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东北黑土区耕作制度演变及其影响因素 被引量:1
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作者 杜国明 姚鑫 臧雷振 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期646-655,共10页
厘清东北黑土区耕作制度演变趋势及其影响因素对于优化黑土地保护措施,促进农业现代化及高质量发展具有重要意义。基于文献分析,结合各时期社会经济的历史背景,探究东北黑土区新中国成立后耕作制度演变及其影响因素。结果表明:1)东北黑... 厘清东北黑土区耕作制度演变趋势及其影响因素对于优化黑土地保护措施,促进农业现代化及高质量发展具有重要意义。基于文献分析,结合各时期社会经济的历史背景,探究东北黑土区新中国成立后耕作制度演变及其影响因素。结果表明:1)东北黑土区的耕作制度在社会经济发展推动下,受到多方面因素影响,经历了显著变革,逐渐从传统耕作方式向现代农业模式转型。其演变过程主要分为3个阶段:集体化进程中的传统耕作制度阶段、分散化的耕作制度调整阶段以及规模化的现代耕作制度起步阶段。在各个阶段,耕作制度随当时经济社会发展呈现出不同特点,反映农业生产的时代特征与进步轨迹。2)东北黑土区的耕作制度受到农业生产力、生产关系以及耕地立地条件等多重因素的共同影响,进而呈现出阶段性和历史性的演变特征。具体而言,生产关系在其中起到引领耕作制度演变方向的作用,生产力则是推动耕作制度不断演变的动力源泉,而耕地立地条件则为耕作制度的演变奠定基础。3)应加快构建以黑土地保护为首要目标,分区施策为基本策略,农艺制度为关键核心的系统化、科学化、现代化的耕作制度体系,紧密结合农业新质生产力发展,助推农耕文明与现代科技要素的深度融合,促进黑土地可持续利用及黑土区农业高质量发展。 展开更多
关键词 东北黑土区 耕作制度 演变 影响因素
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典型黑土区不同树种退耕还林地土壤活性有机碳差异及其影响因素 被引量:2
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作者 师立鹏 谷会岩 王秀伟 《生态学报》 北大核心 2025年第1期103-111,共9页
为探究东北典型黑土区不同退耕还林树种对土壤有机碳及其活性组分含量的垂直分布的影响,并分析其影响因素,为黑土修复工作及树种筛选提供理论依据。在东北典型黑土区分别选择以小黑杨(Populus×xiaohei)、樟子松(Pinus sylvestris v... 为探究东北典型黑土区不同退耕还林树种对土壤有机碳及其活性组分含量的垂直分布的影响,并分析其影响因素,为黑土修复工作及树种筛选提供理论依据。在东北典型黑土区分别选择以小黑杨(Populus×xiaohei)、樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)和落叶松(Larix gmelinii)为造林树种的退耕还林地为研究对象,测定不同深度土壤有机碳、微生物量碳和溶解性有机碳含量,探究其在不同树种退耕还林地间的差异及其与土壤理化性质、土壤酶活性和植物细根生物量的关系。结果表明:在5—15 cm处小黑杨林下土壤溶解性有机碳含量(1578.56 mg/kg)显著低于落叶松(1936.98 mg/kg)和樟子松(2046.07 mg/kg)林,樟子松林下土壤微生物量碳含量(2151.53 mg/kg)显著高于小黑杨(1298.32 mg/kg)和落叶松(1164.75 mg/kg)林(P<0.05);在15—30 cm处小黑杨林下土壤溶解性有机碳含量(1541.57 mg/kg)显著低于落叶松(1957.04 mg/kg)和樟子松(1881.31 mg/kg)林,樟子松林下土壤微生物量碳含量(2256.99 mg/kg)显著高于小黑杨(1708.50 mg/kg)和落叶松(1200.55 mg/kg)林(P<0.05)。土壤pH、土壤全磷含量、土壤含水量和土壤容重在不同树种退耕还林地间存在显著差异。土壤有机碳和溶解性有机碳含量随土壤深度增加逐渐降低,微生物量碳含量在不同土壤深度间没有显著差异。土壤溶解性有机碳和微生物量碳含量与土壤磷含量显著正相关,土壤有机碳与土壤氮含量、植物细根生物量和β⁃1,4葡萄糖苷酶活性显著正相关(P<0.05)。退耕还林后不同树种退耕还林地土壤有机碳含量差异不显著,但不同树种退耕还林地间土壤溶解性有机碳和土壤微生物量碳含量存在显著差异。土壤全磷是对3个树种退耕还林地土壤有机碳、溶解性有机碳和微生物量碳分布影响最大的因素。 展开更多
