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基于种养平衡的河南省畜禽养殖分析及其环境污染风险研究 预览
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作者 张英 武淑霞 +3 位作者 刘宏斌 王洪媛 翟丽梅 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期24-30,52共8页
为探究河南省畜禽养殖环境污染现状,利用排污系数法等方法估算了河南省畜禽养殖粪尿负荷量、耕地承载力和水体污染负荷指数等指标,分析并评价了不同地区畜禽养殖现状的合理性及对环境的污染状况,以期为河南省合理畜禽养殖提供理论依据... 为探究河南省畜禽养殖环境污染现状,利用排污系数法等方法估算了河南省畜禽养殖粪尿负荷量、耕地承载力和水体污染负荷指数等指标,分析并评价了不同地区畜禽养殖现状的合理性及对环境的污染状况,以期为河南省合理畜禽养殖提供理论依据。结果表明,(1)河南省2016年畜禽粪尿产生总量为13 101.5万t,以南阳市、驻马店市、周口市、商丘市和开封市产生量最大,其总和占全省总量的54.0%。从污染风险看,河南省平均负荷量为16.2 t·hm^-2,警报值级别处于Ⅱ级,对环境稍构成污染威胁。(2)河南省可承载的猪当量为7 402.4万头猪当量,实际养殖已超载2 047.3万头猪当量。其中驻马店市、平顶山市、洛阳市、信阳市超载最严重,占超载总量的50.1%。(3)河南省水体的主要污染物为全氮(TN)和全磷(TP),而化学需氧量(COD)的等标排放量相对较少。全省平均扩散浓度达128.0 mg·L^-1,属于严重污染。平均等标污染指数为12.2 mg·L^-1,表现为对水环境有污染。对环境污染最严重的是开封市,污染指数达31.9 mg·L^-1;对环境污染最小的是信阳市,污染指数为2.3 mg·L^-1。(4)从污染负荷来看,开封市、平顶山市、漯河市的耕地承载负荷大,水体潜在污染严重,安阳市和信阳市的污染负荷较低。 展开更多
关键词 畜禽养殖 猪当量 预警级别 等标排放量 污染指数
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不同施肥年限下作物产量及土壤碳氮库容对增施有机物料的响应 预览
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作者 盖霞普 刘宏斌 +5 位作者 杨波 王洪媛 翟丽梅 武淑霞 任天志 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期676-689,共14页
【目的】研究不同年限下增施有机肥及秸秆还田对作物产量及剖面土壤碳氮库容的影响,旨在为华北平原冬小麦-夏玉米轮作区增强土壤肥力、提高作物产量提供依据。【方法】以农业部昌平潮褐土生态环境重点野外科学观测试验站为平台,分别在长... 【目的】研究不同年限下增施有机肥及秸秆还田对作物产量及剖面土壤碳氮库容的影响,旨在为华北平原冬小麦-夏玉米轮作区增强土壤肥力、提高作物产量提供依据。【方法】以农业部昌平潮褐土生态环境重点野外科学观测试验站为平台,分别在长达11年和27年的2个不同施肥年限试验区采集4个施肥处理,即氮磷钾(NPK)、氮磷钾+22.5 t·hm-2有机肥(NPKM)、氮磷钾+33.75 t·hm-2有机肥(NPKM+)、氮磷钾+秸秆还田(NPKS)不同土层深度的土壤样品,分析冬小麦-夏玉米产量和土壤碳氮库容剖面分布特征。【结果】(1)增施有机肥及秸秆还田处理对作物的增产效应随施肥年限的延长而逐渐增强。与NPK处理相比,施肥11年限的NPKM、NPKM+和NPKS处理分别提高小麦和玉米产量为18.6%、15.8%、3.5%和39%、42%、35%;而27年的各施肥处理对小麦和玉米产量的增产幅度分别为41%、51.5%、23%和31%、33%、58%。(2)随着施肥年限的延长,增施有机肥及秸秆还田均能持续提升土壤碳、氮库容。连续施肥11年后,土壤碳、氮库容分别为25—114 Mg·hm-2、2.2—9.0 Mg·hm-2;而27年后土壤碳、氮库容分别为29—146 Mg·hm-2、2.5—12.1 Mg·hm-2。随着土壤剖面的加深,不同施肥年限中土壤碳、氮库容均表现为先逐渐增加后逐渐降低的趋势,均在80 cm处达到峰值。在80 cm土层峰值处,27年施肥处理中NPK、NPKM、NPKM+、NPKS土壤碳库和氮库分别为102、128、146、123 Mg·hm-2和8.3、9.7、12.1、9.1 Mg·hm-2,而11年施肥年限内各处理土壤碳、氮库均表现为差异不显著(P>0.05)。和NPK相比,不同年限中增施有机肥及秸秆还田均降低了不同土层的土壤碳氮比。同时,随着施肥年限的延长,土壤碳氮比越稳定。(3)随着施肥年限的延长,各处理土壤累积碳、氮库均呈现增加趋势。连续施肥11年后,NPKM、NPKM+、NPKS比NPK提升土壤累积碳、氮库容分别为5.2%、11.2%、9.2%和21.2%� 展开更多
