造林树种选择设计

目前,林业生态工程设计中一项很重要的内容就是造林树种的选择,造林树种选择的是否恰当,是决定造林工程成功与否的关键因素。如果造林树种选择的好,其成活率就高,生长速度也快,郁闭早,相对的产量也很高。反之,则会使造林工程达不到理想的效果,在浪费资金与工时的同时,也浪费了种苗,这种情况下,即便树种成活,林木也会因长期生长不良而不易成材,长此以往,林地根本起不到应有的防护及美化作用。文章作者对林业工程造林树种的选择进行详细分析,从而指出一系列树种选择方式。     

1961—2010年东北农作区春小麦需水量的时空变化特征

利用东北农作区58个气象站点1961—2010年的逐日气象数据,基于Simulation of Evapotranspiration of Applied Water(SIMETAW)模型分析气候变化背景下东北农作区春小麦生育期内作物需水量(Crop evapotranspiration,ETc)和灌溉需要量(Evapotranspiration of applied water,ETaw),以及典型站点春小麦的灌溉需求指数(Irrigation demand index,IDI)的时空变化特征。结果表明:近50年来,东北农作区日平均温度呈显著上升趋势,平均降水量下降趋势不明显,平均太阳辐射及作物蒸散量呈显著下降趋势。春小麦生育期作物需水量和灌溉需要量呈下降趋势,其分布均表现为西多东少。50年来春小麦作物生育期需水量下降主要集中于松辽及兴安岭南部地区,东部地区变化趋势不明显;生育期灌溉需要量下降集中于松辽及兴安岭地区,三江平原地区略有增加,长白山地区多年保持平稳。     

基于县域单元的我国水稻生产时空动态变化

水稻是我国最重要的粮食作物之一, 阐明近几十年来水稻的时空动态变化特征, 对于优化水稻布局、促进水稻生产的可持续发展具有重要意义。本研究基于1985年以来的县域水稻生产数据, 分析了我国水稻产量、面积和单产的时空动态变化特征和水稻生产重心迁移轨迹, 在此基础上量化了水稻面积和单产对总产的贡献度。结果发现, 我国水稻产量变化以49年周期为主, 21年为辅, 面积变化周期为26年, 单产变化周期为60年; 1985—2015年间, 在水稻种植区域内, 近50%地区产量上升, 约70%播种面积减少, 80%以上区域单产增加; 我国水稻产量、面积重心分别向东北方向迁移229 km和225 km, 而东北稻作区产量、面积重心分别向北偏东方向迁移238 km和242 km; 我国水稻生产主导因素中单产占比由56.3%下降至28.3%, 面积由34.7%上升至63.1%。结果表明, 全国各稻作区单产提升、东北早熟单季稻区面积增加、华中双单季稻区和华南双季稻区面积减少是我国水稻种植面积变化的主要特征。因此, 合理布局我国水稻的种植面积和持续提高的水稻单产是稳定和提升我国水稻产量的主要措施, 充分利用光热资源、提高机械化程度和比较效益是促进我国水稻生产发展的关键途径。     

1991—2019年美国大豆区试品种(系)农艺和品质性状时空变化特征

美国是全球重要的大豆生产国, 中美大豆生产水平差距大, 探讨美国大豆品种主要性状的时空演变规律对中国大豆生产具有重要借鉴意义。本研究基于1991—2019年美国213个大豆品种区试站点共计102,244个年点观测数据, 综合运用线性回归模型、空间分析和结构方程模型等方法, 研究了近30年来美国大豆区试品种(系)农艺和品质性状的时空变化特征。结果表明: (1) 1991—2019年美国大豆区试品种(系)数量和大豆单产均呈上升趋势, 1991—2003年大豆单产稳定在3000 kg hm^-2左右, 2004年以来大豆单产以年均46.4 kg hm^-2的速度显著增加, 近15年大豆平均单产为3525 kg hm^-2; 西部和东部玉米带是美国大豆高产区, 2004—2019年美国有22.6%的区试站点大豆单产超过4000 kg hm^-2, 且主要分布于西部玉米带和东部玉米带。(2) 近30年美国大豆区试品种(系)的百粒重呈下降趋势, 而株高和生育期无显著变化; 1991—2003年间百粒重年均下降0.12 g, 2004年以来百粒重无明显变化。(3) 近30年美国大豆区试品种(系)的蛋白质含量呈下降趋势, 平均蛋白质含量从1991—2003年间的41.3%下降到2004—2019年间的40.0%, 美国南部地区的蛋白质含量比北部地区高1.4%; 油脂呈先下降后增加趋势, 平均油脂含量从1991—2003年间的20.3%上升到2004—2019年间的21.3%; 2004—2019年美国有59.2%的区试站点大豆油脂含量超过21%。(4) 2004—2019年美国大豆区试品种(系)单产水平和油脂含量协同提高, 大豆自身农艺性状对单产的制约作用降低。本研究揭示了美国近30年来大豆品种(系)农艺和品质性状的时空变化特征, 阐明了不同时期大豆区试品种(系)单产与主要性状之间的关系, 可为中国大豆品种高产优质协同发展提供参考。     

