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典型 黑土 区坡耕地表层土壤活性有机碳变化特征被引量:1 2024年 以典型 黑土 区3种地貌类型区(漫川漫岗区、丘陵漫岗区、平原低地区)坡耕地不同坡位表层土壤为研究对象,通过测定土壤总有机碳、高活性有机碳、中活性有机碳和低活性有机碳等指标,分析黑土 区坡耕地不同坡位表层土壤活性有机碳的变化特征,探究不同地貌类型区坡耕地土壤活性有机碳变化特征的差异。结果表明,坡耕地各坡位表层土壤总有机碳含量变化范围为26.57~38.61 g/kg,土壤活性有机碳含量变化范围为1.85~5.67 g/kg。3种地貌类型区坡耕地不同坡位土壤总有机碳和活性有机碳含量变化特征不同。漫川漫岗区总有机碳、中活性有机碳和低活性有机碳含量变化特征均表现为坡上和坡中显著大于坡下、坡上和坡中无显著差异;高活性有机碳含量变化特征则以坡中最高坡下最低,且不同坡位之间高活性有机碳含量差异显著。丘陵漫岗区不同坡位土壤总有机碳和低活性有机碳含量差异显著,并表现为坡下显著大于坡上、坡上显著大于坡中;高活性有机碳和中活性有机碳含量的变化则呈现坡上和坡下显著大于坡中、坡上和坡下无显著差异。平原低地区总有机碳及3种活性有机碳组分的含量在各坡位间的差异均为未达显著水平。不同地貌间典型 黑土 区坡耕地表层土壤活性有机碳分布规律有所差异,漫川漫岗区和丘陵漫岗区坡耕地土壤有机碳活性最差的坡位分别是坡下和坡中,而平原低地区不同坡位间无显著变化。研究结果为黑土 坡耕地生态建设与保护技术的针对性设计奠定了理论基础。 何舢 韩少杰 王丹彤 张扬 付玉 陈祥伟关键词:典型黑土区 坡耕地 土壤活性有机碳 松嫩典型 黑土 区耕地黑土 层厚度数字制图方法比较 2024年 黑土 层厚度与农田土壤肥力和质量密切相关,准确刻画东北松嫩典型 黑土 区耕地黑土 层厚度的空间分布对黑土 地保护和农业可持续发展具有重要意义。然而,常用的预测模型在平原漫岗地区进行数字制图具有较大的难度,如何准确预测黑土 层厚度的空间分布特征是亟待解决的问题。选取东北地区松嫩典型 黑土 区作为研究区,以研究区内106个剖面点和45个环境因子为基础数据,通过因子重要性排序和相关性剔除法筛选变量,利用多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)、随机森林(Random Forest,RF)、梯度提升树(Gradient Boosting Decsion Tree,GBDT)、极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)、随机森林回归克里格(Random Forest-Regression Kriging,RF-RK)和堆叠泛化模型(Stacking)对黑土 层厚度进行空间预测制图,评估不同模型预测精度并研究影响黑土 层厚度空间分布的最优协变量,并基于较优模型绘制东北黑土 区耕地黑土 层厚度分级图。结果表明:①Stacking组合多种模型的优点,预测性能表现最佳(R^(2)=0.47,MAE=21.02 cm,RMSE=27.12 cm),其次是RF-RK和RF;②通过变量筛选剔除低贡献度的环境变量后,不同模型的R^(2)平均提高0.11,其中MLR提升幅度最大为0.32;③不同模型预测的松嫩典型 黑土 区黑土 层厚度空间分布趋势基本一致,60 cm以上的黑土 层主要分布在研究区的东北部和东南部,而30 cm以下的黑土 层主要分布在研究区的西南部。