一、非洲的土壤侵蚀与土壤生产力(论文文献综述)
江娜,史东梅,曾小英,叶青,张健乐,李辉丹[1](2022)在《土壤侵蚀对紫色土坡耕地耕层障碍因素的影响》文中进行了进一步梳理紫色土坡耕地是长江上游重要的耕地资源,明确不同侵蚀程度下紫色土坡耕地耕层土壤的主要障碍因素及障碍因素变化特征,对紫色土坡耕地耕层土壤质量调控和持续利用具有重要价值。以紫色土坡耕地耕层土壤为研究对象,设置5个侵蚀程度(0、5、10、15、20 cm)的原位控制试验。从土壤属性角度出发,选取容重、总孔隙度、饱和导水率、土壤紧实度、土壤抗剪强度、有机质、全氮、全磷、pH、阳离子交换量等10个耕层质量指标,计算耕层质量指数(Cultivated-layer quality index,CLQI)及障碍度(Obstacle degree,Mij),定量评价不同侵蚀程度下耕层质量和障碍度变化特征。结果表明:(1)土壤侵蚀导致紫色土坡耕地耕层土壤质量指标恶化。总孔隙度、饱和导水率、抗剪强度、阳离子交换量、全氮、全磷随着侵蚀程度增加而减小,容重、土壤紧实度则随着侵蚀程度增加而增大。(2)紫色土坡耕地耕层质量指标障碍度排序依次为土壤紧实度(17.04%)>饱和导水率(15.83%)>全氮(11.49%)>有机质(11.47%)>全磷(10.73%),耕层质量主要障碍因素为土壤紧实度、饱和导水率、全氮、有机质、全磷。(3)土壤侵蚀对土壤紧实度的障碍度影响效果极显着(P<0.01);管理措施对土壤紧实度的障碍度影响效果显着(P<0.05),对有机质、饱和导水率的障碍度影响效果极显着(P<0.01);土壤侵蚀与管理措施的交互作用对饱和导水率、有机质的障碍度影响效果显着(P<0.05)。紫色土坡耕地耕层主要障碍类型分为土壤养分贫瘠型和土壤酸化型。研究结果可为紫色土坡耕地耕层质量调控提供理论依据。
李朝栋[2](2021)在《基于土壤侵蚀演变的卢旺达水土保持型农业模式研究》文中进行了进一步梳理地处东非高原的卢旺达作为一个发展中农业国家,其农业不仅要为国家的粮食安全问题负责,更要服务于国家经济的发展。然而,在全球气候变化、人口快速增长和社会经济快速发展的压力下,卢旺达的土地垦殖率不断提高,土壤侵蚀日趋严重。而这将会造成“越穷越垦,越垦越穷”的不利循环,对于可持续发展形成了巨大的障碍。针对东非高原尼罗河上游地区土壤侵蚀变化规律和其对可持续发展影响研究不足的现状。本文选取卢旺达全境为研究对象,通过实地调查、模型模拟、趋势分析、灰色关联分析、土地利用预测和情景设置等系列方法,对土壤侵蚀强度、土地利用变化进行分析的基础上,通过情景设置模拟未来30年卢旺达在不同发展模式下的粮食自给情况和土壤侵蚀强度。研究结果为尼罗河上游地区在高人口压力下国家的可持续发展提供一定的科学参考。主要研究结论如下:(1)阐明了卢旺达1990-2015年的土壤侵蚀强度及其变化规律。卢旺达1990年、2000年、2010年和2015年的年平均土壤侵蚀模数分别为25.49、34.23、34.07和35.51t ha-l y-1,总体上呈增大趋势。但是,3个阶段侵蚀模数的增长速率逐渐降低,依次为0.87 t ha-1 y-1 y-1、-0.02 t ha-1 y-1 y-1 和 0.29 t ha-1 y-1 y-1。卢旺达的耕地所产生的土壤侵蚀占了总土壤侵蚀量的62.98-80.78%,为主要的土壤侵蚀来源。空间上北部省的土壤侵蚀强度最高,侵蚀模数为50.72 t ha-l y-1。北部省的Rulindo地区和位于东部省的Bugesera地区分别为卢旺达土壤侵蚀强度最大和最小的两个地区。卢旺达的土壤侵蚀主要以轻度(1-10 tha-l y-1)为主,其次为中度、强度、极强度、剧烈和微度,且随着时间推移,卢旺达的土壤侵蚀等级逐渐向高等级转移。1500-1900 m海拔带所产生的土壤侵蚀占总土壤侵蚀量的49.10%。15-25°坡度区域贡献了卢旺达土壤侵蚀量的42.07%。(2)揭示了卢旺达气候变化和人类活动对土壤侵蚀的耦合作用机制。1981-2015年间卢旺达的降水变化是明显的,大约80%区域的降水变化呈现出显着(p<0.05)的变化趋势。按照降水变化趋势率的正负将卢旺达分为降水增加区域和降水减少区域,两者面积的的占比分别为为47.45%和52.55%。降水减少区域主要分布在卢旺达西部和南部地区,降水增加区域多分布在卢旺达的东部、中部和北部地区。卢旺达的人类活动强度量化显示,卢旺达人类活动强度总体较高,平均人类活动强度为23.87(最大为35)。人类活动强度高于平均值的区域和低于平均值的区域的面积比例为58.09:41.91。空间上自然保护区(纽恩国家森林公园、阿卡盖拉国家公园等)内的人类活动强度较低,而基加利地区的人类活动强度出现最大值为28.83。总体上卢旺达的气候变化对于土壤侵蚀的影响是大于人类活动的。气候变化的灰色关联系数为0.88,而人类活动的为0.60。空间上自然保护区是受到气候变化影响最为敏感的地区,而受到人类活动影响较为敏感的地区则主要以Nyabarongo流域、北部省的褶皱地带和水系两侧的缓冲地带为主。(3)阐述了卢旺达1990-2015年间的土地利用动态变化特征及其驱动因素,预测了未来30年卢旺达的土地利用格局。卢旺达的土地利用以林地、草地和耕地为主,三者的总占比高达89%以上。林地、草地和耕地作为卢旺达的主要地类,三者之间转换频繁,卢旺达的土地利用变化经历了三个主要过程:1990-2000年间,大量林地和草地向耕地转移,新转入的耕地中72%来自林地的转出,28%来自草地的转出;2000-2010年间,三者之间的转换基本上维持内部平衡;2010年后,卢旺达的耕地面积再次大幅度增长和草地的小幅度增加,而耕地、草地面积的增长是以林地的减少为代价,其中转出的林地有83%成为耕地,17%成为草地。卢旺达土地利用的驱动因子在1990-2000年、1990-2000年和2000-2015年发生了明显变化。其中,卢旺达耕地、草地和林地的变化是受到多种因子共同驱动的结果,而相对前三者,其余地类的变化则更多受到单一因素的驱动。湿地和水域变化受地形的影响更多,城镇的变化则主要受到人口的影响,未利用地的变化则更多受到降水和土壤因素的驱动。未来30年,卢旺达的土地利用主要以林地面积的持续减小和耕地、草地面积的逐渐增大为主,其次是城镇范围的逐渐扩张。从空间上,未来卢旺达的耕地将出现西部增大、东部减少的现象,草地的变化则会出现西部草地减少、东部草地增多的现象,总体上呈耕地西移、草地东移的态势。(4)解析了卢旺达人口变化与作物产量和土地利用的关系,预测了未来30年卢旺达粮食作物产量和土壤侵蚀强度。卢旺达的人口总体呈增长趋势,且符合Logistic回归模型。2012年的人口普查显示,卢旺达当时人口数量为1051.60× 104人,农村人口和城市人口的比例为83:17,且男性人口的数量低于女性人口,两者的比例为91:100,人口的平均年龄为22.7岁。从空间分布上,卢旺达二级行政的人口密度在178-2124人/km2之间。卢旺达的作物产量随时间推移呈显着的增长趋势(p<0.05),且四种作物类型(粮食作物、蔬菜作物、经济作物和水果类作物)的产量均显着增长(p<0.05)。粮食作物作为卢旺达的主要作物类型,其产量占到卢旺达作物总产量的87%。粮食作物的结构随着时间的变化也发生了改变,2000年前以香蕉为主要粮食作物,而2000年以后随着块根块茎作物的种植,块根块茎作物逐渐取代香蕉的地位,成为主要作物。蔬菜作物和水果作物的结构,均随着新物种的适宜适地逐渐变得更多元化。经济作物结构变化主要以甘蔗取代咖啡,成为卢旺达最主要的经济作物,花生、茶叶等的变化不大。随着卢旺达人地矛盾加剧,通过设置潜力开发模式、基线发展模式和保护性发展模式,对本世纪中叶时的作物产量和土壤侵蚀状况进行模拟。结果表明,通过香蕉堆肥坑、沟渠-植物篱和间作的方式,在基线发展模式下,BS50XJ30情景下的措施配置可以使卢旺达在本世纪中叶保证粮食自给的情况下,将土壤侵蚀强度控制在33.50 tha-l y-1;保护性发展模式下,CS25XJ80情景(25°退耕)则可以使卢旺达在2050年时维持粮食自给的情况下,将土壤侵蚀强度控制在27.05 t ha-1y-1。
李海强[3](2021)在《东北黑土区侵蚀小流域土壤质量空间分异特征及影响因素研究》文中研究表明土壤侵蚀和耕作是黑土生产力退化的主要驱动力,但是目前对侵蚀和耕作条件下黑土肥力组成因子的动态响应特征及其相互作用的认识尚不清楚,成为退化黑土地力提升的限制环节。本论文围绕侵蚀小流域内土壤侵蚀和耕作对土壤质量的影响以及土壤质量的空间分布特征,在东北黑土区典型侵蚀小流域,选取坡面尺度不同土地利用方式(玉米地、乔木林和灌木林)、不同开垦年限(未开垦林地和开垦41年、50年和65年农地)、不同垄作方式(横坡垄作和顺坡垄作)和不同侵蚀强度(无侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、重度侵蚀和沉积)影响下的土壤以及小流域尺度的土壤为研究对象。分析坡面尺度0-100 cm土层土壤物理和水力学性质以及肥力性质的空间分异特征,以确立不同因素对土壤质量的影响机制。运用地统计学和传统统计学方法,探究小流域尺度0-30 cm土层土壤物理性质和肥力性质的空间分布特征,以揭示小流域尺度土壤质量的空间分异规律及影响因素。主要研究结果如下:1.在0-100 cm土壤剖面内,随着土层深度增加,坡面尺度除不同开垦年限的农地土壤含水量、孔隙度、田间持水量和毛管持水量无明显的变化趋势外,其它情景下土壤容重呈增加趋势,而其余所选指标以及土壤质量指数(土壤养分肥力指标值(NFI)、土壤物理环境指标值(EFI)和土壤肥力质量综合评价指标值(IFI))均显着降低。在小流域尺度,0-15 cm土层土壤粘粒和粉粒含量、>0.25 mm团聚体比例和团聚体稳定性均低于15-30 cm土层,而含水量、<0.25 mm团聚体比例、土壤结构稳定性、p H和土壤有机碳和养分含量均高于15-30 cm土层;0-15 cm土层土壤含水量、p H、有机碳、全氮、全磷、硝态氮和土壤结构稳定性的空间变异强度低于15-30 cm土层,而各粒径团聚体、有效磷、速效钾和铵态氮的空间变异强度高于15-30 cm土层。2.不同土地利用方式影响下,在整个土壤剖面,玉米地土壤含水量、容重和<0.25 mm团聚体比例显着高于林地,而孔隙度、田间持水量、毛管持水量、饱和导水率和土壤结构稳定性低于林地。玉米地土壤>0.25 mm团聚体比例在0-50 cm土层显着低于林地,但在50-100 cm土层高于林地。除全磷含量外,不同土地利用方式对土壤有机碳和其它养分含量和储量以及土壤结构稳定性均有显着影响,玉米地土壤有机碳和全氮含量和储量以及土壤结构稳定性均显着低于林地,但有效磷、速效钾、硝态氮和铵态氮含量和储量均高于林地。