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农田是温室气体氧化亚氮（N2O）的重要排放源,位于东北地区的黑土地是我国重要的粮食生产基地。目前我国农田N2O排放增速正在放缓,但是东北黑土区仍在加快。针对我国东北黑土区的自身特点和N2O排放研究现状,本文综合分析了黑土N2O排放特征、产生过程与影响因素。结果表明,东北农田黑土N2O-N背景排放量平均为0.56±0.29 kg·hm?2,施用化肥黑土N2O-N平均排放量为1.49±1.09 kg·hm?2,化肥氮诱导的N2O排放系数（EF）为0.45%±0.42%。与中国旱地和世界其他黑土区相比,东北农田黑土的背景排放量和EF均处于较低水平。这是因为在正常降雨条件下,东北黑土N2O主要是由硝化作用产生,反硝化作用受到活性碳缺乏的限制。冻融过程则可能促进反硝化作用进行,诱导春融期N2O出现爆发式排放。与我国其他农田相比,东北黑土N2O排放研究明显不足,今后应加强对不同区域黑土N2O排放的原位观测,阐明冻融过程N2O的产生机制,评估黑土N2O排放对气候变化的响应;同时应加强研究秸秆还田、有机肥施用等措施对N2O排放的影响效应,从而制定出黑土地质量提升和N2O减排的双赢措施。 相似文献
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东北黑土地区耕地质量现状与面临的机遇和挑战 总被引：7，自引：3，他引：4
东北黑土地区是世界四大黑土区之一,耕地总面积3584万hm2,粮食产量占全国粮食总产量的1/4、商品粮的1/3,为保障国家粮食安全做出了重要贡献。由于土壤侵蚀和长期高强度重用轻养等原因,黑土地区土壤耕层变薄、有机质含量降低、土壤酸化、结构变差、功能退化,导致黑土“变薄、变瘦、变硬”。通过分析明确了该地区耕地后备资源较少、中低产田比例偏高、农田基础设施不足等问题,指出保证国家粮食安全是黑土地区面临的最大机遇,提升黑土地区耕地质量是面临的最大挑战。进一步明确了提升黑土地区耕地质量主要对策,包括加强水土流失治理,确保黑土地耕层不变薄;加强有机物料投入,确保黑土地有机质不下降;重视平衡施肥和酸化土壤改良,遏制土壤酸化;加强高标准农田建设,确保黑土地质量不降低;完善耕地质量建设管理制度,确保黑土地保护有法可依。 相似文献
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黑土是我国重要的土壤资源,承载了全国50%以上的玉米产量。但过量的化肥施入和不合理的农业管理造成黑土土壤氮磷大量残留,氮磷淋溶风险增强。相关研究表明,尽管黑土区旱地农田氮磷淋溶损失相对较低,肥料残留效应仍致使其潜在淋溶风险增强。因此,本研究综合分析了环境因子和农业管理措施对黑土区农田氮磷淋溶特征的影响规律,明确了黑土氮磷淋溶消减措施,并针对玉米农田和蔬菜地提出消减策略。具体结果如下:施肥和降水是影响黑土农田氮磷淋溶的重要因素,灌溉是影响蔬菜地氮磷淋溶的关键农田管理措施;按需施肥、有机无机配施、避免雨热同期追肥、节水灌溉、免耕秸秆覆盖、不同作物轮作和添加生物炭等均是适合于当地气候和土壤条件的氮磷淋溶阻控措施。建议玉米农田采用一次性基肥施入,有机肥占比50%～70%,采用免耕秸秆覆盖技术;蔬菜地在常规施肥和灌溉频次下分别降低20%的施肥量和灌溉量,推荐蔬菜秋季收获后秸秆粉碎深埋等管理措施。本研究明确了黑土区农田氮磷淋溶消减策略,有助于实现黑土区农业绿色可持续发展和绿色生态环境的构建。 相似文献
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东北黑土地保护利用研究足迹与科技研发展望 总被引：7，自引：1，他引：6
中国东北黑土是世界上最肥沃、垦殖时间较短的土壤类型之一,在保障国家粮食安全中具有非常重要的地位。本文在总结东北黑土地概况（定义、分布、土壤类型和垦殖时间）的基础上,梳理了东北黑土地的研究足迹,并提出了未来东北黑土地科技研发的方向。东北黑土地包括黑土、黑钙土、草甸土、白浆土、暗棕壤和棕壤6种土壤类型,主要分布在辽河平原、松嫩平原和三江平原。自然黑土肥力较高,但是开垦后受生态系统改变和人类活动的双重驱动,土壤肥力发了巨大变化,土壤有机质含量在垦殖初期（约30a）迅速下降,开垦50a后下降速度趋于稳定;侵蚀区黑土层受风蚀和水蚀等影响出现了不同程度的流失。有机培肥、轮作、等高种植等技术措施已经被广泛应用于黑土培肥与水土流失防治。黑土层是黑土地的标志性土层,是黑土地肥力的核心。基于黑土层保护的东北黑土地保护利用建议从以下3方面开展科学研究：（1）解析人类活动下的黑土层厚度及颜色变化过程和驱动机制,探索现代农业管理方式下维持和增加黑土层厚度的技术途径;（2）针对东北黑土地6种土壤类型耕地限制粮食生产能力的主控因子,因地制宜建立以“肥沃耕层构建”、“障碍性土层消减”和“控蚀固土增肥”为核心的东北黑土地保护利用技术模式,研发相关配套技术,探索模式的适应性及应用效果和机理;（3）以长坡为研究对象建立水土流失观测场,集中研发坡耕地控制面蚀和沟蚀的新技术和新模式。 相似文献
