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2017年  第25卷  第10期

农业生态系统与调控
基于三维电子沙盘的参与式乡村历史景观评估:以贵州省对门山村为例
张晓彤, 段进明, 宇林军, 鲁永飞, 王晓军
2017, 25(10): 1403-1412. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170128
摘要(1137) HTML (16) PDF(988)
摘要:
梳理乡村历史景观的变化规律可以为乡村可持续发展提供决策治理依据和路径。如何利用被当地村民更容易接受的方式挖掘其景观记忆和乡土知识,复原其乡村历史景观,并对其进行整体评估,至今存在研究方法和支撑手段的难点。本文以贵州省贞丰县对门山村为例,利用自主研发的三维电子沙盘工具,结合参与式乡村评估技术,由当地村民自主复原了1958年、1980年、1995年和2015年4个时期的历史景观。使用三维电子沙盘的分析工具对复原的历史景观进行土地利用、生态服务价值和景观格局指标的分析。结果显示:不同时期历史景观客观评估数据的变化与本村导致景观变化的重要历史事件具有极强的关联性:虽然1980年分田到户,但由于当地条件限制,村民的生产生活方式并没有结构性变化,也使得村庄的景观没有明显变化。而1995年开始大范围种植烟草后,对门山村水田比例快速下降,现阶段基本和旱地比例持平。这也直接导致水田(湿地的一种类型)作为生态服务价值重要贡献者数量减少,整个范围生态服务价值下降明显。此外,由于近20年来,各类公共管理与服务设施的快速增加和均匀分布,使得景观多样性呈显著增长。可以认为,三维电子沙盘在本次对乡村历史景观调查中首次获得了较好的应用,通过有效的技术手段解决了以往规划者与当地村民信息交流和沟通过程不畅的技术问题。
北平原典型冬小麦农田生态系统能量平衡与闭合研究
吴东星, 李国栋, 张茜
2017, 25(10): 1413-1422. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170150
摘要(799) HTML (7) PDF(1247)
摘要:
准确量化分析地气之间的物质和能量交换对于水资源管理和农业可持续发展是十分重要的。能量平衡闭合是评估观测数据准确性和分析地表能量平衡的一个重要的评价指数。本研究利用开路涡度相关系统和全要素自动气象站对华北平原典型冬小麦农田生态系统2013-2014年度的能量通量及常规气象要素进行了连续观测,分析了冬小麦农田各能量通量的日变化和年变化特征,计算冬小麦在4个生育时期(出苗期、越冬期、拔节期和灌浆期)的能量闭合和波文比。结果表明:在日尺度上,选取的4个生育时期净辐射和各能量分量的日变化趋势均为单峰二次曲线,净辐射、显热通量和潜热通量的峰值出现在12:00-13:00,土壤热通量的峰值出现在14:00-15:00。在年尺度上,净辐射和潜热通量的变化趋势较为一致,均在越冬期达到最低值114.51 W·m-2和13.47 W·m-2,而在灌浆期达到最大值327.02 W·m-2和116.56 W·m-2。选取的4个生育时期的代表性观测日期能量闭合良好,能量闭合率分别为0.49、0.77、0.81和0.76。4个生育时期内波文比值日变化趋势均呈倒"U"型,出苗期波文比在14:00达到最大值2.12;越冬期、拔节期和灌浆期在10:00左右达到最大值,分别为1.48、0.31和0.58。本文的定量化结果可为华北平原农田生态系统水热通量等研究提供依据。
古尔班通古特沙漠人工梭梭林群落生态特征研究
丁改改, 蒋进, 宋春武, 李生宇, 王海峰, 周杰, 李亚萍
