基于15N示踪的"稻/草-食用菌-菜"循环系统氮肥利用率评价

氮利用效率是评价作物生产及循环农业生产效率的重要指标，该研究比较"稻/草-食用菌-菜"循环农业的氮利用效率，为该模式在南方地区推广提供依据。该研究设置"水稻-食用菌-白菜"（R模式）和"狼尾草-食用菌-白菜"（P模式）2个循环农业模式，每个循环农业模式均包括3个生产环节，分别为：15N尿素栽培水稻和狼尾草（Ⅰ环节）、 15N稻草和牧草栽培平菇（Ⅱ环节）、15N菌渣栽培白菜（Ⅲ环节）。结果表明，15N在稻谷的分配比例最高，为57.75%，而狼尾草第1次刈割15N分配比例最高，为58.94%。2模式氮利用效率均以Ⅰ环节最高，分别为23.44%和43.34%，其次为Ⅱ环节，Ⅲ环节最低，且P模式3个环节之间氮利用率达到显著水平；氮残留率以Ⅱ环节最高，其次为Ⅲ环节，Ⅰ环节最低。Ⅰ环节杂交狼尾草的氮利用效率高于水稻，Ⅱ环节利用杂交狼尾草栽培平菇氮利用效率也高于稻草栽培平菇，"狼尾草-食用菌-白菜"循环农业模式（P模式）的氮肥循环利用效率高于"水稻-食用菌-白菜"循环农业模式（R模式），表现为Ⅰ、Ⅱ和Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ环节P模式氮利用效率较R模式显著提高了84.90%、69.31%和47.29%。加环后2种循环农业模式氮利用效率均得到提高，与单一水稻/狼尾草种植相比，"稻/草-食用菌-白菜"模式植株地上部15N累积量分别从63.50和112.30 mg增加至115.33和169.89 mg，氮肥利用率分别从22.29%和39.41%增加至40.48%和59.62%。"狼尾草-食用菌-白菜"循环农业模式可在南方地区推广。     

农业信息服务云平台架构初探

分析了目前农业信息服务存在的问题,介绍了云计算的概念与特征,探讨了云计算应用于农业信息服务的可行性,初步构建了农业信息服务云平台。平台主要框架由基础设施层、资源层、服务层和应用层组成,并阐述了各层次的基本功能,以加强云计算在农业信息服务中的应用,为农业信息服务模式创新提供更好的理论和技术支撑。     

基于能值分析的奶牛产业园区循环发展模式评价

以沼气工程为纽带的循环农业模式是降低农业产业园区废弃物污染、提高资源利用率的有效方式。该研究构建了适合园区规模的循环农业模式能值评价指标体系,以河北省某典型奶牛产业园区为案例,将园区现行的利用全混式厌氧反应技术(Continuous Stirred Tank Reactor,CSTR)的湿法单相厌氧消化沼气工程,与湿法两相耦合厌氧消化、干法序批式厌氧消化、干法连续式厌氧消化3种不同沼气工程模式进行对比,运用能值理论及计算方法对以沼气工程为纽带的农业产业园循环模式进行了评价,选择最适宜园区发展的沼气工程模式。结果表明,该园区能值投入率为17.57,能值产出率为0.41,环境负载率0.33,可持续发展指数1.23,以CSTR湿法单相厌氧消化沼气工程为纽带的循环农业模式整体效益优于其他3种模式。研究对其他园区的循环农业模式评价和以沼气工程为纽带的循环农业发展具有借鉴意义。     

