中国生态农业学报(中英文)

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2019年第27卷第10期

栏目

农业生态系统及其调控
作物栽培与生理生态
农业资源与环境

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农业生态系统及其调控

外源碳输入对华北平原农田和湿地土壤有机碳矿化及其温度敏感性的影响

魏圆云, 崔丽娟, 张曼胤, 刘魏魏, 王大安, 杨思, 肖红叶

2019, 27(10): 1463-1471. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.190214

摘要(764) HTML (58) PDF(528)

摘要:
研究外源碳输入和气候变暖对土壤有机碳矿化的影响，对于深入理解土壤有机碳的稳定和积累机制以及其对全球变化的响应具有重要意义。通过为期35 d的室内培养试验，利用¹³C稳定同位素标记技术，研究了华北平原典型农田和湿地土壤在15℃和25℃下的土壤有机碳矿化及激发效应。结果表明，土地利用类型（农田/湿地）、温度（15℃/25℃）和葡萄糖添加[0.4 mg（C）∙g^-1]对土壤有机碳矿化均具有显著影响。在相同培养温度下，未添加葡萄糖的农田和湿地土壤有机碳矿化无显著差异，而添加葡萄糖处理下农田土壤有机碳矿化显著高于湿地土壤。除湿地土壤在15℃下培养外，添加葡萄糖显著促进了农田和湿地土壤有机碳矿化，农田土壤有机碳矿化的激发效应显著高于湿地土壤。温度升高显著促进了农田和湿地土壤有机碳矿化，培养过程中土壤有机碳矿化温度敏感性Q₁₀为1.2~1.6，土地利用类型和葡萄糖添加对土壤有机碳矿化温度敏感性的影响都不显著。在温度升高和外源碳输入的共同作用下，农田土壤有机碳矿化显著高于湿地土壤。

气候低适宜区域橡胶种植模式对蚂蚁多样性的影响

于潇雨, 卢志兴, 李巧, 燕迪, 陈又清

2019, 27(10): 1472-1480. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.190062

摘要(852) HTML (80) PDF(470)

摘要:
为了揭示中、低适宜区域橡胶种植地的生物多样性状况，及选择有益于保护生物多样性的种植模式，使用陷阱法于2015年9月和2016年8月调查了钝叶黄檀-玉米地（对照）、橡胶纯林（Ⅱ）、橡胶-茶树混农林（Ⅲ）、橡胶-咖啡混农林（Ⅳ）中地表层和树冠层蚂蚁物种多样性、群落结构差异及指示物种，以研究不同类型种植模式间蚂蚁群落间的差异。结果表明：4种类型样地中，地表层蚂蚁中多度、物种丰富度、ACE值均存在显著差异（P < 0.05），大小排序为橡胶-茶树混农林>橡胶纯林>钝叶黄檀-玉米地>橡胶-咖啡混农林；树冠层蚂蚁群落多度存在显著差异（P < 0.05），大小排序为橡胶纯林>橡胶-茶树混农林>橡胶-咖啡混农林>钝叶黄檀-玉米地，物种丰富度和ACE值不存在显著差异（P>0.05）。地表层和树冠层蚂蚁群落结构样地类型间均存在极显著差异（P < 0.01），其中橡胶-茶树混农林的蚂蚁群落结构与其余样地存在较高的相似性。4种类型样地中均存在1种指示物种，钝叶黄檀-玉米地为棒刺大头蚁（Pheidole spathifera），橡胶林为黑头酸臭蚁（Tapinoma melanocephalum），橡胶-茶树混农林为环纹大齿猛蚁（Odontomachus circulus），橡胶-咖啡混农林为缅甸细长蚁（Tetraponera birmana）。从本研究来看，橡胶-茶树混农林是当地橡胶复合农林系统中既具经济效益，又能较好保护蚂蚁多样性的种植模式。

昆虫野花带在农业景观中的应用

吴学峰, 高亦珂, 谢哲城, 徐俊

2019, 27(10): 1481-1491. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.190330

摘要(803) HTML (136) PDF(618)

