基于物质流分析的高集约化农区环境风险评价

该文将经济-环境系统研究领域的物质流分析方法运用在高集约化农区的环境风险评价中,构建了高集约化农区环境风险指数模型,并以湖南省桃江县为案例区,分析测算了2001-2012年的物质输入-输出变化,对高集约化农区环境风险进行了初步评价。结果显示:1)以人口压力、农业产值、耕地面积和农业技术水平为主要驱动力,农产品的生产增加,但物质投入和物质输出指标在12 a间波动上升,物质投入的增加导致了污染排放的同步增长;2)人均物质投入、人均物质产出持续提高,资源生产率和环境效率降低,创造单位农业经济产值的资源消耗和污染排放量有所下降;3)总体环境风险在2004年之后增加,但以2010为转折点开始得到有效控制;4)基于物质流分析的环境风险评价方法可较全面的反映高集约化农区环境风险的演变规律及结构特点,较好的揭示环境风险的发展程度及变化特征。     

甘薯钾素利用效率的基因型差异研究

选用高养分效率品种,是当今作物育种的主要目标之一.长期以来,增施化肥使作物产量大幅度提高,但也带来了一系列生态和环境问题,如化肥流失加重,环境恶化和投入效率下降.如何保持作物持续高产,提高投入效率和减少生态环境恶化,是当前农业生产迫切需要研究解决的新课题.而筛选和利用养分高效作物基因型则是解决这些问题的有效途径[1,2].     

肥料着色材料使用安全风险及控制研究

尽管着色材料为肥料非必需添加成分,但非约束性添加存在一定的安全风险,而科学地进行风险控制,可从源头降低其对生态环境和食品安全所带来的影响。当前肥料生产中使用的着色材料主要涉及颜料、染料和食品着色剂,不同类型的着色产品安全性不一,如染料过量投入到土壤中可能会发生吸附、降解或生物富集等现象。结合国内外着色材料的管理和技术法规现状,研究提出肥料着色材料的安全风险控制措施。建议将着色材料划分为“零级风险”“控制风险”“高级风险”3 个等级,并建立着色材料产品质量及其生物学特性和土壤环境风险评价体系,以引导肥料生产者优先选用安全的着色材料,从而实现肥料绿色生产。     

绿色施工条件下铁路弃渣场的综合效益分析

[目的]研究铁路弃渣场施工"资源效率—环境效率—经济效率"的"三位一体动态施工综合效益率",为"四节一环保"应用于铁道弃渣场施工带来的水土保持及长远效益提供依据。[方法]基于绿色施工理念和最大化水土保持带来的多维效益,以传统Malmquist模型为基础,以弃渣场施工为研究主体,引入施工所致的非期望产出,充分考虑资源的投入利用率以及动态投入的长远效应,构建铁路弃渣场施工Malmquist模型(QMPI)。[结果]QMPI模型充分解释了铁路弃渣场"资源效率—环境效率—经济效率"三位一体的动态施工综合效益。基于DEA-SOLVER PRO软件平台进行了QMPI施工全要素生产率及其分解效率的测算,得出了各要素的冗余率。[结论]施工综合效益率与资效效率(REC)和环效效率(EEC)呈整体正相关,即绿色施工会促进施工综合效益率。同时,提升"四节"会促进"一环保",从而共同作用提高施工效益。     

高投入蔬菜种植体系磷素高效利用的根际对话及效应研究进展

蔬菜种植体系是一种高投入体系,高量磷肥的投入会造成磷资源浪费和磷高积累带来的环境风险。通过根际调控增加磷有效性以及提高蔬菜对磷的吸收利用是菜地减磷增效行之有效的手段之一。基于该研究思路,综述了根际对话三大模块,植物-植物对话（蔬菜间套作根系互作）、植物-微生物对话（蔬菜根系与菌根真菌及根际促生菌互作）以及微生物-微生物对话（菜地解磷微生物与根际微生物互作）在促进蔬菜根系发育、活化土壤累积态磷从而增加蔬菜对磷的吸收利用方面的作用及其作用机制。同时阐述了人为调控不同模块,如利用解磷微生物菌肥提高蔬菜磷吸收利用,以及在缓解蔬菜连作障碍方面的应用效果及机理。最后探讨今后高投入体系根际对话的研究方向,旨在为推动高投入蔬菜种植体系磷肥管理的绿色和可持续发展提供理论依据。     

