南方涝渍地区退田还渔的一个实例分析

以江汉平原四湖涝渍地区的一个经围湖造田形成的典型农业微域为研究对象,在对其土壤和作物生长状况进行调查的基础上,探讨了退田还渔的必要性与具体方案。结果表明,对小型湖泊通过围湖造田所形成的农业微域,在人工排水和土地平整不充分的情况下,其地貌和土壤还残留有原有湖泊的影响,处于原湖泊低处的土壤表现出明显的沼泽化和严重潜育化的特征。在该地区种植水稻产量比正常地区减产达16%～26.8%。利用数量化理论Ⅰ确定了该地区适宜退田还渔的具体位置和面积。按照这一方案实施的结果,该地区从1997～2001年的5年中精养鱼塘面积增加9倍,养鱼的效益比种植水稻高5～10倍,还减轻了该地区夏季和冬季的排水压力。     

基于MODIS的渍害田和正常农田遥感特性对比研究

渍害田在我国南方地区分布广泛,严重影响农业生产。以四湖流域洪湖地区为实验区,基于渍害田的物理及生态特性来探讨渍害田遥感识别特性。利用2002～2011年MODIS产品,辅以土壤图、土地覆被数据,对比分析了正常农田及渍害田在反照率、增强型植被指数（EVI）、地表夜温、地表温差和表观热惯量的时相差异;并结合相关研究成果加以解释和验证。结果表明：一年中大部分时段,正常农田的反照率、EVI、地表温差都大于渍害田,而地表夜温、表观热惯量都低于渍害田;各指标的多年平均值也具有类似差别;渍害田的EVI在6、7月份比正常农田高, 可能是由于渍害田在雨、热、肥条件同时良好时比正常农田生长的更快。研究结果可为进一步准确识别渍害田空间分布及其动态变化     

涝渍地暗管排水示范工程建设有关问题研究

结合中日专项技术合作四湖项目的具体实践,指出了暗管工程规划中排水调查的内容和重点,就如何评判暗管排水的必要性和确定暗管设计排水量进行了探讨,分析了暗管排水与规划单元排灌系统的关系。排水调查是农田基本建设实施过程中不可缺少的一个环节,就涝渍地治理改造而言,调查的重点是要弄清排水不良的原因和取得解决问题的基础资料。为了制定符合实际的农田排水规划实施方案,可从土壤类型、土壤承载力、降雨后地表积水状况、土壤透水性和地下水位等对规划单元内的农田是否需要暗管排水作出判断。对水田而言,在田面水排除后,领先暗管要排除地表残留水和过剩的土壤重力水,据此决定暗管设计排水量。对于旱田,渗入土壤中以重力水存在的过乘水需要通过暗管排除,据此决定暗管设计排水量。暗管工程适于江河中下游地势低洼、排水不良的农田,当明排不能有效地降低地下水位满足作物生长时,有必要采取暗管排水。     

Phosphorus utilization and microbial community in response to lead/iron addition to a waterlogged soil

Constructed wetlands have emerged as a viable option for helping to solve a wide range of water quality problems. However, heavy metals adsorbed by substrates would decrease the growth of plants, impair the functions of wetlands and eventually result in a failure of contaminant removal. Typha latifolia L., tolerant to heavy metals, has been widely used for phytoremediation of Pb/Zn mine tailings under waterlogged conditions. This study examined e ects of iron as ferrous sulfate (100 and 500 mg/kg) and lead as lead nitrate (0, 100, 500 and 1000 mg/kg) on phosphorus utilization and microbial community structure in a constructed wetland. Wetland plants (T. latifolia) were grown for 8 weeks in rhizobags filled with a paddy soil under waterlogged conditions. The results showed that both the amount of iron plaque on the roots and phosphorus adsorbed on the plaque decreased with the amount of lead addition. When the ratio of added iron to lead was 1:1, phosphorus utilized by plants was the maximum. Total amount of phospholipids fatty acids (PLFAs) was 23%–59% higher in the rhizosphere soil than in bulk soil. The relative abundance of Gram-negative bacteria, aerobic bacteria, and methane oxidizing bacteria was also higher in the rhizosphere soil than in bulk soil, but opposite was observed for other bacteria and fungi. Based on cluster analysis, microbial communities were mostly controlled by the addition of ferrous sulfate and lead nitrate in rhizosphere and bulk soil, respectively.     

外加氮源对滇池沉积物氮矿化影响的研究

采用连续培养法,在淹水条件下研究了添加外源氮对滇池沉积物氮矿化过程的影响.结果表明,在本研究条件下,添加水生植物残体或无机氮,均未改变沉积物氮矿化的总体趋势,表现为培养前期矿化量迅速升高并达到峰值,之后逐渐下降.各处理累积氮矿化量最大值为722.34~625.67mg/kg,约占总氮的10.5%~20.3%,与土壤相比,具有较大的矿化潜能.外加水生植物(孤尾藻,芦苇)残体的处理约在21d达到累积氮矿化量的峰值,比原沉积物分别增加了15.9%和9.3%.外加水生植物(孤尾藻,芦苇)残体和无机氮的处理比仅添加水生植物残体的处理累积氮矿化量达到峰值的时间晚一周,其最大累积氮矿化量分别减少了7.5%,9.8%和8.3%.运用Two–pool模型对试验结果进行了非线性回归拟合,通过参数和实际应用可能性剖析,Two–pool模型能较为准确地描述沉积物氮矿化过程.     

