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2018年  第26卷  第1期

农业生态系统与调控
东北黑土典型坡耕地土壤呼吸特征的研究
黄诚诚, 王迎春, 张渐飞, 王立刚
2018, 26(1): 1-7. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170569
摘要(1148) HTML (10) PDF(929)
摘要:
本研究以东北黑土典型坡耕地为研究对象,利用LI-8100土壤呼吸测量仪对玉米全生育期土壤呼吸进行了原位监测,分析了坡耕地不同部位(坡顶、坡肩、坡背、坡趾)土壤呼吸速率变化规律、土壤呼吸总量、土壤呼吸速率与土壤水热因子之间的关系。结果表明:该地区土壤呼吸速率呈现"春秋季低夏季高"的季节性变化规律,坡趾位置土壤呼吸峰值显著高于坡顶、坡肩、坡背位置(P < 0.05)。不同部位土壤呼吸速率与土壤温度呈现显著线性关系(P < 0.05),与土壤含水量相关性不显著(P>0.05)。土壤呼吸总量以坡趾位置最高[523.97 g(CO2-C)·m-2],显著高于坡背[443.13 g(CO2-C)·m-2]、坡肩[426.81 g(CO2-C)·m-2]、坡顶[388.5 g(CO2-C)·m-2]3个位置18.5%、22.8%和34.9%(P < 0.05)。说明黑土坡耕地不同位置土壤呼吸存在显著差异,准确评价黑土坡耕地土壤呼吸需要综合考虑坡耕地不同坡位的差异,减少引用平地监测结果来评估坡耕地土壤呼吸量所造成的偏差。
转基因水稻秸秆还田对土壤硝化反硝化微生物群落的影响
王沛譞, 徐焱, 宋亚娜
2018, 26(1): 8-15. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170794
摘要(1034) HTML (5) PDF(1039)
摘要:
转基因作物可能通过根系分泌物和植株残体组成的改变及外源基因的转移释放令土壤微生物群落产生变化,影响土壤微生物的生态功能。氨氧化细菌和反硝化细菌是驱动土壤硝化和反硝化过程的关键微生物,其群落结构的变化直接关系土壤氮素的转化与利用。本研究利用荧光定量PCR和PCR-DGGE技术分析了转cry1Ac/cpti双价抗虫基因水稻‘Kf8’秸秆还田降解过程中,土壤氨氧化细菌和反硝化细菌群落丰度与组成的变化,探讨转基因水稻是否存在影响稻田土壤氮素转化与N2O排放的可能。结果显示:无论是氨氧化细菌amoA基因还是反硝化细菌nirS基因,其丰度在转基因水稻‘Kf8’与非转基因水稻‘Mh86’的秸秆还田土壤中都没有显著差异;转基因水稻‘Kf8’和非转基因水稻‘Mh86’秸秆还田降解过程中0~10 cm土层中的amoA基因丰度均显著高于10~20 cm及20~30 cm土层(P < 0.05);各深度土层中的nirS基因丰度均存在随秸秆还田时间延长而增加的趋势。水稻秸秆还田降解过程中,转基因水稻‘Kf8’的土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的群落多样性指数及组成,均与非转基因水稻‘Mh86’没有显著差异。相关分析结果表明土壤氨氧化细菌和反硝化细菌群落组成均与水稻秸秆还田时间存在显著相关性(P=0.002),反硝化细菌群落组成还与土层深度显著相关(P=0.024)。本研究表明转cry1Ac/cpti抗虫基因水稻秸秆还田对稻田土壤硝化和反硝化关键微生物群落不会产生明显影响。就土壤微生物群落而言,转cry1Ac/cpti抗虫基因水稻秸秆还田不存在影响土壤氮素转化与N2O排放的可能。
北京昌平农业景观传粉服务供给和需求评估研究
宋潇, 伍盘龙, 王飞, 李想, 孙仁华, 张旭珠, 夏博辉, 刘云慧
2018, 26(1): 16-26. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170566
