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基于土壤有机碳含量的黑土层厚度预测及影响因素分析
1
作者 刘凯 戴慧敏 +4 位作者 刘国栋 梁帅 魏明辉 杨泽 宋运红 《物探与化探》 CAS 2024年第5期1368-1376,共9页
黑土层厚度是黑土的一项基本属性,是衡量土壤肥力和侵蚀程度的重要指标,其空间预测的研究对支撑我国黑土地保护工程、保障粮食安全具有重要意义。本文参考土壤系统分类中黑土层的诊断特征,将有机碳含量高于成土母质6×10~(-3)作为... 黑土层厚度是黑土的一项基本属性,是衡量土壤肥力和侵蚀程度的重要指标,其空间预测的研究对支撑我国黑土地保护工程、保障粮食安全具有重要意义。本文参考土壤系统分类中黑土层的诊断特征,将有机碳含量高于成土母质6×10~(-3)作为黑土层的判定标准,并利用有机碳在土壤垂向剖面上的指数分布规律,推算出黑土层厚度的计算公式。基于多目标区域地球化学调查获取的62 896个表层土壤和15 687个深层土壤的有机碳测试数据,对松辽平原黑土层厚度进行了详尽的空间预测分析,并探讨了黑土层厚度与土壤类型和气候因子之间的关系。结果显示,松辽平原黑土层厚度在0~165 cm之间,中位数为23.33 cm。黑土层空间分布呈现出显著的非均质性,整体呈西南薄、东北厚的分布特点。沼泽土和泥炭土的黑土层平均厚度最大,在60~80 cm之间,其次为黑土,平均厚度为56 cm,白浆土和草甸土的黑土层平均厚度在40~50 cm之间。黑土层厚度的空间分布与气候条件关系紧密,主要表现为与温度呈显著的负相关,与降雨量呈正相关。同时,研究发现年均温0℃是影响黑土厚度的一个重要温度阈值,当年均温高于0℃时,黑土层平均厚度在80 cm以上,并且不再随温度发生变化。随着气候变暖,年均温0℃等温线的南移可能对黑土层厚度产生重要影响。 展开更多
关键词 黑土地 黑土层厚度 土壤有机碳 多目标区域地球化学 中国东北
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东北地区黑土地保护的困境与对策分析
2
作者 刘卫东 徐亚娟 +1 位作者 李光军 张亮 《中文科技期刊数据库（全文版）农业科学》 2024年第11期043-045,共3页
黑土地是世界上最肥沃的种植土壤,东北地区是我国黑土地主要的分布地,肥沃的土壤为农作物的种植提供了有利的环境,因此,东北地区成为了我国粮食主产区之一。黑土地是东北地区农业高质量发展基础,但在人类活动的加剧和自然气候变化的双... 黑土地是世界上最肥沃的种植土壤,东北地区是我国黑土地主要的分布地,肥沃的土壤为农作物的种植提供了有利的环境,因此,东北地区成为了我国粮食主产区之一。黑土地是东北地区农业高质量发展基础,但在人类活动的加剧和自然气候变化的双重作用下,东北地区黑土地质量下降。东北地区黑土地是我国宝贵的自然资源,必须加大对黑土地的保护力度。基于此,文章阐述了当前我国东北地区黑土地保护面临的困境,再探讨了相应的解决对策,以期提高社会保护意识,遏制东北地区黑土地退化趋势,保证东北地区黑土地资源安全,保证国家粮食安全。 展开更多
关键词 东北地区黑土地 黑土地保护困境 黑土地保护对策 粮食安全
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东北典型黑土区小流域黑土层厚度及影响因素
3
作者 刘若轩 王志强 谭玉萍 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期346-353,361,共9页
[目的]为掌握典型黑土区小流域黑土层厚度现状及其空间变化格局,实现小流域黑土层厚度动态监测。[方法]研究选择典型黑土区黑龙江省嫩江市鹤山农场小流域,以100 m间距均匀布设样点,用土钻采集由地表到母质的原状土剖面土样,判断黑土层厚... [目的]为掌握典型黑土区小流域黑土层厚度现状及其空间变化格局,实现小流域黑土层厚度动态监测。[方法]研究选择典型黑土区黑龙江省嫩江市鹤山农场小流域,以100 m间距均匀布设样点,用土钻采集由地表到母质的原状土剖面土样,判断黑土层厚度,同时基于无人机航拍影像提取地形、土地利用等数据,分析小流域黑土层厚度及其影响因素。[结果]在小流域295个样点中,黑土层厚度变化于0—160 cm,平均44.1 cm,“破皮黄”(黑土层厚度≤20 cm)占17.63%,薄层(<30 cm)占43.39%,中层(30—60 cm)占36.27%,厚层(>60 cm)占20.34%;厚层黑土主要分布在小流域的坡底、沟道附近和其他地形平缓部位,薄层黑土主要分布在陡坡和砂砾质母质区域,其他区域以中层黑土为主;地形位置指数、曲率、坡度等地形参数与黑土层厚度存在显著的相关性;耕地黑土层厚度显著低于草地和林地。[结论]黑土层厚度在小流域内存在显著的空间异质性,这主要受地形、土壤母质和土地利用的影响。研究结果可作为代表区域黑土层厚度动态监测的基础之一,同时可为小流域水土保持措施制定提供数据支撑。 展开更多
关键词 东北黑土区 小流域 地形 黑土 黑土层厚度
