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2019年  第27卷  第5期

农业生态系统及其调控
淮河流域农业生态系统中地下水体氮源追溯
廖曼, 马腾, 郑倩琳, 刘妍君, 罗飞
2019, 27(5): 665-676. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180763
摘要(846) HTML (14) PDF(713)
摘要:
淮河流域地下水体中的氮污染问题一直以来备受关注。为了从源头追溯氮污染物的来源,本文通过清单法收集淮河流域2002—2017年期间35个地级市的农业统计资料,首先构建基于化肥施用氮、人畜粪便返田氮、生物固氮、大气沉降氮、种子带入氮、秸秆带入氮为输入项和作物收获氮、反硝化脱氮、氨挥发脱氮为输出项的氮平衡模型,估算进入淮河流域农业生态系统内的氮盈余量和强度;然后利用氮盈余量与淋滤系数构建氮淋滤模型定量估算氮淋滤到地下水体中的量。研究发现:2002—2017年间淮河流域农业生态系统中氮年均输入量为1 005.01万t·a-1,化肥施用氮是最大的氮输入源,占总输入量的52.76%;淮河流域农业生态系统中氮年均输出量为706.43万t·a-1,作物收获氮在氮输出中所占的比例最大,达87.29%。随着时间的增加,氮盈余量和强度逐步降低。本次从地级市角度计算的氮源强度和其时间变化规律与以往从流域角度计算的氮源强度和其时间变化规律相差不大,保证了结果的准确性。从地区上分析,河南省各地级市的氮源强度最高,山东省和安徽省各地级市的最低。2002—2017年间,淮河流域农业区氮盈余量淋滤进入地下水中的氮污染物总量为26.22万~41.71万t·a-1,淋滤进入到地下水体中的氮污染物平均量为31.41万t·a-1,其中2006年最高。较大的氮淋滤值对水体环境造成了较大的污染负荷。采用SPSS 21.0中用F统计量和皮尔森相关系数(ρ)对地下水中的实际氮污染物浓度与估算值间的氮污染物量进行相关性检验,最终通过显著性检验且相关系数达到0.517,证实了本次模型选择的准确性。本文研究表示,2002—2017年淮河流域农业生态系统中地下水体中氮的来源主要为化肥输入,最主要的输出途径为作物收获,污染最严重年份为2006年,为解决农业面源污染问题提供了重要的前期资料,对地下水中氮污染的防控具有重要的现实意义。
家畜圈舍粪尿表层酸化对氨气排放的影响
刘娟, 柏兆海, 曹玉博, 张楠楠, 赵占轻, 马林
2019, 27(5): 677-685. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.181086
摘要(1162) HTML (44) PDF(837)
摘要:
氨气是形成雾霾前体物的关键物质,而家畜养殖圈舍是氨气的重要排放源。本文选择圈舍环节新鲜猪粪和牛粪作为试验样品,利用动态箱-硼酸吸收法,研究了不同类型酸和不同剂量酸的表层酸化对圈舍粪尿氨排放的影响,探讨圈舍氨减排的方法。研究发现:按0.31 mL·cm-2的喷施量在猪粪表层喷施0.012 mol·L-1和0.006 mol·L-1乳酸,24 h氨累积排放量可分别减少43%(P < 0.05)和32%(P=0.07);喷施0.017 mol·L-1和0.009 mol·L-1磷酸后,氨排放可分别减少74%(P < 0.01)和61%(P < 0.05);粪尿表面喷洒0.017 mol·L-1磷酸72 h后仍可减少氨排放64%(P < 0.01)。另外,用同样方法对牛粪酸化可降低氨排放80%左右,且在不添加新粪的情况下,粪尿表层酸化间隔对24 h内氨减排效率无显著影响。同时,粪尿表面酸化仅改变粪尿表层pH,对粪尿整体pH无显著影响。综上所述:圈舍粪尿表面酸化可以大幅度降低氨气挥发,其减排效果与酸的种类、浓度及粪尿类型有关,是一种实现圈舍氨减排且经济可行的方法,此研究也可为家畜养殖业圈舍酸化氨减排技术提供科学数据支撑。