摘要:
在农业景观中，昆虫野花带是以混播等方式，建植在农田、果园、菜地等农地边缘的条状或片状生态缓冲区。通过配置不同功能植物形成植物群落，为自然天敌及传粉者提供蜜粉源和栖息地，改善农地生境质量；强化害虫天敌支持系统，达到提高授粉率、减少农药使用、改良修复农地土壤、净化水源、抑制杂草等多样的生态系统服务功能。本文回顾了昆虫野花带的应用发展历程，涵盖了中西欧发达国家及美国等地。不同国家昆虫野花带侧重不同，瑞士、比利时等国家作为昆虫野花带的源头，最早将生态保育的思想运用于农业生产，并付诸生态补偿机制的实践；英国昆虫野花带有政策的细化支持，应用方式丰富；美国以本土植物的开发、草原生境的修复及重要传粉者保护为研究与实践的重点。中国的农地周边由于外来物种入侵、人为干预严重等造成了景观异质性低、生境破碎化，亟待引入昆虫野花带的技术手段，进行生境管理与规划。中国的昆虫野花带研究仍处于发展初期，缺少实际应用。未来，中国昆虫野花带的发展，首先要针对现有非作物生境植物群落以及各类昆虫群落展开动态监测与调查，在大尺度上划定生态保护区域，分析现有生境格局，构建生态网络，研究昆虫野花带的规划方案，分清主次和功能需求，并根据节肢动物功能团的时空动态变化，确定最佳群落结构，保持昆虫野花带生境与其他自然与半自然生境的功能连接度，保留多样的景观因素。

山东省乡村旅游景点空间结构及影响因素研究

李淑娟, 高琳

2019, 27(10): 1492-1501. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.190045

摘要(645) HTML (61) PDF(494)

摘要:
乡村旅游已成为农村实现产业融合的新型产业形态，为探求其开发和发展的空间结构，以山东省193个乡村旅游景点为研究样本，运用最近邻指数、多距离空间聚类分析和核密度分析等GIS空间分析和计量地理方法，对山东省乡村旅游景点的空间结构及影响因素进行定量研究，旨在为山东省乡村旅游的发展规划提出决策参考。结果显示：1）山东省乡村旅游景点的最近邻指数（R）为0.74，在空间分布上表现为典型的集聚型分布，主要分布于青岛、济南、临沂及枣庄4座城市周围。2）山东省乡村旅游景点热点区和冷点区空间差异明显，在省域尺度下表现出明显的"块状"分布特征。3）山东省乡村旅游景点受交通、区位、社会经济、资源禀赋、地形地貌等多种因素综合作用的影响。基于此，结合山东省乡村旅游发展现状提出两点建议：1）加强鲁东、鲁西、鲁北、鲁中4大片区合作，构建多个"核心-边缘"乡村旅游发展区。2）完善旅游交通网，实现景点之间的有机链接。

作物栽培与生理生态

猪场肥水施用对玉米-小麦农田氨排放、氮素利用与表观平衡的影响

李硕, 王选, 张西群, 刘泽龙, 赵浩, 赵占轻, 张玉铭, 孙宏勇, 马林

2019, 27(10): 1502-1514. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.190150

摘要(802) HTML (58) PDF(578)

摘要:
规模化生猪养殖废弃物已成为当前重要污染来源, 为有效解决猪场废水所引发面源污染问题, 有必要开展将其替代矿物氮肥(作为肥水)施用于农田的探索。以华北平原高度集约化玉米-小麦一年两熟轮作体系为对象, 通过田间小区试验, 定量研究猪场肥水施用对作物产量、氮素吸收、氮素利用效率、土壤矿质氮累积、氨挥发损失及轮作体系氮素表观平衡的影响。试验包括7个处理：不施肥对照(CK)、尿素表施(CK1)、尿素注射施用(CK2)、猪场肥水替代25%尿素氮表施(25% WB)、猪场肥水替代50%尿素氮表施(50% WB)、猪场肥水替代25%尿素氮注射施用(25% WI)和猪场肥水替代50%尿素氮注射施用(50% WI)。猪场肥水作为基肥施用。结果表明, 与CK相比, 施用尿素和猪场肥水均可显著提高玉米、小麦产量和籽粒氮吸收量, 其中25% WI最高, 50% WI次之。与尿素表施相比, 尿素注射施用、猪场肥水表施和注射施用均可明显提高氮肥农学效率、偏生产力和表观利用率, 且肥水注射施用最高, 肥水表施次之, 而25% WI和50% WI之间无显著差异。与不施肥处理相比, 施用尿素和猪场肥水0~100 cm土体矿质氮残留量显著增加50.8%~87.9%, 其中50% WB、25% WI和50% WI无显著差异。与尿素表施相比, 尿素注射施用、肥水表施和注射施用均可显著降低玉米和小麦基肥期土壤氨损失总量, 降幅分别为26.5%~48.6%和11.4%~29.1%；同时, 肥水表施和注射施用下轮作体统氮盈余显著降低7.6%~16.0%, 其中25% WI降幅最高, 但与50% WI无显著差异。综合考虑作物产量、氮素利用和环境效应, 猪场肥水替代25%和50%尿素氮注射施用是该区玉米-小麦轮作农田猪场肥水最佳施用方式。