关键词 有机肥 秸秆还田 作物产量 土壤碳库 土壤氮库
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人类活动净氮输入时空变化特征及其影响因素——以香溪河流域为例 预览
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作者 李晓虹 刘宏斌 +6 位作者 严颢 翟丽梅 武淑霞 王洪媛 张亦涛 李影 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期812-817,共6页
为了阐明人类活动对三峡库区第一大支流香溪河流域氮输入的影响程度,基于人类活动净氮输入(NANI)模型估算了2001~2015年间香溪河流域乡镇水平的人类活动净氮输入,分析了氮输入的主要来源及其动态变化.结果表明:时间尺度上,香溪河流域人... 为了阐明人类活动对三峡库区第一大支流香溪河流域氮输入的影响程度,基于人类活动净氮输入(NANI)模型估算了2001~2015年间香溪河流域乡镇水平的人类活动净氮输入,分析了氮输入的主要来源及其动态变化.结果表明:时间尺度上,香溪河流域人类活动净氮输入(NANI)因氮素施用的变化而呈现先上升后下降最后上升的趋势,但2015年相对2001年的NANI下降了143kgN/(km^2·a);空间尺度上,香溪河流域NANI整体呈现北低南高的分布格局,其中NANI输入强度差异较大的区域主要有昭君镇、峡口镇和黄粮镇.从人类活动净氮输入的组成上来看,氮肥施用仍然是最主要的来源(40.06%),其次为大气氮沉降(29.98%)和食品/饲料净氮输入(27.75%),作物固氮仅占净氮输入总量的2.21%.香溪河流域的NANI与人口密度和耕地面积比例极显著相关(P<0.001);而NANI与河流氮输出的相关性不显著,香溪河流域河流氮输出占NANI的比例仅为24.28%.因此,可以通过减少氮素施用降低流域尺度氮素净输入量,但该流域NANI与河流氮输出无直接的响应关系. 展开更多
关键词 人类活动净氮输入(NANI) 香溪河流域 氮肥 大气沉降 人口密度 耕地面积
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洱海流域乡镇尺度上人类活动对净氮输入量的影响 被引量:1
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作者 李影 刘宏斌 +5 位作者 胡万里 王洪媛 翟丽梅 任天志 连慧姝 《环境科学》 CSCD 北大核心 2018年第9期4189-4198,共10页
人类活动引起的氮素过量输入已经成为引起水体富营养化及其他生态危害的主要原因.为了研究人类活动对流域氮素的影响,本文基于洱海流域16个乡镇行政单元的统计数据,考虑流动人口的影响,利用NANI模型估算洱海流域乡镇尺度的人类活动净氮... 人类活动引起的氮素过量输入已经成为引起水体富营养化及其他生态危害的主要原因.为了研究人类活动对流域氮素的影响,本文基于洱海流域16个乡镇行政单元的统计数据,考虑流动人口的影响,利用NANI模型估算洱海流域乡镇尺度的人类活动净氮输入量(net anthropogenic nitrogen inputs,NANI).结果表明,2014年洱海流域NANI总量为29.81×10^3t,单位面积输入强度(以氮计)为10 986 kg·(km^2·a)^-1,显著高于我国平均水平.当地旅游人口带入的食品氮输入为0.26×10^3t,占到了流域居民食品氮输入的8%.从氮素的输入量的构成来看,肥料输入是最大的贡献源,占到了流域净氮输入的47%,其次为食品饲料的净氮输入.在空间分布上,乡镇单元的NANI分布呈现明显区域化特征,从流域整体上看呈现北高南低的特点.耕地或人口集中的乡镇NANI强度偏高,洱海流域具有较大的氮素污染风险. 展开更多
关键词 洱海流域 乡镇尺度 氮素 净氮输入量(NANI) 人类活动
基于数据库驱动技术的土壤图注记自动配置系统的设计与实现 预览
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作者 朱阿兴 +4 位作者 武淑霞 张认连 徐爱国 张维理 孙福军 《土壤学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期293-303,共11页
土壤注记是土壤图制图表达的重要内容,对于理解土壤的发生、分布具有重要意义。在基于全国第二次土壤普查资料进行大比例尺土壤图分幅制图过程中,若对拥有海量土壤空间信息的多分幅大比例尺土壤图实现注记表达,不可能再依赖于传统的制... 土壤注记是土壤图制图表达的重要内容,对于理解土壤的发生、分布具有重要意义。在基于全国第二次土壤普查资料进行大比例尺土壤图分幅制图过程中,若对拥有海量土壤空间信息的多分幅大比例尺土壤图实现注记表达,不可能再依赖于传统的制图方式生成注记。为了实现注记上图的自动化和以交互方式解决多个步骤判断问题,构建了土壤图注记自动配置系统。该系统采用图廓边界注记压盖检测与处理技术,解决了注记压盖图廓边界的问题;采用图层、分级码、要素对象的三级控制方法,实现了注记在图层级别上进行整个图层以及背景层注记的设置,在分级码级别上结合统计结果,实现了注记的条件判别与阈值过滤,在要素级别上实现了特殊要素注记的生成。基于数据库驱动技术并以人机交互的方式进行土壤图注记的自动化配置,实现了批量土壤图分幅注记的快速生成,不仅具有较强的灵活性,可适用于不同比例尺土壤图及其他类型地图的注记表达,而且大大提高了数据生产的效率和自动化处理程度。该研究为今后不同比例尺土壤图制图实现注记的自动化配置提供参考。 展开更多