2017, 25(10): 1423-1432. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170111
摘要(875) HTML (1) PDF(899)
摘要:
为探究古尔班通古特沙漠南缘莫索湾地区33年来人工梭梭林群落(依靠天然降水)的生态特征,本文对两种造林技术(积雪-客沙造林和秋灌造林)人工梭梭林地梭梭的长势、草本植物、土壤水分进行了调查和监测。结果表明:① 积雪-客沙造林和秋灌造林梭梭至今生长良好,目前植株高度和冠幅均大于2 m和2 m2,当年新生枝条长度均大于20 cm;初始造林梭梭存活率较高,分别为40%和63%;经过自然更新,现有密度均有所提高,人工林形成异龄复层混交林,林下生长有不同优势种的草本植物;土壤含水量均>2.00%,能够满足梭梭生长。② 由于两种造林技术的土地处理方式和初期水分供给量不同,导致两种林地梭梭生长、林下草本植物盖度和多样性以及天然更新梭梭植株数量均有很大差异,整体秋灌造林地的状况优于积雪-客沙造林地。③ 两种造林技术对于当地生态条件均有很好的适应性,虽然积雪-客沙造林密度相对较低,但优于自然植被状况,且造林成本低;秋灌造林密度较大,天然更新植株数量较多,但造林成本高,后期生长较缓慢,需要采取一定的人工措施调整密度。综上可知,积雪-客沙造林和秋灌造林梭梭目前生长均较稳定,后者对该区生态条件适应性更强。
外源磷输入对农区湿地土壤碳库有效性及周转特性的影响
孙星照, 沈建国, 王忠, 刘萌, 楼莉萍, 岳春雷, 张志剑
2017, 25(10): 1433-1443. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170266
摘要(872) HTML (5) PDF(2689)
摘要:
通过添加土壤原总磷(TP)0~60%的过磷酸钙和室内培养的技术手段,研究了外源磷素输入对农区湿地土壤碳库有效性及其周转特性的动态影响。结果表明,随外源磷素输入水平的增加,土壤可溶性有机碳(DOC)含量和微生物量碳(MBC)含量增加;土壤总有机碳(TOC)含量下降,下降率最高达23%。活性有机碳成分中,外源磷输入对高活性有机碳(HLOC)影响最显著,60%磷素输入处理HLOC含量比未施加外源磷素高54%;易氧化有机碳(ROC)含量随外源磷输入水平的增加而下降,最大下降率为22%;中活性有机碳(MLOC)含量、活性有机碳(LOC)含量无明显改变。涉碳循环生物酶中,β-葡聚糖苷酶(βG)和纤维二糖水解酶(CBH)活性均随外源磷素输入水平的增加而显著提升,但脱氢酶(DH)活性并无显著变化。此外,土壤碳矿化强度和潜在矿化势也与外源磷素输入后的土壤TP呈正相关。总体来看,外源磷素输入显著增加了湿地土壤碳库的有效性及周转速率。
植烟土壤中微生物特性及氨化、亚硝化菌分离鉴定与活性研究
丁梦娇, 黄莺, 李春顺, 宾俊, 李强, 范伟, 张毅, 周冀衡
2017, 25(10): 1444-1455. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170169
摘要(873) HTML (13) PDF(1206)
摘要:
针对烤烟生产中施用有机肥后植烟土壤有机态氮素分解速率不易调控的问题,并为配制有机氮分解微生物菌剂提供优良菌株,本研究以化肥、牛粪、玉米秸秆、油枯处理下的烤烟根区土壤为材料,分离筛选出高活性氨化、亚硝化土著菌,并分别测定其对有机氮降解及氨氮分解的效果。结果表明:在烤烟生长旺长期,施用有机肥处理的土壤可培养细菌、真菌、放线菌、氨化菌数量均高于单施化肥处理;在烤烟成熟期,施用有机肥处理,烤烟根区土壤氨化菌、亚硝化菌、真菌、放线菌数量均高于单施化肥。通过各类菌株的土样来源分析,氨化作用强度较高的优势菌株均来源于有机肥处理的土样,植烟土壤施用有机肥较单施化肥能够获得较高活性的氨化细菌。各类菌活性研究显示,短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacilluss tearothermophilus)、巨大芽孢菌(B.megaterium)培养液有机氮含量降幅最大,较初始有机氮含量分别降低84.74%、92.74%、79.52%;寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)兼具有亚硝化作用及硝化作用,培养7 d后,培养液中硝态氮含量增加了0.617 mg·L-1;嗜麦芽寡单胞菌(S.maltophilia)亚硝化作用最强,培养7 d后,培养液中亚硝态氮含量为0.518 mg·L-1。氨化菌培养48 h后有机氮分解速率降低,具有亚硝化及硝化作用的菌株培养到第7 d活性仍处于较高水平。因此,试验分离出的不同功能细菌在配制解氮复合微生物菌剂时需在不同时间加入菌株进行发酵,以获得高活性微生物菌剂。根据分解有机氮、解氨试验及相关文献中各菌株作用功能分析,筛选出纳西杆菌(Naxibacter sp.)、寡养单胞菌、短小芽孢杆菌、嗜热脂肪地芽孢杆菌、同温层芽孢杆菌(B.stratosphericus)、纤维菌(Cellulosimicrobium cellulans)、高地芽孢杆菌(B.altitudinis)和巨大芽孢菌8株高效氮素功能菌株用于有机氮分解微生物菌剂的配制。
烟粉虱取食对不同抗虫性辣椒品种营养物质和抗性物质的影响
李传明, 何菁, 顾爱祥, 苏宏华, 吴晓霞, 张海波, 解雅梅, 邬亚红, 周福才
2017, 25(10): 1456-1462. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170372
摘要(831) HTML (5) PDF(693)
摘要:
为了探讨烟粉虱取食对辣椒体内营养物质和抗性物质的影响,选择抗虫辣椒品种(‘新一代三鹰椒’、‘新苏椒五号’)和感虫品种(‘苏椒13号’、‘苏椒15号’)各2个,每株辣椒分别接烟粉虱成虫0头(对照)、30头(低密度)、60头(中密度)和120头(高密度),取食24 h后测定辣椒叶片中叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白以及酚类、黄酮类化合物含量。结果发现,低密度的烟粉虱取食后,辣椒叶片叶绿素含量显著上升,随着虫口密度的提高,叶绿素含量有所下降,但仍高于对照;感虫辣椒品种的叶绿素含量增加幅度高于抗虫品种。低密度和高密度的烟粉虱取食后,辣椒叶片中可溶性糖含量出现明显下降趋势,抗虫品种的下降幅度大于感虫品种。低密度和中密度的烟粉虱取食后,辣椒叶片中可溶性蛋白含量显著下降,但高密度烟粉虱取食后辣椒叶片中可溶性蛋白含量明显上升;抗虫品种的变化幅度明显高于感虫品种。烟粉虱取食后,叶片中酚类化合物含量明显上升,感虫品种的上升幅度较抗虫品种上升幅度大;随着虫量的增加,辣椒叶片中酚类化合物含量呈明显上升趋势,但高密度烟粉虱取食后酚类化合物含量出现明显下降趋势。烟粉虱取食后,感虫辣椒品种‘苏椒15号’叶片中黄酮类化合物含量明显上升;其他3个品种在中等以下密度的烟粉虱取食时,黄酮类化合物与对照差异不显著,但在高密度烟粉虱取食时,黄酮类化合物明显高于对照。研究表明,烟粉虱取食可引起辣椒营养物质和抗性物质含量向着有利于提高抗虫性的方向改变,但不同虫口密度下不同辣椒品种的改变幅度不同。研究结果为进一步揭示寄主植物与烟粉虱之间的防御和反防御机制提供了基础。
作物栽培与生理生态
施氮量对玉米/大豆套作系统土壤微生物数量及土壤酶活性的影响