摘要(895) HTML (7) PDF(901)
摘要:
近年来全球范围内蜜蜂多样性的下降引起了各国科学家与政府对与农业可持续生产密切相关的传粉服务的关注。为了认识和了解区域传粉服务的供给和需求状况,为制定区域传粉管理策略奠定基础,本研究在2016年对北京昌平7种常见生境的野生蜂多样性、植被组成、土壤紧实度、作物种植面积等数据进行了调查,根据野生蜂的物种组成、飞行距离、筑巢偏好和活动季节,生境的植物资源数据和筑巢适宜性数据,结合InVEST模型对研究区传粉服务的供给进行了评估;根据研究区传粉依赖作物种植面积和各种作物对传粉服务的依赖程度,对研究区传粉服务的需求进行了评估;通过叠加传粉服务供给和需求分级图,评估了研究区的传粉服务供需匹配状况。结果显示,自然林是最适宜野生蜂的生境,其次是人工林、荒草地和边界生境;果园既是野生蜂的生境,也对传粉服务有较高的需求;大棚几乎不供给传粉服务,但对传粉服务有较高需求。对传粉供需等级匹配的结果显示,昌平区供给等级高于需求等级的区域占34.2%,大部分分布于山区,有较高的传粉服务供给和较低的传粉服务需求,具有较高保护价值;供给等级低于需求等级的区域占13.9%,多分布于靠近山区的平原地区,虽然具有较高的传粉服务供给,但也具有最高的需求等级;供给等级与需求等级持平的区域占51.9%,远离山区的平原地区由于具有较多半自然生境,传粉服务的供需基本是匹配的。最后,文章对研究区传粉服务提升提出了管理建议:对于高供给-中/低需求的区域(重点保护区),建议发展低管理强度的有机农业,保护区域内的生境;对于中/低供给-高需求的区域(重点提升区、一般提升区),建议使用养殖蜜蜂提升传粉服务,同时在景观尺度上增加自然/半自然生境比例,建立生态廊道以增加生境之间的连通度;对于供需等级较为一致的区域(重点维持区、一般维持区),建议降低农业区域的管理强度,同时增加生境间的连接度,以实现传粉服务的可持续供给。
中华猕猴桃在中国潜在分布及其对气候变化响应的研究
王茹琳, 李庆, 何仕松, 刘原
2018, 26(1): 27-37. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170557
摘要(1184) HTML (12) PDF(1287)
摘要:
中华猕猴桃为中国特有果种,由于其独特的口感和较高的经济价值,近年来种植规模逐年扩大。在引种过程中,由于缺乏合理的布局规划和适生性分析,出现了品种单一化、易感病虫害等问题。近年来四川、陕西、贵州、重庆和湖北等猕猴桃主产省份相继开展了猕猴桃气候适宜性区划的研究,但目前的研究多未考虑未来气候变化对猕猴桃种植分布的影响,且伴随着气候变化的加剧,已有的研究结果已不能完全适应实际生产的需求。本文运用生态位模型软件MaxEnt,模拟和预测气候变化背景下大尺度范围中华猕猴桃适生区分布及其变化的可行性,以利于科学地优化产业结构、促进产业发展。基于当前数据和IPCC AR5提出的3种气候情景以及中华猕猴桃的分布信息,采用MaxEnt生态位模型和ArcGIS预测了中华猕猴桃的适生区及未来的变化趋势,用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC曲线)检测模型精度、刀切法(Jackknife test)筛选主导环境变量。结果表明,基于当前和未来情景构建的中华猕猴桃地理分布模型的AUC(area under curve)值均达到"极好"的标准,说明模型预测结果可用于本研究。当前气候条件下,中华猕猴桃的高适生区主要在四川、陕西、重庆、湖北、贵州、浙江、湖南、安徽、河南、江苏和甘肃等省份,面积达1.01×106 km2。中适生区则以高适生区为中心向外扩散,包括河南、湖北、安徽、江苏和山东等地,面积为6.79×105 km2。RCP2.6和RCP4.5排放情景下,中华猕猴桃高适生区的分布、面积及中心点位置都有所不同,面积均呈增加趋势;RCP8.5排放情景下,高适生区面积呈减少趋势。RCP4.5和RCP8.5排放情景下,中华猕猴桃高适生区中心点均有向北移动趋势。MaxEnt模型对未来气候变化条件下中华猕猴桃适生区的准确模拟与预测具有潜在应用价值,对该果树的气候适宜性区划具有重要指导意义。
