Water regime-nitrogen fertilizer incorporation interaction: Field study on methane and nitrous oxide emissions from a rice agroecosystem in Harbin, China

Water regime and nitrogen (N) fertilizer are two important factors impacting greenhouse gases (GHG) emission from paddy field, whereas their effects have not been well studied in cold region. In this study, we conducted a two-year field experiment to study the impacts of water regime and N fertilizer on rice yields and GHG emissions in Harbin, China, a cold region located in high latitudes. Our results showed that intermittent irrigation significantly decreased methane (CH₄) emission compared with continuous flooding, however, the decrement was far lower than the global average level. The N₂O emissions were very small when flooded but peaked at the beginning of the disappearance of floodwater. The N fertilizer treatments increased CH₄ emissions at low level (75kgN/ha). But both CH₄ and N₂O emissions were uninfluenced at the levels of 150kgN/ha and 225kgN/ha. Rice yields increased under intermittent irrigation and were highest at the level of 150kgN/ha. From our results, we recommended that the intermittent irrigation and 150kgN/ha as the ideal water regime-nitrogen fertilizer incorporation for this area to achieve low GHG emissions without impacting rice yields.     

近50 a西北干旱区冬季积雪日数变化特征

论文基于西北干旱区104个站点1961—2010年的日积雪深度、日平均气温、日降水量数据和NCEP/NCAR数据,利用K-means聚类分析、Mann-Kendall法等方法,对西北干旱区冬季积雪日数的时空变化特征及其变化原因进行分析。结果表明:1)冬季积雪日数大值主要集中在阿尔泰山和准噶尔盆地地区,西辽河流域、鄂尔多斯高原、天山、塔里木、阿拉善高原地区冬季积雪日数相对较少,内蒙古高原地区冬季积雪日数基本呈由高纬地区向低纬地区减少的趋势。2)近50 a,西北干旱区冬季积雪日数呈增加趋势,且各区域主要在1984年发生突变现象。内蒙古高原地区内站点冬季积雪日数变化较大,其他分区内站点的冬季积雪日数基本无变化。3)西北干旱区各分区周期变化主要集中在5、10、25 a左右,其中25 a的周期变化最为明显。4)冬季东亚大槽、南支槽的减弱与西风的增强使西北干旱区降水量增加是导致西北干旱区冬季积雪日数增加的主要原因。     

基于OMI数据的兰州地区吸收性气溶胶指数时空分布特征研究

基于OMAERUV遥感数据产品,对兰州地区2008—2017年紫外吸收性气溶胶指数(ultraviolet aerosol index,UVAI)的时空分布进行了分析,并对其变化相关因素进行了探讨,结果表明:兰州地区2008—2017年UVAI整体呈上升趋势,年均值增幅为7.0%,2008—2010年UVAI出现了最大增长率53.1%,2011—2015年UVAI出现了最大降低速率18.5%,2016—2017年UVAI在2015年的基础上继续下降,2017年有所上升.2008—2017年兰州地区UVAI的空间分布特征为中间高、东西两侧低.10年来研究区UVAI最高值一直为永登县和皋兰县结合部及相邻区域,也是吸收性气溶胶的污染源中心.每年的最高值出现在1—2、11—12月,10年中最大的UVAI值出现在2017年的12月,每年的最低值出现在6—7月,10年中最低的UVAI值出现在2017年6月,四季UVAI值水平为:冬季春季秋季夏季.影响因素中UVAI与自然要素中的风向、温度和降水关系密切,兰州各地区的人口密度也与UVAI的变化具有相关性;基于PM_(2.5)的UVAI指示的空气质量等级分析,兰州地区空气质量以良为主.针对兰州地区UVAI的时空分布特点、吸收性气溶胶外源和内源污染源情况,提出了在永登县北部区域建设防护林带、减少人为活动强度等建议.     

建立区域ISO 14001环境管理体系技术要点

以区域为范围进行环境管理体系认证是国家环保总局在我国推行ISO 14000标准的一项重要举措，其目的是将环境管理与行政管理充分有效的结合，借助区域管理机构的管理职能将ISO 14000这一科学的管理手段有效的实施，从而达到环境保护全社会参与，推动该区域各类组织积极自觉地实施ISO 14000标准。本文就区域类型环境管理体系建立与实施的有关技术要点，从经验的角度做了一些探讨。     

赤红壤水土流失区发展持续农业的存在问题及对策

本文以广东省赤红壤水土流失区为例，综合分析了赤红壤水土流失区发展持续农业的存在问题，在此基础上提出了该区发展持续农业的途径与对策．认为：水土流失区发展持续农业存在的突出问题主要是土壤退化；发展持续农业的根本途径在于走生态农业的道路，建立立体农业生态系统；侵蚀土壤上重建森林植被群落首先要建立先锋群落，然后建立稳定的南亚热带森林植被群落。     