乔木林与灌木林之间的土壤有机碳和养分含量和储量以及土壤结构稳定性的差异均不显着。不同土地利用方式对团聚体结合态有机碳和全氮含量的影响不显着,但对各粒径团聚体结合态有机碳和全氮储量有显着的影响,表明不同土地利用方式影响下团聚体比例的变化主导团聚体结合态有机碳和全氮储量的变化。3.林地开垦为农地会导致0-50 cm土层孔隙度、毛管持水量、田间持水量和饱和导水率分别降低5.1%、3.9%、14.2%和40.9%,其均在0-15 cm土层降低幅度最大,但50-100 cm土层孔隙度、毛管持水量、田间持水量和饱和导水率会随开垦年限的延长而逐渐增加,容重对开垦年限的响应特征与孔隙度相反。林地开垦会造成整个土壤剖面团聚体稳定性的降低,且其降低幅度会随开垦年限的延长而增加,但林地开垦会增加整个土壤剖面有效磷、速效钾、铵态氮和硝态氮含量和储量。在林地开垦后50年内,0-15 cm土层土壤结构稳定性和含水量以及有机碳、全氮和全磷含量会随开垦年限的延长而降低,但林地开垦显着改善了15-100 cm土层土壤结构稳定性和含水量以及有机碳、全氮和全磷含量状况,其效果随开垦年限的延长而先增强后减弱。4.在0-50 cm土层,坡度较小的南坡和坡度较大的北坡顺坡垄作农地土壤孔隙度、毛管持水量、田间持水量和团聚体稳定性均高于横坡垄作农地,而容重对垄作方式的响应特征与孔隙度相反。除南坡顺坡垄作农地仅15-50 cm土层土壤含水量高于横坡垄作农地外,南坡和北坡的顺坡垄作农地土壤结构稳定性、含水量和饱和导水率以及有机碳和养分含量和储量在整个土壤剖面均高于横坡垄作农地。5.随着土壤侵蚀强度的增加,土壤含水量、田间持水量、毛管持水量、<0.25mm团聚体比例、饱和导水率和土壤结构稳定性以及有机碳、全氮、全磷和速效钾含量和储量均显着降低,但容重和>0.25 mm团聚体比例以及铵态氮和硝态氮含量和储量均逐渐增加。随着土壤侵蚀强度的增加,各粒径团聚体结合态有机碳和全氮含量和储量也显着降低,且各粒径团聚体结合态有机碳和全氮含量的降低主导各自储量的降低。土壤侵蚀对土壤有机碳和养分含量以及各粒径团聚体结合态有机碳和全氮含量的影响均随土层深度的增加而减弱。6.在小流域尺度,0-15和15-30 cm土层土壤理化性质的空间分异特征与土地利用方式和土壤侵蚀的空间分布特征基本吻和,但各土壤理化指标在0-15和15-30 cm土层的分布面积与其在0-15和15-30 cm土层的空间变异强度相关。农地侵蚀热区、乔木林地和灌木林地土壤含水量较低,而沉积区和农地弱侵蚀区土壤含水量较高;>0.25 mm团聚体比例和团聚体稳定性均在乔木林地、草地、沉积区和农地侵蚀热区较高;土壤有机碳、全氮、全磷和铵态氮含量以及土壤结构稳定性在农地侵蚀热区和灌木林地较低,而在乔木林地、草地和沉积区较高。在小流域尺度,土壤侵蚀量与>0.25 mm团聚体比例和团聚体稳定性之间均呈正相关关系,而与其余所选指标之间均呈线性负相关关系,表明侵蚀会直接造成小流域范围内土壤肥力的下降。7.基于相关性分析、主成分分析和加权综合法计算土壤综合质量指数,对坡面尺度和小流域尺度土壤质量变异特征进行研究。在不同土地利用方式影响下,玉米地0-100 cm土层NFI和IFI值以及50-100 cm土层EFI值比林地分别高18.3%、17.5%和12.6%,但EFI值在0-50 cm土层比林地低3.6%。在不同开垦年限影响下,0-100 cm土层NFI和IFI值和0-50 cm土层EFI值均呈开垦65年农地>未开垦林地>开垦41年农地>开垦50年农地的变化趋势,而50-100 cm土层EFI值随开垦年限的延长而增加。在不同垄作方式影响下,顺坡垄作农地0-100 cm土层NFI和IFI值以及0-50 cm土层EFI值比横坡垄作农地分别高40%、64.5%和13.6%,但50-100 cm土层EFI值比横坡垄作农地低5.3%。随着土壤侵蚀强度的增加,整个土壤剖面NFI、EFI和IFI值均显着降低。相对于无侵蚀区,土壤侵蚀可造成NFI、EFI和IFI值分别降低33.3%、26.9%和50%。在小流域范围内,0-15和15-30 cm土层NFI、EFI和IFI值均随土壤侵蚀量的增加而显着降低。本研究阐明了坡面尺度不同情景对黑土物理和水力学性质和土壤有机碳和养分含量和储量的影响,进而揭示了小流域尺度土壤物理和养分性质的空间分布特征及影响因素,分析了坡面尺度和小流域尺度土壤质量的变化规律。研究表明,农地耕作会降低0-50 cm土层土壤物理性状,但施肥会在一定程度上改善土壤养分状况,进而使土壤综合肥力质量得以提升。土壤质量对耕作的响应受开垦年限的影响,林地开垦后50年内,0-50 cm土层土壤质量随开垦年限的延长而降低。垄作方式对坡耕地土壤质量的影响随坡耕地坡位的变化而变化。由于上坡位遭受较严重的土壤侵蚀以及自身较差的肥力状况,上坡位进行横坡垄作虽然能降低土壤侵蚀且缓解养分流失,但不能显着改善坡耕地上坡位0-50 cm土层土壤理化性状和提升土壤质量,而坡耕地中坡位和下坡位进行顺坡垄作有利于土壤基本性状和土壤质量的提升。在侵蚀环境下,土壤质量随土壤侵蚀强度的增加而显着降低。基于坡面尺度不同情景对土壤质量的影响研究以及小流域尺度土壤侵蚀量与土壤质量的关系分析,发现侵蚀会直接造成小流域范围内土壤肥力的下降。本研究从不同尺度(坡面和小流域)和不同情景(土地利用方式、开垦年限、垄作方式和土壤侵蚀)等多个方面阐明侵蚀小流域土壤理化性质和土壤质量的变化规律及影响因素,可为退化黑土地力的恢复和提升提供理论指导和科学依据。
江娜[4](2021)在《紫色土坡耕地耕层质量侵蚀性退化及适宜性诊断》文中进行了进一步梳理紫色土坡耕地是我国西南地区重要的耕地资源,具有生产力高,侵蚀力强的特点。土壤侵蚀是坡耕地退化,水土流失和生产力下降的主要原因,对坡耕地的可持续利用具有极大的潜在危险。坡耕地土壤不仅是农业生产的基础,还是土壤侵蚀的对象。了解坡耕地的耕层形态,研究土壤侵蚀对耕地理化性质的影响,建立合理的耕层评价最小数据集。紫色土坡耕地,分析作物与土壤适宜性的关系,弄清坡耕地土壤质量障碍的因素,可为评价和控制坡地合理耕作层提供重要依据。本文以紫色土坡耕地为研究对象,通过野外坡耕地小流域调查、铲土侵蚀模拟小区,分析了不同侵蚀度的紫色土坡耕地耕地耕层构型特征。本研究通过铲土侵蚀模拟小区对比分析2018年、2019年的5种侵蚀厚度(侵蚀0cm(F-0)、侵蚀5cm(F-5)、侵蚀10cm(F-10)、侵蚀15cm(F-15)和侵蚀20 cm(F-20))和3种管理措施(以不施肥为对照(CK,未施肥小区,未施肥代表着土壤自然生产力),化肥(F,施肥代表着农田生产力)、生物炭+化肥(BF,施生物炭+化肥代表着培肥后的农田生产力))的紫色土坡耕地的土壤属性变化特征,解释了土壤侵蚀对紫色土坡地土壤属性及耕层质量的影响,分析了不同侵蚀厚度的坡耕地土壤退化与抗侵蚀性之间关系。利用土壤质量障碍因素诊断模型对土壤属性障碍程度进行了分析,并根据障碍类型提出调控途径。采用耕层耦合协调度模型分析了不同侵蚀厚度的紫色土坡耕地农作物与耕层之间耦合协调的程度和适用性,主要结论如下:(1)紫色土坡耕地耕层质量受评价方法、环境因素影响显着。加权求和法的决定系数大于加权综合法(0.6743>0.3324),加权求和法评价耕层质量时MDS评价结果更接近TDS,加权求和法适用于紫色土坡耕地耕层质量评价。紫色土坡耕地环境影响因素与耕层质量指标相关性显着。有效土层厚度与粉粒和有机质呈正相关,海拔、坡位与饱和导水率呈负相关;坡度与容重、耕层厚度和黏粒呈负相关,有效土层厚度对耕层质量指标的影响最为显着。紫色土坡耕地环境影响因素相关性排序为有效土层厚度>坡位>海拔>坡度,有效土层厚度已成为耕层质量改善重要环境因素。(2)紫色土坡耕地耕层质量退化表现为物理属性退化、化学属性退化。2018年、2019年土壤退化指数随着侵蚀厚度的增加而减小;对于同一侵蚀厚度下,随土层深度增加土壤退化指数呈先增加后减小的趋势,0-20 cm土壤退化指数均高于20-40 cm;且2019年土壤退化指数低于2018年,化肥措施能明显改善耕层质量。紫色土坡耕地土壤属性随着侵蚀厚度、土层深度增加变化显着。紫色土坡耕地物理属性变化显着,2年土壤容重、砂粒、土壤紧实度、抗剪强度、贯入阻力随侵蚀厚度增大而增大,紫色土坡耕地耕层明显的“砂粒化”、“板结”现象。土壤粉粒、黏粒、总孔隙度、毛管孔隙度、初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率、饱和导水率随侵蚀厚度增加呈逐渐减小趋势;黏粒、粉粒、容重、抗剪强度、土壤紧实度、贯入阻力随着侵蚀深度增加而增加,初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率、饱和导水率随着土层深度增加而减小。紫色土坡耕地化学属性变化显着,2年有机质随着侵蚀厚度增加逐渐增加,整体上,20-40cm土层土壤有机质含量低于0-20 cm土层,p H、阳离子交换量随着侵蚀厚度增加逐渐减小;在同一侵蚀厚度下,p H、阳离子交换量随着土层深度的增加而减小。土壤全量养分及速效养分随侵蚀厚度增大均呈逐渐减小趋势;土壤全量养分随土层深度增加下降幅度小于土壤速效养分。(3)紫色土坡耕地障碍耕层的形成是导致土壤理化性质恶化、坡耕地耕层质量下降根本原因。2018年侵蚀厚度为20cm时,速效钾、全磷障碍程度处于中度障碍,2019年侵蚀厚度为20cm时全钾障碍度处于中度障碍,总孔隙度、饱和导水率、有机质、CEC、全氮、全钾、全磷障碍度随着侵蚀厚度的增加而减小,初始入渗率、稳定入渗率、土壤紧实度、抗剪强度、p H的障碍度随着侵蚀厚度增加而增加;侵蚀厚度为0cm时,耕层质量主要障碍因子是较低的全钾、碱解氮、全氮、初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率、饱和导水率,较高的抗剪强度,物理指标障碍度的个数高于化学指标。2019年后侵蚀厚度为20cm时以养分贫瘠为主,主要障碍为较高的阳离子交换量、黏粒含量,较低的全钾、饱和导水率、总孔隙度。黏粒障碍度对生物炭+化肥措施的改变非常敏感,侵蚀厚度对黏粒障碍度影响极显着(P<0.01)。同一管理措施条件下,黏粒、阳离子交换量、全钾的障碍度随着侵蚀厚度增加而小,同一侵蚀厚度下,不同管理措施的黏粒的障碍度、总孔隙度、饱和导水率、阳离子交换量特征表现为生物炭+化肥>化肥>对照,侵蚀厚度和管理措施交互作用对黏粒障碍影响不显着。当侵蚀厚度大于10cm时,曲面较陡峭,侵蚀厚度对黏粒障碍度影响较强。(4)紫色土坡耕地农作物-耕层适宜性耦合协调度度受侵蚀厚度和管理措施影响显着。