秸秆还田对连作棉田土壤酶活性的影响

新疆棉区普遍实行秸秆还田,棉田土壤酶活性受到连作障碍的负面效应与长期秸秆还田培肥地力的正面效应的双重影响;通过定点微区实验,对比秸秆还田和未秸秆还田土壤酶活性的变化趋势,研究连作条件下秸秆还田与否对棉田土壤酶活性的影响。结果表明：实行秸秆还田后,土壤脲酶活性随着连作年限的延长先降后升,连作不超过10 a,土壤脲酶活性呈现下降趋势,超过10 a逐渐上升;实行秸秆还田后蔗糖酶活性在R5和R10处理较R1有较大幅度的下降,降幅分别为48.4%和44.8%,连作10 a后蔗糖酶活性增强,土壤状况趋于好转;过氧化氢酶活性随连作年限的延长先降低后升高,短期连作土壤过氧化氢酶活性较低,过氧化氢分解受阻,影响棉花的正常生长,连作年限超过10 a过氧化氢酶活性升高,解毒能力较强,加快分解过氧化氢,有利于减轻过氧化氢的毒害作用;过氧化物酶活性随着连作年限的延长持续上升,其中R5、R10、R15和R20过氧化物酶活性分别比R1增加了4.8%、7.9%、19%和29.6%。     

秸秆还田下改良剂对水稻生长和Cd吸收积累的影响

土壤中的镉（Cd）易在水稻中积累而威胁人体健康,秸秆还田下不同化学改良剂对水稻Cd 吸收累积特性的影响效应值得关注.选取成都平原德阳市旌阳区Cd 污染稻田为研究对象,开展小区试验,研究秸秆（油菜、小麦）直接还田下添加石灰、钙镁磷肥、海泡石3 种改良剂对水稻生长和Cd 吸收累积的影响.结果表明：与对照相比,油菜秸秆＋钙镁磷肥和小麦秸秆＋海泡石处理均能增加水稻株高、分蘖数和产量,其中产量提高了6.34%和12.64%,达显著水平（P〈0.05）.秸秆还田下,配施改良剂（石灰、钙镁磷肥、海泡石）均能显著降低（P〈0.05）水稻糙米Cd 含量,较对照降幅分别为21.65%-36.75%（油菜秸秆还田）和21.11%-33.87%（小麦秸秆还田）.油菜秸秆＋改良剂（石灰、钙镁磷肥、海泡石）促进了土壤Cd 向茎叶的累积,较对照增加1.31-2.41 倍,这对水稻秸秆（茎叶）还田利用有不利影响.小麦秸秆＋石灰或海泡石处理均显著降低了茎秆、谷壳Cd 积累,较对照降幅为6.28%-19.63%和70.16%-78.68%.综合水稻产量及其对土壤Cd 吸收累积效应,油菜秸秆配合改良剂（海泡石、石灰和钙镁磷肥）、小麦秸秆＋海泡石是较为理想的秸秆还田与改良剂配合处理技术.     

油菜秸秆还田对水稻根系分布及稻谷产量的影响

根系健康是水稻正常生长及高产的前提,为明确油菜秸秆还田方式和还田量对水稻生长及产量的影响,以秸秆不还田作为对照,设置秸秆半量还田(1.5 t/hm2)、全量还田(3.0 t/hm2)、超量还田(4.5 t/hm2)3个还田量以及秸秆覆盖还田(FG)、秸秆翻埋还田(FM)两种还田方式,通过盆栽和大田试验相结合,研究秸秆处...     

