Temporal and Spatial Change of Soil Organic Matter and pH in Cultivated Land of the Songliao Plain in Northeast China during the Past 35 Years

Soil organic matter(SOM)and pH are not only an important part of soil fertility,but also a source of nutrients for plants and an energy source for the life activities of soil microorganisms(Huang,2000).Moreover,soil organic matter(SOM)has a great impact on soil properties and can improve soil fertility and buffering performance.

松辽平原典型黑土区不同土壤结构的古气候背景与黑土成因机制

黑土成因机制研究是理解黑土形成演化过程的基础,更是加强黑土地保护和可持续利用的关键。以松辽平原典型黑土区吉林梨树县LZK-4钻孔为研究对象,基于粘土矿物学、元素地球化学、^(14)C、光释光测年等手段,重建了梨树县晚更新世中期以来的古气候演化序列,揭示不同土壤类型的古气候背景,解析了典型黑土的气候成因机制。结果表明:①研究区典型黑土形成于晚全新世,底界年龄为2452 cal.a BP;②LZK-4钻孔揭示了黑土层—灰白色粘土层—褐黄色粘土层的垂向结构,气候总体变化趋势由温湿向干冷转化;③研究区典型黑土主要形成于晚全新世寒冷干旱的气候条件。本研究有助于理解松辽平原梨树地区典型黑土的形成演化过程,为黑土资源的开发、利用和保护提供科学依据。

松辽平原玉米带黑土肥力退化机理研究

通过田间调查和土壤肥力指标分析,探讨了松辽平原玉米带黑土肥力退化的原因和机理。结果发现,现行的以小四轮拖拉机为主要动力的耕作制度下,土壤剖面中耕层与犁底层的界面为“波浪型”,而年年进行秋翻的玉米田,其耕层与梨底层的界面为“平面型”。而且两者耕层土壤的养分含量和理化性质等指标也有明显差异。研究还发现,现行的以无机氮磷肥为主的施肥制度和玉米连作种植制度对土壤养分平衡有很大影响。因此认为,现行的不合理的耕作、施肥及玉米连作制度是导致松辽平原玉米带黑土肥力退化主要原因。

松辽平原玉米带黑土肥力演化特点及培育技术

通过调查研究,提出了松辽平原玉米带粮食生产中存在的5方面问题。根据最近的一些研究结果,从土壤剖面构型、有效态养分平衡、有机无机复合体组成及土壤酸化趋势加剧等方面揭示了玉米带黑土肥力演化的特点,分析了驱动土壤肥力演化的原因。简要介绍了前期工作中提出的"三三(全)耕作制"对土壤肥力的培育效果,目的是为松辽平原玉米带土壤肥力退化的防治和定向培育提供理论和技术支撑。

松辽平原玉米带黑土不同耕作制度下的土壤侵蚀特征研究

通过田间调查和土壤肥力指标分析,探讨了松辽平原玉米连作黑土在不同的耕作制度下所形成两种不同构型剖面土壤侵蚀特征。结果发现,“平面型”剖面构型比“波浪型”剖面构型的土壤结构优良,土壤物理肥力水平较高;不合理的耕作制度是造成土壤侵蚀的重要原因,而坡地土壤侵蚀又是造成土壤质量退化的主要原因。不同的耕作制度下,土壤的抗侵蚀性有较大的差异,“平面型”剖面的侵蚀率平均为2 88,“波浪型”剖面的侵蚀率平均为3 17。

基于RS和GIS的松辽平原黑土流失研究

基于RS和GIS技术,利用1986年TM数据和2001年ETM数据,对松辽平原黑土分布现状与动态变化进行监测研究,分析了黑土流失特点及其时空分布规律,并引入冲沟线密度概念量化黑土流失趋势。结果表明：松辽平原典型黑土面积54 989.92 km^2,沿京哈铁路线呈弧形条带状展布;1986-2001年间,黑土区水土流失面积达3 765.21 km^2,减少速度为251.01 km^2/a,集中在河流两岸、较大建筑用地附近和与盐碱土接壤的地区;仅考虑冲沟的有效作用域,预计到2016年黑土面积平均会有1411.0 km^2/a转变为冲沟,黑土流失状况不容乐观。

松嫩平原东部典型黑土剖面孢粉组合、时代及其对古气候的指示

自然黑土区是环境演化和气候变化的重要地质记录。研究黑土区形成的时代及古气候环境演变,清楚黑土的形成机制,对黑土资源的可持续利用、保护东北大粮仓具有重要的意义。在松嫩平原东部海伦地区典型黑土剖面中采集15件孢粉样品进行孢粉学研究,并对相同层位土壤样品中总有机碳进行了AMS^(14)C测年。系统的分析、鉴定和研究表明,典型黑土剖面自下而上可划分为2个孢粉组合,下部孢粉组合以Echinate Asteraceae-Artemisia-Boraginaceae-Pinus为代表,上部孢粉组合以Pinus-Amaranthaceae-Artemisia为代表。通过AMS^(14)C测年认为,松嫩平原东部海伦地区典型黑土为中全新世及晚全新世早期的产物。综合元素地球化学、古植物、孢粉分析表明,松嫩平原东部典型黑土主要形成于中全新世7400 a B.P.以来的大暖期,形成于松嫩平原温暖半湿润的气候环境,植被为以草本灌木为主的草原植被。