关键词 土壤图 注记 自动配置 图层 分级码 要素 数据库驱动
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流域氮素主要输出途径及变化特征
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作者 李文超 +4 位作者 翟丽梅 刘宏斌 胡万里 刘申 任天志 《环境科学》 CSCD 北大核心 2018年第12期5375-5382,共8页
流域农业面源输出氮素是湖泊流域水体中氮的主要来源之一,对水环境安全造成了极大威胁.不同流域间地形、水文、植被覆盖等因子的差异及气象条件的变化,造成氮的输出途径具有流域异质性及时间变化特征.本研究以高原湖泊典型流域——凤羽... 流域农业面源输出氮素是湖泊流域水体中氮的主要来源之一,对水环境安全造成了极大威胁.不同流域间地形、水文、植被覆盖等因子的差异及气象条件的变化,造成氮的输出途径具有流域异质性及时间变化特征.本研究以高原湖泊典型流域——凤羽河流域为例,基于2011-06-2013-05期间径流水量、水质高频监测数据,应用基流分割的方法,通过分析流域产流与氮素输出途径的季节性变化,探讨了流域氮素输出的主要途径及变化特征.结果表明,基流是高原湖泊流域水量输出的主要形式和总氮输出的主要途径;基流输出水量及总氮负荷分别占流域总输出水量的80. 0%和流域总氮输负荷的71. 1%;降雨显著增加了流域水量和总氮负荷的输出量,同时改变了总氮的输出途径;降雨导致地表径流量增加,进而使流域输出水量和总氮输出负荷中地表径流途径的比重升高;当地表径流占流域输出水量的比重约达40%以上时,流域总氮输出的主要途径由基流转变为地表径流;监测周期内,地表径流输出的总氮负荷占流域总输出负荷的比重最高达65. 6%. 展开更多
关键词 面源污染 输出途径 基流分割 氮素 变化特征
农田合理施氮量的推荐方法 预览 被引量:1
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作者 张亦涛 王洪媛 +4 位作者 张继宗 翟丽梅 任天志 刘宏斌 《中国农业科学》 CSCD 北大核心 2018年第15期2937-2947,共11页
为了实现作物高产的同时降低氮素环境污染风险,确定农田合理施氮量是最有效的方法之一。作者在阐明氮肥合理施用概念及中国氮肥施用现状的基础上,系统分析了国内外氮肥合理施用量的主要推荐方法,包括:基于土壤测试的推荐方法、基于氮肥... 为了实现作物高产的同时降低氮素环境污染风险,确定农田合理施氮量是最有效的方法之一。作者在阐明氮肥合理施用概念及中国氮肥施用现状的基础上,系统分析了国内外氮肥合理施用量的主要推荐方法,包括:基于土壤测试的推荐方法、基于氮肥施用效应函数的推荐方法、基于氮素输入输出平衡的推荐方法以及基于淋溶水硝态氮超标临界值的推荐方法等4种。前3种方法首先关注氮素农学效应其后评价环境效应,以获得较好的农学效益为出发点,具有一定的科学性,在实践中也证明了其适用性。第4种方法首先考虑氮素环境效应然后评价其对产量影响,以确保地下水硝态氮含量不超标为直接目标,能够量化氮肥合理施用量的实际环境效应,但淋溶水硝酸盐超标临界施氮量的确定由于受多种因素的影响而存在一定的不确定性,其在年际间、区域间、土壤类型间的变异程度均有待进一步研究。 展开更多
关键词 合理施氮量 农学效应 环境效应 最高产量施氮量 临界施氮量
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农业面源污染现状及防控技术 预览 被引量:3
8
作者 武淑霞 刘宏斌 +6 位作者 刘申 王耀生 谷保静 金书秦 翟丽梅 王洪媛 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2018年第5期23-30,共8页
农业面源污染是造成我国水环境污染的主要因素之一,具有随机性强、污染排放不固定、污染负荷变化大等特点,防治较点源污染更为困难,了解农业面源污染现状及其防控技术是进行面源污染治理的前提。本文概述了农业面源污染成因及其现状,指... 农业面源污染是造成我国水环境污染的主要因素之一,具有随机性强、污染排放不固定、污染负荷变化大等特点,防治较点源污染更为困难,了解农业面源污染现状及其防控技术是进行面源污染治理的前提。本文概述了农业面源污染成因及其现状,指出种植业中肥料的不合理施用和规模化畜禽养殖排污是当前最重要的农业面源污染来源,较全面地介绍了种植业和畜禽养殖业中较为成熟的面源污染防控技术,提出“源头控制为主、过程阻控与末端治理相结合”是当前进行农业面源污染防控的主要途径,应因地制宜地采用相应的面源污染防控技术,实现环境效益、经济效益和社会效益的同步发展。 展开更多