在平原漫岗地区,RF-RK和Stacking可以作为黑土 层厚度预测的有效方法,总初级生产力(GPP)、坡度坡长因子(LS)和地表温度最大值合成(LSTm)是模型中最重要的解释变量,且黑土 层厚度的空间分布信息能为黑土 区耕地黑土 保护和农业可持续发展提供数据支持。 郭俊辉 刘峰 徐胜祥 高璐璐 赵治东 胡文友 于东升 胡文友关键词:空间分异特征 东北典型 黑土 区小流域黑土 层厚度及影响因素 2024年 [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。 刘若轩 王志强 谭玉萍关键词:东北黑土区 小流域 地形 黑土 土壤容重和水分含量对典型 黑土 穿透阻力的交互影响 2024年 【目的】近年来黑土 地变硬的问题日益突出,已成为黑土 退化的主要特征之一。明确土壤穿透阻力与水分状况之间的关系,以期为黑土 地变硬的本底调查与诊断评价提供依据。【方法】以典型 黑土 为研究对象,选择白浆土作为对照,研究不同容重下土壤穿透阻力与水分含量的关系,构建土壤穿透阻力与水分含量和容重的传递函数,实现穿透阻力在不同土壤水分含量间的转换。为此,黑土 的容重从1.0~1.5 g cm-3设置6个水平,白浆土从1.2~1.6g cm-3设置5个水平,土壤含水量按照田间持水量的40%~100%设置7个水平,测定不同组合下的土壤穿透阻力。【结果】土壤穿透阻力随土壤容重增大线性增加,随土壤含水量降低指数增加(P<0.01),白浆土的增加速率大于黑土 。土壤容重和水分含量对穿透阻力存在显著的交互影响,低水分条件会加剧土壤容重对穿透阻力的影响,高土壤容重会增强土壤水分对穿透阻力的作用,土壤穿透阻力对土壤水分的敏感度显著高于容重,白浆土对两个因素的敏感度高于黑土 ,黑土 容重和土壤水分含量的参数敏感性最大值分别为4.5和11.1,而白浆土则分别为7.0和15.1,白浆土变硬的风险高于黑土 。土壤穿透阻力与容重和水分含量的关系可以用二元幂函数SPR=a×ρb×θc表达,该拟合函数下白浆土和黑土 的决定系数均在0.95以上。【结论】利用构建的传递函数,实现了土壤穿透阻力在不同水分状况下的转换:同一种土壤平均容重下的转换系数可适用于其他容重条件;在不同土壤类型间,黑土 某一容重下的转换系数,可用于相同容重下的白浆土,反之亦然。 杨文苑 韩国君 彭新华 高磊关键词:东北黑土区 黑土退化 土壤传递函数 东北典型 黑土 区耕地侵蚀沟形态系统分类方法构建 2024年 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。 李全峰 李吉程 于明鹏 张鹏关键词:遥感 耕地 东北黑土区 典型 黑土 带玉米农田土壤微生物群落地理分布及驱动因素被引量:1 2024年 探究东北黑土 带土壤微生物群落的地理分布格局及其驱动因子,对于有效和可持续地管理这一宝贵的土地资源具有重要的学术价值。本文以东北典型 黑土 带玉米农田的耕层土壤为研究对象,采集了来自黑龙江省、吉林省和辽宁省24个样点72个土壤样本。利用磷脂脂肪酸(Phospholipidfattyacid,PLFA)技术定量描述土壤微生物群落结构,运用随机森林和层次分割分析等机械学习算法深入解析环境因子对微生物地理分布的相对贡献。研究发现,典型 黑土 带玉米农田土壤总微生物和各微生物类群的生物量呈现随纬度自南向北增加的空间分布格局;土壤有机碳(SOC)和土壤全氮(TN)不仅是驱动微生物生物量纬度分布格局的主要因素,也是影响微生物群落组成最重要的因素。SOC和TN还与其他环境因子,特别是与土壤粘粒含量(CC)之间存在耦合关系,共同影响东北黑土 带土壤微生物群落组成。 