农村土地征迁数字化改革的系统框架设计

当前，数字化已经成为推进国家治理体系和治理能力现代化的核心着力点，也是农村土地治理未来改革的关键方向之一。针对传统农村土地征迁中存在交易成本过高问题，该研究基于交易成本理论视角，探索了农村土地征迁数字化改革的"需求挖掘-底线划定-功能支撑"三维系统框架，强调要在厘清政府、用地单位、土地原权益主体的基本需求、核心需求和冲突需求的基础上，坚持治理的法律底线、空间底线和监管底线，进而分类设计各个数字化现实与未来功能模块以充分降低交易成本、集成多元共享、提升运作效率。结果表明：该系统框架能够有效指导浙江省智慧"数字征迁"系统的开发设计，通过"需求挖掘"满足了政府、用地单位、村集体和农民三类主要参与者的基本与核心需求，分析化解了信息不对称、话语权博弈、冲突传导等问题；通过"底线划定"明确了征迁流程法律与空间的执行边界，实现了征迁全流程监管系统构建并稳定了征迁环境；通过"功能分析"统筹了数字征迁的现实功能与升级功能，最终能够降低协商与决策成本，执行与监管成本，以及管理与沉没成本。此外，该系统框架也能为未来农村土地治理数字化转型提供参考，助推提升国土空间数字化和治理能力现代化水平。     

空间冲突-功能障碍视角下国土综合整治内涵、机制与实证

国土综合整治是解决资源环境矛盾、协调人地关系的重要手段。面向新时期国土综合整治的目标与需求，该研究基于国土"空间冲突-功能障碍"的解析视角，提出以"问题-途径-目标"为导向的国土综合整治理论体系，构建面向显性矛盾与隐性障碍的国土综合整治实施机制，通过国土空间冲突规模识别与功能障碍因子评价，提出耦合显著冲突与首位障碍的国土综合整治"分区+类型"模式，并以四川省为研究区进行案例分析。结果表明：1）四川省国土空间冲突存在显著的空间差异特征，冲突激烈的区域主要分布在省域东部和南部，全省管控冲突与利用冲突规模分别为42.93万hm2、20.91万hm2；2）四川省"三生"功能水平分布呈现出空间集聚特征，成都平原区和盆地丘陵区生产、生活功能水平较高，而盆周山地区生态功能水平最高，全省范围内阻碍"三生"功能发挥最显著的障碍因子分别为耕地布局、生活保障和生态保障；3）结合冲突识别与障碍评价结果，利用国土综合整治分区分类模型，面向县域单元将四川省划分为16种国土综合整治模式，提出了具有时空差异性实施方案的国土综合整治策略。研究结果有利于深化国土综合整治的理论研究和实践认知，为省（市）域尺度下国土综合整治工作及相关规划开展提供参考和支撑。     

中国循环农业评价体系研究进展

循环农业的研究与实践是当前中国农业领域的热点, 如何构建一套合理的循环农业评价体系是促进循环农业发展关键问题之一。本文梳理了近年来中国循环农业评价研究的概况, 重点分析了中国循环农业评价的内容与指标体系、评价方法等。现有循环农业评价研究主要有两类: 一是宏观层面针对国家和地区循环农业发展的综合评价, 从经济与社会发展、资源减量投入、资源循环利用和资源环境安全4个方面构建指标体系评价该区域循环农业所带来的社会、经济和生态效益, 或循环农业的有效性, 此类研究占绝大部分; 另一类是针对工业园区和企业或具体产业模式、农场, 采用系统动力学、能值、生命周期评价等系统分析方法评价不同模式的物质循环与能量流动及其对环境影响, 目前这类研究的内容和方法存在较大差异, 需要进一步探讨和深化。综合分析认为, 要构建评价指标体系, 需要在进一步明确循环农业的内涵和原理的基础上, 选择有针对性的评价指标。不同的循环农业评价指标体系因为其服务的对象及目标不同, 其构成也有所不同。针对评价对象, 在国家、区域层面和园区/企业层面的评价重点应该有所区别, 同时对于微观的循环农业发展模式/技术层面, 其评价的内容和指标也应该区别于宏观层面的评价。有针对性地构建适于不同层面的循环农业评价体系, 才能为制定科学合理循环农业发展规划提供参考。     