服务器虚拟化助力数字图书馆的发展

随着数字图书馆的迅速发展,应用服务器数量越来越多,带来了服务器管理复杂、资源利用率低和数据备份困难等问题。将服务器虚拟化技术应用到数字图书馆中,可以简化服务器管理、节约硬件投入、提高服务器资源使用效率、方便系统的管理和平台迁移、实现数据的快速恢复。     

县域尺度农业资源管理决策支持系统研究

该文根据实际需要,在ArcView和FoxPro支持下建立了县域尺度的农业资源管理决策支持系统。它的组成不仅包括构成系统基础的土地资源、水资源、气候资源、生物资源,同时涉及依赖这些资源而存在的各种作物、牲畜、果木,以及为这些产品所投入的生产资料。然后介绍了该系统在山东省宁津县的应用实例。县域农业资源管理决策支持系统将计算机和地理信息系统技术与当地自然地理、社会经济条件结合,根据相关的专家知识库,实现农业资源的合理利用,提高农业生产资料生产效率,同时还有效减轻农业生产造成的环境问题。     

生物刺激素及其在功能水溶性肥料中应用前景分析

施用生物刺激素所带来的改土抗逆促生功能对于提高土壤养分利用效率、促进作物提质增产十分有效,深受功能性肥料行业的关注。本文从分析生物刺激素概念入手,总结了市场上普遍应用的腐植酸、氨基酸、海藻提取物和促生菌的功能特性和作用机制,并归纳了含有这些物质并可作为功能水溶性肥料载体的废弃物资源种类及应用特点,探究其与活性物质复配制备功能水溶性肥料的工艺关键,以期为实现废弃物增值化利用,实现集约化生产中肥料减施、提高作物产量和品质等目标提供产品支撑。     

青贮玉米高产与环境友好型施肥模式探究

针对目前内蒙地区青贮玉米种植过程中肥料施用不合理等突出问题,通过田间试验,探究了青贮玉米田不同养分投入模式对其产量、经济效益和环境等的影响。结果表明:传统施肥模式中,以氮肥为主的肥料基施是导致青贮玉米低产的主要原因,基于土壤测试的基肥加追肥模式和光谱全追肥模式下青贮玉米产量分别为 67500和 73000 kg·hm -2,与传统施肥模式相比,分别增产 12500和 23500 kg·hm -2,增幅分别为 36.4%和47.4%,分别净增收 103%和 119%。相比传统施肥模式,基于土壤测试的基肥加追肥模式和光谱全追肥模式氮肥利用率分别提高了 98.1%和 106.4%,氮肥的表观损失仅分别为传统模式的 21.8%和 5.6%,有效地提高了肥料利用率且明显地减少了氮素的流失,降低了环境风险。研究结果可为内蒙古青贮玉米可持续发展和经济环境双赢提供技术支撑和保障。     

我国肥料产业面临的挑战与发展机遇

本文从我国农业对肥料的需求入手,分析了我国肥料产业面临着种植业施肥目标、肥料供需环境、肥料施用方式的变化以及肥料负面作用受到人们重视的客观现实。厘清我国植物营养与施肥在不同时期的任务和目标,肥料产业存在的问题,对指导我国肥料产业健康发展具有重要的参考意义。建国以来直到上世纪末,粮食和农业初级产品短缺一直困扰着国民经济的发展,提高肥料投入来增加供给是肥料施用和养分高效的主要目的。随着我国经济的发展,肥料施用从单纯的提高产量到产量与环境并重,而且环境要求越来越严,农业生产迫切需要养分效率高、环境友好型的肥料。肥料生产由卖方市场向买方市场的根本性转变加剧了肥料企业间的不正当竞争。我国肥料产业发展中出现了过分炒作概念、无限延伸肥料功能、肥料概念把握不科学、行业浮躁、踏实精神不足等问题,肥料标准过细等也影响着我国肥料产业的创新与发展。我国经济的连续快速发展,农业资金投入的大幅增加和农村劳动力的转移,规模化种植的推广,对我国肥料从产品、剂型到施用技术都提出了新的要求,为产业的发展提供了新的机遇。生产养分浓度、养分比例和养分形态适应不同作物和土壤环境容量的肥料产品,适应简化施肥技术的缓控释肥,适应肥水一体化的全水溶肥料都要求肥料助剂的创新。     