气候变化对河北低平原冬小麦需水量及水分生态适应性的影响

在气候变化和水资源短缺背景下,河北低平原地区冬小麦生产面临着巨大挑战。本研究以沧州市吴桥县为例,分析该地区1981—2015年冬小麦生育期内各项气象因素变化特征,采用SIMETAW模型模拟冬小麦各生育期需水量变化,分析冬小麦各生育阶段的水分生态适应性,提出影响冬小麦各生育阶段需水量的重要气象因素。结果表明:近35年来,气温是冬小麦生育期内变化最为显著的气象因素,其中最低气温呈极显著上升趋势,增幅为0.41℃/10a,平均气温呈显著上升趋势,增温幅度为0.27℃/10a;其次是降雨量的变化,冬小麦生育期内降雨量历年来呈增加趋势,每10年增加6.06mm;其他气象因素均呈不显著上升趋势。在上述气候变化背景下,冬小麦生育期内需水量近35年总体呈上升趋势,其中1981—1998年需水量呈下降趋势,1998—2015年呈上升趋势;冬小麦3个生长阶段(播种~越冬、返青~拔节、孕穗~成熟)的需水量均为上升趋势,其中拔节~返青阶段需水量显著高于其他2个生育阶段,且水分生态适应性最差,降水耦合度多年平均仅为17.84%。影响冬小麦各生育阶段需水量的气象因素有所不同,其中影响冬小麦返青~拔节阶段需水量的主要因素包括空气相对湿度(-)、最高气温(+)、平均风速(+)、太阳辐射(+)、最低气温(+)。根据回归方程,预测吴桥县冬小麦生育期需水量在2020和2030年分别为466.7和472.6mm。本研究结果将为河北低平原地区冬小麦节水种植制度构建提供理论依据。     

松辽平原中部地区应对气候干旱变化的土壤耕作技术

近30a松辽平原中部地区气候变化显著,该地区玉米生产干旱风险增加。论文利用四平、长春等7个站点的逐日气候数据,分析了近30a松辽平原中部地区玉米季(5-9月)气候变化情况,研究发现该地区玉米季降雨量呈现减少趋势,平均温度、最高温度和最低温度均呈增加趋势;整体上玉米季干旱风险加剧,近10a发生频率为60%,增加幅度尤为明显。在此基础上,该文从土壤耕作技术应对角度分析了免耕(NT)、旋耕(RT)、翻耕(CT)和宽窄行(DL)等技术对土壤蓄水能力、透水性和紧实度的影响,探讨了不同耕作措施对土壤耕层结构的影响,比较了不同耕作技术下玉米产量差异,分析了土壤耕作措施对气候干旱变化的适应性。结果表明:以免耕和宽窄行技术为核心的保护性耕作技术是松辽平原中部地区应对干旱气候最为合理的土壤耕作技术,对于减小该地区玉米季干旱风险,提高玉米产量具有重要意义。     

1951-2015年中国主要粮食与油料作物种植结构变化分析

为阐明中国主要粮食-油料作物种植结构变化特征。本研究基于1951—2015年中国主要粮食与油料作物的分省生产数据,利用优势指数理论等指标分析中国主要粮食与油料作物生产时空变化特征,探讨影响中国粮食与油料作物种植结构变化的驱动因素。结果表明:1951—2015年,中国水稻、玉米和花生种植面积均有不同程度增加,小麦和大豆面积有所减少;各作物总产量和单位面积产量均显著增加。1951—2015年,东北地区和华北地区粮食与油料作物种植结构变化最显著,东北地区水稻和玉米面积显著增加,小麦面积显著下降;华北地区玉米和花生面积显著增加,大豆面积显著下降。     