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科技部“十三五”农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发重点专项
“农田氮磷淋溶损失污染与防控机制研究”项目正式启动 总被引：2，自引：2，他引：0
集约化农田通过投入大量化肥和灌溉提高作物产量,过量的化肥养分通过淋溶损失到地下水,对地下水环境产生巨大影响。这种高强度的人为干预,形成了集约化农业特有的根层-深层包气带-地下水系统。我国农业主产区集约化程度和污染负荷居全球之首,对环境影响为全球典型。我国地下水污染日益严重,80%监测点地下水为Ⅳ和Ⅴ类,与农田淋溶相关的“三氮”(氨氮、亚硝态氮、硝态氮)是最主要的污染源。黑土、潮土和褐土区是我国粮仓,氮磷肥、灌溉过量投入,也是农田氮磷淋溶和地下水污染的易发区和高发区。因此,开展氮磷在根层-深层包气带-地下水淋溶机理和阻控机制的理论研究,是保障国家粮食安全和生态环境可持续的迫切需求。由农田点污染控制向区域农田氮磷淋失风险控制分区及其相关氮磷消减政策法案的结合治理是国际上农田氮磷淋失污染控制的发展趋势。欧洲联盟(EU-27)制定硝酸盐指令(nitrate directive)和水指令(water framework directive),规范肥料与灌溉水的施用量和方式,提高氮磷的利用效率,减少氮磷淋失,并通过划分硝酸盐脆弱敏感区,进行重点防控。由此可见,研究从农田到区域的氮磷淋溶规律和区域阻控途径意义重大。针对这一社会需求,近日,科技部联合农业部启动了第一批“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”重点专项,“农田氮磷淋溶损失污染与防控机制研究项目”属于专项2016年首批启动的基础研究项目之一。 相似文献
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东北黑土区是世界仅有的三大块黑土区之一,是我国重要的粮食生产基地,但黑土区在发展过程中出现了严重的土地退化问题。黑土地退化既有自然原因也有人为原因,虽然看起来其直接原因是人类对黑土地的过度开发和不合理的利用,但深层次原因则在于制度,包括现行农村土地制度、黑土地资源的定价制度、政府扶持制度和非正式制度等。深入了解导致黑土地退化的社会经济原因对于从制度建设上解决黑土地退化问题具有重要意义。 相似文献
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黑土区是我国重要的粮食生产基地,目前正面临着严峻的水土流失环境问题,关系到区域的生态安全、粮食安全和持续发展。分析黑土及其土壤侵蚀与肥力变化的特点、态势与潜在胁迫,试图为国家黑土区水土保持试点工程建设、保护黑土资源与肥力、提高黑土地生产力、保障国家粮食安全提供决策信息。 相似文献
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黑土农田土壤有机碳演变研究进展 总被引：11，自引：1，他引：10
在我国, 由于国家粮食安全的需要, 关注黑土、研究黑土的人越来越多, 尤其是黑土可持续利用及其与环境的关系已成为当今研究的热点问题。黑土研究领域中最活跃的部分是黑土农田土壤有机质(碳)的研究。基于此, 本文依据有关文献资料, 简述了我国黑土的分布、黑土开垦历史、农田土壤有机碳的演变及其在农业上的贡献, 系统分析了国内外农田土壤碳研究的方法及其进展, 指出了开展我国黑土农田土壤碳演变及其预测研究的现实意义及其潜在价值, 建议未来应侧重黑土农田土壤有机碳的变化与调控方面的研究, 即在黑土农田土壤有机碳的定向培育技术、指标体系和量化表征评估方法、预测模型等方面有所突破, 最终形成黑土农田土壤有机碳保护和利用的理论和方法。 相似文献