付智丹, 周丽, 陈平, 杜青, 庞婷, 杨文钰, 雍太文
2017, 25(10): 1463-1474. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170335
摘要(896) HTML (6) PDF(982)
摘要:
为揭示玉米/大豆套作体系下土壤氮素转换的调控机理和根际微生态效应,以种植模式为主因素[设玉米单作(MM)、大豆单作(SS)和玉米/大豆套作(IMS)3种处理],以玉米、大豆施氮总量(玉米、大豆施氮比例为3:1)为副因素[设不施氮(NN,0 kg·hm-2)、减量施氮(RN,180 kg·hm-2)和常量施氮(CN,240 kg·hm-2)3个处理],研究了玉米/大豆套作系统下不同施氮量对作物根际土壤微生物数量及土壤酶活性的影响。结果表明:与相应单作相比,套作下玉米根际土壤真菌、放线菌数量分别提高25.37%和8.79%;套作大豆根际土壤真菌、放线菌、固氮菌数量高于单作大豆;套作玉米根际土壤蛋白酶、脲酶活性和套作大豆根际土壤蛋白酶活性均显著升高。各施氮水平间,减量施氮下玉米、大豆根际土壤真菌数量较常量施氮和不施氮均有所提高;施氮提高了玉米、大豆根际土壤放线菌数量;大豆根际土壤固氮菌数量以减量施氮最高,比不施氮和常量施氮高17.78%和5.67%;玉米根际土壤蛋白酶活性、脲酶活性和大豆根际土壤脲酶活性均以减量施氮为最高。适宜的施氮量不仅能增加玉米/大豆套作土壤中真菌、放线菌、固氮菌的数量,还能提高土壤蛋白酶、脲酶活性,调节土壤氮素的转化,促进玉米/大豆对土壤中氮素的吸收,实现节能增效。
水分亏缺对不同小麦品种矿质元素吸收分布及水分利用的影响
李东晓, 王红光, 张迪, 赵国英, 李浩然, 贾彬, 李雁鸣, 李瑞奇
2017, 25(10): 1475-1484. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170272
摘要(935) HTML (10) PDF(963)
摘要:
在限制小麦灌溉面积的大背景下,为进一步稳产促优,本文探讨了华北地区水分亏缺对不同小麦品种矿质元素吸收、分布特性及其与植株水分利用和产量的关系。选用3个生态类型冬小麦品种(抗旱品种‘沧麦6001’、丰水高产品种‘邯麦9’和多抗超高产品种‘济麦22’),设置正常和水分亏缺两个水平的人工气候室箱体栽培试验,主要调查了小麦不同器官矿质元素含量、积累量变化、分配比以及矿质元素变化对水分利用效率和产量的影响。结果表明,矿质元素的含量和分配具有器官特异性,其中小麦叶片Ca、籽粒Cu和Zn、茎秆Na的含量、分配比最高;Fe含量、积累量及Fe分配比因品种、器官、水分差异而不同:正常水分下,‘沧麦6001’以茎秆、‘邯麦9’以叶片的Fe含量、分配比最高;‘济麦22’以茎秆和颖壳Fe含量较高,以叶片和颖壳Fe分配比较高。而水分亏缺下,‘沧麦6001’和‘邯麦9’Fe含量以籽粒最高,‘济麦22’以叶片最高;3品种Fe分配比均以籽粒最高。此外,水分亏缺增加了小麦籽粒Cu、Zn含量及分配比,籽粒Zn、Na和Ca积累量,显著增加‘沧麦6001’的水分利用效率和产量以及‘济麦22’的产量水分利用效率;而降低了‘沧麦6001’籽粒Mn、‘邯麦9’籽粒Cu和Mn、‘济麦22’籽粒Cu和Fe积累量以及‘邯麦9’水分利用效率、干物重、产量。综上,水分亏缺下,‘沧麦6001’更易高产高效,籽粒Fe含量增加,但需补充一定的Mn元素;‘济麦22’的水分利用效率增加,产量未显著下降,需补充一定Fe元素保证品质;‘邯麦9’产量和水分利用效率均显著下降,且籽粒中Cu和Mn积累下降明显。相关分析表明,Cu、Zn、Ca、Mn含量与干物重变化之间存在一定的相互调节作用,但未直接影响产量和水分利用效率,这可能与品种间差异及品种和水分互作影响有关。但矿质元素可能通过影响干物重间接调控水分利用效率的趋势是存在的,尚需进一步研究和验证。