三江源区植被固定CO2释放O2功能评价

植被在固定CO2释放O2和大气与陆地生态系统碳循环中起着十分重要的作用,是区域和全球环境变化的主要反馈和调节系统,具有重要的生态功能,体现出生态服务价值。根据三江源区多次科考调查及相关资料,计算各种植被类型的净初级生长量,进而根据光合作用方程式、造林成本法、碳税法和工业制氧法估算其固定CO2和释放O2的物质量及其价值量。结果表明:三江源区植被年净初级生长量为8.67×107t·a-1,固定CO21.41×108t·a-1,释放O21.04×108t·a-1。根据造林成本法和碳税法估算出三江源区植被固定CO2的价值为2.8926×1010元·a-1。利用造林成本法和工业制氧法估算出释放O2的价值为3.9157×1010元·a-1。三江源区植被固定CO2释放O2物质量和价值量中,草甸贡献率最高,其次是落叶灌丛、沼泽和草原。本研究对地处青藏高原腹地、生态系统脆弱且空气稀薄的江河源区的生态系统结构和功能的研究具有重要意义。     

快速城市化地区土壤重金属污染物的分布--以昆山市为例

以昆山市为例,探讨了快速城市化地区土壤重金属污染物分布特征。结果表明,以背景值上限值为评价指标,昆山市农田土壤100个样点中Zn、Cu、Pb、Hg、As、Cd和Cr超标率均在20%左右,N i超标率为4%,说明部分土壤已有外源污染物进入。以GB 15618—1995土壤环境质量标准第二级标准值衡量,Hg、Cd和Cr(旱地)、Zn超标率分别达5%、4%、3%、2%,Cd含量有的高达5.74 mg.kg-1。不同土属土壤重金属间的相关性有一定差别,这与其母质差异有关。认为昆山市土壤污染的防治应立足于防重于治的基本方针。同时,对Cd、Hg点源污染比较严重的区域应大力加强污染治理,并对污染土壤进行修复。     

湘北红壤丘岗区农业可持续发展问题探讨

从自然资源条件、农业基础设施、后备资源潜力、科技储备等方面剖析湘北红壤丘岗区农业发展的优势；同时阐明了阻碍该区农业可持续发展的主要因素，即土壤肥力普遍偏低、季节性干旱严重、农业生态系统脆弱、资源利用不合理、开发与利用资源的资金短缺、体制缺陷和思想观念陈旧等。提出了10条促进该区农业持续高效发展的技术途径和措施，即：(1)推广农村实用新技术，迅速提高土地生产力；(2)充分发挥“土壤水库”和工程水库的作用，抗御季节性干旱；(3)协调水土矛盾，建立丘岗开发的资源互利型利用模式；(4)全而开展生态农业建设，改善农村生态环境；(5)大力调整农业结构，尽快形成新的主导产业或生产项目；(6)壮大村级集体经济，充分发挥它在现代农业建设中的杠杆作用；(7)以市场为导向，建立农产品商品生产基地，加快农业产业化进程；(8)增强科技投入，充分发挥科技进步的推动作用；(9)建立完善的投资管理和激励机制，提高广大农民参与农业综合开发的积极性；(10)强化农业先进技术的培训和推广，提高农民科技素质。     

基于TOPMODEL径流模拟的黑河水资源探讨

以黑河莺落峡流域的精度30m、地形图比例尺1∶5万的数字高程模型(DEM)栅格网为基础,辅以黑河地区水文站点降水资料,运用PRISM算法内插降水要素,充分考虑高程、地形、距离等因子对降水的影响,在内插结果与实测资料对比精度满意的前提下,使用TOPMODEL对黑河莺落峡流域(10009km2)径流流量进行逐日模拟,模型模拟精度达70%左右。     

Case Study on Nitrogen and Phosphorus Emissions from Paddy Field in Taihu Region

The agricultural non-point source pollution by nitrogen (N) and phosphorus (P) loss from typical paddy soil (whitish soil, Bai Tu in Chinese) in the Taihu Lake region was investigated through a case study. Results shown that the net load of nutrients from white soil is 34.1 kg ha^–1 for total nitrogen (TN), distributed as 19.4 kg ha^–1, in the rice season and 14.7 kg ha^–1in the wheat season, and for total phosphorus (TP) 1.75 kg ha^–1, distributed as 1.16 kg ha^–1 in the rice season and 0.58 kg ha^–1 in the wheat season. The major chemical species of N loss is different in the two seasons. NH₄-N is main the form in the rice season (53% of TN). NO₃-N is the main form in wheat season (46% of TN). Particle-P is the main form in both seasons, (about 56% of TP). The nutrient loss varied with time of the year. The main loss of nutrients happened in the 10 days after planting, 64% of TN and 42% of TP loss, respectively. Rainfall and fertilizer application are the key factors which influence nitrogen and phosphorus loss from arable land, especially rainfall events shortly after fertilizer application. So it is very important to improve the field management of the nutrients and water during the early days of planting.