检索结果-内蒙古大学图书馆

中国环境科学 2025年第2期45卷 1027-1035页

作者：刘新茹杜新忠刘晓荣雷秋良刘宏斌中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业农村部面源污染控制重点实验室/北京昌平土壤质量国家野外科学观测研究站/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室北京100081 北京林业大学水土保持学院北京100083

为探究降雨事件下流域尺度氮素的输出特征及影响因素,在2022年和2023年洱海上游凤羽河流域开展了6场典型降雨事件水质水量监测,分析氮素随降雨-产流的变化及输出特征,明确雨强、历时、流量等因素对氮素负荷的影响机制.研究结果表明,降... 详细信息

为探究降雨事件下流域尺度氮素的输出特征及影响因素,在2022年和2023年洱海上游凤羽河流域开展了6场典型降雨事件水质水量监测,分析氮素随降雨-产流的变化及输出特征,明确雨强、历时、流量等因素对氮素负荷的影响机制.研究结果表明,降雨前期土壤条件较湿润的情况下,更容易造成较大的降雨产流,并且会在降雨等级达到大雨(3级)时引起氮素浓度的较大波动,说明氮素的流失会受降雨等级的影响.降雨事件的不同阶段的分析表明,中雨及以下降雨事件中,氮素主要在降雨后期流失,约占整场降雨的62.25%~78.77%,但降雨前期单位时间氮素流失量大;在大雨及以上降雨事件中,氮素中期流失占比达一半以上,且单位时间氮素流失降雨中期最大.降雨-产流过程因子与氮素流失的冗余分析表明,氮素浓度变化与负荷流失主要与前期降雨量指数(API)呈显著正相关关系,其次受平均雨强(RI)、最大30min降雨(I30)和峰值流量(FP)等因素的影响.其中氨氮(NH_(4)^(+)-N)和硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)则与总流量(FA)、降雨历时(RT)、总降雨量(RA)的相关性比较大;而溶解态有机氮(DON)与API相关性较大,与其它因素相关性较弱或表现为负相关.

关键词：氮素降雨事件流域尺度

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麦玉轮作体系下秸秆还田和有机替代对作物产量及农田氮损失的影响

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植物营养与肥料学报 2025年第3期31卷 442-457页

作者：李文瑄戴孚岳王洪媛李俊改王震翟丽梅樊秉乾刘宏斌北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/农业农村部面源污染控制重点实验室/北京昌平土壤质量国家野外科学观测研究站/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

【目的】明确不同培肥措施对麦玉轮作模式下作物产量、氮肥利用率及农田氮损失的影响,为土壤培肥提供科学依据。【方法】以中国麦玉轮作区为研究区域,在中国知网、Web of Science平台,搜集并筛选出64篇文献,提取其中的产量、氮素损失(... 详细信息

【目的】明确不同培肥措施对麦玉轮作模式下作物产量、氮肥利用率及农田氮损失的影响,为土壤培肥提供科学依据。【方法】以中国麦玉轮作区为研究区域,在中国知网、Web of Science平台,搜集并筛选出64篇文献,提取其中的产量、氮素损失(氨挥发、N2O排放、硝态氮淋溶)数据,采用整合分析(Metaanalysis)方法,对比分析常规单施化肥、常规化肥配合秸秆还田(秸秆还田)、有机肥替代部分化肥(有机替代)以及秸秆还田+有机替代4种施肥措施对作物产量、氮肥利用率以及农田氮损失的影响。【结果】常规单施化肥措施下,小麦和玉米产量均值分别为6.06和7.79 t/hm^(2),氮肥利用率分别为36.3%和34.2%;农田氮损失以淋溶和NH3挥发为主,且农田氮损失主要发生在玉米季,约占全年氮损失的57.7%。与常规单施化肥相比,秸秆还田显著提高小麦产量21.8%、玉米产量6.1%,但增加NH3挥发和N2O排放的风险。与常规单施化肥相比,有机替代显著降低了农田硝态氮淋失(小麦季39.6%、玉米季27.7%)和玉米季N2O排放(21.2%),但小麦产量存在较大波动,以20%~40%的替代比例增产效果最佳(3.6%)。与常规单施化肥相比,秸秆还田+有机替代小麦平均增产16.4%、玉米产量提高17.7%,玉米季硝态氮淋溶降低24.1%;与秸秆还田相比,秸秆还田+有机替代虽然显著提高了作物产量(小麦5.7%、玉米13.4%),但增加了玉米季N_(2)O排放(61.9%)。【结论】常规化肥措施下,秸秆还田、有机替代及秸秆还田+有机替代措施均能提高麦玉轮作体系的作物产量。不同措施的环境效应存在差异:秸秆还田虽能增产,但会导致农田氮排放量增加;有机替代措施具有较好的氮减排效果,但需合适的替代比例才能实现增产与减排的双重效益。值得注意的是,秸秆还田结合有机替代的增产效果最佳,但其农田氮减排效果相关研究较少,减排效果和机制尚不明确,有待进一步探究。