氮肥运筹与栽植方式对杂交籼稻籽粒灌浆及产量的影响
严田蓉, 李旭毅, 李娜, 蒋明金, 杨志远, 何艳, 王春雨, 王海月, 马均
2017, 25(10): 1485-1494. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170337
摘要(815) HTML (2) PDF(726)
摘要:
以杂交籼稻‘Ⅱ优498’为材料,在光温条件差异较大的四川省汉源和温江两地研究氮肥运筹方式[(基蘖肥与穗肥配比分别为9:1(N1)、7:3(N2)和5:5(N3)]与栽植方式[宽窄行栽培(C1)、三角形栽培(C2)、扩行减株栽培(C3)、抛秧栽培(C4)]对水稻库容量、籽粒灌浆充实及产量的影响,探明光温特性、养分调控和栽植方式与水稻籽粒灌浆及产量形成的关系。结果表明:1)光温优越的汉源地区水稻籽粒库容量、充实度、结实率和千粒重均优于温江,籽粒的最初生长势较低,达到灌浆峰值的日期推迟,前、中期的灌浆强度较高,历时久,生长量占比亦较大,且灌浆活跃期较长,更易获得高产;2)随着氮肥后移程度的增加,水稻最大库容量呈减小趋势,但籽粒的充实率、充实指数、库有效充实度、结实率和千粒重等均呈增加趋势,籽粒最初生长势降低,最大灌浆速率(Gmax)和平均灌浆速率(Gmean)提高,达到灌浆峰值的日期推迟、生长量占比增加,灌浆历时缩短,总体以氮肥适度后移(N2)处理产量更高;3)不同栽植方式在结实率和千粒重上的差异较小,而在生物产量、最大库容量、灌浆特征参数和充实指标上存在较大差异,各栽植方式在获得高产时存在相似的灌浆特性,即库容量较大,籽粒最初生长势较低,达到灌浆峰值的日期延迟、生长量占比较大,GmaxGmean较高,宽窄行栽培、三角形栽培、扩行减株栽培和抛秧栽培分别在N1、N1、N2和N3条件下获得高产,其中三角形栽培产量最优;4)相关分析表明,随着最大库容量的增大,籽粒的最初生长势降低,灌浆峰值期延后,前、中期的灌浆历时与灌浆强度增加,达灌浆峰值期的生长量比例亦增加,且在前、中期的灌浆强度和前期的灌浆贡献率优势显著时更易获得高产。因此,提高水稻产量应结合当地的生态条件并针对不同的栽植方式采取相应的氮肥运筹措施。
生化抑制剂组合与施肥模式对黄泥田水稻养分累积及利用率的影响
周旋, 吴良欢, 戴锋
2017, 25(10): 1495-1507. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170292
摘要(801) HTML (3) PDF(905)
摘要:
添加生化抑制剂是提高水稻肥料利用率的有效途径之一,本研究结合不同施肥模式探讨其节肥增效的养分利用特征,以期寻找适合黄泥田地区水稻高产高效的施用方式。采用二因素随机区组设计,研究生化抑制剂[脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)和N-丙基硫代磷酰三胺(NPPT)及硝化抑制剂2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)]组合与施肥模式(一次性和分次施肥)互作对黄泥田水稻养分吸收、利用和分配的影响,并探讨各养分间及其与产量的相互关系。结果表明:生化抑制剂组合和施肥模式对水稻主要生育期N、P、K累积、转运和分配的影响均存在一定的互作效应,互作条件下各生育期养分间吸收存在协同效应。尿素分次施用处理水稻成熟期N、P、K吸收量较一次性施用处理分别提高11.0%、0.9%、4.2%;氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率分别显著提高27.5%、70.8%。