淹水条件下种植水稻对氮元素渗漏的影响

为了探明淹水植稻条件下氮元素在土层中的垂直移动、渗漏情况，设置了模拟土柱培养试验。试验以淹水种植水稻为处理，以淹水不种水稻为对照，探讨植稻对模拟土柱（40cm埋深处）渗漏水硝态氮、铵态氮的淋出数量的影响。结果表明：硝态氮与铵态氮相比，硝态氮极易流失；在试验整个过程中，淹作种植水稻硝态氮总流失量流失远大于不种水稻，铵态氮则与之相反；从绝对数量看，种植水稻与不种植水稻氮的渗漏都以硝态氮为主。     

洞庭湖区的湖垸农业与可持续发展对策

在调查分析洞庭湖区围湖垦殖和湖垸农业形成的历史的基础上，归纳了湖垸农业面临的生态环境问题：洪涝灾害发生频率加大；水面减少，生物多样性降低；环境污染严重，湿地生态功能衰退；土壤退化和潜育化严重；血吸虫病死灰复燃。并结合已有的经验，提出了湖垸农业可持续发展的对策措施：认真实施生态保护工程，减少泥沙淤积；调整湖垸农业结构，建立有利于避灾、减灾新模式；退田还湖，发展替代农业，发展莲藕、籽藕、茭白等水生经济植物种植；与企业结合，发展油菜、马铃薯、亚麻等工业原料作物；利用欧美杨耐涝性强的特点，在地势较高的季节性淹没的洲滩地，发展以林为主的林农复合经营模式，湖洲草地发展草食畜禽替代模式。     

涝渍地种植制度与高效农业模式研究

采用了系统工程，生态农业，农业气象，作物栽培，技术经济等管理，通过对江汉平原涝渍地农田生态系统生产性能解析，现有种植制度与新拓高效农业模式分析评价，高效优化机理的探讨，从适应国内外市场需求，有利于农业结构调优，保护资源环境，促进农业可持续发展出发，筛选归纳了四类适宜的高效种植（养）模式，即“稳粮兴油”增值型；“稳棉机动”增值型；“粮经，粮饲兼顾”饲养型；“种地与养地”结合型。上述高效农业模式具有产品优化功能，结构优化功能，缓和大范围洪涝和自我调控补偿功能，它们既自成体系，各显特色，又互成体系，构成粮，经，饲，肥“四元”种植结构。必须实行有序高效模式自身水旱轮作，高效模式与传统耕作制度之间轮作换荐，使之动态优化，保持可持续发展。4种模式在我国南方涝渍地域具有广阔的推广前景，各地可因地制宜进行推广。     

低湖田生态系统特点及开发利用研究

阐述了低湖田生态系统中的生物系统、土壤系统同水土体系的相互作用,分析了低湖田生态系统中的土壤特性及资源优势潜力。主要表现为：水温、泥温低,土壤通透性能差,结构不良;土壤处于强还原状态,有毒还原性物质含量高,不利于作物的正常生长;土壤微生物活动弱,微生物生物量显著低于正常土壤;土壤有机质矿化慢,土壤供氮能力弱,缺磷、缺锌严重。而水生经济植物莲藕的生物学特性决定其地下茎具有发达的通气组织,保证了植株在水中的正常呼吸和新陈代谢的需要,同时还能改善土壤通气性能和土壤氧化还原状态,增强土壤微生物活力,加快土壤有机质矿化状况。着重从低湖田生态系统所具备的优势入手,对低湖田的作物系统、土壤系统和水土体系进行了比较和分析,其作物生物量排序为：莲藕＞茭白＞菱＞水稻, 其作物产量排序为：莲藕＞茭白＞菱＞水稻;对作物系统的主体作物进行了优化,对土壤系统的关键营养元素进行了调控（N:P:K:16:16:16）,合理利用水土体系的特点构建生物共生的模式,提出了合理利用低湖田资源优势的措施和开发模式（鱼藕共生模式）,提高低湖田生态系统综合开发效益的整体水平。     

四湖地区涝渍地农用土地适宜性评价

分析了四湖地区土地利用现状,其宜农耕地最多,作物种类繁多,耕作制度也多样,水域面积大,可养殖面积占水域的一半以上,其养殖潜力很大;宜林、宜放牧土地少;后备土地资源较少。土地利用的主要障碍因子是水文与排水。存在的主要问题是：土地利用的产出效率低;种植业结构欠合理;掠夺式经营,土壤肥力减退,污染加重;滥占耕地现象日趋严重;过渡围湖造田导致生态恶化。同时,从气候等方面分析了四湖地区涝渍特征,又着重对现有六种主要种植制度作了简要的适宜性评价。据此,按照系统工程整体性、关联性、有序性的原则,对未来该地区农业总体发展走向、土地利用规划给予了展望。四湖地区农业总体发展走向应是：稳定发展种植业,突破性地发展水产养殖业与畜牧业、积极发展林果业,有重点地发展农副产品加工业。在土地利用规划上,应根据低丘岗地、沿江高亢平地、湖烷洼地、河湖水域等不同地形地貌分异,进行合理布局。并提出了相关对策。