中国农田磷流失风险评价及其关键驱动因素

农田面源磷流失是农业面源污染的重要原因之一,识别流域内农田磷流失风险的关键源区及其影响因子是面源污染控制的重要手段。基于磷指数模型开展2000—2020年中国农田磷流失风险评估,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量为源因子,土壤侵蚀模数、年径流深、农田和水体间归一化距离指数为迁移因子,结合GIS技术评估了中国农田磷流失的关键源区;在此基础上,利用随机森林法分析影响中国农田磷流失的关键因子,并通过结构方程模型揭示了农田磷流失风险指数与各因子的关系。结果表明:1)2000—2020年中国农田的磷流失的低、中、高、极高风险面积分别占农田总面积的43.8%、40.5%、13.4%、2.4%。2)中国农田磷流失在2000、2005、2010、2015、2020年高风险和极高风险总面积的年平均占比从大到小依次为:淮河流域、长江流域、珠江流域、东南诸河流域、松辽河流域、西南诸河流域、黄河流域、内陆河流域、海河流域。3)影响农田磷流失风险的关键源因子和迁移因子分别为土壤有效磷含量和归一化距离指数,其重要性特征值分别为129.53和65.12,土壤有效磷含量是农田磷流失最主要影响因子。4)磷流失风险指数与源因子指数、迁移因子指数呈极显著正相关,选取的14个指标对磷指数的解释度达0.62,其中源因子和迁移因子对磷指数的贡献率分别为0.77、0.19(P <0.001)。研究结果可为中国农田磷流失风险评估提供科学参考,对中国农业面源污染的宏观防控及战略决策具有重要意义。

生态型县域生态系统服务时空格局及其协同关系——以国家全域旅游示范区江西省武宁县为例

[目的]分析生态型县域生态系统服务的时空变化及协同关系,为促进国家生态文明建设,实现生态保护和社会经济协调发展提供理论参考。[方法]以江西省武宁县为例,结合野外实测数据,运用InVEST模型评估了该区2000—2020年水源涵养、土壤保持、碳储存和粮食供给4种典型生态系统服务,在此基础上探讨了生态系统服务间的协同关系及其时空变化特征。[结果]①2000—2020年,武宁县单位栅格年平均水源涵养量从173.14 mm提升至283.92 mm,单位栅格年平均粮食供给量从3.52 kJ提升至5.34 kJ,两者均呈现增长趋势;土壤保持功能呈先减少,后增长,再减少的波动趋势;20 a间土壤保持功能下降了15.71%,而碳储存功能呈现微弱增长的趋势。②武宁县南部和北部的林地是水源涵养、土壤保持和碳储存的高值区;水域、建设用地及未利用地分布区域是水源涵养、土壤保持和碳储存的低值区;4种生态系统服务中,林地和耕地是生态系统服务功能发展的关键用地。③武宁县水源涵养、土壤保持和碳储存3者之间是协同关系,与粮食供给是权衡关系;“高—高”和“低—低”集聚的协同关系主要分布在高海拔的林地及水域,“高—低”和“低—高”集聚的权衡关系主要分布在耕地。[结论]2000—2020年武宁县生态系统服务功能整体呈上升趋势,未来应重点关注生态调节服务功能向资源价值的转化。

鄱阳湖洲滩湿地植物演替对土壤微生物量的影响

湿地植物演替对土壤微生物量具有显著影响,但不同土壤理化环境下的植物演替对湿地土壤微生物量影响的具体差异还不清楚。以鄱阳湖土壤理化性质不同的4个碟形子湖(包括相对肥沃的东湖和白沙湖以及相对贫瘠的蚌湖和大湖池)为研究对象,运用空间代替时间的方法,在泥滩带、湿生植被带(苔草)和挺水植被带(南荻或芦苇)采集0~10 cm表层土壤,分析不同土壤理化性质条件下植物群落演替对土壤微生物量的影响。采用土壤微生物量碳(MBC)和微生物熵(qMB)指示土壤微生物量。蚌湖、大湖池、东湖和白沙湖洲滩湿地表层土壤MBC的平均值分别为1077.27、888.29、942.45和1162.46 mg/kg,土壤qMB的平均值分别为6.07%、6.17%、3.60%和3.79%。在泥滩—苔草—南荻植物演替洲滩,土壤MBC先增加后减少;但是在泥滩—苔草—芦苇植物演替洲滩,土壤MBC持续增加。植物演替没有显著改变土壤qMB。尽管植物的生长会增加所有洲滩湿地的土壤MBC,但增加的幅度在相对贫瘠的蚌湖和大湖池明显强于相对肥沃的东湖和白沙湖。蚌湖和大湖池的土壤qMB也显著高于东湖和白沙湖。在植被演替梯度上,洲滩湿地土壤MBC和qMB普遍受到土壤碳、氮、磷含量和pH的影响,但是不同洲滩湿地影响微生物量的关键元素并不相同。这些结果证明植物演替对湿地土壤微生物量的影响不仅与植物物种有关,还受土壤理化环境的影响。本研究将为认识湿地土壤微生物量的变化机制和科学管理长江中下游湖泊湿地提供依据。