不同施肥模式下,配施抑制剂组合(NBPT、NPPT/+CP)显著增加水稻N、P、K吸收量,促进抽穗后干物质生产和N素积累,提高籽粒中的养分分配及N素利用效率。新型脲酶抑制剂NPPT单独施用及与CP配施的水稻养分吸收和利用与NBPT相似。相关分析表明,不同施肥模式下水稻成熟期N、P、K吸收量与籽粒产量均呈极显著正相关。总之,通过施肥技术和抑制剂配施的集成与优化,有利于抽穗后N、P、K的吸收、转运,促进养分积累,大幅度同步提高黄泥田水稻的产量和养分利用效率。
喀斯特与非喀斯特地区参考作物蒸散量时空变化分析——以广西壮族自治区为例
吴丽萍, 陈洪松, 连晋姣, 付智勇, 王升
2017, 25(10): 1508-1517. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170293
摘要(683) HTML (15) PDF(1109)
摘要:
参考作物蒸散量(ET0)是确定植被生态系统需水量的关键因子,其时空分布特征及主要影响因素分析对于制定植被恢复策略与区域水资源配置方案具有重要意义。本文基于FAO-56 Penman-Monteith公式和广西地区25个气象站点1960-2010年的逐日资料,计算了各站点的ET0,在此基础上采用GIS的克里金插值、Spearman秩次相关法和通径分析方法分析了广西喀斯特与非喀斯特地区ET0的时空变化特征及其影响因子。结果表明,51年来广西各站点多年平均ET0为1 138 mm·a-1;空间分布呈由南向北、由低纬度向高纬度递减的特征,高值区主要分布在非喀斯特地区,低值区主要分布在喀斯特地区。喀斯特与非喀斯特地区年ET0累积距平曲线均呈"N"型分布;20世纪70年代最高,90年代最低,21世纪以来年ET0有所回升,但仍低于51年平均值。此外,喀斯特地区ET0年际变化小于非喀斯特地区。日照时数、风速和平均温度是影响非喀斯特地区年ET0变化的主要气象因子,而相对湿度则通过与其他气象因子的相互作用间接对喀斯特地区年ET0的变化产生较大影响。在季节尺度上,日照时数和平均气温在各季节都是ET0最主要的影响因子,与ET0呈正相关关系;风速在喀斯特地区冬、春两季对ET0的间接作用系数为负,在非喀斯特地区并未发现这一现象。了解不同地区ET0的变化趋势是植被生态需水定额计算的必要措施。
转碱蓬SsNHX1基因烟草的耐盐抗旱性研究
陈鑫, 马超, 杨永娟, 王红玲, 黄盈, 张晓霞, 黄开封, 赵卓, 张素芝
2017, 25(10): 1518-1526. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170230
摘要(946) HTML (4) PDF(951)
摘要:
烟草是重要的模式植物和经济作物,盐害和干旱两种环境因子对其生长发育、产量和品质都危害很大。为了提高烟草的耐盐抗旱性,本研究利用农杆菌介导的遗传转化法在烟草中过量表达了碱蓬液泡膜Na+/H+逆向转运基因SsNHX1,对转基因烟草的耐盐及抗旱性进行表型鉴定和各项生化指标的检测,以期得到耐盐抗旱表性良好的SsNHX1转基因烟草。表型分析发现,SsNHX1基因过表达株系L1和L5的抗盐能力比野生型显著提高,表现为盐胁迫条件下仍能保持旺盛的生长且根系的伸长未受抑制。SsNHX1过表达株系在叶片和根系中积累了更多的Na+和K+,同时Na+含量增长速率较快,而K+含量降低速率较缓,并可维持较高的叶片相对含水量和叶绿素含量,及较低的丙二醛含量和相对电导率。干旱胁迫发现,过表达株系受干旱胁迫程度更小,并在复水后迅速恢复正常生长。同时,过表达株系的丙二醛含量和相对电导率显著低于野生型,且维持了较高的叶片相对含水量及叶绿素含量。这些结果说明SsNHX1基因在烟草中过量表达后,降低了盐胁迫和干旱胁迫对烟草根系及细胞膜的损伤,并通过调节离子含量、降低细胞的渗透势,维持了叶片较高的相对含水量和叶绿素含量,最终提高了烟草的抗盐和抗旱性。