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典型黑土区不同保护性耕作方式对玉米生长发育及产量形成的影响 被引量：4
4
作者 李瑞平 谢瑞芝 +7 位作者 罗洋 隋鹏祥 郑洪兵 明博 王浩 刘武仁 郑金玉 李少昆 《中国生态农业学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第1期71-82,共12页
实施保护性耕作对保护东北黑土和保障国家粮食安全具有重要意义。为明确东北典型黑土区保护性耕作对玉米产量的影响及其关键因素,开展了连续3年大田定位试验,设常规垄作秸秆不还田(CK)、免耕秸秆全量粉碎覆盖(T1)、免耕留高茬全量秸秆覆... 实施保护性耕作对保护东北黑土和保障国家粮食安全具有重要意义。为明确东北典型黑土区保护性耕作对玉米产量的影响及其关键因素,开展了连续3年大田定位试验,设常规垄作秸秆不还田(CK)、免耕秸秆全量粉碎覆盖(T1)、免耕留高茬全量秸秆覆盖(T2)、少耕秸秆全量条带覆盖(T3)共4个处理,分析了不同处理对土壤理化特性及玉米生长发育、产量及其构成因素的影响。结果表明,与CK相比,保护性耕作处理(T1、T2和T3)0~20 cm耕层土壤有机质含量呈增加趋势;保护性耕作显著提高了播种至出苗期耕层土壤含水量,T1、T2和T3处理分别提高7.8%~30.4%、9.0%~18.7%和17.3%~20.0%,但显著降低土壤温度,分别降低2.56~3.11℃、2.02~2.27℃、0.94~1.93℃;分别延迟玉米出苗时间5~7 d、4~6 d和2 d;T3处理3年平均出苗率较CK增加3.2%,T1和T2处理出苗率分别降低4.3%和4.7%;T1、T2和T3处理均降低了苗期株高整齐度和植株干物质积累,但T3处理降低幅度明显小于T1和T2处理,6叶期之后干物质积累降低幅度逐渐减小;T1和T2处理显著降低玉米产量,降幅分别为7.5%~15.6%和5.5%~12.9%,T3处理产量与CK差异不显著。结构方程模型(SEM)揭示,保护性耕作通过调节土壤含水量和温度,间接影响玉米出苗时间、出苗率、穗数和百粒重,进而影响产量,也可通过直接影响出苗质量和产量构成因素进而影响产量。在东北典型黑土区,少耕秸秆全量条带覆盖(T3)不仅有利于提高土壤有机质含量,而且还有利于平衡土壤水分和温度矛盾,缩短出苗时间、提高出苗质量、高产稳产,是该区域适宜的保护性耕作方式。 展开更多
关键词 东北黑土区 保护性耕作 玉米产量 土壤理化性质
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秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响 被引量：4
5
作者 郑洪兵 罗洋 +8 位作者 隋鹏祥 李瑞平 王浩 任英 袁野 周思琪 田圣陶 刘武仁 郑金玉 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期226-236,共11页
为明确秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响,设置秸秆覆盖还田(FG)、秸秆翻埋还田(FM)和秸秆不还田翻耕(FD)3个处理,测定土壤含水量、水分特征曲线、容重、硬度、土壤三相比及结构稳定性等参数。结果表明:(1)秸秆覆盖还田可显... 为明确秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响,设置秸秆覆盖还田(FG)、秸秆翻埋还田(FM)和秸秆不还田翻耕(FD)3个处理,测定土壤含水量、水分特征曲线、容重、硬度、土壤三相比及结构稳定性等参数。结果表明:(1)秸秆覆盖还田可显著提高春季耕层(0~30 cm)土壤含水量,较秸秆不还田翻耕处理增幅为11.17%~150.84%;不同处理耕层土壤在水吸力中吸力段土壤含水量变化曲线平滑,秸秆覆盖还田处理具有较高的土壤持水性。(2)秸秆还田能显著提高土壤水分有效性,与秸秆不还田翻耕处理相比,秸秆覆盖还田处理0~10 cm土层土壤田间持水量提高4.85%~11.03%,土壤凋萎系数提高10.85%~18.00%;秸秆翻埋还田处理0~10 cm土层土壤重力水增加9.65%~80.73%。秸秆翻埋还田提升了土壤供水能力,土壤比水容量较秸秆不还田翻耕处理增加4.8%~10.0%。(3)与秸秆不还田翻耕处理相比,秸秆还田降低了收获后土壤紧实度,降低幅度为0.18~0.31 MPa;秸秆覆盖还田增加表层土壤容重,降低土壤孔隙度,促进三相结构趋于合理,显著增加土壤结构稳定性。(4)皮尔森相关分析表明,三相比R值与结构距离(r=0.73*)、土壤容重(r=0.70*)相关性显著,在一定范围内三相比R值的增加有利于改善并促进土壤结构稳定。综上可知,东北黑土农田实施秸秆还田是提高春季土壤含水量、增强土壤持水性、提升土壤供水能力、调节土壤紧实性、调控土壤三相比、改善土壤结构和提高土壤宜耕性的有效措施。 展开更多
关键词 秸秆还田 黑土 水分特征 土壤结构 三相比R值
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黑土地保护视角下黑龙江省畜禽养殖环境效应分析 被引量：1