基于景感生态学促进生态产品价值实现的方法

建立健全生态产品价值实现机制,迫切需要创新研究思路,突破思维束缚,深挖生态产品价值内涵。从景感生态学原理阐释生态产品属性,梳理生态产品供给特点,分析生态产品消费特征,进而理顺生态系统服务、生态产品、消费者感知与享用转化完整链条。研究发现,景感生态学关键原理与生态产品特征密切对接,景感生态方法能够显化生态产品普及和消费路径,景感指数能够有效度量生态产品数量、质量和溢价。研究认为,基于景感生态学的理论与方法将有助于引导人民群众认识生态产品的科学价值内涵、多样化表现形式,尤其是助力文化服务类生态产品价值转化。根据分析结果提出当前的生态产品价值转化工作具体建议:(1)在生态产品信息调查过程中,要注重与生态产品载体密切相关的光、热、水、土、地磁、放射性和地形地貌等环境信息获取,在基础测绘、自然资源调查基础上追加生态服务关键属性;(2)在制定生态产品目录清单中,应指明该类生态服务形式和对人的感官直接刺激的服务作用,并具体到对人们的视觉、嗅觉、听觉、味觉、光觉、触觉,以及身心健康的整体影响;(3)生态产品供给过程中要注重对人的心理感知,包括宗教、文化、愿景、隐喻、安全等属性的综合考量,保障自然属性与社会经济内涵相匹配。最后,向全社会倡导多渠道丰富生态产品的消费形式、注重生态产品价值增值点、促进生态产品的价值实现。

不同植被类型根系对土壤水分分布的影响

为探究不同植被类型下的根系对土壤水分分布的影响,以江西省北部武宁县的典型针阔混交林、毛竹林和休耕地为对象,采用染色示踪实验,并观测和采集土壤和根系样品,分别测定0~20,20~40和40~60 cm土层的土壤理化性质、植物根系特征、土壤蓄水性能和土壤团聚体稳定性等指标,分析不同植被类型其对土壤水分分布的多重影响和影响机制。结果表明:1)针阔混交林和毛竹林均在0~60 cm土层出现大面积的染色情况,而休耕地则仅在0~20 cm土层出现,且根系越多的土层,染色面积往往越突出;2)随着土层深度的增加,土壤含水量、最大持水量、饱和含水量,有机质含量,平均质量直径和几何平均直径均显著降低(P<0.05);3)针阔混交林和毛竹林的根系数量分别为休耕地的16.96和30.95倍,其深层(40~60 cm)的蓄水能力(最大持水量)分别高出休耕地3%和10%,土壤团聚体稳定性(平均质量直径)分别高出13%和23%;4)根系特征指标、土壤蓄水能力指标和土壤团聚体稳定性指标均与染色面积比显著正相关(P<0.05)。综上,3种类型样地中,土壤中丰富的根系对土壤蓄水能力和土壤团聚体稳定性均显示出明显的促进作用,进一步促进土壤中的水分分布。因此针阔混交林和毛竹林的水分分布程度均强于休耕地。为有效提升区域水土保持功能和生态风险抗性,需加强森林资源的管理和保护,提高林地植被的多样性以提高地下根系的分布密度和深度。