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黑土富含有机质,适宜耕种,具有极高作物生产潜力。黑土耕地是重要农业自然资源与主要的粮食生产基地。随着我国黑土大规模开发、高强度利用、不合理的田间管理措施以及水土流失导致其耕地地力呈现不断下降的态势,突出表现就是土壤有机质含量的降低,给东北黑土区农业可持续发展带来隐患,直接影响粮食安全和生态安全。因此,深入了解全球黑土有机质变化态势,采取科学、有效的田间管理措施,建立黑土生态保护机制,遏制黑土耕地土壤有机质含量不断下降的趋势,既是农业生产实际的客观需求,也是农田生态学需要解决的科学问题。本文根据近年来国内外黑土有机质的文献资料,参考了国外黑土有机质研究前沿进展,对黑土耕地有机质的利用现状、演变过程和发展趋势进行了深入剖析,总结了黑土区耕地土壤有机质保持与提升技术措施,并提出未来我国黑土耕地农业生产与生态保护兼顾的技术路线。 相似文献
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场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控研究进展与展望 总被引：3，自引：1，他引：2
近年来,中国重点行业场地土壤-地下水重金属和有机污染物污染十分突出,已成为土壤环境治理修复亟待解决的重要问题之一。多介质界面是控制场地系统复合污染物环境行为的关键。因此,开展场地土壤与地下水污染物多介质界面过程与调控机制研究,对于认知场地污染成因与治理修复具有重要的科学意义。系统分析了国内外场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控研究进展与发展趋势,指出了目前该研究领域中存在的科学与技术问题,提出了我国场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控原理的研究思路与重点方向,以推动我国场地土壤和地下水环境科学理论与技术的发展。 相似文献
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东北黑土地是世界主要黑土带之一,是我国粮食作物主产区,在保障国家粮食安全方面贡献极大。近几十年,东北黑土地出现的“变薄、变瘦、变硬”等耕地质量退化问题严重制约了粮食产能的稳步提升。对东北黑土地资源进行合理、科学的认知,并采取有效措施对黑土地进行保护与利用成为该地区农业可持续发展的关键。然而,东北黑土地在地理位置、自然环境、农业生产和土壤资源组成的复杂性,阻碍了黑土地保护利用政策的科学制定和顺利实施。以此为背景,本文根据东北黑土地自然资源条件和农业生产特征,按照区别差异性、归纳共同性的原则,将东北黑土地划分成松嫩平原区、三江平原区、辽河平原区、长白山辽东区、西部风沙区和大小兴安岭区6个类型区,分别概述了不同类型区在气候、地理和土壤组成方面的特征;从气候、农业生产和土壤限制因素等层面探讨了不同类型区面临的主要问题;分析和归纳了当前不同类型区适用的黑土地保护利用模式,以期为协调黑土地保护与产能提升矛盾和合理利用黑土地提供参考。 相似文献
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中国土壤污染与修复科技研究进展和展望 总被引：20，自引：5，他引：15
土壤污染与修复是土壤学的一个重要分支学科,对推进中国土壤污染管控与修复工作、保障国家土壤环境安全和生态文明建设发挥着重要的科技支撑作用。简要分析了中国土壤污染状况,介绍了国内外土壤污染与修复技术研究现状与发展趋势,指出了我国土壤污染防治科技研发中存在的若干问题,提出了今后我国土壤污染与修复科技研究与发展的总体思路与主要方向等对策建议。 相似文献
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“十四五”土壤质量与食物安全前沿趋势与发展战略 总被引：7，自引：2，他引：5
土壤质量与食物安全和人体健康息息相关。土壤质量与食物安全这一分支学科作为"十四五"土壤科学发展战略重要的组成部分,致力于治理与改善耕地土壤质量以应对粮食安全危机。文献计量结果表明,与发达国家相比,中国在该领域的研究起步较晚,但近年呈现加速上升甚至有超越的趋势。随着气候及环境污染问题凸显,国际上的相关研究热点集中于环境监测、土地利用、施肥管理、污染修复(重金属、抗生素、有机农药和病原微生物)及可持续发展等方面。本学科以土壤质量、土壤污染和粮食安全为重点研究方向,通过与地理信息学、环境科学、应用数学、医学等学科的交叉融合,借助同位素源解析、生物地球化学循环、分子生物学等前沿性理论与技术,未来将解决区域土壤质量监测、养分质量管理、食物安全与人体健康风险、土壤-作物系统中污染物迁移转化及阻控修复等关键科学问题。 相似文献