欧盟有机农业植物营养和肥料使用的法律要求

欧盟有机农业植物营养和肥料使用的理念与措施可保证有机农业生态系统内物质循环、保持和发展土壤肥力和生物活性。对有机农业动物源经济肥料实现量化管理,对动物源经济肥料的仓贮能力提出高要求,只允许在规定的范围内按规定的方式使用收录在《欧洲有机法案》的物品,并纳入“监控操作程序”,保证了有机农产品(食品)的高安全和高质量、保护了动植物和环境、保证了农业生态的可持续发展。     

我国新型肥料产业发展战略研究

肥料产业服务于农业生产,尿素、磷铵、氯化钾和复合肥等传统化肥产品的大量投入对保障粮食安全发挥了至关重要的作用。随着我国农业发展方式从资源消耗型向绿色可持续型转变,发展新型高效肥料产业,提升肥料产品对粮食安全与生态环境安全的协同保障作用,是现阶段国家农业绿色发展的一个关键举措。新型肥料类型主要有缓/控释肥料、增值肥料、水溶肥料、商品有机肥、微生物肥料等,相比于常规施肥,施用新型肥料普遍能够提高作物产量和养分利用效率,增产率范围为4.6%～17.5%,氮肥利用率提高16.8%～52.3%,农田土壤氨挥发损失量可降低7.2%～50.7%,N₂O排放降低8.1%～40.8%,氮淋溶损失降低16.5%～43.8%,氮径流损失降低22.1%～45.4%。经过几十年的跟踪和创新,我国新型肥料形成了产业化,新型肥料总产量已位居世界前列。但由于新型肥料产业起步晚,几乎所有类型的新型肥料生产均存在原创核心技术缺乏,产品特性与农业需求匹配性不高,施肥技术和装备发展滞后,以及监管体系薄弱等问题。为推动新阶段新型肥料产业结构绿色高效转型升级,未来我国的新型肥料产业发展战略核心包括以下4个方面:1) 以农业需求为导向,提升肥料产品与生产需求的匹配度;2) 肥料增效技术由注重养分供给向土壤环境、作物吸收和有效供给综合调控发展,肥料增效材料向高效、环保和价廉方向发展,肥料产品向营养、土壤改良和抗逆等多功能发展;3) 注重最大限度地利用资源,降低能耗,通过大型肥料生产设备的优化和改造,力争实现新型肥料由二次加工到一次生产的突破,实现新型肥料生产的绿色低碳转型;4) 建立健全肥料生产、销售和使用全链条监管体系,保障新型肥料产业的高质量健康发展。     