植被恢复初期的多重固土机制——以重庆缙云山地区2种植物为例

植物措施是水土保持措施的重要组成部分。植物被认为可以多角度加固土壤与边坡。以重庆缙云山地区的乔木种(四川山矾)和草本(狗牙根)作为研究对象,选择一片林窗裸地种植2种植物样本,对种植后3年的土壤抗剪强度、根系分布密度和根系强度等指标进行测定,评估不同植物种在不同种植时期、不同土层的固土效应,探讨不同植物种的土壤加固效应和作用机制,为以固土为主要指标的水土保持植物措施的植物选择提供理论依据。结果表明:1)2个物种都可以通过机械与化学固土作用加固土壤,其中机械加固作用为5~15 kPa,化学加固作用为0~7 kPa。狗牙根仅在种植的第2年,通过其较快生长的特性,在0~20 cm土层提供的土壤黏聚力增加值高于乔木12%,第3年后则高于乔木7%;2)2个植物种对土壤的加固效果都是机械加固作用高于化学加固作用,在0~20 cm土层,狗牙根的机械加固作用比化学加固作用约高52%,而四川山矾则高出26.2%。在20~40 cm土层,四川山矾的机械加固作用高于化学加固作用42.45%,狗牙根则不存在显著差别。不同类型的植物可能通过不同的方式加固土壤,有些可能有较多且强度较高的根系通过机械作用加固土壤;有些可能通过改变土壤本身的有效黏聚力和内摩擦角,通过化学作用加固土壤。寻找不同植物固土能力的特点,可为不同地区固土树种的选择提供理论依据。

我国未来能源消费及其对环境的影响分析

随着我国经济的发展和城市化水平的提高,未来的能源消费状况及由此带来的环境污染问题日益受到人们的关注.本文简要回顾了1 980年以来我国能源消费状况并分析了相应的环境问题,对我国未来能源消费状况及可能带来的环境影响设置了3种情景进行预测和分析,得出我国今后因能源消费的SO2 、NOx、CO2 和烟尘等排放量依然很高,但不同情景的预测结果有较大区别,并提出通过提高能源效率以及加强清洁、可再生能源的开发利用来解决能源消费带来的环境污染问题.

基于可持续发展的我国现代化进程中能源需求预测

在简要介绍 1980年以来我国能源消费状况 ,对我国全面建设小康社会奋斗目标和现代化战略目标分析的基础上 ,遵循可持续发展原则 ,本文采用能源强度法并设计三种方案对我国未来能源的消费量和消费结构进行了预测和分析。预测结果表明 ,2 0 2 0年我国的能源消费量将达到 2 1.16亿～ 2 4.90亿t,2 0 5 0年为 2 6.64亿～ 3 7.68亿t,今后必须大幅度降低各产业特别是第二、三产业能源强度 。

大气污染预测方法探讨

综述了当前常用的大气污染预测方法 ,对空气质量模型、灰色理论模型、投影寻踪回归模型等 3种主要的大气污染预测方法进行了详细介绍 ,重点分析讨论了这些方法的实用性和局限性 。

江西省县域农业碳排放时空格局及影响因素分析

农业生产是碳排放的主要来源之一,在碳达峰碳中和的时代背景下,厘清区域农业碳排放现状并分析其时空变化和影响因素具有重要意义。江西省是农业大省,近几十年来农业的快速发展伴随着农业碳排放量的升高。因此基于本区域水稻种植、农资投入、土壤利用及畜禽养殖4类主要碳源,构建农业碳排放测算体系,评估2000-2020年农业碳排放量,分析县域农业碳排放空间格局及其驱动机制。结果表明:1)江西省农业碳排放量总量范围在1098.32万~1471.94万t;种植业碳排放强度整体呈下降趋势,范围在2.50~3.87 t/万元,畜牧业碳排放强度整体亦呈下降趋势,范围在0.76~2.03 t/万元;各碳源碳排放总量和其占农业碳排放总量的比例大小依次为:水稻种植(806.72万t,61.15%)、畜禽养殖(243.57万t,18.57%)、农资投入(237.39万t,18.02%)、农田土壤利用(29.60万t,2.26%);2)江西省县域农业碳排放量空间特征明显,高碳排放区均集中于鄱阳湖平原地区以及吉泰盆地;农业碳排放强度空间分布由相对离散到集中在赣北地区;整体上江西省碳排放总量的重心向北移动;3)农业碳排放效率是影响农业碳排放的最重要的因素,各因素对农业碳排放减少量和其占总农业碳排放减少量的比例大小依次为:农业生产效率因素(1828.13万t,56.57%)、地区产业结构因素(1265.29万t,39.15%)、农业产业结构因素(86.12万t,2.66%)、农村总人口因素(52.12万t,1.62%)。整体上,各因素减少农业碳排放总量绝对值由大到小为:赣北、赣中、赣南。研究结果可为江西省乃至全国其他粮食主产区农业碳排放的测算以及农业碳减排政策的制定提供科学参考。

我国“三步走”战略中工业需水量趋势

简要回顾了我国1980年—2002年的用水情况,对工业用水量与工业增加值的关系进行了分析。对我国在实现第三步战略目标这一过程中的工业需水量进行了预测,结果表明我国工业需水量将在2040年左右达到顶峰,约为1 600×108 m3。