关键词：整合分析小麦−玉米轮作秸秆还田有机替代产量氮损失

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基于RothC模型的东北旱地和稻田土壤有机碳动态变化模拟研究

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中国农业科学 2025年第8期58卷 1564-1578页

作者：张昊鑫于晟玥雷秋良杜新忠张继宗安妙颖樊秉乾罗加法刘宏斌农业农村部面源污染控制重点实验室/北京昌平土壤质量国家野外科学观测研究站/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 AgResearch Ruakura研究中心

【目的】探究Roth C在东北地区旱地和稻田土壤有机碳储量动态变化的适用性及不同模型校准方法对于模型模拟性能的影响。【方法】选取了一个典型的旱地和一个典型的稻田长期试验点，旱地试验来自中国科学院海伦农业生态试验站（2004—201... 详细信息

【目的】探究Roth C在东北地区旱地和稻田土壤有机碳储量动态变化的适用性及不同模型校准方法对于模型模拟性能的影响。【方法】选取了一个典型的旱地和一个典型的稻田长期试验点，旱地试验来自中国科学院海伦农业生态试验站（2004—2015年），稻田试验来自八五〇农场的试验数据（2010—2017年）。每个试验点选取两个试验处理分别为仅施无机肥（NPK）和施无机肥+秸秆还田（NPKS）,用于模型模拟验证与性能评价。针对稻田土壤除采用Roth C外，还选取了两个修正版本Roth C＿p和Roth C＿0.6用于适用性评价，选用3种不同模型校准方法分别为平衡法（M1）、参数优化法（M2）、传递函数法（M3），分析不同模型校准方法对于模型模拟性能的影响。选用归一化均方根误差（n RMSE）、平均差（MD）、一致性指数（d）作为模型评价指标。【结果】海伦站的有机碳输入量表现出明显的波动趋势，NPK、NPKS处理的年均碳投入量分别为1.71、3.52 t·hm-2，八五〇农场的有机碳投入较为稳定，NPK、NPKS处理年均有机碳输入量分别为1.89、5.90 t·hm-2。海伦站的模拟验证结果显示，采用不同模型校准方法进行模拟时其n RMSE均小于5%,d在0.60—0.74，说明不同模型校准方法下的模型性能均表现为优秀，Roth C能够准确的模拟出旱地NPK、NPKS处理的SOC储量变化趋势。当采用M2方法时NPK、NPKS处理的n RMSE最小，分别为3.46%、3.09%。八五〇农场的模拟验证结果显示，Roth C和Roth C＿p的MD范围为-1.47—-13.41,n RMSE范围为2.90%—26.48%,d值均小于0.1，说明这两个模型大幅度高估了SOC储量的增加，Roth C和Roth C＿p不能够模拟出稻田SOC储量的变化趋势。Roth C＿0.6在NPK处理下，其MD范围为-0.08—0.44,n RMSE的范围为0.24%—0.85%,d值范围为0.31—0.76；而在NPKS处理下，MD范围为-5.71—-6.22,n RMSE范围为11.21%—12.12%,d值范围为0.12—0.13，说明Roth C＿0.6能够模拟出NPK处理下SOC储量的动态变化，但大幅高估了NPKS处理的SOC储量的变化。【结论】Roth C和Roth C＿0.6分别适用于东北地区旱地和稻田秸秆不还田情况下SOC储量动态变化的研究，能够准确模拟出SOC储量的变化趋势；不同模型校准方法对于模型模拟性能有影响但均在可接受范围，而传递函数法（M3）计算过程简单、节省模型运行时间，且模型模拟性能较佳，因此本研究推荐优先使用传递函数法（M3）用于模型校准。

关键词： RothC模型土壤有机碳秸秆还田模型校准方法旱地稻田东北

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典型降雨事件下流域磷流失特征与影响因素

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长江科学院院报 2025年第5期 81-87+103页

作者：刘晓荣杜新忠刘新茹韩玉国安妙颖雷秋良刘宏斌北京林业大学水土保持学院农业农村部面源污染控制重点实验室/北京昌平土壤质量国家野外科学观测研究站/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