河北省县域农业绿色发展指标时空变化特征

为剖析河北省县域农业绿色发展的主要问题及限制因素,本文以河北省135个县(区)为研究对象,围绕社会、经济、生产力、资源和生态环境5个维度,选取了26项农业绿色发展指标,基于专家意见和统计资料,参照农业绿色发展程度将入选指标从高到低划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级,并定量分析了1996年和2016年河北省县域尺度的农业绿色发展指标时空变化特征。结果表明, 20年间河北省农业生产条件不断改善,农业机械化水平与农田灌溉水平均有不同程度的提升;农业经济效益大幅增长,单位面积农业产值与人均可支配收入分别增长了1.96倍和3.05倍;农业生产能力持续提升,表现为单位面积热量产量及植物蛋白产量持续上升,氮素利用效率有所回升;资源投入持续增加,表现为氮、磷、农药及农膜的使用强度不断增加;环境风险仍处于较高水平。从空间变化来看,河北省东北部和南部地区社会发展、经济和农业生产的农业绿色发展程度呈提高趋势;而资源和生态环境指标绿色发展程度总体表现为下降趋势,呈现出西北部和东南部地区高的特征。5类指标绿色发展程度等级处于Ⅰ级水平的县域数量占比较高,呈现明显的空间差异。河北省农业绿色发展的主要瓶颈问题来自资源短缺、环境污染和生态破坏,造成以上问题的原因是资源投入过高、种养结构改变和农牧分离严重,下一步需要提高资源利用效率,保持产地环境的清洁和生态系统的稳定,快速推进河北省县域的农业绿色发展。     

榆林市能源化工基地经济增长对资源环境的影响

在利用能值和物质流方法构建经济价值和环境影响评价指标的基础上,分别从EKC曲线特征,生态效率及其"脱钩"三个层面解析了榆林市经济发展对资源环境的影响。结果显示,经济发展与资源环境负荷之间"倒U"形特征显著,EKC转折点将出现在2015年前,届时经济价值与资源环境压力将分别较2009年增加8.83和4.38倍;生态效率在11 a间提高了4.55倍,生态效率的提高建立在生态压力不断增大的基础上;榆林市脱钩现象以弱脱钩和扩张性复钩的交替为特征,经济发展的弱可持续特征明显,相比于废物排放,资源投入对生态压力的升高具有更加明显的推动作用。改变传统经济增长方式,发展循环经济,促使榆林市在满足全社会物质需求总量的同时,实现经济与人口、资源、环境相协调发展是今后榆林经济持续发展的必由之路。     

中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径

总结了近年来在全国粮食主产区进行的1 333个田间试验结果,分析了目前条件下中国主要粮食作物水稻、小麦和玉米氮磷钾肥的偏生产力、农学效率、肥料利用率和生理利用率等,发现水稻、小麦和玉米的氮肥农学效率分别为10.4 kg kg-1、8.0 kg kg-1和9.8 kg kg-1,氮肥利用率分别为28.3%、28.2%和26.1%,远低于国际水平,与20世纪80年代相比呈下降趋势。造成肥料利用率低的主要原因包括高产农田过量施肥,忽视土壤和环境养分的利用,作物产量潜力未得到充分发挥以及养分损失未能得到有效阻控等。要大幅度提高肥料利用率就必须从植物营养学、土壤学、农学等多学科联合攻关入手,充分利用来自土壤和环境的养分资源,实现根层养分供应与高产作物需求在数量上匹配、时间上同步、空间上一致,同时提高作物产量和养分利用效率,协调作物高产与环境保护。     

黄土高原沟壑区粮食生产的资源环境成本

针对粮食生产过程中的资源消耗和环境降级问题,以黄土高原沟壑区的陕西省长武县为研究对象,运用环境经济学估算方法,对粮食生产的资源环境成本进行了研究。结果表明：2008年该区粮食生产资源环境损失总价值相当于当年农业总产值的19.05%;小麦和玉米的资源环境成本分别达到2.02和1.19元/kg,总成本分别为4.08和2.23元/kg,而出售价格仅1.72和1.28元/kg,高成本低效益状况对区域粮食安全及生态经济持续发展产生不利影响;对粮食总成本中的各要素进行因子分析得出,资源环境成本和化肥费用是其主要因素。在现有生产条件下加大农业科技投入,提高生产资料利用效率,发展现代生态农业,是降低粮食成本维持区域持续发展的重要举措。     