水稻秸秆沟埋还田对麦田土壤环境的影响

通过大田试验,采用秸秆沟埋还田方式,设置沟埋深度分别为20、30、40、50 cm及对照5个处理,将上季作物秸秆进行全量还田(秸秆沟埋量为2 kg.m-1),研究水稻秸秆沟埋还田对麦田土壤含水量、温度、容重和孔隙度等的影响。结果表明,降水结束后12 d内,沟埋深度20和30 cm处理土壤含水量(与埋草沟边水平距离10 cm处)显著下降(P<0.05);而沟埋深度40和50 cm处理土壤含水量(与埋草沟边水平距离10 cm处)与对照差异未达显著水平。埋草沟秸秆下层土壤温度变化较小,秸秆对下层土壤具有保温作用;除沟埋深度20 cm处理外,其他不同沟埋深度处理均能明显降低秸秆上层土壤容重,增加土壤总孔隙度,使耕层土壤疏松。     

秸秆还田对土壤有机碳结构的影响

秸秆还田既可以缓解土壤污染问题又可以增加土壤养分及改善土壤结构从而提高土壤质量。研究秸秆还田后土壤有机碳结构的变化对了解碳周转规律、促进农业管理和生产以及环境可持续发展具有重要意义。选取3种性质差异较大的土壤,分别为红壤、褐土及黑土。实验分为对照处理和添加质量分数为5%的水稻秸秆的秸秆处理。土壤在温室条件下培养24个月,每4个月取样一次,测定土壤中总有机碳含量及采用碳1s X射线吸收光谱测定土壤有机碳分子结构及各类型有机碳含量。实验结果显示,(1)黑土中总有机碳含量最高,达29.5-32.5 g·kg^-1,是红壤的4.7-6.4倍,褐土的3.9-4.9倍。加入秸秆后,红壤、褐土及黑土中有机碳含量较对照分别显著增加124%-196%、60%-110%和21%-28%。(2)3种土壤的对照中,有机碳主要以脂肪碳、羧基碳和烷氧碳存在。这3部分有机碳占总有机碳的百分比在红壤、褐土和黑土中分别为69.1%-86.6、79.6%-88.5%和87.3%-90.3%。加入秸秆后,3种土壤中有机碳类型依旧是上述3种有机碳占主导。(3)秸秆处理使红壤和黑土中有机碳疏水性增强,提高土壤团聚体稳定性,对改善土壤结构起促进作用。(4)秸秆加入后,红壤和褐土中发生正激发效应,这两种土壤中有机碳结构简单、稳定性减弱;黑土中发生负激发效应,其中有机碳结构趋于复杂,稳定性增强。     

秸秆还田下中国农田土壤微生物生物量碳变化及其影响因素的Meta分析

秸秆还田能改变农田土壤微生物生物量碳(Soil Microbial Biomass Carbon,SMBC)含量,分析秸秆还田条件下SMBC含量变化及其相关影响因素,对理解秸秆还田下土壤养分周转与碳循环机制具有重要意义。基于中国知网和Web of Science数据库2001-2022年公开发表的68篇文献,建立了839组包含秸秆还田和秸秆不还田下SMBC含量的数据库,按照气候类型、种植方式、耕作方式、秸秆种类、施氮量、秸秆还田量进行分组,采用Meta分析对秸秆还田条件下SMBC含量变化的特征进行综合分析。结果表明,与秸秆不还田相比,1)秸秆还田显著提升SMBC含量(51.4%,置信区间为0.373-0.654),且对不同土层SMBC含量的提升效果不同,浅层和深层SMBC含量分别提升47.9%和42.7%。2)秸秆还田下温带季风气候区和亚热带季风气候区SMBC含量分别增加71.0%和35.8%,但在温带大陆气候区对SMBC含量影响表现出显著负效应,降低幅度为35.6%。3)不同耕作方式下旋耕(99.2%)对SMBC含量的增幅影响最为明显,约为常规耕作和免耕下的2.4倍和4倍。4)旱地秸...     