关键词 农业面源污染 农田养分流失 畜禽养殖排污 防控技术
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长期增施有机肥/秸秆还田对土壤氮素淋失风险的影响 预览 被引量:4
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作者 盖霞普 刘宏斌 +5 位作者 翟丽梅 杨波 任天志 王洪媛 武淑霞 《中国农业科学》 CSCD 北大核心 2018年第12期2336-2347,共12页
【目的】研究长期增施有机肥/秸秆还田对作物产量及土壤氮素淋失风险的影响,旨在为华北平原冬小麦-夏玉米轮作区增强土壤肥力、提高作物产量及降低农业面源污染风险提供依据。【方法】以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试... 【目的】研究长期增施有机肥/秸秆还田对作物产量及土壤氮素淋失风险的影响,旨在为华北平原冬小麦-夏玉米轮作区增强土壤肥力、提高作物产量及降低农业面源污染风险提供依据。【方法】以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台,研究长达27年不同施肥处理对冬小麦-夏玉米产量、土壤肥力、氮素淋失风险和土壤氮素剖面分布的影响,试验共设置5个施肥处理,即:对照(CK);氮磷钾(NPK);氮磷钾+有机肥(NPKM);氮磷钾+过量有机肥(NPKM+);氮磷钾+秸秆还田(NPKS)。【结果】(1)在27年的不同施肥处理中,长期增施有机肥/秸秆还田均能使作物增产,改善土壤肥力。其中,增施有机肥处理尤为显著,与NPK相比,NPKM、NPKM+处理提高小麦和玉米产量分别为41%—50%和30%—32%;增加0—20 cm表层土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量分别为62%—121%、107%—187%;但降低小麦、玉米氮肥偏生产力(PFPN)分别达22%—32%、27%—41%。而NPKS处理对作物增产及提升土壤肥力的作用低于增施有机肥处理,对小麦产量、玉米产量、SOC、TN含量的增幅分别为24%、6%、9%、97%,但提高小麦季PFPN为216%、降低玉米季PFPN为40%。(2)长期增施有机肥/秸秆还田处理中,0—20 cm表层土壤SOC、TN、硝态氮(NO3—-N)、可溶性碳氮等养分含量以及氮矿化速率、硝化潜势等微生物学过程显著高于20—200 cm,说明长期增施有机肥/秸秆还田等外源碳的添加对土壤养分及微生物学过程的影响主要发生在表层。(3)与NPK相比,NPKM处理能够显著增加100—200 cm深层土壤中NO3--N含量,NO3--N平均含量为17.8—26.1 mg·kg^-1;而NPKS处理在一定程度上能够增加0—100 cm土层NO3--N含量,NO3--N平均含量为3.6—13.4 mg·kg^-1,表明增施有机肥会促进土壤NO3--N的向下迁移,而秸秆还田对土壤NO3--N具有一定的固持作用。此� 展开更多
关键词 长期施肥 有机肥 秸秆还田 作物产量 氮素淋失风险 褐潮土 冬小麦 夏玉米
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我国畜禽养殖粪污产生量及其资源化分析 预览 被引量:3
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作者 武淑霞 刘宏斌 +6 位作者 黄宏坤 王洪媛 翟丽梅 刘申 张英 胡钰 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2018年第5期103-111,共9页
畜禽养殖业粪污的不合理排放是我国农业面源污染的主要来源,但粪尿本身也是潜在资源,如何将畜禽粪污最大程度资源化、减少对环境的污染,成为我国养殖业可持续发展中必须面对并解决的一个重大问题。本文采用排污系数法计算了我国畜禽养... 畜禽养殖业粪污的不合理排放是我国农业面源污染的主要来源,但粪尿本身也是潜在资源,如何将畜禽粪污最大程度资源化、减少对环境的污染,成为我国养殖业可持续发展中必须面对并解决的一个重大问题。本文采用排污系数法计算了我国畜禽养殖粪污产生量,并针对其资源化现状、问题等进行了分析。结果表明,随着畜禽养殖规模化、集约化程度的提高,畜禽粪便可资源化利用的数量不断增加。2015年规模化畜禽养殖粪污产生量为3.834×10^9t,其中新鲜粪便6.36×10^8t,尿液5.65×10^8t,污水2.633×10^9t。从总量上看,我国畜禽粪尿中氮、磷产生量分别为1.229×10^7t和2.046×10^6t,以河南省产生量最高,其次为山东、河北、四川、湖南等省。畜禽粪便资源化利用方式主要作为肥料、能源和饲料等使用,对畜禽粪污农田利用现状进行了调查和研究,针对畜禽粪便资源化过程中的问题给出了建议。 展开更多