关键词 东北黑土区 退耕还林 土壤有机碳 溶解性有机碳 微生物量碳
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东北漫川漫岗黑土区坡耕地风水复合侵蚀时间接续特征
3
作者 杨文博 刘娜 +2 位作者 孙莉英 冯子恒 蔡强国 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期1-12,共12页
复合侵蚀是东北漫川漫岗黑土区坡耕地土壤侵蚀最显著的特点,而风水复合侵蚀是坡耕地重要的复合侵蚀形式,加剧了坡耕地土壤侵蚀的危害性。在东北漫川漫岗黑土区选取试验坡耕地,基于野外气象条件、风力侵蚀和水力侵蚀观测,结合统计学方法... 复合侵蚀是东北漫川漫岗黑土区坡耕地土壤侵蚀最显著的特点,而风水复合侵蚀是坡耕地重要的复合侵蚀形式,加剧了坡耕地土壤侵蚀的危害性。在东北漫川漫岗黑土区选取试验坡耕地,基于野外气象条件、风力侵蚀和水力侵蚀观测,结合统计学方法揭示坡耕地风水复合侵蚀营力年内时间接续特征,分析复合营力季节交替作用下坡耕地风力侵蚀和水力侵蚀的年内时间接续特征。依据东北黑土区起沙风速(5 m/s)和侵蚀性降雨量(12 mm/d)确定了东北漫川漫岗黑土区坡耕地风力主导作用和降水主导作用的划分标准,并将坡耕地风水复合侵蚀营力年内时间接续作用划分为3个时期:风力主导Ⅰ期(3月中旬~7月中旬)、降雨主导期(7月中旬~10月上旬)、风力主导Ⅱ期(10月上旬~11月中旬)。风力主导Ⅰ期和风力主导Ⅱ期坡耕地侵蚀以风力侵蚀为主,风力主导Ⅰ期的风力侵蚀速率为432.9 g/m^(2),风力主导Ⅱ期的风力侵蚀速率为40.95 g/m^(2),监测期内坡耕地风力侵蚀地表风蚀蠕移约占92.95%;降雨主导期坡耕地以水力侵蚀为主,降雨主导期水力侵蚀速率为485.15 g/m^(2);在风水复合营力年内季节交替作用下,试验坡耕地风力侵蚀和水力侵蚀呈年内时间接续特征,降雨主导期水力侵蚀速率>风力主导Ⅰ期风力侵蚀速率>风力主导Ⅱ期风力侵蚀速率。 展开更多
关键词 东北黑土区 复合侵蚀 时间接续 风力侵蚀 水力侵蚀
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东北黑土区海伦市孢粉记录更新世以来古气候演化
4
作者 王佳宇 杨柯 +8 位作者 于俊博 张起鹏 陈阳阳 乔绍忠 杨志伟 王馨怡 刘学 刘佳城 王晨晨 《地质论评》 北大核心 2025年第S1期20-22,共3页
第四纪是地球环境历史上最晚的重大寒冷时期,该期间发生了一系列复杂且具有轮回现象的变化,主要表现在以周期性的冰期—间冰期和北极冰川扩展的全球气候变冷。这种特殊的气候变化特点是预测未来长期气候演变的依据,也是学者关注的重要... 第四纪是地球环境历史上最晚的重大寒冷时期,该期间发生了一系列复杂且具有轮回现象的变化,主要表现在以周期性的冰期—间冰期和北极冰川扩展的全球气候变冷。这种特殊的气候变化特点是预测未来长期气候演变的依据,也是学者关注的重要话题。孢粉作为记录和追溯古环境变化可靠的指标,蕴含了丰富环境演化信息。 展开更多
关键词 东北黑土区 孢粉 早更新世 气候演化
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东北黑土区流域洪峰流量计算方法探讨
5
作者 赵云龙 符素华 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第2期227-238,共12页
流域洪峰流量是土壤侵蚀模型以及水土保持工程设计中的重要参数。目前国内对洪峰流量计算公式的研究主要集中于黄土高原地区,水土流失严重的东北黑土区罕有提及。建立适用于东北黑土区的洪峰流量公式,有助于厘清东北黑土区流域汇流规律... 流域洪峰流量是土壤侵蚀模型以及水土保持工程设计中的重要参数。目前国内对洪峰流量计算公式的研究主要集中于黄土高原地区,水土流失严重的东北黑土区罕有提及。建立适用于东北黑土区的洪峰流量公式,有助于厘清东北黑土区流域汇流规律,为水土保持工程设计提供依据。利用东北黑土区9个流域2011—2012、2017—2019年共120场降雨事件数据,对比已有的洪峰流量计算公式在黑土区的适用性,发现现有的农业管理系统中的化学、径流和侵蚀模型(CREAMS)中洪峰流量计算公式和黄土高原区洪峰流量计算公式在东北黑土区均显著高估洪峰流量。因此,研究主要采用量纲分析和非线性回归方法,建立包含最大60 min降雨强度和不包含最大60 min降雨强度的东北黑土区洪峰流量公式形式。利用95场降雨数据进行参数率定,模型有效系数分别为0.68和0.67;利用25场降雨事件进行公式验证,模型效率系数均达0.78。总体而言,计算公式是否包含I60均能较好的预测流域洪峰流量。本文建立的洪峰流量计算公式是对东北黑土区水文分析的重要补充,可进一步为区域土壤侵蚀模拟和水土保持工程建设提供方法支撑。 展开更多
