季节性冻融区农田土壤氮素输移与负荷特征研究 9787030409850 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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程红光蒲晓郝芳华王东利 著

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• 土壤氮素
• 冻融区
• 农田
• 输移
• 负荷
• 季节性
• 环境科学
• 农业科学
• 水土保持
• 土壤学

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030409850

商品编码：29598568190

包装：平装

出版时间：2014-06-01

图书基本信息
图书名称	季节性冻融区农田土壤氮素输移与负荷特征研究	作者	程红光蒲晓郝芳华王东利
定价	68.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030409850	出版日期	2014-06-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

作者简介

目录

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文摘

序言

季节性冻融区农田土壤氮素输移与负荷特征研究 引言 土壤是地球上最重要的资源之一，为陆地生态系统的物质循环和能量流动提供了基础。在农田生态系统中，土壤氮素的有效供给是维持作物产量、保障粮食安全的关键。然而，过量施肥、不合理的耕作方式以及自然环境因素，导致农田土壤氮素的流失和环境污染问题日益严峻。特别是在季节性冻融区，冻融循环对土壤结构、水分运动以及微生物活动产生显著影响，进而改变了土壤氮素的形态转化、迁移和输出过程，使得该区域的氮素管理面临独特的挑战。 本研究聚焦于季节性冻融区农田土壤氮素的输移与负荷特征，旨在深入理解冻融作用下土壤氮素的动态变化规律，揭示其在不同环境要素影响下的迁移途径和输出通量，并在此基础上评估其对区域生态环境的潜在影响。通过对这一关键生态过程的研究，本专著将为季节性冻融区农田土壤氮素的可持续管理提供科学依据，促进生态农业的发展，并为改善区域水环境质量和维护生态平衡提供技术支撑。 研究背景与意义 季节性冻融区，顾名思义，是指一年中有明显冻融交替过程的地理区域。全球约有三分之一的陆地面积位于此类区域，覆盖了北美、欧洲和亚洲的大部分中高纬度地区。这些区域的农业生产在国民经济中占据重要地位，但其脆弱的生态系统也使其对环境变化尤为敏感。 冻融循环是季节性冻融区最显著的自然特征之一。当土壤温度从零度以下升高到零度以上时，土壤中的水分会发生相变，从固态冰转变为液态水。这个过程伴随着土壤体积的膨胀和收缩，土壤团聚体结构被破坏，土体孔隙度发生变化，水分的渗透性和导水性受到影响。更重要的是，冻融交替会剧烈改变土壤的物理化学性质和生物活动。 在氮素循环方面，冻融作用的影响是多方面的： 氮素矿化与转化： 冻融初期，土壤温度升高，被冻结的微生物活动逐渐恢复，有机质矿化速率加快，释放出大量的无机氮（氨态氮和硝态氮）。然而，快速的冻融变化也可能导致部分微生物细胞破裂，释放胞内含氮物质。 氮素淋溶与迁移： 冻融过程伴随着土壤水分的重新分布。融雪和融冰产生大量融水，为土壤氮素的迁移提供了动力。在融冻初期，土壤结构疏松，水分渗透性增强，容易导致氮素向下淋溶，尤其是在降雨或灌溉发生时，氮素随水流一同进入地下水。 氮素表面流失： 冻融期土壤表面常形成一层薄水层，加速了氮素在地表的水力迁移，导致氮素随地表径流进入河流湖泊。 气体形态的氮素损失： 冻融过程中，土壤中氨挥发以及反硝化作用可能加速，导致氮素以气体形式（如N2O、N2）散失到大气中，减少了土壤氮素的有效性，同时加剧了温室效应。 作物生长对氮素的需求： 冻融期是作物生长季节的开始，作物对氮素的需求逐渐增加。然而，冻融过程的不可预测性，以及由此带来的氮素有效性波动，使得作物生长对氮素的吸收和利用受到影响。 当前，全球农业正面临提高产量以满足不断增长的人口需求，以及减少环境污染以应对气候变化的双重挑战。在季节性冻融区，不合理的氮肥投入不仅可能导致作物生长受限，更可能引发严重的生态环境问题。大量的氮素通过淋溶、地表径流和气体排放等途径进入水体和大气，造成水体富营养化、地下水污染以及温室气体排放，对水生生态系统和全球气候变化产生负面影响。因此，深入研究季节性冻融区农田土壤氮素的输移与负荷特征，对于科学施肥、优化氮肥管理、减少环境污染、保障粮食安全和维护区域生态环境健康具有重要的理论和现实意义。 研究内容概览 本研究拟从以下几个方面对季节性冻融区农田土壤氮素的输移与负荷特征进行深入探讨： 1. 