为了解典型降雨事件下流域磷流失特征及其影响因素，于2022年和2023年汛期，在流域出口监测了5场不同强度的降雨事件，共采集样品265个并测定总磷(TP)、总溶解态磷(DP)、颗粒态磷(PP)浓度，分析不同降雨事件中磷浓度输出过程和影响因素... 详细信息

为了解典型降雨事件下流域磷流失特征及其影响因素，于2022年和2023年汛期，在流域出口监测了5场不同强度的降雨事件，共采集样品265个并测定总磷(TP)、总溶解态磷(DP)、颗粒态磷(PP)浓度，分析不同降雨事件中磷浓度输出过程和影响因素，结合滞后分析揭示磷流失水文过程。结果表明：(1)不同类型降雨事件中TP、PP浓度与流量变化趋势一致。(2)降雨总量、降雨历时，洪峰流量、最大30 min降雨强度与磷浓度之间呈正相关，前期降雨指数与磷浓度呈负相关。(3)降雨过程中流失的磷以颗粒态为主，占比67%～93%。(4)TP、PP和DP浓度与流量之间没有统一的滞后效应；TP和PP的滞后效应一致，流域磷来自地表径流。

关键词：典型降雨滞后效应磷流失影响因素磷污染负荷凤羽河流域

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磷指数模型在美国的应用和发展

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农业环境科学学报 2024年第5期43卷 965-973页

作者：马华雷秋良杜新忠赵营李影安妙颖武淑霞樊秉乾刘宏斌农业农村部面源污染控制重点实验室/北京昌平土壤质量国家野外科学观测研究站/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 宁夏农林科学院农业资源与环境研究所银川750002 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101

磷是植物生长必需的营养元素之一,在农业生产中起着关键作用。然而,长期过量的磷肥投入导致土壤磷素水平增加,进而加大了土壤磷素流失风险,造成农业非点源磷污染,同时这也成为导致水体富营养化的主要因素之一。因此,识别和管理农业非点... 详细信息

磷是植物生长必需的营养元素之一,在农业生产中起着关键作用。然而,长期过量的磷肥投入导致土壤磷素水平增加,进而加大了土壤磷素流失风险,造成农业非点源磷污染,同时这也成为导致水体富营养化的主要因素之一。因此,识别和管理农业非点源磷的流失风险关键区,成为面源污染亟待解决的关键问题。磷指数模型起源于20世纪90年代,是评估农田磷流失潜力和指导磷管理决策的重要工具之一。根据研究区特点,美国众多学者在各州设立了不同的磷指数指标体系,优化了磷指数的组成因子、计算方法和分级标准。本文对美国各州磷指数模型评价体系进行了综述和评价,指出了磷指数模型的局限性,提出了改进方向,以期为我国磷素管理方法提供借鉴。

关键词：磷指数非点源污染磷素迁移评价体系流失风险

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长期污泥堆肥产品农用对作物产量及经济效益的评估

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给水排水 2024年第6期50卷 29-35页

作者：贾清棋于晟玥姚海李海洋杨文彬武淑霞杨波安妙颖北京城市排水集团有限责任公司北京100044 北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室农业部面源污染控制重点实验室北京昌平土壤质量国家野外科学观测研究站中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

开展污泥“变废为宝”的资源化利用,提高污泥资源化利用率,对防治城市生态环境污染,实现资源循环利用,促进社会绿色发展具有重要意义。研究基于华北平原典型小麦-玉米轮作体系长期田间定位试验,通过以不同用量的堆肥污泥部分替代化肥,探... 详细信息

开展污泥“变废为宝”的资源化利用,提高污泥资源化利用率,对防治城市生态环境污染,实现资源循环利用,促进社会绿色发展具有重要意义。研究基于华北平原典型小麦-玉米轮作体系长期田间定位试验,通过以不同用量的堆肥污泥部分替代化肥,探究2007-2022年期间施用堆肥污泥对作物产量和经济效益的影响,以期为污泥高效资源化利用提供理论支撑。结果表明,0.5W+0.5N和W+0.5N处理下作物的增产效果与N处理相当。4W+0.5N处理下作物的产量最高,试验期间小麦和玉米的平均经济产量分别为5 131.75 kg/hm^(2)和8 853.16 kg/hm^(2)。作物产量与污泥施用量呈显著正相关关系,相关系数可达0.85。不同污泥施用处理下,W+0.5N处理下的小麦和玉米的净收益达到最高,分别为19 453.22元/hm^(2)和18 848.43元/hm^(2)。

