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2021年 第37卷 第6期
刊出日期:2021-06-25
  
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生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  0-0. 
摘要 ( 98 )   PDF (48928KB) ( 131 )  
相关文章 | 多维度评价
专论与综述
农田土壤微塑料污染及其对植物的影响研究进展
李瑞静, 赵亚菲, 耿佳慧, 李军庆, 李贞霞
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  681-688.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0824
摘要 ( 974 )   HTML ( 56 )   PDF (914KB) ( 978 )  
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微塑料(microplastics, MPs)是一种新型环境污染物,不仅危害海洋生态系统,也广泛存在于陆地生态系统,可以通过土壤进入植物体,进而危害人类健康。该文系统综述了农田环境中MPs的研究进展及未来方向。详细介绍了国内外土壤中MPs的形态、来源、积累过程及MPs对土壤结构和功能的影响;重点阐述了MPs对生物、植物的生态影响以及MPs和金属镉复合污染对植物的影响;并展望了农田环境中的MPs研究的未来方向及重点,以期为全面了解农田中MPs研究现状及未来研究提供信息和科学指导。
区域环境与发展
基于珞珈一号的珠三角地区GDP空间化研究
徐嘉源, 陈美招, 郑荣宝, 马小宁
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  689-697.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0579
摘要 ( 277 )   HTML ( 12 )   PDF (2464KB) ( 594 )  
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灯光数据与人类社会经济活动有很强的相互关系,因此基于灯光数据构建GDP预测模型与GDP空间化具有重要的研究价值。以珠三角地区为研究区,基于珞珈一号(LJ1-01)与索米国家极轨道伙伴关系卫星(NPP-VIIRS)这2种夜间灯光数据,提取区县级夜间灯光总强度(TNL)、综合灯光指数(CNLI)、平均相对灯光强度(I)以及灯光面积比(S)这4种灯光指数,分别构建其与GDP的线性、对数、幂指数和指数模型,并据此进行GDP空间化。结果表明,LJ1-01夜间灯光在数据空间分辨率、数据细节特征及灯光强度识别精度方面优于NPP-VIIRS夜间灯光数据,更能够体现城市结构与城市肌理;对比2018年珠三角地区GDP与LJ1-01、NPP-VIIRS灯光指数间的相关性,发现LJ1-01数据较NPP-VIIRS更适合进行珠三角地区的区县级GDP空间化,其中根据LJ1-01夜间灯光数据的TNL灯光指数所构建GDP的线性模型拟合效果较好;通过构建密度图发现,GDP较高值像元高度集中分布于广州和深圳这2个副省级城市的市中心,呈典型的"双核"布局。
长三角地区乡村发展评价及时空分异特征
张荣天, 张小林, 陆建飞
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  698-705.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0744
摘要 ( 267 )   HTML ( 11 )   PDF (1638KB) ( 163 )  
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以长三角地区作为典型案例地,构建乡村发展评价指标体系,运用改进熵值法测度2000-2018年长三角地区乡村发展水平;综合运用GIS空间分析、ESDA模型等方法分析2000-2018年长三角地区乡村发展分异特征,并运用多元回归模型揭示研究期间长三角乡村发展时空分异的影响因素。结果表明:长三角地区乡村发展水平呈现出持续提升的演化态势,长三角乡村发展东-西向呈递减态势,南-北向呈倒"U"型空间形态。长三角乡村发展表现出"俱乐部趋同"的空间分布趋势;乡村发展局部热点区主要集聚在苏锡常沪、杭绍甬等地区,而冷点区主要分布在皖北地区,形成稳定的低值集聚塌陷格局。经济发展水平、农业现代化、城镇化及交通可达性是影响研究期间长三角乡村发展时空分异的驱动因子,政府政策因素对研究期间长三角乡村发展时空分异表现为宏观的导向效应。
基于生态安全和粮食安全的高标准农田建设研究
王珂, 李玲, 黎鹏
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  706-713.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0781