免耕和秸秆还田对小麦生长期内土壤酶活性的影响

利用中国科学院封丘农业生态实验站保护性耕作定位试验平台,研究全翻耕、常规耕作、免耕、全翻耕+秸秆还田、常规耕作+秸秆还田和免耕+秸秆还田6种耕作方式对小麦生长期内土壤酶活性的影响。结果表明:(1)在小麦整个生育期,土壤碱性磷酸酶、转化酶、脲酶活性表现为免耕处理大于常耕处理,翻耕处理小于常耕处理,有秸秆处理大于无秸秆处理,3种酶活性以免耕+秸秆还田处理为最高,翻耕处理最低。(2)在小麦成熟期,土壤脱氢酶活性表现为免耕处理小于常耕处理,其他生育期土壤脱氢酶活性表现为免耕处理大于常耕处理,有秸秆处理大于无秸秆处理。(3)在小麦不同生育期,各处理土壤酶活性表现出不同的规律性:碱性磷酸酶活性在苗期较低,至孕穗期达到峰值,至成熟期又有所降低;转化酶活性呈现在拔节期大幅升高而后降低的变化趋势;脲酶活性分别在苗期和孕穗期较高;脱氢酶活性在整个生育期一直增加,成熟期达到峰值。(4)4种土壤酶活性之间相关性均达显著水平,聚类分析表明,按照土壤总体酶活性水平可将6个处理划分为3组,酶活性水平最高的为免耕+秸秆还田处理,免耕结合秸秆还田能较好地提升土壤酶活性。     

秸秆还田条件下农田系统碳循环研究进展

秸秆还田是农田生态系统的固碳减排的一种措施,现已成为国内外学者研究的热点。本文在分析农田系统碳循环流通的基础上,将系统划分为土壤、植物和大气3个子系统,对秸秆还田条件下各个子系统中碳的流动变化情况进行讨论。在土壤子系统中,秸秆还田对土壤有机碳（SOC）、土壤矿化碳、土壤微生物碳（MBC）的变化都有作用。秸秆还田的初期可能会降低微生物利用碳源的能力,影响群落物种分布的均匀度,致使作物对碳、氮利用率下降;然而,长期的效应仍会增加土壤微生物的多样性和活性。研究亦认为秸秆还田特别是与有机肥配合使用,能够提高土壤有机碳的含量;对土壤有机碳矿化具有明显促进作用,但是对土壤原有的有机碳矿化影响尚不清楚。秸秆还田在植物子系统中的影响主要集中在植物光合碳变化。已有的研究表明秸秆还田对作物光合作用的影响表现为正效应;然而根际碳流通的变化尚不清楚。在大气子系统中,秸秆还田能够增强旱地耕作土壤的呼吸作用,促进CO2的排放;而淹水条件下,秸秆还田使土壤有机碳矿化受到了明显抑制,对CO2没有明显影响。与此类似,淹水条件促进CH4排放,排水良好可以减少CH4的释放。事实上对CH4的排放而言,水份的影响可能比秸秆还田所产生的影响更大。笔者认为秸秆还田后土壤有机碳流通变化机理,及根际碳的流通变化影响仍有待进一步解析。其次,农业机械使用所产生的 CO2气体在研究秸秆还田模式时也应被考虑在内。除此之外,秸秆还田这种减排措施（CO2）的减排潜力、适宜应用的区域、可能的协同作用和一些限制及不利因素还没有得到确切的评估,实施过程中应考虑社会和经济层面上的因素。     

秸秆不同还田方式对土壤中溶解性有机碳的影响

土壤溶解性有机质及其可利用性与土壤质量密切相关。通过研究秸秆不同还田方式(粉碎还田、覆盖还田、高茬还田)对农田土壤溶解性有机碳的影响,探讨了土壤溶解性有机碳对土壤质量的贡献。水溶性有机碳(WSOC)和热水溶性有机碳(HWSOC)通过冷水和热水提取获得。结果表明:秸秆还田能够增加土壤有机质的含量,影响土壤中水溶性有机碳和热水溶性有机碳的含量。在粉碎还田、覆盖还田、高茬还田处理中,粉碎还田的农田土壤中WSOC和HWSOC的含量比覆盖还田、高茬还田的高,粉碎还田的农田土壤中的WSOC和HWSOC占土壤有机碳的百分比也最高。另外,WSOC和HWSOC与土壤呼吸有很好的相关性(相关系数分别为0.75,0.85)。     

