河北平原区低产麦田土壤肥力提升技术研究

针对河北平原区低产田小麦产量低、土壤肥力持续下降问题,作者在藁城市和保定市清苑区低产田进行了2年田间试验,研究了平衡施用无机肥及合理配施有机肥对小麦生物量、产量、养分吸收利用及土壤肥力等的影响。结果表明:与农民传统习惯施肥相比,平衡施用氮磷钾无机肥并配以鸡粪有机肥提高小麦产量14%以上,籽粒氮磷钾吸收量提高10%以上,籽粒N、P2O5、K2O利用率分别为32.6%,62.8%和23.2%,土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾平均提高14.2%。综合表现以在秸秆还田基础上,施用小麦籽粒带出N、P、K量相等的无机肥并配以1 500kg/hm2鸡粪有机肥提高小麦秸秆重、籽粒产量及其构成因素,促进小麦养分吸收,提高籽粒养分利用率,籽粒吸收氮磷钾比例与肥料施用接近,改善土壤肥力效果较好。

河北平原区泥岩的稀土元素地球化学特征

为了查明河北平原区二叠纪泥岩中稀土元素的特征、来源及其地质意义,应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对河北平原区32个泥岩样品的稀土及微量元素进行测试,全面分析了稀土元素、地球化学参数、空间分布规律及分布模式。研究表明:河北平原区泥岩稀土元素相对富集,太原组泥岩中的稀土元素明显低于山西组;稀土元素与Be,Sc,Ti,V,Co,Zn,Nb,Th,Hf,Ta等亲石元素相关性好,反映了研究区泥岩稀土元素主要来自于陆源碎屑;沉积速率、稀土元素及微量元素比值(∑REE,(La/Yb)_N,La/Sm等)在太原组-山西组分界层面上存在较明显的突变现象,是太原组沉积后华北板块构造抬升的直接反映。

河北平原区农田硝态氮分布规律研究

通过在冉庄实验站进行耕作与非耕作对比田间试验,获得河北平原区土壤中硝态氮的空间分布规律。结果表明:土壤中硝态氮主要来自施肥,硝态氮的分布受降水、灌溉影响很大,氮肥深层淋溶现象明显。玉米生育期土壤中硝态氮含量随深度变化较大,呈现双峰现象。根层土壤(0～100cm)硝态氮含量随深度增加,在80～100cm呈现第1个峰值,在200cm左右出现第2个峰值,且较前1个峰值更大。第1个峰值主要是玉米苗期施肥所致,第2峰值是小麦生育期施肥随雨季降水下移所至。350cm土层以下土壤含氮量随深度减少并稳定在20mg/kg左右。不同耕作条件下土壤硝态氮的分布情况差别明显,耕作区的土壤中硝态氮的含量远高于非耕作区,并且在深层土壤中仍有分布。为此,提高氮肥利用效率并减少氮素对水体的污染需从施肥灌溉管理方面采取措施。

有限元在河北平原区构造应力场与地裂缝分布研究中的应用

构造应力是地壳活动和形变的原动力 ,构造地裂缝实际上是在构造背景所提供的区域构造应力作用下 ,地壳深部变形引起地表破裂的一种形迹。研究激发构造性地裂缝产生的构造应力场是查明潜在地裂缝危险区的一种间接手段。主要利用前期河北平原区的易县隆尧两处实测资料 ,通过求解平面应力问题的有限单元法反演河北平原区构造应力场 ,确定最大主应力集中区 ,最大剪应力集中区以探索构造地裂缝的潜在危险区。

河北平原区煤炭勘查中的多矿种兼探

煤炭勘查区实行多资源多矿种综合兼探,一是与煤共伴生矿种的勘查,二是与煤不同地质时代的层叠型矿种的勘查,实现气、液、固态矿种的三维立体式综合勘查。河北平原区煤炭勘查以石炭-二叠系煤层为主,其上覆盖有多时代的地层且含矿丰富,建议利用煤炭勘查钻孔同步进行多资源多矿种统一勘查,或煤铝兼探、煤铀兼探、盐卤兼探、煤层气页岩气兼探、热气兼探等,以拓宽煤炭地质找矿方向。