摘要 ( 317 )   HTML ( 9 )   PDF (9831KB) ( 92 )  
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高标准农田建设是保障国家粮食安全的基础,是实现储粮于地的先决条件。以河南省原阳县为研究区域,以基本农田斑块为评价单元,进行基本农田生态安全评价和粮食安全评价,运用二维关联矩阵综合两者评价结果,据此进行原阳县高标准农田建设分区。结果表明,原阳县基本农田生态安全等级分布具有区域差异性,东部与西部乡镇的生态安全水平高于中部地区。基本农田粮食安全空间差异显著,整体呈周围高、中间低的格局,粮食安全级别以二级、三级为主,其中东部乡镇最优,西部乡镇次之,中部乡镇较差。原阳县高标准农田建设主要分为优先建设区、次级建设区、一般建设区、后备建设区,其基本农田面积分别为7 302.04、14 755.29、24 473.36、21 889.54 hm2。研究结果能在一定程度上指导原阳县高标准农田的建设区域划分及时序安排,可为河南省其他类似地区高标准农田建设提供参考。
基于氮磷农田利用的黄淮海地区畜禽粪尿土地承载力研究
陈广银, 曹海南, 丁同刚, 霍伟洁, 潘义欣
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  714-723.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0516
摘要 ( 342 )   HTML ( 7 )   PDF (1532KB) ( 153 )  
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为评估黄淮海地区畜禽粪尿土地承载力,以《畜禽养殖业源产排污系数手册》为基础,采用2018年国家及地方统计年鉴数据,测算了黄淮海地区畜禽粪尿总量、耕地畜禽粪尿氮磷负荷和畜禽养殖环境风险指数,并基于氮磷农田利用估算了该地区畜禽粪尿土地承载力及发展潜力。结果表明:(1)2017年黄淮海地区畜禽养殖的粪尿、氮和磷产生量分别为31 434.18万、172.90万和31.10万t,单位面积耕地的畜禽粪尿、氮和磷负荷分别为12.00 t·hm-2、66.05 kg·hm-2和11.88 kg·hm-2;(2)畜禽污染物耕地负荷总体上处于较低水平,81.82%的城市畜禽粪尿耕地负荷低于15 t·hm-2,70.91%的城市畜禽氮负荷低于75 kg·hm-2,78.18%的城市畜禽磷负荷低于15 kg·hm-2;(3)从畜禽养殖环境风险看,北京属削减养殖区,天津、秦皇岛、烟台属严格控制区,威海、日照、德州、滨州、洛阳、许昌、漯河属适当控制区,邢台、安阳、商丘、枣庄、亳州、淮北、徐州、连云港、盐城、淮安属重点发展区,其余地区属一般发展区;(4)黄淮海地区基于氮磷农田利用的土地承载力为42 262.70万头猪当量,畜禽养殖潜力值为26 469.82万头猪当量,其中北京需削减66.34万头猪当量,天津、安徽、江苏、河北、河南和山东畜禽发展潜力分别为104.56万、3 569.14万、3 691.77万、4 189.90万、8 371.26万和6 609.53万头猪当量。
成渝城市群黑碳气溶胶的时空分异特征及其对土地利用/土地覆被变化(LUCC)的响应
王俊秀, 牟凤云, 田甜, 陈林, 李秋彦
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  724-732.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0641
摘要 ( 318 )   HTML ( 8 )   PDF (4912KB) ( 194 )  
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基于2000-2015年MERRA-2的黑碳气溶胶(BC)空间分布数据和土地利用/土地覆被数据,利用GIS空间分析手段和地理加权回归模型,识别成渝城市群BC浓度的时空分异和土地利用/土地覆被变化(LUCC)特征,探讨BC浓度对LUCC的响应关系。结果表明:(1)成渝城市群BC浓度在整体上呈现出中部高、四周低的同心圆格局,且这一态势在15 a中没有发生明显改变;2000、2005、2010和2015年的年均浓度分别为3.86、4.97、4.91和4.51 μg·m-3,以2005年为拐点呈先上升后下降的趋势,且2005年高值区的空间范围最大,经历了扩张-收缩的变化过程;在季度水平上表现出冬季>秋季>春季>夏季的趋势,秋冬季BC污染形势严峻;(2)2000-2015年成渝城市群土地利用/土地覆被的主要类型为耕地、林地和草地,该时期3种地类面积总和的占比均在94.61%以上,土地利用结构未发生明显改变;以耕地与草地连续减少和建设用地持续增加为LUCC的主要特征,水域、林地和未利用地略有增加;(3)不同土地利用/土地覆被类型下的BC浓度总体上呈现出建设用地>耕地>水域>林地>未利用地>草地的特征;在不同的土地利用/土地覆被转换方式下,当人工用地转为自然用地时BC浓度降低,当自然用地转为人工用地时BC浓度增加;(4)地理加权回归模型计算结果表明,局域拟合系数较高区域的LUCC对BC浓度的影响较为显著,且呈现出明显的空间分异现象。
滆湖入湖河口区叶绿素a时空变化特征及相关环境因子分析