松辽平原黑土区Aster数据光谱特征及自动分类研究

为研究松辽平原黑土退化状况,以Aster数据光谱特征作为选择最佳波段组合的理论依据,人机交互处理达到计算机自动分类的目的。通过多波段假彩色合成对比发现,Aster数据可见光/近红外波段3N、2、1的组合效果最佳,选择这种组合进行分类有助于提高分类精度。研究区分类结果表明:最大似然分类法总体精度比最小距离法约高6%,两种分类方法配合使用可综合提高分类精度。

松辽平原黑土流失的遥感监测方法研究

从遥感技术的特点出发,分析松辽平原黑土区的黑土遥感信息特征,提出从本质特征、关联信息出发研究松辽平原黑土区水土流失遥感监测的方法,并在黑土区进行实验性研究及应用;从监测方法在松辽平原黑土流失研究中的应用效果与对比分析看,它们具有良好的操作性和互补性。

松嫩平原北部全新世黑土剖面孢粉组合及其对环境演化的制约

古气候和古环境演化是研究黑土形成演化最关键的问题之一。重建古植被、古气候、古环境,预测黑土区气候环境的演变已成为黑土地研究的热点。在松嫩平原北部克山县典型黑土剖面中采集到15件孢粉样品进行孢粉学研究,并对部分相同层位土壤样品中总有机碳进行了AMS ^(14)C测年。系统分析、鉴定和研究表明,克山县黑土剖面自下而上可划分为3个孢粉组合,下部孢粉组合以Planted Poaceae-Echinate Asteraceae-Tamarix-Polypodiaceae为代表,中部孢粉组合以Tamarix-Chenopodium-Polypodiaceae-Echinate Asteraceae为代表,上部孢粉组合以Pinus-Chenopodium为代表。综合第四纪地质地貌、孢粉、AMS ^(14)C、元素地球化学分析认为,典型黑土主要形成于中全新世7500 a B.P.以来的大暖期,形成于松嫩平原温暖半湿润的气候环境,植被为以草本灌木为主的草原植被。新构造运动是控制典型黑土区自然环境演变的主要内动力,晚更新世黄土状亚粘土为克山县典型黑土的成土母质,黑土发育过程即为成土母质黑化的过程。

松辽平原玉米带黑土酶活性变化特征研究

【目的】揭示松辽平原玉米带黑土酶活性变化规律,为建立有效的施肥制度提供参考.【方法】以松辽平原玉米带长期连作玉米的黑土为供试土壤,在田间调查、采样的基础上,测定不同区域、不同剖面构型("波浪型"和"平面型")下各类别土壤酶的活性,并对酶活性与土壤养分质量浓度进行相关性分析.【结果和结论】土壤酶在土壤循环中起到了生物学催化剂的作用,酶活性与土壤养分具有较强相关性,可以作为表征土壤肥力的指示性指标,其中脲酶活性表征不同条件下土壤肥力水平的效果较好.

松辽平原典型黑土区有机质的变化及影响因素分析

根据2003~2008年松辽平原中南部地区多目标区域地球化学调查成果,研究了典型黑土区有机质的分布特征,提出了绥化-哈尔滨-四平一线典型黑土区有机质含量具有纬度地带性分布特点,有机质由北向南逐渐降低.分析了土壤有机质的影响因素,认为土壤的成土母质和土壤质地是决定有机质含量的重要基础,湖相沉积物和土壤质地细腻,黏粒成分多,有机质含量高.气温和降水等气候条件是影响土壤有机质的主要因素,低温湿润气候条件有利于有机质积累.耕地开垦时间长、作物连作和化肥使用等人为因素降低了有机质含量.

松辽平原黑土区景观格局分析

从遥感技术特点出发,以黑土区为研究对象,运用景观生态学研究方法,在斑块类型水平和景观水平两个层次上选取10种景观格局指数对1990~2000年黑土区景观格局变化特点进行分析。结果表明：耕地是该区的主导景观类型;10年来耕地面积逐渐减少,建设用地和其他类面积均增加;区内各景观存在破碎化趋势。

对松嫩平原黑土区各主要作物的最大可能光能利用率的探讨

探讨并计算了松嫩平原黑土区各主要作物的最大可能光能利用率 ,并计算了光合潜力。参

典型黑土中有机质和养分元素的变化分析

依据2003-2008年松辽平原中南部地区多目标区域地球化学调查成果,选择黑土类型土壤样本6553件,研究典型黑土中有机质及养分元素碳、氮、硫、磷、钙、钾、铁、镁、锌、铜、钼、锰、硼的变化特征.发现典型黑土中有机质结构性元素碳、氮、硫、磷以及铜、镁、铁、钙元素的含量变化与有机质的变化具有正相关性.养分元素含量的变化与成土母质和土壤类型关系密切,如锰在黑土中含量普遍偏高.中国土壤以及松辽平原土壤的宏观背景是典型黑土中钾偏高和钼、硼偏低.生物气候带是影响有机质和某些养分元素变化的重要因素.温带-寒温带的气候条件影响着土壤的物理性质和化学性质,如粒级、黏粒性、酸碱性,进而影响元素含量的变化.