6
作者 姜冰 康祎梅 +1 位作者 李全峰 王晨 《农业资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期592-605,共14页
为合理利用畜禽粪污资源,保护黑龙江省黑土地资源,优化农畜业生产布局,实现农牧业绿色发展,本研究基于2011—2020年统计数据及文献资料,测算了黑龙江省畜禽粪污排放情况,并据此分析黑龙江省畜禽粪污资源化利用潜力及畜禽养殖环境承载力... 为合理利用畜禽粪污资源,保护黑龙江省黑土地资源,优化农畜业生产布局,实现农牧业绿色发展,本研究基于2011—2020年统计数据及文献资料,测算了黑龙江省畜禽粪污排放情况,并据此分析黑龙江省畜禽粪污资源化利用潜力及畜禽养殖环境承载力。结果表明:从时间动态来看,2011—2020年,黑龙江省畜禽粪尿、粪尿养分、COD排放量均有小幅下降,降幅分别为3.68%、3.24%和5.82%;畜禽粪污的化肥替代潜力虽整体略有下降,但10年来均保持在35%以上,2020年化肥替代潜力已达到41.89%,具有较高的有机肥替代化肥潜力;黑龙江省畜禽粪污的能源潜力略有增长,但对煤炭的替代潜力呈下降趋势且替代作用并不显著,2020年畜禽粪污的沼气潜力为46.74亿m^(3),折合为标准煤仅占标准煤消费量的2.90%,能源潜力有待进一步开发利用;黑龙江省畜禽粪尿、粪尿氮、粪尿磷的耕地负荷均未超载,无养殖环境风险,畜禽养殖环境容量的空间剩余呈上升趋势,剩余约2/3,以氮为基准计算,余量为13006.13万头猪当量,以磷为基准计算,余量为8463.19万头猪当量,具有较大养殖潜力。从空间分布来看,黑龙江省各地区畜禽粪污排放及资源化利用潜力存在明显差异,哈尔滨市、齐齐哈尔市、绥化市、大庆市以及佳木斯市等畜禽养殖集聚区的畜禽粪尿资源丰富,畜禽粪污的替代化肥潜力、能源潜力及畜禽养殖发展潜力较大。 展开更多
关键词 畜禽粪尿 资源化利用 替代化肥潜力 能源潜力 环境承载力 黑土地保护
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玉米秸秆堆腐还田对黑土区土壤性状的影响 被引量：1
7
作者 原韬 安琦 +4 位作者 牛彦波 孟利强 吴皓琼 樊川 曹亚彬 《中国农学通报》 2024年第5期47-52,共6页
本研究针对东北地区秋冬季节气候寒冷特点和秸秆堆腐还田的实际操作需求,开展秸秆堆腐还田试验。在秋季玉米收获之后进行田间堆腐试验,期间连续监测环境温度、降水、秸秆堆温度、秸秆失重率等指标。离田玉米秸秆经过腐熟后作为肥料还田... 本研究针对东北地区秋冬季节气候寒冷特点和秸秆堆腐还田的实际操作需求,开展秸秆堆腐还田试验。在秋季玉米收获之后进行田间堆腐试验,期间连续监测环境温度、降水、秸秆堆温度、秸秆失重率等指标。离田玉米秸秆经过腐熟后作为肥料还田,连续施用3年,检测土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤孔隙度、土壤容重等指标。在基本农田和棚室保护地进行为期2年的应用试验。结果表明:120 d秸秆失重率达到31.53%。施用腐熟秸秆3年,土壤有机质提高了4.06~6.31 g/kg、土壤中碱解氮提高了15.08~27.35 mg/kg、速效磷提高了18.11~21.95 mg/kg、速效钾提高63.97~89.93 mg/kg;土壤容重降低了0.10~0.14 g/cm^(3)、土壤田间持水量提高了7.51%~9.24%(V/V)、土壤孔隙度提高了3.69%~5.27%(V/V),且差异显著(P≤0.05)。基本农田和棚室保护地应用试验中,速效养分与有机质有所增长,土壤容重与田间持水量变化显著。逐年施用腐熟秸秆对于提高土壤有机质含量、速效养分具有显著作用。同时,施用腐熟秸秆能够降低土壤容重,提高土壤孔隙度与田间持水量,改善土壤板结问题。腐熟秸秆在改良与保育黑土性质方面具有良好的作用。 展开更多
关键词 玉米秸秆 堆腐 北方寒地 还田 黑土保护 土壤性状
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中国黑土地保护:政策演变、现实障碍与优化路径 被引量：3
8
作者 高佳 朱耀辉 赵荣荣 《东北大学学报（社会科学版）》 CSSCI 北大核心 2024年第1期82-89,共8页
《中华人民共和国黑土地保护法》于2022年正式出台,中国黑土地保护工作任重道远。采用文献分析法,根据黑土地保护政策的重点内容,将中国黑土地保护政策的历史演变过程划分为“萌芽”阶段、“建设”阶段、“体系化”阶段和“法治化”阶... 《中华人民共和国黑土地保护法》于2022年正式出台,中国黑土地保护工作任重道远。采用文献分析法,根据黑土地保护政策的重点内容,将中国黑土地保护政策的历史演变过程划分为“萌芽”阶段、“建设”阶段、“体系化”阶段和“法治化”阶段。研究发现,黑土地保护面临诸多现实障碍,如黑土区水土流失严重,黑土质量不断下降,农民保护意识不强,保护性耕作推广困难,以及黑土地保护的长效机制未建立等。为切实保护黑土地,应当进一步落实《中华人民共和国黑土地保护法》提出的新要求,从加强水土流失防治、探索创新保护性耕作技术和适宜的耕作模式、调动农民参与黑土地保护的积极性、建立黑土地保护的长效机制等方面深入推进黑土地保护工作,保障国家粮食安全。 展开更多