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黑龙江省典型黑土区土壤生态环境质量评价 总被引：18，自引：3，他引：15
黑土土壤生态环境质量评价是开发、利用和保护黑土的关键和基础。该文在已有研究的基础上,从宏观和中观角度,以黑龙江的嫩江县、克山县、五大连池市和海伦市作为研究的评价区;依据土壤环境质量评价标准,主要运用分级标准比例法、德尔斐法和模糊综合评价法,综合考虑影响黑土土壤生态环境质量的因素,结合评价区土壤生态环境的现状,构建了黑龙江省典型黑土区土壤生态环境质量评价体系,该体系从土壤侵蚀、土壤污染和土壤肥力退化三大评价因子共13个单项指标,对4个评价区的土壤生态环境质量进行评价与比较。结果表明,目前黑龙江省典型黑土区土壤生态环境质量存在一定差异,嫩江县、五大连池市、克山县为中等偏差,海伦市则为较差,最后从土地管理、工程措施、农业耕作技术三方面提出针对性措施。 相似文献
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经过近百年的发展,具有中国特色的水土保持科学体系已经基本形成。进入21世纪,水土保持科学技术研究工作迎来了新的发展机遇,同时面临着许多严峻的挑战。在系统分析国内外现状与问题的基础上,提出了中国水土保持科学技术今后10～15年的发展战略、任务、目标,重点研究领域和关键措施。 相似文献
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As seen for the publications in several distinguished soil related journals, soil biology and ecology is booming in China in recent years. This review highlights the major findings of the soil biology and ecology projects conducted in China during the past two decades. Special attention is paid on the responses of soil biota to environmental change, and the roles of soil functional groups in C transformation, nutrient cycling and pollution remediation. We also point out the future challenges facing the Chinese soil biologists and soil ecologists. In the future, more systematic studies rather than scattered case studies are needed, more controlled field experiments rather than short-term laboratory studies should be encouraged. Besides, we need to focus more on the linkage between aboveground and belowground organisms, the interactions between different groups of soil food web, and the coupling of observation with modeling. It is essential to employ the state-of-the-art technology in research of soil biology and ecology because to answer the emerging scientific questions relies heavily on the development of new technology. Our ultimate goals are to push forward the research on soil biology and ecology in China and to encourage the interaction and collaboration between the international community and research groups in China. 相似文献