土壤氮素的冻融期变化特征： 考察不同冻融阶段（初冻、严寒、解冻、融化）土壤中全氮、有机氮、氨态氮、硝态氮等形态的含量变化规律。分析冻融循环对土壤氮素形态转化的影响机制，例如微生物活动、水热条件变化如何影响矿化、硝化、反硝化等过程。 2. 冻融期土壤氮素的迁移途径与通量： 重点研究冻融期土壤氮素通过淋溶、地表径流、气体挥发（氨挥发、N2O排放）等途径的输出。通过设置不同管理措施（如不同施肥量、耕作方式）的试验田，量化不同途径的氮素输出通量。利用室内模拟试验和野外观测相结合的方式，精确测定各输出途径的贡献率。 3. 冻融作用下土壤氮素输移的驱动因素： 分析土壤水分、温度、pH值、有机质含量、土壤结构以及降雨/灌溉事件等环境因子在冻融期土壤氮素输移过程中的作用。阐明冻融过程中土壤物理化学性质的变化如何影响氮素的迁移能力和转化速率。 4. 季节性冻融区农田土壤氮素负荷评估： 基于土壤氮素输出通量数据，结合农田面积、作物吸氮量以及区域水文地质条件，评估季节性冻融区农田土壤氮素的整体负荷水平。区分不同管理措施下的氮素负荷差异，识别高风险区域和高风险管理环节。 5. 氮素管理策略优化研究： 结合研究结果，提出适合季节性冻融区农田土壤氮素管理的建议。例如，探讨优化施肥时间、施肥方式（缓释肥、有机肥）、耕作措施（如保护性耕作、秸秆还田）等，以减少氮素的流失，提高氮肥利用效率，降低对环境的负面影响。 研究方法与技术 本研究将综合运用多种研究方法和技术手段，以期全面、深入地揭示季节性冻融区农田土壤氮素输移与负荷的特征。 野外试验设计： 在具有代表性的季节性冻融区农田设立长期定位试验站，设置不同处理（如空白对照、常规施肥、减量施肥、有机肥施用、保护性耕作等），系统监测土壤氮素含量、土壤水分、温度等参数，并采集地表径流和地下渗漏液，分析其氮素含量。 室内模拟试验： 在实验室中模拟季节性冻融循环，设置不同土壤类型、水分条件和温度梯度的室内装置，研究冻融对土壤氮素转化和迁移过程的直接影响。 土壤样品采集与分析： 按照标准操作规程，采集不同深度、不同时期的土壤样品。采用凯氏定氮法测定全氮含量，采用不同提取剂（如KCl、CaCl2）提取土壤中的氨态氮和硝态氮，并通过紫外-可见分光光度法或流动注射分析仪进行定量测定。有机氮含量可通过全氮与无机氮之差计算得到。 水样分析： 对采集的地表径流、地下渗漏液等水样，采用国标方法测定氨氮、硝氮、亚硝氮等氮素形态的浓度。 气体通量测定： 利用静态或动态箱法，结合气相色谱仪或氨气/N2O分析仪，在野外或实验室环境中测定土壤氨挥发和N2O排放通量。 同位素示踪技术： 如条件允许，可考虑引入15N同位素示踪技术，以更精确地追踪氮素的转化途径和去向。 数理统计与模型分析： 运用方差分析、回归分析、相关性分析等统计学方法，解析不同环境因子对土壤氮素输移的影响。借鉴或构建相关的氮素运移模型，模拟不同情景下的氮素迁移和负荷，为管理策略的制定提供决策支持。 预期成果与潜在应用 本研究的成功开展，预计将取得以下成果： 揭示冻融作用下土壤氮素循环的关键过程： 明确冻融循环如何影响土壤氮素的矿化、淋溶、挥发等关键过程，为理解季节性冻融区氮素循环机理提供新的认识。 量化氮素输出通量： 精确测定季节性冻融区农田土壤氮素通过地表径流、淋溶和气体挥发等途径的输出量，为区域氮素收支平衡的计算提供基础数据。 识别影响氮素输移的主要驱动因子： 确定土壤水分、温度、结构以及耕作管理措施等因素在氮素输移过程中的相对重要性。 建立土壤氮素负荷评估体系： 形成一套针对季节性冻融区农田土壤氮素负荷的评估方法，能够为不同区域和不同管理措施下的氮素风险进行评价。 提出优化的氮素管理策略： 基于研究结果，为季节性冻融区农田提供科学、可行的氮素管理建议，如精准施肥、生态调控等，以提高氮肥利用效率，减少环境污染。 这些研究成果具有重要的潜在应用价值： 为政府部门制定农业政策提供科学依据： 帮助政府部门制定更加科学合理的农田氮肥管理政策，促进可持续农业发展。 指导农民科学施肥，提高经济效益： 帮助农民了解不同施肥方式和管理措施对氮素流失的影响，优化施肥决策，减少肥料投入，提高作物产量和经济效益。 改善区域水环境质量： 通过减少农田氮素流失，可以有效降低入河湖氮素总量，缓解水体富营养化，改善区域水环境质量。 减缓气候变化： 减少土壤N2O排放，有助于降低农田对温室效应的贡献，为应对全球气候变化做出贡献。 促进学科发展： 为土壤学、环境科学、农业生态学等相关学科提供新的研究素材和理论支撑。 结论 季节性冻融区的农业生产具有其独特性和复杂性。土壤氮素作为影响农田生产和生态环境的关键因素，其在冻融循环过程中的动态变化和迁移规律的研究，对于实现该区域农业的可持续发展至关重要。本研究通过深入剖析季节性冻融区农田土壤氮素的输移过程和负荷特征，旨在为科学管理土壤氮素提供坚实的理论基础和实践指导，最终实现经济、社会和环境效益的协调统一。

