农业资源与环境学报杂志

农业资源与环境学报杂志2025年第1期

• 中国化肥减量增效行动与技术研究

  李娜,田云龙,张蕾,王胜涛,朱昌雄,李红娜

  化肥是当代农业的重要生产资料，在农业生产中不可替代，但化肥的不合理施用会对环境造成潜在威胁。本文对我国近年来出台的系列化肥减量增效行动和政策、国家统计年鉴数据和相关的研究进展进行了梳理总结。结果表明：我国的化肥减量增效行动已初具成效，表现为2015—2022年的8年间，化肥用量减少15.7%，而粮食增产3.9%；化肥施用结构趋向合理化，表现为氮肥用量持续减少，复合肥用量持续增加；我国的化肥施用强度也有所下降，2022年化肥施用强度（298.8 kg·hm-2）比2015年减少62.2 kg·hm-2，但施肥强度仍有进一步减量空间；化肥减量、养分利用、元素循环转化等方面的研究有望为提高化肥利用率、推进减量增效行动提供基础科学依据。本文为我国进一步开展科学的化肥减量增效行动提出政策和管理建议，以期为我国的化肥减量增效行动的现状和未来的行动方针提供科学依据和参考。

• 亚硝酸盐氧化细菌研究进展与展望

  胡露星,蒋先军

  亚硝酸盐氧化细菌（Nitrite Oxidizing Bacteria，NOB）是全球氮循环过程中的关键微生物，主要功能是将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。近十年来基于现代分子生态技术的发展，NOB的研究取得了很大的进展，主要包括：NOB的碳氮代谢途径及多样性远远超过以往的认知，如NOB不仅可以氧化亚硝酸盐，也可以氧化尿素、氨以及氰酸盐获取能量；丰富了NOB与环境因素的响应及生态位分化特征的研究，其中Nitrospira更偏好于低氧的贫营养环境，中温的富营养环境更有利于Nitrobacter的生存；对NOB Nitrospira与全程氨氧化细菌（Complete Ammonia Oxidizer，comammox Nitrospira）之间的联系与差异进行了初步探索，二者虽然同属于Nitrospira谱系并且都具备亚硝酸盐氧化能力，但comammox Nitrospira对亚硝酸盐的亲和力较低而对氨具有较高的亲和力，主要分布在低氨的寡营养生境，而NOB Nitrospira对亚硝酸盐有较高亲和力，主要分布在低亚硝酸盐环境。本文基于上述最新研究进展进行了介绍与总结，并对该领域今后的研究进行了展望：在今后的研究中土壤环境或许可以成为NOB研究的新切入点；迫切需要探究缩短NOB分离和培养的方法并结合分子生态技术揭示NOB代谢多样性的实际依据以及NOB在碳氮循环中的真正贡献；探究NOB在代谢和生物化学方面的新机制，为揭示和预测NOB在环境中的响应提供理论支持。

• 基于主导因素约束的典型西南山地乡村土地资源承载力研究

  孔祥媛,汪洋,李帆,张培华,陈墨多,梅言,张洪睿

  为厘清山地乡村的土地资源承载力空间格局和约束因素，本研究以四川省汉源县为例，基于DEM、LUCC等多源空间数据以及行政村统计数据，通过聚落承载力、粮食承载力和产业承载力分析，构建“聚地产”三元约束视角下土地承载力测评算法，定量分析了案例区域的土地资源综合承载力。结果表明：聚落承载力总体处于盈余状态，盈余村庄139个，占68%，过载村庄64个，占32%。聚落承载力盈余区集中于中部河谷，超载区集中分布在北部中高山区。粮食承载力总体处于临界过载状态，过载村庄116个，占57%，盈余村庄87个，占43%。粮食承载力盈余区分布零散，过载区集中分布在中部河谷区。产业承载力总体处于过载状态，盈余村庄63个，仅占31%，过载村庄140个，占69%。产业承载力盈余区集中在北部，过载区域集中于中部及南部。乡村综合土地承载力呈现过载状态，综合承载指数表明，过载村庄共计180个，占89%，严重超载村庄93个，占46%。承载力受限的基础性自然约束因素集中于地貌条件，各子因素的约束力排序为平均高程（r=-0.58）>起伏度（r=-0.42）>坡度25°以上面积占比（r=-0.40）>局部高差（r=-0.37）。汉源县乡村“聚地产”耦合协调水平高，高耦合阶段的村庄约占全县土地面积的71%、村庄数量的68%。处于协调水平的村庄占总数的81%，其中高水平协调的村庄占总数的29%。研究表明，西南山地乡村土地资源承载力受聚落、粮食、产业要素综合影响，针对承载力结果和不同耦合协调影响模式制定相应发展规划，有利于乡村高质量发展。

• 基于生境质量变化的吉林省西部盐碱区生态系统修复分区

  张文琦,金宣成,郄瑞卿,罗冲,王盼盼

  为推进盐碱区粮食安全与生态环境协同发展，本研究以吉林省西部典型盐碱区为例，基于2000、2010、2020年3期土地利用数据，运用土地利用转移矩阵和InVEST模型，分析研究区土地利用的生境质量时空动态演变特征，划分生态修复功能区。结果表明：2000—2020年研究区土地利用类型以耕地为主，占比超过60%，耕地和裸地呈扩张趋势，草地面积逐渐缩减；20年间生境质量等级为优的面积增加361.74 km2，生境质量等级为差的面积增加1 080.54 km2，研究区整体生境质量差异增大。基于生境质量和陆地生态系统服务价值等级划分重点修复区、适度修复区、自然修复区和适度开发区，针对性地提出修复策略。研究表明，土地利用类型转化导致研究区总体生境质量两极分化差异显著，未来在提升盐碱化地区粮食产能的同时，还要兼顾生境质量，注重协调粮食生产和生态保护两者之间的关系。