不同磷源对设施菜田土壤速效磷及其淋溶阈值的影响
牛君仿, 冯俊霞, 张喜英
2019, 27(5): 686-693. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180909
摘要(731) HTML (6) PDF(654)
摘要:
土壤中磷的移动性不仅取决于磷的数量且与磷肥形态有关。了解不同磷源(有机肥和化肥)对设施菜田土壤磷素的影响对于指导科学施肥和面源污染防治至关重要。本文选取河北省饶阳县3种不同磷含量的农田土壤(未种植过蔬菜的土壤、种植蔬菜30年的塑料大棚土壤和种植蔬菜4年的日光温室土壤)为研究对象,采用室内培养试验和数学模型模拟方法研究有机无机磷源对设施菜田土壤磷素的影响,确定无机肥和有机肥源土壤磷素淋溶的环境阈值。结果表明添加有机肥和无机磷肥都会显著增加3种不同种植年限设施菜田土壤速效磷(Olsen-P)和氯化钙磷(CaCl2-P)含量,但增加速度不同。对于未种植过蔬菜的低磷对照土壤,磷投入量高于50 mg·kg-1(干土)后,无机肥比有机肥显著提高了土壤Olsen-P含量。对于已种植蔬菜30年的塑料大棚土壤,高磷投入时[300 mg·kg-1(干土)和600 mg·kg-1(干土)],无机肥比有机肥显著提高了土壤Olsen-P含量,低于此磷投入量时有机肥和无机肥处理之间没有显著差异。3种不同农田土壤CaCl2-P的含量所有处理均表现出无机肥显著高于有机肥处理,尤其是在高磷量[>300 mg·kg-1(干土)]投入时表现更加明显。两段式线性模拟结果表明,设施菜田土壤有机肥源磷素和无机肥源磷素淋溶阈值分别为87.8 mg·kg-1和198.7 mg·kg-1。随着土壤Olsen-P的增加,添加无机肥源磷对设施菜田土壤CaCl2-P含量的增加速率是有机肥源磷的两倍。因此,建议在河北省高磷设施菜田应减少无机磷肥的投入,特别是土壤速效磷高于198.7 mg·kg-1的设施菜田应禁止使用化学磷肥和有机肥,在土壤速效磷低于198.7 mg·kg-1的设施菜田应加大有机肥适度替代无机肥技术的推广。
耦合景观格局与生态系统服务的区域生态承载力评价
刘世梁, 武雪, 朱家蓠, 张辉, 贾克敬, 赵爽
2019, 27(5): 694-704. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180910
摘要(750) HTML (34) PDF(1413)
摘要:
区域生态承载力评价是国土空间开发与规划的主要依据,其评价结果能反映人类开发与规划影响下的区域生态系统对人类的支撑与承载能力。现有的生态承载力评价方法中,以生态系统服务为主线的评估日渐成熟,但缺乏对生态系统受干扰程度及恢复能力的表征。因此,本研究以石家庄市为例,在生态承载力评价中引入景观格局与植被变化因子来体现生态系统受干扰程度,与生态系统服务构成具有3个准则、11个指标的综合指标体系。评价结果显示:基于栅格处理的石家庄市生态承载力空间分布基本呈现西部山区高,东部低的态势;其中,生态系统服务提供能力分布格局基本与综合生态承载力分布一致,而景观格局指数呈现镶嵌分布,植被变化指数表现为圈层分布,这说明不同指标对综合承载力的贡献存在差异。进一步对比区县及乡镇两级行政尺度的区域分析结果可以看出,小尺度上的指标分布异质性更高,不同级别地方政府的调控、管理方向应当更具有针对性。总体来看,石家庄市西部地区应着重将森林生态系统融入到城市的发展和建设中;东部区县需要处理好生态环境与经济发展的关系,通过生态空间的格局优化提升生态系统服务提供能力,从而提高国土空间综合承载力。