气候变化背景下内蒙古马铃薯关键生长期气候适宜性分析
金林雪, 李云鹏, 李丹, 闫伟兄, 吴向东
2018, 26(1): 38-48. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170474
摘要(1273) HTML (9) PDF(1168)
摘要:
内蒙古是我国马铃薯主产区之一,在气候变化背景下探讨马铃薯的区域适应性有重要的现实意义。依据内蒙古地区119个站点逐日气象观测数据,采用气候适宜度评估模型,分1961-1990年、1991-2015年2个气候年代对内蒙古马铃薯开花-可收期气候适宜度的空间特征及变化趋势进行分析。结果表明:1)1961-2015年内蒙古马铃薯开花-可收期综合气候适宜度为0.62,气候条件总体优越,且日照适宜度>温度适宜度>降水适宜度。2)从空间分布上看,温度适宜度由西向东呈"低-高-中"的带状分布,降水适宜度由西向东、由北向南递增,日照适宜度西高东低;综合光温水三要素影响,阴山南北麓东段及大兴安岭南麓区为气候适宜度的高值区,具有适宜生产马铃薯的气候资源优势。3)从年代变化上看,1961-1990年,综合气候适宜度除东部偏北及西部偏北呈微弱的下降,总体呈增加的趋势;1991-2015年大部地区综合适宜度由上升转为下降趋势。4)气候变化背景下,1961-2015年内蒙古马铃薯开花-可收期气候适宜性以0.004 0·(10a)-1的倾向率下降,其中日照适宜度基本持平,降水适宜度、气温适宜度呈不同程度的下降趋势,对马铃薯生长发育不利。因此,马铃薯开花-可收期应注意水热条件的管理,研究结果可为马铃薯气候资源利用与管理提供参考。
利用微生物防除根寄生杂草列当
陈杰, 马永清, 薛泉宏
2018, 26(1): 49-56. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170500
摘要(1242) HTML (34) PDF(1161)
摘要:
根寄生杂草列当(Orobanche spp.)已经严重制约全球许多地区的农业发展,寻找有效防除措施迫在眉睫。由于列当具有特殊生活史且与寄主关系密切,常规防除杂草措施难以达到理想防效。目前,尚无既能有效防除列当又不对寄主造成危害且便于大规模推广应用的列当防除措施。在众多列当防除措施中,微生物防除越来越引起关注和重视。本文对微生物防除列当的国内外研究进展及防除机理进行了综述。目前,列当生防微生物的研究主要集中在镰刀菌(Fusarium spp.)等列当病原菌和根瘤菌(Rhizobium spp.)等列当寄主植物共生菌上。微生物防除列当的机制主要包括两方面:一是通过产生代谢产物直接影响列当的萌发和生长,或通过降解列当种子萌发诱导物质间接影响列当的萌发;二是通过提高寄主植物自身对列当的抗性间接影响列当的寄生和生长。此外,本文还重点介绍了植物土传病害的土壤拮抗微生物防除列当杂草的可行性及研究进展。植物土传病害病原菌和列当均首先通过在地下侵染作物的根系进而危害作物正常生长,而作物抗土传病害的机理也与抗列当的机理类似。因此,存在于土壤中具有防治植物土传病害能力的微生物可能也具有防除根寄生杂草列当的功能。本团队前期试验从植物土传病害的土壤拮抗微生物中筛选到在盆栽试验中能够有效防除向日葵列当(O.cumana Wallr.)和瓜列当(O.aegyptiaca Pers.)的放线菌各1株,分别为淡紫褐链霉菌(Streptomyces enissocaesilis Sveshnikova)和密旋链霉菌(Streptomyces pactum Bhuyan B.K)。其中,密旋链霉菌的菌剂在田间试验中既降低了瓜列当的出土数量又增加了番茄的产量。总之,微生物是防除根寄生杂草列当的一条有效途径。
