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2017年  第25卷  第9期

农业生态系统与调控
稻虾共作模式的“双刃性”及可持续发展策略
曹凑贵, 江洋, 汪金平, 袁鹏丽, 陈松文
2017, 25(9): 1245-1253. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170739
摘要(906) HTML (107) PDF(520)
摘要:
近年来,稻虾[水稻-克氏原螯虾(小龙虾)]共作模式由于其较高的综合效益而在全国范围内得以大力发展。其中以湖北省稻虾共作发展最为迅速,面积大,技术也较为成熟,并形成了"潜江模式"。本文介绍了稻虾共作模式的特点及其发展情况,以湖北省稻虾共作模式为研究对象,采用产业调查,结合试验示范和定位试验,研究了稻虾共作模式的生产和生态效应,重点分析了稻虾共作模式的"双刃性"。稻虾共作模式的"双刃性"主要体现在(1)稳粮增效,但同时存在重虾轻稻的现象:稻虾共作模式较传统水稻单作模式可增产4.63%~14.01%,改善稻米品质,但部分稻虾共作模式中忽略水稻的管理,导致水稻产量偏低;(2)提高土壤肥力,但同时加剧了土壤次生潜育化:稻虾共作模式土壤中易氧化态有机碳(ROC)、全氮、全磷、全钾含量要高于传统水稻单作模式,但稻虾共作模式土壤颜色偏暗,土壤结构更为紧密,潜育化明显;(3)涵养水源,但同时可能增加水资源消耗:稻虾共作模式中地下水位高的稻田水分利用率提高,储水功能增强,但地下水位低的稻田可能增加50%~80%的耗水量;(4)减肥减药、提高水体养分含量,但同时增加了水体富营养化的风险:稻虾共作模式肥料和农药成本分别降低了79.5%和50.0%,稻虾共作模式田面水的全氮、全磷含量及硝态氮、氨态氮含量均高于水稻单作;(5)虫害减轻,但某些病害加重,同时生物多样性发生变化:稻虾共作模式螟虫发生减轻,但基腐病加重,生物多样性随共作年限先降低后又增高。根据以上现状与问题,本研究提出了稻虾共作的模式优化及建议,如因地制宜,避免盲目发展;研究标准,规范化发展;优化模式,科学水肥调控;因势利导,防治病虫草害,为稻虾共作模式的可持续发展提供依据。
生物炭施用下中国农田土壤N2O排放的Meta分析
罗晓琦, 冯浩, 刘晶晶, 张阿凤
2017, 25(9): 1254-1265. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170298
摘要(1325) HTML (2) PDF(2085)
摘要:
为明确施加生物炭对中国农田土壤N2O排放的影响和主要控制因素,以公开发表的试验数据为研究对象,采用Meta-analysis法定量分析了施加生物炭条件下,气候、土壤性质、田间管理方式、生物炭性质与施加量对土壤N2O排放的影响,并对各影响因素进行通径分析。结果表明,当年降雨量≥ 600 mm时,生物炭显著降低土壤N2O排放量(P < 0.05),且随年降雨量的增加而增强;当年日照时数大于1 000 h时,生物炭对土壤N2O的减排效果随年日照时数的增加而减弱。当土壤pH ≥ 6.5时,生物炭对土壤N2O的减排效果随土壤pH的增加呈先增后减趋势;在壤土中施加生物炭对N2O的减排效果显著(P < 0.05),而砂土和黏土不显著(P>0.05)。生物炭对覆膜土壤N2O的减排效果优于不覆膜土壤;生物炭对土壤N2O的减排效果随施氮肥量增加而减弱,而随生物炭比表面积的增加而增强。当生物炭C/N处于30~500时,生物炭施用下土壤N2O排放量显著降低(P < 0.05);当生物炭施加量处于20~160 t·hm-2时,生物炭对土壤N2O的减排效果随施加量增加而增强。生物炭对土壤N2O减排的影响存在显著的区域性特征,对华南、华东、华中和东北地区影响显著(P < 0.05),而对西北地区不显著(P>0.05);施氮肥量、生物炭施加量、年均温和年降雨量是影响生物炭减排效果的最主要因素,这些因素的相互作用共同影响生物炭对土壤N2O的减排效果。该研究可为生物炭在我国农区的推广应用和农田N2O减排提供参考。