作物栽培与生理生态
冬季作物-双季稻轮作种植模式氮、磷、钾养分循环与产量可持续性特征
张帆
2019, 27(5): 705-716. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180767
摘要(747) HTML (11) PDF(548)
摘要:
研究分析农业生态系统NPK养分循环和产量的可持续性,对实现养分资源优化管理和农业可持续发展具有重要意义。基于长期冬季作物-双季稻轮作种植定位试验,分析了2004—2017年冬闲-双季稻、马铃薯-双季稻、紫云英-双季稻、黑麦草-双季稻、油菜-双季稻等轮作种植模式早、晚稻产量的可持续性与稳定性;采用投入产出法(Input-Output Analysis)分析不同轮作种植模式NPK养分循环与平衡状况。结果表明:1)黑麦草-双季稻模式早稻产量变异系数与可持续性指数分别为0.09和0.81,说明稻田冬种黑麦草有利于促进早稻产量稳定性和可持续性的提高;油菜-双季稻模式晚稻产量变异系数与可持续性指数分别为0.07和0.82,说明稻田冬种油菜有益于晚稻产量稳定性和可持续性的提高;2)长期冬季作物-双季稻轮作种植未影响水稻产量和糙米NPK养分含量(P>0.05);3)在稻田轮作种植周年内目前的NPK投入水平下,黑麦草-双季稻、紫云英-双季稻、油菜-双季稻、马铃薯-双季稻等模式均存在严重的K亏缺现象,K亏缺量分别为375.70 kg(K)·hm-2、279.98 kg(K)·hm-2、363.71 kg(K)·hm-2、93.74 kg(K)·hm-2;黑麦草-双季稻、紫云英-双季稻、油菜-双季稻等模式均在冬季作物种植季存在严重的K亏缺现象,K亏缺量分别为240.07 kg(K)·hm-2、89.57 kg(K)·hm-2、140.08 kg(K)·hm-2,但马铃薯-双季稻模式在马铃薯种植季K盈余为255.21 kg(K)·hm-2;同时黑麦草-双季稻模式和紫云英-双季稻模式均存在冬季作物种植季存在N亏缺,N亏缺量分别为59.47 kg(N)·hm-2和89.17 kg(N)·hm-2;油菜-双季稻模式和马铃薯-双季稻模式在晚稻种植季均存在严重的K亏缺现象,K亏缺量分别为45.93 kg(K)·hm-2、124.33 kg(K)·hm-2。冬季作物-双季稻轮作种植模式的养分循环是冬季作物和外部投入的NPK肥料共同驱动的养分循环,建议科学管理冬季作物和3季的NPK养分投入。
氮素形态对油菜秸秆腐解及养分释放规律的影响
李晓韦, 韩上, 雷之萌, 武际, 石祖梁, 孙志祥, 李敏, 王慧, 唐杉, 程文龙, 朱林
2019, 27(5): 717-725. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180810
摘要(615) HTML (8) PDF(546)
摘要:
采用尼龙网袋研究法,研究了不同形态氮素对油菜秸秆腐解及养分释放规律的影响,以期为农业秸秆循环利用和改善秸秆还田效果提供理论依据。试验设置4个处理:不添加氮素(CK)、添加尿素(PU)、添加尿素硝酸铵(UAN)和添加石灰氮(CaCN2),周期120 d。结果表明,油菜秸秆腐解表现为前期快(0~30 d)、后期慢(30~120 d)的特征。120 d时,油菜秸秆累积腐解率为46.08%~52.34%,碳、氮、磷和钾的释放率分别为44.25%~51.52%、51.19%~54.87%、52.82%~58.45%和96.61%~97.46%。