基于"三层"融合的松嫩平原盐碱地资源特征

构建盐碱地资源系统分析框架，清晰界定盐碱地概念与分类，对于盐碱地资源调查、治理与利用具有重要的意义。本研究基于地球关键带理论与逻辑，构建涵盖利用层、土壤层和DEM三层融合的盐碱地资源系统分析框架，界定盐碱地与盐碱土概念及类型，结合土地利用现状图、土壤图和DEM图，采用GIS叠加分析方法，分析松嫩平原盐碱地资源特征。结果表明：1）基于地球关键带理论和逻辑，以立体空间作为组织和联系各层级的纽带，以数字高程为基底，按照垂直和水平纬度，构建起的土地利用层、土壤层、DEM层"三层融合"的盐碱地资源系统分析框架清晰地界定和表达了盐碱地概念和特征；2）盐碱地是一种土壤类型为盐碱土的土地利用类型，下属盐碱耕地、盐碱林地、盐碱草地、盐碱湿地、盐碱未利用地和其他盐碱地6个类别，盐碱土分为盐土、碱土和盐碱化土3种类型；3）松嫩平原盐碱地总面积254.77万hm2，主要分布于松嫩平原西南部地区，类型以盐碱耕地和盐碱未利用地居多，土壤类型以盐-碱化土为主；4）盐碱耕地和盐碱未利用地海拔集中在100～150 m，坡度平缓。该研究可为盐碱地资源调查提供理论和方法支撑，为松嫩平原盐碱地治理与开发提供科学依据。     

陕西关中农业现代化时空分异特征

农业现代化是农业发展的必然趋势，是国民经济快速增长的基础。分析区域农业现代化水平的空间分异规律为区域经济发展、城乡融合及生态环境建设提供基础资料。该研究以陕西关中平原为研究区，从农业生产、经济收益、人才、生态4个维度，构建区域农业现代化评价指标体系，探讨陕西关中平原农业现代化发展水平时空变化规律及影响因素。结果表明：1）2010－2020年关中平原农业现代化水平中高西低，整体呈现快速－缓慢提升趋势，西安市及邻县农业现代化达到成熟阶段；2）农业生产与产出水平提升强度相对较大且持续上升，人才与农业生态发展相对落后；3）区域农业现代化相对发展强度在时空上呈现"均衡发展－两极发展"趋势，各县域发展能力从相差较小转变为差异显著，这取决于区域现代农业类型；4）关中平原农业现代化表现出聚集模式的空间特征，且在发展格局上呈现方向性减弱、发展重心向东南方向迁移特征，但空间格局仍以东－西方向为主。研究区域农业现代化发展现状与空间分布规律有利于区域农业"对症下药"，因地发展农业模式，对推进区域农业现代化具有重要意义。     

农业绿色发展系统研究思路与定量方法

农业绿色发展研究是融合多学科知识,以食物系统为研究对象,重点剖析系统内不同单元间关联和互馈关系,进而阐明粮食安全、国民健康、资源节约、环境保护等目标的协调机制,探索全产业链技术途径,并致力于协同实现农业"绿色"和"发展"的科学。传统研究方法往往忽视对农业绿色发展的系统思考和定量分析,无法统筹农业绿色发展的各环节和协调多类目标的实现。在本研究中,我们首先基于系统研究的思路,明确了"土壤-作物生产-畜牧业生产-食品加工-家庭消费—环境"整个食物系统是农业绿色发展系统研究边界;其次,结合农业绿色发展全链条和多尺度特性,提出并论述了"自上而下"和"自下而上"的定量研究思路;随后,以上述两方面研究思考为基础,构建了由1个核心模型[食物系统养分流动模型(NUFER)]、3个定量分析模块(水、大气和土地利用分析模块)和1个指标关联模块[耦合驱动力-压力-状态-影响-响应概念框架(DPSIR)、可持续发展指标体系(SDGs)和星球边界理论框架(PBs)]组成的农业绿色发展系统分析耦合模型(NUFER-AGD);最后,梳理了农业绿色发展定量研究的案例。案例研究通过多指标关联分析和指标评价,协同国家农业绿色发展的总体目标;在流域尺度以绿色环境与资源阈值为约束,定量设计农业绿色发展系统解决方案;系统分析全产业链农业绿色发展的技术实现路径。该研究不仅能为农业绿色发展理论和应用研究提供系统思路和定量方法,还可为国家农业绿色发展战略提供科学支撑。     

