南水北调中线工程水源地化肥施用时空分布特征及其环境风险评价

为全面认识南水北调中线水源地农业化肥施用的时空分布差异及对生态环境的潜在威胁,加强化肥施用风险管控,以南水北调中线水源地县级2002—2014年化肥施用量及耕地面积年鉴数据为基础,结合实地调查,运用化肥污染环境风险评价模型,对水源地化肥投入的时空变化分布特征和环境风险进行分析和评价。结果表明:2002—2014年水源地化肥施用明显过量且逐年增加,净增长214.44 kg·hm~(-2),年平均增长率为3.03%。水源地化肥施用强度是发达国家化肥施用安全标准上线的2.74倍,是全国化肥施用强度平均值的1.50倍,是我国生态县建设化肥施用负荷标准的2.47倍,且区域间存在差异。水源地整体化肥施用的风险指数呈逐年增加趋势,从2002年的0.67增至2014年的0.74,增幅为10.45%。多数地区化肥施用风险程度处于中等风险水平,其中西峡县、城固县、汉滨区和邓州市处于严重风险状态,宁陕县、神农架林区和紫阳县处于安全状态。水源地氮肥施用整体处于中等风险状态,磷肥施用风险整体处于低风险和尚安全状态。研究区化肥施用负荷过高是由体制、政策、技术、观念以及经济发展水平等多方面原因造成的,种植模式、施肥技术及管理方式是其直接原因,而农业体制和政策是其内在原因。相关部门应采取有效措施对化肥施用进行"控量增效"管理,如实行农业集约化经营,优化种植结构,加强农民环保意识和农技知识教育,提高农民科学施肥技术,普及推广配方施肥及测土施肥等。     

追施沼肥对番茄生长、产量和品质的影响

探讨追施沼肥对番茄生长、产量和品质的影响,旨在为日光温室栽培追施沼肥在番茄上的应用提供理论依据。采用裂区设计,研究主栽蔬菜—番茄在日光温室种植条件下,追施不同量的沼肥和喷施不同体积分数的沼液对番茄生长、产量和品质的影响。结果表明,在喷施沼液体积分数相同的条件下,追施75t·hm-2沼肥促进番茄植株的生长,提高番茄的硬度、单果质量、产量、维生素C质量分数、可溶性糖质量分数和糖酸比,且优于常规施肥(CG),有效改善番茄品质,提高经济效益。在沼肥追施量一致的条件下,喷施体积分数为50%的沼液为最优。在二因素交互作用下,喷施沼液的体积分数为50%、沼肥追施量为75t·hm-2时,有利于番茄的生长、增产和品质的改善。     

宁南半干旱区不同施肥量下马铃薯光合特性研究

用Li-6400便携式光合仪对宁南半干旱区不同施肥量下马铃薯盛花期功能叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)进行测定。结果表明,在马铃薯生育关键期土壤水分亏缺情况下,4种处理叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度的日变化曲线均为开口向上的抛物线,而净光合速率日变化是气孔调节作用的结果。合理增加氮磷肥可以提高作物光合能力,但施肥对提高净光合速率的效应受到土壤水分状况的制约。土壤水分状况越差,增加施肥对作物光合能力的提高效应越差。高肥处理时,由于马铃薯植株生长旺盛,营养生长期水分消耗过大,生殖生长期土壤水分供应状况更差,作物受到严重的水分胁迫,导致气孔导度、净光合速率和蒸腾速率大幅下降。     

引进美国草种水保效果的对比研究

通过人工模拟降雨与室内分析相结合的方法,对美国引进的8种禾本科牧草的生长势能、持水能力及草地的土壤水分状况、物理性状、土壤抗蚀性、贮水量、水土保持作用等指标的初步研究,结果表明：种植牧草可增大地表粗糙度,减轻地表水蚀,达到防止水土流失的目的,并通过生物改良和阻滞溅蚀增强土壤抗蚀性;其中,无芒雀麦、苇状羊茅、扁穗冰草、细颈披碱草的水保综合性能表现最为优秀,披碱草、新麦草、高冰草表现一般,猫尾草表现较差。     

温度对秸秆厌氧消化产气量及发酵周期影响的研究

温度是影响沼气产气效率和发酵周期的主要生态因子,探索农作物秸秆产气量和发酵周期与发酵温度之间的关系,是解决农村户用沼气原料选择、确定最佳发酵温度和提高作物秸秆资源化利用的效率的关键;本试验通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以麦秆、稻秆和玉米秆作为发酵原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在总固体(TS)质量分数为8%的条件下进行批量试验,在25～40℃温度范围内,每5℃设一个温度梯度,研究了不同发酵温度对产气速率、产气量及发酵时间的影响,并用SAS软件对各因素进行多元回归分析,建立了回归方程,得出各因素的最优值.结果表明,在一定的温度范围内,3种秸秆厌氧发酵的产气速率的峰值出现的时间和发酵周期是随着温度的升高而缩短,其峰值和产气量是随温度的升高而增加.     