添加氮素可以显著促进油菜秸秆腐解。120 d时,添加氮素处理较CK处理油菜秸秆的累积腐解率提高10.80%~13.59%。不同形态氮素对秸秆的腐解特征和碳氮磷钾释放速率的效应不同。其中,PU处理秸秆腐解过程分两个阶段,快速腐解(0~30 d)和缓慢腐解(30~120 d);30 d时油菜秸秆的腐解率达40.39%,30 d后腐解速率逐渐趋于稳定,120 d时腐解率达51.06%。UAN处理腐解过程分3个阶段,快速腐解(0~30 d)、腐解减缓(30~60 d)和缓慢腐解(30~120 d);30 d时腐解率达40.67%,30~60 d腐解率上升7.54%,120 d时腐解率为51.63%。CaCN2处理的秸秆腐解过程分两个阶段,快速腐解(0~30 d)和缓慢腐解(30~120 d);其促进腐解作用主要表现在60 d后,60 d时油菜秸秆腐解率达44.37%,120 d时腐解率为52.34%。与不施氮处理相比,120 d时UAN处理秸秆累积腐解率提高12.04%,碳、氮和磷累积释放率分别提高9.33%、7.19%和6.97%。各处理对秸秆钾的释放率影响不显著。综合来看,以UAN促进油菜秸秆腐解的效果较为显著。
局部湿润模型模拟南疆滴灌枣园蒸散量及蒸腾量适用性研究
郑明, 赵经华, 马英杰, 洪明
2019, 27(5): 726-737. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180984
摘要(660) HTML (20) PDF(543)
摘要:
为构建适用于模拟南疆滴灌成龄枣园蒸散及其组成成分的模型,了解枣园土壤蒸发特征,本研究在双源模型和局部湿润灌溉方式下稀疏植被蒸散估算模型基础之上构建滴灌枣园局部湿润模型,以涡度相关法实测2017年枣园蒸散数据,对双源模型(Shuttleworth-Wallace)及滴灌枣园局部湿润模型(Partial Root-zone Irrigation model)系数进行拟合;之后通过评价两种模型模拟值的可靠性以及增加和减少模型参数10%来观测模型各参数对蒸散的影响方式,并校验各模型参数计算公式的准确性;然后以涡度相关法与液流法实测的2018年枣园蒸散与蒸腾量为基准值,对双源模型与滴灌枣园局部湿润模型模拟2018年枣园蒸散及蒸腾量的可靠性进行评价,筛选出适合模拟南疆滴灌枣园蒸散及其组分的模型并模拟滴灌枣园土壤蒸发特征。结果表明:滴灌枣园局部湿润模型和双源模型的模型系数拟合准确;依据模型模拟评价标准,两种模型模拟2018年枣园蒸散的结果均为极好,且精度基本一致。滴灌枣园局部湿润模型模拟蒸腾量结果良好,与实际测定值之间的差值为15.73 mm;双源模型模拟蒸腾量结果不可取。因此筛选出滴灌枣园局部湿润模型模拟枣园土壤蒸发,枣园土壤蒸发量占蒸散量的19.74%。滴灌枣园局部湿润模型可以准确估算滴灌成龄枣园蒸散及蒸散组成成分。
冬枣果实发育期结果枝叶与营养枝叶矿质元素动态变化的比较
王瑶, 董林水, 宋爱云, 刘京涛, 陆兆华, 彭玲, 张梦利
2019, 27(5): 738-746. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.181098
摘要(701) HTML (32) PDF(541)
摘要:
对比研究冬枣果实发育期内结果枝叶和营养枝叶片矿质元素动态变化的差异性,可为制定冬枣不同类型叶片的营养诊断标准提供理论依据。以沾化冬枣为试验材料,比较研究了沾化冬枣不同果实发育阶段(始花期、盛花期、末花期、硬核期、完熟期)结果枝叶和营养枝叶中矿质元素N、P、K、Ca、Mg、Na的含量动态变化及其差异性。结果表明,冬枣果实发育过程中,自始花期至完熟期叶片N、P含量呈下降趋势,K含量呈逐渐增高趋势,而Ca及Mg含量则呈先增高后降低的变化趋势,叶片Na含量在果实发育过程中变化较小,只有在完熟期呈现突然增高现象。在上述各生长发育阶段内,结果枝叶K含量多大于营养枝叶,而N、P、Ca、Mg、Na含量则呈相反的变化规律。方差分析表明,在盛花期至末花期内,两种类型叶片Ca、Mg含量的差异均达到显著水平(P < 0.05),N含量只有在盛花期存在显著差异,而两种类型叶片K和Na含量在各果实发育阶段内均无显著差异。叶片元素含量比值分析表明,冬枣叶片N/P在盛花期至完熟期逐渐增高,其值均大于16,可知该阶段冬枣叶片生长主要受P元素限制;K/Na、Ca/Na、Mg/Na在果实发育期内的变化规律与K、Ca、Mg元素变化规律基本类似,在完熟期这3个比值均较前期明显降低。相关分析结果表明,冬枣叶片中N/P主要由P含量决定,Ca/Na、Mg/Na分别由Ca与Na、Mg与Na共同决定,而在营养枝叶中K/Na主要由Na含量决定。综上,盛花期至末花期(6—7月)是冬枣矿质元素相对稳定时期,可作为冬枣结果枝叶和营养枝叶营养诊断的适宜时期,同时冬枣结果枝叶该时期可适当施加适量Ca、Mg肥料,从而保证冬枣的果实品质和产量。
盐胁迫下海水稻抗逆生理响应分析
王旭明, 赵夏夏, 陈景阳, 许江环, 周柏霖, 王盼盼, 莫素, 莫俊杰, 谢平, 周鸿凯
2019, 27(5): 747-756. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180656
摘要(701) HTML (39) PDF(859)
摘要:
以海水稻品种‘FL478’‘JX99’‘Pokkali’和盐敏感品种‘IR29’为材料,设置6个土壤含盐量(0 g·kg-1、1 g·kg-1、2 g·kg-1、3 g·kg-1、4 g·kg-1、5 g·kg-1),在防雨大棚下进行盆栽试验,孕穗期测定水稻叶片的丙二醛含量、细胞膜透性、可溶性糖含量、脯氨酸含量,以及Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、鸟氨酸-δ-氨基转移酶(δ-OAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,旨在探讨盐胁迫下海水稻渗透调节物质、抗逆酶与海水稻耐盐性的关系,为海水稻耐盐基因的发掘和耐盐品种的选育提供理论依据。结果表明:1)盐胁迫抑制了海水稻叶绿素的合成与积累,表现为水稻叶片的叶绿素含量随盐胁迫梯度的增加而减少,但其叶绿素含量显著高于盐敏感水稻品种。2)海水稻和盐敏感水稻的可溶性糖对盐胁迫的响应差异显著,其中土壤含盐量0~3 g·kg-1胁迫下,盐敏感水稻叶片的可溶性糖含量的增加显著高于海水稻,但是在土壤含盐量4~5 g·kg-1下,海水稻叶片的可溶性糖积累量显著高于盐敏感水稻品种。3)随盐胁迫加剧海水稻和盐敏感水稻叶片的丙二醛积累,造成细胞膜透性逐渐增大,但是海水稻品种丙二醛的积累量显著低于盐敏感对照,这表明海水稻叶片细胞膜损伤较小。4)盐胁迫下,4个水稻叶片的脯氨酸含量和P5CS、δ-OAT、SOD活性随盐胁迫浓度增加均表现出先升高后降的趋势,海水稻和盐敏感水稻分别在3 g·kg-1、2 g·kg-1盐浓度达到峰值,而海水稻植株的游离脯氨酸积累量、P5CS、δ-OAT和SOD活性显著高于盐敏感水稻。5)盐胁迫下海水稻可溶性糖、脯氨酸和P5CS之间呈极显著正的简单相关和偏相关性。因此,海水稻的抗盐性为生理性耐盐:在盐胁迫下,植株脯氨酸合成酶P5CS和δ-OAT均被激活,脯氨酸合成的两个途径(谷氨酸→脯氨酸和鸟氨酸→脯氨酸)同时增强,促使植株游离脯氨酸的快速积累。同时,由于植株游离脯氨酸快速积累,也助于植株SOD活性的激活,有效降低活性氧的积累,并通过合成可溶性糖与脯氨酸协同缓解渗透胁迫,而表现为较强的耐盐性。