关键词 黑土地保护 政策演变 粮食安全
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东北黑土区典型县域耕地质量对耕地水田化的空间响应 被引量：2
9
作者 张慧 栾思雨 丛蓉 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期327-334,共8页
[目的]耕地水田化过程对耕地质量具有至关重要的影响,明确东北黑土区耕地质量对耕地水田化的空间响应,是提升黑土耕地质量实现耕地可持续利用的重要前提。[方法]构建LESA耕地质量评价体系,采用CRITIC模型、双变量局部空间自相关模型,揭... [目的]耕地水田化过程对耕地质量具有至关重要的影响,明确东北黑土区耕地质量对耕地水田化的空间响应,是提升黑土耕地质量实现耕地可持续利用的重要前提。[方法]构建LESA耕地质量评价体系,采用CRITIC模型、双变量局部空间自相关模型,揭示耕地质量和耕地利用变化之间的空间响应关系。[结果](1)研究区耕地水田化现象剧烈,呈现出东部最强、西部次之、中部最弱的时空分异格局;(2)研究区耕地质量变化显著,耕地质量下降比例低于质量提升比例,表现出中部下降最高、西部下降次高、东部下降最低的时空格局;(3)研究区耕地质量对水田化的响应具有双重效应,负向响应更为敏感,整体呈现出东部耕地质量响应程度高于其他区域的空间格局。[结论]研究区耕地水田化对耕地质量具有正、负两种效应,依据效应方向进行耕地利用结构调整,是保护黑土耕地的重要途径。对于具有正向效应的区域应适度推进旱改水项目,而针对具有负向效应的区域应停止旱改水工程,积极进行水田休耕,并可适当地将其恢复为旱地。 展开更多
关键词 耕地质量 耕地水田化 CRITIC模型 双变量局部空间自相关 黑土区 富锦市
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东北黑土区农村宅基地功能转型特征与机制研究——以海伦市长华村为例 被引量：1
10
作者 李冬梅 文清 祁悦 《中国土地科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第6期113-121,共9页
研究目的:揭示东北黑土区村域尺度农村宅基地功能转型特征与驱动机制,探寻“三权分置”制度框架下宅基地的活化利用与有效管理对策。研究方法:实地调查法和案例研究法。研究结果:(1)东北黑土区内农村宅基地的居住功能弱化,农业生产功能... 研究目的:揭示东北黑土区村域尺度农村宅基地功能转型特征与驱动机制,探寻“三权分置”制度框架下宅基地的活化利用与有效管理对策。研究方法:实地调查法和案例研究法。研究结果:(1)东北黑土区内农村宅基地的居住功能弱化,农业生产功能增强,宅基地功能由居住功能主导向居住、生产二元复合功能或农业生产功能为主导转变;(2)村域尺度内,农村宅基地功能转型的阶段特征明显,空间上表现为与中心村的距离越远,宅基地功能转型程度越剧烈;(3)在城镇化等外缘要素的影响下,乡村地域系统内人口和产业的变化共同驱动农村宅基地功能转型;(4)农村宅基地“三权分置”的制度框架下,结合农村宅基地功能组合和利用状态,引导农户选择适宜的宅基地利用方式,有利于促进宅基地利用效率提升。研究结论:东北黑土区农村宅基地功能正在经历转型过程,应根据宅基地功能转型阶段特征,深化农村宅基地“三权分置”改革,筛选适宜的宅基地利用与管理方式。 展开更多
关键词 农村宅基地 功能转型 空心村治理 东北黑土区
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“双碳”目标下东北黑土区耕地利用生态效率时空格局与演变趋势 被引量：1
11
作者 崔宁波 王婷 董晋 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期335-344,共10页
[目的]探究东北黑土区耕地利用生态效率的时空格局和演变趋势,将碳源与碳汇融入耕地利用过程,这对于实现黑土减排增效和“双碳”目标至关重要。[方法]基于超效率SBM模型、核密度估计、探索性空间数据分析和空间插值工具等方法,系统考察... [目的]探究东北黑土区耕地利用生态效率的时空格局和演变趋势,将碳源与碳汇融入耕地利用过程,这对于实现黑土减排增效和“双碳”目标至关重要。[方法]基于超效率SBM模型、核密度估计、探索性空间数据分析和空间插值工具等方法,系统考察了2006—2020年东北黑土区耕地利用生态效率的时空特征与演进规律。[结果]黑土区耕地利用生态效率历经波动上升、显著下降和迅速回升3个阶段,总体处于较高发展水平,北部边缘城市的效率值明显高于中南部地区,基期和末期区间两极分化局势尤为显著,整体发展严重失衡;黑土区耕地利用生态效率全局空间相关特性并不明显,大致呈现“边缘—中心”空间扩散格局,由南北两端高值集聚向内及四周递减,而后形成多个块状高值区和低值分布带,规模集聚优势未能得到充分发挥;多数城市均存在不同程度的投入与产出冗余,劳动力和化肥冗余问题较为严重,碳排放冗余是造成黑土区耕地利用生态效率损失的普遍因素。[结论]优化要素配置和污染减排治理成为黑土利用重点改善方向,也是提升黑土区耕地利用生态效率的关键路径。 展开更多
