矿业废弃地复垦土壤-作物硒吸收特征及其对重金属拮抗效应

针对矿业废弃地复垦土壤硒与重金属"双高"现象,为充分开发其富硒土地资源,确保作物安全,本文基于"点对点"采集的土壤和玉米样品,利用反距离权重（inverse distance weighted,IDW）、多元线性回归（multiple linear regression,MLR）、偏最小二乘回归（partial least squares regression,PLSR）和随机森林回归（random forest regression,RFR）等方法,开展了西南某硫磺矿复垦区玉米硒元素吸收预测的同时,分析硒（Se）对重金属（Hg、As、Cd和Cr）的拮抗效应.结果表明研究区土壤中硒资源丰富,土壤Se平均含量达到0.83mg·kg^-1,是中国土壤Se平均含量的2.87倍,玉米籽粒硒含量处于0.02~0.16mg·kg^-1之间.由相关性分析和模型预测可知,研究区玉米籽粒硒含量主要影响因素为土壤硒、pH值、有机质和重金属As等,多元线性回归（MLR）对其预测最为有效,决定系数R²为0.52.通过比较研究区土壤硒不同含量梯度下玉米对重金属（Hg、As、Cd和Cr）富集特性,表明了土壤Se对重金属Hg、As、Cd和Cr存在一定的拮抗作用.本研究结果可为今后同类矿业废弃地复垦土地发展特色富硒农业提供依据.     

广西都安县典型水田硒地球化学特征及影响因素

为发展富硒水稻种植和巩固脱贫成果,在广西都安县百旺镇开展水稻种植区地球化学调查,采集21件岩石和193件水稻根系土-籽实协同调查样品,利用统计学和相关分析方法研究水田土壤硒的分布特征和影响因素.结果表明,百旺镇水田土壤和水稻籽实富硒率分别为67.4%和64.8%,但富硒土壤和富硒水稻籽实样品中镉含量普遍较高;对比显示百旺镇南部种植区水稻籽实富硒率达到61.1%,重金属风险低,发展无污染富硒水稻种植优势明显.相关分析表明次生富集作用是研究区土壤富硒的主要原因,根系土pH和质地不同程度影响土壤硒含量;水稻籽实硒含量主要受根系土硒含量、有效硒含量、pH和Al₂O₃等影响.镉膳食暴露风险评估显示研究区水稻整体安全,但中部区域水稻膳食暴露风险较高.     

鄂西的硒资源及其开发战略研究

湖北省西南部有二叠系茅口组富硒碳质硅质岩和碳质页岩广泛出露。岩石、土壤和富硒土壤上生长的玉米含硒量最高分别达到8.390、354和40(mg/kg)。作者对这一硒资源的价值进行了评估,并对其开发战略进行了探讨。     

地质高背景区富Se耕地可利用性研究及区划建议

为了促进土地质量地球化学调查成果服务于特色土地资源开发,实现地质高背景区富Se资源的安全利用,以重庆市黔江区五里镇为研究对象,通过评价土壤-农作物的富Se水平及重金属含量,开展地质高背景区富Se耕地区划及可利用性方法研究,以期提高富Se资源利用效率,为地质高背景区富Se资源的安全利用提供思路.结果表明,研究区土壤及农作物中Se含量丰富,具备开发富Se资源的潜力,但部分样品存在Cd超标的问题.土壤pH是影响农作物Se和Cd含量的关键因素,碱性条件下有利于富Se资源安全利用.A～E(A表示可利用富硒耕地,B表示农作物不富硒但农作物安全,C表示农作物富硒但农作物不安全,D表示农作物不富硒且农作物不安全,E表示土壤硒含量小于富硒阈值且土壤重金属不超标)类耕地面积分别为0.72、0.75、0.28、0.13和0.56 km²,建议在A类耕地分布区开展安全富Se资源开发,在C和D类耕地分布区开展土壤酸化调理及作物低累积品种等农艺措施,降低农作物重金属超标风险,并加强全区耕地保护力度,防止新增污染物输入.     

