黑土退化与修复学科组
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  黑土退化与修复学科组简介

  一、学科组简介 

  东北黑土发生了退化,已是不争的事实。黑土主要是在草地上发育而成,农耕后土壤有机质含量下降是必然趋势,其下降过程可划分为三个阶段,第一阶段,垦殖初期的20~40年,随着土壤翻耕,土壤发生氧化,有机养分释放,肥力增加,有机质含量快速下降,称之为土壤熟化过程;第二阶段,随着垦殖年限增加,约40~120年,土壤有机质含量进一步下降,下降速度变缓,但养分亏缺,土壤质量趋劣,肥力下降,称之为退化阶段;第三阶段,当垦殖超过120年,土壤有机碳下降到一定程度,农田管理和种植作物相对稳定后,土壤有机质含量相对稳定,称之为平衡阶段,即黑土有机含量达到了平衡点。上述三个阶段变化是在未有水土流失的情况下的变化过程,在坡耕地由于地表径流,表土流失,黑土层变薄,土壤有机质含量进一步下降,称之为侵蚀退化危机阶段,为黑土退化危害最为严重阶段,对农业生产和农田生态系统造成难以恢复的损伤。 

  基于此背景,学科组的研究方向主要为以下三个方面: 

  黑土生产潜力与退化黑土耕地保育 

  黑土区水土流失机制及生态控制技术 

  黑土质量时空演变与评价及智能化黑土生态系统管理 

  二、队伍组成 

  组 长:张兴义 

  成 员:

  固定人员: 宋春雨、付微、杜书立、李浩、胡伟

  客座研究员:R.M Cruse教授(美国爱荷华州立大学),Per-Erik Jasson教授(瑞典皇家工学院),Ted Huffman教授(加拿大农业和食品部),刘宝元教授(北京师范大学),Kravchenko, Y.S教授(乌克兰国立大学) 

  返聘研究员:赵军、韩秉进

  技术辅助人员:王忠德、张文静、赵全、高山 

   三、在研项目 

   “东北黑土区侵蚀沟生态修复关键技术研发与集成示范”重点专项项目,张兴义、李浩、胡伟,2017-2021 

  中国科学院信息化专项科学大数据工程项目“大数据驱动的资源学科领域创新示范平台-黑土资源”,赵军、杜书立2018-2020 

  国家科技基础条件平台-国家地球系统科学数据共享服务平台-东北黑土科学数据中心,2012-2018,张兴义、付微、赵军、宋春雨、杜书立 

  国家基金项目,“细沟浅沟侵蚀定量化”,李浩,2017-2019 

  国家基金项目,“黑土农田垄体地表径流汇集与输沙过程研究”,胡伟,2018-2020 

  国家科技部项目,国家甜菜产业技术体系海伦综合试验站,韩秉进、朱向明,2010-2020 

  国家智力引进办引智项目,张兴义、李浩,2010-2020 

  国家水利部项目,东北黑土区低山丘陵区侵蚀沟治理模式,张兴义、李浩,2018 

  四、科研成果 

  自2010年以来共发表论文70余篇,主笔及参编专著6部,获得奖励2项,授权专利8项,软件登记1项。 

  陈学文, R. Dm.Cruse, B. K.Gelder, T. J.Sklenar, D. E.Herzmann, D. E.James等. 2017. 土壤侵蚀日发布系统. 土壤与作物 6: 312-319. 

  Chen, Q., Y.S. Kravchenko, H. Li, S. Chen and X. Zhang. 2016. Seasonal variation and physical and chemical properties in a black soil under no-till and conventional tillage in Northeast China. [J]. PHILIPP AGRIC SCIENTIST, 2016, 99(3): 277-282. 

  Fu, W., M. Huang, J. Gallichand and M. Shao. 2016. Optimization of plant coverage in relation to water balance in the Loess Plateau of China. Food Science & Biotechnology 25: 53-62. 

  Hao, L.I., R.M. Cruse, X. Liu and X. Zhang. 2016. Effects of Topography and Land Use Change on Gully Development in Typical Mollisol Region of Northeast China. Chinese Geographical Science 26: 779-788. 

  Li, H., R.M. Cruse, R.L. Bingner, K.R. Gesch and X. Zhang. 2016. Evaluating ephemeral gully erosion impact on Zea mays L. yield and economics using AnnAGNPS. Soil & Tillage Research 155: 157-165. 