关键词 耕地利用生态效率 “双碳”目标 超效率SBM模型 时空格局 东北黑土区
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东北半干旱黑土区玉米秸秆还田方式对土壤水溶性有机碳含量及其组分的影响
12
作者 高盼 申慧波 +5 位作者 王宇先 蔡姗姗 徐莹莹 杨慧莹 王晨 张巩亮 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期127-135,共9页
为明确不同秸秆还田方式下土壤有机碳组分的变化特征,基于6 a秸秆还田长期定位试验,利用三维荧光光谱技术,对无秸秆还田(CK)、秸秆覆盖还田(FG)、秸秆翻埋还田(FM)处理下土壤有机碳(SOC)含量及水溶性有机碳(WSOC)含量及其结构特征进行... 为明确不同秸秆还田方式下土壤有机碳组分的变化特征,基于6 a秸秆还田长期定位试验,利用三维荧光光谱技术,对无秸秆还田(CK)、秸秆覆盖还田(FG)、秸秆翻埋还田(FM)处理下土壤有机碳(SOC)含量及水溶性有机碳(WSOC)含量及其结构特征进行分析。结果表明:(1)与CK相比,FM处理0~40 cm土层SOC含量提高7.87%~29.54%,FG处理0~30 cm土层SOC含量增加1.91%~18.61%,30~40 cm土层SOC含量降低7.67%;FM和FG处理0~40 cm土层土壤WSOC含量分别提升13.42%~39.42%和0.28%~26.34%。(2)通过WSOC三维荧光光谱发现,各土层CK(Ex/Em=300/34、Ex/Em=300/340、Ex/Em=240/340、Ex/Em=300/340)处理WSOC荧光特征峰为溶解性微生物代谢产物和类色氨酸蛋白质物质荧光峰;FM(Ex/Em=340/430、Ex/Em=340/430、Ex/Em=340/435、Ex/Em=340/435)和FG(Ex/Em=270/440、Ex/Em=270/435、Ex/Em=340/435、Ex/Em=340/430)处理为类腐殖酸类物质荧光特征峰,腐殖化程度较高,结构较为复杂;荧光区域积分表明,FM和FG处理类腐殖酸类物质(Ⅴ)和富里酸类物质(Ⅲ)的积分百分比分别较CK增加12.18%~27.39%、11.98%~30.72%和3.96%~5.73%、2.99%~5.40%。(3)土壤WSOC包含两个组分,C1(Ex/Em=340/435,270/435)组分为类腐殖酸类物质,C2(Ex/Em=290/345,240/345)组分为溶解性微生物代谢产物和类色氨酸蛋白质物质;F max值结果表明,0~40 cm土层的C1组分相对含量表现为FM>FG>CK,表明秸秆翻埋还田更有助于土壤中营养物质含量增加和形成更高分子量的有机物。综上,不同秸秆还田方式均可提升SOC和土壤WSOC含量,增加腐殖化程度,加强土壤的供肥能力,翻埋还田处理提升作用更为显著。 展开更多
关键词 秸秆还田方式 土壤有机碳 水溶性有机碳 荧光结构 东北黑土区
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东北黑土区生态系统服务权衡与协同
13
作者 王世豪 徐新良 +3 位作者 黄麟 师华定 谷庆宝 刘寒冰 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第21期9504-9519,共16页
东北黑土区作为我国最大的商品粮基地,土地退化问题日趋严峻,严重影响了生产—生态功能的协同发展。采用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)、降水贮存量法、修正的通用土壤流失方程(Revised Universal Soil Loss Equation,RUSLE)... 东北黑土区作为我国最大的商品粮基地,土地退化问题日趋严峻,严重影响了生产—生态功能的协同发展。采用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)、降水贮存量法、修正的通用土壤流失方程(Revised Universal Soil Loss Equation,RUSLE)和修正的风蚀方程(Revised Wind Erosion Equation,RWEQ)量化了东北黑土区供给、水源涵养、土壤保持和防风固沙4种关键生态系统服务并分析了其时空演化特征,采用残差分析法厘定了气候变化与人类活动因素对供给服务的贡献率,从栅格尺度和县域尺度刻画了不同地区、不同主导驱动因素下生态系统服务间的权衡与协同特征。结果显示:(1)近20年东北黑土区供给、水源涵养和防风固沙服务量总体上小幅提升,县域数量分别占96.6%、76.9%和75.4%,其中内蒙古东部和黑龙江的供给服务量、黑龙江和吉林的水源涵养量以及辽宁的防风固沙量增势明显。土壤保持量总体上小幅下降,县域数量占60.7%,特别是吉林下降趋势最明显。(2)东北黑土区供给服务变化主要受气候变化与人类活动的共同促进作用。人类活动是主导驱动因素,总体贡献率为62.65%,县域数量占76.6%。(3)东北黑土区供给与水源涵养、防风固沙之间主要表现为协同关系,约有88.67%和77.14%的县域表现为协同,而供给与土壤保持之间主要表现为权衡关系,县域数量占比为68.25%,人类活动因素加重了各服务之间的权衡作用。研究有助于明晰东北黑土区生态系统服务的主要矛盾,科学合理、有针对性的制定生态保护修复相关政策,对提升东北生态功能以及保障国家粮食安全具有重要意义。 展开更多
