土地利用方式对紫色土丘陵区土壤剖面碳、氮影响

采取野外调查与室内分析相结合的方法研究了紫色土丘陵区林地、撂荒地、水田、旱地土壤剖面(0～40 cm)有机碳、全氮变化特征.结果表明.有机碳、全氮均随土层深度增加而逐渐减小,且林地、撂荒地有机碳递减幅度高于水田、旱地.相对于撂荒地和旱地,水田、林地更利于有机碳、全氮的积累.林地有机碳和全氮在0～5 cm土层表现出绝对优势;随土层递增,与水田、撂荒地和旱地的差异逐渐减小.水田有机碳和全氮在大于10 cm土层显示最大值.而撂荒地有机碳和全氮仅在土壤表层高于旱地.有机碳与全氮存在显著正相关关系;w(C)/w(N)随土层深度增加而降低,且林地、撂荒地降低幅度较大.因此相对于水田、旱地,林地和撂荒地w(C)/w(N)仅在0～10 cm显示较大值.可见,土地利用方式对陆地生态系统碳、氮蓄积有明显影响,通过旱地还林或撂荒可以增加土壤特别是表层土壤对碳、氮的积累.     

生物炭与化肥混合对氨挥发和磷固定的影响

为探究生物炭化肥的加合作用,利用烟沫（YM）和酒糟（JZ）这2种工业废弃物及农业废弃物玉米秸秆（JG）为原材料制成生物炭,同时将烟沫生物炭进行改性制成烟沫改性生物炭（M-YM）,采用培养实验的方法,研究4种生物炭分别在不同化肥配比下,在一定时间内氨挥发和磷固定的规律,以期为生物炭的农业利用提供科学依据.结果表明：①4种生物炭与不同化肥配比下氨的累积挥发量和挥发率表现为A1 > A2 > A3（A1：2.25 g尿素;A2：2.25 g尿素+2.25 g氯化钾;A3：2.25 g尿素+2.25 g磷酸二氢钾）,尿素中添加氯化钾与磷酸二氢钾减少了氨挥发,不同生物炭在所有化肥配比下氨累积挥发量和挥发率均表现为JZ > M-YM > YM > JG;②4种生物炭在B1、B2和B3（B1：0.4 g磷酸二氢钾;B2：0.4 g磷酸二氢钾+0.3 g尿素;B3：0.4 g磷酸二氢钾+0.3 g氯化钾）处理下磷的固定量均先增加后减小,随后在培养的第30~60 d所有处理的磷固定量随时间变化不明显,4种生物炭对磷的固定率均在B1处理时最大,在B1、B2和B3化肥配比下,4种生物炭对磷的固定率大小顺序均为M-YM > YM > JG > JZ.因此,在农业施肥中为降低氮肥中氨的挥发可在尿素中添加氯化钾和磷酸二氢钾,同时在磷的固定方面,可考虑增大生物炭的粒径以减弱其对磷的固定能力.     

不同施肥条件下紫色土旱坡地可溶性有机碳流失特征

明确紫色土旱坡地可溶性有机碳在不同施肥条件下的流失特征,得出最佳的养分管理方式,对提升三峡库区的耕地质量、维持土壤碳平衡和减轻土壤碳流失造成的环境污染具有重要意义.在中国科学院三峡库区水土保持与环境研究试验站内设置标准化径流小区,研究紫色土旱坡地在不同施肥处理［不施肥（CK）、常规施肥（常规）、优化施肥（优化）、85%优化施肥配施生物炭（生物炭）和85%优化施肥配施秸秆（秸秆）］条件下的产流产沙情况和土壤有机碳的流失特征.结果表明：①壤中流径流量占径流总量（径流包括地表径流和壤中流）的52.84%~92.23%,壤中流可溶性有机碳（DOC）流失通量占DOC总流失通量的43.64%~87.35%,壤中流是雨季径流的主要方式和土壤DOC流失的主要途径.②秸秆处理的地表径流量、产沙量、地表径流DOC流失通量和泥沙有机碳流失通量较优化处理分别降低了30.39%、39.41%、28.71%和23.97%,壤中流径流量和壤中流DOC流失通量较优化处理略有升高.生物炭处理的产流产沙量、地表径流DOC流失通量、壤中流DOC流失通量和泥沙有机碳流失通量均显著高于优化处理.③ DOC流失通量占土壤有机碳总流失通量的99.31%~99.94%,DOC是紫色土旱坡地土壤有机碳流失的主要形式,各处理的DOC流失通量呈现：生物炭 > 优化 > 秸秆 > 常规 > CK.④生物炭和秸秆处理的SOC含量较优化处理分别提高了95.79%和32.16%.85%优化施肥配施秸秆能显著减少紫色土旱坡地的地表径流量、泥沙流失量和土壤有机碳流失通量,同时提高土壤有机碳含量,是紫色土旱坡地的最佳养分管理方式.     

基于沉陷预计的岩盐矿区土地损毁研究

以封闭溶腔环境和非封闭溶腔环境下的岩盐矿区为研究对象,采用概率积分法,在修正沉陷预计参数的基础上,分析不同溶腔环境下岩盐矿区的地表移动变形和土地损毁结果。封闭溶腔环境下沉陷预计参数的修正引入等价采高模型和水砂充填开采模型,非封闭溶腔环境下沉陷预计参数的修正引入等价采高模型。结果表明,不同溶腔环境下的预计结果的最大值存在显著差别,地表移动变形结果值取决于溶腔封闭性。在封闭溶腔环境下,岩盐矿区的下沉、倾斜、水平变形、水平移动和曲率的最大值分别为400 mm、0.35 mm/m、0.55 mm/m、180 mm和0.001 1 mm/m2,损毁范围内的农用地均属于轻度损毁;在非封闭溶腔环境下,岩盐矿区的下沉、倾斜变形、水平变形、水平移动和曲率的最大值分别为6 500 mm、0.6 mm/m、9.5 mm/m、2 800 mm和0.02 mm/m2,损毁范围内的农用地受轻度、中度和重度损毁的面积分别为1 095.70 hm2、148.44 hm2和107.78 hm2。通过对比,封闭溶腔环境下岩盐矿区的地表移动变形结果小于非封闭溶腔环境下的地表移动变形结果,在非封闭溶腔环境下岩盐开采可能造成大范围的土地损毁,岩盐矿区土地损毁预防措施要解决的核心问题是保障溶腔的完整性和封闭性。     

基于指数和法的气矿临时用地复垦适宜性评价研究

建立了指数和法的适宜性评价体系,选取地形坡度、有效层厚度、灌排条件、地表物质、土地利用兼容程度、区位条件和损毁程度7个评价因子,对气矿临时用地复垦适宜性进行评价。研究结果表明:废水岩屑池为勉强适宜和中度适宜,设施基础均属于中度适宜,井场井架基础外用地属于高度适宜。并通过Paired-Samples T-Test检验和修正适宜性评价结果,为科学管理、合理利用与规划土地提供依据。     

丘陵山地采煤地地表移动变形与裂缝特征相关性研究

在预测模型修正的基础上,运用地表变形预计系统对丘陵山区采煤地地表变形预测,通过对比分析预计裂缝结果和裂缝调查结果,分析裂缝与地表变形参数之间的相关性。研究结果发现,经过修正后的丘陵山地预测模型,预测结果与调查结果吻合;裂缝宽度与预计的水平变形值的相关性显著,而裂缝长度与预计水平变形值的的相关性不显著。