基于神经网络的河北平原区黏土矿物空间分布定量研究

黏土矿物不仅对寻找黏土类矿物资源具有指示意义,而且对于区域古气候、环境污染、石油勘探等研究都具有重要意义。但黏土矿物空间分布获取较为困难,目前国内积累了覆盖大部分面积的中大比例尺地球化学数据,具有分析元素多、精度高的特征,基于地球化学元素含量开展黏土矿物预测,可以为黏土矿物的空间分布研究提供新思路。如何建立地球化学元素含量和黏土矿物之间的复杂关系,是基于地球化学元素含量开展黏土矿物空间分布预测的关键之一。机器学习和人工智能算法的发展为建立地球化学元素与黏土矿物之间的非线性关系提供了可能,本研究基于河北平原多目标1∶20万地球化学数据和111个表层土壤黏土矿物分析数据,利用BP神经网络建立河北平原区地球化学元素含量与黏土矿物之间的预测模型,对河北平原区高岭石、绿泥石、伊利石的空间分布进行预测。研究发现河北平原区高岭石、绿泥石、伊利石等的黏土矿物分布与研究区地貌特征、土壤类型以及人为因素等都有联系,高岭石、绿泥石、伊利石在整个冀东平原区以及北三县平原区含量普遍偏低,在太行山山前平原区含量普遍偏高;黏土矿物在冲积扇平原、冲积平原含量偏高,在洪积平原含量较低;河北平原区的黏土矿物在保定和唐山等地区富集。

河北平原区春季人工增雨作业存在的问题及对策

河北平原是我国重要的粮食生产基地,其农业用水量较大与水资源短缺之间的矛盾突出。春季干旱是影响当地农业发展的重要原因,如何解决干旱问题也是该地区农业发展面临的重大挑战,因而做好春季人工增雨工作至关重要。通过对河北省平原区人工影响天气作业基层单位调查发现,一些基层作业单位在日常人工影响天气管理工作方面存在着科普宣传力度不够、作业人员素质偏低和培训力度不够、相关部门对人工影响天气工作有干扰以及人工增雨作业时与作业点周边群众存在纠纷等问题。本文对这些问题进行了深入分析,并提出了相应的对策,以期为保障人工影响天气工作的顺利开展提供参考。

河北平原区市县级国土空间评价体系探讨与实践——以衡水市城市规划区“双评价”为例

资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价(简称“双评价”)是编制国土空间规划、完善区域主题定位、划定三条控制线的依据。本文以衡水市城市规划区为例,在增设相关特色指标基础上,具体阐述了生态保护重要性评价、农业生产适宜性和承载规模评价、城建建设适宜性与承载规模评价方法及结果,为国土空间规划科学决策奠定基础。

河北平原区农作物种植水资源压力指数评价

利用河北平原区7个地市20年(1994—2013年)的逐日气象数据,结合SIMETAW模型计算了各地市区域作物灌溉需水量,分析了各地市近20年种植结构变化对区域灌溉需水量和水资源压力指数的影响。结果表明:近20年,保定、沧州、邯郸、邢台、廊坊5个地市的粮食作物种植面积呈下降趋势,其中廊坊下降最为显著;7个地市经济作物的种植面积相对稳定;蔬果类种植面积在保定、邯郸、石家庄、衡水和廊坊等地市具有较明显的增长趋势。所有地市粮食作物的灌溉需水量均呈下降趋势,其中以邯郸下降最为显著,保定的年均粮食作物灌溉需水量最大,为20.8亿m^3;除廊坊外,其他地市经济作物的灌溉需水量均呈不同程度的下降,邢台的年均经济作物灌溉需水量最大,为5.2亿m^3;所有地市蔬果类种植年均灌溉需水量近20年呈上升趋势,以石家庄增加趋势最为显著,且石家庄和保定的蔬果种植需水量分别在1995和1996年以后均高于当地经济作物灌溉需水量。沧州、邯郸、衡水、石家庄、保定基于农作物种植的水资源压力指数在九五、十五期间达到最高,十一五、十二五期间有所缓解,沧州的年均水资源压力指数最高。