耕层土层交换对土壤氮素关键转化过程和玉米氮素利用的影响

杨硕, 金文俊, 黄海蒙, 王军, 周得宝, 赵阳阳, 董召荣, 宋贺

2019, 27(10): 1515-1527. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.190265

摘要(725) HTML (61) PDF(750)

摘要:
翻耕会使耕层土壤发生显著位置交换。耕层土壤位置交换会通过影响土壤物理、化学和生物性状，改变氮素转化过程。本文研究了土层交换对黄淮海平原南端砂姜黑土硝化、反硝化过程和玉米生长及氮素利用的影响，为该区域选择合理的耕作方式、减少氮素损失及提高氮素利用效率提供理论依据。试验在人工气候室条件下，以土壤（0~35 cm）田间原位分层作为常规土层处理（CK），以原位0~10 cm和10~20 cm土层交换后作为土层交换处理（SE），并用20 μm的尼龙网区分非根际和根际土壤。于玉米小喇叭口期利用荧光定量PCR技术测定土壤氨氧化微生物和反硝化菌群丰度，并结合非根际和根际土壤的硝化潜势、土壤呼吸、反硝化能力、反硝化潜势、土壤理化性质和玉米总氮含量及根系形态的测定，探讨土层交换对土壤氮素转化和玉米生长及氮素利用的影响。结果显示，SE处理的玉米植株氮吸收量比CK处理显著降低8.9%（P < 0.05）。土层交换显著影响根际而不是非根际土壤的硝化潜势，使其显著降低13.5%（P < 0.05）；并使非根际和根际土壤的反硝化能力分别提高36.6%（P < 0.05）和8.4%（P < 0.05）。土层交换使非根际和根际土壤的可溶性有机碳含量分别提高11.7%（P < 0.05）和5.2%。相关分析显示硝化潜势与氨氧化细菌（AOB）丰度呈显著正相关（r=0.91^**），与氨氧化古菌（AOA）丰度无显著相关关系；反硝化能力与土壤可溶性有机碳和呼吸速率呈显著正相关（r=0.89^**和0.93^**），与nirK、nirS拷贝数无显著相关性；玉米植株氮吸收量与根际土壤的硝化潜势、根表面积×AOB拷贝数都呈显著正相关（r=0.83^*和0.86^*），而与反硝化能力呈显著负相关（r=-0.88^**）。以上结果表明砂姜黑土土壤硝化速率的降低和反硝化速率的增强，是土层交换后玉米氮素利用效率低的重要原因。AOB是硝化速率的主要驱动微生物。土层交换后土壤可溶性有机碳是反硝化能力的关键主导因子。在翻耕条件下，有效调节土壤可溶性有机碳含量是提高作物氮肥利用效率的关键。

黄土旱塬长期秸秆还田对土壤养分、酶活性及玉米产量的影响

程曼, 解文艳, 杨振兴, 周怀平

2019, 27(10): 1528-1536. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.190235

摘要(760) HTML (49) PDF(447)