• 基于SD-PLUS耦合模型的杭州市土地利用多情景模拟

  蔚芳,蒋雨薇

  气候变化威胁全球粮食安全并造成土地退化和荒漠化，反之土地系统问题又成为气候变化的驱动因素。为探讨在气候变化背景下如何合理配置土地资源，本研究基于2020年IPCC（政府间气候变化专门委员会）发布的共享经济路径（SSPs）与典型浓度路径（RCPs）耦合的SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5气候情景，构建并验证了综合考虑社会经济因素及气候变化因素的SDPLUS耦合模型，以2000—2020年为历史数据，模拟了2030年杭州市三种气候情景下的土地利用变化。结果表明：SD模型预测误差在5%以内，PLUS模型模拟结果Kappa系数为0.84，总体精度为0.93，SD-PLUS耦合模型能够较为精确地反映土地利用变化情况。三种情景下土地利用变化整体上呈现生态用地向耕地和建设用地转移，但仍存在差异性：SSP2-4.5和SSP5-8.5情景生态用地在临安区、富阳等中心城区周边地区转移为建设用地，SSP5-8.5情景变化最为激烈，建设用地大幅扩张了608.94 km2；只有SSP1-2.6情景下建设用地在各市区中心周边有序扩张，生态用地减少得到控制。SSP1-2.6情景下，保护生态用地能够有效避免建设用地无序扩张，提升土地利用效率，实现区域均衡发展。研究表明，基于气候变化背景的SD-PLUS耦合模型能够有效模拟不同气候情景下杭州市土地利用空间格局的变化趋势，研究结果可为杭州市未来经济发展与生态保护区域协同提供科学支撑。

• 广东省可补充类耕地资源适宜性评价与整治分区

  邹利林,梁一凡,熊立,胡学东,巢子豪

  耕地“占补平衡”与“进出平衡”是架构我国耕地保护政策体系的制度核心，可补充类耕地资源整治是落实耕地保护“双平衡”政策的重要途径。本研究基于耕地保护“双平衡”政策视角，探索性地提出了可补充类耕地资源的概念内涵及其适宜性评价指标体系，并采用多因素综合评价、SOFM等方法对广东省县域单元可补充类耕地资源适宜状况进行评价、分级与整治分区。结果表明：广东省可补充类耕地资源较为丰富，其中后备补充类、即可补充类与工程补充类的面积占比分别为19.69%、35.72%、44.59%，大量可补充类耕地资源当前为林果产品和水产品生产用地。广东省可补充类耕地资源整治适宜性从高到低分为高度适宜、较高适宜、中度适宜、较低适宜、低度适宜5个等级，其面积占比分别为14.20%、33.69%、22.42%、17.74%和11.95%，适宜程度较高地区主要分布在西翼、东翼与肇庆市。广东省可补充类耕地资源优先整治区、重点整治区、选择整治区与后备整治区的农业生产环境差异较大，为此需要差异化地采取行政干预、工程提质、组织引导、激励奖补等措施。本研究可为指导广东省耕地保护“双平衡”政策的调整、制定与落实提供参考，并对保障区域粮食安全与促进农业可持续发展具有重要的理论与现实指导意义。

• 基于EM-AHP-TOPSIS的撂荒耕地再利用适宜性评价——以泽州县为例

  赵慧蓉,殷海善

  为探讨撂荒耕地再利用的适宜性，保障粮食安全，本研究以山西省泽州县为例，运用EM-AHP-TOPSIS模型，从自然、经济、生产3个维度构建了撂荒耕地再利用适宜性评价模型，依此划定撂荒耕地再利用的适宜性等级，提出实现撂荒地再利用的可行性方案。结果表明：泽州县抛荒耕地中不适宜再利用的地块共6 643块（363.96 hm2），主要位于山区及远郊区；低度适宜地块160块（60.89 hm2），分散分布在乡镇边缘地带；中度适宜地块308块（168.34 hm2），主要分布在城镇核心发展区；高度适宜地块130块（52.81 hm2），全部位于近郊区的平原地带。研究表明：自然因素是耕地撂荒的根本原因，经济因素是直接原因，生产因素为间接原因；县域内自然、经济、生产3个维度的再利用适宜性情况存在明显的空间分异特征；研究区撂荒耕地在地理位置上表现出较明显的高坡度、远郊区的趋向；撂荒耕地再利用适宜性等级数量差异较大。