关键词 生态系统服务 驱动因素 权衡与协同 东北黑土区
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冷凉区黑土有机质和玉米产量双提升技术探索及经济效益分析
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作者 徐超 侯瑞星 +5 位作者 杨克军 付健 王宇先 孙淑楠 苗宇 齐翔琨 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期121-130,共10页
为明确有机肥还田+保护性耕作措施下黑龙江省西部土壤有机质和作物产量的双提升技术效果,2021年10月,在黑龙江省西部齐齐哈尔市梅里斯区开展试验,以玉米为供试作物,设置5个处理:有机肥+深松40 cm(YS40)、秸秆留茬+深松40 cm(WS40)、有机... 为明确有机肥还田+保护性耕作措施下黑龙江省西部土壤有机质和作物产量的双提升技术效果,2021年10月,在黑龙江省西部齐齐哈尔市梅里斯区开展试验,以玉米为供试作物,设置5个处理:有机肥+深松40 cm(YS40)、秸秆留茬+深松40 cm(WS40)、有机肥+旋耕20 cm(YS20)、秸秆留茬+旋耕20 cm(WS20)、有机肥表施+免耕(YB);一个对照:秸秆留茬+免耕(CK)。结果表明:施入有机肥的处理能够提升深土层土壤肥力,在20~40 cm土层中YS20处理与CK处理相比有机质和全氮依次提升11.56 g·kg^(-1)和0.57 g·kg^(-1);40~60 cm土层中YS40处理与CK处理相比有机质和全氮依次提升2.83 g·kg^(-1)和0.28 g·kg^(-1)。土壤结构方面,在0~20 cm土层中YB处理的容重较CK降低17.5%、含水量提升35.5%,40~60 cm土层中YS40处理的容重较CK处理降低5.3%、含水量提升38.4%。有机肥与保护性耕作处理提高了玉米不同生育时期叶面积指数、叶绿素含量和干物质积累量,进而提高了玉米产量,第二年的YS40、YS20、YB处理较CK处理分别增产14.5%、18.5%、11.4%。收益分析表明,与CK处理相比,2021年YB处理和2022年YS20处理收益增加最多,分别增加5770元·hm^(-2)和5223元·hm^(-2)。综上所述,黑龙江省西部薄层黑土实施有机肥还田+保护性耕作是提升土壤有机质、有机碳储量、全氮、全氮储量、玉米产量和经济效益的有效措施。 展开更多
关键词 冷凉区黑土 有机肥深施深松 玉米产量 经济效益 土壤培肥
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寒地黑土区水稻秸秆还田机设计及最优耕作参数试验
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作者 葛宜元 孙修涵 +3 位作者 刘恒佳 马浏轩 梁秋艳 杨传华 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第10期1-8,共8页
针对寒地黑土区水稻秸秆还田机消耗功率大、秸秆腐解速度慢的问题,设计具有腐解剂精量喷施功能的秸秆还田机,并探究刀轴扭矩最小时的耕作参数组合。对还田机的自动升降平地装置、菌剂喷洒装置、秸秆量识别系统和还田弯刀进行设计:菌剂... 针对寒地黑土区水稻秸秆还田机消耗功率大、秸秆腐解速度慢的问题,设计具有腐解剂精量喷施功能的秸秆还田机,并探究刀轴扭矩最小时的耕作参数组合。对还田机的自动升降平地装置、菌剂喷洒装置、秸秆量识别系统和还田弯刀进行设计:菌剂喷洒装置采用由PLC驱动的电磁阀控制喷施量;秸秆量识别系统可分别对粉碎堆积秸秆和留茬秸秆进行数量评估并将数据信息传递至菌剂喷洒装置;还田弯刀设计采用Workbench 2022 R1软件进行仿真分析,得到弯刀最佳参数结果:弯刀刃长240 mm、刃宽80 mm、弯折角115°;采用三因素三水平旋转正交试验,建立刀轴扭矩与试验因素的关系。采用Design-Expert软件进行方差分析处理,结果表明,因素对指标影响的顺序关系为:耕深>旋转速度>单位面积秸秆量>耕深的二次项>耕深与旋转速度的交互作用>旋转速度与单位面积秸秆量的交互作用,并得到交互作用的响应曲面图以及最优参数组合为耕深20 cm、旋转速度为240 r/min、单位面积秸秆量为3.5 kg/m^(2)。进行验证性试验,得到扭矩平均值为24.32 N⋅m,与模型预测值的相对误差为0.7%,预测模型可靠,且秸秆翻埋率达96.8%。 展开更多