摘要:
研究黄土旱塬区玉米生产中长期秸秆还田对土壤性质及玉米产量的影响，可为农田土壤可持续利用及质量提升提供科学依据。本研究基于连续24年（1992-2016年）秸秆还田长期定位试验，设置秸秆过腹还田、秸秆直接还田、秸秆覆盖还田以及不还田处理，研究长期不同秸秆还田方式对土壤化学性质、酶活性以及玉米产量的影响。研究表明，秸秆不还田处理累积玉米产量为1.695×10⁵ kg·hm^-2，覆盖还田、直接还田和过腹还田处理累积玉米产量分别为1.885×10⁵ kg·hm^-2、1.854×10⁵ kg·hm^-2、2.001×10⁵ kg·hm^-2，其增产率分别为10.1%、8.6%、15.3%。3种秸秆还田均可以显著提高0~20 cm土层土壤有机碳含量6%~14%，对20~40 cm土层土壤有机碳含量无显著影响。与秸秆不还田相比，长期过腹还田可显著增加土壤全氮、全磷、全钾、有效氮、有效磷和有效钾含量，秸秆直接还田可显著增加土壤全氮、全钾、有效氮和有效钾含量，长期覆盖还田仅提高土壤有效氮和有效钾含量。土壤蔗糖酶活性表现为过腹还田最高，直接还田和覆盖还田次之，不还田处理最低。秸秆直接还田0~20 cm纤维素酶活性最高，是不还田处理的2.2倍。过腹还田使土壤脲酶活性和碱性磷酸酶活性分别显著提高13.0%和20.5%，直接还田和秸秆覆盖对脲酶和碱性磷酸酶活性无显著影响。玉米生产中长期连续秸秆过腹还田和直接还田对土壤养分含量及酶活性产生了深远的影响，尤其是土壤蔗糖酶活性的提高与玉米产量稳定和提升有非常紧密联系。

荫蔽栽培与亏缺灌溉对干热区小粒咖啡生长和冠层结构的影响

韩志慧, 郝琨, 刘小刚, 何红艳, 刘利华, 杨启良

2019, 27(10): 1537-1545. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180991

摘要(566) HTML (34) PDF(413)

摘要:
干热区小粒咖啡水、光管理粗放，高效生产受到限制。通过大田试验，采用完全组合设计，设3个灌水水平[充分灌水（FI）、轻度亏缺灌水（DI_L）和重度亏缺灌水（DI_S）]和4个荫蔽栽培模式[无荫蔽（S₀）：单作咖啡；轻度荫蔽（S_L）：4行咖啡间作1行香蕉；中度荫蔽（S_M）：3行咖啡间作1行香蕉；重度荫蔽（S_S）：2行咖啡间作1行香蕉]，研究香蕉荫蔽栽培下亏缺灌溉对干热区小粒咖啡生长和冠层结构的影响。结果表明：与FI相比，其余灌水处理的株高增量和新梢长度分别减少13.62%~23.94%和8.82%~13.96%，总定点因子增加9.55%~34.97%。与S₀相比，其余荫蔽处理的株高增量、茎粗增量、冠幅增量、新梢长度和叶面积指数分别增加18.33%~33.65%、6.43%~15.47%、5.38%~12.60%、8.82%~24.69%和5.18%~22.85%，冠层开度、林隙分数、平均叶倾角、总定点因子和透光率分别减少4.42%~15.50%、4.85%~16.49%、5.50%~15.07%、13.78%~41.44%和10.36%~31.78%。相关分析表明，冠层开度、林隙分数、平均叶倾角、直接定点因子、间接定点因子、总定点因子、冠下直接辐射、冠下间接辐射、透光率和消光系数相互之间均呈显著正相关，且分别与冠层叶面积指数呈显著负相关。聚类分析表明，当类间距离为5时，可将12个处理分为3类，FIS_S、DI_LS_S和FIS_M处理为第1类，FIS_L、DI_LS_L、DI_LS_M、DI_SS_S、FIS₀和DI_SS_M处理为第2类，DI_LS₀、DI_SS_L和DI_SS₀处理为第3类。其中第1类的生长状况最佳，可作为干热区小粒咖啡灌水处理和香蕉荫蔽栽培模式的优选组合。该结果可为干热区小粒咖啡水光管理提供理论指导。

模拟氮沉降对一年生香椿幼苗生长和光合特性的影响

裴昊斐, 高卫东, 方娇阳, 叶可可, 祝燕, 黄放, 李庆梅

2019, 27(10): 1546-1552. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.190168

摘要(730) HTML (27) PDF(358)