关键词 洪峰流量 径流 水土保持工程 东北黑土区
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东北黑土区秸秆覆盖免耕坡耕地不同坡位土壤质量评价
6
作者 张何普 杨庆楠 +1 位作者 徐金忠 肖洋 《水土保持通报》 北大核心 2025年第3期69-78,共10页
[目的]评价东北黑土区坡耕地秸秆覆盖免耕下不同坡位的土壤质量特征,为该区坡耕地土壤质量调控和生态修复提供科学依据。[方法]采用主成分分析法(PCA)和聚类分析法(CA),分别建立东北黑土区秸秆覆盖免耕(NT)坡耕地和传统耕作(CK)坡耕地... [目的]评价东北黑土区坡耕地秸秆覆盖免耕下不同坡位的土壤质量特征,为该区坡耕地土壤质量调控和生态修复提供科学依据。[方法]采用主成分分析法(PCA)和聚类分析法(CA),分别建立东北黑土区秸秆覆盖免耕(NT)坡耕地和传统耕作(CK)坡耕地土壤质量评价最小数据集(MDS),计算最小数据集土壤质量指数(SQI-PCA,SQI-CA),通过与总数据集土壤质量指数(SQI-TDS)对比分析,筛选出最适合的最小数据集土壤质量指数(SQI-MDS),并对田间试验区土壤质量进行评价分析。[结果]①试验区坡耕地土壤质量评价最小数据集由总孔隙度、pH值、有机质、全钾和有效磷组成。②主成分分析最小数据集土壤质量指数(SQI-PCA)与总数据集土壤质量指数(SQI-TDS)的纳什有效系数和相关系数均高于聚类分析最小数据集土壤质量指数(SQI-CA),因此更适合使用主成分分析最小数据集(MDS-PCA)代替总数据集(TDS)进行土壤质量评价。③通过主成分分析最小数据集(SQI-PCA)进行土壤质量评价得出,试验区秸秆覆盖免耕(NT坡中,0.661)土壤质量最优,传统耕作(CK坡上,0.472)土壤质量最差。④制约NT处理坡耕地土壤质量的主要障碍因子为容重(0.156)和总孔隙度(0.132),CK处理坡耕地土壤质量的主要障碍因子为全磷(0.151)和速效钾(0.159)。[结论]秸秆覆盖免耕能够有效提高东北黑土区坡耕地土壤质量,并减少土壤养分流失与再分布。 展开更多
关键词 秸秆覆盖 坡耕地 土壤质量评价 最小数据集 东北黑土区
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东北黑土区不同坡长条件下融雪侵蚀中的水沙迁移过程
7
作者 宋子豪 韩玉国 王晓学 《水土保持学报》 北大核心 2025年第3期34-40,共7页
[目的]为研究东北黑土区横垄坡耕地的融雪侵蚀特征及其影响因素,通过选择黑龙江省牡丹江市麻花沟小流域内相同坡度不同坡长坡耕地进行融雪过程观测,探讨不同坡长径流小区融雪侵蚀特征及变化规律。[方法]在春季融雪期间,研究3种坡长(5、2... [目的]为研究东北黑土区横垄坡耕地的融雪侵蚀特征及其影响因素,通过选择黑龙江省牡丹江市麻花沟小流域内相同坡度不同坡长坡耕地进行融雪过程观测,探讨不同坡长径流小区融雪侵蚀特征及变化规律。[方法]在春季融雪期间,研究3种坡长(5、20、100 m)横垄坡耕地的融雪侵蚀过程,分析融雪期间雪深、径流率、含沙量,以及径流总量和泥沙量的变化过程。[结果]1)积雪深度在融雪期间呈现明显的下降趋势,在融雪中期下降较快,在融雪初期与融雪末期下降相对缓慢,5、20、100 m坡长完全融化时间分别为5、6、6 d。2)融雪过程中,100 m坡长每日在9:30左右开始产流,17:30左右停止产流;5、20 m坡长产流时间较晚1 h左右,产流结束时间提前1 h左右。5、20、100 m坡长累计产流时间分别为5、6、7 d。各坡长径流率和含沙量呈先增大后减小的趋势,径流率和含沙量随着坡长的增加而增加,且含沙量峰值相对于径流率滞后约0~2.0 h。3)在融雪过程中,日径流总量和泥沙量大小为100 m>20 m>5 m,各小区径流总量和泥沙量变化呈先增大后减小的趋势。[结论]在融雪过程中,不同坡长条件下积雪深度、产流产沙过程变化规律相似。产流时间、坡面径流率、含沙量、径流总量和泥沙量均随着坡长的增加而增加。对不同坡长条件下横垄坡耕地融雪侵蚀过程的研究,可为东北黑土区坡耕地水土流失的治理提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 融雪过程 产流时间 融雪速率 泥沙量 东北黑土区