外源乙烯对镉处理下玉米幼苗生理代谢的影响
刘娟, 赵欢蕊, 刘永华, 王镜惠
2019, 27(5): 757-765. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180915
摘要(748) HTML (11) PDF(498)
摘要:
为探讨外源乙烯缓解玉米(Zea mays)幼苗镉(Cd)毒害的生理机制,通过水培试验研究了Cd处理下,外源乙烯对玉米幼苗相关生理指标与Cd的亚细胞分布的影响,以不做任何处理为空白对照,以Cd处理和(NH42SO4处理为试验对照。结果显示,相对Cd处理,乙烯和(NH42SO4处理可显著降低Cd胁迫下玉米幼苗H2O2和丙二醛(MDA)含量,使净光合速率分别提升1.23倍和1.22倍;显著降低抗氧化物酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)]活性,抗氧化物质[抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)]含量则显著上升。另外,相对于Cd处理,乙烯+Cd处理可使玉米幼苗ATP硫酸化酶活性、谷胱甘肽还原酶(GR)活性、半胱氨酸和还原型谷胱甘肽(GSH)含量分别上升54.43%、27.93%、50.77%和49.85%,而对非蛋白硫醇(NPT)和植物螯合素(PCs)含量无显著性影响。在乙烯+Cd处理的基础上添加GSH合成抑制剂BSO(buthionine sulfoximine)可导致玉米叶片GSH含量显著降低,H2O2含量上升,光合速率下降。外源乙烯可显著降低Cd胁迫下玉米叶片Cd含量,而显著提升根部细胞壁和液泡中Cd含量。因此,外源乙烯一方面通过提升玉米叶片GSH和AsA含量,增强叶片非酶促抗氧化能力,而非通过抗氧化酶促反应和NPT、PCs的螯合作用;另一方面则通过根细胞壁的固定作用和液泡区室化作用,减少Cd向玉米叶片中的转移,从而缓解Cd毒害。研究结果可为乙烯作为潜在的作物重金属拮抗剂提供理论依据。
灰黄青霉对瓜列当的防效及对番茄根区土壤微生物的影响
陈杰, 马永清, 郭振国, 薛泉宏
2019, 27(5): 766-773. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180903
摘要(732) HTML (22) PDF(575)
摘要:
根寄生杂草瓜列当(Orobanche aegyptiaca)严重危害番茄(Solanum lycopersicum)等多种经济作物的产量和品质。如何有效防除仍是当今瓜列当研究重点之一。真菌是列当的生防因子之一,但目前对农作物无致病性的列当生防真菌的研究尚少。本研究通过培养皿试验研究1株灰黄青霉(Penicillium griseofulvum,CF3)的无细胞发酵滤液对瓜列当种子萌发和发芽管生长的影响,通过盆栽试验研究CF3粉状制剂对瓜列当的防除效果及对寄主番茄生长和根区土壤微生物的影响。结果表明:1)培养皿试验中,CF3发酵液抑制了瓜列当种子萌发和发芽管生长。其中,在放有瓜列当种子与番茄幼苗的培养皿中,加入CF3发酵液后培养6 d,瓜列当种子的萌发均被完全抑制;添加CF3发酵液与霍格兰德营养液体积比为1:2、1:4、1:6和1:8的混合液培养8 d后,瓜列当种子的萌发率与对照相比分别减少80.26%、70.26%、68.10%和47.51%。CF3发酵液原液、10倍稀释液和100倍稀释液处理后使瓜列当发芽管长度与对照相比分别缩短100.00%、68.84%和19.24%。