逄梦璇 刘红文 韩旭 张梦亭 刘萍 高燕 张淼 张士秀 梁爱珍关键词:生物地理 典型黑土 微生物生物量 土壤有机碳 基于生态安全格局的东北典型 黑土 区生态保护红线划定与优化 被引量:2 2024年 东北典型 黑土 区面临生态系统服务功能退化、景观格局破碎以及农业与生态空间冲突等问题,科学制定具有指导性的黑土 区生态保护红线划定与优化框架,对于保障粮食安全与生态安全具有重要意义。基于生态安全格局视角明晰生态保护红线内涵,在考虑生态保护重要性、农业与生态空间协调、自然与社会系统协调的基础上,提出“点—线—面”多层次空间要素的系统性生态保护红线划定思路,考虑生态系统完整性与连通性识别生态保护红线优化区域。结果表明:(1)在保障不划入优质耕地的前提下(阈值为10%),叠加生态系统服务极重要区、生态环境极敏感区、生态系统服务供需不匹配区域确定生态保护红线初步划定区域69646.00 km^(2),并提取生态源地34760.16 km^(2);(2)基于生态源地与构建的综合生态阻力面识别生态廊道10980.90 km与生态节点77个,其缓冲区与生态保护红线初步划定区域共同构成生态保护红线区域76234.54 km^(2);(3)基于破碎度(0.20)和连通度(80)优化阈值,25.48%的生态保护红线区域亟需优化。研究结果提高了生态保护红线划定与优化的科学性和系统性,为东北典型 黑土 区国土空间精准管控与生态系统可续性管理提供重要依据,且对土地高度集约化利用、生态空间稀缺的中小尺度区域具有重要指导意义。 冯琳 雷国平关键词:东北典型黑土区 东北典型 黑土 区积雪-冻融耦合作用下的包气带水热运移模拟 2024年 积雪-冻融耦合作用可改变黑土 内部水热分布,进而影响其营养组分。为探究典型 黑土 区积雪-冻融条件下的水热运移规律,以吉林省公主岭市为例,基于野外原位观测试验,开展了典型 黑土 区积雪-冻融耦合作用下的包气带水热运移模拟,利用Morris筛选法进行了参数敏感性分析,并模拟分析了不同外界温度和积雪覆盖情景对黑土 水分运移的影响。结果表明:研究区春季融雪水可使深在20 cm以上的黑土 含水率增加约12%;基于野外观测构建的模型对60~80 cm的土层模拟效果最佳;敏感性分析的5个参数中残余土壤含水量θr的敏感度最高,其灵敏度系数为2.9546;外界温度影响土壤含水率突降的时间,积雪覆盖条件主要影响含水率大小及水分保持。 孙国静 卞建民 王宇 王宇 谷志琪关键词:东北黑土区 冻融 HYDRUS-1D模型 基于最小数据集的典型 黑土 区不同林龄小黑杨土壤质量差异 2024年 东北作为我国重要农产品基地,其黑土 有机质含量可达普通土壤的十倍。近年来由于过度的开发与利用,导致黑土 质量下降,因此研究农田防护林对土壤质量的改善具有战略意义。为探讨农田防护林对黑土 质量的改善效果,以不同林龄(Y1:林龄是1 a的小黑杨;Y5:林龄是5 a的小黑杨;Y6:林龄是6 a的小黑杨;Y8:林龄是8 a的小黑杨)小黑杨林下土壤为研究对象,通过测定小黑杨防护林样地的土壤理化性质,分析不同林龄小黑杨林下土壤理化性质的差异,并通过最小数据集方法对林下土壤质量进行评价。结果显示:(1)不同林龄土壤质地为:Y1:砂质土壤;Y5:壤土;Y6:粉砂质土壤;Y8:粉砂质土壤。(2)土壤透气保水性随林龄增长向良性方向演化,表层土壤容重由1.33 g/cm^(3)减小到1.17 g/cm^(3),不同土层间差异不显著,且土壤物理指标与树木生长量及其他土壤因子具有较强的相关性。(3)土壤pH随林龄减小,随土层呈波动性变化,范围在6.19—6.58之间。土壤养分随林龄呈波动性变化,垂直变化差异显著,除速效钾外均富集在表层,各土壤养分元素之间相关性较弱。