坡耕地主要土壤参数的空间变异特征

以松嫩平原北部黑土区坡耕地进行的田间采样为基础,将经典统计学与地统计学相结合,在大豆生长过程中,对土壤含水量、土壤饱和含水量、土壤干容重、土壤有机质以及表征土壤机械组成的土壤砂砾含量、粉粒含量、黏粒含量几项主要参数进行了空间统计分析。得出了各主要参数的最佳半方差理论模型以及空间分布图,并据此对试验区主要参数的空间变异特征进行了分析,为该地精准农业的研究提供了一定的参考。

松嫩平原黑土区有机质空间分布特征及影响因素

为研究区域尺度土壤有机质分布特征及其影响因素,以松嫩平原黑土区中部为研究区,利用经典统计学、地统计学和多重分形结合方法,探究土壤有机质分布特征及其变异规律,通过方差分析法明确高程及土地利用类型对有机质含量影响程度。经典统计学分析表明,0~20和20~40cm土层土壤有机质含量平均值分别为57.896和53.371g·kg^-1,处于较高水平,变异系数分别为0.462和0.498,均为中等变异;地统计学分析表明,0~20和20~40cm土层土壤有机质块金系数分别为0.626和0.712,说明有机质均具有中等相关性,东北至西南方向和北向南方向土壤有机质均逐渐降低,高斯模型为不同土层土壤有机质最佳拟合模型;多重分形分析表明,0~20cm土层有机质空间变异性略低于20~40cm土层,低值决定其空间变异性;方差分析表明,高程越高土壤有机质含量越高,不同土地利用类型中有机质含量排序为:林地>耕地>草地。综合分析得出,有机质低值信息、高程以及土地利用类型对研究区土壤有机质影响较大。

灰色关联及非线性规划法构建传递函数估算黑土水力参数

土壤水分特征曲线和饱和导水率是重要的水力参数,为了简便准确获取这些参数,以松嫩平原黑土区南部为研究区域,采集136个采样点土样用于测定不同土层土壤水分特征曲线、饱和导水率以及土壤理化性质,并运用灰色关联分析确定影响土壤水力参数的主要土壤理化性质,采用非线性规划构建土壤分形维数、有机质、干容重、土壤颗粒组成与土壤水分特征曲线、饱和导水率之间的土壤传递函数,并通过与现有土壤传递函数对比分析进行精度验证。结果表明:1)土壤分形维数是估算土壤水分特征曲线模型参数和饱和导水率的主要参数之一,同时,干容重和有机质含量也在不同土层土壤传递函数中起到重要的作用;2)通过验证分析,不同土层各参数平均绝对误差接近于0,均方根误差值也都较小,其中在不同土层土壤传递函数估算的土壤含水率均方根误差分别为0.022、0.017cm^3/cm^3;3)对比分析其他已存的土壤水分特征曲线和饱和导水率的土壤传递函数,该文构建的土壤传递函数均方根误差值均较小,决定系数值都在0.66以上,表明估算精度较高,均好于其他方法估算精度,具有良好的区域适应性。综上,所构建的土壤水分特征曲线和饱和导水率土壤传递函数可以用于松嫩平原黑土区土壤水力参数估算。

黄淮平原砂姜黑土区小麦品种筛选及高效栽培技术

为促进黄淮平原砂姜黑土区小麦产业健康发展,了解不同小麦品种在该生态区的丰产性和适应性,在2021年通过对12个小麦品种进行筛选试验,筛选出周麦36、百农207、郑麦136三个适宜在黄淮砂姜黑土区推广的品种,并研究了配套栽培技术,为今后黄淮平原砂姜黑土区小麦品种更新换代提供科学依据。

松嫩平原典型黑土区土壤养分空间分布特征

本研究以松嫩平原典型黑土区作为研究区,基于野外土壤样本数据,利用地统计学分析方法中的变异函数,对0~20 cm耕层内碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)等肥力指标的空间变异特征和相关关系进行了探讨。结果表明:松嫩平原典型黑土区AN、AP、AK平均含量分别为157.54、24.90、159.93 mg/kg,明显高于全国水平,各项指标变异均属于中等程度变异;随着纬度的增加,松嫩平原典型黑土区土壤AN、AP、AK含量呈逐渐递增的趋势;AK、AN含量主要受AP含量的影响,且AN和AK变化规律基本一致。