• 基于无人机高光谱影像的田块尺度玉米估产与生育时期优选

  贾增慧,张继真,郝航,张星宇,夏晨真,高强,张月

  为实现东北黑土区田块尺度上玉米产量的精准估算与生育时期优选，本研究以我国东北黑土区的春玉米为研究对象，选取吉林省梨树县的长期定位玉米试验田，于2019、2020年利用无人机采集玉米3个关键生育时期（拔节期、吐丝期、成熟期）的冠层高光谱影像，选取10种与产量显著相关的窄波段植被指数，并结合作物农学参数与施肥信息，分别采用逐步回归、随机森林（RF）和极度梯度提升树（XGBoost）算法构建玉米产量估算模型。最后通过决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）和归一化均方根误差（NRMSE）对产量模型进行精度评价，以筛选出最优估产模型。结果表明：3种产量预测模型中XGBoost模型估算精度较优，其2019年吐丝期的R2、RMSE和NRMSE分别为0.93、1 054.17 kg·hm-2和11.68%。同时，3种模型均表现为在吐丝期估算精度最优，最佳模型——2019年吐丝期的XGBoost模型中用于玉米产量估算的指示因子——植被指数R-M、作物农学参数与施肥信息的特征重要性分别为19.72%、4.70%、62.41%。研究表明，结合无人机影像与机器学习算法并融合多源辅助信息可提高田块尺度玉米产量的估算精度，为农业生产中的作物产量精准预估提供数据支撑与科学参考。

• 地膜覆盖和灌溉量对棉田土壤水盐分布特征的影响

  刘海军,王冬,林涛,张昊,王一帆,陈茂光,汤秋香,蒋平安

  为探究不同地膜覆盖和灌溉量对南疆棉田土壤水盐分布特征的影响，本研究于2021—2022年在新疆阿克苏地区沙雅县棉花地开展试验，以裸地（M0）为对照，设置高堡膜覆盖（M1）和普通PE地膜覆盖（M2）2种地膜处理，以及3 150（W1）、4 050（W2）、4 950 m3·hm-2（ W3）3个灌溉量，分析了不同地膜覆盖和灌溉量对棉田0~60 cm土壤含水率、盐分、水盐分布均匀系数、盐分变化量和脱盐率的影响。结果表明：2021—2022年，随着灌溉量的增加，棉田土壤的含水量均呈上升趋势，盐分显著降低。棉田土壤水分的纵向运移能力均显著提高，膜间上层土壤盐分的淋溶效果显著，但水分分布均匀度和盐分分布均匀度均逐渐下降，盐分变化量和脱盐率随着灌溉量的增加而增大。M1处理0~60 cm土层平均土壤含水率较M0和M2处理分别高5.76%~14.03%和0.86%~2.22%，且M1处理可显著提高土壤水分分布的均匀度。随着时间的推进，各处理上层（0~30 cm）的土壤含盐量呈先降低后升高的变化趋势，下层（30~60 cm）的土壤含盐量逐渐升高；M0处理0~60 cm土层平均含盐量较M1和M2处理分别高24.22%~35.87%和18.88%~30.64%，M1和M2处理的盐分分布均匀度下降。在二者互作条件下，W3M1处理的土壤含水率最高，2021、2022年分别为26.48%、23.99%，水分的纵向运移能力显著提高，上层土壤盐分降低，W3M2（2021）、W3M1（2022）的盐分变化量和脱盐率最高，分别为0.33 g·kg-1和38.66%、0.33 g·kg-1和45.65%。综上所述，在高堡膜覆盖条件下，采用4 950 m3·hm-2的灌溉量时，可提高棉田土壤含水率，显著降低膜间土壤含盐量，有利于土壤排盐，降低土壤次生盐渍化，促进棉花根系的生长。

• 阿克苏地区“三生空间”时空演变规律

  闵家森,王让会,刘春伟

  为厘清干旱地区“三生空间”时空演变格局规律及驱动因素，本研究基于“三生空间”视角，以遥感影像解译的土地利用数据为基础，综合应用生态环境质量指数模型、地学信息图谱和最优参数地理探测器等方法分析阿克苏地区“三生空间”格局演变特征与驱动机制。结果表明：1990—2020年阿克苏地区各地类空间面积变化显著，农业生产空间和林业生态空间面积分别增加6 872.99 km2和960.94 km2，草地生态空间面积骤降11 993.18 km2。农业生产空间和其他生态空间重心迁移明显，前者表现出先向西北后向东南迁移的趋势，后者重心总体向东南迁移。“三生空间”各地类之间相互转换，转换的正效应>负效应，地区生态环境质量指数整体上升，逐渐趋向稳定。地理探测器结果表明该地区的“三生空间”演变深受自然和社会经济因素影响，自然因素对“三生空间”的影响力逐渐减小，社会经济因素影响力显著增强。

• 松嫩平原黑土区土壤有机质含量时空变化及其影响因素

  秦诗涵,孙继光,常坤,徐英德,汪景宽

  明晰农田土壤有机质的时空变化格局对保障农业绿色可持续发展具有重大意义。本研究以松嫩平原黑土区为研究对象，基于第二次全国土壤普查和2015年东北地区耕地力调查与评价数据，运用ArcGIS 10.8和GS+9.0软件进行数据分析，以期探讨第二次全国土壤普查以来松嫩平原黑土区耕地土壤有机质时空变化特征及其影响因素。结果表明：2015年松嫩平原黑土区耕地土壤有机质平均含量为31.70 g·kg-1，其中Ⅲ级（20~30 g·kg-1）水平占比最大；松嫩平原黑土区各市土壤有机质含量较20世纪80年代大多有不同程度下降，其中哈尔滨市和大庆市降幅最大；松嫩平原不同土壤类型的土壤有机质均有不同程度下降，其中沼泽土、暗棕壤和白浆土的土壤有机质含量下降最多，分别下降了12.76、10.58 g·kg-1和6.70 g·kg-1。松嫩平原黑土区耕地土壤有机质含量具有强烈的空间自相关性，最优拟合模型为球形模型，呈现东北高、西南低的空间分布特征；有效积温、海拔、经纬度、年降水量是影响松嫩平原黑土区土壤有机质时空变异的主要因素，共同解释松嫩平原黑土区耕地土壤有机质含量57%变化量。综上，1980s—2015年松嫩平原黑土区耕地有机质含量呈下降趋势且呈现出东北部高、西南部低的空间分布格局，土壤有机质含量受气候、地形和人为因素的共同影响，其中有效积温对有机质含量变化的贡献率最大（28.4%）。