2年中紫色土坡耕地均表现为农作物产量特征比耕层质量退化更敏感,且农作物产量存在滞后效应。2018年侵蚀厚度为0 cm、5 cm、15 cm、20 cm坡耕地均为濒临失调衰退类农作物损益型,侵蚀厚度为15cm、20cm时均为轻度衰退类农作物-耕层共损型。紫色土坡耕地农作物-耕层耦合协调度有农作物损益型(80%)、农作物滞后型(20%)2种表现;2019年后农作物耕层同步型占40%、农作物损益型占60%,农作物产量特征比耕层质量更为敏感。2018年不同侵蚀厚度紫色土坡耕地农作物—耕层耦合协调度表现为F-10(0.637)>F-5(0.482)>F-0(0.479)>F-15(0.464)>F-20(0.381),农作物—耕层耦合协调度特征呈“倒V型”,农作物—耕层耦合协调度随侵蚀厚度增加而减小。耕作1年后,紫色土坡耕地农作物—耕层耦合协调度Cd依次为F-0(0.538)>F-5(0.518)>F-10(0.427)>F-20(0.317)>F-15>(0.314),农作物—耕层耦合协调度Cd随着侵蚀厚度增加先减小后增加,变化特征呈“V型”。F-0、F-5处于勉强协调发展类农作物-耕层同步型,勉强适宜农作物生长,侵蚀F-10、F-15、F-20均为轻度衰退类耕层共损型。2018年生物炭+化肥对紫色土坡耕地耕层综合评价指数的影响程度高于化肥措施,而生物炭+化肥提高农作物评价指数、农作物-耕层耦合协调度影响显着,且生物炭作用显着。生物炭对改良紫色土坡耕地农作物评价指数、农作物-耕层耦合协调度有一定的影响。2019年后紫色土坡耕地耕层综合质量指数PCE、农作物评价指数CCE、农作物耦合度Cd受施肥影响高于生物炭+化肥,生物炭对作物及耕层恢复时间比施加化肥长。(5)在地块尺度上,基于土壤退化、障碍因素提出合理耕层调控途径。土壤退化指数等距分为6级,分别为I级适宜、II级改善、恢复状态、III级无退化、IV级轻度退化、V级中度退化、VI级重度退化。农作物-耕层协调度分为高度不适宜、中度不适宜、勉强适宜、中度适宜、高度适宜5级。本文中均处于勉强适宜。土壤容重在不施肥处理、化肥处理、生物炭+化肥F处理均偏大,不施肥处理下,土壤饱和导水率、有机质、有效磷含量均远低于适宜值,不足以为农作物生长充足的水分、养分;F处理下,土壤饱和导水率、有机质、有效磷仍低于适宜值;生物炭+化肥处理下,耕层土壤砂粒含量整体上均在适宜值范围内。施化肥、施加生物炭+化肥处理对各土壤属性指标均有调控作用。深松措施能改善了黏重板结型障碍耕层与水分限制型耕层,减轻了坡耕地水土流失,提高耕层质量。生物炭措施及聚土免耕措施对耕层养分贫瘠障碍耕层有改善作用。
姚毓菲[5](2020)在《黄土高原小流域侵蚀区和沉积区土壤碳氮分布与矿化特征》文中认为土壤碳库是陆地生态系统最大的碳库,其动态与全球气候变化密切相关。土壤侵蚀每年造成约1 Pg的碳排放或碳固定,是全球碳循环研究的重要环节。侵蚀驱动下碳源汇关系具有不确定性,这主要源于土粒侵蚀、搬运和沉积过程的碳氮再分布以及其引起的碳氮稳定性的变化。区域尺度上气候和土壤因素影响了土壤侵蚀强度和土壤碳氮矿化的速率,与侵蚀因素共同影响碳氮的分布及稳定性。本研究针对侵蚀-沉积连续地形的土壤碳氮分布及稳定性这一关键科学问题,选择了黄土高原由北至南5个小流域,即神木、绥德、安塞、固原和长武,其年均温和年降雨量逐渐增大,土壤侵蚀强度逐渐减小,土壤质地由粗至细。每个小流域坡面中上部定为侵蚀区,相邻淤地坝定为沉积区,土地利用类型均为草地。结合野外调查采样和室内分析的方法,测定了侵蚀区和沉积区0-200 cm土层土壤理化性质、不同组分土壤碳氮(包括土壤碳氮、可溶性有机碳氮和团聚体碳氮)分布特征以及不同水分和温度条件土壤碳氮矿化特征。利用冗余分析方法,分析土壤有机质化学性质、团聚体的物理保护作用、土壤颗粒的化学稳定作用和环境因素对碳氮矿化特征的影响。主要研究结果如下:1.土壤侵蚀强度较低的安塞、固原和长武小流域土壤粘粒含量在沉积区大于侵蚀区,侵蚀强度较高的神木和绥德没有发生沉积区粘粒富集的现象。与侵蚀区相比,神木、绥德和安塞沉积区表层20 cm土壤大团聚体比例较低,而粉粘粒比例较高;在侵蚀强度较低、粘粒含量较高的固原小流域,沉积区土壤颗粒发生再团聚,团聚体稳定性大于侵蚀区。绥德、安塞和长武沉积区土壤容重大于侵蚀区,而饱和导水率小于侵蚀区。粘粒的富集、团聚体破碎与形成以及土壤通气透水性能的改变进一步影响土壤碳氮稳定性。2.黄土高原5个小流域0-200 cm土层土壤无机碳储量占全碳储量88%,无机碳储量及其南高北低的地理分布趋势不受地形影响。小流域尺度土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)储量的空间分布需要考虑地形因素,在侵蚀区表现为南高北低的趋势,与粘粒含量分布趋势一致,在沉积区表现为固原小流域最大,与粘粒含量无关。神木、安塞和固原小流域,土壤SOC含量表现为沉积区(分别为1.95、2.68和2.91 g kg-1)大于侵蚀区(分别为0.80、1.37和2.21 g kg-1),TN含量也表现为沉积区(分别为0.16、0.29和0.54 g kg-1)大于侵蚀区(分别为0.09、0.14和0.16 g kg-1);这三个小流域中SOC含量地形间的差异在剧烈侵蚀的神木最为明显,特别是在其表层20 cm土壤,TN含量的差异在轻度侵蚀的固原最为明显,特别是在其深层土壤中;神木沉积区表层土壤碳的累积超过了氮的累积,而安塞和固原深层土壤氮的累积超过了碳的累积。绥德0-20 cm土层SOC含量在侵蚀区(2.26 g kg-1)大于沉积区(1.40 g kg-1),长武0-40 cm土层SOC和TN含量表现为侵蚀区(3.91和0.73 g kg-1)大于沉积区(2.43和0.39 g kg-1),在其他土层侵蚀区和沉积区分布相似,植物有机质的输入补充了侵蚀损失的碳氮。研究结果表明小流域尺度土壤侵蚀对碳氮分布的作用受到地点和土层深度的影响。3.神木、安塞和固原小流域可溶性有机碳(DOC)含量在沉积区大于侵蚀区,安塞可溶性有机碳(DON)含量在沉积区大于侵蚀区,但是这三个小流域DOC/SOC表现为沉积区(分别为4.50、3.10和3.61%)小于侵蚀区(分别为10.47、4.90和4.62%),DON/TN同样表现为沉积区(分别为4.91、3.30和2.20%)小于侵蚀区(分别为11.35、4.42和2.12%),且DOC/SOC和DON/TN在地形间差异均表现为神木大于安塞和固原。绥德和长武表层土壤(0-20 cm)可溶性有机质(DOM)中紫外线A波段(UVA)类腐殖质和紫外线C波段(UVC)类腐殖质含量大于沉积区,侵蚀区土壤DOM外源特征更明显。五个小流域沉积区深层(60-80、120-140和180-200 cm)土壤DOM芳香性、疏水性和分子量大于侵蚀区,含有更高的UVA类和UVC类腐殖质,更难分解。研究结果说明神木、安塞和固原小流域沉积区土壤碳氮中活性组分比例较低,DOM腐殖化程度程度较高,碳氮更稳定;绥德和长武表层土壤DOM主要来源于植物。4.神木和安塞小流域土壤微团聚体和粉粘粒结合态SOC与TN含量表现为沉积区大于侵蚀区,但是大团聚体结合态SOC和TN含量在不同地形间没有差异。固原沉积区各级别团聚体SOC和TN含量均大于侵蚀区。神木、安塞和固原沉积区相比侵蚀区,其积累的SOC和TN更多是存在于微团聚体和粉粘粒,而大团聚体贡献较低,说明其积累的碳氮较为稳定。绥德小流域侵蚀区比沉积区多的SOC主要存在于微团聚体,长武侵蚀区比沉积区多的SOC和TN主要存在于大团聚体,这两个小流域不同地形间粉粘粒结合态SOC和TN含量相似。研究结果说明神木、安塞和固原沉积区积累的碳氮较为稳定,而长武侵蚀区补偿的碳氮更容易随大团聚体的破碎而损失。5.黄土高原5个小流域,累积有机碳矿化量和累积净氮矿化量在侵蚀区和沉积区差异不大。神木、安塞和固原土壤有机碳的生物可降解性表现为侵蚀区(分别为32.93、11.87和9.02 mg g-1 SOC)大于沉积区(分别为14.40、7.35和5.66 mg g-1 SOC),且这一差异在神木最大。土壤有机质的化学性质是影响碳氮矿化最主要的因素,能解释碳氮矿化变异的51%,其次是环境因素,能解释48%的变异。在表层土壤,DOC/SOC对碳氮矿化特征的解释率最高(29%),在深层土壤DON/TN的解释率最高(22%)。环境因素中水分是影响表层土壤碳氮矿化最主要的因素,能解释19%的变异,而非毛管孔隙度是深层土壤最主要的因素,能解释11%的变异。研究结果说明神木、固原和安塞有机碳的生物可降解性在沉积区低于侵蚀区,沉积区土壤有机质较难被微生物分解利用,碳氮中的活性组分比例是影响碳氮矿化特征最主要的因素。本研究阐明了小流域尺度下侵蚀/沉积地形对土壤有机碳和全氮含量及储量的重要影响。研究揭示了小流域尺度下土壤碳氮分布和矿化特征对侵蚀的响应受到地点和土层深度的影响,对于土壤质地较粗、土壤侵蚀强度较大的神木、安塞和固原,相比侵蚀坡面沉积坝地土壤碳氮含量更高且较为稳定;对于长武和绥德,侵蚀区植物有机物质输入平衡或超过侵蚀导致的碳氮损失,且这一作用在表层土壤更大。研究明确了侵蚀-沉积连续地形中,活性碳氮组分对土壤碳氮矿化特征的重要指示作用。本研究扩展了小流域尺度深剖面土壤碳氮对侵蚀响应的机理研究,为土壤侵蚀和碳氮循环耦合模型的调控及土壤侵蚀与碳氮源汇关系的评价和管理提供科学依据。
