不同水分条件沼泽湿地土壤轻组有机碳与微生物活性动态

通过野外实验与室内分析,对三江平原生长季内毛果苔草(Carex lasiocapa)沼泽湿地生物量及0~20cm土壤不同有机碳组分进行观测,分析了不同水分条件下毛果苔草湿地土壤轻组有机碳(LFOC)与微生物量碳(MBC)的变化动态.结果表明,随水位增加毛果苔草群落地上生物量积累明显,与10~20cm积水条件相比,17~30cm水位状况下湿地土壤具有较高的轻组有机质含量与比例.生长季初期冻融过程提高了土壤轻组分(LF)有机碳含量与LFOC含量,之后随植物生长毛果苔草沼泽湿地土壤重组有机碳(HFOC)含量增长快于LFOC,说明毛果苔草沼泽湿地土壤具有较高的重组有机质持有能力.此外不同水位条件下毛果苔草沼泽湿地微生物活性受到土壤有机碳含量影响不同,低水位条件下微生物量碳与SOC呈显著正相关关系(R2=0.859),17~30cm水位条件下二者关系不显著,并且高水位毛果苔草沼泽湿地具有较低的MBC与微生物熵,表明该条件下土壤碳库具有较高的稳定性.     

黄淮海平原冬小麦种植的气候变化适应评估

水资源短缺影响黄淮海平原农业稳定和可持续发展。气候变化情景下,农业用水紧张的问题可能进一步加剧,种植制度和作物品种区域布局将面临调整。论文利用IPCC 5三种代表性温室气体浓度排放路径（RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5）的多模式集成数据,基于VIP（soil-Vegetation-atmosphere Interface Processes）生态水文模型,模拟了2011—2059年黄淮海平原二级子流域的水资源盈亏变化。在此基础上,针对水分亏缺最严重的子流域,设计无外来调水和维持2000—2010年调水总量水平的两种流域地下水采补均衡情景,对冬小麦种植区域的合理布局及其对产量的影响进行评估。结果表明,2050年代黄淮海平原农作物蒸散量增幅大于降雨量增幅,北部地区水分亏缺量将增加,南部地区水分盈余量则减少。在低到高的排放情景下,全区域水分盈余量下降0.1%~14.1%。两种地下水采补均衡情景下,2050年代黄淮海平原冬小麦种植面积应分别减少9.8%~11.3%和7.0%~8.8%,相应产量分别增加0~11.9%和3.0%~15.9%。适当减少冬小麦种植面积,可有效减缓黄淮海地区农业水资源的不足,保护生态环境,促进农业可持续发展。     

Evaluation of the sustainable land use status of the North China Plain

The North China Plain is one of the most important production areas for wheat and maize in China, and also has the densest agricultural population in China. How to use and develop the limited land resources reasonably, and improve and protect them, have become issues of major concern. This paper is based on sustainability theory, reviewing the fundamental principles of sustainability, and developing an index system with which to evaluate the sustainability status of land use. We also use this method to evaluate the land-use status of the North China Plain and to analyze current factors affecting sustainable land use in this area. In addition, we propose a specific method for evaluating sustainable land use.     

施肥及秸秆还田处理下玉米季温室气体的排放

以华北地区冬小麦-夏玉米轮作农田为研究对象,在玉米整个生长季,运用静态箱法针对正常施肥及正常施肥结合秸秆还田处理进行了为期3年N2O排放通量的连续观测,并开展了1季CO2和CH4交换通量的研究.在玉米整个生长过程中施肥阶段N2O的排放量占到了总排放量的83%—96%,表明现有化肥的使用明显导致了农田N2O排放增加.与控制地相比,施肥和耕种可导致玉米田CO2排放明显增加,且正常施肥及秸秆还田样地CO2排放主要集中在苗期至吐丝期.控制地、正常施肥样地及施肥结合秸秆还田样地CH4的累积排放量均为负值,说明旱地土壤是CH4的一个汇.秸秆还田在一定程度上增加了玉米季N2O和CO2的排放量,但对CH4的吸收有所抑制.正常施肥样地和秸秆还田样地全球净增温潜势分别为-1392.8 kg C.hm-2和-179.2 kg C.hm-2,表明华北农田在现有耕作方式下是大气温室气体的一种重要汇.     

兰州与江汉平原有机碳同位素的古气候指示意义对比研究

选择以干冷气候为主的兰州和温暖湿润的江汉平原作为研究区域,结合其他多种指标和研究区的岩性特征,对有机碳同位素δ13Corg的古气候指示意义进行了初步探讨。结果表明,在兰州地区,δ13Corg值波动反映C3/C4植物比例的改变,指示温度变化。δ13Corg值偏正时,表明C4植物含量较大,反映温度较高,而δ13Corg值偏负时,表明气候较冷;江汉平原δ13Corg值主要反映降水信息, δ13Corg值偏负时指示相对暖湿气候,δ13Corg值偏正反映气候偏干。δ13Corg等指标同时还揭示了末次盛冰期以来两地古气候类同特征：即12.0 ka BP之前气候相对偏干;在全新世晚期,气候波动中转暖。不同之处表现为：约在12.0~10.0 ka BP,当兰州气候还很干冷时,江汉平原已进入暖湿的冰后期;而在全新世早中期,当兰州气候转为暖湿时,江汉平原气候则表现为略偏干。     

平原感潮河网地区不同土地利用下营养盐迁移特征

分别在南通平原河网地区选择典型非圩区开展野外原位试验,用野外观测和室内分析相结合的方法,研究平原非圩区典型试验小区不同土地利用下营养盐在自然降雨—径流驱动下迁移的时空分布特征.结果表明,导致营养盐迁移时空分布存在显著差异的主要原因为不同的土地利用类型、施肥条件及植被覆盖度等,不同土地利用下的径流量差异是导致营养盐迁移通...     