  陈帅, 陈强, 孙涛, 张光辉, 张兴义. 2016. 黑土坡耕地秸秆覆盖对表层土壤结构和导气性的影响. 水土保持通报 36: 17-21. 

  Kravchenko, Y.S., Q. Chen, X. Liu, S.J. Herbert and X. Zhang. 2015. Conservation practices and management in Ukrainian Mollisols.[J]. J Agr Sci Tech, 2016, 18: 845-854. 

  Sun, T., Z.Y. Liu, L.P. Qin and R.J. Long. 2015. Grasshopper (Orthoptera: Acridoidea) community composition in rangeland of northern slopes of Qilian Mountain (Northwestern China). 

  陈强, Y.S. Kravchenko, 陈帅, 李浩, 宋春雨, 王禹宸等. 2015. 不同耕作方式土壤结构季节变化. 土壤通报 46: 184-191. 

  Chen, Y., Z. Yu, J. Wang and X. Zhang. 2014. Allocation of photosynthetic carbon to nodules of soybean in three geographically different Mollisols. European Journal of Soil Biology 62: 60-65. 

  Fu, W., M. Huang and M. Shao. 2014. Effects of plant density on the photosynthetic performance and allometry of two shrubs in the northern Loess Plateau, China. Journal of Food Agriculture & Environment 12: 1233-1239. 

  Sun, T., Q. Chen, Y. Chen, R.M. Cruse, X.F. Li, C.Y. Song, et al. 2014. A novel soil wetting technique for measuring wet stable aggregates. Soil & Tillage Research 141: 19-24. 

  Sun, T., R.M. Cruse, Q. Chen, H. Li, C. Song and X. Zhang. 2014. Design and initial evaluation of a portable in situ runoff and sediment monitoring device. Journal of Hydrology 519: 1141-1148. 

  Sun, T., Z. Liu and R. Long. 2014. Persistence of foraging chickens on grasshopper populations: a case study in Northwest China. Biocontrol Science & Technology 24: 1206-1208. 

  Zhu, X.M., J.C. Shi, Q. Zuo, L.C. Wang and W.J. Zheng. 2014. Optimizing first-order rate coefficients for soil nitrate transformation processes applying an inverse method. Journal of Agricultural Science & Technology 16: 1173-1185. 

  陈强, 孙涛, 宋春雨. 2014. 免耕对土壤物理性状及作物产量影响. 草业科学 31: 650-658. 

  杜书立, 付微, 赵军, 张兴义. 2014. 土壤侵蚀预警和决策支持系统的设计与应用. 水土保持通报 34: 258-262. 

  孙涛, 陈强, 张兴义. 2014. 东北黑土区耕作措施对地表节肢动物多样性的影响. 昆虫学报 57: 74-80. 

  Liu, S., J.Y. Yang, X.Y. Zhang, C.F. Drury, W.D. Reynolds and G. Hoogenboom. 2013. Modelling crop yield, soil water content and soil temperature for a soybean–maize rotation under conventional and conservation tillage systems in Northeast China. Agricultural Water Management 123: 32-44. 

  ShuangLiu, Xing-YiZhang, JingyiYang and C. Drury. 2013. Effect of conservation and conventional tillage on soil water storage, water use efficiency and productivity of corn and soybean in Northeast China. Acta Agriculturae Scandinavica 63: 383-394. 

  Sun, T., R.J. Long and Z.Y. Liu. 2013. The effect of a diet containing grasshoppers and access to free-range on carcase and meat physicochemical and sensory characteristics in broilers. British Poultry Science 54: 130-137. 

  Zhu, X., B. Han and J. Zhao. 2013. Spatial and temporal variability of soil nutrients in the black soil area of northeast China. Journal of Food Agriculture & Environment 11: 1386-1389. 

  杜书立, 李浩, 陈强, 王禹辰, 刘利春, 窦家刚等. 2013. 典型黑土区侵蚀沟空间分布特征及主要影响因子分析——以黑龙江省引龙河农场为例. 土壤与作物: 177-182. 

  李续峰, 张兴义, 高燕, 陈渊, 李浩, 孙涛等. 2013. 东北水保工程项目区水土保持效益评价. 水土保持通报 33: 43-47. 