工程类本科生科研与实践能力培养途径探索

本科生科研与实践能力是高校本科生培养的重要内容。如何提高本科生科研与实践能力,是高校教师和教育管理部门应关注的焦点问题。基于对江西省内5所高校工科类本科生科研创新和实践课程设置的调查以及对部分学生、教师的访谈,本研究分析了当前工科类本科生科研与实践能力培养的模式以及存在的问题,在此基础上,构建了工科类本科生科研与实践能力培养框架,并提出相应的培养途径和方法。

“两山”理论在江西的转化通道与生态产品价值实现途径研究

绿色生态是江西最大财富、最大优势、最大品牌。如何将绿色生态转化为百姓的财富、发展的优势和区域的品牌,使绿色生态成为赣鄱大地高质量发展的动力和百姓幸福的源泉,是当前江西省社会经济发展的重要议题。通过调研以抚州市为重点的全省11个设区市40个县(市、区)和典型区域“两山”理论转化与生态产品价值实现的成果,从人与自然和谐相处的视角提出“两山”理论转换通道的总体思路,分析江西省“两山理论”转化与生态产品价值实现方面存在的典型问题,从生态产品供给能力提升途径、价值实现途径和体制机制构建途径等方面构建江西省“两山理论”转化通道和生态产品价值实现途径的框架体系,并从“生态产品”系列地方标准或技术规范和指南制定、生态产品价值实现的政策体系制定和生态产品交易平台构建等方面提出相应的政策建议,为江西省绿色高质量发展和国家生态文明试验区建设提供理论指导和科学依据。

井冈山自然保护区12种常见灌木生物量的估测模型

灌木生物量模型是估测灌木生物量的重要方法之一。以井冈山自然保护区林下12种常见灌木为研究对象,根据树高(H)和地径(D)两个形态因子作为变量,进行回归分析构建模型。通过对比判别系数R 2的大小,筛选最佳生物量估测模型。方程W=a+b X12 X2、W=a+b X+c X 2和W=a X b在模拟生物量时相关指数均较高,为0.904-0.991,达到极显著水平,可用于实际生物量估测,而方程W=a+b X、W=a+b X1+c X2和W=a+b ln X在模拟灌木生物量时结果较差。利用此类方法建立的生物量模型,精度高,简便易行,对以后估算井冈山自然保护区灌木生物量和碳储量具有十分重要的意义。

秦岭太白红杉林土壤有机碳密度研究

土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)库是陆地生态系统中最大的碳库,确定土壤有机碳储量及影响因子对碳循环和气候变化的研究具有重要意义.在秦岭太白山南、北坡分别沿不同海拔梯度共调查了太白红杉(Larix chinensis Beissn)林的18个样点,共计54个土壤剖面,分南、北坡对太白红杉林土壤有机碳密度进行了估算,并分析了土壤有机碳的主要影响因子.结果表明:太白红杉林北坡土壤有机碳平均密度在枯落物层为(0.31±0.18)kg/m2,在0～100 cm土层为(15.84±9.08)kg/m2;南坡土壤有机碳平均密度在枯落物层为(0.27±0.07)kg/m2,在0～100 cm土层为(14.51±7.85)kg/m2;太白红杉林南、北坡0～100 cm土层土壤有机碳平均密度为(15.18±8.51)kg/m2.秦岭太白红杉林北坡0～100 cm土层土壤有机碳密度随海拔的增加呈显著减小趋势(P<0.05),此外,该层土壤有机碳密度随年降水量的增加呈下降趋势.土壤容重与w(有机碳)呈显著负相关(P<0.05).

鄱阳湖流域泥沙流失及吸附态氮磷输出负荷评估

水土流失是吸附态氮磷输出负荷的主要方式,也是非点源污染评估的重要环节。鄱阳湖流域水土流失及其所带来的泥沙和吸附态氮磷等营养盐将直接影响到鄱阳湖的生态功能,进而影响着长江中下游水环境安全。科学估算鄱阳湖赣江、抚河、信江、饶河、修河等五大流域的土壤侵蚀量和吸附态氮、磷的输出负荷,将为鄱阳湖流域农业非点源污染控制及鄱阳湖生态建设和环境保护提供理论依据。以2007年全国第一次农业污染源普查数据和2007年江西省土壤质量调查数据为基础,利用RUSLE方程和GIS的空间统计功能,对江西省境内鄱阳湖流域的土壤侵蚀量和吸附态氮、吸附态磷的输出负荷进行估算。结果表明:基于RUSLE得到的2007年鄱阳湖五大流域输沙模数比较可信,鄱阳湖流域内泥沙、吸附态氮、吸附态磷的年输出负荷分别为1245183t、3383t和73t,其中赣江流域吸附态氮磷的年输出负荷最大,占鄱阳湖全流域的58.1%,抚河、饶河、信江、修河等分别占11.2%、7.2%、11.3%和12.2%。与流域内农业污染源总氮、总磷排放量相比较,尽管流域尺度内泥沙的输出负荷相对较大,但吸附态氮、磷的输出负荷较小,应该不是鄱阳湖水污染中总氮和总磷等营养盐的主要来源。