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东北黑土区典型小流域浅沟损毁耕地特征分析
8
作者 王伟 王春梅 +6 位作者 明哲 魏继龙 申华珍 王强 麻磊 孙智博 杜华栋 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第2期35-45,共11页
为探究浅沟损毁耕地问题,明确其与浅沟形态关系,以黑龙江嫩江鹤北小流域内治理和非治理2个子流域为研究区,基于2022—2023年高分辨率无人机影像和高精度野外实测,定量分析浅沟形态与损毁耕地面积的关系。结果表明:1)受侵蚀沟潜在影响的... 为探究浅沟损毁耕地问题,明确其与浅沟形态关系,以黑龙江嫩江鹤北小流域内治理和非治理2个子流域为研究区,基于2022—2023年高分辨率无人机影像和高精度野外实测,定量分析浅沟形态与损毁耕地面积的关系。结果表明:1)受侵蚀沟潜在影响的耕地及在此影响下作物难以生长的损毁耕地面积分别占流域总耕地面积的32%和0.258%,其中浅沟损毁耕地面积占沟毁耕地面积的31%,治理流域较非治理流域下降38%,2022年和2023年当年种植大豆的浅沟损毁耕地面积分别是种植玉米的2.17倍和2.03倍;2)浅沟损毁耕地宽度是浅沟本身宽度的2.21倍,浅沟宽度、深度、横截面面积和宽深比均与损毁耕地宽度显著相关(P<0.05),其中宽度与损毁耕地宽度存在较好的线性关系;3)浅沟平均宽度和长度交互影响损毁耕地面积重要性最高,存在良好线性关系。本研究表明浅沟损毁耕地是东北黑土区沟毁耕地的重要组成部分,不容忽视,浅沟形态参数与其损毁耕地面积存在线性相关关系。研究结果可促进侵蚀沟损毁耕地面积的精准评估,从而服务黑土地保护和粮食安全国家战略。 展开更多
关键词 浅沟 沟毁耕地 野外实测 无人机遥感 东北黑土区
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东北黑土区土地利用景观格局最佳粒度分析
9
作者 李海洋 李巍 贺健勇 《安徽农业科学》 2025年第6期63-65,73,共4页
利用松原市2021年的遥感影像、土地利用图、行政区划图以及相关统计数据,在RS与GIS的技术支持下,采用GIS空间分析、景观格局指数研究、面积损失评价方法等来确定景观格局分析的最佳粒度。结果表明:松原市景观的最佳分析粒度为90 m。分... 利用松原市2021年的遥感影像、土地利用图、行政区划图以及相关统计数据,在RS与GIS的技术支持下,采用GIS空间分析、景观格局指数研究、面积损失评价方法等来确定景观格局分析的最佳粒度。结果表明:松原市景观的最佳分析粒度为90 m。分析景观格局指数随粒度变化的响应得到整体适宜粒度域为90~150 m,利用面积损失评价方法在粒度为90 m时,土地面积变化指数最小,此时面积精度损失最少,所以确定最佳分析粒度为90 m。 展开更多
关键词 最佳分析粒度 土地利用 景观格局 东北黑土区
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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:13
10
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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东北黑土区生态系统服务权衡与协同 被引量:7
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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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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 被引量:3
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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 被引量:2
