河网结构的统计自相似研究

系统的自相似性，或尺度不变性，可以定义为系统的几何、统计、动态性质在一个尺度范围内保持相似，是地理学中常见的现象。统计自相似又称简单自相似。统计自相似的系统在不同尺度间的系统参数分布存在幂关系。统计自相似理论是分形理论和标度理论的自然推广。随着水文尺度转换工作的开展，水文自相似性的研究逐渐受到重视。 本文探讨河网结构的统计自相似性，研究了河网统计自相似在不同Horton-Strahler等级河道间关系中以及单级河道与整个河网关系中的表现，并用杂谷脑河流域的数字河网数据进行验证。其结果表明： 1) 河网结构是统计自相似的。根据统计自相似假设得出的关系式能被实际数据验证； 2) 1级河道由于生成机制上的差异，因此与其它等级河道的统计相似性较弱； 3) 弱统计自相似对河网自相似性的描述要优于强统计自相似性，说明传统的Horton定律有改进的必要； 本文的结论揭示了从统计自相似的角度进行水文尺度转换工作的可行性，并为其具体实行提供了理论依据。

稻田土壤磷迁移的模拟研究

本文对施不同剂量磷稻田土壤有效磷变化进程、淹水培养表面水全磷浓度的动态变化、强淋洗(每天100mm)对土壤中磷垂直迁移、损失的影响及不同土水比和施磷量下土壤中磷向水体释放规律的模拟研究结果表明，土壤Olsen-P浓度在施磷后下降迅速，60天后趋于稳定。随施磷量增加，淹水稻田土壤速效磷递增，土壤速效磷与施磷量呈显著的线性相关关系(y=21.49+0.086x，r=0.999 )。施磷后表面水中全磷迅速上升后又缓慢下降， 120天后，表面水中全磷浓度与施磷量呈的指数曲线关系(y=0.372e0.0022x，r＝0.986)，利用分段回归（split line）模型预测出导致表面水中磷激增的土壤Olsen-P浓度“突变点”是82.7mg kg-1，达到或超过该值，磷则容易进入表面水并导致流失。对水稻土施磷后立即进行高强度淋洗，结果各种形态的磷淋溶到60cm以下的浓度不超过0.1mg kg-1，折合每公倾损失全磷仅为2.5~2.8 kg，对地下水影响很小。当施磷量高于800kg hm-2时，磷从上层向下移动现象明显。与split-line模型预测出上层土壤可能发生磷的移动和淋溶的土壤Olsen-P阈值为74.1mg kg-1的施磷量接近。土壤浸提液磷浓度受土壤施磷量和土水比共同影响；施磷量对土壤释放磷量影响起主要作用，随施磷量增加，溶液中磷浓度增加。总之，增大施磷量使土壤速效磷超过阈值，会使土壤可溶性磷、田面水全磷迅速增加，加速磷的垂直迁移。

科尔沁沙地草地生态系统服务价值的动态研究

生态系统服务价值评估已成为生态学研究的一个热点，针对不同区域尺度或生态类型的相关研究案例大量涌现的同时，评估方法和技术也在不断改进。本文即以科尔沁沙地草地生态系统为研究对象，分别采用生物量和生物多样性指数订正草地生态系统服务价值系数，估算了该沙地中西部地区各草地类型的生态服务价值；并以位于科尔沁沙地腹地的翁牛特旗为例，利用STELLA系统模拟出近15年（1985～2000年）草地生态系统服务价值动态变化与其外部驱动因子的关系，根据模型结果分析，提出草地生态系统管理相关建议。 主要结论如下： （1）对以小尺度细划的草地类型，以生物量和生物多样性指数订正的生态系统服务单价均可反映生态服务功能强度的变化。 （2）科尔沁沙地中西部地区的草地生态系统服务价值，经两个指数订正的结果显示，1990~1999年间分别降低了35.85亿元和42.14亿元，降低的原因包括：①草地向耕地等其它土地利用形式转化；②草地系统内部由生态服务高价值流类型向低价值流类型转化。 （3）在STELLA 系统中基于下述逻辑关系构建草地生态系统服务价值的动态模拟过程：人口数量和牲畜数量是草地过度开垦和过度放牧的驱动因素；过度开垦造成草地“农田化”，过度放牧造成草地退化和沙化；前者使草地面积减少，后者使草地生物量锐减；草地生态系统服务价值由草地面积及草地生物量两个因子决定。 （4）2000年翁牛特旗草地生态系统总服务价值为42.91亿元，与1985年相比降低了10.86％，其中，原始草地的总价值为22.10亿元，已退化草地为9.99亿元，已沙化草地为10.82亿元，原始草地对草地生态系统服务价值的贡献最大，对其变化的影响最显著；模型灵敏度分析表明，模型结果对单个不确定参数变化的反映不敏感，而对参数同时变化的反映将随时间推移越来越大。