东北地区家庭农场效率提升的环境效应评价

【目的】通过对东北地区家庭农场效率和环境影响进行实证研究,以期为其他地区家庭农场优化资源配置和降低环境影响提供依据。【方法】基于2019年对该地区289个家庭农场的问卷调查数据,运用数据包络模型测算了家庭农场效率,并在此基础上应用生命周期评价方法探究了家庭农场系统资源投入优化前后的环境影响变化。【结果】家庭农场技术效率、纯技术效率和规模效率数值均小于1,资源投入存在优化的可能性。优化后家庭农场土地、劳动力和化肥资源消耗减少。全球变暖、环境酸化和富营养化的环境影响潜值降低。【结论】提高家庭农场资源投入效率,减少温室气体等污染物排放,符合可持续发展目标12（负责任消费和生产）和可持续发展目标13（气候行动）的要求。     

农地流转对农业生态系统的影响

为评价农业经营方式转变带来的生态环境效应,本研究选取重庆市荣昌县农地流转典型区域,结合实地调查和能值分析方法,分别以普通农户和经营大户的投入和产出表征农地流转前后的农业生态系统投入和产出,对研究区农地流转前后农业生态系统能值变化进行了对比分析。结果表明,农地流转后研究区农业生态系统的购买能值投入较流转前减少70.48%,能值产出增加2.15%。这使得农业生态系统的净能值产出率由农地流转前的0.01增加到流转后的0.04,提高了300%。农业机械对人工的替代是单位投入减少的最主要因素,从而使得农业生产效率得到大幅度提升。对于可更新系数小于系统可更新系数的单项投入来讲,减少其投入量能够使系统的环境负载率降低;对于可更新系数大于系统可更新系数的单项投入来讲,增加其投入量能够使系统的环境负载率降低。但是研究区农业生态系统单项投入的变化均使得环境压力有所增大。其中,人力投入大幅度减少,电力柴油等投入有不同程度地增加。因此,研究区农业生态系统的环境负载率由农地流转前的0.12增加到流转后的0.65,提高441.67%;可持续性指标由流转前的0.08降低到流转后的0.06,生态可持续性降低25.00%。研究发现,适度规模经营能够有效降低生产成本,增强产品的市场竞争力;不过,种植结构调整高附加值化和高产量追求,导致农药化肥等购买资源大幅度地增加,加剧了农业生态系统潜在的生态环境风险。研究认为,农业生态系统可持续发展的关键在于对农业集约化发展方式的选择。为此,国家在引导农地流转和发展适度规模经营的政策体系中需对此给予指导并施以规范。     

菜地土壤解磷微生物特征及其在磷形态转化调控中的作用

目前蔬菜生产存在为追求高产而盲目"高磷投入"的现象,尽管持续高量的磷肥投入导致菜地土壤磷库储量较之粮田更加丰富,但土壤中的磷极易被固定形成无效态磷,导致菜地磷肥当季利用率低以及磷高积累带来的环境风险。而解磷微生物可以利用自身的代谢功能驱动土壤难溶性磷向有效磷的转化,从而直接影响土壤磷素周转及供磷水平。本文探讨了菜地土壤解磷微生物特征、根际磷素周转及其对蔬菜磷吸收利用的贡献、磷肥及碳源种类对解磷微生物的影响、解磷微生物在菜地面源污染防控中的作用及其今后高效应用研究方向,旨在为今后提高蔬菜磷肥利用率,以及充分利用菜地累积态磷,从而进一步降低环境风险提供参考。     

绿色智能肥料：从原理创新到产业化实现*

肥料作为粮食安全的物质基础，在支撑我国粮食产量、农产品品质、人类营养健康等方面发挥了至关重要的作用。迈入新时代，在全国社会经济特别是工农业绿色转型的大好形势下，肥料创新面临着协同实现粮食安全、资源高效、环境友好、营养健康、绿色低碳的巨大挑战。为破解这一重大难题，本文提出了绿色智能肥料概念与产业化途径，通过系统阐述土壤-植物-微生物-肥料-环境之间的协同原理，构建了匹配土壤、匹配作物、匹配气候环境条件的绿色智能肥料创制新学术思路，提出了绿色智能肥料的理论框架、关键科学问题、研发路径以及未来突破的重点，为多学科交叉创新、工农融合全产业链绿色发展的解决方案设计与实现提供借鉴，旨在推动我国化肥产业绿色转型升级，支撑农业绿色发展。