟期土壤有机质(OM)含量较大喇叭口期平均增加10.35%,但各处理间无显著性差异;相较于CK,T5和T6显著降低了全生育期土壤全盐量和Ca^(2+)含量,平均降低14.51%~18.48%和24.25%~25.51%.T1显著提高全生育期细菌多样性指数,较CK提高了45.16%;土壤优势菌门为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,优势菌属为芽孢杆菌属和Geminicoccaceae.研究区细菌群落最丰富的功能是化能异养和需氧化能异养,平均相对丰度为28.89%和27.11%,T3和T6显著提高土壤氮循环功能.冗余分析(RDA)结果表明,Na^(+)、SO_(4)^(2-)、p H和EC是驱动细菌群落结构的重要因素,相关性热图显示Na^(+)、SO_(4)^(2-)、pH和EC主要与浮霉菌门呈显著正相关,土壤OM和TN与蓝细菌显著正相关.相较CK,T6在生育期内增加了蓝细菌的相对丰度,优化了细菌群落结构.使用推荐用量的菌肥T1和T6分别提高了7.31%~24.83%的玉米产量和9.05%~23.23%的经济效益;土壤化学性质与产量相关性分析结果初步揭示了EC、AP、HCO3-和Mg^(2+)是限制滨海地区土壤生产力的障碍因子.综上,推荐用量下使用复合菌剂(T1)和活性微藻(T6)可显著提升土壤养分、降低盐分和改善土壤细菌群落结构多样性,既保证了玉米增产增效,又实现了微生物菌肥高效利用和土壤质量提升.

关键词：微生物菌肥盐渍土改良细菌多样性玉米产量滨海地区

基于水质提升的黄河流域城市尺度问题分析及对策研究

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环境科学研究 2024年第1期37卷 51-62页

作者：李中华井柳新洪源王帅续衍雪生态环境部环境规划院北京100041 黄河生态环境科学研究所河南郑州450001

党中央、国务院高度重视黄河流域的保护和发展,习近平总书记多次强调黄河流域必须下大力气进行大保护、大治理.《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》《黄河流域生态环境保护规划》均明确提出了分区分类推进流域环境保护和治理的要... 详细信息

党中央、国务院高度重视黄河流域的保护和发展,习近平总书记多次强调黄河流域必须下大力气进行大保护、大治理.《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》《黄河流域生态环境保护规划》均明确提出了分区分类推进流域环境保护和治理的要求.本文以城市水环境质量提升为目标,结合统计分析、空间建模分析、地理信息可视化等手段,开展黄河流域城市尺度空间管控对策研究.以黄河流域62个城市为研究对象,采用地理信息系统空间分析技术,通过控制单元边界与地级行政区域界线拟合,将《重点流域水生态环境保护规划》划定的黄河流域58个控制单元进一步划分为163个城市控制子单元.分析了各城市水环境质量状况,筛选出流域内水环境问题较为突出的26个城市;从经济社会发展、水资源管理、水土保持、污染防控等4个方面构建了涵盖7项指标的水环境问题症结研判指标体系,通过空间建模分析,结果表明:(1)在经济社会发展方面包头市、西安市、银川市等城市经济社会发展迅速导致环境保护压力较大.(2)在水资源管理方面巴彦淖尔市、白银市、石嘴山市等城市水资源短缺且开发强度较大.(3)在水土保持方面榆林市、定西市、鄂尔多斯市等城市水土流失较为严重.(4)在污染防控方面兰州市、银川市、吴忠市、吕梁市、榆林市等工业聚集城市工业污染防控压力较大,西安市、安阳市、新乡市等中下游人口大市生活源污染防控压力较大,华北平原的安阳市、新乡市,汾渭平原的渭南市、运城市、临汾市以及宁夏回族自治区河套灌区的吴忠市、中卫市等城市农业污染防控压力较大.同时,针对上述突出水环境问题提出了城市水环境主要管控要点及上下游、左右岸相关城市协同管控建议.研究显示,黄河流域水环境问题较突出的城市主要分布在黄河“几字弯”处的宁夏回族自治区、内蒙古自治区、山西省、陕西省等省份,以上地区还需要在水污染防治、水土保持、水资源管理、产业绿色发展等方面进一步开展工作,推进流域生态环境质量持续改善.

关键词：水环境质量黄河流域城市问题分析对策建议