2)盆栽试验中,CF3菌剂抑制了瓜列当的出土和单株瓜列当的生长,并使番茄增产。施加1.0 g·kg-1 CF3菌剂130 d后,瓜列当的出土数量、出土率和单株瓜列当干重分别降低76.19%、85.30%和28.48%,番茄果实鲜重增加51.57%。此外,灰黄青霉菌剂还调整了番茄根区土壤的微生物区系结构,使施加菌剂130 d后番茄根区土壤中除接入CF3外真菌数量与对照相比降低75.60%,细菌与真菌的数量之比增加117.57%。平均来看,CF3使番茄根区土壤中除CF3外真菌数量降低42.81%,放线菌总数增加84.15%。本研究表明,灰黄青霉CF3具有防除番茄上寄生瓜列当的能力,适宜作为瓜列当的生防真菌。
农业生态经济与生态农业
基于结构突变的农牧交错带草地生态足迹演变阶段分析
高艺宁, 赵萌莉, 王宏亮, 郝晋珉, 熊梅, 赵天启
2019, 27(5): 774-784. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180900
摘要(591) HTML (15) PDF(505)
摘要:
为准确判定草原生态与经济发展之间的互动关系,科学划分草地生态足迹演变的时间节点,本文以内蒙古典型农牧交错带四子王旗为研究对象,采用1987-2016年草地生态足迹和人均GDP的时间序列,基于BP结构突变协整检验对该区域的草地消耗与经济增长展开分析。结果表明:不考虑结构突变的协整检验,对草原生态保护政策下的四子王旗并不适合;而结构突变的协整检验能良好地反映长时期农牧交错带资源与经济的结构性变化,体现资源消耗与经济增长的动态均衡,并呈现出资源消耗到经济增长的单向因果关系。研究区草地生态足迹的演变可划分为3个阶段:低度协同阶段(1987-2002年)、政策驱动阶段(2002-2009年)和快速发展阶段(2009-2016年)。不同阶段,草地生态足迹的短期波动(-2.289、-1.082和0.495)趋于平缓,长期均衡系数(0.292%、0.728%和1.355%)逐步提升,表明生态保护政策有助于草地资源利用效率的提升。该结果不仅有益于协调区域经济发展与草地资源利用,也为农牧交错带科学编制草地生态保护规划提供一定的参考。
山区"三生"耦合茶园模式构建研究
刘朋虎, 王义祥, 黄颖, 罗旭辉, 高承芳, 翁伯琦
2019, 27(5): 785-792. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180817
摘要(937) HTML (46) PDF(547)
摘要:
通过深入福建省乡村与茶园调研,结合山区茶业生产实际,按照乡村振兴战略与山区茶业绿色发展要求,率先提出构建山区"三生"(生产-生态-生活)耦合茶园的新型模式,即以茶园生产-生态-生活各功能要素在时序-空间-结构上的合理布局和山地生态过程的整体耦合为目标,通过相关要素有序链接与相互促进作用,实现子系统之间的互补与叠加,提高山区茶园的资源利用率与劳动生产率。从生态恢复与地力保育子系统工程、水土保持与立体种养子系统工程、水分涵养与茶园景观子系统工程、绿化环境与茶旅结合子系统工程、科学开垦与水肥调控子系统工程、多样发展与康悦养生子系统工程等6个子系统工程方面论述了如何构建山区"三生"耦合茶园的综合开发经营体系,并从政策导向引领、科学制定规划,实施项目带动、注重集成示范,鼓励创新创业、强化评优补助,强化多样开发、促进增效增收,注重绿色经营、加强品牌培育,统筹“三生”关系、完善协调机制,讲求因势利导、优化正向叠加,强化过程管理、推动三产融合等8个方面提出了推动山区“三生“耦合茶园的绿色经营与持续发展的对策建议。