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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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东北黑土地区稻田甲烷排放时空演变及排放潜力分析 被引量:6
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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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东北黑土区沟蚀研究进展与热点——基于CiteSpace计量分析 被引量:3
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作者 万兆凯 宋庆臣 +3 位作者 万普强 郭明明 张兴义 刘欣 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期454-463,共10页
[目的]直观把握东北黑土区沟蚀研究进展与热点,推进东北黑土区沟蚀研究领域的发展。[方法]以CNKI与Web of Siencec数据库中245篇相关文献为对象,利用文献计量的方法,使用CiteSacep软件绘制东北黑土区沟蚀研究知识图谱。[结果]结果表明:... [目的]直观把握东北黑土区沟蚀研究进展与热点,推进东北黑土区沟蚀研究领域的发展。[方法]以CNKI与Web of Siencec数据库中245篇相关文献为对象,利用文献计量的方法,使用CiteSacep软件绘制东北黑土区沟蚀研究知识图谱。[结果]结果表明:(1)黑土区沟蚀研究起步较晚,近十年发文量显著增加,但国际期刊发表成果较少,仅占26%。(2)该领域研究力量主要分布在我国东北,其中水利部松辽流域委员会、北京师范大学、中国科学院东北地理与农业生态研究所、东北农业大学、沈阳农业大学等机构贡献突出、影响较大;张树文是该领域中文发文量最多的学者,刘宝元和伍永秋是英文发文量最多的学者。(3)关键词共现表明,目前对东北黑土区沟蚀的关注重点主要集中在侵蚀沟发育特征、影响因素和沟蚀防治措施等方面。[结论]东北黑土区沟蚀尚未形成完整的研究框架和全面的认识,在未来的研究中,需进一步注重东北黑土区沟蚀形成和发育过程及机理研究,并深入分析地质、地形、水文、人类活动等因素的影响。 展开更多
关键词 东北黑土区 沟蚀 热点 文献计量学 CiteSacep
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干旱对中国东北黑土区不同植被总初级生产力的时滞与累积效应 被引量:2
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作者 薛泽 李雪冬 +3 位作者 费龙 杨拂晓 董炜华 刘言 《地理科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第11期2060-2071,共12页
本文以中国东北黑土区为研究区,基于NIRv-GPP数据集、SPEI数据集,探究1982—2018年干旱对东北黑土区不同植被类型的时滞与累积效应。研究结果表明:①东北黑土区SPEI与GPP在1982—2018年呈现波动性变化,其中2010年后呈明显上升趋势;②干... 本文以中国东北黑土区为研究区,基于NIRv-GPP数据集、SPEI数据集,探究1982—2018年干旱对东北黑土区不同植被类型的时滞与累积效应。研究结果表明:①东北黑土区SPEI与GPP在1982—2018年呈现波动性变化,其中2010年后呈明显上升趋势;②干旱对东北黑土区99.4%的植被造成了时滞效应,时滞的时间尺度集中在1~2个月和9~10个月;随旱情加重,时滞月数增长而时滞效应减弱;干旱对草地、林地的时滞效应较为显著;③黑土区96.38%的植被受累积效应的影响,累积时间尺度集中在2~3个月;随旱情的加重,累积月数增长而累积效应减弱;干旱对草地、耕地的累积效应较为显著;④干旱对东北黑土区不同植被类型的主导效应不同,79.88%的草地对干旱的主导效应为累积效应,55.6%的耕地、85.64%的林地主导效应为时滞效应。 展开更多
关键词 干旱 东北黑土区 总初级生产力 时滞效应 累积效应