农业资源与环境
有机和常规苹果生产环境影响的生命周期评价
蔡宇杰, 乔玉辉, 徐敬, 孟凡乔, 吴文良
2017, 25(10): 1527-1534. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170131
摘要(897) HTML (1) PDF(806)
摘要:
本文以我国园艺产业中的重要果品——苹果的生产为研究对象,通过实地调研,采用生命周期评价方法,对山西浮山、陕西白水和甘肃天水等3个代表性地区的有机及常规苹果生产的环境影响进行了研究,以期为我国农业可持续发展和生态文明建设提供科学依据。结果表明,山西浮山的有机苹果生产养分利用效率高于常规苹果,陕西白水和甘肃天水相反。3个地区单位苹果有机生产方式的能源消耗均占常规方式的26%以下,有机生产的能量利用效率高于常规生产。在能源消耗、全球变暖、环境酸化以及富营养化等4类环境影响中,富营养化对环境影响的贡献最大,均占80%以上。有机和常规苹果生产的环境影响按照大小均表现为陕西白水>甘肃天水>山西浮山。由于山西浮山有机苹果的肥料等投入远低于常规苹果生产,产量相差不大,因而表现为有机苹果的综合环境影响仅为常规苹果的22%;陕西白水和甘肃天水呈现相反的情形,其有机苹果的综合环境影响分别是常规苹果的356%和138%。在高量有机养分投入的前提下,有机农业可以达到和常规农业相当的作物产量,但其代价是较高的负面环境影响和较低的养分和能源利用效率。
河北板蓝根产地土壤-植物中镉铅汞砷含量特征及其污染评价
耿丽平, 高宁大, 赵全利, 薛培英, 刘文菊
2017, 25(10): 1535-1544. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170379
摘要(921) HTML (12) PDF(1306)
摘要:
采用野外调查和室内分析相结合的方法,研究了河北省安国市和蔚县板蓝根产地土壤-植物中Cd、Pb、Hg、As含量特征及其在菘蓝中的累积特性,并对板蓝根产地土壤和草药中Cd、Pb、Hg、As污染状况进行了评价,为该地区安全、合理地发展中草药生产提供数据支撑和科学依据。结果表明,安国市和蔚县板蓝根产地土壤中重金属Cd、Pb、Hg、As含量差异不大,土壤重金属含量的变异系数在11.70%~97.65%。以《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)一级标准值进行评价,综合污染指数评价结果显示45%板蓝根种植区土壤Cd、Pb、Hg、As污染等级为警戒限,其他处于清洁水平;而以《土壤环境质量标准》二级标准值进行评价,种植区单项污染指数及综合污染指数结果均 < 0.7,土壤环境清洁。此外,菘蓝地上部(大青叶)Cd、Pb、Hg、As平均含量分别为0.22 mg·kg-1、0.89 mg·kg-1、0.04 mg·kg-1、0.25 mg·kg-1,对重金属的富集能力表现为Cd > Hg > Pb > As;菘蓝地下部(板蓝根)Cd、Pb、Hg、As含量均值分别为0.14 mg·kg-1、0.57 mg·kg-1、0.04 mg·kg-1、0.26 mg·kg-1,对重金属的富集能力表现为Cd > Hg > As > Pb。所有菘蓝样品中Pb、Hg、As含量均未超出《药用植物及制剂进口绿色行业标准》(WM2-2001),大青叶9.09%样品中Cd超标,且Cd平均污染指数>0.7,属警戒限污染等级。因此,在中药材GAP(良好的农业规范)产地环境质量评价时,除板蓝根产地土壤完全符合土壤环境质量二级标准外,也不应忽视板蓝根和大青叶吸收和累积重金属的自身特性。