林线树种太白红杉碳储量估算

林线对气候变化十分敏感,有关环境如何影响林线植被碳储量分布的研究鲜见报道.采用野外调查、遥感影像解译和生物量模型计算相结合的方法,对秦岭主峰太白山林线树种——太白红杉(Larix chinensis)碳储量、碳密度及其分布进行了估算.结果表明:太白红杉林总碳储量为5.290×105 t,其中南坡碳储量为1.765×105 t,北坡碳储量为3.525×105 t,南北坡碳储量分布不均与太白红杉分布面积和海拔有很大的关系;太白红杉林碳密度为0～17.40 kg/m2,平均值为(7.65±4.15)kg/m2,与年均温度呈正相关,与海拔和年降水量呈负相关,温度是影响太白红杉林碳密度的关键因素.

鄱阳湖流域生态系统管理框架

鄱阳湖流域内水环境污染、水土流失、土地退化、自然灾害、矿区生态环境破坏等重大生态环境问题,不仅影响长江中下游的生态环境,同时制约流域内社会经济的发展。因此,亟须实行鄱阳湖流域生态系统管理,更好地协调流域内河流上下游、河湖以及行政区域之间的环境保护与社会经济发展关系。在对鄱阳湖流域特征分析和综合管理回顾的基础上,探讨鄱阳湖流域生态系统管理框架,分析鄱阳湖流域生态系统管理的尺度和范围、生态系统服务可持续利用、适应性管理等问题,提出鄱阳湖流域生态系统管理目标,为鄱阳湖生态经济区建设以及流域开发与保护提供理论依据和指导。

荧光猝灭滴定法研究土壤腐殖质与氨基甲酸酯类农药相互作用

为研究氨基甲酸酯类农药在溶解有机质参与下的迁移转化过程,利用荧光猝灭滴定法研究了土壤HS(腐殖质)与氨基甲酸酯类农药的相互作用.结果表明,呋喃丹和西维因的荧光都能不同程度地被FA(富里酸)和HA(腐殖酸)猝灭,主要猝灭机理为静电结合猝灭.采用静态猝灭模型计算出氨基甲酸酯类农药与HS的K(结合常数),lg K由大到小为呋喃丹-HA(4.96)>西维因-HA(4.93)>呋喃丹-FA(4.72)>西维因-FA(4.68).HA与氨基甲酸酯类农药的lg K明显大于FA与氨基甲酸酯类农药,表明HS与氨基甲酸酯类农药间的作用力有疏水作用.进一步研究表明,氢键作用对HS与氨基甲酯类农药结合有一定的影响.

井冈山两种典型森林土壤有机碳密度及其影响因素的比较

森林土壤有机碳是土壤有机碳库的重要组成部分，研究森林土壤有机碳及其影响因素对于应对气候变化具有非常重要意义。以井冈山自然保护区两种典型森林类型（常绿阔叶林和人工杉木林）为研究对象，各选取12个样地，对比分析了两种森林土壤有机碳密度的垂直分布特征以及与年均温、年降雨量之间的相关性。结果表明：①常绿阔叶林0-100cm层平均土壤有机碳密度为（25．65±3，27）kg-^2，大于人工杉木林0-100cm层平均土壤有机碳密度为（20．37±3．37）kg·m^2；②常绿阔叶林和人工杉木林土壤有机碳密度均随土壤深度的增加显著减少；③常绿阔叶林与人工杉木林土壤有机碳密度随年均温的变化趋势差异较明显，常绿阔叶林0-100cm层土壤有机碳密度随年均温的上升呈显著增加趋势（P〈0．05），而人工杉木林随年均温的上升先减小后增加再减小，且变化趋势显著（P〈0．05）；④常绿阔叶林与人工杉木林土壤有机碳密度随年降雨量的变化趋势差异亦明显，常绿阔叶林0-100cm层土壤有机碳密度随年降雨量的增加呈显著减小趋势（P〈O．05），而人工杉木林随年降雨量的增加先增加后减少再增加，且变化趋势极显著（P〈0．005）；⑤森林土壤有机碳质量分数与土壤容重呈极显著负相关（P〈0．0001）。