• 川西低山丘陵区不同品种植茶土壤团聚体有机碳及养分特征

  付泓宇,杨俣,杨佳,张锡洲,李廷轩

  为探究不同品种植茶土壤团聚体组成及其有机碳和养分分布特征，以川西低山丘陵区福鼎大白、川茶3号、川沐217和川农黄芽早4个典型品种植茶土壤为研究对象，采集0~20 cm土层原状土，通过湿筛法将土样分为≥5、2~<5、1~<2、0.5~<1、0.25~<0.5mm和<0.25 mm粒径团聚体，对土壤团聚体组成及其有机碳和养分分布特征进行研究。结果表明：不同品种植茶土壤均以≥5 mm粒径团聚体为主，2~<5 mm粒径次之，0.5~<1 mm粒径最少，平均占比分别为33.07%、14.99%和10.63%。除<0.25 mm粒径团聚体外，土壤团聚体有机碳和全氮含量随粒径的减小而降低，≥5 mm粒径团聚体占比分别为18.36%~21.84％和17.90%~18.85%。碱解氮含量随着粒径的减小先增加后降低，有效磷含量随粒径的减小逐渐增加，而全磷、全钾和速效钾则在各粒径团聚体中分布均匀。不同品种植茶土壤≥5 mm粒径团聚体的有机碳和各养分储量最高，占比分别为30.51%~46.52%和25.59%~41.96%。在不同品种植茶土壤中，除速效钾外，种植福鼎大白土壤各粒径团聚体平均质量直径（MWD）、有机碳、全氮和碱解氮含量较高，而川茶3号土壤MWD、有机碳、全量养分和碱解氮均相对较低，福鼎大白土壤的团聚体结构更稳定。种植福鼎大白土壤≥5 mm粒径团聚体有机碳、全量养分、有效磷、碱解氮储量均较高，川茶3号最低，而川农黄芽早和川茶3号<0.25 mm粒径团聚体有机碳和各养分储量均相对较高。研究表明，长期种植不同品种茶树后，福鼎大白土壤团聚体稳定性强、有机碳含量较高，有利于养分储存，而川茶3号土壤团聚体稳定性、氮磷钾等养分储存能力都较弱，选择福鼎大白等适宜的茶树品种进行替换种植能有效提升土壤肥力。

• 中国南方典型稻作梯田土壤有机碳积累及其来源表征

  韩玥,赵正,田静,龙国刚,龚婧雯,王廷好,沈易,毛子仪,李恋卿,张旭辉,潘根兴

  研究长期耕作管理下土壤有机碳（SOC）固持能力及其积累机制是当前农业可持续发展基础研究的前沿。我国南方山区稻作梯田是国际社会公认的全球重要农业遗产，本研究旨在剖析其千年可持续水稻生产下有机碳的积累特征，探索基于自然的农田固碳技术途径。以我国南方山区5处典型稻作梯田系统为研究对象，采集0~20 cm（表土）、20~40 cm（心土）和40~60 cm（底土）深度土壤样品，分析土壤有机碳形态与分布特征，同时采用生物标志物分子提取和GC-MS鉴定技术，分析木质素及氨基糖含量变化来解析有机碳的不同来源。结果表明：供试5处梯田表土有机碳积累水平差异极大，发育于沉积岩的四川新山梯田和高坎梯田黏粒含量高达40%，各层有机碳含量在15.58~47.78 g·kg-1范围内，而发育于花岗岩的江西上堡梯田、浙江云和梯田和湖南紫鹊界梯田的砂粒含量高达40%~66%，各层土壤有机碳含量在7.41~30.86 g·kg-1范围内。在深度上，土壤有机碳分布存在分层性：表土有机碳含量（17.98~47.78 g·kg-1）大幅高于心土、底土；相较于表土，心土层SOC含量降低24.8%~62.2%，底土层SOC含量则降低47.1%~76.0%。表土具有较高的木质素含量及较低的氧化程度，较高的MBC（微生物生物量碳）/SOC值、POC（颗粒态有机碳）/MAOC（矿物结合态有机碳）值及较低的DOC（溶解性有机碳）/SOC值；相反，心土、底土有机碳含量较为匮缺（除高坎梯田外，均低于20 g·kg-1），MAOC占比较高。所有样品的总有机碳含量与木质素酚含量间呈极显著的正相关关系（R2=0.909，P<0.01）。研究表明，植物源有机碳因颗粒态物理保护作用而在黏质水稻土中积累，这是千年稻作梯田有机碳稳定积聚的主要机制。