刘钰, 杨飞, 张毅敏, 高月香, 张志伟, 朱月明, 孔明, 赵远, 钱文瀚
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  733-739.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0804
摘要 ( 239 )   HTML ( 9 )   PDF (4378KB) ( 304 )  
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2018年1月-2020年1月对滆湖13个入湖河口区的叶绿素a浓度〔ρ(Chl-a)〕和理化因子进行逐月监测,分析滆湖入湖河口区水体ρ(Chl-a)的时空变化特征及其与水温、pH值和营养盐等主要环境因子的相关性。研究表明:(1)ρ(Chl-a)随时间变化明显,夏季最高,秋冬季次之,春季最低;(2)在空间分布上,滆湖西北入湖河口区水域的ρ(Chl-a)明显高于滆湖南部入湖口水域;(3)ρ(Chl-a)与水温、pH值、高锰酸盐指数呈极显著正相关,与ρ(DO)呈负相关,与ρ(TN)、ρ(NH4+-N)、ρ(NO3--N)、ρ(PO43--P)和ρ(DOC)相关性不显著。ρ(Chl-a)的对数与ρ(TP)的对数呈显著正相关,与N/P比的对数呈显著负相关;(4)P是滆湖入湖口水域ρ(Chl-a)的主要影响因子。
自然保护与生态
基于Ann-CA-Markov模型的生态空间预测模拟:以重庆市万州区为例
幸瑞燊, 周启刚
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  740-750.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0653
摘要 ( 371 )   HTML ( 11 )   PDF (5615KB) ( 150 )  
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生态空间是提供生态服务功能及保护国家生态安全的重要区域,对未来生态空间的模拟预测可以为生态环境保护的政策制定及国土空间的优化管控提供参考依据。以万州区为研究区,使用万州区2000、2006、2012和2018年4期土地利用、数字高程模型(DEM)、道路交通、河流、行政中心、生态红线和自然保护地等数据,界定万州区的生态空间类型为林地、草地、水域和未利用地,对万州区的生态空间变化特征进行分析,并构建Ann-CA-Markov模型对万州区2024年生态空间进行模拟预测,同时对生态空间的生境质量进行评估。结果表明,该研究构建的Ann-CA-Markov模型具有较高的模拟精度,以元胞自动机模型(CA)为主体,结合Markov和Ann模型,有效解决了CA模型的不足,既能够对生态空间类型的转移数量和概率进行预测,又能够处理好影响因子与生态空间变化之间的复杂的非线性关系,从而对生态空间分布进行预测,其模拟的精度达0.983 6。万州区生态空间面积呈现持续增加趋势,但是生态空间斑块的破碎度、分化程度及面积均匀化程度越来越大,生态空间稳定性逐步下降,且生态空间的生境质量呈现逐年下降趋势。因此,在保证生态空间数量规模增加的同时,要兼顾生态环境保护与生态空间的优化管控,以保证生态空间的稳定性及生境质量。
陕西秦岭山区留坝县生态质量时空特征及影响因素分析
胡克宏, 张震
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  751-760.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0884
摘要 ( 397 )   HTML ( 5 )   PDF (4558KB) ( 221 )  
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基于多时相Landsat 5和Landsat 8影像,构建遥感生态指数(RSEI),综合分析秦岭南麓腹地留坝县1990-2020年生态环境质量时空特征,并采用地理探测器模型(GDM)对生态环境质量空间分异进行归因。结果表明:(1)时间上,1990-2003年留坝县生态环境质量呈现大面积的小幅退化,生态环境质量等级下降1级的面积占退化总面积的96.47%;2003-2020年则呈现大面积的小幅改善,生态环境质量等级增加1级的面积占改善总面积的89.73%。(2)空间上,留坝县生态环境质量等级空间分布整体呈中等及以上,呈差和较差等级的区域较少,且主要分布于留侯镇西部裸地处和低山丘陵地区的居民地。(3)高程、年均温和农业生产是留坝县生态环境质量的主要影响因素,年降水和道路为次要影响因素。(4)自然因素和人为因素共同作用于留坝县的生态环境,农业生产、道路和人口压力等人为因素仍是未来留坝县生态建设需要协调的重点。
自然分布北界的大巴山黄杉树轮气候响应分析
徐宏范, 张合理, 尚华明, 王勇辉, 陈友平
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  761-768.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0928