关键词：堆肥污泥资源化利用经济产量生物量经济效益

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宁夏回族自治区农田—畜牧系统氮素流动与平衡时空变化特征

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中国农业资源与区划 2024年第11期45卷 217-228页

作者：马思琪李浩刘晓彤武淑霞雷秋良樊秉乾邹朋刘宏斌北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室农业农村部面源污染控制重点实验室北京昌平土壤质量国家野外科学观测研究站中国农业科学院农业资源与农业区划研究所辽宁省盐碱地利用研究所宁夏农林科学院农业资源与环境研究所菏泽金正大生态工程有限公司

[目的]通过研究宁夏的农牧系统氮素流动及平衡特征，为农牧业绿色、协调发展提供理论基础。[方法]文章以“农田—畜牧”系统为研究对象，利用2002—2021年的统计数据，运用NUFER(Nutrient Flows in Food Chain,Environment and Resource... 详细信息

[目的]通过研究宁夏的农牧系统氮素流动及平衡特征，为农牧业绿色、协调发展提供理论基础。[方法]文章以“农田—畜牧”系统为研究对象，利用2002—2021年的统计数据，运用NUFER(Nutrient Flows in Food Chain,Environment and Resources Use)模型，开展对宁夏农牧系统氮素流动特征及利用效率的研究。[结果]（1） 2002—2021年宁夏畜牧系统氮素总量呈逐年上升趋势，从9.3万t增长到26.0万t;(2)宁夏农田系统氮素总量呈先上升后下降趋势，2013年均达到峰值，从94.8万t增长到2013年的126.0万t,2021年为118.3万t，其中化肥氮输入的占比最大，占氮素总量的80.9%～86.4%;(3)宁夏农牧系统氮素总量从99.6万t增长到126.7万t，趋势与农田系统一致。农牧系统氮素利用率为12.1%～19.7%，较我国其他地区偏低；环境排放量在2013年最高，为130.9万t;(4)氨挥发为氮素环境排放量的主要损失形态，占氮素总投入的40%～50%。（5）从空间分布上看，2002年和2021年宁夏农牧系统氮素总量表现出极大的不平衡，在空间上氮素投入总量平罗县、青铜峡市、利通区和贺兰县区域明显大于其他地区，盐池县氮素总量最少，整体看农牧系统氮素投入呈现西北高、东南低的特征。[结论]宁夏农牧系统化肥投入比例偏高，畜禽粪尿利用效率偏低，本地饲料供给不足，应减少化肥投入比例，增加氮素在农田和畜牧系统内的循环，减少外源氮素投入，合理分配氮素资源，提高农牧系统氮素利用率。

关键词： NUFER模型农牧系统氮素平衡宁夏氮素利用率

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长期大量施用污泥堆肥显著提升华北地区粮食作物产量和土壤碳汇效应

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植物营养与肥料学报 2024年第5期30卷 899-908页

作者：姚海刘晓荣李海洋李浩杨文彬李颖杜新忠安妙颖刘宏斌北京市排水集团有限责任公司北京100044 北京林业大学水土保持学院北京100083 辽宁省盐碱地利用研究所辽宁盘锦124010 北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/农业农村部面源污染控制重点实验室/北京昌平土壤质量国家野外科学观测研究站/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 菏泽金正大生态工程有限公司山东菏泽274000

【目的】阐明长期不同用量质量达标的污泥堆肥配施化肥对华北地区冬小麦-夏玉米轮作体系作物产量,以及耕层土壤有机碳储量(SOCS)和全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量的影响,为污泥高效资源化利用及农业绿色可持续发展提供理论依据。【... 详细信息