张小丹[6](2020)在《县域尺度耕地安全评价研究》文中提出耕地是人类生存发展的重要基础,耕地的减少与退化会造成生态系统服务的损失,保障耕地安全是协调人地关系、实现我国粮食安全和可持续发展的关键。目前关于耕地安全的认知还未达成一致,评价指标缺乏对耕地本体的考虑,研究尺度普遍偏宏观,适用于政策制定和规划调控,但对农业生产实践指导不足。本文从耕地安全内涵、机理、评价指标体系、评价成果应用、管护对策等方面开展研究,并以江苏省宜兴市和河南省温县为研究区进行县域尺度耕地安全实证研究,以完善耕地安全评价理论,促进耕地的有效保护。主要研究内容和结论如下:通过分析土壤和耕地的组成要素和相互关系,由国际上对土壤安全的定义引申出耕地安全的内涵,认为耕地安全是指维持和改善区域耕地资源,以保障耕地能够持续稳定的发挥各项功能,满足人类生存、健康、可持续发展的需求。对耕地安全系统及其运行机理进行剖析,耕地安全系统结构由耕地子系统和社会经济子系统构成,基于土壤生态系统服务,建立“需求层次-安全层次-耕地安全系统服务-耕地安全系统功能”的关系,依据系统动力学的因果分析思想,分析耕地安全系统运行机制是“人-自然环境-耕地”之间的相互作用。构建了基于能力、状态、资本、关联性、法规的“5C”耕地安全评价指标体系,采用层次分析法、加权求和法、广义均值模型等对研究区进行单一维度评价和综合评价。宜兴市耕地安全综合指数在59.2390.57之间,温县耕地安全指数在60.7695.01之间。宜兴市和温县不同安全级别的耕地面积排序一致,“中度到高度安全”的耕地面积最多,“不安全”的耕地面积最少。宜兴市“不安全”的耕地主要分布在南部的太华镇和丁蜀镇,温县“不安全”的耕地集中分布在温泉镇南部。不安全的耕地普遍存在土壤类型较差、养分和有机质含量不高,微生物量碳、土壤呼吸含量低或土壤蚯蚓少,管理措施不完善的问题,此外宜兴市“不安全”的耕地还受到土壤侵蚀和污染的影响。宜兴市耕地平均安全指数为83.70,温县耕地平均安全指数为87.55,分析了经济发展水平和城市化水平对耕地安全的影响。对宜兴市和温县不同时期的耕地数量时空变化规律进行研究,依据土地利用现状变化、耕地变化动态度、耕地重心迁移分析了宜兴市耕地总体安全水平在缓慢下降,温县耕地总体安全水平稳中有升。依据土地类型转移矩阵和图谱确定了耕地的稳定性,针对基本农田划定中存在的问题,提出在不考虑“法规”维度的情况下,将“4C”维度的耕地安全评价与耕地稳定性相结合划定基本农田“优先划入区”、“适宜划入区”和“不宜划入区”,设计了基本农田调整的方案,调整后的耕地安全水平有所提升,结合宜兴市和温县的区域特点,从协调城镇发展与耕地安全的关系、土地整治和高标准农田建设、生态修复与防范机制、法律制度完善、耕地安全动态监测等方面提出了耕地安全管护对策。
冯志珍[7](2018)在《东北薄层黑土区土壤侵蚀—沉积对土壤性质和玉米产量的影响研究》文中指出东北黑土区严重的土壤侵蚀导致土壤质量和生产力急剧下降,严重威胁国家粮食安全。因此,阐明黑土区土壤侵蚀对土壤质量和作物产量的影响,可为黑土资源保护和水土流失综合治理提供重要的科学依据。为此,本论文选取东北典型薄层黑土区的宾州河流域为研究区,采用野外调查、田间定位观测、模拟试验、核素示踪、室内分析和小波理论分析等研究方法,阐明了薄层黑土区流域和坡面尺度土壤侵蚀—沉积分布特征及其对土壤性质和玉米产量的影响,讨论了黑土层厚度和侵蚀泥沙过度沉积对玉米产量的影响,揭示了土壤侵蚀—沉积对土壤质量和玉米产量的影响机制。主要研究结论如下:(1)分析了薄层黑土区流域和坡面尺度侵蚀—沉积特征。流域侵蚀/沉积速率介于-4420.711988.1 t km-2 a-1之间(正值代表侵蚀,负值代表沉积),流域平均侵蚀速率为2634.9 t km-2 a-1,表明流域土壤侵蚀占主导地位。流域尺度上侵蚀和沉积呈交错分布,其中流域上游侵蚀最严重,平均侵蚀速率为3265.7 t km-2 a-1,中游侵蚀程度次之,伴有明显的沉积现象,侵蚀/沉积速率介于-831.75072.1 t km-2 a-1之间,而下游侵蚀较弱,侵蚀和沉积现象并存,侵蚀/沉积速率介于-4420.72823.8 t km-2 a-1之间。坡面尺度上,坡中部土壤侵蚀最严重,侵蚀速率介于1255.510504.7 t km-2 a-1之间,坡上部土壤侵蚀较弱,平均侵蚀速率为2048.3 t km-2 a-1,而坡下部表现出明显的沉积,侵蚀/沉积速率变化于-2720.43690.8 t km-2 a-1之间,平均沉积速率为-198.9 t km-2 a-1。小波理论分析结果表明,坡面侵蚀强度空间分布存在75-88 m和144-150 m周期的交替变化特征。(2)评价了土壤侵蚀—沉积对土壤理化性质空间分布的影响。流域尺度上,发生侵蚀区的黑土层厚度、土壤有机碳、全氮、硝态氮和速效磷含量分别比发生沉积区减少了66.00%、27.43%、23.16%、29.01%和53.89%,而侵蚀区土壤团聚体平均重量直径和土壤铵态氮含量则分别比沉积区增加了68.82%和19.32%。黑土层厚度、土壤有机碳和全氮等土壤性质空间分布与侵蚀速率空间分布呈相反的变化趋势。(3)揭示了土壤微生物学性质空间分布对土壤侵蚀—沉积响应的关系。流域尺度上,发生侵蚀区的土壤细菌、真菌、放线菌数量平均值分别为11.72×107、4.08×105和5.00×106 cfu g-1,三者在发生沉积区分别为14.57×107、2.29×105和6.29×106 cfu g-1,侵蚀区的土壤细菌和放线菌数量分别比沉积区减少了19.6%和20.5%,土壤真菌数量比沉积区增加了44.0%。侵蚀区的土壤微生物生物量碳和氮平均含量分别为131.42和1.53mg kg-1,二者在沉积区分别为207.49和2.50 mg kg-1,侵蚀区的土壤微生物生物量碳和氮含量分别较沉积区减少了36.7%和38.4%。沉积区的土壤微生物呼吸速率为190.27 ml kg-1,侵蚀区的为99.78 ml kg-1,较之沉积区的土壤微生物呼吸速率减少了47.6%。在坡面尺度上,侵蚀速率最大的坡中部土壤微生物生物量碳和氮较之坡下部分别减少了22.8%和23.6%。流域土壤微生物学性质与各土壤理化性质皆有较好的相关性,说明土壤侵蚀—沉积通过改变土壤物理性质和影响土壤养分的迁移和再分布,进而影响土壤微生物学性质的空间分布。(4)阐明了流域土壤质量对土壤侵蚀—沉积的响应。选取黑土层厚度、土壤团聚体平均重量直径、土壤有机碳、土壤全氮、土壤微生物生物量碳和土壤微生物呼吸速率作为评价土壤质量最小数据集指标。流域土壤质量评价结果表明,流域土壤质量综合指数(SQI)平均值为0.292,说明薄层黑土区流域土壤质量以低水平和较低水平为主。流域尺度上,发生沉积区的SQI平均为0.510,而发生侵蚀区的SQI平均为0.241,其比沉积区减少了52.8%。坡面尺度上的土壤质量与侵蚀速率呈负相关;坡下部侵蚀较轻区的SQI为0.299,而坡中部侵蚀严重区SQI为0.149,其较坡下部减少了50.2%。流域土壤质量空间分布与侵蚀速率空间分布呈相反的变化趋势。(5)探究了黑土层厚度和侵蚀泥沙过度沉积对玉米产量的影响。玉米产量随着黑土层厚度的减少而减少,20 cm厚的黑土表土层是维持玉米产量的最低厚度,当黑土层厚度小于20 cm时,玉米产量急剧下降;与60 cm黑土层厚度的对照小区相比,当黑土层厚度分别为15、10、5和0 cm时,玉米产量分别减少8.2%、15.8%、21.3%和24.2%。苗期侵蚀泥沙过度沉积对玉米产量存在不利影响,增加沉积层厚度可使玉米产量显着下降,与无侵蚀泥沙沉积的对照小区相比,当泥沙沉积厚度为30 cm时,玉米减产高达31.7%。分别建立了玉米产量与黑土层厚度和苗期泥沙沉积厚度的关系式,二者皆达到满意程度。(6)剖析了流域土壤侵蚀—沉积对玉米产量的影响。流域平均玉米产量为6799 kg ha-1,玉米产量与土壤质量综合指数(SQI)呈极显着的正相关,而其与侵蚀速率呈极显着的负相关。流域尺度上,土壤质量较好的沉积区玉米产量较高(9007 kg ha-1),土壤质量较差的侵蚀区玉米产量较低(5790 kg ha-1),其比沉积区的玉米产量减少了35.7%。坡面尺度上,发生沉积的坡面下部土壤质量较好,其玉米产量为6884 kg ha-1,而侵蚀严重的坡面中部土壤质量较差,其玉米产量为5315 kg ha-1,较之坡下部减少了22.8%。
梁艳茹[8](2018)在《基于模拟试验研究侵蚀—沉积区土壤温室气体排放与玉米产量差异及机理》文中研究表明侵蚀-沉积引起的土壤重新分布是地表物质重要运动过程,在生物地球化学、生态环境演变、地貌形态演变等方面产生重要影响。研究侵蚀-沉积对土地生产力、温室气体效应和土壤质量改变的影响,并探讨施肥方式对侵蚀-沉积土壤的修复效应,对综合评价侵蚀的经济和生态效应具有重要意义。由于自然侵蚀-沉积条件下作物产量和土壤理化性状变化缓慢,表层土壤的剥离、添加成为研究侵蚀-沉积效应的重要方法。本论文依托美国俄亥俄州立大学设立的表层20cm土壤剥离-添加试验模拟侵蚀-沉积的长期效应,围绕作物产量(玉米,Zea mays L.)、土壤温室气体(CO2,N2O,CH4)排放以及土壤理化性状变化,开展以下四个方面研究:1)表层土剥离-添加对土壤生产力的影响;2)表层土剥离-添加对温室气体排放的影响;3)表层土剥离-添加对土壤物理性状的影响;4)施肥方式对剥离-添加区土壤的修复效果。主要结果如下:1)土壤侵蚀-沉积影响玉米生物量及产量。模拟侵蚀-沉积发生15年之后,土壤侵蚀区玉米地上部分生物量、地下部分生物量及产量相比原状土分别降低了47%,57%和51%,而沉积区则分别升高了40%,51%,47%。土壤侵蚀区和沉积区平均玉米产量相比原状土降低了2%。2)土壤侵蚀-沉积影响温室气体排放。模拟侵蚀-沉积发生15年之后,土壤侵蚀区CO2和N2O排放相比原状土无显着变化,CH4吸收显着减少了87%;土壤沉积区CO2和N2O排放则分别显着降低了43%和22%,CH4吸收显着减少了28%。土壤侵蚀区升温潜力值(GWP)相比原状土略有降低;土壤沉积区则升高了42%。土壤侵蚀区温室气体排放强度(GHGI)相比原状土升高了104%;而沉积区GHGI则降低了60%。土壤侵蚀区和沉积区平均GWP值比对照降低了21%,但是GHGI值升高了22%。3)土壤侵蚀-沉积影响土壤理化性质。模拟侵蚀-沉积发生15年之后,土壤侵蚀区和沉积区碳氮分布在剖面分布上呈现不同的变化趋势。土壤侵蚀区0-40 cm土层土壤有机碳库和全氮库相比原状土分别降低了49%和34%;土壤沉积区则分别降低了10%和4%。相应地,土壤侵蚀区0-40 cm土层土壤容重相比原状土升高,有效水含量降低;而土壤沉积区则相反。土壤侵蚀区团聚体平均几何直径(GMD),平均重量直径(MWD)和>0.25mm水稳性团聚体总量相比原状土分别显着降低了8%,17%和3%;而沉积区则分别显着降低了34%,53%和6%。4)作物产量和温室气体排放对有机肥的响应在侵蚀区和沉积区不同。连续施用有机肥15年后,与施用无机肥相比,土壤侵蚀区玉米产量降低了18%,同时全球升温潜力值(GWP)降低了18%,温室气体排放强度(GHGI)降低了3%;土壤沉积区15年长期施用有机肥玉米产量相比施用无机肥上升了45%,但同时全球升温潜力值(GWP)升高了142%,温室气体排放强度(GHGI)提高了68%。长期施用有机肥对土壤侵蚀区和沉积区肥力修复作用大于无机肥,且在侵蚀区表现更显着。长期施用有机肥增加了表层土壤侵蚀区和沉积区粒径>4.7 mm土壤团聚体,降低了粒径范围4.7-0.25 mm土壤团聚体。本文通过模拟方式首次评价了侵蚀-沉积区三种温室气体(CO2、N2O、CH4)的排放变化,并同时研究土地生产力变化特征,为综合评估土壤侵蚀-沉积的温室气体排放以及粮食生产提供科学依据。