关键词 畜禽养殖 粪污 资源化
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黑土区县域土壤养分空间分布特征及其影响因子 预览
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作者 杜可 王乐 +1 位作者 张淑香 《植物营养与肥料学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1465-1474,共10页
土壤养分是农业生产的必要条件,了解土壤养分的空间变化,对指导精准施肥有一定意义。[方法] 本文以地统计学为基础,利用ArcGIS软件,对克山县土壤养分数据进行析取克里格以及泛克里格插值,得到土壤养分的空间分布图,并通过DEM数据... 土壤养分是农业生产的必要条件,了解土壤养分的空间变化,对指导精准施肥有一定意义。[方法] 本文以地统计学为基础,利用ArcGIS软件,对克山县土壤养分数据进行析取克里格以及泛克里格插值,得到土壤养分的空间分布图,并通过DEM数据提取坡度、坡向、曲率等相关地形因子,在SPSS软件中进行地形因子与土壤养分的相关分析。[结果] 克山县土壤有机质、有效磷、速效钾和全氮含量平均值分别为43.89 g/kg、28.35 mg/kg、184.75 mg/kg和1.81 g/kg,有机质与全氮的变异系数均为0.09,属于弱变异强度,而有效磷与速效钾的变异系数分别为0.18与0.11,属于中等变异强度。有机质、速效钾及全氮的含量与海拔均呈显著的正相关关系(P〈0.01),其中,有机质与全氮受海拔的影响程度最大。有机质以及全氮的含量还受到坡度的影响,与坡度呈显著的正相关性。不同土地利用方式间,旱地和菜地有机质和速效钾含量显著高于水田,而有效磷显著低于水田,全氮含量差异不显著。[结论] 克山黑土区土壤有机质和全氮含量变异小,而有效磷和速效钾含量变异大。土壤养分的空间分布受到坡度与海拔的影响,尤其海拔对有机质与全氮的影响程度最大。土地利用类型、土壤类型以及成土母质也影响养分的分布。 展开更多
关键词 克山县 地统计学 克里格插值 地形因子
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湖北省三峡库区不同种植模式下农田地表径流氮磷流失特征 预览
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作者 刘方谊 夏颖 +5 位作者 黄敏 刘宏斌 范先鹏 张富林 吴茂前 《农业资源与环境学报》 CAS 北大核心 2018年第6期550-558,共9页
为了识别湖北省三峡库区氮磷流失的高风险种植模式和高风险区,以种植模式为单元研究区域农田地表径流氮磷流失特征,采用流失系数法,分析了湖北省三峡库区4个县(区)18种主要种植模式农田地表径流途径土壤本底、肥料氮磷流失情况。结果表... 为了识别湖北省三峡库区氮磷流失的高风险种植模式和高风险区,以种植模式为单元研究区域农田地表径流氮磷流失特征,采用流失系数法,分析了湖北省三峡库区4个县(区)18种主要种植模式农田地表径流途径土壤本底、肥料氮磷流失情况。结果表明:库区农田氮磷流失量分别为2035.0t和213.2t,其中夷陵区最高,分别占库区总量的53.8%和50.5%,该区氮磷流失强度也最高。当季施肥造成的氮磷流失量分别占农田流失总量29.6%和26.3%。18种模式中,平地-露地蔬菜和平地-园地是氮流失量最大的两种种植模式,占库区农田总流失量53.2%;平地-露地蔬菜是磷流失量最大的种植模式,占库区农田总流失量的43.3%。平地、缓坡地、陡坡地三类坡度农田中,平地农业集约程度高,氮磷流失量最高,分别占库区氮磷流失量56.1%和57.1%,缓坡地次之,陡坡地的种植强度低,氮磷流失量最低。几种土地利用方式中,平原旱地利用方式氮磷流失量分别占库区氮磷流失量的38.5%和48.5%,流失强度为17.1、2.3kg·hm^-2,远高于园地、坡耕地、水田。研究表明,夷陵区是氮磷流失高风险区,平地-露地蔬菜和平地-园地是氮磷流失的高风险种植模式。 展开更多
关键词 三峡库区 种植模式 地表径流 施肥 氮磷流失
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中温-暖温带表土碳氮磷生态化学计量特征的空间变异性——以河北省为例 预览 被引量:6
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作者 曹祥会 龙怀玉 +4 位作者 周脚根 朱阿兴 刘宏斌 邱卫文 《生态学报》 CSCD 北大核心 2017年第18期6053-6063,共11页