高镉地质环境富硒土壤特征及其生态效应

文章详细研究了浙西富硒土壤中Cd、Se、Zn、Ni存在形态以及农产品安全性。结果表明,研究区土壤继承了成土母质中硒、镉高含量的特点,引起农产品中富硒和镉含量超标。研究发现,当地居民并未由于农产品镉超标而出现群体性疾病,相反地,则表现为体格健壮,长寿老人较多,人发中镉含量低,硒含量高等特点。优良的生态现象可能与人体内Zn、Se对Cd的拮抗作用有关。这一研究结果,为黑色岩系地区富硒土壤的深层次开发利用提供了思路和机遇。     

洪湖市中北部地区土壤硒元素分布特征

选取洪湖市中北部地区汊河、黄家口和小港3个区域为研究区,采集1540件表层土壤样,100件深层土壤样,通过系统研究土壤样的硒含量,总结该区土壤硒元素分布特征。在无外界作用影响下,硒在偏酸性土壤中的富集程度优于在碱性土壤中的富集程度,表层土壤硒含量高于深层土壤硒含量。该区富硒土壤主要赋存在中性、中酸性土壤区中,当土壤酸碱度由酸性向碱性转化时,土壤中的硒含量表现为弱酸性≈酸性>中性>碱性>强碱性。土壤三级划分图表明农业、水产养殖用地中一级富硒土地占41.43%,二级富硒土地占32.21%,三级土地占26.36%。     

唐山开滦煤矿区土壤及地表水中Se元素赋存状态及其生态效应研究

矿山开采通常会对生态环境产生负面影响.本研究换一种角度,考察煤矿开采利用过程中产生的有益元素Se,分析其在土壤、注入矿井水的地表水中的赋存状态及小麦、玉米、水稻等农作物对硒元素的富集性.结果表明,矿区土壤中硒元素主要以有机态和残渣态存在,水溶态占1%.土壤水溶总硒中Se4+和Se6+分别占23.89%和32.99%.注入矿井水的地表水中Se4+和Se6+分别占37.78%和40.24%.农作物小麦、玉米、水稻中硒平均含量分别为0.169、0.094和0.26 mg.kg-1.其中水稻多采用矿井水浇灌,此举不但解决了废水排放问题,还产生了富硒谷物,且有害元素含量不高.因此,充分利用矿区富硒资源,可以趋利避害,减少矿山开采的负面效应.     

宁夏长山头富硒区土壤硒地球化学特征研究

本文对宁夏长山头典型富硒区土壤Se含量特征及玉米籽实Se含量影响因素进行了系统研究,发现长山头地区土壤硒背景含量为0.25 mg/kg,主要的富硒土壤类型为新积土,其成土母质为山前洪流携带的碎屑物。进一步的研究表明,土壤中硒含量与p H呈负相关关系,而与有机碳、TFe_2O_3及Mn呈正相关关系。与土壤环境相反,玉米籽实中硒的含量与p H成正相关关系,而与有机碳、TFe_2O_3及Mn呈负相关关系。这说明这些指标对硒在土壤-植物系统中的地球化学行为具有显著影响作用。此外,土壤中全量硒的增加对植物的吸收率并没有显著的促进作用。     

浙中典型富硒区土壤硒含量及形态特征

本文通过对浙江省中部典型富硒土壤区的调查研究,初步总结了其土壤硒含量特征。发现区内土壤硒含量表现为表层富集的趋势,平均含量达0.40mg/kg,含量水平远高于区域背景,总体达富硒水平。研究同时发现,不同土地利用方式土壤有效硒含量差别较大,旱地土壤平均约高出水田土壤1倍。有机态硒是硒元素的主要赋存形态,其含量比例高达63.7%,反映了土壤中硒富集与有机质活动的密切关系。另外,研究还发现,区内土壤环境质量总体较好,这为富硒土壤的开发利用提供了基本前提。     

雷州半岛富硒区土地质量地球化学评价及其利用区划研究——以城月地区为例

本文根据雷州半岛城月地区1∶5万土地质量地球化学调查成果，对城月地区表层土壤硒含量、分布特征、土壤环境质量、农产品的安全性及富硒耕地利用分区进行了研究。结果表明：城月地区土壤环境质量较好，表层土壤硒平均含量为0.546 μg/g，大宗农作物安全性高，富硒土壤面积占研究区总面积的61.52%。土壤Se与土壤酸碱度、有机质含量、Fe、Al等密切相关。根据重金属环境质量等级、硒元素含量等级、营养元素丰缺等级，将研究区内农用地分为：优质富硒农用地、一般农用地、差等农用地。并在农用地分等的基础上，结合城月地区目前的农产品种植类型，以及田块是否富硒为主要划分依据，提出了富硒农产品种植规划建议。将周宅-后泼村一带划分为富硒重点种植规划区（一类区），建议开展绿色富硒农业种植。城月镇北部、五里堂村两侧以及潭泮洋-庆丰村一带（二类区），建议种植果蔗或者当地特色薯类。司马塘-农中-调丰村一带（三类区），建议发展优质水稻种植。广丰水库西侧以及合水村南部（四类区）及牛库水库-后泼村一带（五类区）建议微调现有种植结构，在规避重金属元素高背景的同时，对富硒土地资源的合理利用。     