作物栽培与生理生态
豆科作物与禾本科作物轮作研究进展及前景
曾昭海
2018, 26(1): 57-61. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171058
摘要(1297) HTML (25) PDF(1536)
摘要:
豆科作物与禾本科作物轮作是可持续农业的重要种植技术,也是我国传统农业的精华。利用豆科作物与禾本科作物轮作对于减少农业生产对化学氮肥与农药的依赖、保护农田生物多样性、提高资源利用效率有重要的意义。本文针对当前农业发展现状与存在的问题,提出推行豆科作物与禾本科作物轮作的重要性。从豆科作物与禾本科作物轮作的增产效应、作物增产的氮效应、对农田病虫草害的控制及增加农田的生物多样性等方面论述了国内外豆科作物与禾本科作物轮作的研究进展,明确围绕豆科作物与禾本科作物应当研究的重点。提出了豆科作物与禾本科作物轮作所面临的主要挑战及未来可取得突破的主要领域,如协调作物茬口,开发推广豆-禾轮作田间综合管理技术,提高轮作综合效应;利用长期定位试验,研究轮作响应的农业生态前沿问题;评价轮作生态环境效应,建立轮作生态补偿机制等。本文重新审视豆科作物与禾本科作物轮作体系的作用及前景,对于保障农业可持续发展具有重要意义。
新开垦土壤上构建玉米/蚕豆-根瘤菌高效固氮模式
梅沛沛, 王平, 李隆, 张轩, 桂林国, 黄建成
2018, 26(1): 62-74. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170620
摘要(1063) HTML (68) PDF(860)
摘要:
为了在新开垦土壤上构建高效种植模式,本文采用温室盆栽和大田试验相结合的方法,选用4种根瘤菌接种方式(保水剂拌种、清水拌种、三叶期灌根和种子丸衣化)接种4种不同蚕豆根瘤菌(NM353、CCBAU、G254和QH258),分析接菌后新开垦土壤上玉米/蚕豆间作体系的生产潜力、地上部氮素吸收和结瘤特性以及生物固氮等方面的优势,拟为该体系筛选出高效的根瘤菌及其接种技术。结果表明:接种NM353后,玉米/蚕豆间作体系中蚕豆籽粒产量比单作平均增加152.84%,而玉米保持相对稳产;以保水剂拌种的方式接种NM353的间作蚕豆地上部氮素积累量最高,蚕豆结瘤数、瘤重、固氮比例和固氮量均高于本试验中其他3种方式接种的根瘤菌。在盛花期和盛花鼓粒期,接种NM353蚕豆的固氮比例比接种CCBAU的分别高19.1%和11.1%,在各个生育时期两者固氮量之间差异均达显著水平;接种NM353与接种其他菌种间固氮量和固氮比例差异更显著。因此,在新开垦土壤上,用保水剂拌种的方式对间作蚕豆接种NM353根瘤菌,构建玉米/蚕豆-根瘤菌高效固氮体系,为新开垦土壤合理开发利用的可持续发展模式。
旱地春玉米不同覆膜种植模式的增产效应
阎旭东, 王秀领, 徐玉鹏, 王伟伟, 肖宇, 刘振敏, 黄素芳, 岳明强
2018, 26(1): 75-82. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170236
摘要(1303) HTML (19) PDF(966)
摘要:
覆膜种植是旱地春玉米种植的重要方式,具有显著的增产作用。但前人对旱地春玉米在不同覆膜种植方式下的水分利用、根系发育及抗倒伏等增产机理方面研究较少。于2013-2015年在河北省沧州市农林科学院前营试验站开展田间试验,连续3年研究露地平作(CK)、平作覆膜膜下播种(FC-SUF)、平作覆膜膜侧播种(FC-FSS)、起垄覆膜膜下播种(RC-SUF)、起垄覆膜膜侧播种(RC-FSS)等5种种植模式下春玉米产量及产量构成要素、土壤水分、作物根系和抗倒伏情况。结果表明:RC-FSS、RC-SUF、FC-FSS和FC-SUF比CK 3年平均分别增产24.97%、17.75%、11.69%和8.67%,其中起垄覆膜侧播技术(RC-FSS)增产效果最优,其水分利用效率比CK平均提高26.27%。