摘要:
为研究氮沉降对一年生香椿（Toona sinensis）幼苗夏季生长以及光合特性的影响，通过在夏季模拟氮沉降控制试验，以尿素为氮源供体，设置0 kg（N）·hm^-2·a^-1（CK）、20 kg（N）·hm^-2·a^-1、40 kg（N）·hm^-2·a^-1、80 kg（N）·hm^-2·a^-1、120 kg（N）·hm^-2·a^-1、180 kg（N）·hm^-2·a^-1不同氮添加水平以模拟氮沉降，对香椿幼苗地径、苗高、生物量及其分配和光合作用等进行研究。结果表明：1）不同氮添加量均促进了香椿幼苗地径、苗高和生物量的增加，地径、苗高和生物量均以氮添加水平180 kg（N）·hm^-2·a^-1下最高，分别较CK高42.5%、64.4%和304.9%，且生物量向根、叶分配较多；2）香椿幼苗叶片相对叶绿素含量（SPAD）随氮添加水平的增加而增加，在180 kg（N）·hm^-2·a^-1下最高，较CK增加73.9%；3）香椿幼苗表观量子效率（AQY）、最大净光合速率（P_nmax）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）以及暗呼吸速率（R_d）随氮添加水平的增加均呈现先升高后降低的趋势，其中LCP以80 kg（N）·hm^-2·a^-1下最高，AQY、P_nmax、LSP和R_d均以120 kg（N）·hm^-2·a^-1下最高。结果表明，适量氮沉降能够促进香椿幼苗生长和光合能力的提高，但更高水平的氮沉降可能对香椿幼苗产生一定抑制作用。

基于三温模型和热红外遥感的不同大豆品种蒸腾特征研究

鲁赛红, 蒋适莲, 王眺, 张彤, 侯梦杰, 田菲

2019, 27(10): 1553-1563. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.190297

摘要(533) HTML (27) PDF(483)

摘要:
蒸腾耗水是水循环中重要的水分存在形式之一，是准确量化水分利用效率的关键参数，对研究碳水循环关系及节水农业有重要意义。本研究以大豆品种‘晋21’（J21）和‘Union’（C08）为研究对象，设置两种水分处理[当地经验灌水定额的75%（A0）和37.5%（A1）]，基于三温模型（3T Model）和热红外遥感，定量研究不同品种和不同水分胁迫下的大豆蒸腾速率，揭示其时空特征差异，从而为抗旱节水大豆品种筛选提供参考。研究结果表明：1）不同处理下大豆的蒸腾速率日变化趋势与气温、太阳净辐射和冠层温度的基本一致，呈先增加后减小的单峰曲线，且于午间达到峰值，峰值为1.2~2.5 mm·h^-1；各处理的大豆冠层温度和蒸腾速率均呈现出明显的空间异质性。2）J21与C08大豆的冠层温度A0处理分别低于A1处理6.55 K和5.91 K，蒸腾速率A0处理高于A1处理0.28 mm·h^-1和0.29 mm·h^-1；大豆蒸腾速率与灌水量呈正相关、与冠层温度呈负相关。3）在相同水分胁迫下，大豆冠层温度J21低于C08 1.83~2.47 K，蒸腾速率J21高于C08 0.13~0.14 mm·h^-1。本研究与传统方法相比，所需要的参数较少，避开了空气动力学阻抗等难获取的参数，对农田尺度更具有适宜性，更能揭示不同农田环境下作物的蒸腾时空异质性，在农业水分高效利用和节水品种筛选上有十分重要的科学意义。

不同熟性棉花品种纤维品质特征分析与评价

唐淑荣, 魏守军, 郭瑞林, 韦京艳, 孟俊婷, 杨长琴

2019, 27(10): 1564-1577. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.190130

摘要(641) HTML (46) PDF(332)

摘要:
采用灰色多维综合评估方法，对2005-2014年长江流域棉区、黄河流域棉区和西北内陆棉区国家级棉花品种区域试验早熟、中熟和早中熟类型棉花品种纤维品质性状进行分析，为建立棉花优势生产区，实现棉花品种布局、生态育种和品质改良提供指导。本研究结果表明：1）达到国家审定标准高产优质（Ⅰ型）、普通优质（Ⅱ型）品种数量，中熟品种分别占其参试品种总数的0.54%和12.63%，早中熟品种为0.57%和17.14%，早熟品种为7.09%和18.44%。2）棉花品种纤维长度和比强度与理想品种性状灰色关联系数较高，其次是纺纱均匀性指数，再次为马克隆值。3）灰色关联度分析表明，黄河流域棉区中熟棉纤维品质优于长江流域棉区；西北内陆棉区早熟棉品质综合性状表现最佳，其次是黄河流域和长江流域棉区中熟棉。4）我国棉花品种中熟类型主要分布在长江流域和黄河流域，近5年西北内陆棉区中熟品种有所增加。中熟品种纤维长度分布在28.7~30.3 mm，可适纺中高档纱。黄河流域棉区中熟品种长度和比强度有所下降，比强度为29.6~31.0 cN·tex^-1，属中等偏上水平。三大棉区马克隆值差异明显，长江流域棉区高于黄河流域棉区，而黄河流域棉区中熟品种又高于西北内陆棉区早中熟品种；黄河流域棉区马克隆值在2010-2014年提高幅度较大，出现马克隆值6.0现象。5）研究表明≥ 10℃有效积温是影响棉花中熟品种纤维品质最主要因素，气象因子影响纤维长度和马克隆值顺序为≥ 10℃有效积温、降雨量和日照时数；影响比强度和纺纱均匀性指数的顺序为≥ 10℃有效积温、日照时数和降雨量。棉花纤维品质的优劣与纺织品质量及植棉业的发展密切相关，精确分析我国棉花纤维品质的区域特征分布规律和开展纤维品质综合性评价，对我国棉花育种方向和产业发展具有重要意义。