杨维鸽[9](2016)在《典型黑土区土壤侵蚀对土壤质量和玉米产量的影响研究》文中指出黑土区的土壤侵蚀导致黑土质量下降和作物减产,严重威胁国家粮食安全。因此,研究黑土区土壤侵蚀对土壤质量和作物产量的影响,为针对性的开展黑土资源保护提供重要科学依据,也对保障国家粮食安全具有重要意义。本论文以典型黑土区黑龙江省哈尔滨市宾县东山沟流域为研究区,采用野外调查、室内分析、核素示踪和GIS技术相结合的研究方法,研究了流域土壤侵蚀空间分布特征,分析了流域土壤质量主要指标特征,基于指标全集和最小数据集指标评价了流域土壤质量,剖析了土壤侵蚀对土壤质量的影响,构建了土壤侵蚀和土壤质量对玉米产量影响的经验模型。主要研究结论如下:(1)分析了黑土区流域土壤侵蚀—沉积空间分布特征。流域土壤侵蚀-沉积速率介于-7122.255471.70 t km-2 yr-1之间,平均值是-830.10 t km-2 yr-1,表明流域以侵蚀为主。在流域尺度,侵蚀和沉积呈交错分布,流域上游以侵蚀为主,流域中游侵蚀与沉积并存,而下游地区主要发生沉积。在坡面尺度,坡中部侵蚀最严重,坡上部侵蚀较弱,而坡脚主要表现为沉积。流域侵蚀速率与坡度、坡长均呈极显着的幂函数关系,而坡度对侵蚀的影响大于坡长。(2)阐明了流域土壤质量指标特征及其对侵蚀-沉积的响应。分析的15个包含土壤物理学、化学和微生物学的土壤质量指标特征及空间分布特征,不同土壤质量主要指标空间分布趋势不同。流域土壤质量空间分布与流域侵蚀—沉积空间分布呈相反趋势;土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、脲酶、碱性磷酸酶微生物量氮受土壤侵蚀影响显着,说明土壤侵蚀是影响土壤养分、酶活性和微生物量的重要因素。(3)评价了流域土壤质量水平。基于相关分析和主成分分析,选取15个土壤质量主要指标作为指标全集,筛选出7个土壤指标(黑土层厚度、土壤团聚体平均重量直径、有机质、全氮、p H、碱性磷酸酶、微生物生物量氮)作为评价土壤质量最小数据集指标。基于指标全集估算的流域和坡面土壤质量综合指数平均值分别为0.419和0.471。基于最小数据集评估流域和坡面土壤质量综合指数平均值皆为0.453,说明筛选的土壤质量评价最小数据集指标具有很好的代表性。两种评价结果均表明流域土壤质量以低等水平和较低水平为主,说明研究流域土壤质量退化严重。土壤质量在流域空间分布表现为:下游>中游>上游,在坡面分布表现为:坡下部>坡上部>坡中部。(4)研究了流域2009-2013年玉米产量特征及其空间分布。流域玉米产量在年内和年间变化均存在差异。整个流域玉米产量表现为:下游>中游>上游。坡面玉米产量最大值分布在坡下部,最小值分布在坡中部。基于土壤质量指标全集(TDS)和最小数据集(MDS)评价的土壤质量综合指数均与玉米产量关系较好,但以最小数据集评价的土壤质量综合指数与玉米产量的关系更好,再次表明构建的评价流域土壤质量的最小数据集指标有较好适宜性。(5)剖析了土壤侵蚀和土壤质量对玉米产量的影响。流域和坡面两个尺度上玉米产量空间分布与土壤质量相对应,而其与土壤侵蚀空间分布呈相反趋势。流域玉米产量与土壤侵蚀速率呈极显着负相关关系,与土壤沉积速率关系不显着;建立了土壤质量与玉米产量的关系模型,且模型有效性较好。构建了玉米产量与土壤侵蚀速率和土壤质量综合指数的关系模型。
成婧[10](2013)在《渭北黄土高原农耕地土壤生产力恢复及评价研究》文中进行了进一步梳理我国黄土高原土壤侵蚀现象严重,农业的发展受到了很大的抑制。由于黄土高原土质的特殊性,其极易被侵蚀和冲刷,造成土壤养分流失,质地变粗,从而导致土壤肥力和产量的下降。黄土高原渭北地区土壤类型大多为塿土,结构较为松散,且当地降水时空分布不均,多以暴雨形式出现,急剧的降水打击和冲刷土壤,不仅使得土壤结构被破坏,而且表层土壤养分也随之带走,造成土壤退化和生产力的降低,严重影响着当地农业经济的发展。本文运用人工模拟不同侵蚀程度土壤的方法,观测其土壤生产力的变化,采取施肥和覆盖熟土两种措施来研究土壤生产力的恢复情况,并运用PI模型对两种恢复措施进行土壤生产力评价,取得了以下主要结论:1土壤侵蚀会降低生产力,侵蚀力越强,土壤生产力降低的幅度越大。土壤侵蚀会改变土壤的物理性状,降低土壤中有机质及其它养分含量。作物的株高会因土壤侵蚀而减小,生物量和产量也会因此而降低。本试验中退化土地的玉米生物量较对照平均减少了2103.1kg/hm2,产量减少了1039.6kg/hm2,而退化土地的小麦较对照平均减少了531.8kg/hm2,产量减少了233.3kg/hm2。运用PI模型对侵蚀土壤进行评价,得出的结果是侵蚀土壤的生产力低于对照下的土壤生产力。2覆盖熟土会改善土壤物理性状,增加土壤养分含量,从而提高土壤生产力。试验表明,覆土下的作物株高要高于对照处理下的作物株高,生物量和产量均比对照有所提高,覆盖10cm熟土下的玉米产量较对照平均增加430.3kg/hm2,覆盖20cm熟土下的玉米产量较对照平均增加483.6kg/hm2;覆盖10cm熟土下的小麦产量较对照平均增加100.2kg/hm2,覆盖20cm熟土下的小麦产量较对照平均增加178.8kg/hm2,生物量也表现出同样的现象。由PI模型计算出覆土下的土壤生产力要高于对照下的土壤生产力。3施肥在一定程度上同样能够改善土壤结构,增加土壤养分,提高土壤肥力。与对照相比,玉米和小麦的产量均有所增加,表明施肥能在一定程度上弥补侵蚀所造成的损失。侵蚀程度不同,施肥量也应有所变化,以期能最大效益地恢复土壤生产力。研究表明,对于模拟侵蚀10cm表土和侵蚀20cm表土下的小麦和玉米地的最佳施肥量均为N600P300K300,这在一定程度上说明土壤侵蚀会严重降低生产力,需要施以足够量的化肥来补偿生产力的损失。生产力指数评价表明不等量的施肥均会提高侵蚀土壤的生产力。4将施肥和覆土两种不同的恢复措施进行配比组合,以探究最适合的土壤生产力恢复措施。通过作物的生物性状,产量以及生物量的对比,得出玉米地中覆盖10cm熟土配以次低或标准施肥量的土壤生产力和覆盖20cm熟土配以最低或次低施肥量的土壤生产力最佳;小麦地中覆盖10cm熟土配以标准施肥量的土壤生产力和覆盖20cm熟土配以次低施肥量的土壤生产力最佳。生产力指数评价也证明了以上四种配比模式的土壤生产力较高。
二、非洲的土壤侵蚀与土壤生产力(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、非洲的土壤侵蚀与土壤生产力(论文提纲范文)
(1)土壤侵蚀对紫色土坡耕地耕层障碍因素的影响(论文提纲范文)
1 材料与方法 |
1.1 试验设计 |
1.2 耕层质量评价模型 |
1.3 障碍因素模型 |
1.4 数据处理 |
2 结果 |
2.1 土壤侵蚀对紫色土坡耕地耕层质量变化的影响 |
2.1.1 耕层土壤属性变化特征 |
2.1.2 土壤侵蚀对耕层土壤质量和玉米产量的影响 |
2.2 土壤侵蚀对紫色土坡耕地耕层障碍因素的影响 |
2.2.1 土壤属性对产量的影响 |
2.2.2 耕层土壤质量的障碍因素 |
2.3 坡耕地耕层土壤质量指标障碍度的响应特征 |
3 讨论 |
3.1 坡耕地土壤障碍层的形成过程 |
3.2 土壤侵蚀对坡耕地耕层质量的影响 |
4 结论 |
(2)基于土壤侵蚀演变的卢旺达水土保持型农业模式研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 卢旺达水土流失及防治 |
1.2.2 气候变化与人类活动对土壤侵蚀的影响 |
1.2.3 土地利用变化与预测 |
1.2.4 农业现状与发展模式 |
1.3 存在的主要问题 |
第二章 研究内容与方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 气候 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 土壤 |
2.1.4 社会经济 |
2.2 研究目标与内容 |
2.2.1 卢旺达 1990-2015 年土壤侵蚀时空分布特征 |
2.2.2 气候变化和人类活动对于土壤侵蚀的影响分析 |
2.2.3 历史土地利用变化分析及未来土地利用预测 |
2.2.4 水土保持型雨养农业模式配置 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 土壤侵蚀模拟 |
2.3.2 气候变化趋势量化 |
2.3.3 灰色关联分析 |
2.3.4 土地利用转移矩阵与马尔科夫模型 |
2.3.5 PLUS模型简介 |
2.4 数据来源 |
2.5 技术路线 |
第三章 基于RUSLE的卢旺达土壤侵蚀估算 |
3.1 卢旺达土壤侵蚀影响因子 |
3.1.1 降雨侵蚀力因子R |
3.1.2 土壤可蚀性因子K |
3.1.3 地形因子LS |
3.1.4 覆盖与管理因子C |
3.1.5 水土保持措施因子P |
3.2 卢旺达土壤侵蚀的时空分布特征 |
3.2.1 卢旺达土壤侵蚀的时间特征 |
3.2.2 卢旺达土壤侵蚀的空间特征 |
3.3 卢旺达土壤侵蚀分级及其变化 |
3.3.1 土壤侵蚀模数分级特征 |
3.3.2 不同等级侵蚀的转移 |
3.4 卢旺达土壤侵蚀的地形分布特征 |
3.4.1 不同海拔带的土壤侵蚀分布特征 |
3.4.2 不同坡度范围的土壤侵蚀分布特征 |
3.5 本章小结 |
第四章 气候变化和人类活动对于土壤侵蚀的影响 |
4.1 气候变化的趋势分析 |
4.1.1 降水变化倾向率计算 |
4.1.2 降水变化分析 |
4.2 卢旺达人类活动强度分析 |
4.2.1 人类活动影响因子的筛选与量化 |
4.2.2 卢旺达人类活动强度分析 |
4.3 人类活动和气候变化对土壤侵蚀的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 土地利用变化趋势及预测 |
5.1 1990-2015 年土地利用变化动态 |
5.1.1 土地利用的统计特征 |
5.1.2 土地利用的空间变化 |
5.2 土地利用的驱动因素及变化 |
5.2.1 驱动因子的筛选与量化 |
5.2.2 土地利用驱动因子的变化分析 |
5.3 未来土地利用预测 |
5.3.1 模型的搭建与验证 |
5.3.2 未来土地利用变化分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 水土保持型农业作物结构配置 |
6.1 卢旺达作物产量与结构 |
6.1.1 卢旺达作物结构 |
6.1.2 作物产量分析 |
6.2 卢旺达人口分析与预测 |
6.2.1 人口数量和结构 |
6.2.2 卢旺达未来人口的预测 |
6.3 卢旺达水土保持型耕作措施 |
6.4 卢旺达作物结构数量调整 |
6.4.1 情景设置 |
6.4.2 不同情景的粮食作物产量分析 |
6.4.3 不同情景的土壤侵蚀强度 |