RC-FSS处理垄沟处0~20 cm土壤含水量比CK增幅达30.44%~47.66%,达极显著差异;RC-FSS处理的抗倒伏性最好,其倒伏率仅为0.9%,抗倒伏力最大为29.4 N,与CK差异达显著水平。在玉米整个生育期内,0~10 cm土壤温度各覆膜处理比CK平均增加0.3~2.3℃,以RC-SUF种植模式下增温最显著。成熟期RC-FSS模式下根系分布直径、根系干重明显优于RC-SUF、FC-SUF和CK,差异均达显著水平。研究表明,春玉米起垄覆膜侧播技术具有集雨保墒、促根壮苗、高抗倒伏、增产稳产的作用,在春季干旱少雨的滨海平原区有广阔的应用前景。
苹果园不同覆盖材料对土壤与近地微域环境及树体生长发育的影响
尹晓宁, 刘兴禄, 董铁, 牛军强, 孙文泰, 马明
2018, 26(1): 83-95. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170586
摘要(1106) HTML (14) PDF(1005)
摘要:
干旱是影响陇东雨养区苹果生产的主要限制因素之一,覆盖保墒是保证该区苹果稳产丰产的重要措施。为了探寻适宜于陇东地区苹果园的覆盖保墒措施,于19年生‘长富2号’苹果园,采用覆盖麦草(WM)、覆盖细河沙(SM)、覆盖黑色地膜(FM)的地表连续3年(2010年11月-2013年11月)覆盖处理,以清耕(CK)为对照,研究不同覆盖材料对果园环境及树体生长发育的影响。结果表明:4-6月干旱期,3年各覆盖处理0~100 cm土层的平均含水量均显著(P < 0.01)高于对照,且WM处理 > SM处理 > FM处理 > CK;覆盖第3年,从花芽膨大到果实采收,叶幕形成(幼果期)前0~500 cm土层WM处理和SM处理的耗水量显著(P < 0.01)低于CK,叶幕形成后则显著(P < 0.05)高于CK,但耗水总量略低于CK;FM处理在叶幕形成前后均显著(P < 0.01)高于CK。WM处理降低3-8月份5~25 cm各层土壤温度,而升高了9-11月份土温,但5~25 cm平均地温日变幅始终显著(P < 0.05)低于CK,同时近地表气温降低相对湿度升高;SM处理对地温的影响较小,但明显提高近地表气温而降低相对湿度;FM处理的地温及日变幅始终高于CK,近地表气温和相对湿度与CK接近。各种覆盖处理对苹果物候期均无明显影响。总体0~60 cm土层各种养分含量顺序为WM处理 > CK > FM处理 > SM处理,且WM处理随年份增幅较大;FM处理0~20 cm土层与SM处理0~60 cm各土层的有机质、全氮和碱解氮等养分随年份降低最明显,相应的全盐量(包括WM处理0~20 cm土层)均显著(P < 0.01)低于CK。各种覆盖处理增加了苹果树体枝条生长量,但对枝类组成影响都不大。各种覆盖处理增加了果实单果重及产量,均以WM处理显著(P < 0.05)高于CK。水分利用效率WM处理显著(P < 0.01)高于其他处理。综上所述,陇东雨养区苹果园覆盖麦草效果较佳,长期覆沙和覆膜土壤须补充有机肥及其他养分,单一覆膜还需完善。
花生补灌条件下施氮对土壤氮素吸收与转化的影响
胡家齐, 夏桂敏, 张䶮, 张柏纶, 迟道才
2018, 26(1): 96-105. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170523
摘要(876) HTML (1) PDF(1528)
摘要:
为提高辽西地区花生产量和水氮利用率,本文以‘白沙1016’为对象,采取裂区试验,主区为雨养(W0)和测墒补灌(W1)两种灌溉模式,子区为0 kg·hm-2(N0)、40 kg·hm-2(N1)、60 kg·hm-2(N2)和80 kg·hm-2(N3)4个施氮水平,研究施氮对测墒补灌条件下花生干物质积累和氮素积累及分配的影响。试验结果表明:在雨养和测墒补灌条件下,花生成熟期的单株干物质量分别为64.66~74.92 g和71.65~92.81 g,以W1N3处理最高,W0N0最低,且随施氮量呈现二次曲线变化趋势。花生植株氮积累量随施氮量变化趋势与干物质量一致,W1N2较其他处理显著提高了氮素积累量、产量和水分利用效率。测墒补灌优化了花生植株中氮素的分配,延长了叶片氮素积累时长,同时提高了叶片氮素向荚果的转移量,继而相对雨养处理显著增加了花生荚果氮积累量所占植株氮积累总量的比重(氮收获系数)2.13%、氮肥农学利用率78.57%、氮肥表观回收率25.90%。花生收获后,土壤硝态氮主要分布在0~40 cm土层内,占0~60 cm土层的77.75%,且累积量随着施氮量的增高而增加,但补灌会使土壤硝态氮下移造成硝态氮淋失。因此,综合考虑水氮利用效率,在辽西半干旱地区推荐W1N2为适宜花生生产水氮管理,其产量、水分利用效率和灌溉水利用效率最高,分别为6 485.03 kg·hm-2、2.02 kg·m-3和10.21 kg·m-3
模拟降水和氮沉降对准噶尔盆地南缘梭梭光合生理的影响
张维, 赵文勤, 谢双全, 张莉, 吕新华, 贺亚玲
2018, 26(1): 106-115. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170529
摘要(1060) HTML (28) PDF(986)
摘要:
氮沉降和降水格局变化是目前全球气候变化背景备受关注的热点研究课题,也是荒漠生态系统的两个主要限制因子。因此,研究两者对荒漠植物的效应有助于深入了解荒漠生态系统对全球变化的响应。本文选择准噶尔盆地南缘荒漠地区的建群种梭梭(Haloxylon ammodendron)作为研究对象,设置自然降水(W0)与增加降水30%(W1)两个水分条件和自然氮沉降(N0)、增加氮素30 kg(N)·hm-2·a-1(N1)与增加氮素60 kg(N)·hm-2·a-1(N2)3个施氮水平,连续处理2年,以探究降水、氮沉降及其交互作用对梭梭光合日变化及生理生态特征的影响。结果表明:降水、氮沉降及其交互作用对梭梭的净光合速率(Pn)日变化产生极显著正相关影响;同时根据梭梭Pn、胞间CO2浓度(Ci)及气孔限制值(Ls)的变化方向,推测梭梭光合"午休"主要由非气孔因素引起。此外,W0条件下,梭梭丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶(POD、CAT、SOD)活性、可溶性蛋白(Pr)和可溶性糖(SS)含量均随施氮量增加而显著降低,脯氨酸(Pro)含量则呈先降低后增加的趋势;而W1条件下,梭梭MDA含量、抗氧化酶(POD、CAT、SOD)活性及渗透调节物质(Pro、Pr、SS)含量均随施氮量增加呈显著先增加后降低的趋势。两种水分条件下,除W1N1处理梭梭的Pro含量高于对照组外,其余处理均显著低于对照组;同时梭梭的MDA含量、抗氧化酶活性、Pr及SS含量也均显著低于对照组。综合分析结果表明:降水、增氮及其交互作用均有利于梭梭的生长,但其交互作用效应的强弱则取决于二者间的比例。
黄河三角洲盐碱地人工刺槐混交林细根分布研究
白世红, 丁新景, 马风云, 李树生, 敬如岩, 黄雅丽
2018, 26(1): 116-124. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171037
摘要(968) HTML (3) PDF(753)
摘要:
为研究黄河三角洲盐碱地人工刺槐混交林及纯林细根空间分布格局,选取绒毛白蜡刺槐混交林、臭椿刺槐混交林、刺槐纯林,采用土柱法取样,从细根生物量密度、表面积密度、体积密度、根长密度等方面研究盐碱地中不同林分中树木细根的垂直分布情况,从细根生物量分析不同林木细根垂直分布情况,研究不同人工林细根分布差异及土壤影响因子。结果表明:绒毛白蜡刺槐混交林在细根的生物量、表面积、体积、根长等方面都显著高于臭椿刺槐混交林和刺槐纯林;绒毛白蜡刺槐混交林95.77%细根生物量分布在0~60 cm土层,臭椿刺槐混交林85.37%细根生物量分布在0~40 cm土层,而刺槐纯林的细根在土壤中分布则比较均匀,0~40 cm土层细根占生物量总量的66.38%。