关键词 寒地黑土区 秸秆还田机 静力学仿真 精量喷药 最优设计
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东北黑土区部分地域除草剂在不同作物类型土壤中残留及分布特征
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作者 李国琛 董雯昕 +4 位作者 王世成 梁志鹏 王莹 马晓倩 赵俪儒 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1743-1752,共10页
为了解并掌握东北部分黑土区农田土壤除草剂残留情况,本研究调查了东北黑土区6个地区170份土壤样本,共检出17种除草剂。总体来看,乙草胺检出率最高,为74.7%,氟磺胺草醚平均残留量最高,为198.88μg·kg^(-1)。从省份来看,辽宁省除草... 为了解并掌握东北部分黑土区农田土壤除草剂残留情况,本研究调查了东北黑土区6个地区170份土壤样本,共检出17种除草剂。总体来看,乙草胺检出率最高,为74.7%,氟磺胺草醚平均残留量最高,为198.88μg·kg^(-1)。从省份来看,辽宁省除草剂检出种类最为丰富,黑龙江省除草剂残留量最高。其中,铁岭市、阜新市与长春市、四平市旱田除草剂残留情况更为相似,绥化市土壤除草剂残留情况与前者差异较大。从作物类型来看,水稻田土壤除草剂检出种类更多,旱田作物除草剂残留量更高。其中,水稻田共检出11种类型除草剂,氟磺胺草醚在玉米田和大豆田中的平均残留量分别高达68.77μg·kg^(-1)和409.30μg·kg^(-1)。研究表明,地理位置和作物类型是影响土壤除草剂残留的重要因素。 展开更多
关键词 东北黑土区 作物类型 除草剂 检出率 平均残留浓度
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东北黑土地保护利用“北安模式”及推广建议
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作者 徐珂怡 易小燕 张泽蔚 《北方园艺》 CAS 北大核心 2024年第19期142-147,共6页
北大荒集团是东北大粮仓的重要组成部分,为国家粮食安全做出了重要贡献,总结其黑土地保护模式,为黑土地保护利用提供借鉴,为保障国家粮食安全提供路径选择。该研究利用典型案例调查法,通过实地调研与关键人物访谈,梳理黑土地保护做法与... 北大荒集团是东北大粮仓的重要组成部分,为国家粮食安全做出了重要贡献,总结其黑土地保护模式,为黑土地保护利用提供借鉴,为保障国家粮食安全提供路径选择。该研究利用典型案例调查法,通过实地调研与关键人物访谈,梳理黑土地保护做法与经验,总结凝练成“北安模式”。“北安模式”黑土地保护做法体现在,一是修建防护工程解决黑土变“薄”问题,打造绿色屏障,防止黑土地遭到风蚀水蚀;二是采取用养结合解决黑土变“瘦”问题,提高土壤中的有机质;三是运用深松整地解决黑土变“硬”问题,提高土壤结构的稳定性,缓解耕地板结情况。该模式取得明显的保护成效,水土流失治理面积超8 000 hm~2,黑土地有机质含量提高了2.8 g·kg^(-1),耕地质量平均已经提高0.5个等级。在运行机制上,“北安模式”黑土地保护采取“3+1”田长制、规范化生产流程与技术措施以及智慧化监测土壤墒情。为进一步推广黑土地保护的“北安模式”,建议加强高标准农田建设筑牢防护工程以促进耕地的保护和绿色利用;协同农业减污与提质增效以促进农业绿色发展;加强校企合作强化耕地科技以促进农业高质量发展;发挥服务主体优势提升社会化服务水平以协同周边地区共同保护。 展开更多
关键词 东北黑土区 黑土地保护 耕地保护
原文传递
东北典型黑土区耕地侵蚀沟形态系统分类方法构建
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作者 李全峰 李吉程 +1 位作者 于明鹏 张鹏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期53-61,共9页
侵蚀沟形态分类是认识其发展现状和潜在危害的重要方法,探究耕地侵蚀沟形态分类特征和分布特征对把握耕地侵蚀沟防治重点,预防坡耕地水土流失具有重要意义。针对现有侵蚀沟形态分类体系指标获取难、分类结果不完整等问题,利用遥感解译数... 侵蚀沟形态分类是认识其发展现状和潜在危害的重要方法,探究耕地侵蚀沟形态分类特征和分布特征对把握耕地侵蚀沟防治重点,预防坡耕地水土流失具有重要意义。针对现有侵蚀沟形态分类体系指标获取难、分类结果不完整等问题,利用遥感解译数据,根据系统分类和信息科学理论,结合东北黑土区现实需求,构建了耕地侵蚀沟系统分类方法,并在典型黑土耕作区海伦市进行了验证。结果表明:1)海伦市耕地侵蚀沟具有小面积、大宽度、短长度的特点,Ⅰ类和Ⅱ类为数量最多的一级分类;Ⅱ类四等微型沟(Ⅱ4T)和Ⅱ类四等小型沟(Ⅱ4S)在二级和三级分类中数量居多,易通过高标准农田建设进行治理。2)地形要素下耕地侵蚀沟形态分布差异明显,需要特别关注在高程180~<240 m,坡长35~<55 m,坡度2°~6°,西南坡区域内的Ⅰ4T、Ⅱ4S、Ⅱ4T等发育程度较低的侵蚀沟向更高发育程度的Ⅳ4M、Ⅴ4M等类型转变,建议结合农田建设及时采取综合防治措施,以防止耕地侵蚀沟的潜在破坏。3)构建的“类+等+型”耕地侵蚀沟分类定级方法,兼顾指标的易获取性和方法的易操作性,能够精准、直观地揭示耕地侵蚀沟的形态特征及其危害情况,可为侵蚀沟和黑土耕地的协同综合治理提供方法借鉴。 展开更多