不同长度秸秆还田对土壤汞甲基化与水稻植株甲基汞富集的影响

为降低秸秆还田引起稻田系统甲基汞（MeHg）升高的风险,采用盆栽试验,研究了添加不同长度水稻秸秆（5 cm、2 cm、粉末）条件下,在水稻整个生长期内土壤汞的甲基化以及水稻植株各组织中MeHg的含量变化特征.结果表明,添加秸秆能显著促进稻田土壤汞的甲基化,并能提升稻米MeHg的富集.不同长度秸秆对土壤MeHg净增长的影响时间不同,较长秸秆能长时间内对土壤汞的甲基化产生促进作用,在水稻生长后期土壤MeHg含量持续偏高,致使晚熟期稻米中MeHg质量浓度偏高;粉碎的秸秆在土壤中能快速降解,尽管在短时间内能引起土壤MeHg含量升高,但在水稻生长后期土壤MeHg含量明显下降,完熟期稻米中MeHg含量也远低于其他两种处理方式.因此,秸秆进行粉碎处理后再还田有利于降低稻米的MeHg富集风险.     

Sustaining recycling: identification and application of limiting factors in kerbside recycling areas

SUMMARY

Levels of recycling in the UK are substantially poorer than other European countries and American states. One explanation for low participation rates, has been the failure by some local authorities to bridge the gap between people's attitudes and behaviour. Research has shown that a gap exists between people's environmental attitudes and action. Previous experiments have employed antecedent and consequence conditions to influence the factors that limit environmental action, in an attempt to close the gap between attitudes and behaviour. This paper reports on the research carried out by Cardiff University and De Montfort University, which has attempted to identify and manipulate the factors that influence whether or not someone recycles in the Cities of Cardiff and Leicester. Different experiments were applied to different socio-demographic groups. Questionnaires were used to assess attitudes and behaviour before and after the implementation of a series of experiments. The research indicated that the interventions were more effective at increasing levels of recycling among existing recyclers rather than prompting non-recyclers to start recycling. The interventions differed in terms of their effect upon participation in particular sociodemographic groups. Key factors identified from the research could be equally applicable to other contexts of individual environmental action.     

苏南丘陵区典型森林生态系统服务价值估算

针对苏南丘陵区杉木、马尾松、毛竹、栎林等4种典型森林生态系统,实测了其主要的生态系统服务功能,运用多种生态经济学方法估算了4种林分的生态服务价值。生态服务价值包括直接使用价值和间接使用价值,间接使用价值包括气体调节、涵养水源、保土固肥、防止水库淤积、营养物质循环、净化环境价值等。研究区杉木、马尾松、栎林、毛竹4种林分的生态系统服务价值中,间接经济价值分别是其直接经济服务价值的1.82、2.12、3.16、4.04倍,单位面积的森林生态系统服务价值分别为192397.30、113262.69、88350.51、103289.69元·hm-2·a-1。在区域研究中,根据地方实测的数据进行估算,能提高计量森林生态服务功能价值的精度。     

农户能源利用方式的选择与农村环境的变化:某贫困山村薪炭林利用案例研究

为了深入了解农户能源利用状况与农村环境的相互作用关系,对一个贫困山村进行了为期15天的实地考察。通过问卷调查,入户访谈等方式,收集了50余份问卷和大量原始数据、图片资料,发现当地农户在利用薪材能源作为燃料直接燃烧时并不会带来对当地森林资源的破坏,但能源利用效率不高;而在用薪材能源作为香菇培养基原料时显著地提高了能源利用效率,却也严重影响了当地森林资源的可持续利用。由此可见,能源利用方式的选择与农村环境的变化息息相关。为了保证农村能源的可持续利用,人们需要同时考虑农村环境的承载能力,这就决定了改善农户能源利用状况不能单纯以提高能源利用效率为目标。在结合当地客观条件,综合当地政府、当地农户的意见的基础上,提出了当地能源利用的最佳方向应该是:在不增加农民支出前提下,鼓励农民改善薪材能源的利用方式,力图达到提高能源利用效率和森林资源可持续利用的“双赢”目的。     