【目的】阐明长期不同用量质量达标的污泥堆肥配施化肥对华北地区冬小麦-夏玉米轮作体系作物产量,以及耕层土壤有机碳储量(SOCS)和全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量的影响,为污泥高效资源化利用及农业绿色可持续发展提供理论依据。【方法】于北京市昌平区,开展污泥堆肥(SW)与化肥配施定位试验(2008—2020年),种植制度为冬小麦-夏玉米轮作,试验设置5个处理:100%尿素(N)、50%WS+50%尿素(0.5SW+0.5N)、100%SW+50%尿素(SW+0.5N)、200%SW+50%尿素(2SW+0.5N)、400%SW+50%尿素(4SW+0.5N)处理。小麦、玉米收获后,调查籽粒和秸秆产量,0—20 cm土层土壤有机质和氮磷钾含量,并计算土壤固碳效率。【结果】随着污泥堆肥用量的增加,小麦和玉米籽粒和秸秆产量逐渐增加,与N处理相比,0.5SW+0.5N处理小麦、玉米籽粒和秸秆多年平均产量无显著差异,SW+0.5N、2SW+0.5N和4SW+0.5N处理下小麦籽粒产量分别增加了6.97%、14.88%和17.94%,玉米籽粒产量分别增加了8.43%、11.77%和15.38%。土壤中有机碳储量、全氮、全磷、全钾含量在0.5SW+0.5N、SW+0.5N、2SW+0.5N和4SW+0.5N处理下较N处理明显提升。同时,土壤中有机碳储量、全氮、全磷和全钾含量随污泥堆肥用量的增加而显著增加(P<0.05)。N、0.5SW+0.5N、SW+0.5N、2SW+0.5N和4SW+0.5N处理下,土壤全氮含量多年平均值分别为1.07、1.26、1.56、1.93和2.73 g/kg,全磷含量分别为1.19、1.67、2.37、3.27、4.11 g/kg,全钾含量分别为18.60、19.06、19.85、20.07、21.19 g/kg。【结论】与单施尿素相比,以质量达标的污泥堆肥替代50%尿素(0.5SW+0.5N)不会影响小麦、玉米籽粒和秸秆产量,而且可以提升土壤肥力。在尿素用量减半条件下,增加污泥堆肥用量可显著提高小麦、玉米籽粒产量和土壤肥力,特别是在污泥堆肥氮用量为尿素氮用量的4倍时,小麦和玉米可稳定增产15%~18%,并且由于高量污泥堆肥的长期施用极大地提升了土壤中有机碳、全氮、全磷和全钾的储量,保证了产量的可持续性和土壤的碳汇效应。

关键词：污泥堆肥土壤肥力小麦玉米作物产量产量可持续性

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华北典型潮土区土壤质量综合评价

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土壤通报 2023年第6期54卷 1271-1281页

作者：徐用兵张天鹏雷秋良张淑香潘君廷武淑霞杜新忠邱实孙福军刘宏斌中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱高效利用全国重点实验室/农业农村部面源污染控制重点实验室/北京昌平土壤质量国家野外科学观测研究站北京100081 沈阳农业大学土地与环境学院辽宁沈阳110866 深圳市源清环境技术服务有限公司广东深圳518055 东软集团股份有限公司辽宁沈阳110170

【目的】为了有针对性选取典型潮土区的土壤质量评价最优方法,而进行不同种植制度下的土壤质量评价。【方法】以华北典型潮土区为研究区域,结合实测与调研数据,运用主成分分析法筛选最小数据,基于线性和非线性两种评分指标方法与加性(SQ... 详细信息

【目的】为了有针对性选取典型潮土区的土壤质量评价最优方法,而进行不同种植制度下的土壤质量评价。【方法】以华北典型潮土区为研究区域,结合实测与调研数据,运用主成分分析法筛选最小数据,基于线性和非线性两种评分指标方法与加性(SQIa)、加权加性(SQIw)和记忆(SQIn)三种不同的土壤质量指数法。选取最优方法的同时,评价典型潮土区不同种植制度下的土壤质量。【结果】(1)描述性统计分析表明,河北省中部潮土区土壤pH变异系数属于弱变异性,其余指标都属于中等变异性;有效磷、阳离子交换量(CEC)、土壤有机质(SOM)、土壤的速效养分含量的变异系数较大。(2)相关性研究表明,作物单产与SOM、全氮(TN)和缓效钾含量显著正相关,与土壤pH、速效钾、水溶态硼、有效铜、有效锌和有效铜含量呈显著负相关。(3)方法研究表明,典型潮土区最小数据集是SOM、缓效钾、有效铁、水解性氮、有效锌、有效磷、有效硫含量。不同方法最小数据集(MDS)与总数据集(TDS)的相关性强弱为:SQIw-NL>SQIa-NL>SQIw-L>SQIa-L>SQIn-L>SQIn-NL。(4)空间特征研究表明,研究区的土壤质量主要由中等等级II、III和IV等级主导。土壤质量指数(SQI)从南到北减少。(5)土地利用研究表明,不同种植制度土壤质量的大小顺序为:小麦-玉米/豆>花生>麦-玉米>棉花>玉米。【结论】华北潮土区的最佳土壤质量评价方法是SQIwNL法,最小数据集为SOM、缓效钾、有效铁、水解性氮、有效锌、有效磷、有效硫含量,不同管理措施一定程度下影响了作物的生长发育,且小麦-玉米/豆轮作可以提升土壤质量,献县的土壤质量相对较高。

关键词：潮土区土壤质量评价最小数据集种植制度

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