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东北典型黑土区土壤有机碳结构特征及其影响因素 被引量:1
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作者 朱张羽 方华军 +4 位作者 沈菊培 韩丽丽 宋晓桐 刘四义 张丽梅 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第21期9815-9825,共11页
土壤有机碳化学结构对土壤固碳与肥力的形成具有重要意义。为探究东北典型黑土区土壤有机碳的结构特征及其影响因素,利用13C核磁共振技术研究了海伦、齐齐哈尔、长春和沈阳四个区域典型土壤有机碳的化学组成,分析了其与土壤物理、化学... 土壤有机碳化学结构对土壤固碳与肥力的形成具有重要意义。为探究东北典型黑土区土壤有机碳的结构特征及其影响因素,利用13C核磁共振技术研究了海伦、齐齐哈尔、长春和沈阳四个区域典型土壤有机碳的化学组成,分析了其与土壤物理、化学性质及气候因子的关系。结果表明,来自4个不同区域土壤有机碳的组成和结构有显著差异,海伦地区的土壤有机碳有较低的烷基碳比例(30.62±0.95)%、烷基指数(A/OA)(0.96±0.06)以及疏水性指数(HB/HI)(1.00±0.03),其有机碳化学性质更为活泼,而沈阳地区的烷基碳比例(42.42±1.03)%、A/OA(1.53±0.03)以及HB/HI(1.40±0.04)指数均最高。长春和齐齐哈尔地区的烷基碳比例、A/OA以及HB/HI指数值则介于海伦和沈阳之间。土壤有机碳、全氮含量与烷基碳比例、A/OA、HB/HI呈显著负相关(P<0.01),与含氧烷基碳、羰基碳比例显著正相关(P<0.01)。同时,A/OA、HB/HI与年平均气温呈显著正相关(P<0.01)。结果表明,沈阳地区由于具有较高的年均温,加速了土壤有机碳的分解使得烷基碳比例增加,腐殖化程度提高,惰性增强,结构更为稳定,但其中的活性有机碳积累较少。相反,海伦地区由于气候冷凉,土壤的活性有机碳组分含量更高,性质更为活泼,未来气候变暖下可能会加速有机碳的分解,因此更应关注这些地区的有机碳库的变化和增碳措施的实施。研究结果为准确评估东北典型黑土区土壤的有机碳稳定性及碳循环提供了重要参考。 展开更多
关键词 东北黑土区 土壤有机碳结构 13C核磁共振 碳稳定性
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2003—2021年拜泉县典型区侵蚀沟形态特征及发育变化规律 被引量:1
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作者 钱志晶 肖洋 +4 位作者 牛羽萱 高澳 刘烨 侯驭麒 徐金忠 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2024年第4期225-235,共11页
[目的]研究东北黑土区侵蚀沟形态特征及不同时间尺度形态变化规律,为该区侵蚀沟发育演化提供科学依据和数据支撑。[方法]选取拜泉县国富镇域内61条典型侵蚀沟为研究对象,采用无人机航拍技术生成数字高程模型,并通过人工目视解译提取沟... [目的]研究东北黑土区侵蚀沟形态特征及不同时间尺度形态变化规律,为该区侵蚀沟发育演化提供科学依据和数据支撑。[方法]选取拜泉县国富镇域内61条典型侵蚀沟为研究对象,采用无人机航拍技术生成数字高程模型,并通过人工目视解译提取沟长、断面宽深比等形态参数,结合历史航拍影像数据分析侵蚀沟发育变化规律及影响因素。[结果](1)2003—2021年拜泉县研究区侵蚀沟发育整体呈加剧趋势,主要沟道类型为中型沟,占研究区总数的60.66%。(2)研究区内侵蚀沟形态发育差异较大,沟长、平均断面面积及体积主要分布在41.89~1173 m,11.23~440.69 m^(2),895.38~107686.57 m^(3),整体形态参数分布较为集中。(3)研究区侵蚀沟沟长、面积及形状指数呈现先升高后降低的变化趋势。平均沟长发育变化速率为9.64 m/a,面积变化速率为246.39 m^(2)/a,侵蚀沟表现为狭长不规则形。(4)回归分析表明,研究区侵蚀沟沟长(L)与沟宽(W)、周长(P)、面积(S)均呈显著正相关关系。顶宽(TW)与底宽(BW)、周长(P)、面积(S)也存在显著相关关系,决定系数分别为0.82,0.23,0.58。但沟深(D)与侵蚀体积(V)及面积(S)相关性较低未发现显著联系。[结论]拜泉县典型区域侵蚀沟总体发育趋势较之前相对减缓,但沟蚀现象仍十分严重。整体侵蚀沟形态参数分布较为稳定,且不同形态参数间相互联系,沟长与侵蚀沟缘面积及周长呈紧密正相关关系。 展开更多