基于氚和CFCs的三江平原浅层地下水更新能力估算

论文通过对三江平原浅层地下水年龄的测定,研究了地下水的来源与更新能力。在井深小于60 m的钻孔中,采集了11 组浅层地下水样,分别测定水中放射性同位素氚(T)和氟利昂(CFCs),根据活塞模型,分别计算出浅层地下水的年龄。分析结果表明,三江平原浅层地下水中氚同位素含量为1.7~61.2 TU;CFC-12 和CFC-113 浓度分别是0.04~1.25 pmol·kg^-1 和0.1~0.71 pmol·kg^-1。根据氚同位素含量估算的浅层地下水年龄范围是39~51 a;CFC-12 浓度估算的浅层地下水年龄范围为38.2~61.7 a。两种测年数据都表明,浅层地下水缺失了0~39 a 的年轻水,这暗示三江平原的地下水主要接受外源水的补给,深循环地下水越流补给地表水并形成湿地,最终补给到河流之中,地下水有稳定的补给源,可以适当地进行开发和利用。     

2015—2019年汾渭平原臭氧污染状况分析

基于全国空气质量监测网数据,分析了2015—2019年汾渭平原11个城市臭氧(O_3)污染状况。结果表明:2015—2019年,汾渭平原11个城市O_3平均浓度总体呈升高趋势,年平均升高12.2μg/m~3,其中,2017—2019年均超过二级标准限值(160μg/m~3)。O_3单项污染物的空气质量分指数占空气质量指数的比例逐年升高,O_3超标使汾渭平原2015—2019年各年度空气质量优良天数比例分别减少了1.4、5.4、13.0、11.1、14.4个百分点。O_3浓度呈春夏季(5—9月)高、秋冬季(11—12月)低的特点,其中,5—9月O_3超标天数占全部O_3超标天数的97%以上。各年度O_3日最大8小时平均质量浓度(O_3-8 h)的最大值分别为152、176、224、195、202μg/m~3,均出现在5—7月。O_3-8 h介于150～160μg/m~3的日期主要集中在6—8月,介于160～170μg/m~3的日期主要集中在5—7月,两区间对应的日期属于O_3达标敏感天。2017—2019年,区域内各年度首次出现O_3小时污染的日期有逐渐提前的趋势。2019年,汾渭平原11个城市O_3-8 h第90百分位浓度介于138～204μg/m~3,9个城市超过二级标准限值,O_3超标使临汾、洛阳、晋中、运城、渭南、西安、吕梁、咸阳8个城市的空气质量优良天数比例减少了10个百分点以上。     

地下水水源地污染防治优先性研究

在总结地下水水源地污染防治相关研究的基础上,提出了地下水水源地污染防治优先性问题,并建立了优先性评价的指标体系,采用基于灰色关联度和理想解法的综合决策方法实现水源地优先性排序.利用优先控制指标以及指标与工程的对应关系,确定了各水源地工程建设的优先次序.应用案例显示,华北平原9大水源地污染防治可按I期和II期分期进行.城镇生活垃圾无害化处理率、工业固废集中处置利用率、林木覆盖率、地下水固有脆弱性4个指标,在各水源地工程建设的优先次序确定过程中出现最为频繁,体现了华北平原地下水水源地普遍存在的问题.     

三江平原水土资源空间匹配格局

三江平原是我国重要的商品粮生产基地,其水土资源的空间匹配格局对保障区域粮食安全具有举足轻重的作用。近年来,由于水稻的大面积种植,三江平原水土资源数量、质量及其空间匹配状况均发生了明显的变化。为了客观地评价三江平原水土资源空间匹配现状,该研究在分析水土资源空间分布格局的基础上,引入水资源可利用量作为水资源量的表征参数,从水资源的可利用量与耕地资源的匹配角度,构建了区域水土资源匹配测算模型,并对其匹配程度进行了划分。分析结果表明,2000年以来,三江平原水土资源整体表现出"土地资源丰富,水资源欠缺"的态势,并且其空间分布格局存在明显的错位现象,已非惯称的"水土资源丰富和匹配";2008年三江平原水土资源匹配系数为0.35×10⁴ m³/hm²,远低于同期全国平均水平(0.56×10⁴ m³/hm²),水土资源匹配较差;水土资源匹配程度空间差异性较为显著,总体呈现出"南北优于东西,边缘优于腹地,林区优于农区,山丘区优于平原区"的格局。针对三江平原水土资源空间匹配程度差、区域差异明显的特点,应在水利设施建设的同时,兼顾水土资源的优化配置,以此提高三江平原水土资源空间匹配程度,为三江平原的粮食生产提供保障。