河北平原地下水水位的时空变异

在地理信息系统（GIS）支持下,运用地统计学方法研究了河北省近15年来地下水水位的时空变异规律,利用克里金（Kriging）法绘制了两个时段地下水水位空间分布图并进行了具体比较分析.结果表明：运用地统计学的半变异函数方法很好地模拟了不同时期河北省地下水水位的空间结构和变异特征,得出地下水水位的变化在中尺度上具有一定的空间自相关,1986-1990年时段地下水水位具有明显的方向变异性,而1996-2000年的方向变异性不明显.Kriging插值表明,河北省地下水水位具有空间分布整体趋势,从东向西、从滨海平原到山麓平原地下水水位逐渐增高,西部和中部平原地下水埋深较大,地下水水位变化较大,而滨海平原地下水埋深浅,地下水水位变化小.受人口、灌溉面积、降水和径流等诸多因素的影响,河北省地下水水位整体下降,严重阻碍了河北省经济的可持续发展.

河北平原地热区成热机制新见解

根据实际资料分析认为，河北平原地热区的形成主要与地幔上隆这个大区域的深部构造背景有关。由于地幔的强烈上隆使河北平原地壳不断减薄裂解，形成了地表拗陷、地幔顶面却相对上凸的镜像对称关系，从而大大缩短并减小了从地幔到地表的热传导距离和热损耗，致使河北平原沉降区内的地热异常比较发育，地热梯度及地温亦明显高于周围山区。随着地幔上隆的加剧，导致了大规模的火山喷发活动，形成了广泛分布于河北平原一渤海地区的新生代(隐伏)玄武岩及众多的火山通道构造，井与区内许多典型地热异常区的位置相吻合。反映出区内地热异常与新生代火山活动可能存在着某种必然的联系。尤其是区内与深部地幔相连通的火山通道构造可能是形成区内众多地热异常最直接的原因。

河北省平原地区无公害蔬菜产地土壤镉环境安全性预警

通过野外调查采样、室内分析与GIS制图相结合的综合研究方法,对河北省平原地区无公害蔬菜基地未来20年土壤镉的安全性进行预测预警。结果表明:河北省平原地区无公害蔬菜产地土壤中的镉,以大气干湿沉降为最主要的外源输入方式,其贡献率达66.36%。镉元素输出通量中以根菜类蔬菜为最高,叶菜类次之,果菜类蔬菜输出通量最低。通过对区内土壤镉累积量的预测,未来20年河北省平原地区无公害蔬菜基地土壤镉累积含量预测值仍符合现行国标(GB/T 18407.1—2001)要求,但20年后研究区内表层土壤中镉元素含量升幅明显,以每10年高于30%的速度累积,20年后是目前含量的1.6倍,累积量明显增加的区域集中在河北中东部地区,且露地蔬菜种植区土壤镉的净增量是设施蔬菜种植区3.7倍。说明河北省露地蔬菜土壤中由大气干湿沉降输入的镉元素对无公害蔬菜产地构成潜在威胁,需对现行生产加以严格的动态监测管理及污染源头控制,并针对预测含量高的区域进行不同蔬菜种植模式(露地或设施)的区域优化布局。

河北省平原区近30年来地下水动态变化及可持续利用对策

河北平原区是全国地下水开发利用程度最高的地区之一。自20世纪60年代以来,气候变化和地下水连年超采,改变了地下水的补、径、排条件。通过对地下水动态变化的分析,结合地下水资源现状的变化情况,对地下水的发展变化特征以及由变化而引起的一系列环境地质问题,从可持续利用角度提出地下水合理利用对策。

河北省平原区土壤墒情预报研究

研究以冬小麦和夏玉米为典型作物,分析河北省平原区土壤墒情变化特点,研究三个旱情试验站土壤墒情变化规律,结合河北省实际情况进行分区研究,创建代表山前平原区、中部平原区、滨海平原区的区域土壤墒情模型和高精度区域预报方案,揭示河北省平原区土壤墒情变化规律和演变趋势,对类似地区相关研究具有一定的借鉴意义。

河北省平原区土壤墒情预报研究

以冬小麦和夏玉米为典型作物分析了河北省平原区土壤墒情变化特点,研究3个旱情试验站土壤墒情变化规律,结合我省实际情况进行了分区研究,创建了代表山前平原区、中部平原区、滨海平原区的区域土壤墒情模型和高精度区域预报方案,揭示了河北省平原区土壤墒情变化规律和演变趋势,对类似地区相关研究具有重要的推广价值。