旱作条件下轮作模式和秸秆还田对土壤碳平衡的影响

为稳定农田土壤碳库,减少土壤碳元素流失,在西北农林科技大学校内试验基地开展为期2a的田间定位试验,研究麦豆轮作及秸秆覆盖量对土壤碳平衡影响。以麦闲轮作秸秆不还田(S0)、秸秆全量还田(S1)、秸秆半量还田(S1/2)为对照,设置麦豆轮作S0、S1、S1/2等处理,采用GXH-3010E1型便携式红外线分析仪及重铬酸钾加热法分别测定土壤碳排放通量和土壤有机碳质量分数。结果表明,2a试验期间,单位空间土壤(1m3)有机碳储量均发生变化,麦闲轮作土壤有机碳储量提升0.92×105 kg·m-3,麦豆轮作提升2.11×105 kg·m-3。其中,麦闲轮作S1/2处理增加1.64×105 kg·m-3,S1处理增加3.63×105 kg·m-3;麦豆轮作S1/2处理增加0.45×105 kg·m-3,S1处理保持稳定。观测期内麦闲地土壤碳排放通量最高值为9 000kg·m-2·h-1,麦豆地最高值为6 000kg·m-2·h-1;与麦闲区相比,麦豆轮作区碳排放总量降低了1.36×103 kg·m-2,S1/2处理碳排放总量最低。在黄土旱区实行少耕麦豆轮作半量秸秆还田有助于稳定土壤碳库减少土壤碳排放。     

黄土高原退耕区不同林龄刺槐林下草本植物的多样性

通过典型样地调查,以空间序列代替时间序列方法,对不同林龄刺槐林下草本层的物种组成、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数等进行分析。结果表明,刺槐林下草本植物科、属、种、株数、盖度及物种多样性均存在差异。林下植物种类丰富,群落整体更新情况良好,有草本植物67种,分属21科50属,以禾本科、菊科、豆科为主要科,用二次函数回归方程能较好地反映刺槐林龄与林下草本层多样性各指标间的关系。可见,不同林龄对刺槐林下草本植物多样性影响显著。     

双重背景下发展沼气产业的机遇和挑战

日益严重的能源问题和快速增长的城乡垃圾造成的环境污染问题已成为制约我国经济快速发展的主要因素,在此双重背景下,我国沼气产业一方面面临着解决我国能源不足和城乡生态环境污染的机遇,另一方面又面临着发酵装备比较落后、尚未形成产业的规模化、沼气设备制造业生产落后、下游产品的开发和利用程度不够等挑战.我国畜禽粪便、农作物秸秆、人粪尿的沼气资源丰富,利用沼气工程技术解决我国能源问题和保护生态环境潜力巨大.     

秦岭菜子坪林区森林景观格局及破碎化分析

【目的】研究秦岭菜子坪林区森林景观格局现状和破碎化特征,为研究区以及秦岭中段南坡森林资源管理、保护和合理开发利用提供科学依据。【方法】以菜子坪林区森林资源二类调查资料为基础,在ArcGIS和Fragstats软件支持下,对菜子坪林区森林景观格局基本特征进行分析,并以边界密度、平均分维数、平均最近邻距离和相似邻接比指数为评价指标,对其景观格局的破碎化程度进行分析。【结果】将研究区分为14个景观类型,共1 072个斑块,其中无林地斑块面积仅占总面积的3.04%,各景观类型的平均分维数均接近1.00。各森林景观类型的边界密度为:板栗林>落叶松林>华山松林>软阔林>油松林>杨树林>云杉林>硬阔林>铁杉林>桦木林>冷杉林>刺槐林>栎林;相似邻接比指数为:栎林>刺槐林>冷杉林>桦木林>铁杉林>硬阔林>杨树林>云杉林>油松林>软阔林>华山松林>落叶松林>板栗林;平均最近邻距离为:板栗林>落叶松林>桦木林>刺槐林>冷杉林>铁杉林>云杉林>软阔林>华山松林>硬阔林>油松林>栎林。【结论】菜子坪林区森林整体分布的连续性较好,景观类型斑块的边界褶皱程度较低。在各森林景观类型中,栎林的面积最大,破碎化程度最低;板栗林、落叶松林呈小面积零散分布,破碎化程度最高;其余各景观类型的边界密度、相似邻接比指数和平均最近邻距离差异均不明显,破碎化程度相似,均居于适中水平。     

中温下3种落叶厌氧发酵产气量研究

[目的]探求几种常见行道树落叶厌氧发酵的特性,以期为解决城市行道树落叶清扫后的能源化利用提供技术储备。[方法]通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以城镇绿化中3种常见行道树（三角枫、紫叶李、法国梧桐）落叶作为发酵原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在20、25、30℃3个温度条件下进行批量试验,研究3种单一原料的发酵产气特性。[结果]3种常见行道树在常温条件下大部分能够正常发酵产生沼气,且持续时间较长。在3种不同发酵原料中,三角枫产气总量最大,产气总量和产气天数随温度升高而降低,但单位干物质日平均产气量随温度升高而升高;紫叶李和梧桐的产气总量、产期天数和单位干物质日平均产气量均随温度升高而升高。[结论]对城市行道树落叶清扫后进行厌氧发酵产生沼气是可行的,且可产生较好效果。