摘要 ( 376 )   HTML ( 4 )   PDF (1104KB) ( 217 )  
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黄杉(Pseudotsuga sinensis)是国家Ⅱ级濒危保护树种,目前基于该树种的树轮气候学研究较少。利用采自陕西省安康市镇坪县的黄杉树轮样芯,建立树轮宽度标准年表,采用Pearson相关方法分析树轮宽度指数与降水、气温、帕尔默干旱指数(PDSI)的相关关系。结果表明:研究区黄杉径向生长主要受降水和温度的影响,其中树轮宽度指数与生长季总降水量呈显著正相关(r=0.386,P<0.05),与上一年11月平均最高气温呈显著负相关(r=-0.364,P<0.05),与上一年10月PDSI呈显著正相关(r=0.485,P<0.01)。此外,在全球变暖的背景下,月平均最高气温可能对黄杉的径向生长起抑制作用。研究黄杉径向生长对气候要素的响应,了解研究区气候变化对黄杉生长的影响,可为相关部门研究该地区的气候变化提供理论基础。
县域生物多样性保护优先格局评价及保护体系优化:以武夷山市为例
牟雪洁, 饶胜, 张箫, 王夏晖, 朱振肖
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  769-777.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0737
摘要 ( 438 )   HTML ( 9 )   PDF (3791KB) ( 304 )  
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以国家重点生态功能区县域——武夷山市为案例区,选取54个珍稀濒危物种为指示物种,在物种栖息地评价基础上采用系统保护规划工具MARXAN模型评估生物多样性保护的优先区域。结果表明,武夷山市生物多样性保护优先区总面积为734.7 km2,占武夷山市国土面积的26.1%,并集中分布于东北部、西北部及东南部地区;在保护优先区内,8个一级保护物种栖息地的保护比例均超过各自栖息地总面积的50%。空缺分析发现,生物多样性保护优先区与现有自然保护地存在空间不匹配的现象,建议优先在生物多样性保护一级优先区范围内补充扩建和新建自然保护地,包括向东补充扩建武夷山国家公园、向南补充扩建武夷山黄龙岩省级自然保护区,在吴屯乡吴屯溪、东溪水库及其周边新建森林、湿地及水生野生动植物自然保护区,在上梅乡和五夫镇建设森林保护类自然公园。
钱江源国家公园黑麂(Muntiacus crinifrons)生境适宜性评价及廊道设计
李琼雯, 李双, 曹铭昌, 徐海根
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  778-785.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0822
摘要 ( 314 )   HTML ( 9 )   PDF (2349KB) ( 175 )  
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黑麂(Muntiacus crinifrons)是国家Ⅰ级重点保护野生动物,由于人类活动干扰致使其栖息地破碎化,进而威胁黑麂种群生存。因此,识别黑麂适宜生境关键区,构建破碎栖息地之间的生境廊道显得尤为重要。以钱江源国家公园为研究区域,基于黑麂分布点位数据和环境数据,通过MaxEnt模型评价黑麂的生境适宜性,利用Linkage Mapper廊道设计模型和最小累积阻力模型(minimum cumulative resistance model, MCR)设计黑麂生境廊道。结果表明,训练集和验证集受试者工作特征曲线(ROC)与横坐标围成的面积(AUC值)分别为0.959和0.943,MaxEnt模型结果达到优秀水平;黑麂适宜生境面积为44.78 km2,仅占国家公园总面积的17.8%;影响黑麂生境分布的主要环境因子为距阔叶林距离(29.4%)、海拔(19.2%)和距水源距离(15.2%);在选取的黑麂适宜生境关键区设计了3条黑麂潜在生境廊道,主要位于里秧田村、田畈村、库坑村及霞川村,廊道最小宽度设置为766 m,廊道总长度为12.70 km。该研究结果可为黑麂保护提供科学依据。
云南不同高原富营养化湖泊噬藻体g20基因遗传多样性研究
蔡一鸣, 刘玉珊, 王志龙, 李春筱, 刘丽
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  786-793.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0978
摘要 ( 346 )   HTML ( 3 )   PDF (3623KB) ( 194 )  
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为探索云南不同高原湖泊噬藻体g20基因的多样性,以期更深入地了解噬藻体遗传多样性以及发现噬藻体新的基因型,以云南高原不同富营养化淡水湖泊(滇池、星云湖和抚仙湖)为研究对象,采用PCR-克隆技术,以g20基因为标记基因,对2018年秋冬季3个湖泊水体中噬藻体多样性进行研究,构建系统进化树,分析3个湖泊中噬藻体g20基因的遗传多样性。从3个湖泊水样中获得43条噬藻体g20基因环境序列,系统进化分析表明,云南高原湖泊噬藻体g20基因分布与湖泊、海洋水体中噬藻体g20基因亲缘关系较近,但远离稻田水体g20基因的分布;各湖泊秋冬季g20基因遗传多样性无明显差异。云南高原湖泊水体中噬藻体g20基因遗传多样性较为丰富,存在新的噬藻体类群。