6.5 本章小结 |
第七章 主要结论与研究展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 不足与研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
发表的学术论文 |
(3)东北黑土区侵蚀小流域土壤质量空间分异特征及影响因素研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 土地利用方式对土壤理化性质的影响 |
1.2.2 土壤侵蚀对土壤理化性质的影响 |
1.2.3 开垦年限对土壤理化性质的影响 |
1.2.4 垄作方式对土壤理化性质的影响 |
1.2.5 小流域内土壤理化性质的空间分布 |
1.2.6 土壤质量评价 |
1.3 小结 |
第二章 研究内容与方法 |
2.1 研究目标与内容 |
2.1.1 研究目标 |
2.1.2 研究内容 |
2.1.3 研究方法 |
2.1.4 技术路线 |
2.2 研究区概况 |
2.3 样品采集及处理 |
2.3.1 试验设计及样品采集 |
2.3.2 分析项目和测定方法 |
2.4 数据分析及处理方法 |
第三章 土地利用方式对土壤性质的影响 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 不同土地利用方式下土壤物理性质的分布特征 |
3.3.2 不同土地利用方式下土壤水力学性质的分布特征 |
3.3.3 不同土地利用方式下土壤有机碳和养分的分布特征 |
3.4 讨论 |
3.4.1 土地利用方式对土壤物理和水力学性质的影响 |
3.4.2 土地利用方式对土壤有机碳和养分的影响 |
3.5 小结 |
第四章 开垦年限对土壤性质的影响 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 不同开垦年限下土壤物理性质的分布特征 |
4.3.2 不同开垦年限下土壤水力学性质的分布特征 |
4.3.3 不同开垦年限下土壤有机碳和养分的分布特征 |
4.4 讨论 |
4.4.1 开垦年限对土壤物理和水力学性质的影响 |
4.4.2 开垦年限对土壤有机碳和养分的影响 |
4.5 小结 |
第五章 垄作方式对土壤性质的影响 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 不同垄作方式下土壤物理性质的分布特征 |
5.3.2 不同垄作方式下土壤水力学性质的分布特征 |
5.3.3 不同垄作方式下土壤有机碳和养分的分布特征 |
5.4 讨论 |
5.4.1 垄作方式对土壤物理和水力学性质的影响 |
5.4.2 垄作方式对土壤有机碳和养分的影响 |
5.5 小结 |
第六章 土壤侵蚀对土壤性质的影响 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 不同土壤侵蚀程度下土壤物理性质的分布特征 |
6.3.2 不同土壤侵蚀程度下土壤水力学性质的分布特征 |
6.3.3 不同土壤侵蚀程度下土壤有机碳和养分的分布特征 |
6.4 讨论 |
6.4.1 土壤侵蚀对土壤物理和水力学性质的影响 |
6.4.2 土壤侵蚀对土壤有机碳和养分的影响 |
6.5 小结 |
第七章 小流域土壤性质的空间分布特征 |
7.1 引言 |
7.2 材料与方法 |
7.3 结果与分析 |
7.3.1 小流域土壤理化性质的描述性统计 |
7.3.2 小流域土壤质量指标间的相关性分析 |
7.3.3 小流域土壤质量指标的空间结构分析 |
7.3.4 小流域土壤物理性质的空间分布特征 |
7.3.5 小流域土壤有机碳和养分的空间分布特征 |
7.3.6 小流域土壤理化性质与土壤侵蚀的关系 |
7.4 讨论 |
7.4.1 侵蚀小流域土壤物理和水力学性质的空间变异特征 |
7.4.2 侵蚀小流域土壤有机碳和养分属性的空间变异特征 |
7.5 小结 |
第八章 侵蚀小流域土壤质量的变异特征 |
8.1 引言 |
8.2 材料与方法 |
8.2.1 评价指标建立 |
8.2.2 评价指标隶属度计算 |
8.2.3 评价指标权重系数确定-因子分析法 |
8.2.4 综合评价模型的建立 |
8.3 结果与分析 |
8.3.1 不同土地利用方式下土壤质量的变异特征 |
8.3.2 不同开垦年限下土壤质量的变异特征 |
8.3.3 不同垄作方式下土壤质量的变异特征 |
8.3.4 不同土壤侵蚀强度下土壤质量的变异特征 |
8.3.5 小流域土壤质量的变异特征 |
8.4 讨论 |
8.5 小结 |
第九章 结论与展望 |
9.1 主要结论 |
9.2 创新点 |
9.3 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
个人简历 |
(4)紫色土坡耕地耕层质量侵蚀性退化及适宜性诊断(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 坡耕地耕层特征 |
1.2 坡耕地侵蚀性退化特征 |
1.3 坡耕地耕层障碍特征形成机理 |
1.4 坡耕地耕层质量适宜性评价 |
1.5 坡耕地耕层质量调控途径 |
1.6 存在问题及发展趋势 |
1.7 发展趋势 |
1.8 选题意义 |
第2章 研究内容与研究方法 |
2.1 研究目的及主要内容 |
2.2 研究区概况 |
2.3 研究方法 |
2.4 数据处理与分析 |
第3章 环境因素对坡耕地耕层质量影响 |
3.1 坡耕地耕层土壤质量模型 |
3.2 耕层土壤质量评价最小数据集建立 |
3.3 耕层质量评价模型比较 |
3.4 坡耕地耕层质量对环境因素响应 |
3.5 本章小结 |
第4章 坡耕地耕层质量侵蚀性退化特征 |
4.1 耕层物理属性退化特征 |
4.2 耕层化学属性退化特征 |
4.3 土壤侵蚀对耕层退化的影响 |
4.4 耕层退化对土壤可蚀性K值的影响 |
4.5 坡耕地耕层土壤属性对产量影响特征 |
4.6 本章小结 |
第5章 坡耕地耕层质量障碍因素诊断 |
5.1 坡耕地障碍特征形成 |
5.2 坡耕地耕层质量障碍因素变化特征 |
5.3 坡耕地障碍表现对侵蚀与管理的响应特征 |
5.4 耕层障碍因素恢复时间及对产量的影响 |
5.5 本章小结 |
第6章 坡耕地农作物—耕层适宜性的耦合协调度诊断 |
6.1 耕层农作物—耕层耦合协调度及诊断参数确定 |
6.2 土壤侵蚀对农作物—耕层耦合协调度影响 |
6.3 土壤管理对农作物—耕层耦合协调度影响 |
6.4 恢复时间对农作物—耕层耦合协调度影响 |
6.5 本章小结 |
第7章 坡耕地耕层调控途径 |
7.1 耕层退化分级标准 |
7.2 耕层退化与障碍因素相关性 |
7.3 坡耕地耕层适宜性调控措施 |
7.4 本章小结 |
第8章 结论与建议 |
8.1 结论 |
8.2 建议 |
参考文献 |
致谢 |
参加课题及发表论文情况 |
一、主研科研课题 |
二、发表论文情况 |
(5)黄土高原小流域侵蚀区和沉积区土壤碳氮分布与矿化特征(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 土壤侵蚀对陆地碳的源汇作用 |
1.2.2 土壤有机碳矿化及影响因素 |
1.2.3 侵蚀-传输-沉积体系土壤碳循环 |
1.2.4 土壤侵蚀与土壤碳氮循环耦合模型 |
1.2.5 侵蚀景观土壤氮分布及矿化 |
1.2.6 黄土高原地貌及土壤侵蚀 |
1.3 本章小结 |
第二章 研究内容与方法 |
2.1 研究目标与内容 |
2.2 技术路线 |
2.3 研究区概况 |
2.4 样品采集和处理 |
2.5 测定项目和方法 |
2.5.1 土壤理化性质 |
2.5.2 土壤团聚体分级 |
2.5.3 土壤碳氮矿化 |
2.6 数据处理与统计方法 |
第三章 土壤理化性质分布特征 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 土壤颗粒组成 |
3.3.2 土壤容重、饱和导水率和田间持水量 |
3.3.3 土壤孔隙度 |
3.3.4 土壤团聚体分级 |
3.3.5 土壤pH和电导率 |
3.4 本章小结 |
第四章 土壤碳氮分布特征 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 土壤有机碳、无机碳及全碳含量 |
4.3.2 土壤有机碳、无机碳及全碳储量 |
4.3.3 土壤全氮含量及储量 |
4.3.4 土壤无机氮 |
4.3.5 土壤全磷及速效磷 |
4.3.6 土壤速效钾 |
4.3.7 土壤碳氮磷计量比 |
4.4 本章小结 |
第五章 土壤可溶性有机碳氮及DOM光谱特征 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 土壤可溶性有机碳氮 |
5.3.2 土壤可溶性有机碳氮占土壤碳氮的比例 |
5.3.3 土壤DOM紫外-可见吸收光谱参数 |
5.3.4 土壤DOM荧光光谱参数 |
5.3.5 土壤DOM荧光组分 |
5.3.6 土壤DOM光谱参数主成分分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 土壤团聚体碳氮分布特征 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 团聚体有机碳 |
6.3.2 团聚体全氮 |
6.3.3 团聚体碳氮比 |
6.4 本章小结 |
第七章 土壤碳氮矿化及其影响因素 |
7.1 引言 |
7.2 材料与方法 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 土壤碳矿化及对水热因子的响应 |
7.3.2 土壤氮矿化及对水热因子的响应 |
7.3.3 土壤碳氮矿化的关系 |
7.3.4 影响土壤碳氮矿化的因素 |
7.4 本章小结 |
第八章 主要结论及有待进一步研究的问题 |
8.1 主要结论 |
8.2 主要创新点和主要进展 |
8.3 有待进一步研究的问题 |
参考文献 |
附表 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(6)县域尺度耕地安全评价研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 研究进展与存在问题 |
1.2.1 国外研究进展 |
1.2.2 国内研究进展 |
1.2.3 存在的问题 |
