摘要：为获得可持续性的生物质能,在收集玉米秸秆时,需要考虑维护土壤功能的秸秆需求量。为维护土壤功能,结合相关文献所测定不同类型土壤的玉米秸秆保留量的最大值、中位值和最小值,研究设计了土壤玉米秸秆高保留、适度保留和低保留3种情景。针对不同情景,首先依据不同省份的土壤类型(黏土、壤土和沙土)和玉米种植面积,计算出玉米田地秸秆最小保留量(包括最大值、最小值和中位值);在此基础上,考虑可获取性及饲料、燃料等用途,得到可用于生物质能的玉米秸秆开发潜力;考虑农村秸秆生活用能可替代性和玉米秸秆热值,计算出不同替代率下秸秆能源开发潜力。通过研究发现,当考虑土壤功能时,假定未来秸秆燃烧完全替代,在低保留情景下,2020、2030和2050年的玉米秸秆潜力分别为2.79、2.82、3.96亿t。在高保留情景下,对应年份的秸秆可利用潜力分别为0.56、0.58、1.69亿t。考虑土壤秸秆保留量时,玉米秸秆潜力偏低。虽然考虑土壤秸秆保留量,减少了短期内生物质能开发潜力,但有利于农业和生物质能源的可持续性发展。过多的秸秆留田,不仅造成资源浪费,也会产生CH4等温室气体。研究结果为合理开发玉米秸秆资源提供了科学依据。

摘要：集约化农业对保障国家粮食安全至关重要,但其导致的生态环境代价与绿色可持续发展之间的矛盾日益突出。引入豆科作物到农田生态系统对于实现地力保育、作物丰产稳产和资源优化利用等多目标协同具有重要意义。本文系统总结了豆科作物轮作对作物生产和土壤功能的主要影响:1)豆科作物通过生物固氮、高质量的根际分泌物输入、秸秆还田等过程改善了土壤氮素水平,产生正向的残留效应,有利于后茬作物增产,且增产效应在低产区更显著;2)豆科作物轮作可以通过氮肥减施降低系统N_(2)O排放,但豆科的生物固氮过程有增加CO_(2)排放的风险;3)低C/N、高氮含量的豆科秸秆还田能够提高土壤微生物活性和残体积累,提高土壤固碳效率,但其固碳效应也受到较低的秸秆生物量投入限制;4)豆科作物可以提高后茬作物的水肥利用效率,同时利用前后茬作物根系深浅合理搭配,实现轮作周年水肥高效利用。因此,将豆科作物引入到轮作系统可实现氮肥减施和增产,但其产生的土壤固碳和温室气体减排效应受到作物种类、肥料投入、土壤和气候条件等多种因素的综合影响。为更好地发挥豆科作物轮作优势,应深入探究豆科促进后茬作物增产和驱动地下部生态功能提升的耦合机制,开发豆科作物轮作配套田间管理技术,并定向设计适合我国典型生态区的新型生态高效种植体系,对推动豆科作物轮作模式构建与应用及农业绿色发展具有重要理论意义和实践价值。

摘要：为衡量大豆秸秆的生物质能潜力,使其得到合理的可持续开发,采集大豆秸秆时,要考虑为维护土壤功能所保留的秸秆量。综合相关文献研究,得到黑龙江省各类型土壤的大豆秸秆保留量的最小值、中间值和最大值,设计出大豆秸秆最高保留、适中保留和最低保留3种不同的情景。基于上述设计,考虑大豆秸秆可收集率、燃料比率等因素综合运用线性回归的方法,计算出不同情景下的大豆秸秆能源潜力。研究结果发现:假设未来无秸秆燃烧,在最高保留情景中,黑龙江省在2020年、2030年、2050年的大豆秸秆可开发利用的潜力分别是213.49、237.82、296.75万吨;在最低保留情景中,相应年份大豆秸秆可开发潜力将会达到353.14、373.27、431.54万吨。可以看出,维护土壤功能时,可开发的大豆秸秆潜力虽然有限,但对农业的发展有益,也利于生物质能的可持续性开发。

摘要：采用3因素2水平交互设计室内恒温培养试验,通过调控秸秆施用、氮肥用量及食细菌线虫,探讨三者对土壤微生物生物量碳氮(Cmic和Nmic)、可溶性碳氮(DOC、DON)、矿质氮(NH4+-N和NO3--N)及温室气体排放(CO2、N2O和CH4)的交互影响.结果表明:施用秸秆显著增加了食细菌线虫数量、Cmic和Nmic,而随着氮肥用量增加,Cmic和Nmic降低,食细菌线虫对Cmic和Nmic的影响则依赖于秸秆和氮肥用量.秸秆、氮肥和食细菌线虫对可溶性碳氮和矿质氮表现出强烈的交互作用,其中秸秆和氮肥均增加了DOC、NH4+-N和NO3--N;食细菌线虫对DOC的抑制作用和对矿质氮的促进作用达到显著水平.秸秆处理对CO2、N2O的促进及对CH4的抑制均达到显著水平,而线虫和氮肥的影响则更多表现出交互作用.在培养第56天,有秸秆时,低量氮肥下食细菌线虫显著促进了CO2的排放,而高量氮肥下则表现出对CO2和N2O显著的抑制作用.总之,土壤生态功能的发挥不可忽视土壤动物的作用.

摘要：城市范围土壤受到人为扰动而出现生态功能退化,总结了城市土壤的物理化学和水文生态特征,分析了城市土壤对降雨径流量和水质的影响,探讨了低影响开发(LID)工程土的要求,以期为改善LID措施控制降雨径流效果提供理论依据和参考。研究表明:以下渗为主的LID措施,土壤饱和导水率是重要参数;以去除污染负荷为主的LID措施,土壤质地、容重是重要参数,pH及本底养分、重金属含量也是影响因素;应以此为基础设计改良工程土配方;施工过程中,应避免场地土壤的机械人为压实;定期清理设施区域的垃圾,防止阻塞土壤表层;在污染严重区域,定期检测土壤污染物浓度,若超过土壤负载需更换土壤。