解析区域土壤碳氮磷元素的生态化学计量特征的空间分异格局有助于土壤养分的综合管理与利用。运用传统统计学和地统计学分析方法,以河北省为例分析了中温-暖温带表土(0—30cm)碳氮磷元素的生态化学计量特征的空间变异性及影响因素。... 解析区域土壤碳氮磷元素的生态化学计量特征的空间分异格局有助于土壤养分的综合管理与利用。运用传统统计学和地统计学分析方法,以河北省为例分析了中温-暖温带表土(0—30cm)碳氮磷元素的生态化学计量特征的空间变异性及影响因素。结果显示:(1)土壤有机碳(SOC)、全氮(TSN)、全磷(TSP)其摩尔比率的变异系数均介于0.1—1之间,表明其在空间上存在中等程度的变异性。此外,C:N的变异系数较小,表明C:N较稳定。(2)表土TSP和C:N具有小范围、强烈的空间自相关性。SOC、TSN、C:P和N:P具有较大范围、中等程度的空间自相关性,结构性因素是土壤碳氮磷含量及其摩尔比率空间变异的主要影响因素。从空间分布规律来看,表土碳氮磷含量及其摩尔比率均没有呈现明显的递增或递减的变化规律,SOC、TSN、C:P和N:P具有相同的空间分布趋势,高值区主要分布在冀={E地区,分布面积较小,低值区分布范围较广;C:N的高值区零星分布在冀北地区,TSP的高值区和低值区呈现斑块状分布。(3)土壤C:N、C:P和N:P受到土壤理化性状、土地利用方式、人类扰动、气候及地形等因素的调控。此外,不同气候带的C:N、C:P和N:P也存在一定的差异,研究区土壤C:N与高寒带较接近,同时与其他气候带没有显著的差异;C:P和N:P与温带沙漠区较接近,与其余气候带存在显著的差异性,说明不同气候带之间的C:N较C:P和N:P稳定。 展开更多
关键词 碳氮磷 生态化学计量 地统计 空间变异
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三峡库区古夫河小流域氮磷排放特征 被引量:7
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作者 华玲玲 李文超 +5 位作者 翟丽梅 崔超 刘宏斌 任天志 张富林 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期138-146,共9页
本文以三峡库区古夫河小流域为研究对象,在自然降雨条件下,自2014年1月至2014年12月对古夫河小流域出水口断面水质水量进行了连续监测,分析了流域出水口断面污染物氮磷输出浓度、排放负荷随降雨的季节变化特征及其形态组成.结果表明,古... 本文以三峡库区古夫河小流域为研究对象,在自然降雨条件下,自2014年1月至2014年12月对古夫河小流域出水口断面水质水量进行了连续监测,分析了流域出水口断面污染物氮磷输出浓度、排放负荷随降雨的季节变化特征及其形态组成.结果表明,古夫河小流域年度水流量为0.6×108m3,7-9月丰水期径流量占全年的63.9%,流域出口径流流量与年降雨量间存在极显著(P〈0.01)的线性相关关系.小流域总氮的年排放负荷为1 432 t·a-1,溶解态氮是氮的主要排放形态,各月份溶解态氮排放负荷占总氮比例的变化范围为55.4%-91.3%,7-9月丰水期总氮排放负荷达853 t·a-1,占全年的59.6%;硝态氮输出浓度与降雨量间存在显著(P〈0.05)线性相关关系,其他形态氮浓度与降雨量、泥沙量间线性相关关系均不显著.总磷的年排放负荷为563.1 t·a-1,颗粒态是磷的主要排放形态,各月份颗粒态磷排放负荷占总磷比例的变化范围为41.9%-79.5%,丰水期总磷的排放负荷占全年的71.2%,总磷、可溶性总磷和颗粒态磷与降雨量和泥沙流失量之间均存在显著(P〈0.05)线性相关关系. 展开更多
关键词 三峡库区 小流域 面源污染
生物炭对土壤微生物量及其群落结构的影响 预览
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作者 盖霞普 翟丽梅 +4 位作者 王洪媛 刘宏斌 任天志 武淑霞 《沈阳农业大学学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期399-410,共12页
大量研究表明,生物炭对不同类型土壤中微生物量及群落结构特征影响不同,为探讨这种影响差异是来自生物炭类型还是土壤本身特征,选择红壤和黑土两类典型土壤同时开展了生物炭对不同类型土壤微生物量及其群落结构的影响作用研究,为生物炭... 大量研究表明,生物炭对不同类型土壤中微生物量及群落结构特征影响不同,为探讨这种影响差异是来自生物炭类型还是土壤本身特征,选择红壤和黑土两类典型土壤同时开展了生物炭对不同类型土壤微生物量及其群落结构的影响作用研究,为生物炭在不同类型农田土壤中的应用提供一定借鉴和参考。采用玉米秸秆生物炭(炭化温度500℃)作为供试材料,分别按照炭土质量比0、1%、2%和4%施用于红壤和黑土中,通过41d的好气培养试验,研究生物炭对土壤p H、有机碳(SOC)、全氮(TN)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)的影响,以及磷脂脂肪酸(PLFA)表征的微生物群落结构的影响。