中国畜牧业温室气体排放的脱钩与预测分析
王欢, 乔娟
2019, 27(5): 793-802. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180826
摘要(918) HTML (16) PDF(923)
摘要:
面对日益严峻的温室气体排放形势,中国做出到2030年左右二氧化碳排放达到峰值的承诺,其中畜牧业成为重要减排领域,因此,研究中国畜牧业温室气体排放现状及趋势尤为必要。基于2000-2014年省级面板数据,在参考《省级温室气体排放清单指南》测算畜牧业温室气体排放量基础上,借助Tapio脱钩模型分析畜牧业温室气体排放与经济发展之间的关系,采用LMDI模型分解其影响因素,并构建不同情景对2020年畜牧业温室气体排放目标进行分析。研究结果表明:畜牧业温室气体排放量总体呈下降趋势,非奶牛减排明显,是下降主因,但其仍处于50%水平之上,排放量达18 180.54万t;羊、生猪、奶牛排放量增加,分别为7 072.56万t、6 202.69万t、4 359.97万t。畜牧业温室气体排放脱钩效应比较理想,全国以弱脱钩状态为主,但经历波动变化、相对平稳、持续上升3个发展阶段,脱钩状态不稳定。综合效应在国家层面呈倒“U”型特征,但在省份间差异明显;生产效率效应是国家和省份减排的最大贡献者,经济发展效应则是增排的最主要推动因素;综合效应差异主要来自产业结构效应和劳动力效应的不同。2020年畜牧业温室气体排放远超管控目标,预测区间端点值分别超过目标12.84%和34.71%,减排压力大。因此,应调整产业结构,适当进口畜产品;针对不同地区脱钩状态差别化治理,提高养殖效率;明确畜牧业减排目标,分解管控任务。
农业土地资源利用效率评价及改善路径研究——以江西省11个设区市为例
黄和平, 王智鹏
2019, 27(5): 803-814. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180992
摘要(924) HTML (48) PDF(630)
摘要:
土地资源是世间万物生存与发展的根本,科学评估农业土地资源利用效率时空演变特征,厘清其效率损失原因与改善路径,对缓解人地矛盾、保障粮食安全和实现农业可持续发展有着十分重要的意义。本文以江西省11个设区市为研究区域,将土地资源生态价值纳入投入产出指标体系,利用VRS-DEA模型与Malmquist指数对1990—2016年江西省农业土地资源利用效率时空特征进行分解分析,定量分析农业土地资源利用效率损失原因,并给出改善农业土地资源利用效率的有效路径。结果表明:1)江西省农业土地资源整体利用效率较高,1990-2016年呈现"先下降后上升"的变动趋势,效率均值为0.889;2)从效率分解情况来看,综合技术效率是纯技术效率和规模效率共同作用的结果,但规模效率影响能力强于纯技术效率;3)从空间格局演变角度来看,区域间效率变化轨迹差异显著,非均衡发展趋势较为突出,呈现“大聚集-小分散”的分布特征,梯形层次明显;4)从全要素生产率动态变化情况来看,江西省农业土地资源利用全要素生产率整体呈增长趋势,技术进步贡献最大,且全要素生产率增长属于技术进步“单轨驱动”模式;5)从效率损失原因来看,种植业产值产出不足是效率损失的主要原因,农药化肥、种植业从业人员等要素投入冗余是次要原因;6)从效率改善路径来看,优化资源要素配置,规范减少农药化肥使用,逐步转移农村剩余劳动力,提高土地生产机械化、规模化水平是改善农业土地资源利用效率的关键路径。该研究结果可为深入了解江西省农业土地资源整体利用形势、识别存在问题和优化发展路径提供参考,同时为未来政府制定农业土地资源高效利用与管理决策提供科学依据。