盐地碱蓬生长对滨海重盐碱地的改土效应

杨策, 陈环宇, 李劲松, 田宇, 封晓辉, 刘小京, 郭凯

2019, 27(10): 1578-1586. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.190178

摘要(765) HTML (53) PDF(641)

摘要:
盐地碱蓬是滨海盐碱地生态系统群落演替中的先锋物种，也是植被建设的重要植物。为探究盐地碱蓬对滨海盐碱地的改土效应以及作用机制，通过滨海平原盐碱地原生盐地碱蓬群落土壤调查，结合室内土柱种植试验，研究了盐地碱蓬生长对滨海盐土土壤结构、土壤水分入渗特征及土壤盐分分布的影响，比较了盐地碱蓬通过植株吸收盐分和通过改善土壤结构促进盐分淋洗对滨海盐碱地降盐、改土的效果。结果表明：1）盐地碱蓬生长对滨海盐土土壤结构有明显的改善效果，野外生长盐地碱蓬的0~20 cm土层土壤容重显著低于裸地，而土壤孔隙度显著高于裸地地块；室内土柱种植盐地碱蓬降低了各层土壤容重，平均降低6.16%；增加了各层土壤孔隙度，增加1.59%~5.15%。2）盐地碱蓬生长显著提升了滨海盐土土壤水分入渗性能。野外入渗试验结果显示，相同入渗时间内，生长盐地碱蓬的土壤累积入渗量、初始入渗率及稳定入渗率分别是裸地的3.6倍、2.5倍和3.0倍。室内土柱模拟试验结果显示，盐地碱蓬处理土壤的初始入渗率为0.08 mm·min^-1，是裸地处理的2.6倍；稳定入渗率为0.03 mm·min^-1，是裸地处理的3.0倍。3）盐地碱蓬的生长明显降低了土壤含盐量，盐地碱蓬收获后，野外调查试验和室内土柱试验中裸地处理0~40 cm土层土壤含盐量分别降低2.67%和12.98%，而盐地碱蓬处理分别降低12.08%和49.28%。野外调查和室内土柱试验中，盐地碱蓬植株移走的盐量分别占总脱盐量的5.60%和2.26%，淋洗脱盐量分别占总脱盐量的94.40%和97.74%。以上结果表明，滨海重盐碱地种植盐地碱蓬具有明显的降低土壤含盐量的作用，这种作用除植株吸收带走部分盐分外，更重要的是通过盐地碱蓬的生长改善了土壤结构、加速了土壤水分入渗、促进了土壤盐分的淋洗。

农业资源与环境

微地形变化对地表水文过程影响的研究进展

司梦可, 曹建生, 阳辉

2019, 27(10): 1587-1595. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.190505

摘要(646) HTML (23) PDF(465)

摘要:
地表水文过程是土壤-植物-大气连续体（SPAC）系统的关键环节，微地形在降雨再分配过程中发挥着重要作用。本文论述了微地形变化对地表径流、降雨-入渗、蒸散发及土壤水分、溶质运移的影响效应以及在SPAC系统中的反馈作用，旨在通过总结前人在微地形变化影响地表水文过程中的研究成果，明晰微地形变化对降雨、径流、入渗以及蒸散发等过程的影响效应。针对现有研究中存在对微地形种类划分不系统化、尺度界定不清楚以及对微地形变化与地表水文过程间的耦合机制缺乏深入剖析等问题，本文指出应针对不同生态类型区和微地形营造方式对微地形种类进行统一划分，结合微地形测量工具及遥感技术对微地形尺度进行准确界定；在此基础上将长期野外定位观测和短期室内模拟试验相结合，揭示微地形变化与地表水文过程的耦合机制，建立两者之间的模型关系，量化微地形改良措施在区域降水再分配过程中的调节作用，为区域水资源调控提供一定的理论依据。