结果表明:从时间尺度变化规律来看,两类土壤中SOC和TN含量随着培养时间的延长而逐渐降低,土壤NH4+-N、NO3--N、MBC以及MBN呈现波动性变化规律,这与土壤中可利用态碳氮养分消耗有关。从生物炭添加效果来看,生物炭对两类土壤生化性质和微生物群落结构的影响差异显著:生物炭能够显著提高红壤p H,达1.9%~17.0%,而对黑土p H影响不明显;生物炭能显著提高红壤和黑土中SOC含量,对红壤SOC的提升潜力更大,达18.6%~85.7%,而对NH4+-N和NO3--N含量影响不显著。生物炭会降低红壤中MBC、MBN和PLFA含量及其微生物群落结构多样性,降低幅度分别为17.4%~50.2%、19.8%~23.9%、24.9%~43.1%,对细菌/真菌没有显著影响;然而,生物炭的添加能够提高黑土MBC、MBN和PLFA含量及其微生物群落结构多样性,PLFA总量是对照的1.2~1.6倍,并增加微生物群落结构中细菌的比例。施用生物炭能够改善红壤和黑土的养分状况,且对有机质含量较低的酸性红壤的提升潜力更强;生物炭对土壤微生物量及群落结构的短期影响受特定土壤生化性质影响很大,其长期作用影响还需进一步研究。 展开更多
关键词 生物炭 土壤养分 微生物量 磷脂脂肪酸 红壤 黑土
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典型入湖河流水体氮素变化特征及其对降雨的响应:以太湖乌溪港为例 被引量:1
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作者 连慧姝 刘宏斌 +6 位作者 李旭东 宋挺 刘申 任天志 武淑霞 李影 《环境科学》 CSCD 北大核心 2017年第12期5047-5055,共9页
以2010~2015年太湖主要入湖港口乌溪港的水质监测数据为基础,结合当地降雨资料,分析了乌溪港水体中氮素的时间变化特征及其对降雨的响应.结果表明,乌溪港水体污染情况严峻,总氮年均值在4.41-5.92 mg·L-1之间,远超地表水环境质量标... 以2010~2015年太湖主要入湖港口乌溪港的水质监测数据为基础,结合当地降雨资料,分析了乌溪港水体中氮素的时间变化特征及其对降雨的响应.结果表明,乌溪港水体污染情况严峻,总氮年均值在4.41-5.92 mg·L-1之间,远超地表水环境质量标准V类限值2 mg·L-1,氨氮在1.09-1.72 mg·L-1之间.总氮和氨氮浓度呈现明显的季节性变化规律,春冬季节浓度高,夏秋季节浓度较低.2015、2011、2012年总氮浓度均值分别为5.92、5.47、5.82 mg·L-1,显著高于2013年4.45 mg·L-1和2014年4.41 mg·L-1,2011年氨氮浓度均值为1.72 mg·L-1,显著高于2013年1.19 mg·L-1和2015年1.09 mg·L-1.随着降雨强度的增加,总氮浓度呈现先降低后升高最后又降低的趋势,氨氮浓度则先升高后逐渐降低.此外,氮素浓度呈现非汛期高于汛期的特征. 展开更多
关键词 入湖河流 总氮 氨氮 时间变化特征 降雨
流域磷素面源污染产生与输移空间分异特征 预览 被引量:8
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作者 李文超 翟丽梅 +6 位作者 刘宏斌 张亮 刘申 任天志 胡万里 付斌 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2017年第2期711-719,共9页
由于面源污染物从坡面产生后至向流域出口输出过程会发生一系列变化,如在河道迁移过程发生的沉降衰减,基于污染物产生与输出空间分布识别关键区会存在一定的差异.因此,本研究选取面源污染较为严重的高原湖泊洱海典型小流域,以子流域为... 由于面源污染物从坡面产生后至向流域出口输出过程会发生一系列变化,如在河道迁移过程发生的沉降衰减,基于污染物产生与输出空间分布识别关键区会存在一定的差异.因此,本研究选取面源污染较为严重的高原湖泊洱海典型小流域,以子流域为空间分析单元,采用经实测数据验证后的定量模拟工具-SWAT模型和数学统计方法,分析流域面源磷产生与输出的空间分布及差异,评估河道迁移过程对两者空间分布差异的影响.结果表明:流域面源流失磷产生强度存在明显的空间分异特征,不同子流域流失磷的产生强度在1.52~1.82kg/hm2之间变化,高强度区主要集中在有坡耕地分布的水文敏感区和植被覆盖度差的土壤侵蚀敏感区;不同子流域流失的磷经河道迁移后发生了-25.6%~21.6%的变化,导致流失磷的输出与产生空间分布出现差异,较高产生强度区,磷流失高输出强度区缩小为土壤侵蚀敏感区;不同子流域流失磷经河道迁移后发生的不同变化受流失磷产生强度与径流迁移时间的综合影响. 展开更多
关键词 流域 面源磷 河道迁移过程 空间分布 SWAT模型
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太湖蠡河小流域水质的空间变化特征及污染物源解析 被引量:3