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刚翻开这本《季节性冻融区农田土壤氮素输移与负荷特征研究》，就被它的内容深深吸引了。虽然我对土壤科学了解不多，但作者以一种非常易于理解的方式，将“季节性冻融”这个概念与“农田土壤氮素”这样具体的议题联系了起来，立刻激发了我的好奇心。我特别想知道，书中是如何一步步揭示冻融过程对土壤中氮素行为的影响的。会不会详细介绍土壤颗粒在冻融过程中的变化，比如冰晶的形成和融化如何影响土壤的孔隙度和透水性，进而影响氮素的淋溶和挥发？我期待看到书中对不同氮素形态（如硝态氮、铵态氮）在冻融循环中的转化速率和迁移路径的深入探讨。而且，对于“负荷特征”这个概念，我很好奇书中是如何界定的，是仅仅指土壤中累积的氮素量，还是包含了氮素流失到地表水或地下水的潜在风险？作者有没有通过模型模拟或者实地实验来量化这些负荷？这本书给我一种感觉，它不仅仅是在描述现象，更是在探寻背后的科学规律，为我们理解和管理季节性冻融区的农业生态系统提供了重要的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就很有学术性，《季节性冻融区农田土壤氮素输移与负荷特征研究》，我虽然不是这个领域的专业人士，但光看书名就能感受到其中蕴含的严谨和深度。我想象着，这本书会像一位经验丰富的农学家，娓娓道来关于土壤、关于氮素、关于那个充满季节性变化的世界。它大概会从季节性冻融这个独特的地理和气候现象切入，详细解释它对农田土壤氮素循环究竟会产生怎样的影响。比如，冻融循环是如何改变土壤的物理化学性质，进而影响到氮素的储存、转化和迁移的？书中会不会涉及大量的野外观测数据，例如土壤温度、湿度、氮素浓度等随季节变化的记录？我猜想，作者会深入剖析不同农田管理措施，比如耕作方式、施肥策略、作物种类等等，在季节性冻融环境下对土壤氮素负荷的具体影响。会不会有不同区域、不同土壤类型下的案例分析，来印证和深化研究结论？读这本书，感觉像是打开了一扇通往科学前沿的窗户，能够学习到很多关于农业可持续发展和环境保护的宝贵知识。它可能不仅仅是一本学术专著，更可能是一份对我们如何更科学、更环保地利用土地的深刻反思。