  张兴义, 隋跃宇, 宋春雨. 2013. 农田黑土退化过程. 土壤与作物 2(1): 1-6. 

  张兴义, 陈强, 陈渊, 刘爽, 李续峰, 李浩. 2013. 东北北部冷凉区免耕土壤的特性及作物效应. 中国农业科学 46: 2271-2277. 

  Song, C., X. Zhang, X. Liu and Y. Chen. 2012. Effect of soil temperature and moisture on soil test P with different extractants. Canadian Journal of Plant Science 92: 537-542. 

  Han, B.J., X.M. Zhu, J. Yang and B.Q. Song. 2012. Extension of Seedling-raising Duration Increases Yield and Quality of Paper Pot Sugar Beet(Beta Vulgaris L.). Soil & Crop. 

  Sui, Y., X. Jiao, X. Liu, X. Zhang and G. Ding. 2012. Water-stable aggregates and their organic carbon distribution after five years of chemical fertilizer and manure treatments on eroded farmland of Chinese Mollisols. Revue Canadienne De La Science Du Sol 92: 551-557. 

  Xie, Y.W., J.Y. Yang, S.L. Du, J. Zhao, Y. Li and E.C. Huffman. 2012. A GIS-based fertilizer decision support system for farmers in Northeast China: a case study at Tong-le village. Nutrient Cycling in Agroecosystems 93: 323-336. 

  付微, 李勇, 李向越, 杜书立, 赵军, 谢叶伟等. 2012. 松嫩平原黑土区农田土壤肥力评价研究. 土壤与作物 01: 166-174. 

  李浩, 张兴义, 刘爽, Y. Kravchenko, K. Ivanova, 李续峰等. 2012. 典型黑土区村级尺度侵蚀沟演变. 中国水土保持科学 10: 21-28. 

  刘爽, 张兴义. 2012. 不同耕作方式对黑土农田土壤水分及利用效率的影响. 干旱地区农业研究 30: 126-131. 

  Chen, Y., S. Liu, H. Li, X.F. Li, C.Y. Song, R.M. Cruse, et al. 2011. Effects of conservation tillage on corn and soybean yield in the humid continental climate region of Northeast China. Soil & Tillage Research s 115–116: 56-61. 

  Han, B., X. Zhu, J. Jin and Y. Chen. 2011. Effective soil nutrient area of several crops in Northeast China. Journal of Food Agriculture & Environment 9: 284-288. 

  Kravchenko, Y.S. and R.M. Cruse. 2011. Mollisols Properties and Changes in Ukraine and China. Chinese Geographical Science 21: 257-266. 

  ShaoliangZhang, XingyiZhang, TedHuffman, XiaobingLiu and JingyiYang. 2011. Soil Loss, Crop Growth, and Economic

  Zhang, S., X. Zhang, T. Huffman, X. Liu and J. Yang. 2011. Influence of topography and land management on soil nutrients variability in Northeast China. Nutrient Cycling in Agroecosystems 89: 427-438. 

  陈渊, 张兴义, 李树学. 2011. 坡地和平地保护性耕作比较研究. 土壤与作物 27: 485-489. 

  李勇, 赵军, YangJingyi, 付微, 谢叶伟. 2011. 黑龙江省县域黑土农田土壤氮残留估算. 农业工程学报 27: 120-125. 

  刘爽, 张兴义. 2011. 保护性耕作对黑土农田土壤水热及作物产量的影响. 大豆科学 30: 56-61. 

  隋跃宇, 焦晓光, 张之一. 2011. 中国土壤系统分类均腐殖质特性应用中的问题和意见. 土壤 43: 140-142. 

  谢叶伟, 赵军, 李勇, 阎凤学, 张久明. 2011. 基于GIS的典型黑土区海伦市耕地地力评价研究. 干旱区地理 34: 325-330. 

  岳中辉, 张兴义, 隋跃宇, 陈渊, 陈红艳, 罗秋滨. 2011. 黑土酶活性的剖面分布及其对养分的评价. 水土保持学报 25: 154-159. 

  Song, C.Y. and Q.M. Ketterings. 2010. Impact of soil temperature and moisture on Mehlich-3 and Morgan soil test phosphorus. Soil science 175: 511-518. 