农业绿色高质量发展期面源污染治理的思考与实践

农业是中国经济平稳发展的基石，在保障了粮食安全的同时也造成了严重的面源污染。过去10 a，中国面源污染治理虽取得一定成效，但农业源的贡献仍居高不下。该研究阐述了新时期农业面源污染治理面临的挑战，结合国家农业绿色发展的重大需求，提出了以"生态循环、流域统筹"为核心的农业面源污染治理新思路；分析了农业面源污染治理的卡脖子技术，提出了以"种养结合、产业链循环"为核心的污染治理实现路径；深入探讨了农业面源污染治理运维机制不通畅的原因，提出以"农民和农业企业为主力军"的多元主体治理及运维机制；结合典型案例，阐述了农业面源污染治理的实现路径和应用效果，以期为推动中国农业农村生态环境治理体系的现代化建设提供支撑。     

设施农业能源互联网智能预警理论：评述与展望

农业信息化与电气化是现代农业发展的必由之路,建设能源驱动的现代设施农业成为防范农业气象灾害的一种有效途径。然而,农业环境监控系统与供能系统的运行和管理相互割裂,无法应对温室停电、农电负荷过载等连锁风险。因此,该文将农业科学、信息科学与电力科学相关理论融合,考虑设施农业环境、农作物和能源系统状态,从系统科学的角度出发研究人工智能在农业工程和电力工程交叉学科的应用,对基于多源数据融合的设施农业能源互联网智能预警理论进行评述与展望。该研究可为保障设施农业的安全生产,推动智慧农业技术与农业智能装备的升级和发展,实现农业园区的信息化和电气化提供参考。     

农业物联网技术应用及创新发展策略

农业是物联网技术应用的重点领域之一,也是物联网技术应用需求最迫切、难度最大、集成性特征最明显的领域。该文对农业物联网国内外技术应用现状、存在的问题以及农业领域关键应用环节进行了深入分析,在此基础上提出了农业物联网未来技术发展重点以及对策措施。农业物联网未来技术发展重点:农业物联网信息感知与识别技术,农业物联网自组织网络部署与信息传输技术,农业物联网自组织网络部署与信息传输技术,农业物联网安全监管与服务质量保障技术。农业物联网对策措施:加强农业物联网技术规范研究,加强核心关键技术产品研发,加强农业物联网技术集成平台建设,加强农业物联网产品设备检测,加强农业物联网应用布局,进一步优化和完善政策环境。该研究为中国农业物联网可持续发展提供决策参考。     

边缘计算在智慧农业中的应用现状与展望

互联网技术快速发展使得数据量剧增,云计算的数据集中处理模式存在实时性不足、能耗过高以及数据安全等一系列问题。边缘计算是在靠近数据源端执行计算的分散处理模式,与云计算相比具有低延迟、低成本、安全性高、个性化设计等优势。随着智慧农业迅速发展,结合深度学习的农业应用屡见不鲜,如作物病害检测、生长环境监测、作物自动采摘、无人农场管理等,边缘计算可以为农业多场景、复杂任务提供高效、可靠的新型数据处理方案。该研究概述了边缘计算的发展,计算架构及主要优势;介绍了边缘计算在农业中的应用背景,结合文献量分析,归纳了边缘计算在农业上的主要应用场景及相关智能农业装备,调研了现有常用边缘计算设备及性能参数,总结了适合边缘计算的主流深度学习算法及模型压缩方法。研究表明边缘计算在智慧农业中的应用有效促进了农业的数字化、智能化,未来在多场景、多功能边缘计算智能农业装备开发等领域将面临重大挑战和机遇。     