氮肥水平对稻田细菌群落及N2O排放的影响
宋亚娜, 林艳, 陈子强
2017, 25(9): 1266-1275. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170146
摘要(1058) HTML (0) PDF(1150)
摘要:
作为土壤氮素转化的驱动者,微生物群落结构关系着稻田氮素利用及温室气体N2O排放等问题。本研究分别基于高通量测序和荧光定量PCR技术,分析了不同氮肥水平[CK(不施氮)、N(施N 180 kg·hm-2)、2/3N(施N 120 kg·hm-2)、1/3N(施N 60 kg·hm-2)]下稻田细菌群落及硝化反硝化关键微生物功能基因丰度的变化。结果显示:氮肥水平提高增加了稻田细菌物种丰富度Chao1指数和群落多样性Shannon指数,改变了细菌群落组成,其中与硝化作用相关的硝化螺菌门Nitrospirae和嗜酸的醋杆菌门Acidobacteria的相对丰度随氮肥水平提高而增加,但甲烷氧化菌Methylosinus的相对丰度随氮肥水平提高而降低。氮肥水平对稻田硝化作用关键微生物氨氧化细菌amoA基因丰度的影响较大,0~5 cm和10~20 cm深度土层中的amoA基因丰度均随氮肥用量增加而提高;反硝化作用关键微生物功能基因nirSqnoBnosZ的丰度在不施肥处理(CK)中显著低于施肥处理(1/3N、2/3N和N)(P < 0.05),但1/3N、2/3N和N处理的稻田nirS基因丰度没有明显差异;0~5 cm土层中qnoBnosZ基因丰度存在随氮肥水平提高而增加的趋势,10~20 cm土层中nosZ基因丰度在2/3N和N处理下显著高于1/3N处理(P < 0.05)。N处理的稻田N2O排放通量显著高于2/3N及1/3N处理(P < 0.05),后者又显著高于CK处理(P < 0.05)。相关分析结果表明稻田N2O排放通量与0~5 cm土层中硝化螺菌门Nitrospirae相对丰度及10~20 cm土层中amoA基因丰度存在显著相关性(P < 0.05,n=10)。综上所述,氮肥水平提高增加了稻田细菌群落多样性,促进了稻田N2O排放,且本研究稻田中硝化作用微生物群落及丰度变化与稻田N2O排放的关系更为密切。
作物栽培与生理生态
基于氮素效应的烤烟叶面积指数动态模拟
邵惠芳, 刘志宏, 崔登科, 穆童, 黄五星, 许自成
2017, 25(9): 1276-1286. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170214
摘要(408) HTML (15) PDF(415)
摘要:
为明确不同施氮水平下烤烟群体叶面积指数的动态特征以及其与活动积温的关系,本研究以‘豫烟12’、‘秦烟96’、‘云烟87’为供试材料,设4个施氮水平,分别为N0(0 kg·hm-2)、N1(30 kg·hm-2)、N2(60 kg·hm-2)、N3(90 kg·hm-2),测定分析不同积温下烤烟群体叶面积指数及其动态特征,利用Curve Expert 1.40软件模拟并通过极限值法筛选建立了归一化积温模型,为烤烟群体光合结构的改善提供一定的理论依据。结果表明:1)烤烟群体叶面积指数随移栽后活动积温呈偏度 < 0的单峰曲线变化,而随着施氮水平的增加呈现增加趋势,相同施氮水平下烤烟群体叶面积指数峰值大小表现为‘秦烟96’ > ‘云烟87’ > ‘豫烟12’。