辽河干流坝间耕地土壤重金属污染特征研究
刘强, 张婉秋, 周贵宇, 梁雷, 白晓亮, 陈杨
2017, 25(10): 1545-1553. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170153
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摘要:
通过对辽河干流坝间10个断面耕地土壤0~5 cm、5~15 cm、15~30 cm沉积层重金属铜、镉、锌、铅含量测定,评价了该区土壤重金属污染程度,并采用地质累积指数法评价单一重金属污染状况与潜在生态危害指数,综合评价重金属生态危害程度。研究结果表明,该区土壤铜、铅、锌与镉含量均值分别为32.42 mg·kg-1、38.23 mg·kg-1、47.35 mg·kg-1和1.625 mg·kg-1;铅、锌含量均值在达牛渡口最大,分别为55.54 mg·kg-1和80.51 mg·kg-1;铜、镉含量均值在通江口处最大,分别为50.24 mg·kg-1和3.103 mg·kg-1。除镉外,铅、铜、锌含量各断面不同深度浓度均低于全国土壤环境质量Ⅱ级标准,镉含量均值是全国土壤环境质量Ⅱ级标准的1.70倍,最大值为3.402 mg·kg-1;辽河大桥上游干流镉含量是下游镉含量的6.47倍。镉的地质累积指数值在坝间均显污染,其中,辽河大桥以上各断面显强污染。通江口至毓宝台特大桥重金属潜在生态风险指数值最强。各断面镉对多种金属潜在生态风险指数值的贡献达78.77%~98.23%,贡献率与潜在生态危害指数(RI)呈正相关。多种重金属潜在生态风险指数值变化趋势与镉地质积累指数分布趋势相同,最大值出现于通江口断面。
农业生态经济与生态农业
县域农业生态文明评价指标体系及实证研究——以石家庄市为例
刘若莎, 赵儒丹, 李振勤, 赵好战
2017, 25(10): 1554-1564. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170555
摘要(1023) HTML (5) PDF(2129)
摘要:
农业生态文明在我国生态文明建设中占重要部分,建设县域农业生态文明评价指标体系,可判断县域农业生态文明水平,并因县施策,对构建科学合理的农业发展格局具有重要意义。本文从农业生态文明建设的角度出发,以区间层次分析法和聚类分析法为基础,选取生态、经济、社会和协调发展4个领域22个指标构建县域农业生态文明评价指标体系,并以河北省石家庄市17个县域为例,应用2012年统计数据,对县域农业生态文明进行了单领域分析及生态文明综合评价,并提出相应对策及建议,为农业生态文明建设提供更为完善的理论基础。结果显示,石家庄新乐市、平山县、藁城市、栾城县、灵寿县、鹿泉市、晋州市在生态领域的整体优势显著,藁城市、辛集市、鹿泉市、正定县在经济领域的整体评价较好,平山县与栾城县的社会领域优势最为明显,赞皇县、藁城市、晋州市、无极县的社会领域整体最差;在协调发展领域,藁城市、鹿泉市、栾城县协调发展领域整体较好。对县域农业生态文明进行综合分析得出:指标水平的高低是由4个领域共同决定,且经济领域影响较大,大部分经济领域较强的区县,综合水平较高。以上说明经济建设、社会发展和协调因素等有力地支持了农业生态文明建设和发展。因此,在石家庄市农业生态文明建设过程中要充分认识各县域之间的生态、社会、经济发展水平,坚持因地制宜,分区施策的原则,提高各县域农业发展水平,优化生态农业发展格局。