• 作物多样性（轮作）下砖红壤溶解性有机质含量及光谱特征

  陈心怡,刘钰钦,陈淼,王文峰

  本研究依托海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站长期定位试验，设置玉米连作（单作物）、辣椒+玉米轮作（双作物）、辣椒+玉米/绿肥套种（三作物）和辣椒/玉米套种+豆角/绿肥套种（四作物）4种处理，利用紫外吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子法考察作物多样性（轮作）对研究区砖红壤溶解性有机质（DOM）含量及光谱特征的影响。结果显示，相比于单作物连作，增加作物多样性的轮作处理土壤有机质含量和持水率增加，但DOM含量降低。不同处理土壤DOM由可见光区类富里酸（Ex/Em=355 nm/432 nm，C1）、类腐植酸（Ex/Em=425 nm/471 nm，C2）和类蛋白（Ex/Em=325 nm/336 nm，C3）3种荧光组分组成，组分C1对DOM荧光组分贡献最高（47%~76%）。相比于单作物连作，增加作物多样性的轮作处理土壤DOM的C1组分相对丰度增加，而C2和C3相对丰度降低。光谱特征参数结果显示，单作物连作处理土壤DOM的芳香度（UV254、SUVA254）、腐殖化程度（HIX）及分子量（E2/E3、光谱斜率比SR）高于作物多样性轮作处理土壤。豆科作物的引入降低了三作物和四作物轮作处理土壤DOM的自生源特征。HIX与C1组分呈显著正相关（R2=0.96，P<0.05），表明土壤腐殖化程度主要由类富里酸物质贡献。研究结果可为热带地区土壤农业种植模式的构建和优化提供理论依据。

• 丹江口库区旱地土壤磷淋溶阈值影响因素及其预测

  黄伊静,王杰,阳邦戈,熊怡,耿佟佟,蔡崇法

  为探究丹江口库区旱地土壤磷淋溶流失机制及其淋溶阈值的预测，以丹江和汉江的4个小流域为研究区，共采集研究区内20个典型旱作耕地土壤，测定其理化性质与土壤磷吸附特征参数，并通过室内培养试验获得土壤磷淋溶阈值（Phosphorusleaching threshold，Plth），通过路径分析探究了不同土壤Plth对土壤性质及磷吸附特性的响应，采用主成分分析探究了Plth的主控因子，并依此对其进行预测。结果表明：研究区土壤Plth范围在16.34~93.84 mg·kg-1之间，部分样点土壤速效磷（Olsen-P）含量接近甚至高于其Plth，具有极大流失风险。相关性分析表明，Plth是众多土壤性质共同作用的结果，与土壤pH呈极显著负相关（R2=0.81，P0.62，P0.51，P<0.05），在一定程度上也受到胶结物质，如土壤有机质（SOM）和游离态铁铝氧化物（Fed、Ald）的影响。路径分析中，Plth对DPS、pH和Pd的响应更为敏感，总效应系数分别为-0.90、-0.81和0.80，其中，pH影响磷吸附解吸过程的间接效应（-0.49）超过其直接效应（-0.32）。主成分分析表明土壤pH和Olsen-P是影响Plth的最主要因子，可通过多元线性回归方程对丹江口库区旱地土壤Plth进行有效预测。研究表明：Plth对DPS、pH和Olsen-P含量的响应更为敏感，土壤pH和Olsen-P含量是Plth的主控因素，可依此对其进行预测。

• 饲草种植及牛粪施用对松嫩平原盐碱土养分及腐殖质组成的影响

  吕悦齐,胡娟,高东雪,张慧

  为探讨施用牛粪对盐碱土壤速效养分和腐殖质组分的影响，明确其对盐碱土壤的培肥效果，本试验设不施肥（CK）、100%牛粪（C）、100%化肥（NPK）、50%牛粪＋50%化肥（CNPK）4个处理，种植苜蓿和苏丹草，研究松嫩平原盐碱土养分及腐殖质组分变化。结果表明：与CK处理相比，施肥处理明显增加了全氮（TN）、碱解氮（AN）、速效磷（AP）、速效钾（AK）、有机碳（SOC）及腐殖质组分含量，降低了pH和电导率（EC）。苜蓿地土壤C处理AN、SOC、胡敏酸（HA）和胡敏素（HM）比NPK处理分别增加28.27%、7.68%、12.79%和34.63%，CNPK处理AK比C处理明显增加36.78%。苏丹草地土壤C处理AN、SOC和HA比NPK处理分别显著增加17.06%、9.69%和25.27%（P<0.05），CNPK处理AP和AK比C处理增加35.66%和23.81%，NPK处理EC比C处理明显降低30.16%。苜蓿地土壤SOC和速效养分含量及腐殖质组分含量均不同程度高于苏丹草地。研究表明，种植苜蓿及单施牛粪有助于促进土壤有机碳、腐殖质组分及速效养分积累，且使土壤胡敏酸和富里酸趋向年轻化和简单化，有利于土壤肥力的提升。