关键词 侵蚀 分类 遥感 形态特征 耕地 东北黑土区
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东北黑土地区稻田甲烷排放时空演变及排放潜力分析
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作者 李志慧 王艺霏 邓祥征 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3814-3829,共16页
稻田甲烷排放是农业源甲烷排放的主要来源。东北黑土地区是我国最大的粮食生产基地,农业温室气体减排是实现黑土地永续利用的关键议题之一。运用稻田甲烷排放模型(CH4MOD)核算并分析了2009—2018年东北黑土地区稻田甲烷排放的时空演变特... 稻田甲烷排放是农业源甲烷排放的主要来源。东北黑土地区是我国最大的粮食生产基地,农业温室气体减排是实现黑土地永续利用的关键议题之一。运用稻田甲烷排放模型(CH4MOD)核算并分析了2009—2018年东北黑土地区稻田甲烷排放的时空演变特征,结合GOSAT卫星遥感数据探究了水稻生产与区域甲烷排放的时空动态联系,进一步量化了稻田甲烷对区域甲烷排放的贡献程度及不同情景下的排放潜力。结果表明,受水稻生产面积扩张和排放强度提高的影响,东北黑土地区稻田甲烷排放总量从2009年的39.05万t增加到2018年的79.53万t。东北黑土地区区域甲烷排放在季节变化和栅格单元上表现出与稻田甲烷排放较为一致的时空动态,大规模的稻田耕作可能会增加水稻生产与区域甲烷排放直接相关的可能性。随着水稻持续扩种稳产,2018年东北黑土地区水稻生产贡献了区域甲烷排放总量的15.04%,其中黑龙江省的贡献率高达31.06%。在基准发展情景下,预计2035年东北黑土地区稻田CH_4排放量较2018年增加19.5%;在粮食供给保障情景下,维持当前稻田耕作面积,水稻生产集约化程度提高,预计其稻田CH_4排放量较2018年减少0.88%;在此基础上,采取促进秸秆还田、增施有机肥、实施节水间歇灌溉等稻田管理措施将使稻田CH_4排放量增加17.8%—63.6%。以满足膳食需求和供给保障为导向,优化水稻种植结构、控制稻田耕作面积,推动技术进步、品种改良以提升单产水平,采取化肥和有机肥搭配施用、节水间歇灌溉等途径能够缓解稻田甲烷排放。研究综合运用自上而下的遥感数据和自下而上的模型运算,刻画了水稻生产与区域甲烷排放的时空联系,进一步评估了稻田甲烷的排放潜力及减排措施的减排效果,为促进东北黑土地区农业甲烷减排和生产布局优化提供了理论依据和决策参考。 展开更多
关键词 甲烷排放 水稻生产 温室气体减排 时空动态 CH4MOD模型 东北黑土地区
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黏重黑土条件下马铃薯收获机挖掘装置设计与试验
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作者 吕金庆 刘金妮 +2 位作者 竹筱歆 李季成 齐钰 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期76-89,共14页
针对东北地区黏重黑土条件下马铃薯收获机工作阻力大、挖掘铲寿命短、挖掘质量难以保证等问题,将双行升运链式马铃薯收获机挖掘装置改进并设计一种分离式防堵马铃薯挖掘装置。采用理论分析研究方法,解析马铃薯收获机关键部件挖掘铲挖掘... 针对东北地区黏重黑土条件下马铃薯收获机工作阻力大、挖掘铲寿命短、挖掘质量难以保证等问题,将双行升运链式马铃薯收获机挖掘装置改进并设计一种分离式防堵马铃薯挖掘装置。采用理论分析研究方法,解析马铃薯收获机关键部件挖掘铲挖掘过程,探明影响马铃薯收获机挖掘铲工作阻力的主要影响因素;结合黏重黑土条件下马铃薯收获的农艺要求,以行驶速度、铲面铲宽和铲面倾斜角度为试验因素,以挖掘铲最大工作阻力和土壤最大压缩力为试验指标,进行多因素正交仿真试验,设计得出,挖掘铲在保证良好碎土效果且不造成马铃薯损伤的最佳参数,即行驶速度1.11 m·s^(-1),铲面铲宽150 mm,铲面倾斜角度30°时,挖掘铲最大工作阻力为566 N,土壤最大压缩力为152 N。田间验证试验表明,各项指标达到要求且均优于改进前整片式挖掘铲马铃薯收获机。 展开更多
关键词 农业机械 机械化 试验 马铃薯挖掘铲 黏重黑土 减黏减阻
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