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我是一名对自然环境变化很感兴趣的读者，《季节性冻融区农田土壤氮素输移与负荷特征研究》这本书的题目让我眼前一亮。季节性冻融这个词，立刻勾勒出一幅画面：冬天大地冰封，春天万物复苏，这个过程对土壤的影响必然是巨大的。而土壤中的氮素，又是植物生长必不可少的养分，也是可能对环境造成污染的物质，所以研究它在冻融区的行为，绝对意义重大。我猜想，书中会详细阐述冻融对土壤微生物活动的影响，因为微生物是氮素转化过程中的关键角色。冻融循环会如何影响微生物的种类、数量和代谢活性，进而改变硝化、反硝化等过程的速率？此外，书中会不会讨论不同地貌单元（比如坡地、平地）和不同植被覆盖（比如常年耕作、轮作）的农田中，氮素输移和负荷特征的差异性？我期待看到书中能够提出一些切实可行的建议，帮助农民在季节性冻融区减少氮素的流失，提高氮肥利用效率，从而实现农业生产的可持续发展，同时保护我们的水体和大气不受氮素污染。

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这本书《季节性冻融区农田土壤氮素输移与负荷特征研究》，单看名字就觉得内容会非常扎实。季节性冻融是一个非常典型的环境特征，而农田土壤氮素又是农业生产和环境科学研究中的核心议题，两者的结合，预示着这是一项具有重要实践意义和学术价值的研究。我很好奇，书中是如何对“输移”这个过程进行科学描述的？是侧重于氮素在土壤剖面内的垂直迁移，还是包括了径流和蒸发等水平方向的迁移？有没有详细介绍相关的研究方法，比如同位素示踪技术、土壤溶质运移模型等等？而且，“负荷特征”这个词，让我联想到如何评估氮素对环境可能造成的压力，书中会不会涉及氮素富营养化、温室气体排放（如氧化亚氮）等环境问题？读完这本书，我希望能对季节性冻融区农田土壤氮素的整体循环有一个清晰的认识，了解氮素在不同季节、不同管理条件下的动态变化，以及如何通过科学的管理来降低其负面环境影响。

评分☆☆☆☆☆

读到《季节性冻融区农田土壤氮素输移与负荷特征研究》这本书的题目，我脑海中立刻浮现出我国北方地区那片广袤的农田。季节性冻融对于这些地区的农业生产至关重要，土壤中的氮素更是影响产量和环境的关键因素。我非常好奇，书中会如何具体描绘这个“输移”的过程？是详细讲解雨水冲刷、融雪径流如何携带土壤中的氮素，还是会深入分析土壤水分状态变化对氮素吸附和解吸的影响？我特别期待书中能够探讨不同作物生长阶段，氮素在土壤中的吸收、转化和释放规律，以及冻融周期对这些规律的干扰。对于“负荷特征”，我希望书中能够给出量化的评估，比如氮素的年际变化、空间分布的差异，以及可能存在的累积风险。这本书对我来说，就像是一份关于如何科学经营季节性冻融区农田的“操作手册”，能够帮助我更深入地理解当地农业生态系统的运作机制，并为实现绿色、可持续的农业发展提供科学依据。