县南沟流域农业土地利用/ 覆被变化浅析

土地利用/ 覆被变化(LUCC) 一直是国内外研究的热点,而对其重要组成部分农用地进行研究更具有重要的现实意义。运用变化度、动态变化指数等方法对黄土丘陵区县南沟流域2001 - 2007 年的人口、土地面积、产业状况等调查数据的分析表明:7 a 来林地和果园分别增加488 hm2 和23. 34 hm2 、耕地和牧草地面积分别减少87 hm2 和25. 7 hm2 。引起这种变化的原因是:退耕还林政策的实施,大面积坡耕地和不适宜的荒草地转为林地;为适应市场经济发展的需要,部分耕地向园地过渡;同时科学技术与其它相关政策对其也有一定的促进、引导或制约作用。

长期施肥对潮棕壤无机磷组分的影响

本研究在潮棕壤上进行长期施肥试验(开始于1990年)，涵盖了中国颇具代表性的8种施肥模式：不施肥(CK)、单施循环猪圈肥(M)、单施氮肥(N)、氮肥+循环猪圈肥(N+M)、氮肥+磷肥(NP)、氮肥+磷肥+循环猪圈肥(NP+M)、氮肥+磷肥+钾肥(NPK)、氮肥+磷肥+钾肥+循环猪圈肥(NPK+M)。 对1990年本底和2004年耕层(0~20cm)土壤样品以及1995年、2001年和2007年耕层(0~20cm)土壤样品进行无机磷分级测定。纵观这18年施肥处理，结果表明：有效或缓效态无机磷(Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Fe-P)在无磷肥直接投入的情况下皆有不同幅度的下降，导致土壤无机磷收支赤字，在有磷肥直接投入的情况下，这些形态的无机磷不但能满足当季作物需求还有盈余，丰富了土壤P库；而O-P和Ca10-P这两种形态的无机磷的生物有效性很低，但可由盈余的有效态无机磷缓慢转化而来，长期试验结果表明，盈余有效态无机磷会逐渐转变成无效态，肥效降低；所有的施加循环猪圈肥的处理相对于单施化肥的处理能减缓无机磷素的下降，促进磷素缓慢积累，甚至能逐步建立起小规模的P库，可见循环猪圈肥不但能发挥前期供磷作用，也有较好的后期供磷作用。 各形态无机磷与速效P(Olsen-P)之间存在很好的相关性，对土壤中各形态无机磷与速效进行通径分析及逐步回归分析，在全部引入各因子的情况下得出回归方程：Y=15.127+2.158x1+0.152x2+0.265x3+0.168x4-0.128x5-0.247x6 (R2=0.9997，F=571.78，Pr=0.032；Y、x1、x2、x3、x4、x5和x6分别代表Olsen-P、Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、O-P和Ca10-P的含量)，这进一步明确了各因子间的关系。无机磷分级与速效含量测定相结合，可以为评价土壤供磷力提供更科学的理论依据。 循环猪圈肥(M)对土壤无机磷形态的影响与矿质磷肥截然不同，对几种有机物料(大豆秸秆粉、玉米秸秆粉、新鲜猪粪和腐熟猪粪)进行无机磷分级测定，研究发现：秸秆粉中各形态无机磷的含量甚微，而新鲜猪粪中含量较高，各种有机物料中Ca2-P、Ca8-P和Al-P的含量明显高于其它组分，新鲜猪粪与秸秆粉混合堆腐，其Ca2-P和Ca8-P含量有所下降，腐熟猪粪中有效态的无机磷组分主要来自新鲜猪粪。循环猪圈肥(M)在施入土壤初期，会提供大量的Ca2-P和Ca8-P，这两部分主要来自新鲜猪粪，并且随着土壤微生物的活动，循环猪圈肥(M)将再次缓慢释放出Ca2-P和Ca8-P，发挥后效作用；循环猪圈肥(M)在施入土壤初期还能提供相当数量的Al-P、Fe-P和O-P，但是，与Ca2-P和Ca8-P不同的是，这三种形态无机磷后期释放较少。 为进一步明确土壤无机磷形态变化除了受施肥影响之外有无其它干扰，对三种茬口(一季玉米茬、大豆茬、连作玉米茬)的无机磷分级与速效P进行相关性分析，发现，一季玉米茬、大豆茬口中二者都表现出良好的相关性，而连作玉米茬口中二者相关性弱于前两者，可以说明不同的茬口对于无机磷组分含量影响是不同的。大豆根茬分解释放出的有效态无机磷素成为翌年植物生长一个重要的速效P库。这为合理地评价土壤供磷力、指导磷肥管理提供了科学的理论依据。 本研究选择8种典型的施肥模式来模拟我国农田土壤供磷力的发展。在早期单施有机肥的条件下，循环猪圈肥(M)能释放部分磷素以供作物生长所需，随着施肥年限的增加，其在土壤中残效累积，能建立起小规模的无机P库，在农业发展中对于提高土壤供磷力极为重要；氮肥的施用，加速了作物对磷素的吸收，使得磷素输出加剧，磷素利用率提高，充分利用土壤磷素，间接地提高土壤供磷力，但是土壤P库仍是入不敷出；氮肥配施循环猪圈肥(N+M)，尽管有循环猪圈肥的投入，还是很难满足作物对磷素的需求，土壤供磷力相对低下；磷肥开始施用以后，大大改善了土壤的供磷状况，每年土壤中残存的各无机磷组分有部分盈余，土壤P库逐步扩大，土壤供磷水平大大提高；钾肥的引入，农田土壤供磷水平开始出现转折，因为钾肥能促进磷素的吸收，使得磷素被大量带出农田系统，作物体内磷素含量数据也证明了这一点。