绒毛白蜡细根生物量最高,显著高于其他林木。绒毛白蜡刺槐混交林细根表面积密度、体积密度、根长密度显著高于刺槐纯林;臭椿刺槐混交林高于刺槐纯林,差异不显著。绒毛白蜡刺槐混交林、臭椿刺槐混交林细根总根尖数分别是刺槐纯林的2.34倍、1.23倍,总分叉数分别为刺槐纯林的6.15倍、1.66倍。绒毛白蜡刺槐混交林、臭椿刺槐混交林、刺槐纯林树木细根生物量与土壤有效磷、速效钾含量呈显著正相关关系;绒毛白蜡刺槐混交林细根生物量碱解氮、有机质含量呈极显著正相关关系。适当的混交模式在一定程度上提高了人工林细根生物量,增强植物吸收土壤营养物质的能力,混交使人工林在盐碱立地条件下适应能力提高。
农业资源与环境
基于土地适宜性和固碳需求的紫云英种植布局研究:以福建省浦城县为例
曹孟锦, 周碧青, 张黎明, 邱龙霞, 陈容, 邢世和
2018, 26(1): 125-135. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170751
摘要(1131) HTML (23) PDF(1060)
摘要:
藏碳于土是减少温室气体排放的重要途径,紫云英等绿肥回田能显著促进土壤有机碳积累,且培肥地力,但至今有关其种植布局的研究极少结合用地适宜性和固碳培肥现实需求性进行探讨。本文以福建省浦城县为研究区,借助GIS与修正的加权指数和、动态聚类等数学模型集成技术,在基于1:5万比例尺的区域紫云英用地适宜性评价和耕层土壤碳密度分析的基础上,以适宜性和耕层土壤有机碳密度为指标,遵循最适宜生长和耕层土壤碳密度较低的耕地优先安排为种植用地的原则,将研究区紫云英优化种植区划分为优先、次优先和一般种植区。结果表明,研究区81.82%的耕地不同程度地适宜种植紫云英,耕层有机碳密度介于2.50~5.74 kg·m-2,空间差异较为明显。经优化布局的研究区紫云英用地面积占耕地总面积的59.72%,以优先种植区和次优先种植区占优势,分别占研究区紫云英优化布局用地总面积的25.72%和50.34%;其中耕地土壤固碳培肥需求较为强烈的莲塘、水北、古楼、永兴和忠信等乡镇可作为紫云英重点种植区,富岭、仙阳、石陂和九牧等乡镇可作为紫云英种植的后备种植区。基于土地适宜性和固碳需求,择优选取紫云英适宜种植区域,对于其高效种植利用、区域耕地土壤有机质提升计划的科学实施以及耕地质量的有效提高具有重要指导意义。
亚热带农业小流域水体氮素及其稳定同位素分布特征
赵强, 秦晓波, 吕成文, 李玉娥, 吴红宝, 廖育林, 鲁艳红
2018, 26(1): 136-145. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170539
摘要(1044) HTML (4) PDF(1122)
摘要:
为控制流域氮素养分流失、改善流域水体环境,以亚热带典型农业小流域脱甲河为研究对象,对表层水体铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)浓度和水体硝态氮δ15N(δ15N-NO3-)、沉积物有机质δ15N(δ15N-Org)浓度进行了连续试验观测,分析氮素浓度及其稳定同位素值的时空特征,探讨影响氮素分布的环境因子及水体NO3-和沉积物有机质氮素的可能来源。结果表明:水体NO3--N浓度明显高于NH4+-N,均值分别为1.62 mg·L-1和0.90 mg·L-1,并且分别在6月、8月及冬季较高;城镇区和农田区水体NH4+-N浓度与其他类型区差异显著(P < 0.05),并且显著高于其他水体;NO3--N浓度在城镇区、农田区及山间林地区较高,水库区较低。支流NH4+-N浓度高于干流,均表现为冬季 > 春季 > 夏季 > 秋季;干流、支流NO3--N浓度分别表现为冬季 > 夏季 > 秋季 > 春季、秋季 > 冬季 > 夏季 > 春季。