  Song, C.Y., X.Y. Zhang, X.B. Liu, Y.Y. Sui and Z.L. Li. 2010. Impact of long term fertilization on soil water content in Haploborolls. Plant Soil & Environment 56: 408-411. 

  刘爽, 张兴义. 2010. 保护性耕作下黑土水热动态研究. 干旱地区农业研究 28: 15-22. 

  牛爽, 张兴义, 陈学文, 许闯, 李勇, 张少良等. 2010. 黑土剖面水热异质性调查. 农业系统科学与综合研究 26: 86-90. 

  宋春雨, 韩俊杰, 高崇升. 2010. 土壤有效磷及其化学测试方法研究进展. 农业系统科学与综合研究 26: 283-287. 

  隋跃宇, 焦晓光, 刘晓冰, 张兴义, 刘洪家. 2010. 长期施肥对农田黑土酶活性及作物产量的影响. 土壤通报 41: 608-610. 

  隋跃宇, 焦晓光, 魏丹, 刘洪家. 2010. 长期培肥对农田暗棕壤土壤微生物量的影响. 土壤与作物 26: 484-486. 

  张少良, 张兴义, 刘晓冰, 刘爽, 隋跃宇, 于同艳. 2010. 典型黑土侵蚀区自然植被恢复措施水土保持功效研究. 水土保持学报 24: 73-77. 

  张少良, 张兴义, 于同艳, 隋跃宇, 刘晓冰. 2010. 秸秆覆盖对农田黑土春季地温的影响. 干旱区资源与环境 24: 169-173. 

  张兴义, 张少良, 刘爽, 李浩, 许闯. 2010. 严重侵蚀退化黑土农田地力快速提升技术研究. 水土保持研究 17: 1-5. 

  专著 

  宋春雨, 张兴义. 2017. 复式地埂水土保持技术[M]哈尔滨地图出版社, 哈尔滨. 

  张兴义, 回莉君. 2015. 水土流失综合治理成效[M]中国水利水电出版社. 

  隋跃宇, 赵军, 冯学民. 2013. 关于黑土、白浆土、沼泽土的论述: 张之一文选[M]哈尔滨地图出版社. 

  赵军, 隋跃宇, 付微. 2012. 松嫩平原黑土区农田土壤肥力动态分析与评价[M]黑龙江科学技术出版社. 

  赵军. 2010. 应用3S 技术对农田黑土肥力变化的研究[M]哈尔滨地图出版社. 

  刘晓冰, 王光华, 金剑, 张秋英. 2010. 作物根际和产量生理研究[M]科学出版社. 

  专利: 

  屈远强, 陈广勇, 王平, 黄东鹤, 韩基石, 解鹏飞等. 2014. 双埂带水土保持方法. CN104126343A[P].  

  韩秉进, 杨骥, 朱向明和许显滨. 2014. 一种甜菜纸筒育苗断根专用机及其使用方法.CN 104067882 A[P].  

  刘立春, 窦家刚, 孙涛, 张兴义, 张光辉和王春英. 2014. 一种侵蚀沟复垦技术.CN103650694A[P]. 

  刘洪家, 张兴义, 李续峰, 王平和陈渊. 2012. 一种地表径流泥沙样品分段采集装置.CN 102435466 A[P]. 

  刘洪家, 朱向明, 陈渊和韩秉进. 2012. 坡耕地水土保持的耕作组合方法.CN 102498779 A[P]. 

  孙涛, 张兴义, 陈强和陈源. 2013. 一种消除北方草原针茅颖果及针刺危害家畜的方法.CN102986640A[P].  

  于同艳, 张少良, 程. 伟, 崔振海和张兴义. 2008. 一种土壤水稳性团聚体测定的真空加水装置.CN101201310[P]. 

  张兴义, 李续峰, 陈渊, 宋春雨和刘洪家. 2011. 一种用于地表径流泥沙混合的样品采集装置.CN102087176A[P].  

  获奖: 

  土壤侵蚀监测系统集成研究与应用. 张兴义、宋春雨等, 2017年, 大禹水利科学技术三等奖 

  东北黑土区水土保持复式地埂技术. 张兴义、李浩等. 2017年. 水利部松辽水利委员会科学技术进步一等奖 

  软件登记: 

  张兴义. 2016. 无动力水土流失过程自动监测系统V1.0. 

 
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