(4)土壤微量元素有效态含量在不同林龄及土层均差异显著,且各元素之间相关性较强。(5)基于最小数据集的构建发现,影响不同林龄小黑杨土壤质量的最小数据集指标包括全氮、全钾、饱和持水量、速效磷、钙、锰,经总数据集验证所构建的最小数据集可体现小黑杨林下土壤质量有效信息。(6)小黑杨不同林龄土壤质量指数介于0.358—0.667,土壤质量综合得分排名为Y8>Y6>Y5>Y1。基于以上发现,小黑杨作为农田防护林对黑土 区土壤质量改善效果明显,土壤保水透气性显著提升,土壤化学养分及微量元素含量部分提高,且不同林龄小黑杨对养分的循环利用效果差异显著。为实现黑土 资源的合理利用,本研究建议随防护林林龄增加,更改林下套种作物以 刘可意 杨佳 姜淑娜 谷会岩关键词:农田防护林 土壤健康 东北平原 典型 黑土 区防护林带和耕地土壤有机碳分布特征及其影响因素2024年 为了合理开发利用典型 黑土 、阻控土壤退化、维持耕地产能和可持续利用,选择典型 黑土 区3个地点的杨树林带和紧邻林带的耕地为研究区,通过测定不同土层的土壤有机碳质量分数、酶活性、化学性质和总球囊霉素质量分数,结合气候因素,分析两种土地利用类型下土壤有机碳质量分数的分布特征及其影响因素。结果表明:(1)林带和耕地土壤有机碳质量分数平均值在克山县和宾县的所有土层均存在显著差异(P<0.05),且林带高于耕地,而辽源市的所有土层土壤均无显著差异(P>0.05)(2)3个地点耕地及辽源市林带土壤有机碳质量分数平均值随着土壤深度的增加而显著降低(P<0.05),而克山县和宾县林带的土层土壤均无显著差异(P>0.05)。(3)林带和耕地土壤有机碳质量分数与β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性、β-葡萄糖苷酶活性、总球囊霉素质量分数、全磷质量分数、碱解氮质量分数具有极显著的正相关性(P<0.01);林带土壤有机碳质量分数与pH呈极显著的正相关(P<0.01),与年平均气温和年平均降水量呈显著的负相关(P<0.05),与有效磷质量分数相关性不显著(P>0.05);耕地土壤有机碳与有效磷质量分数呈极显著正相关(P<0.01),与年平均气温、年平均降水量和pH相关性不显著(P>0.05)。(4)影响土壤有机碳质量分数的主要因子为总球囊霉素、碱解氮和全磷,次要因子为年平均气温、年平均降水量、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和pH。 谢雷雷 潘理 李伟珍 师立鹏 刘星雨 王雪誉 王秀伟关键词:典型黑土区 土地利用类型 防护林带 有机碳 球囊霉素
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郑粉莉 作品数:300 被引量:4,332 H指数:41 供职机构:中国科学院水利部水土保持研究所 研究主题:土壤侵蚀 黄土高原 坡面 东北黑土区 细沟侵蚀 陈祥伟 作品数:141 被引量:1,528 H指数:22 供职机构:东北林业大学林学院 研究主题:黑土 黑土区 表层土壤 落叶松人工林 典型黑土 张兴义 作品数:200 被引量:1,962 H指数:24 供职机构:中国科学院东北地理与农业生态研究所 研究主题:黑土 农田黑土 黑土区 黑土农田 有机质 张少良 作品数:52 被引量:380 H指数:12 供职机构:东北农业大学资源与环境学院 研究主题:黑土 黑土区 典型黑土 农田黑土 小流域 王恩姮 作品数:78 被引量:641 H指数:17 供职机构:东北林业大学林学院 研究主题:黑土 黑土区 团聚体 土壤 典型黑土