太湖流域果树提取的光谱和纹理特征选择研究

姚新华, 金佳, 徐飞飞, 冯险峰, 罗明, 毕雷雷, 陆洲

2019, 27(10): 1596-1606. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180955

摘要(640) HTML (65) PDF(480)

摘要:
准确获取果树的空间种植分布信息，对于开展果树长势监测、产量估算等具有重要意义。为提取太湖流域金庭镇果树的空间分布，本研究以冬夏时期的两景高分二号（GF-2）遥感影像为数据源，利用归一化植被指数（NDVI）和归一化水体指数（NDWI）结合纹理特征构建了基于光谱指数和纹理特征的决策树模型，提取了金庭镇2017年果树的空间分布信息。通过分析研究区各地类的光谱曲线发现，植被与非植被区分明显，但果树与茶树的光谱存在混淆。GF-2影像包含丰富的纹理信息，果树与茶树在GF-2影像上纹理特征明显，易于区分。纹理可作为果树提取的重要特征。为了确定最佳纹理窗口的大小，研究中提出了累计差（Δf）的方法。通过比较每一个纹理变量在15种不同尺度窗口（3×3，5×5，7×7，9×9，11×11，13×13，15×15，17×17，19×19，21×21，23×23，25×25，27×27，29×29，31×31）下的Δf，确定了最佳纹理窗口为15×15。在最佳纹理窗口下根据累计差选取了5大纹理组合：均值（mean）、方差（variance）、对比度（contrast）、信息熵（entropy）和相关性（correlation）。研究结果表明基于光谱指数NDVI和NDWI结合纹理特征构建的决策树模型可有效区分果树与茶树。累计差的方法能够快速确定最佳纹理窗口和纹理组合。提取结果说明果树分布于金庭镇的各个位置，主要分布在平原区，种植比较整齐，南部种植面积多于北部。本研究果树的提取精度为95.23%，模型总体分类精度为89.57%，Kappa系数为89.00%，果树的生产精度为90.00%，用户精度为87.30%。与单一光谱、纹理模型相比，本文模型总体分类精度更高，精度分别提升了10.65%和12.04%。该方法能够适用于大区域果树的遥感提取，可为亚米级遥感影像研究果树的纹理特征提供重要参考和借鉴价值。此外，文中提出的累计差可为选取最佳纹理窗口提供一种新的思路。

川西平原土壤微生物生物量碳氮磷含量特征及其影响因素分析

吴晓玲, 张世熔, 蒲玉琳, 徐小逊, 李云

2019, 27(10): 1607-1616. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.190328

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摘要:
本文通过区域调查采样和统计分析，探讨了川西平原土壤微生物生物量碳（MBC）、土壤微生物生物量氮（MBN）和土壤微生物生物量磷（MBP）含量特征及其对气候、海拔、母质和土地利用等因素的响应，揭示了其关键影响因素，以期为川西平原地区土壤质量管理提供参考。结果表明，不同土壤类型的MBC、MBN和MBP含量表现为冲积土显著高于水稻土、潮土和黄壤（P < 0.05），潮土MBC/MBN显著高于水稻土。气候和海拔的影响为：MBC、MBN和MBP含量随着≥ 0℃积温、≥ 10℃积温、年均温和年均降水量的增加呈指数减少，而随干燥度和海拔增加呈线性增加。不同成土母质中，MBC、MBN和MBP含量均为灰色冲积物显著高于老冲积物。不同土地利用方式下，三者含量为草地显著高于水田和旱地，水田、旱地和林地差异不显著。皮尔森相关分析和冗余分析表明，MBC和MBN均与≥ 0℃积温、年均温呈极显著负相关（P < 0.01），与海拔呈极显著正相关关系，MBP与母质呈现极显著负相关关系。逐步回归分析表明，MBC主要受年均温、干燥度、年均降水量和母质的影响；MBN主要受海拔、干燥度和年均降水量的综合影响；MBP主要受母质、年均温、≥ 10℃积温和年均降水量的调控。因此，川西平原土壤MBC、MBN、MBP能灵敏地反映不同采样点气候的变化，可为该区气候变化下土壤碳、氮、磷的响应预测提供参考。