1.3 研究目的与研究内容 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 研究方法与技术路线 |
1.4.1 研究方法 |
1.4.2 技术路线 |
1.5 本章小结 |
2 基本概念和理论基础 |
2.1 基本概念 |
2.1.1 土壤 |
2.1.2 耕地 |
2.1.3 土壤安全 |
2.1.4 耕地安全 |
2.2 理论基础 |
2.2.1 资源稀缺理论 |
2.2.2 可持续发展理论 |
2.2.3 人地关系理论 |
2.2.4 系统科学理论 |
2.2.5 木桶理论 |
2.2.6 区域科学理论 |
2.3 本章小结 |
3 耕地安全系统及运行机理分析 |
3.1 耕地安全系统的结构和功能 |
3.1.1 耕地安全系统的结构 |
3.1.2 耕地安全系统的功能 |
3.2 耕地安全系统运行机理 |
3.2.1 耕地安全系统运行的影响因素 |
3.2.2 耕地安全系统主要因果关系 |
3.3 本章小结 |
4 基于“5C”的耕地安全评价理论 |
4.1 “5C”评价理论框架 |
4.2 评价指标选取原则 |
4.2.1 科学性和客观性原则 |
4.2.2 可比性与区域性原则 |
4.2.3 综合性与可操作性原则 |
4.3 耕地安全评价指标体系 |
4.4 评价方法 |
4.5 本章小结 |
5 基于耕地安全评价的基本农田优化 |
5.1 基本农田的概念 |
5.2 基本农田划定及现存问题 |
5.3 基本农田优化调整方案 |
5.4 本章小结 |
6 耕地安全评价实证研究 |
6.1 研究区概况 |
6.1.1 江苏省宜兴市 |
6.1.2 河南省温县 |
6.2 数据来源 |
6.2.1 资料收集 |
6.2.2 实地调查采样 |
6.3 耕地安全单一维度评价结果分析 |
6.3.1 C_1能力评价结果 |
6.3.2 C_2状态评价结果 |
6.3.3 C_3资本评价结果 |
6.3.4 C_4关联性评价结果 |
6.3.5 C_5法规评价结果 |
6.4 耕地安全综合评价结果 |
6.4.1 宜兴市耕地安全综合评价结果 |
6.4.2 温县耕地安全综合评价结果 |
6.4.3 研究区耕地安全综合评价结果对比分析 |
6.5 本章小结 |
7 基本农田优化与耕地安全管护对策 |
7.1 耕地数量和耕地安全时空变化规律研究 |
7.1.1 土地利用现状变化分析 |
7.1.2 土地利用转移矩阵 |
7.1.3 耕地转移图谱 |
7.1.4 耕地面积变化动态度 |
7.1.5 耕地重心迁移 |
7.1.6 耕地安全变化趋势分析 |
7.2 基于耕地安全和稳定性的基本农田优化 |
7.2.1 基于“4C”维度的耕地安全评价结果 |
7.2.2 耕地稳定性 |
7.2.3 基本农田调整结果与分析 |
7.3 耕地安全管护对策 |
7.3.1 协调城镇化发展与耕地安全的关系 |
7.3.2 提升科技创新能力,推进土地整治和高标准农田建设 |
7.3.3 识别耕地安全胁迫,加强生态修复,建立防范机制 |
7.3.4 健全法律制度,构建耕地安全保障机制 |
7.3.5 建立耕地安全动态监测系统 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
个人简介 |
(7)东北薄层黑土区土壤侵蚀—沉积对土壤性质和玉米产量的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 土壤侵蚀对土壤质量因子的影响研究 |
1.2.2 土壤质量评价研究 |
1.2.3 土壤侵蚀对作物产量的影响评价研究 |
1.2.4 基于~(137)Cs示踪技术的土壤侵蚀研究 |
1.3 亟需解决的科学问题 |
第二章 研究内容与方法 |
2.1 研究目标与内容 |
2.1.1 研究目标 |
2.1.2 研究内容 |
2.2 技术路线 |
2.3 材料与方法 |
2.3.1 研究区概况 |
2.3.2 研究样地布设 |
2.3.3 野外调查与土壤样品采集 |
2.3.4 野外模拟试验设计 |
2.3.5 土壤样品分析测定 |
2.4 数据处理与分析 |
2.4.1 137 Cs活度和土壤侵蚀速率的计算 |
2.4.2 经典统计分析 |
2.4.3 地统计分析 |
2.4.4 土壤质量综合指数(SQI)的计算方法 |
2.4.5 模型的验证 |
第三章 薄层黑土区土壤侵蚀—沉积特征研究 |
3.1 研究区137CS背景值的确定 |
3.2 流域尺度土壤侵蚀—沉积分布特征 |
3.2.1 流域土壤~(137)Cs含量分布特征 |
3.2.2 流域侵蚀速率空间分布特征 |
3.3 坡面尺度土壤侵蚀—沉积分布特征 |
3.3.1 坡面土壤~(137)Cs含量分布特征 |
3.3.2 坡面侵蚀速率空间分布特征 |
3.3.3 基于小波理论分析坡面侵蚀强度空间分布规律 |
3.4 小结 |
第四章 土壤侵蚀—沉积对土壤理化性质空间分布的影响 |
4.1 土壤理化性质的空间分布特征 |
4.1.1 流域土壤理化性质基本特征 |
4.1.2 流域尺度土壤理化性质分布特征 |
4.1.3 土壤理化性质的空间分布 |
4.2 土壤侵蚀—沉积对土壤理化性质的影响 |
4.3 小结 |
第五章 土壤微生物学性质空间分布对土壤侵蚀—沉积的响应 |
5.1 土壤微生物数量空间分布对土壤侵蚀—沉积的响应 |
5.1.1 土壤微生物数量的空间分布特征 |
5.1.2 土壤微生物数量对流域侵蚀—沉积的响应 |
5.1.3 流域土壤理化性质对土壤微生物数量的影响分析 |
5.2 土壤微生物生物量空间分布对土壤侵蚀—沉积的响应 |
5.2.1 土壤微生物生物量的空间分布特征 |
5.2.2 土壤微生物生物量对流域侵蚀—沉积的响应 |
5.2.3 流域土壤理化性质对土壤微生物生物量的影响分析 |
5.3 土壤微生物呼吸空间分布对土壤侵蚀—沉积的响应 |
5.3.1 土壤微生物呼吸的空间分布特征 |
5.3.2 土壤微生物呼吸对流域侵蚀—沉积的响应 |
5.3.3 流域土壤理化性质对土壤微生物呼吸的影响分析 |
5.4 小结 |
第六章 流域土壤质量评价及其对土壤侵蚀—沉积的响应 |
6.1 流域土壤质量评价 |
6.1.1 土壤质量评价方法 |
6.1.2 流域土壤质量评价 |
6.2 流域土壤质量分布特征 |
6.2.1 流域土壤质量分级特征 |
6.2.2 侵蚀区和沉积区土壤质量对比分析 |
6.2.3 流域土壤质量的空间分布 |
6.3 土壤质量对流域侵蚀—沉积的响应 |
6.4 小结 |
第七章 黑土层厚度和侵蚀泥沙过度沉积对玉米产量影响的模拟试验研究 |
7.1 黑土层厚度对玉米产量的影响 |
7.2 苗期侵蚀泥沙过度沉积对玉米产量的影响 |
7.3 模型构建与验证 |
7.3.1 玉米产量与黑土层厚度的关系模型构建与验证 |
7.3.2 玉米产量与苗期侵蚀泥沙沉积厚度的关系模型构建与验证 |
7.4 小结 |
第八章 流域土壤侵蚀—沉积对玉米产量的影响研究 |
8.1 流域玉米产量的空间分布特征 |
8.1.1 流域玉米产量基本特征 |
8.1.2 侵蚀区和沉积区玉米产量对比分析 |
8.1.3 玉米产量空间分布特征 |
8.2 玉米产量与土壤质量的关系分析 |
8.3 玉米产量对土壤侵蚀—沉积的响应 |
8.4 土壤侵蚀—沉积对玉米产量影响的机理分析 |
8.4.1 玉米产量与土壤理化性质的关系研究 |
8.4.2 玉米产量与土壤微生物学性质的关系研究 |
8.5 小结 |
第九章 主要结论与研究展望 |
9.1 主要结论 |
9.1.1 薄层黑土区流域和坡面尺度土壤侵蚀—沉积特征研究 |
9.1.2 土壤侵蚀—沉积对土壤理化性质空间分布的影响 |
9.1.3 土壤微生物学性质空间分布对土壤侵蚀—沉积的响应 |
9.1.4 流域土壤质量对土壤侵蚀—沉积的响应 |
9.1.5 黑土层厚度和侵蚀泥沙过度沉积对玉米产量影响的模拟试验研究 |
9.1.6 流域土壤侵蚀—沉积对玉米产量的影响研究 |
9.2 主要创新点 |
9.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(8)基于模拟试验研究侵蚀—沉积区土壤温室气体排放与玉米产量差异及机理(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景与意义 |
1.2 土壤侵蚀-沉积的方式 |
1.2.1 自然条件下土壤侵蚀-沉积 |
1.2.2 人类活动导致的侵蚀-沉积 |
1.3 侵蚀-沉积的环境效应 |
1.3.1 侵蚀-沉积对土壤生产力的影响 |
1.3.2 侵蚀-沉积对温室气体排放的影响 |
1.3.3 侵蚀-沉积对土壤理化性状的影响 |
1.4 侵蚀-沉积土壤的施肥管理 |
1.4.1 施肥管理对侵蚀-沉积部位土壤生产力的影响 |
1.4.2 施肥管理对侵蚀-沉积部位土壤温室气体排放的影响 |
1.4.3 施肥管理对侵蚀-沉积部位土壤理化性状的影响 |
1.5 侵蚀-沉积的研究方法 |
1.5.1 断面产量比较法 |
1.5.2 地块比较法 |
1.5.3 表层土壤剥离 |
1.5.4 其它研究方法 |
1.6 目前研究不足 |
第二章 研究区概况、研究内容和技术路线 |
2.1 研究区概况及试验设计 |
2.2 研究目标与内容 |
2.2.1 侵蚀-沉积区土壤生产力的变化特征 |
2.2.2 侵蚀-沉积区温室气体排放的变化特征 |
2.2.3 侵蚀-沉积区土壤理化性状的变化特征 |
2.2.4 施肥措施对侵蚀-沉积区土壤的培肥效应 |
2.3 监测指标与方法 |
2.3.1 玉米产量测定 |
2.3.2 土壤CO_2、N_2O和CH_4采集与测定 |
2.3.3 土壤理化性状测定 |
2.4 数据计算 |
2.5 技术路线 |
第三章 侵蚀-沉积区土壤生产力差异及机理 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 研究区概况与试验设计 |
3.2.2 玉米产量及计算方法 |
3.3 数据分析 |
3.4 结果 |
3.4.1 侵蚀-沉积区植株密度和株高变化特征 |
3.4.2 侵蚀-沉积区地上部分生物量变化特征 |
3.4.3 侵蚀-沉积区地下部分生物量变化特征 |
3.4.4 侵蚀-沉积区玉米产量变化特征 |
3.4.5 玉米产量相关因素 |
3.5 讨论 |
3.6 结论 |
第四章 侵蚀-沉积区土壤温室气体排放差异及机理 |
4.1 前言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 研究区概况与试验设计 |
4.2.2 土壤温室气体的采集、测定与计算 |
4.3 数据分析 |