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丛枝菌根真菌 (AMF) 与植物共生在提高植物的抗逆性、抗病性和维护植物健康方面发挥着关键作用,其在农业、林业和生态环境等方面的应用受到广泛关注。本研究基于incoPat科技创新情报平台,检索了2019年前国内外丛枝菌根真菌的专利产出,对专利申请数量、主要申请人、技术构成等方面进行了分析,以揭示国内外丛枝菌根真菌领域的研发状况、技术发展趋势和产学研合作情况。近年来,中国丛枝菌根真菌领域专利数量急剧增加,AMF产品化不断加强,AMF应用领域从农业领域向污染修复领域拓展,结合现代生物、信息技术等新兴技术的AMF检测技术和研究方法正在快速发展,新的研发充分考虑了AMF产品化和应用的结合;我国在丛枝菌根真菌领域的专利申请人多隶属高校和科研院所,企业参与度较低。AMF菌种扩繁和污染修复领域的应用已成为焦点,生物和信息新技术成果正引入AMF检测技术的开发;中国在丛枝菌根真菌领域的产学研合作研发亟需加强。 相似文献
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欧美发达国家场地土壤污染防治技术体系概述 总被引：7，自引：0，他引：7
国际经验表明,科学完整的土壤污染防治技术体系是全面推进土壤质量保护和土壤污染防治工作的基础保障,尤其对处于起步阶段且面临诸多挑战的中国土壤污染防治工作,虽然任重而道远,却是土壤污染管理能力建设的必然。为有效预防和治理修复工业遗留场地的土壤污染问题,加快推动城市土地的安全与可持续利用,本文全面系统地阐述了美国、英国和其他欧洲发达国家场地土壤污染防治技术体系的要素构成及演变特点:各国土壤污染防治制度及管理方法异同并存,构建一套完整有效的土壤污染防治体系必须以基于风险的全过程可持续管理为原则,涵盖法律保障、技术体系和管理手段等三个相互关联、相互影响的要素方面。其中,法律法规是标准制定和措施执行的核心原则和关键导向;标准导则是加强法律法规可行性的细化、具象;管理手段是法律法规和标准导则实践层面的配套保障。欧美等发达国家完善的场地土壤污染防治体系对中国防治体系的构建具有非常重要的指导意义,借鉴发达国家成功经验,从中国土壤污染防治的现实需要和具体国情出发,提出了三元一体的"法律—技术—管理"土壤污染防治技术体系的发展方向和重要内容,该体系涵盖法律法规体系、技术标准体系和可持续管理体系三个方面。 相似文献
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南方红壤丘陵区水土保持生态服务功能提升研究进展——以江西省兴国县塘背河小流域为例 总被引：3，自引：2，他引：1
[目的]总结和探讨南方红壤丘陵区水土保持生态服务功能的提升途径,为该区水土保持生态建设、脱贫致富和社会经济可持续发展提供科学借鉴。[方法]以江西省兴国县塘背河小流域为例,基于相关科学研究和文献资料,在综合考虑不同生态服务功能之间的关系基础上,开展以水土保持服务功能提升为核心的关键技术研究。[结果]在系统梳理塘背河小流域治理成效的基础上,指出崩岗侵蚀、林分结构单一和林下流、规模化经果林开发导致的局部水土流失恶化和生态系统脆弱等问题依然存在,亟需从前期侧重遏制水土流失为主的生态修复转向生态系统服务功能整体提升为主的新阶段,这是南方红壤丘陵区普遍存在的问题。[结论]建议以生态系统服务提升为核心目标,从不同服务之间权衡与协同关系和水土保持服务的空间流动等基础科学问题研究入手,研发水土保持生态服务功能提升关键技术(包括权衡与协同土壤保持与生物多样性、水源涵养和固碳增汇等服务功能之间的关系),并构建生态和社会经济协调发展的生态服务功能提升综合模式,打造塘背河小流域"升级版"和"扩展板",以促进研究成果的转化,服务南方红壤丘陵区生态环境保护与可持续高质量发展。 相似文献