关键词 侵蚀沟 东北黑土区 形态参数 发育规律 拜泉县
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基于高分七号影像自动提取东北黑土区侵蚀沟的方法 被引量:2
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作者 陈昶 张岩 +3 位作者 李坤衡 杨润泽 张俊彬 梁彦荣 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第3期1-7,共7页
东北黑土区沟蚀严重且分布面积广,目前对其进行监测大多基于目视解译,自动化程度低,急需一种快速提取方法。本文选取沟蚀严重的黑龙江省宾县马蛇子河流域,基于高分七号影像,以目视解译结果为参照,比较流向边缘检测、机器学习、深度学习... 东北黑土区沟蚀严重且分布面积广,目前对其进行监测大多基于目视解译,自动化程度低,急需一种快速提取方法。本文选取沟蚀严重的黑龙江省宾县马蛇子河流域,基于高分七号影像,以目视解译结果为参照,比较流向边缘检测、机器学习、深度学习3种方法自动提取侵蚀沟的精度。结果表明:①流向边缘检测方法依赖高精度地形数据,高分七号立体像对生成的地形数据垂直精度低,侵蚀沟整体提取精度仅为6.7%,无法用于切沟和浅沟的自动提取;②机器学习方法需要人为设置分割参数并设计分类特征,自动化程度较低,侵蚀沟整体提取精度可达50.7%,对切沟识别精度可达83.1%,但对浅沟识别精度仅为9.2%;③深度学习方法采用端对端的模式,无须人为设计特征提取器,自动化程度高,整体提取精度可达60.8%,对切沟识别精度可达68.1%,对浅沟识别精度可达69.7%。 展开更多
关键词 东北黑土区 高分七号影像 流向边缘检测 机器学习 深度学习
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东北典型黑土区土壤侵蚀对有机碳时空变化特征的影响 被引量:1
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作者 佟亚宁 王彬 +3 位作者 王文刚 周笑 李力国 IFTIKHAR Farhan 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期59-70,共12页
[目的]探明土壤有机碳流失时空分布变化对土壤侵蚀强度的响应机制,以期为侵蚀环境下土壤碳循环机制研究提供基础数据,并为解决黑土“变薄变瘦”问题提供科学依据。[方法]选取松嫩平原典型黑土区的北安市、克山县、克东县、拜泉县等14个... [目的]探明土壤有机碳流失时空分布变化对土壤侵蚀强度的响应机制,以期为侵蚀环境下土壤碳循环机制研究提供基础数据,并为解决黑土“变薄变瘦”问题提供科学依据。[方法]选取松嫩平原典型黑土区的北安市、克山县、克东县、拜泉县等14个市(区、县)为研究对象,采用RUSLE模型并结合GIS空间分析技术分析东北典型黑土区2000-2019年土壤侵蚀与土壤有机碳流失的时空变化特征。[结果]研究区土壤侵蚀强度整体呈北高南低的分布格局,并以微度侵蚀为主;2000-2019年典型黑土区微度侵蚀面积占比上升趋势不显著,轻度及以上程度的侵蚀面积占比则整体表现为降低态势,其中87.91%的区域侵蚀强度等级未发生明显变化,仅有3.74%的区域侵蚀强度等级升高;土壤有机碳流失空间分布差异明显,总体呈北高南低的分布特征,研究期间土壤有机碳年平均流失强度为4.74 t/(km^(2)·a);2010-2019年,土壤有机碳流失总量呈增大趋势,其中北安市流失量最大,为研究区总流失量的37.00%;2015-2019年,土壤有机碳流失强度<5 t/(km^(2)·a)的区域面积占比下降,而流失强度>5 t/(km^(2)·a)的区域面积占比上升,导致年平均流失强度增大;研究区北部土壤侵蚀强度高的地区由于有机碳丰富,使得其在遭受侵蚀作用时损失的有机碳总量相对较大,形成土壤有机碳流失总量的地域性差异特征。[结论]侵蚀作用下土壤有机碳流失的时空变化特征,表明严重的土壤侵蚀是坡面土壤有机碳流失的重要驱动因素。 展开更多
关键词 土壤侵蚀 土壤有机碳 RUSLE模型 时空变化 东北黑土区
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