桑沟湾贝藻养殖区附着生物生态效应研究

附着生物又称污损生物，是附生在海洋设施和生物体表面的动物、植物和微生物等生物的总称（Azis et al., 2001）。附生在养殖器材和生物体表面的数量巨大的附着生物，对贝类养殖和海湾生态系统内的物质和营养盐循环等多个方面产生影响。本研究以北方重要的养殖海湾----桑沟湾为研究对象，对贝藻养殖区附着生物的群落演替及其生态效应进行了研究。主要研究结果如下： ① 2007年5月至2008年5月，采用挂网的方法对桑沟湾栉孔扇贝和海带混养区的附着生物的季节变化进行了研究。结果显示挂网上的附着生物具有显著的季节变化特征，网片上的附着生物湿重与水温的变化相一致，生物量为3~1210 g•m-2。2月份附着生物的生物量最低，8月份最高。2007年9月至11月，对栉孔扇贝养殖笼上和贝壳上的附着生物种类和数量进行了研究。结果显示9月份养殖笼上附着生物的湿重约为1.94 kg，10月份降至0.99 kg，11月份又稍有增加，为1.03 kg。扇贝壳上的附着生物变化趋势与养殖笼上的相同，9~11月份壳上附着生物的数量约0.49~2.09 g。扇贝养殖笼上可鉴定的大型附着生物约23种，包括藻类、海鞘类、苔藓虫类、环节动物、腔肠动物、软体动物、甲壳动物和海绵动物等。玻璃海鞘、柄海鞘、紫贻贝和苔藓虫等是附着生物群落中的优势种。 ② 通过在栉孔扇贝和虾夷扇贝上壳上添加不同重量的“模拟附着生物”（速凝水泥）的方法，研究了贝壳上附着生物的重量对这两种扇贝生长和存活的影响。结果显示水泥重量是上壳重0.5-3倍的各组实验组扇贝的生长和存活与对照组（未添加水泥的扇贝）之间没有显著差异。说明贝壳上附着生物重量为上壳的3倍重时，也不会显著影响扇贝生长存活。9-11月份贝壳上的自然附着生物的重量约为1.47-2.09 g，为上壳重的28.16 (±38.6)%—31.29 ± (31.63)%。因此，贝壳上附着的生物重量不太可能对扇贝的生长存活造成显著的负面影响。 ③ 在桑沟湾现场测定了玻璃海鞘和柄海鞘的生物沉积速率。9月份（水温约24℃）玻璃海鞘和柄海鞘的生物沉积速率分别为32.14和90.06 mg•ind-1•d-1或（858.99 和467.76 mg•gdw-1•d-1），据此计算，养殖笼上的两种海鞘的生物沉积速率约为84.29 mg•m-2•d-1。海区的自然沉积速率为41.49 mg•m-2•d-1；玻璃海鞘和柄海鞘沉积物中有机质含量分别为14.34%和13.77%，对照组海区自然的有机质含量为14.36%；以上三者有机碳的含量分别为24.72%，23.74%和24.76%；氮的含量分别为0.27%和0.25%，自然沉积物中的氮含量为0.30%。9月份扇贝养殖笼上附着的海鞘将产生2588.16吨的沉积物，即向底部沉积363.77吨的有机物、6.99吨的氮和1.79吨的磷。 ④ 通过测定扇贝养殖笼上优势种附着生物--玻璃海鞘、柄海鞘和贻贝的摄食、呼吸和排泄，研究了这些优势种类对贝类养殖和海湾环境的影响。9月份（水温约24.5℃）玻璃海鞘和柄海鞘对颗粒有机物（POM）的摄食率分别为14.30 和17.01 mg• h-1•ind-1。根据实验结果计算这两种海鞘摄取的颗粒有机物相当于312个扇贝的摄取量，大于笼内养殖的扇贝的摄取量；玻璃海鞘和柄海鞘的耗氧率分别约为0.32和0.18 mg•h-1•ind-1，养殖笼上的这两种海鞘消耗的溶解氧约等于75个扇贝消耗的溶解氧。栉孔扇贝、玻璃海鞘、柄海鞘和贻贝的排氨率分别为33.66 ±11.34，117.90±23.46，35.91±6.22，28.08±3.41 ug NH4-N•gdw-1•h-1。以此估算，9月份玻璃海鞘、柄海鞘和贻贝每天排泄的氨氮约为654.08 kg，相当于16467吨栉孔扇贝（鲜重）排泄的氨氮。海鞘和贻贝排泄的氨氮可提供浮游植物等所需的2.75%的氮，可以提供1204吨海带的生长所需的氮。 ⑤ 一个养殖笼内的栉孔扇贝和全部附着生物（Scallop Culture Unit, SCU）在夏季（6-9月）对颗粒有机物的摄食速率约为43.13-98.94 mg/h，平均74.05 mg/h，期间桑沟湾养殖的栉孔扇贝及附着生物摄取的POM约为1279.58吨；同期，SCU对氨氮和磷（PO4-P）的排泄速率分别为125.59-1432.23 μmol•h-1和76.2-252.89μmol•h-1，期间桑沟湾养殖扇贝及附着生物排泄的氮磷分别为211.09 吨和83.79 吨。一串牡蛎及吊绳和牡蛎壳上的附着生物（Oyster Culture Unit, OCU），夏季摄食率为5-41.43μmol•h-1，耗氧率为16.54-41.76μmol•h-1，对氨氮和磷（PO4-P）的排泄速率分别为35.56-489.34μmol•h-1 和9.92-16.68μmol•h-1。以此估算，夏季OCU可摄取POM535.68吨，消耗溶解氧955.58吨，排泄氮磷分别为62.37 吨和15.50 吨。

Tree-ringbased drought reconstruction (a.d. 1855-2001) for the Qilian mountains；northwestern China

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