4.4 结果 |
4.4.1 侵蚀-沉积区土壤温度和水分变化特征 |
4.4.2 侵蚀-沉积区土壤CO_2、N_2O和CH_4排放变化特征 |
4.4.3 侵蚀-沉积区GWP和GHGI值变化特征 |
4.5 讨论 |
4.5.1 侵蚀-沉积区土壤CO_2、N_2O和CH_4排放影响因素 |
4.5.2 侵蚀-沉积区土壤全球升温潜能值、温室气体排放强度影响因素 |
4.5.5 本研究的局限性 |
4.6 总结 |
第五章 侵蚀-沉积区土壤理化性状差异及机理 |
5.1 前言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 研究区概况与试验设计 |
5.2.2 样品采集测定及计算 |
5.3 数据分析 |
5.4 结果 |
5.4.1 侵蚀-沉积区土壤C、N变化特征 |
5.4.2 侵蚀-沉积区土壤容重和有效水变化特征 |
5.4.3 侵蚀-沉积区土壤水稳性团聚体分布特征 |
5.5 讨论 |
5.5.1 侵蚀-沉积区土壤C、N影响因素 |
5.5.2 侵蚀-沉积区土壤容重、有效水分和团聚体分布的影响因素 |
5.6 小结 |
第六章 施用有机肥对侵蚀-沉积区不同的培肥效果 |
6.1 前言 |
6.2 结果与讨论 |
6.2.1 有机肥对侵蚀-沉积区土地生产力的培肥 |
6.2.2 有机肥对侵蚀-沉积区土壤温室气体排放的影响 |
6.2.3 有机肥对侵蚀-沉积区土壤质量的修复 |
6.3 总结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要研究结果 |
7.2 主要创新性 |
7.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(9)典型黑土区土壤侵蚀对土壤质量和玉米产量的影响研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 土壤侵蚀对土壤质量的影响 |
1.2.2 土壤侵蚀对作物产量的影响 |
1.2.3 土壤质量与作物产量的关系 |
1.2.4 我国黑土侵蚀对土壤质量和作物产量的影响研究 |
1.2.5 ~(137)Cs示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用 |
1.3 当前研究存在问题 |
第二章 研究内容与研究方法 |
2.1 研究目标 |
2.2 主要研究内容 |
2.3 技术路线 |
2.4 材料与方法 |
2.4.1 研究区概况 |
2.4.2 土壤样品采集与分析 |
2.5 数据处理与分析 |
2.5.1 ~(137)Cs活度值和土壤侵蚀速率的计算方法 |
2.5.2 土壤质量综合指数(SQI)计算方法 |
第三章 流域土壤侵蚀特征研究 |
3.1 研究区 ~(137)Cs背景值的确定 |
3.2 黑土区流域土壤侵蚀特征 |
3.2.1 流域 ~(137)Cs含量的空间分布特征 |
3.2.2 流域土壤侵蚀-沉积速率空间分布特征 |
3.2.3 地形对土壤侵蚀-沉积空间分布特征的影响 |
3.3 典型坡面土壤侵蚀特征 |
3.3.1 坡面土壤 ~(137)Cs含量变化与分布特征 |
3.3.2 坡面土壤侵蚀—沉积变化与分布特征 |
3.4 小结 |
第四章 流域土壤质量主要指标特征及其空间分布 |
4.1 流域土壤质量主要指标特征分析 |
4.1.1 流域土壤质量主要指标特征 |
4.1.2 流域土壤质量主要指标间的相关性分析 |
4.1.3 流域土壤质量主要指标的空间结构分析 |
4.1.4 流域土壤质量主要指标空间分布特征 |
4.1.5 流域土壤侵蚀—沉积对土壤质量主要指标的影响 |
4.2 典型坡面土壤质量主要指标特征 |
4.2.1 典型坡面土壤物理指标特征 |
4.2.2 典型坡面土壤化学指标特征 |
4.2.3 典型坡面土壤酶和微生物生物量特征 |
4.2.4 典型坡面土壤质量主要指标的相关性分析 |
4.2.5 典型坡面土壤侵蚀—沉积对土壤质量指标的影响 |
4.3 小结 |
第五章 流域土壤质量综合评价及其空间分布特征 |
5.1 土壤质量评价方法 |
5.1.1 指标选择 |
5.1.2 指标隶属度计算 |
5.1.3 指标权重确定 |
5.1.4 土壤质量指数 |
5.2 流域土壤质量评价及空间分布特征 |
5.2.1 基于指标全集(TDS)的流域土壤质量评价 |
5.2.2 基于最小数据集指标(MDS)的流域土壤质量评价 |
5.2.3 流域土壤质量分布特征 |
5.3 典型坡面土壤质量评价及其分布特征 |
5.3.1 基于指标全集(TDS)的坡面土壤质量评价 |
5.3.2 基于最小数据集指标(MDS)坡面的土壤质量评价 |
5.3.3 坡面土壤质量分布特征 |
5.4 小结 |
第六章 流域玉米产量及其空间分布特征 |
6.1 流域玉米产量变化特征与空间分布 |
6.1.1 玉米产量变化特征 |
6.1.2 株数和千粒重 |
6.1.3 流域玉米产量空间分布 |
6.1.4 影响玉米产量的主要土壤质量指标 |
6.2 典型坡面玉米产量变化特征与空间分布 |
6.2.1 玉米产量在坡面的变化特征 |
6.2.2 株数和千粒重 |
6.2.3 坡面玉米产量分布特征 |
6.3 小结 |
第七章 流域土壤侵蚀和土壤质量对玉米产量的影响评价 |
7.1 土壤质量对侵蚀—沉积的响应 |
7.1.1 流域上、中、下游土壤质量对土壤侵蚀的响应 |
7.1.2 坡面土壤质量对土壤侵蚀的响应 |
7.1.3 土壤质量与土壤侵蚀的关系分析 |
7.2 玉米产量对侵蚀—沉积的响应 |
7.3 流域土壤质量与玉米产量的关系 |
7.3.1 基于TDS和MDS评价的土壤质量对玉米产量影响的对比分析 |
7.3.2 流域土壤质量与玉米产量的关系研究 |
7.4 流域土壤侵蚀和土壤质量与玉米产量的关系模型构建 |
7.5 小结 |
第八章 主要结论和展望 |
8.1 主要研究结论 |
8.1.1 分析了黑土区流域土壤侵蚀-沉积特征 |
8.1.2 阐明了流域土壤质量主要指标的特征及其侵蚀-沉积的响应 |
8.1.3 评价了流域土壤质量 |
8.1.4 研究了流域玉米产量及其空间分布特征 |
8.1.5 构建了流域玉米产量与土壤侵蚀和土壤质量经验模型 |
8.2 主要创新点 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简介 |
(10)渭北黄土高原农耕地土壤生产力恢复及评价研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 土壤侵蚀对生产力影响的研究 |
1.2.2 土壤生产力恢复 |
1.2.3 土壤生产力评价 |
1.2.4 小结 |
第二章 研究内容与方法 |
2.1 研究区概况 |
2.2 研究内容与方法 |
2.2.1 研究内容 |
2.2.2 研究方法 |
2.2.3 测定指标及方法 |
2.3 技术路线 |
第三章 土壤侵蚀对土壤生产力的影响 |
3.1 土壤侵蚀对土壤物理性质的影响 |
3.1.1 玉米地 |
3.1.2 小麦地 |
3.2 土壤侵蚀对土壤化学性质的影响 |
3.2.1 有机质及全效养分特征 |
3.2.2 速效养分特征 |
3.3 土壤侵蚀对作物株高的影响 |
3.4 土壤侵蚀对作物生物量及产量的影响 |
3.5 侵蚀下的土壤生产力评价 |
3.6 小结 |
第四章 覆土对土壤生产力的恢复作用 |
4.1 覆土对土壤物理性质的影响 |
4.1.1 玉米地 |
4.1.2 小麦地 |
4.2 覆土对土壤化学性质的影响 |
4.2.1 有机质及全效养分特征 |
4.2.2 速效养分特征 |
4.3 覆土对作物株高的影响 |
4.4 覆土对作物生物量及产量的影响 |
4.5 覆土下的土壤生产力评价 |
4.6 小结 |
第五章 施肥对土壤生产力的恢复作用 |
5.1 不同施肥下侵蚀土壤物理性质的变化 |
5.1.1 玉米地 |
5.1.2 小麦地 |
5.2 不同施肥量下侵蚀土壤化学性质的变化 |
5.2.1 有机质及全效养分特征 |
5.2.2 速效养分特征 |
5.3 不同侵蚀程度下的最优施肥量 |
5.3.1 产量与生物量的关系 |
5.3.2 株高与产量的关系 |
5.4 不同施肥量下的土壤生产力评价 |
5.5 小结 |
第六章 土壤生产力恢复措施的最优配比 |
6.1 恢复措施配比下土壤的物理性质 |
6.1.1 玉米地 |
6.1.2 小麦地 |
6.2 恢复措施配比下土壤的化学性质 |
6.2.1 有机质及全效养分特征 |
6.2.2 速效养分特征 |
6.3 两种恢复措施的最佳配比选择 |
6.3.1 生物量与产量的关系 |
6.3.2 株高与产量的关系 |
6.4 两种恢复措施下的土壤生产力评价 |
6.5 小结 |
第七章 结论与讨论 |
7.1 主要结论 |
7.2 讨论 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
四、非洲的土壤侵蚀与土壤生产力(论文参考文献)
- [1]土壤侵蚀对紫色土坡耕地耕层障碍因素的影响[J]. 江娜,史东梅,曾小英,叶青,张健乐,李辉丹. 土壤学报, 2022(01)
- [2]基于土壤侵蚀演变的卢旺达水土保持型农业模式研究[D]. 李朝栋. 西北农林科技大学, 2021
- [3]东北黑土区侵蚀小流域土壤质量空间分异特征及影响因素研究[D]. 李海强. 西北农林科技大学, 2021
- [4]紫色土坡耕地耕层质量侵蚀性退化及适宜性诊断[D]. 江娜. 西南大学, 2021
- [5]黄土高原小流域侵蚀区和沉积区土壤碳氮分布与矿化特征[D]. 姚毓菲. 中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心), 2020(01)
- [6]县域尺度耕地安全评价研究[D]. 张小丹. 中国地质大学(北京), 2020(08)
- [7]东北薄层黑土区土壤侵蚀—沉积对土壤性质和玉米产量的影响研究[D]. 冯志珍. 西北农林科技大学, 2018(11)
- [8]基于模拟试验研究侵蚀—沉积区土壤温室气体排放与玉米产量差异及机理[D]. 梁艳茹. 西北农林科技大学, 2018(11)
- [9]典型黑土区土壤侵蚀对土壤质量和玉米产量的影响研究[D]. 杨维鸽. 中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心), 2016(08)
- [10]渭北黄土高原农耕地土壤生产力恢复及评价研究[D]. 成婧. 西北农林科技大学, 2013(02)