县域国土空间主体功能区土地资源空间配置效率及管制策略——以江苏赣榆为例

从县域出发,深化主体功能区概念应用,探究土地资源空间配置效率及其管制策略对深化我国国土空间治理体系具有重要意义。通过梳理主体功能区与土地资源空间配置理论关系,借助C-D生产函数考察江苏赣榆主体功能区土地资源空间配置效率,并差别化提出管制策略。研究表明,主体功能区建设实质是“以地为本”,功能区划理念下土地资源空间配置应遵循边际净收益相等的转化度,具有增进用地效率、减少自发优势竞争效率损失的可能。对赣榆区研究发现,不同主体功能区农用地转为建设用地数量存在过量配置,具有帕累托改进空间,其根源在于现行土地计划管理缺乏弹性机制调节指标,造成实际落地中的空间错配。因此,赣榆区应从全区统筹主体功能定位,协调国土空间发展格局,其中优化开发区“革新土地空间结构,转变经济与产业发展方式”、重点开发区“助力城镇工业化进程,确保土地资源利用效益”、限制开发区“着力粮经产品安全,创新农业生产用地经营模式”、禁止开发区“划定生态空间红线,探索农旅生态用地结构布局”。     

渔塘坝微地域中玉米硒的分布及其与土壤硒的关系

在渔塘坝０．０１ｋｍ＾２的微域内,玉米硒含量达到较高水平,其根,茎,叶,籽中的平均硒含量分别是４．３６±３．２７ｍｇ／ｋｇ,３．０８±２．２４ｍｇ／ｋｇ,９．７４±７．６２ｍｇ／ｋｇ和８．０７±５．０２ｍｇ／ｋｇ。渔塘坝中玉米硒分布类似土壤分布,也可分出相对低,中、高硒的分布区。     

我国南方水稻产地镉环境质量类别划分技术

针对我国耕地质量类别划分技术及方法体系不完善的现状,提出应用物种敏感性分布法（SSD）基于不同保护率建立"优先保护类、安全利用类和严格管控类"的土壤镉划分阈值,并对其合理性和科学性验证.结果表明,我国南方水稻产地土壤pH、土壤有机质（SOM）和阳离子交换量（CEC）对水稻富集镉的影响均达到了极显著水平（P<0.01）,并由其构建的三因子生物有效性模型可解释水稻富集系数62.0%的变异;水稻对镉的SSD曲线表明,不同水稻品种对镉的敏感性差异明显,主要与其基因型相关;依据SSD曲线基于保护率为80%和5%推导出我国南方水稻产地"优先保护类和严格管控类"的土壤镉划分阈值分别为0.26 mg·kg^-1和1.67 mg·kg^-1,且当土壤镉≤0.26 mg·kg^-1时划分为优先保护类耕地,土壤镉≥1.67 mg·kg^-1时划分为严格管控类耕地,土壤镉介于0.26~1.67 mg·kg^-1时划分为安全利用类耕地,并通过134组独立数据验证其具有一定合理性和科学性.本研究表明应用SSD法对我国南方水稻产地镉环境质量类别划分时体现出较好的普适性、科学性和合理性,同时可为我国农用地土壤环境质量类别划分技术及方法体系的建设和完善奠定坚实的工作基础.     

我国农耕土壤Cd污染与植物修复现状

中国人均耕地面积不足,农耕土壤的Cd污染问题对土壤资源的可持续利用和农作物的安全构成了巨大的潜在威胁。通过简述中国农耕土壤Cd污染现状和造成农耕土壤Cd污染的原因,并结合中原地区农耕土壤Cd污染调查情况,概述了中国近5年农耕土壤和农作物受到Cd污染的程度。总结近年来国家在济源开展植物修复土壤Cd污染试点工程及湖南启动长株潭耕地重金属污染修复以及农作物种植结构调整试点工程的修复效果,并简述了目前中国土壤的治理措施。最后,通过试点工程期间遇到的问题探究中国农耕土壤Cd污染的修复之路,展望未来Cd污染土壤修复工作的重点和预防措施。     

低硒土壤增施高硒石煤的实验研究

湖北省鄂西自治州恩施市为我国第一个高硒区,硒源于石煤.州内还有低硒环境并曾有克山病流行,将硒均值为100mg/kg的石煤颗粒施入低硒土壤后,作物硒及人畜内环境硒水平有明显的剂量效应关系.根据足硒区粮食、饲草及人发硒的推荐值,每公顷施石煤15×10~3-18×10~3kg为宜.此外,讨论了这一措施得以增产的可能因素和该措施可能维持有效作用的年限.     