区域农田生态系统生产力的时空格局及其影响因子研究——以山东省为例

在统计数据的基础上,以山东省为例,利用模型量化了农田生态系统净初级生产力（NPP）,并研究了农田生态系统NPP的时空格局及其影响因素。研究发现,2000—2006年间,山东省农田生态系统NPP在时间序列上整体呈上升的趋势,由2000年的476.5g·m-2·a-1（以C计）上升到2006年的544.2g·m-2·a-1（以C计）。空间格局中以鲁东、鲁中和鲁南较高,鲁西南和鲁北较低。各地市中以枣庄最高,为691g·m-2·a-1（以C计）;东营最低,约424.4g·m-2·a-1（以C计）。另外,莱芜、临沂及菏泽等地也相对偏低。通过对影响农田生态系统NPP的自然因子和人为因子分别进行主成分分析发现：气候因子中对山东省农田生态系统NPP贡献最大的为降水;人为因子中以农膜的贡献最大,其次为农药、机械、化肥,而劳动力的贡献则随着科技的发展而降低,人口密度的过大对农田生态系统生产力具有较大的负面影响。     

Assessment of regional ecological security based on ecological footprint and influential factors analysis: a case study of Chongqing Municipality,China

In recent years, it has been important to objectively evaluate the degree of regional ecological security with regard to resource depletion and to analyse influential factors to assess sustainable development. This paper tries to assess ecological security in Chongqing while investigating the main influencing factors. Calculations of the consumption footprint, production footprint and ecological capacity for Chongqing from 1996 to 2007 based on an ecological footprint approach were carried out. An ecological security index was also calculated from these results and factors influencing security were analysed using factor analysis. Both the consumption and production footprints present an upward trend, contrary to the gradually decreasing trend of ecological capacity. In addition, the ecological security index shows that Chongqing has deteriorated from a level of less risk to that of risk. Factor analysis suggests that the deterioration of ecological security could primarily be ascribed to socio-economic factors and industrialisation. With socio-economic development and industrialisation, appropriate measures must be taken to improve the ecosystem in Chongqing so as to achieve sustainable development. The limitations of the methodology are also discussed and areas that require further research are presented.     

Impact of energy structure adjustment on air quality: a case study in Beijing, China

Energy consumption is a major cause of air pollution in Beijing, and the adjustment of the energy structure is of strategic importance to the reduction of carbon intensity and the improvement of air quality. In this paper, we explored the future trend of energy structure adjustment in Beijing till 2020, designed five energy scenarios focusing on the fuel substitution in power plants and heating sectors, established emission inventories, and utilized the Mesoscale Modeling System Generation 5 (MM5) and the Models-3/Community Multiscale Air Quality Model (CMAQ) to evaluate the impact of these measures on air quality. By implementing this systematic energy structure adjustment, the emissions of PM₁₀, PM_2.5, SO₂, NO _x , and non-methane volatile organic compounds (NMVOCs) will decrease distinctly by 34.0%, 53.2%, 78.3%, 47.0%, and 30.6% respectively in the most coalintensive scenario of 2020 compared with 2005. Correspondingly, MM5-Models-3/CMAQ simulations indicate significant reduction in the concentrations of major pollutants, implying that energy structure adjustment can play an important role in improving Beijing??s air quality. By fuel substitution for power plants and heating boilers, PM₁₀, PM_2.5, SO₂, NO _x , and NMVOCs will be reduced further, but slightly by 1.7%, 4.5%, 11.4%, 13.5%, and 8.8% respectively in the least coal-intensive scenario. The air quality impacts of different scenarios in 2020 resemble each other, indicating that the potential of air quality improvement due to structure adjustment in power plants and heating sectors is limited. However, the CO₂ emission is 10.0% lower in the least coal-intensive scenario than in the most coal-intensive one, contributing to Beijing??s ambition to build a low carbon city. Except for energy structure adjustment, it is necessary to take further measures to ensure the attainment of air quality standards.     