污染控制与修复
辽宁省农村生活污水产污特征及其系数测算研究
刘岚昕, 何军, 王留锁, 赵鹏雷, 史美玲
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  794-800.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0813
摘要 ( 622 )   HTML ( 6 )   PDF (944KB) ( 128 )  
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为了解辽宁省农村生活污水产污特征,以辽宁省5个地市农村生活污水为研究对象,对生活污水日产生量和COD、NH3-N、TN、TP、BOD5、动植物油浓度7项指标进行跟踪监测,运用实地入户调查、现场监测与SPSS软件数据分析等方法,分析了影响农村生活污水产污特征的主导因素,并对各类污染物的产污系数进行系统定量研究。结果表明,农村生活污水人均日产量、NH3-N的主要影响因素为地域和季节,COD、BOD5、TN、TP以及动植物油的主要影响因素为地域和收入水平;农村生活污水产生量系数为26.49 L·人-1·d-1,COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、动植物油的产污系数分别为23.85、11.78、0.12、0.64、0.11、0.43 g·人-1·d-1
不同水源原水溶解性有机物特性分析
杨银, 丰桂珍, 江立文
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  801-807.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0512
摘要 ( 270 )   HTML ( 4 )   PDF (1739KB) ( 125 )  
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为了解不同水源原水中溶解性有机物的特性,分别从亲疏水性、比紫外吸光度(SUVA)、分子量分布和三维荧光特性4个方面对赣江和鄱阳湖原水进行了研究。结果表明,两地原水整体上呈现疏水性和亲水性组分各占一半,且强疏和中亲组分占比较高,而弱疏和极亲组分占比较少的状况。其中赣江原水中强疏、中亲、弱疏和极亲组分占比(以DOC计)依次为37.28%、38.99%、14.54%和9.19%;赣江原水中强疏、弱疏和极亲组分的SUVA值(4.47、3.44和4.14)远高于中亲组分(1.22),而鄱阳湖原水中强疏和弱疏组分的SUVA值(1.49和1.51)略高于极亲和中亲组分(1.00和0.70);两地原水中的有机物分子量呈现出较为相似的规律,即多以中等分子量(1~10 kDa)有机物为主,同时还含有少量小分子量(<1 000 Da)有机物,而在大分子量(>10 kDa)区域无响应峰出现;两地原水均以富里酸和腐殖酸等腐殖质类疏水性有机物为主,但鄱阳湖原水中表现出的蛋白质类荧光峰较赣江原水更为明显。该研究为了解不同水源原水中溶解性有机物特性提供了参考,同时也为采取合理的控制措施(如臭氧氧化、活性炭吸附或膜滤技术等)提供了理论依据。
硅钙镁肥和改性腐殖酸对土壤镉形态和小麦镉积累的影响
杨金康, 朱利楠, 杨秋云, 张玉鹏, 化党领
生态与农村环境学报. 2021, 37(6):  808-816.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2020.1022
摘要 ( 272 )   HTML ( 11 )   PDF (1437KB) ( 195 )  
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为寻求适合于微碱性土壤的Cd污染修复材料,利用硅钙镁肥和改性腐殖酸及两者复配对农田Cd污染土壤开展盆栽试验,采用二乙基三胺五乙酸(DTPA)提取法、Tessier法形态分级分析土壤Cd活性以及小麦植株各器官Cd含量,并利用扫描电子显微镜能谱(SEM-EDS)分析钝化材料表面微观形态和元素构成。结果表明,硅钙镁肥可以显著提高土壤pH值,改变Cd在土壤中的赋存形态,降低土壤DTPA提取态Cd含量。与对照相比,硅钙镁肥3%(质量分数w,下同)处理在拔节期和成熟期对小麦根部Cd含量降低幅度最大,分别降低73.95%和97.15%。硅钙镁肥1.2%处理对小麦籽粒Cd含量降低效果最大(86.44%)。在降低土壤DTPA提取态Cd含量和小麦籽粒Cd含量方面,改性腐殖酸效果均低于硅钙镁肥。与对照相比,改性腐殖酸1.2%和3%处理小麦籽粒Cd含量下降幅度为35.98%~38.01%。硅钙镁肥与改性腐殖酸复配处理小麦籽粒Cd含量下降幅度为81.77%。综合考虑,硅钙镁肥与改性腐殖酸复配效果最好,能有效钝化土壤中的Cd活性,并显著降低小麦籽粒Cd含量。