基于价值—风险的黄河上游生态功能区生态分区建设

黄河上游地区生态环境脆弱,水土流失和土地退化等生态环境问题不断威胁着生态系统健康与人居环境质量。为探究黄河上游生态功能区生态环境安全状况,本文基于2000年、2010年和2018年的土地利用数据,借助生态系统服务模型、生态风险模型,定量分析了生态系统服务价值和生态风险指数的时空演变规律,并通过Z-score标准化的方法建设了四类生态分区。结果表明：（1）研究期内,各土地利用类型均发生不同程度变化,其中建设用地由于耕地和草地的转入增加最显著,增长面积为118 km²,增长率为46.36%。（2）研究区总体服务价值变化程度较小,生态系统服务以调节服务为主且草地提供价值最高。高服务价值区主要分布于临夏州西南部和卓尼县等植被覆盖度较高的地区。（3）研究区生态风险水平总体偏低,整体呈现“南北两端高、中间低”的分布特征,其中低、较低生态风险区占总面积的76%以上。（4）四类生态分区均发生了较小的变化,表明生态分区处于较为稳定的发展状态。不同生态分区的空间分布连续性差,其中以高生态系统服务价值—高生态风险区（I）最为典型。通过生态系统服务与生态风险（价值—风险）建设生态分区,可为协调区域人地关系与明确未来发展方向提供理论基础。     

单元自动演化模型自动生成农田保护区的研究

我国已进入了快速城市化的时期,许多城市都在制定和实施农田保护区计划．本文提出了利用单元自动演化模型、地理信息系统与遥感等技术相结合的新方法来自动生成农田保护区,获得了十分令人满意的结果．该方法可以为政府部门和规划工作者提供一种科学制定农田保护区的新手段,大大节省人力、物力．并能获得农田保护区在空间的优化分布,这是常规方法所不能比拟的．     

忻州市土地利用现状的环境敏感区分析

随着新一轮土地利用规划修编展开,针对忻州市土地利用存在的环境问题,利用调查资料和相关研究成果,有效管理土地利用空间向环境敏感地区伸展,减缓环境敏感地区的环境压力和生态胁迫,为市域土地利用方式和分区方案制定提供环境敏感性依据.从规划方案与面临的土地生态问题入手,划分生态环境、水源保护、污染影响、优质农田以及煤矿塌陷五类环境敏感区,并进行忻州市环境敏感地综合评价,明确其空间分布范围.研究结果表明,极高敏感、高敏感区占全市总面积的4%,较高敏感区和一般敏感区分别占10.5%和7.5%,低敏感区和非敏感区分别占40%和38%.通过分析规划土地利用功能分区方案与环境的协调性, 在土地利用规划过程中,提出土地利用方式和空间布局优化对策.     

Landscape patterns and parcel boundaries: an analysis of composition and configuration of land use and land cover in south-central Indiana

In many areas of the world, socioeconomic and political factors are increasingly impacting spatial patterns of land use and land cover in the landscape. Much of the land in the United States has been divided using a grid-based system that was implemented to realize socioeconomic and political goals rather than to protect and conform to biophysical differences. The borders of individual parcels of land often reflect the boundary lines created by this system. These borders are important components of policies related to land management such as zoning and private land use decisions. The potential impact this system of land division may have on spatial patterns in a landscape remains unclear. The majority of landscape research has focused exclusively on biophysical differences occurring over relatively large areas of land and ignored possible finer-scale, human impacts on landscape composition and configuration. There is a need for research on spatial patterns occurring over areas that match socioeconomically or politically important units of land in order to improve understanding of relationships between human related processes and ecosystem functions and to create better management policies.This research explores whether the system of land parcelization is evident in patterns of land use and land cover in the landscape of south-central Indiana. In particular, it investigates whether parcel boundaries correspond to distinct changes in the composition and configuration of forest, developed, and agricultural lands. This research uses theory and methodology from geography, geographic information science, and landscape ecology to analyze patterns of land use and land cover in a rural to semi-rural county in south-central Indiana. A classification of a remotely sensed image is used as a basis for calculating metrics of landscape composition and configuration with the use of a geographic information system. The metrics are calculated for areas of forest, developed, and agricultural land associated with a sample of parcels chosen to represent all the parcels within Monroe County. The values for areas near the parcel boundaries are compared with the values for areas at relatively short distances from the parcel boundaries. This comparison indicates whether there is a distinct change in the composition or configuration of the landscape occurring at approximately the parcel boundaries.The results suggest that in Monroe County, Indiana, changes in the composition of the landscape, particularly the amount of area covered by agriculture and forest, correspond with parcel boundaries. Changes in the configuration of agricultural and, to a lesser extent, developed lands also occur near parcel boundaries. The results support the hypothesis that the grid-based system of parcelization has affected spatial patterns of land use and land cover. These results illustrate the potential impact socioeconomic and political systems may have on spatial patterns in a landscape.