• 秸秆及其配施对黄灌区盐碱土壤团聚体结构、持水及收缩特性的影响

  李玮,尹广生,陈冲,彭钰梅,商建英,王祥

  为探究秸秆及其配施有机物料对黄河南岸灌区盐碱土壤结构的影响，本研究基于玉米秸秆还田处理设置了对照（CK）、3%玉米秸秆（W1）、2%玉米秸秆配施1%牛粪（W2）、2%玉米秸秆配施1%生物炭（W3）四个有机物料组合处理，于温室大棚土壤培养后，测定不同物料组合下盐碱土壤的团聚体特性、水分特征曲线及收缩曲线，对比分析不同物料组合对盐碱土壤持水特性及结构状况的影响。结果表明：不同物料组合均增加了土壤全氮、全碳和有机碳含量，增幅分别为9.09%~27.27%、21.10%~35.64%、25.54%~64.64%，土壤>0.25 mm团聚体数量和团聚体的水稳定性均明显提高，水稳定性团聚体含量（WR0.25）和几何平均直径（GMD）增幅分别达到50.00%~57.69%、64.86%~105.41%，但不同组合处理表现出显著差异性，其中W1处理提高盐碱土壤团聚体数量和稳定性效果最好，增幅分别为57.69%、105.41%。不同物料组合增强了盐碱土壤持水性，不同处理间的差异主要体现在低吸力段和中吸力段，当土壤水吸力W2>W3>CK，而当100 cmW2>CK。不同物料组合也改变了土壤孔隙分布状况，其中W1处理和W2处理显著增加了土壤小孔隙和中等孔隙的体积占比，小孔隙体积占比较CK分别增加24.97%、20.22%，中等孔隙体积占比较CK分别增加11.43%、23.32%；而W3处理显著降低了土壤>30 μm孔隙体积占比，较CK下降49.55%。通过比较分析Kim、Peng、Three-line和ModGG模型对盐碱土收缩过程的适应性发现，Peng和ModGG模型能较好地模拟离心条件下盐碱土壤的收缩曲线，拟合系数R2均大于0.98，RMSE均小于0.012。基于ModGG模型分析后发现，不同有机物料组合提高了盐碱土壤收缩过程中结构收缩段的比例，增大了土壤孔隙体积；不同处理间土壤孔隙结构的力稳定性具有差异，其中W3处理的收缩率较CK降低19.11%，抗压实能力增强，W1处理和W2处理的收缩率较CK增大7.32%、9.76%，抗压实能力减弱。研究表明，土壤离心收缩过程中，结构收缩段的变化与土壤饱和含水率以及团聚体结构的水稳定性有关，而土壤体积的收缩情况与土壤>30 μm孔隙体积变化有关。

• 改性生物炭对土壤有机碳及化学结构的影响

  刘东明,郭宇轩,魏圆慧,贾广昊,丁文杰,毛艳玲

  通过对生物炭进行改性来优化其表面性质，是强化碳在土壤中固持能力的新方法，因此明确改性生物炭对土壤有机碳及化学结构的影响十分必要。本研究以南方红壤为研究对象，对生物炭进行镁改性和用球磨法制备纳米生物炭并表征，采用盆栽试验，结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X-射线光电子能谱（XPS）、固体13C核磁共振（13C NMR）技术研究生物炭改性对土壤有机碳含量及化学结构的影响。结果表明：生物炭改性后比表面积增大、孔隙结构更为丰富，镁改性使生物炭含氧官能团的比例提高，球磨后生物炭的芳香性提高。施用改性生物炭显著提高了土壤有机碳含量，与未改性生物炭相比，镁改性和纳米生物炭处理分别提高了45.26%和36.25%。FTIR、XPS、13C NMR分析结果表明镁改性生物炭和纳米生物炭的添加改变了土壤有机碳的化学结构，使含氧官能团比例增加，镁改性生物炭和纳米生物炭处理降低了烷氧碳和羰基碳的比例而增加了芳香碳和烷基碳的比例，提高了土壤有机碳的稳定性及复杂程度。研究表明，生物炭改性引起的表面官能团结构变化影响了土壤有机碳化学结构，促进了有机碳的稳定化，提高了土壤固碳能力。

• 不同改良剂协同巨菌草对煤矸石堆的生态修复研究

  李莹,和成忠,陈大环,陈建军,湛方栋,李博,李元

  为探讨不同改良剂与巨菌草对煤矸石堆污染的生态修复效果，以覆土及未覆土的煤矸石为研究对象，磷石膏、有机肥、菌渣、电石渣为改良剂，扦插种植巨菌草（Pennisetum giganteum Z.X.Lin），研究改良剂和巨菌草协同作用对煤矸石理化性质、金属元素赋存形态与迁移、植物生长的影响。结果表明：菌渣能显著提高全氮、全磷、碱解氮含量，最高至4.55、2.11 g·kg-1、340.83 mg·kg-1；磷石膏能显著提高速效磷含量，最高至52.20 mg·kg-1；电石渣与有机肥则分别显著提高全钾、速效钾含量，最高至9.19 g·kg-1、196.66 mg·kg-1。煤矸石堆中铁（Fe）、锰（Mn）以残渣态为主，其次为可氧化态、可还原态和酸可提取态。巨菌草地上部Fe含量在覆土措施下均低于未覆土，而地下部Fe含量与之相反；巨菌草地下部Fe含量在覆土措施菌渣改良下最高，为5 126.88 mg·kg-1，地上部Fe含量在无覆土措施有机肥改良下最高，为3 252.69 mg·kg-1；巨菌草地上部与地下部Mn含量均呈现覆土高于未覆土的特征，其中，巨菌草地上部和地下部Mn含量在覆土措施菌渣改良下最高，地上部为257.98 mg·kg-1，地下部为253.46 mg·kg-1。研究表明，覆土措施与菌渣添加能有效提高煤矸石中养分含量并降低Fe、Mn在煤矸石堆中总量，从而减少巨菌草体内过量的Fe、Mn含量，为最佳改良剂。