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作者 连慧姝 刘宏斌 +5 位作者 李旭东 宋挺 任天志 武淑霞 李影 《环境科学》 CSCD 北大核心 2017年第9期3657-3665,共9页
为了解太湖流域河流中污染物的来源及时空变化特征,于2014年在太湖湖西区蠡河小流域开展水质监测,对从上游到下游的5个监测点汛期和非汛期水体中的总磷(TP)、氨氮(NH4^+-N)、化学需氧量(COD)浓度的变化规律及其影响因素进行了研... 为了解太湖流域河流中污染物的来源及时空变化特征,于2014年在太湖湖西区蠡河小流域开展水质监测,对从上游到下游的5个监测点汛期和非汛期水体中的总磷(TP)、氨氮(NH4^+-N)、化学需氧量(COD)浓度的变化规律及其影响因素进行了研究.结果表明,监测期间流域水体中TP、NH4^+-N、COD的浓度均值为0.176、1.075、10.626 mg·L^-1,水质状况总体较好,未超过Ⅳ类水标准.从上游到下游TP、NH4^+-N浓度逐渐升高,下游水质较差,均属于劣Ⅴ类水质;而COD浓度较低,未超过Ⅳ类水标准.受降雨的影响,污染物浓度在汛期略高于非汛期.在非汛期,污染物浓度从上游到下游逐渐升高,而在汛期,各监测点污染物浓度没有明显的变化趋势.随着居民地面积的增加,林地面积的减少污染物浓度逐渐升高.流域人口密度、畜禽养殖与水体中污染物浓度显著相关.蠡河流域农业面源污染的主要来源是生活源和畜禽养殖源. 展开更多
关键词 面源污染 污染物流失特征 总磷 氨氮 COD 源解析
基于改进卡尔曼滤波算法的雷达定量降雨估算 预览
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作者 曲小康 芮小平 +1 位作者 于雪涛 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2017年第7期417-425,共9页
针对雷达定量降雨估算误差较大的问题,本文提出一种使用改进卡尔曼滤波对雷达估算值进行校准的方法。先确立G/R(自动气象站测量值/天气雷达估算值)校准因子模型,并应用普通卡尔曼滤波方法对G/R校准因子建立预测系统和测量系统,同时引... 针对雷达定量降雨估算误差较大的问题,本文提出一种使用改进卡尔曼滤波对雷达估算值进行校准的方法。先确立G/R(自动气象站测量值/天气雷达估算值)校准因子模型,并应用普通卡尔曼滤波方法对G/R校准因子建立预测系统和测量系统,同时引入系统参数的校准过程和系统误差的自适应估计过程,动态调整卡尔曼滤波中各项参数值;最后将滤波后的G/R因子用于校正雷达定量降雨估算,得到较准确的降雨估算值。利用长春市天气雷达2015年8月19-20日和2016年月8月6-7日两次降雨过程的雷达产品和加密自动站逐小时的降雨资料,对卡尔曼滤波方法进行检验分析。结果表明:改进卡尔曼滤波和普通卡尔曼滤波校准后雷达降雨估算结果优于未校准的降雨估算结果,普通卡尔曼滤波方法和改进卡尔曼滤波方法的平均相对误差分别从0.6047减至0.3557和0.2645,从0.8052减至0.3096和0.1715,且改进算法效果优于普通卡尔曼滤波算法,校准后雷达降雨估算准确度明显提高。 展开更多
关键词 G/R校准因子 改进卡尔曼滤波 定量降雨估算 自适应估算
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基于历史数据的HJ-1B/IRS热红外通道定标与分析 预览
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作者 杨红艳 李家国 +4 位作者 朱利 殷亚 张永红 陈宜金 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期45-49,共5页
为获取2013年HJ-1B/IRS热红外通道(B08)绝对辐射定标系数,以TERRA/MODIS为参考传感器,以青海湖为研究区域,采用双通道差分模型进行交叉定标。对比分析不同观测角度、成像时差对定标精度的影响,结果表明,参考传感器观测角度30°以... 为获取2013年HJ-1B/IRS热红外通道(B08)绝对辐射定标系数,以TERRA/MODIS为参考传感器,以青海湖为研究区域,采用双通道差分模型进行交叉定标。对比分析不同观测角度、成像时差对定标精度的影响,结果表明,参考传感器观测角度30°以内、成像时差1 h左右交叉定标条件最佳,且回归拟合的定标系数精度最高。通过采用2013年10月26日宁德附近海域星地同步实验数据进行精度验证,结果表明,此定标系数得到的表观辐亮度误差在0.02 Wm-2μm-1sr-1以内,表观亮温误差在0.15℃以内。同时,通过与历年辐射定标系数(2008-2012年)进行对比,所得定标系数精度分别提高98.50%、98.24%、90.21%、20.87%和98.31%。总之,此文定标系数精度较高、结果可靠,可应用于IRS B08通道。 展开更多
关键词 定标 历史数据 MODIS IRS
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