2)有理函数模型y=(a+bx)/(1+cx+dx2)具有较好的模拟效果和生物学意义,能够很好地模拟烤烟群体相对叶面积指数随相对活动积温的变化,决定系数为0.980 7**;利用2015年试验数据对模型进行检验,模拟准确度(k)均大于0.958,精确度(R2)均大于0.95,均方根误差RMSE均小于6.04%。3)模型参数在某些品种和施氮水平之间表现出显著差异性,品种和施氮量主要通过调节模型参数bcd实现对整个模拟模型的调节。4)烤烟群体相对叶面积指数变化速率曲线呈"N"型变化,反映了烤烟群体叶面积指数的实际变化趋势。5)施氮量对模型次级参数具有调节作用,随着施氮量增加烤烟群体平均叶面积指数、叶面积指数最大值呈增加趋势,可作为烤烟群体叶面积指数氮素调节的重要参考指标。该模型的建立可以为烤烟群体发育动态监测以及烤烟群体叶片光合特性的提升提供理论依据和决策支持。
生物质炭与有机物料配施的土壤培肥效果及对玉米生长的影响
张影, 刘星, 焦瑞锋, 李东方, 任秀娟, 吴大付, 陈锡岭
2017, 25(9): 1287-1297. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170115
摘要(1178) HTML (27) PDF(958)
摘要:
生物质炭作为一种多功能的土壤培肥材料被广泛应用,但其与传统有机物料的对比及配施研究还比较少。通过盆栽试验,研究了生物质炭与秸秆、发酵鸡粪单施及配施对壤质潮土和砂土养分含量、酶活性及玉米生长的影响,并采用主成分分析方法对3种有机物料的培肥效果进行综合评价。试验设6个处理,分别为不添加有机物料(CK)、添加生物质炭(BC)、小麦秸秆(WS)、发酵鸡粪(CM)、秸秆和生物质炭(WS+BC)、鸡粪和生物质炭(CM+BC)。研究结果表明,各处理均增加了砂土玉米生物量和株高,3种有机物料的提升幅度排序为:鸡粪>生物质炭>秸秆,鸡粪还可增加壤质潮土玉米生物量和株高。添加生物质炭和有机物料还可提高土壤有机质含量,其中生物质炭的提升幅度最大。此外,3种有机物料对土壤养分和酶活性的影响各异,单施鸡粪分别增加壤质潮土和砂土的碱解氮22.08%和26.67%,速效磷91.92%和53.65%,脲酶活性40.54%和36.94%;单施生物质炭分别增加壤质潮土和砂土速效磷83.52%和89.91%,速效钾79.38%和127.02%,过氧化氢酶活性3.41%和11.22%,却降低了土壤碱解氮含量,且与鸡粪配施后会抑制鸡粪中氮的有效性;单施秸秆分别增加壤质潮土和砂土速效钾49.48%和63.02%,β-葡糖苷酶活性51.86%和59.09%;生物质炭与鸡粪或秸秆配施可以更均衡地提升土壤肥力。通过主成分分析和相关分析发现,玉米生物量和株高与土壤氮、磷供应正变化的第2主成分(PC2)得分呈极显著正相关关系。因此,3种有机物料中,鸡粪对土壤氮、磷含量及相关酶活性影响最大;秸秆对土壤钾以及纤维素分解相关酶影响较大,而生物质炭对土壤肥力的提升作用更均衡,且土壤肥力综合得分最高。秸秆或鸡粪配施生物质炭可以更全面地提高土壤肥力。
硫肥用量对玉米氮硫吸收分配和产量的影响
曹殿云, 王宏伟, 徐晓旭
2017, 25(9): 1298-1305. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170457
摘要(864) HTML (32) PDF(1168)
摘要:
为明确硫肥用量在作物增产方面的效应,本研究采用单因素随机区组设计,通过大田试验,设置5个硫肥(硫磺)用量,分别为0 kg(S)·hm-2(S0)、40 kg(S)·hm-2(S1)、80 kg(S)·hm-2(S2)、120 kg(S)·hm-2(S3)和160 kg(S)·hm-2(S4),研究不同硫肥用量对玉米产量和氮硫素吸收、分配的影响。结果表明,施用硫肥可使玉米产量增加7.0%~18.1%,S2处理玉米产量最高,为12 978.30 kg·hm-2。施用硫肥能显著提高玉米各生育时期(除大喇叭口期外)植株干物质积累量。成熟期,玉米叶片、叶鞘、籽粒干物质积累量均在S2处理下达最大值,玉米茎秆、苞叶、穗轴干物质积累量均在S1处理下达最大值。整个生育期内,玉米硫素积累量和硫素吸收强度均在S2处理下达最大值,且显著高于不施硫的S0处理。成熟期时,玉米叶片硫素积累量随施硫量的增加而增加,S4处理时达最大值;玉米茎秆、苞叶、穗轴硫素积累量均在S1处理下最大;玉米叶鞘和籽粒硫素积累量则S2处理下最大。从拔节期至抽雄吐丝期,S3处理促进玉米氮素积累效果最佳;灌浆期和成熟期分别以S1和S2处理更有助于玉米氮素积累。施硫量的增加会在一定程度上降低玉米硫肥偏生产力和硫肥利用率;玉米硫肥农学利用率在S2处理下最大。玉米植株的氮素和硫素吸收累积量具有极显著相关关系。因此,适量的硫肥在提高玉米产量和氮硫吸收、分配及利用效率方面发挥着重要作用,施硫量为80 kg(S)·hm-2时,整体效果最佳。
密度和有机肥对苏北滩涂蓖麻群体生长及产量构成的影响
赵宝泉, 王茂文, 丁海荣, 邢锦城, 朱小梅, 刘冲, 董静, 洪立洲
2017, 25(9): 1306-1316. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170279
摘要(800) HTML (3) PDF(951)
摘要:
本研究于2013-2015年连续3年在江苏省大丰市金海农场沿海滩涂试验基地进行蓖麻种植密度和有机肥试验,探讨江苏沿海滩涂连续有机肥施用和种植密度对蓖麻群体生长和产量构成的影响。试验设高(18 000株·hm-2)、中(15 000株·hm-2)、低(12 000株·hm-2)3个种植密度与3个有机肥施肥水平(12 000 kg·hm-2、6 000株·hm-2和0 kg·hm-2)的田间小区互作试验。在蓖麻各生育期调查地上部干物质积累及其分配、叶面积指数、功能叶叶绿素含量、穗部性状及籽粒产量等指标。研究结果表明,连续3年施用有机肥可明显改善土壤养分状况,中密度下施用12 000 kg·hm-2有机肥使开花期土壤全氮、有效磷、有效钾和有机质含量比不施有机肥处理分别升高47.37%、169.21%、54.65%和13.77%,达到显著水平(P < 0.05)。有机肥施用增加了中、低密度下蓖麻生长后期叶面积指数与功能叶叶绿素含量,对群体生长率产生了一定的促进作用,使得中密度群体地上部干物质积累量达到高密度水平。中密度群体增施有机肥还促进了干物质在花后生殖器官中所占比重,且单株有效穗数、单株粒数和百粒重随着有机肥施用量的增加而增加,有效补偿了密度降低带来的蓖麻群体产量降低,最终中密度处理下施用12 000 kg·hm-2有机肥蓖麻获得最高产量(3 943.77 kg·hm-2),与高密度群体差异不显著(P < 0.05)。由此可见,通过适当降低种植密度并增施有机肥能够有效合理地调控蓖麻群体生长,促进干物质的合理分配和转移,实现了保穗增重增产的目的。
北方烟区水肥一体化对烤烟生长、根系形态、生理及光合特性的影响
霍昭光, 孙志浩, 邢雪霞, 卫宣志, 李晓辉, 刘超, 薛刚, 徐世晓, 杨铁钊
2017, 25(9): 1317-1325. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170174
摘要(1000) HTML (15) PDF(955)
摘要:
干旱抑制北方烟区烤烟的生长发育,造成烟叶产量、质量下降。为探讨北方烟区水肥一体化对烤烟田间生长、根系形态生理和光合特性的影响,以‘云烟87’为试验材料,研究了烤烟农艺性状、干物质积累量、根系形态和生理活性、光合作用、叶绿素荧光特性以及烤后烟叶经济性状在水肥一体化和沟灌常规施肥2个不同处理下的差异。结果显示,与沟灌常规施肥处理相比,水肥一体化能够促进烤烟生长发育,使田间农艺性状表现良好。水肥一体化能够明显提高根系和地上部干物质积累量,降低根冠比,显著增加根系体积、总吸收面积、活跃吸收面和比表面积以及根系活力、ATPase等相关根系形态和生理活性(P < 0.05)。在水肥一体化下,烤烟叶片的光合作用指标净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)以及叶绿素荧光参数PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学量子效率(φPSⅡ)和光化学淬灭系数(qp)均显著高于沟灌常规施肥(P < 0.05),而蒸腾速率(Tr)、非光化学淬灭系数(NPQ)则明显较低(P < 0.05);同时,其烤后烟叶的经济性状显著高于沟灌常规施肥处理(P < 0.05)。研究表明,水肥一体化可以创造良好的根系形态,提高根系生理活性,增强光合作用和光能利用效率,从而促进烤烟生长发育,有助于提高烤后烟叶的经济性状。
乙烯利和激动素对玉米茎秆抗倒伏和产量的影响
刘文彬, 冯乃杰, 张盼盼, 李东, 张洪鹏, 何天明, 赵晶晶, 徐延辉, 王畅
2017, 25(9): 1326-1334. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170083
摘要(920) HTML (27) PDF(1097)
摘要:
倒伏是影响玉米产量的主要原因之一,为了探明不同时期喷施不同生长调节剂对玉米抗倒伏性和产量的影响,选用玉米品种‘德美亚1号’和‘德美亚2号’为试验材料,在5、7、9展叶期分别喷施乙烯利(ETH)和激动素(KT),以喷施清水为对照,测定灌浆期基部茎秆形态、力学、化学组分及成熟后的倒伏率和产量。结果表明,与对照相比,‘德美亚1号’5展叶期喷施KT,节间直径显著增加21.11%,节间密度增加13.23%;与对照相比,‘德美亚2号’7展叶期喷施ETH,使基部节间总长度显著降低14.41%,节间直径显著增加10.70%,节间密度显著增加15.46%。‘德美亚1号’和‘德美亚2号’7展叶期喷施ETH,分别与对照相比,折断力显著增加26.04%和16.77%,穿刺强度显著增加22.77%和14.62%。‘德美亚2号’9展叶期喷施ETH,节间半纤维素、纤维素和木质素组成的化学组分总含量比对照显著增加25.49%。KT对两个品种茎秆力学影响表现不同,ETH对两个品种茎秆力学调控效果优于KT处理。两种调节剂处理均降低了两种玉米收获期的倒伏率。节间直径与折断力呈极显著正相关(r=0.905**),节间化学组分总含量和节间直径与倒伏率呈显著或极显著负相关。两个品种9展叶期喷施KT,产量比对照极显著增加22.24%和19.98%,喷施ETH对产量影响不显著。综上,KT于两个品种9展叶期喷施可显著增加产量,ETH于两个品种7展叶期喷施对抗倒伏性调控效果较好。
利用杂交水稻开花比例鉴定耐高温性的方法
徐富贤, 周兴兵, 蒋鹏, 张林, 熊洪, 郭晓艺, 朱永川, 刘茂
2017, 25(9): 1335-1344. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170156
摘要(733) HTML (21) PDF(651)
摘要:
选用水稻开花期耐高温能力强的品种,是缓解极端自然高温导致大幅减产的有效途径之一。为改进水稻品种耐高温性的鉴定技术,2013年和2014年以4个杂交水稻品种为材料,用钵栽方法,分别在开花前后不同时间将钵栽水稻移至人工气候室38.0℃高温下处理5 h,以室外常温(穗层日最高气温31.2~32.8℃)处理为对照,研究极端高温时段对结实率的影响。2015年和2016年以40个杂交中稻组合为材料进行5个分期播种试验,于水稻穗层温度达35℃以上时期,从5个播种期中选择20个同期开始抽穗、生长整齐的稻穗挂牌标记,观察不同时段开花比例,以研究品种间开花期耐高温能力与不同时间开花比例关系。结果表明,杂交水稻开花期高温下11:30前的开花比例、常温下12:00前开花比例分别与耐高温指数呈极显著正相关关系,耐高温品种主要通过提高高温下的结实率而间接增强其耐高温指数,而高温下的结实率则直接影响耐高温指数。高温下开花早的品种在常温下开花也早,杂交水稻开花时间主要集中在9:30-12:30,品种间在不同时刻开花的比例各异。开花后2 h遇高温对结实率影响不明显;穗层气温34℃、35℃且频率达80%以上的最早出现时间分别在13:30和15:30,选择日最高温度≥ 34℃或35℃出现前2 h开花比例高的品种,能有效地避开高温伤害。基于以上分析分别建立了利用开花期高温下11:30前开花比例、常温下12:00前开花比例和高温下结实率3个指标预测鉴定耐高温指数回归模型,准确率(预测值/实测值)高达92.29%~102.73%。为水稻品种开花期耐高温性鉴定提供了科学适用的新方法。
类黄酮参与调控中亚滨藜幼苗对盐胁迫的耐受性
李爽, 孙亮亮, 白丽丽, 王文颖, 万金鹏, 刘小京, 马金虎, 徐进
2017, 25(9): 1345-1350. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170079
摘要(704) HTML (21) PDF(696)
摘要:
中亚滨藜是一种典型的盐生植物,广泛分布在我国盐碱地区。前期研究中,我们发现盐胁迫显著诱导了中亚滨藜幼苗根尖类黄酮的累积,但其中的生理机理尚不完全清楚。在不同盐浓度(50 mmol·L-1、100 mmol·L-1、250 mmol·L-1、500 mmol·L-1、600 mmol·L-1 NaCl)处理下,通过添加KNO3(25 mmol·L-1、35 mmol·L-1)和外源槲皮素(100 nmol·L-1 quercetin),采用植物生理学和生物化学等研究方法,分析了盐诱导的类黄酮累积在调节中亚滨藜幼苗耐盐性中的生理机理。研究结果表明,使用外源类黄酮类物质——槲皮素进行处理,一方面更加抑制了盐胁迫下幼苗主根的生长,同时还显著降低了根部H2O2的累积和幼苗在盐胁迫下的MDA水平,但使可溶性糖含量显著升高。这些结果表明,槲皮素通过抑制主根生长,影响了中亚滨藜根系结构;通过降低氧化伤害,提高了中亚滨藜幼苗对盐胁迫的耐受性。盐胁迫还显著诱导了中亚滨藜幼苗对硝酸盐(NO3-)的累积,使用25 mmol·L-1和35 mmol·L-1 KNO3处理,可显著诱导其幼苗根尖类黄酮的累积。这些结果表明,硝态氮可能通过影响类黄酮途径,从而参与调控了中亚滨藜幼苗的耐盐性。本研究为进一步揭示中亚滨藜耐盐的生理与分子机制,以及类黄酮参与调控中亚滨藜耐盐性的生理与分子机理提供了理论基础;同时为使用现代生物技术和农艺措施提高作物耐盐性、改良盐碱地提供了理论依据和技术支持。
基于光谱变换的低温胁迫下冬小麦叶绿素含量估测研究
张雪茹, 冯美臣, 杨武德, 王超, 郭小丽, 史超超
2017, 25(9): 1351-1359. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170134
摘要(825) HTML (0) PDF(1239)
摘要:
近年来,冻害已成为影响我国冬麦区的农业气象灾害之一,及时、快速、准确地获取冬小麦叶绿素含量对于监测冬小麦冻害发生具有极其重要的意义。本研究通过低温胁迫试验,在拔节期对两个冬麦品种进行-6℃,4 h、8 h和12 h的胁迫处理后,测定其冠层光谱反射率,并对原始光谱数据进行15种典型变换处理,分析比较不同光谱变换下冬小麦叶绿素含量的PLSR模型,筛选出能够表征低温胁迫下冬小麦叶绿素含量的最佳光谱变换方式。结果表明,随低温胁迫时间的延长,两个冬小麦品种叶绿素含量呈降低趋势,随着低温胁迫后天数的增加,各处理与对照的差异逐渐减小。胁迫后5 d,近红外区域反射率有较大升高,并随低温胁迫后时间的延长而升高;在可见光区域,短期内差异不明显。胁迫后10 d、20 d、35 d,黄、红波段逐渐趋于水平,同时近红外区域反射率差异逐渐缩小,可见光区域光谱反射率出现不同程度的上升。对原始光谱数据进行15种典型变换处理,发现原始光谱的倒数、对数、幂、平方根等变换难以提高与叶绿素含量的相关性,且建模效果较差。除原始光谱对数的一阶微分(T6)外,其他微分变换处理的叶绿素含量诊断模型都优于原始光谱。综合考虑模型的校正、验证效果、模型最佳因子数以及相对分析误差的大小,二阶微分变换处理(T15)叶绿素含量校正模型的R2和RMSE分别为0.930、0.340,验证模型的R2为0.753,表明基于T15的光谱变换数据可实现低温胁迫下叶绿素含量的准确估算,为最佳光谱变换方式。
农业生态经济与生态农业
华北平原农田生态系统服务评价及灌溉效益分析
周淑梅, 武菁, 王国贞
2017, 25(9): 1360-1370. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170203
摘要(823) HTML (56) PDF(739)
摘要:
农田生态系统为人类提供农产品等服务的同时,对生态环境也产生负面影响。本文基于千年生态系统评估(MA)框架,以华北平原典型高产农田区域——河北省石家庄市栾城区为研究对象,应用能值理论分析农田生态系统投入,从供给、调节和支持3方面分析农田生态系统正、负服务产出;应用分摊系数法求解农田灌溉净效益,计算能值指标并评价农田生态系统可持续发展状况。结果表明:研究期间栾城农田生态系统能值年均总投入(1.00×1012 sej·m-2)中,不可更新工业辅助能(6.81×1011 sej·m-2)与不可更新环境资源(灌溉用地下水,2.57×1011 sej·m-2)投入之和占总能值投入的90%以上,说明农田生态系统消耗了大量不可更新资源;农田提供的正服务(1.82×1012 sej·m-2)主要是农产品供给(1.07×1012 sej·m-2),负服务(5.87×1011 sej·m-2)以温室气体排放(5.31×1011 sej·m-2)为主;考虑农田生态系统环境负效益,计算栾城农田灌溉效益分摊系数为0.32,灌溉净效益为3.94×1011 sej·m-2,灌溉效益偏低;栾城区能值可持续发展指标取值为0.10~0.18,属于典型的消费型农田生态系统,迫切需要探索出一条低能耗,高产出的真正意义上的高质量农田发展之路,实现农田生态系统健康可持续发展。
农业生态效率研究进展分析
聂弯, 于法稳
2017, 25(9): 1371-1380. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170163
摘要(1144) HTML (1) PDF(1510)
摘要:
农业生态效率是评价农业可持续发展能力的一个非常重要的指标,通过农业生态效率的评价,可以准确评估了解农业生态系统的真实价值,以实现农业资源的高效率利用,并减轻农业废弃物所造成的内源性污染,进而从根本上解决农业生态系统退化和环境污染问题,为农业的可持续发展奠定基础。对已有文献进行系统梳理后发现,农业生态效率研究方面存在如下几个方面的问题:1)概念界定不统一、评价方法趋同;2)宏观层面对农业生态效率的影响因素研究不足、县域层面的收敛性分析亟待丰富;3)生态资产再生产、生态农业生产方式、生态农业政策等方面的应用还亟待加强等问题。为此,剖析了未来为推动我国农业的可持续发展,农业生态效率研究将会更加关注的如下几个方面:1)提升农业生态效率的评价方法;2)加强农业生态效率驱动因素的研究;3)推进农业生态效率在生态资产再生产、转变农业生产方式、制定农业政策等方面的应用。