论乡村振兴战略背景下农业工程科技创新

为适应乡村振兴战略的任务需求,推进农业工程科技创新,该文阐述了乡村振兴战略的基本内涵,总结了近年来农业工程科技创新对农业农村经济发展的促进作用,主要表现在农业机械化工程提高生产效率;农业水土工程实现旱涝保收和生态环境改善;土地利用工程增加和优化耕地资源提高生产能力;农产品加工与贮藏工程促进一二三产业融合发展;农村能源工程促进绿色发展;农业资源循环利用工程促进农业可持续发展;农业建筑与生物环境工程提高劳动生产率和资源利用率;农业农村信息化工程促进精准农业和智慧农业发展;农业农村规划设计科学谋划"三农"发展。该文重点从乡村振兴中的产业振兴、生态振兴和人才振兴三个方面,分析了农业工程科技创新面临的新课题,提出了新时期农业工程科技创新以及人才培养的主要任务,包括树立系统思维,强化统筹和集成作用,综合集成农业工程理论、方法、技术和装备,提供整体、全面、有效的解决方案;聚焦提质增效,促进农业转型升级,推出一批关键工程技术和装备;强化循环发展理念,促进生产生活生态相融合,优化农业农村空间结构和产业布局,提供种养循环化、投入品减量化、生产清洁化、废弃物资源化、模式生态化的产业发展和工程解决方案;提高信息化应用和创新水平,促进数字农业和农村信息化发展,创制一批智能感知、智能作业、智能服务的产品;突出城乡融合、一二三产业融合、功能融合、产村融合、农业与互联网融合、要素融合和协作融合,做好乡村振兴规划;加强学科建设,开设急需专业,培养一批农业农村现代化急需的农业工程技术人才,为乡村振兴战略实施提供有力支撑和高效服务。     

基于能值理论的唐山市农业生态系统评价

农业生态系统是人类赖以生存的基本系统。为更好地评价区域农业生态系统的运行状况和变化特点,了解区域资源、环境和经济间的关系,选取唐山农业生态系统为研究对象,基于能值分析理论与方法,通过编制能值评价指标体系,对唐山市农业生态系统能值投入和产出状况、能值自给率、净能值产出率、人均能值用量、环境负载率和可持续发展状况进行定量评价。结果表明:唐山市农业生态系统整体运行较差,农业生态系统为消费型经济系统,可持续性有待提高;以农业用电、农机动力、柴油和化肥为代表的不可更新工业辅助能值投入逐年增加,使得农业生态系统能值产出率和可持续发展指数有一定下降趋势,且增大了对生态环境的压力。研究建议唐山市发展生态农业和现代农业,应着眼于拓展农业多功能性,逐渐改变传统农业生产方式,突出农业生态内涵,进而改变农业生态系统的能值投入和产出结构,促进其可持续发展。     

黄土丘陵区山地立体种养循环生产能流特征与经济效益分析

为揭示陕北黄土丘陵区典型循环农业生产模式的功能和效益,研究以宜君县山地立体种养结合循环生产模式为例,分析了该循环生产模式的能量流动和经济效益特征。结果表明:山地立体种养结合模式的有机能/无机能比达到46.2,是传统种植模式的92倍;种养结合模式和传统模式的能流密度分别为19.7,7.0 MJ/(m2·a)。种养结合模式的系统内依存度为37.4%,远高于传统模式,显示出较强的系统自我维持能力和稳定性。种养结合模式的能量产投比为1.07,略小于传统模式的1.14,但其成本利润率、年均收益率和经济产投比分别达到137.6%、4.6%和2.4,均高于传统模式的81%、2.7%和1.8;种养结合模式和传统模式的投资回收期分别为4年和7年。综上,山地立体种养结合模式能够有效地利用系统废弃物,提高能量利用效率,表现出良好的经济效益和较强的抵抗经济风险的能力,在该丘陵区具有良好的推广价值。     