用高梁壳和木屑为主料栽培平菇技术

高粱壳是高梁脱粒后的颖壳,高粱居我国粮食作物播种面积第7位,高粱壳和高梁秸约800万t／年。高梁壳含蛋白质5．53％,脂肪0．47％,全磷0．7％,全钾0．6％,用高梁壳栽培平菇产量和棉子壳相当,而且转潮特别快。     

近30年我国谷子生产时空变化与区域优势研究

目的 谷子营养丰富、生育期短、抗旱耐瘠,谷子种植对优化干旱半干旱地区农业种植结构和促进农民增收具有重要作用。分析我国谷子生产时空变化特征与区域优势,以期为优化谷子布局和促进谷子生产发展提供建议与理论依据。方法 基于1985—2015年谷子各省、县域生产统计数据,采用产量贡献率、重心迁移、比较优势指数等指标,分析了我国谷子生产时空变化规律。结果 30年间全国谷子播种面积由3.318×10 ⁶hm ²减少至7.88×10 ⁵hm ²后回升至8.39×10 ⁵hm ²,单产由1 801.2 kg·hm ^-2提高至2 342.9 kg·hm ^-2,总产量变化中面积贡献率为80.3%,单产贡献率为18.4%,且单产贡献率逐渐增加。全国谷子生产重心年际间变化较小,优势产区稳定在东北地区中西部、黄淮海平原中北部和北部中低高原区东南部,具体集中在内蒙东部、东北三省与内蒙接壤的县域、河北大部、河南西北部、山东中部、山西大部、陕西北部、甘肃东部及宁夏中部。30年间黄淮海平原区、东北地区与西北部分县域单产增加但播种面积大量减少,使该区域表现为单产优势与面积劣势,2000年后北部中低高原区的吉林通榆、内蒙敖汉旗与山西部分县域的播种面积回升。播种面积较大而单产劣势的县域集中在黄土高原地区的陕西和山西中北部部分县域。结论 30年来全国谷子播种面积先减后增,生产集中程度不断增大,优势产区趋于稳定,单产逐步提升。黄淮海地区被夏玉米替代的夏谷较难恢复,东北地区中西部、北方农牧交错区及太行山沿线区谷子生产具有恢复潜力。谷子育种、栽培技术与生产加工机械的进步,对谷子生产提质增效与实现产业化发展至关重要。     

海河低平原典型县种植制度与农田景观格局变化遥感监测

作物是影响农田景观格局和生态功能的最主要因素,种植制度与农田景观优化对集约化农业的可持续发展影响显著。该研究主要利用2013－2019年Landsat 8 OLI影像,基于主成分分析法-随机森林分类法（Principal Component Analysis - Random Forest, PCA-RF）解译遥感影像,结合转移矩阵和景观指数法,以河北吴桥为典型案例研究了海河低平原复种指数、种植模式的空间分布特征及其变化动态,在此基础上分析了农田景观破碎度和多样性的变化特征。结果发现,PCA-RF法解译研究区种植模式总体精度达90%以上,Kappa系数高于0.84,效果较好;研究区复种指数从163%上升至174%,一熟转变为两熟区的面积是两熟转变为一熟区面积的1.64倍;麦玉两熟面积保持稳定,棉花一熟面积缩减了80.93%,而粮林复合种植模式的面积增长了64.54%;棉花一熟是转变为麦玉两熟的主体模式,占麦玉两熟转入面积的81.15%;同时,麦玉两熟和棉花一熟是转变为玉米一熟的主体模式,分别占玉米一熟转入面积的46.43%和41.43%;研究区香农多样性指数上升8.57%,麦玉两熟和棉花一熟的分离度指数显著增大。结果表明,7年来,棉花一熟转变为麦玉两熟导致研究区复种指数提升;棉花一熟缩减且转变为其他模式和种植模式增多导致农田景观多样性增加;同时,麦玉两熟和棉花一熟的破碎度增大导致农田景观破碎度增大,不利于主体模式的进一步规模化生产。