• 绿针假单胞菌桔黄亚种在香蕉枯萎病防治中的应用

  宋秀丽,赵崇钊,卓愉林,马伟纯,马健维,张品淼,陈碧珊

  绿针假单胞菌被认为是环境友好型的植物生防与促生菌，但关于绿针假单胞菌对香蕉枯萎病的防治效果尚不清楚。本研究利用绿针假单胞菌防治香蕉枯萎病，通过抗病相关代谢酶检测、代谢液的抑菌效果和盆栽试验明确绿针假单胞菌对香蕉枯萎病的生防效果及对土壤微生物群落的影响。结果表明：绿针假单胞菌桔黄亚种P1能够显著抑制香蕉枯萎病病原菌，抑菌率为89.92%。P1的菌悬液和代谢液均能有效抑制香蕉枯萎病病原菌菌丝生长和孢子萌发；生防菌P1能够分泌与生防作用相关的嗜铁素、蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶；P1能够稳定定殖于植物根际土壤，显著抑制土壤中镰孢菌拷贝数的增加，对香蕉根系枯萎病防效达88.43%，对香蕉株高、茎围和植株干质量具有显著的促进作用。同时土壤中绿针假单胞菌P1的丰度与真菌群落多样性（Fungus Shannon）和镰孢菌（Fusarium）的相对丰度呈显著负相关，与细菌群落多样性（Bacterial Shannon）、群落丰度（BacterialChao1）和真菌群落丰度（Fungus Chao1）呈极显著负相关。研究表明，绿针假单胞菌桔黄亚种P1是一株良好的广谱抑菌性生防菌，能够显著防控香蕉枯萎病，并对香蕉具有促生作用。

• 基于能值分析的双季稻-鱼种养模式的效益评价

  秦婵元,喻超,孙澳辉,李奎,胡慧莹,胡腾,叶莹莹,王华

  为探索双季稻-鱼种养模式的生态经济效益，本研究利用能值分析的方法，综合分析了湖南省宁乡市双季稻-鱼种养模式与双季稻模式的能值投入与输出，对比了两种模式的经济效益，并利用文献对比分析了其他稻田综合种养模式的能值可持续发展指标。结果表明：双季稻-鱼模式的能值投入和输出均高于双季稻模式，能值投入分别为4.29×1016、3.24×1016 sej·hm-2，能值输出分别为8.52×1016、7.71×1015 sej·hm-2。在能值可持续发展指标方面，双季稻-鱼模式的净能值产出率和能值可持续发展指数（2.76、7.10）均高于双季稻模式（0.37、0.66）、太湖流域的中稻单作（1.38、1.92）、稻-鱼（1.26、1.47）、稻-鸭综合种养模式（1.23、2.21）和贵州从江县的稻-鱼综合种养模式（1.52、0.78）。而双季稻-鱼模式的环境负载率为0.39，低于双季稻模式（0.56）、中稻单作模式（0.72）和贵州从江县及太湖流域的稻-鱼（2.40、0.85）、稻-鸭（0.56）及上海青浦区的稻-蛙综合种养模式（0.46）。在经济效益方面，双季稻-鱼模式的平均利润（50 322元·hm-2）显著高于双季稻（9 118元·hm-2）模式（P<0.05）。研究表明，双季稻-鱼模式可持续发展力较强，但自给自足的能力较弱，过于依赖于市场和环境资源，在生态经济效益方面提升空间大。本研究结果可为双季稻-鱼模式的推广和健康发展提供了理论参考和依据。

• 重庆市烟草-玉米轮作系统碳足迹研究——基于生命周期评价

  彭奎,郑煜,何蓉,肖庆礼,袁明,谭奇忠,王建林,傅佩周,遆晋松

  为明确烟玉（烤烟-玉米）轮作系统碳足迹，本研究基于农户调研数据采用生命周期评价法核算重庆市烟玉轮作系统（研究边界为烟草育苗至烘烤，玉米播种至收获）碳足迹，分析其构成及影响因素，探究种植规模和农户受教育水平与轮作系统碳足迹关系。结果表明：重庆市烟玉轮作系统单位面积碳足迹、单位产量碳足迹、单位产值碳足迹分别为16 255.06 kg·hm-2、1.89 kg·kg-1、0.25 kg·元-1；烟草和玉米生产单位面积碳足迹分别为17 870.71、2 618.13 kg·hm-2，在轮作系统中贡献占比分别为87.2%、12.8%；烘烤烟叶能源消耗、农膜、肥料是重庆市烟玉轮作碳足迹主要贡献源，占比分别为72.6%、13.6%和8.7%；烘烤用煤和烘烤用电与烟玉轮作系统碳足迹呈显著正相关，种植规模和调研农户受教育水平与碳足迹呈负相关。加快取缔煤烤房进程，实行废旧农膜统一回收，施用缓释肥，与甘薯、大豆等需氮量少的作物轮作是重庆市烟玉轮作系统实现减排和发展低碳农业的关键途径，合并地块适当发展规模化种植、增加低碳知识普及、建立监督奖励机制推动低碳措施实行是减少农户碳足迹的重要举措。