源头和出口处水体均表现为NO3--N浓度高于NH4+-N,源头处氮素浓度低于出口处。水体δ15N-NO3-及底泥δ15N-Org值分布范围分别为-19.87‰~8.11‰和-0.69‰~6.51‰,水体δ15N-NO3-最高值在Ⅲ级河段,最低值出现于Ⅳ级河段,各级河段间水体δ15N-NO3- 11月差异较小,而1、2月差异明显;河流底泥δ15N-Org最高值也位于Ⅲ级河段,而最低值则在Ⅰ级河段,Ⅲ、Ⅳ级河段δ15N-Org值随时间变化趋势较为一致,Ⅰ、Ⅱ级河段δ15N-Org最小值出现于1月。总之,脱甲河水体存在氮素污染现象且以外源输入为主,水体氮素来源主要为土壤有机质、人工合成肥料及陆源有机质,开展流域氮素分布及来源研究对认识流域尺度氮污染物的源解析具有一定科学意义。
农业生态经济与生态农业
构建粮食主产区耕地保护经济补偿机制的关键问题——基于河南滑县473份农户调研数据
孙晶晶, 赵凯, 牛影影
2018, 26(1): 146-155. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170315
摘要(1087) HTML (0) PDF(1121)
摘要:
建立耕地保护经济补偿机制是当前落实耕地保护政策的重要举措。为了科学合理地构建耕地保护经济补偿制度,论文从农户认知视角出发,结合河南滑县473份的农户调研数据,运用数据统计分析方法,重点围绕实施耕地保护经济补偿必要性、补偿依据、补偿标准、补偿周期、补偿资金发放方式、受偿主体、支付主体、资金管理主体和监督主体等关键问题进行了分析。研究结果表明,农户对耕地保护的认知度较高;在耕地保护经济补偿制度设计中,尽管农户对耕地保护经济补偿制度的认知程度较低,但对实行耕地保护经济补偿的必要性认知度较高。补偿周期应以年为单位。补偿依据应以耕地面积为准;在耕地保护经济补偿标准方面,若考虑耕地质量差异,高、中、低等地补偿标准分别为5 446.43元·hm-2·a-1、4 910.71元·hm-2·a-1、4 481.71元·hm-2·a-1;反之,耕地保护经济补偿标准为5 209.92元·hm-2·a-1。受偿主体为农户,补偿资金应全部发放给农户,支付主体与管理主体均为中央政府。最后,提出应积极建立健全耕地保护经济补偿相关制度和政策,提高实际耕地保护经济补偿标准;应组建实施耕地保护经济补偿的组织机构,加强耕地保护经济补偿资金筹集、使用及管理;加大耕地保护宣传等建议。
生猪规模养殖户污染防治行为的心理认知及环境规制影响效应
林丽梅, 刘振滨, 杜焱强, 苏时鹏, 郑逸芳
2018, 26(1): 156-166. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170828
摘要(1544) HTML (18) PDF(1661)
摘要:
从微观层面厘清生猪规模养殖户污染防治的行为逻辑,对宏观层面优化畜禽养殖污染治理具有重要驱动作用。为分析养殖户的无害化处理和资源化利用行为的影响因素,本文以福建省406个生猪规模养殖户为研究对象,运用结构方程模型分析养殖户心理认知对其污染防治行为的影响,并通过层次分析模型检验环境规制对心理认知-防治行为的调节效应。结果表明:1)生猪规模养殖户的污染防治行为是其在心理认知的显著正向影响下,并由环境规制的综合调节而形成的理性选择。2)养殖户的污染防治行为决策源于其对责任意识、生态理性、治污能力自我评估等的认知,是对其他养殖户的参照和对政府、非养殖户环境诉求的积极响应,也是规避风险的理性选择。3)激励性和引导性措施是对约束性环境规制的重要补充,约束性规制措施对无害化处理行为具有更显著的调节效应,激励性规制对资源化利用行为更具调节作用,引导性规制对污染防治行为具有综合调节效应。4)据此,提出加强对市场激励性规制和村规民约等非正式制度手段的应用,充分考虑养殖户对生猪养殖的依赖性及其污染防治的行为控制能力,兼用引导弃养、产业转移扶持和警示惩戒手段等促进生猪规模养殖污染防治的建议。