中国农业碳排放绩效评价及随机性收敛研究——基于SBM-Undesirable模型与面板单位根检验
吴昊玥, 何艳秋, 陈柔
2017, 25(9): 1381-1391. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170147
摘要(864) HTML (9) PDF(1541)
摘要:
当前,全局层面及工业视角下的碳排放绩效评价和收敛性分析已趋于成熟,但农业碳排放方面的研究尚十分薄弱。为补充相关研究,对区域农业碳排放总量、绩效及两者的收敛趋势有更清晰的认识,本文在测算2000-2014年我国30个省市农业碳排放总量的基础上,运用SBM-Undesirable模型计算农业碳排放绩效,并通过面板单位根检验方法对全国和各区域的农业碳排放总量及绩效进行了随机性收敛检验。结果显示:1)2000-2014年间,全国农业碳排放量整体呈递增趋势,但各区域排放量差异明显。比较中部与全国、东部和西部各年总量均值,发现2000年的差值分别为3.357 4×106 t,3.965 0×106 t和5.904 7×106 t,到2014年,差距扩大至5.244 8×106 t,7.351 2×106 t和7.681 0×106 t,对应增长比例分别为56.2%、85.4%和30.0%。2)各区域农业碳排放绩效存在显著差异。绩效均值折线图显示,东部平均绩效较高,15年来基本稳定在0.8左右;西部和中部绩效均值较低,绝大多数年份处于0.3~0.5,但西部不断改善,中部则持续下降。3)对总量进行收敛性检验,发现全国、西部、中部呈现明显的随机性分异,仅东部出现随机性趋同;在绩效的收敛性检验中,全国范围内不存在随机性收敛,但东部、中部、西部各自呈俱乐部式随机性收敛态势。随机性收敛检验结果表明,中国农业碳排放总量和绩效不会自动降低到稳态水平,有必要进行相关政策干预,以缩小各省市间的差距。本研究为制定区域间差异化和区域内统一性农业减排政策奠定了基础。
基于集体土地产权权能的农户宅基地退出意愿:上海松江、金山区的实证分析
邓梅娥, 张安录, 陈红兵
2017, 25(9): 1392-1402. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.161191
摘要(1106) HTML (17) PDF(1353)
摘要:
农户退出宅基地是关系我国城镇化和新农村建设的重大问题。本研究从宅基地权能的角度探讨了农户退出宅基地的影响因素。通过实地调查上海松江、金山区的相关数据,建立了由29个指标作为基础变量的Logistic回归模型,定量分析了基于集体土地产权权能的农户对宅基地享有的各项权能基础的宅基地退出意愿。研究结果表明:1)农户对宅基地享有的权利认识清晰,退出意愿强烈;农户对宅基地退出的预期与福利感知中的期望补偿和宅基地退出后的经济状况较为关心,对宅基地发展权认知中的希望宅基地开发为商业用地意愿强烈。2)农户享有的宅基地权能主要有居住保障、使用权以及财产性权益等,对宅基地的权能认识越清晰,对自我权益的保护意识越强,保障农户权益不受损是其积极自愿参与宅基地退出的前提。3)在上海市等经济发达地区,农户对宅基地权能认识清晰,各项权能能得到有效保障,退出意愿较高。因此,在宅基地退出的实践中,探索建立赋予农户宅基地更加完整的权能,满足农户合理预期及补偿标准的退出机制,有利于引导农户宅基地有序退出。