典型喀斯特表层岩溶带地下水化学特征——以贵州清镇王家寨喀斯特小流域为例

以喀斯特小流域为研究尺度,对清镇市王家寨退耕还林（草）示范区内的9个表层岩溶泉进行了一个水文年的系统监测,并借助SPSS统计软件开展了泉点的聚类分析研究,旨在从常规水化学角度为流域退化生态环境的恢复与重建提供科学依据。从结果来看,虽然所有泉点的水化学类型均为HCO3-Ca型,但是根据K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、F-、Cl-、NO3-、HCO3-、SO42-等指标的具体差异,还是可以将9个泉点分为3组：（1）位于流域上游分水岭处的S8、S9泉点,由于远离居民集聚区,受到人类活动的影响程度弱,泉水中EC和各主要离子的质量浓度均很低,[Ca2＋]＊与[HCO3-]的关系说明泉水流经地区的岩石类型主要为白云岩;（2）位于流域中部的S2、S3、S4、S5、S6和S7泉点,靠近居民点,受到人类活动的影响程度明显增强,泉水中EC和各主要离子的质量浓度也相应增大,[Ca2＋]＊与[HCO3-]具有与第一组泉水完全不同的特征,表明此组泉水流经地区的岩石类型为白云质灰岩;（3）位于流域下游的S1泉点,处于村寨下游,受到人类活动的影响最大,泉水中EC和各主要离子的质量浓度也很高,[Ca2＋]＊与[HCO3-]的关系与第二组泉点相似,但是[SO42-]和[F-]远高于前2组泉点,这可能是由于在泉水的运移路径上有富含石膏和氟的岩石存在。     

不同利用方式下吴江市耕地土壤环境质量变化

土地利用方式的不同影响着土壤环境质量的变化。文章采用了2003年江苏省吴江市耕地质量监测中资料,分析了6种不同土地利用方式下的土壤养分及Pb、Cr、Hg、As、Cd等5种重金属元素全量的变化,并采用土壤质量综合指数(SQI)法计算不同利用下的土壤环境质量指数。结果表明:近20多年来,吴江市土地利用方式发生了明显的变化,这种变化对本土壤养分和重金属含量产生了十分明显的影响。在稻田、林地、桑园、菜地、果园、旱地六种吴江常见的土地利用方式中,稻田土壤环境质量综合指数显著高于其他利用下,而其他五种利用方式下土壤质量的差别不明显。可见稻田不仅是一种太湖地区传统的利用方式,更是保持环境质量相对最佳的土地利用方式。     

华北平原集约农区种植业生态经济系统的能值分析——以河北沧州为例

从能值的角度出发,以华北平原代表区域——河北省沧州地区2003年统计数据和调查数据为基础,对该地区种植业生态经济系统的能值投入和产出进行首次分析。结果显示:该地区不可更新的工业辅助能占总能值投入的78.5%,可更新的能值投入仅占21.4%(可更新环境资源8.79%、可更新有机12.68%),说明农业生产过渡依赖于外源不可更新辅助能的投入;此外,高系统太阳能值转换率、低净能值产出率和高环境负荷率的特点,表明该地区种植业的科技发展水平比较高,对环境的压力相当大。综合结果说明种植业系统对环境资源的过度利用必然会引起生态环境的破坏。基于此,提出华北平原集约农区种植业生态经济系统可持续发展对策:以优化施肥为基础,合理减少化肥投入为代表,适当降低工业辅助能投入;调整农业增产投入战略,努力解决该地区以水资源短缺为主的作物增产限制因子;改变农业生产中有机能值与无机能值的投入比例,降低系统环境负荷率。     

Integrated ecological assessment as the basis for management of a coastal urban protected area: A case study of Xiamen,China

In the process of rapid urbanisation in China, environmental problems have increased, from sewage discharge to climate change. Marine protected areas (MPAs) are widely advocated as a means to comprehensively manage human activities and resources in ocean and coastal areas. However, MPAs only safeguard populations or assemblages within their boundaries and fail to offer any protection from many major threats to marine environments. An increase in environmental threats implies an increase in environmental management and assessment. We propose a methodological framework for integrated ecological assessment using the Xiamen marine protected area as a case study. The integrated ecological assessment framework can be generalised from the dimensions of environment, economy, society and institution. Surveys were undertaken to assess the state of the Xiamen coastal environment, the resources of the reserve, and issues associated with human activities. Stakeholders were interviewed about their attitudes towards issues regarding the management of the reserve. The constraints of the reserve management were identified. The methodological framework is presented as a tool to help identify relative ecological security in order to prioritise actions and assess the ecological implications of management and policy decisions.