脲酶抑制剂NBPT在土壤中的吸附和降解

含脲酶抑制剂的肥料作为缓/控释肥料在提高养分利用率和减少环境污染方面明显优于普通化学肥料，已成为世界肥料研究和应用的热点。大量实验显示，NBPT和PPD提高尿素或硝铵尿素（UAN）的利用率很有潜力。NBPT，N-丁基硫代磷酰三胺，是目前最有效的脲酶抑制剂之一。本论文借助高效液相色谱仪对NBPT在我国不同气候带五种土壤中的降解及在土壤环境中影响其降解因子进行了研究，并摸索了色谱条件：在流动相为甲醇+去离子水50+50(V:V)，流速为0.3 mlmin-1时，紫外检测器，检测波长为195 nm时，回收率达到82.8%~101%。变异系数为1.1%~4.85%。相关系数为r=0.9994，回归方程为y=43266.6x-1124.51。结果表明：NBPT在偏酸的江西红壤和湖北黄壤中降解较快，半衰期为4.8~5.2 d，而在辽宁棕壤和江苏黄棕壤中降解较慢，半衰期为7.2~7.6 d；在吉林黑土中降解半衰期为8.2 d。 在未灭菌的土壤中，NBPT的半衰期为4.8～7.6 d，远远小于在灭菌土壤中22.4 d的半衰期；NBPT在偏酸的江西红壤和江苏黄壤中降解较快，半衰期为4.8~5.2 d，而在棕壤和黄棕壤中降解较慢，半衰期为7.2~7.6 d；随着环境温度增高(2O℃上升至3O℃)，NBPT降解速度略有提升(半衰期由7.6 d缩短至6.5 d)；NBPT在黑暗条件下降解半衰期为4.5 d，而在光照条件下的半衰期为5.9 d。可见，几种试验因子对土壤中NBPT的降解均有不同程度的影响。其中土壤微生物是影响NBPT降解的主要因素，有利于土壤中微生物生长的环境因素，如偏酸的土壤、较高的环境温度，对土壤中NBPT的降解有促进作用,而葡萄糖则可能因为增加了土壤颗粒的团聚性，增加了土壤对NBPT的吸附而抑制了NBPT的降解。

施用缓释尿素对土壤氮转化及芹菜品质的影响

本文通过盆栽试验，研究了自制喷涂硝化抑制剂双氰胺、硝化抑制剂3,5-二甲基吡唑、硝化抑制剂双氰胺与脲酶抑制剂氢醌组合的三种抑制剂缓释尿素（UD、UDMP、UDH）及包膜尿素和先喷涂抑制剂后又包膜的四种包膜缓释尿素（CU、CUD、CUDMP、CUDH）在对土壤氮转化及芹菜生长及硝酸盐含量等品质的影响。结果表明： 1.施用缓释尿素提高了氮肥的表观利用率；可减少土壤中硝态氮的含量，抑制土壤硝酸盐的累积。七种缓释尿素中以UDH对减少土壤硝酸盐的累积作用最大，其次为UD；包膜与不包膜相比，包膜的几个处理并没有显示出更好的效果。土壤硝酸盐与土壤硝酸还原酶活性、土壤亚硝酸还原酶活性之间存在显著的负相关关系。 2.施用缓释尿素明显提高芹菜地上部分质量，提高芹菜产量；缓释尿素的施用对芹菜叶、茎中硝酸盐的累积有明显的抑制作用；施用缓释尿素可显著增加芹菜叶、茎中维生素C含量、氨基酸含量和粗蛋白总量，提高芹菜品质。本试验条件下芹菜最佳品质收获期为移栽后90天左右。七种缓释尿素中以UDH对减少芹菜硝酸盐累积的作用最大，其次为CUD；包膜的几个处理比不包膜处理的抑制效果较好。 3.对比试验各处理在土壤氮转化与芹菜品质影响正贡献率，可以得到： UDH>UDMP>CU>CUDH>CUD>CUDMP>UD>U>CK。给出本次试验条件下最佳肥料：UDH。