• 中国农村居民点景观破碎化及其影响因素分析

  段斌俏,陈万旭,曾杰

  科学揭示农村居民点景观破碎化时空分布特征并分析其影响因素，对开展农村居民点整治工作、实现乡村土地集约利用、科学制定乡村规划、推动乡村振兴与城乡融合具有重要的理论和现实意义。本研究基于2000、2010年和2020年全国土地利用遥感监测数据，构建了农村居民点景观破碎化评价指标体系测度县域尺度农村居民点景观破碎化指数，并借助空间自相关模型和地理加权回归模型揭示其时空分布特征及影响因素。结果表明：2000、2010年和2020年全国县域农村居民点景观破碎化指数平均值分别为0.148 2、0.151 8、0.152 4，农村居民点景观破碎化呈现东高西低的空间格局，表现为“单聚团、多聚点、三群落、一片区”的空间分布特征。2000—2020年农村居民点景观破碎化指数存在显著的正向空间相关性，景观破碎化指数呈聚集分布，研究期间空间相关性逐渐减弱。土地利用程度对农村居民点景观破碎化总体表现为正向影响，坡度、人口密度对农村居民点景观破碎化总体表现为负向影响，年均降水量对农村居民点景观破碎化的影响在空间上异质性显著。在对农村居民点进行布局优化时，应重点关注华北平原南部、长江中下游平原东部的农村居民点布局优化，可从农村居民点总量控制、形状规整、结构紧凑等方面入手，综合考虑该地区的自然条件、经济状况、区位条件，做到因地制宜。研究结果可为我国农村居民点高效开发利用提供决策参考。

• 基于熵权-TOPSIS综合评价法的苜蓿最适灌溉方式研究

  麦合穆提·拜合提,丁峰,李彦,党龙鑫

  为探求不同灌溉方式对苜蓿的影响并优选最适宜该地区的灌溉方式，本研究以紫花苜蓿为研究对象，通过小区对比试验，探讨新疆乌昌地区3种主要灌溉方式（W1浅埋式滴灌、W2地表滴灌和W3平移式喷灌）对苜蓿生长、产量和水分利用效率的影响，并采用熵权-TOPSIS综合评价法，优选适宜于该地区苜蓿生产的节水灌溉方式。结果表明，W1处理能够有效提高土壤水分含量，在苜蓿生长期内0~60 cm土壤含水量都显著高于W2和W3处理（P<0.05）。W1处理苜蓿三茬总产量最高，为14 379.4 kg·hm-2，较W2和W3三茬平均灌溉水利用效率分别提高了11.76%、46.15%。W1处理和W2处理三茬相对饲喂价值没有显著差异（P<0.05），其中W1处理三茬平均相对饲喂价值最高为121.3，其营养品质最好。利用熵权-TOPSIS法加权计算相对贴近度Si，最终得出W1处理贴近度最大，为0.522，是本试验中最优的方案，该处理既能获得较高的产量和品质，又能提高水分生产效能。研究表明，浅埋滴灌可以明显提高苜蓿产量和水分利用效率，在水资源短缺的干旱地区可选用浅埋滴灌作为苜蓿适宜的节水灌溉方式。

• 不同水分条件下黑膜覆盖和根际促生菌对棉花生理特性与产量的影响

  吴雄,王超凡,查世云,赵晓,郭潘潘,陈金亮,丁日升

  本研究旨在探讨黑膜覆盖和根际促生菌（PGPR）在不同水分条件下对棉花生长、生理特性及纤维品质的影响。2022年大田试验在充分灌溉（W1）和覆白膜（M1）条件下设置了施用0（W1B0M1）、3（W1B1M1）、6 mL ·株-1（W1B2M1）和9 mL ·株-1（W1B3M1）四个浓度PGPR处理，2023年大田试验在充分灌溉（W1）条件下设置了覆白膜处理（W1B0M1）、黑膜处理（W1B0M2）和3 mL·株-1的PGPR（W1B1M1）处理，在水分亏缺（W2）条件下设置了覆白膜处理（W2B0M1）和3 mL·株-1的PGPR（W2B1M1）处理，监测与分析了不同试验处理对棉花植株水势、株高、茎粗、果枝数、棉铃数及干物质积累的影响。结果表明：相比充分灌溉不加菌，充分灌溉条件下施用PGPR在一定程度上能够平衡棉花植株营养和生殖生长；黑膜覆盖增强了地下部分生长，对棉花产量与品质的形成产生负效应；水分亏缺显著降低了植株籽棉产量，降幅为23.5%，对茎粗、棉铃数、皮棉产量和最终的棉铃干质量没有显著影响。相比水分亏缺不加菌，水分亏缺条件下施加PGPR显著提高了植株茎粗和棉铃数，增幅分别为16.8%和57.7%，对株高、籽棉和皮棉产量没有显著影响。尽管各处理均降低了棉纤维上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度和马克隆值，但其影响均不显著。研究表明，低浓度PGPR（B1）在充分灌溉条件下显著促进了棉花的生殖生长，而高浓度PGPR效果较弱。在水分亏缺条件下，PGPR改善了棉花的水分状况并增强了抗旱性，尽管对产量有一定促进作用，但未达显著性。此外，黑膜覆盖通过升高土壤温度抑制了棉花的生长和产量，尤其是籽棉和皮棉产量显著下降。