云南藏区县域农业生态系统能值分析

为了更好地评价云南藏区县域尺度农业对太阳能资源的利用和农业可持续发展状况,以云南香格里拉县为研究区,采用能值分析方法对农业生态系统的能值投入产出、环境承载能力和生态系统运行效果进行了定量分析。结果表明:研究区农业生态系统中净能值产出率为342.66,能值投入率为0.01,能值密度为3.49×10¹¹ sej/m²;人均能值用量为2.32×10¹⁶ sej/人,人均能值产出为8.42×10¹⁶ sej/人;环境贡献率、可更新资源投入比、不可更新资源投入比和不可更新工业辅助能投入比分别为98.97,97.34,1.63,1.03;环境承载力为0.027;基于能值的可持续发展指数为12 691.11。这说明香格里拉县农业经济较落后,可持续发展能力较弱。为了促进农业经济发展和增强可持续发展能力,应该加大绿色高能质项目投入,尽快调整能值投入结构,加速转变农业发展模式。     

基于Web的数字农业系统平台研究与设计

数字农业系统是一个集信息化、数字化、网络化与自动化等多种现代高新技术为一体的,融合现代农业技术的智能化农业生产、管理和应用系统。在充分分析数字农业系统的研究意义、内涵和研究内容的基础上,给出了网络环境下数字农业系统的总体设计思路、方法和架构,并详细探讨了数字农业系统核心功能模块的主要功能及设计结构,以及未来物联网环境下数字农业系统,乃至智能农业系统地研究发展方向和趋势。     

西北旱区农业高质量发展体系的生态农业内涵与路径

西北旱区自然条件恶劣，水土资源不匹配，农业发展受到诸多障碍。为探索一条突破环境制约，且资源集约高效利用的现代农业发展道路，该文系统分析了国内外农业发展沿革与趋势，明晰了西北旱区农业发展面临的问题与挑战，构建了针对西北旱区的生态农业发展理论框架，提出了西北旱区多业态生态农业结构与提质增效途径。研究发现，生态农业是通过现代科学技术与生态工程原理，形成产供销全链条绿色循环且生态功能持续提升的一种农业体系。生态农业应具备农业资源集约化、生产过程生态化、农业经营产业化、农业管理智能化、农业功能多元化五大基本特征。该文构建了以高效益、高效率、高品质、高素质为目标的生态农业高质量发展体系，提出了集优质棉业、精品果业、优质粮草、生态养殖、特色小镇、地理产品为一体的西北旱区多业态生态农业结构，阐明了以节水控盐协同模式、生境智能管控模式、“园机”一体化模式、循环经济发展模式、城乡统筹发展模式、“三产”一体化模式为核心的西北旱区生态农业提质增效技术体系，明确了以农业高效用水和生态功能提升为核心的关键途径。同时实践经验显示，绿色可持续的生态农业发展理念对促进区域经济水平与生态环境建设效果显著，如陕西眉县绿色林果业品牌入选中欧地理标志产品名单、综合产值达58.5亿元，甘肃广河县和宁夏青铜峡市畜禽粪污资源化率超90%，新疆生产建设兵团七十七团通过秸秆资源化技术单产增加8%、土壤有机质达21.2%，内蒙古科尔沁旗通过优质牧草种植、良种培育的生态畜牧业实现了规模生产与草场保护的双赢。     

长汀县循环农业产业联盟模式能值分析

实施种养结合,将农牧生产废弃物利用并回流坡耕地和开展地力恢复是长汀县水土保持的重要内容.应用能值分析法分析2014年长汀县循环农业产业联盟和长汀县农业生态系统(对照)的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数,以及循环农业模式能量流动特征.结果表明:2014年循环农业产业联盟的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数分别为7.12、49.35、0.44和16.26.同期长汀县农业生态系统的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数分别为1.20、3.29、0.23和5.17.循环农业产业联盟净能值产出率和可持续发展指数分别高于当地农业生态系统5.92和11.09个单位,对当地农业发展具明显带动作用.提出了有关优化循环农业产业联盟的建议:1)控制牧业生产规模;2)扩大有机肥厂生产规模;3)引进更多的种植企业,参与循环产业联盟,利用沼液;4)增加科技投入,提高沼气和沼液利用率.通过项目引导构建循环农业产业联盟模式,分析循环农业模式能量流动特征,不仅有助于说明循环农业模式实施效果,也可为循环农业模式自身优化提供理论依据.