陕北"一户一田"和"一组一田"耕地细碎化整治模式与绩效评价

耕地细碎化是当前制约中国农业现代化发展的重要因素,如何解决耕地细碎化问题已经成为推动小农户和现代农业有机衔接的必然路径。该研究基于实地农户调研数据和半结构访谈内容,对陕北榆林市榆阳区首创的"一户一田"和"一组一田"2种耕地细碎化整治模式进行系统剖析,并采用双重差分(Difference-in-difference, DID)模型定量分析2种模式的绩效差异。研究发现:1)"一户一田"模式是农民自发的产权重组和分散流转,并与政府支持的土地整治项目叠加与综合;"一组一田"模式是一种"以家庭承包经营为基础、统分收放自如的双层经营体制"创新模式,也是产权改革、统分流转、土地整治与统分经营管理的有机结合。2)"一户一田"和"一组一田"两种模式均能有效解决耕地细碎化问题,显著增加耕地面积,实施后耕地面积增加率分别为6.02%和57.58%;同时也使得农业机械化水平有所提高,显著提升农业生产效率与作物产量,作物产量增加率分别为12.54%和19.87%,"一组一田"提升更为明显。3)2种模式均有利于提高农户收入,"一户一田"主要是通过增加农业种植收入来提高总收入;"一组一田"对农户收入提升更加显著,除增加农业收入外,也通过产业转型增加了务工收入。与"一户一田"模式相比,"一组一田"模式更能够促进集中连片、规模扩大、设施完善、经营现代化的高标准农田建设。为解决耕地细碎化问题,应加强政策引导和支持,挖掘村内能人价值,明晰合作社、分社和农民的责、权、利关系等,促进小农户和现代农业发展有机衔接。     

重金属超富集植物龙葵对镉响应的蛋白组学分析

龙葵是典型的重金属超富集植物,但是我们对其重金属耐受和超富集的分子机理仍不完全清楚。为了从蛋白组学层面探究重金属超富集植物龙葵如何响应金属镉,本研究采用双向电泳和MALDI-TOF MS分析方法,鉴定了重金属超富集植物龙葵叶片和根中Cd胁迫下差异表达的蛋白。双向电泳在根和叶片中分别至少得到927和1 025个蛋白点,其中Cd胁迫下差异表达的蛋白点在根中有45个,叶片中有57个。采用MALDITOF MS分析,在根和叶片中分别鉴定了9个和12个蛋白点,分别代表了9个和6个差异表达的蛋白。生物信息学分析表明,这些蛋白涉及到激素合成、防御响应、能量代谢和细胞结构等。这些结果为进一步揭示重金属超富集植物龙葵响应Cd胁迫的分子调节机制,以及为通过现代生物技术手段进行重金属污染的植物修复提供了理论依据。     

潮河流域景观格局变化对径流的影响

[目的]分析潮河流域的景观空间格局变化及其与径流的关系,为流域生态环境建设提供理论依据。[方法]根据潮河流域50a多的水文气象资料,利用1979,1987,1991和2009年4期遥感影像,采用ArcGIS及Fragstats等景观分析软件计算。[结果]潮河流域的降雨量呈减少趋势,而温度以0.215℃/10a的速度升高,潮河的径流量明显减少,并呈现以28a为周期的丰枯转换;潮河流域斑块个数增加,斑块分布趋于均匀,斑块面积变小并逐渐趋于稳定,斑块形状趋向于简单,复杂化程度降低,流域内景观异质性变弱。[结论]径流量随着景观形状指数的增大而减小,在平均斑块周长为1 050m,流域斑块数量为110 000以及Shannon’s多样性指数为1.33左右时,斑块的综合截留能力最强,流域产流能力最弱。     

油蒿群落不同恢复阶段的土壤水分空间异质性及植被特征

[目的]分析沙地恢复不同阶段(流动沙地、半固定沙地、固定沙地)油蒿(Artemisia ordosica)群落的土壤水分空间变异规律以及植被响应特征,为荒漠地区植被恢复提供科学依据。[方法]利用经典统计学与地统计学相结合的方法进行分析。[结果](1)从流动沙地到固定沙地的演替过程中,土壤水分逐步减少,其空间结构呈现出明显的斑块状和条带状布局特点,同时沙地土壤水分空间异质性逐步增加,土壤水分在不同恢复阶段均表现出随着土层深度的增加,空间相关性逐渐增强的特征。(2)在沙地恢复过程中,油蒿种群的植被覆盖度、生物量、密度呈现逐渐增加的趋势,而植被特征的空间变异性则趋于减弱。(3)在流动沙地和固定沙地上,油蒿种群特征与土壤水分呈现显著负相关(p0.01)。[结论]油蒿种群的植被格局在一定程度上改变了土壤水分的空间异质性与分布格局。     

渠灌类型区农业高效用水模式与工程示范

该文系在完成“九五”国家农业高效用水科技产业示范工程项目“渠灌类型区农业高效用水模式与产业化示范”专题研究的基础之上,结合示范区建设及运行管理等情况总结而成。在分析研究渠灌类型区农业用水存在问题的基础上,首先提出了渠灌类型区实现农业高效用水的基本思路,依据上述思路确立了提高渠灌区输水过程用水效率、田间灌溉过程用水效率与生产效率,以及提高灌区工程运行管理水平的技术与措施;其次,根据以上研究结果进一步确立了渠灌类型区农业高效用水的模式,并建立了相应的实体模型进行工程示范,初步验证和确立了这种高效用水模式。     

梯田埂坎植物根系营养空间及伸展模式初步研究

 采用三维坐标挖掘法对宁夏南部山区梯田埂坎上较为常见的几种植物根系分布进行了调查,并对根系的伸展模式进行了分类。结果表明:红柳、苜蓿、柠条的根系分布较深,表现出垂直根型的特点;杞柳、杨树表现出了较强的趋水肥的特点;几种植物都表现出不同程度的生态可塑性。阳坡密植的红柳、靠近埂坎下部栽植的柠条、苜蓿、树龄5年以下的杞柳、大地埂中部的杨树根系伸展模式比较符合农林复合系统的要求。建议红柳采用密植的方法栽植于阳坡,阴坡栽植杞柳,但随树龄的变化应适当调整株距;杨树不宜作为埂坎造林的树种,适当发展苜蓿。     

吉林省西部生态环境脆弱区农业发展模式探讨

研究分析了吉林省西部地区生态环境脆弱特征及其对农业发展的影响,并提出该区生态环保型效益农业发展模式以及农业地域结构规划。     

Microbial community structure in forest soils treated with a fire retardant

The influence of a fire retardant (Firesorb, an acrylic–acrylamide copolymer) on the microbial community structure determined by phospholipid fatty acid (PLFA) analysis was examined under laboratory conditions using two different textured soils under pine forest. Firesorb was added to unheated and heated soil samples (350°C for 10 min followed by reinoculation, to mimic a forest fire) at three levels of application (none, usual and three times the usual levels), and measurements were made after 12 weeks of incubation. The relative importance of the three factors considered on the PLFA profiles was as follows: soil heating ≫ soil texture ≈ Firesorb treatment. In the unheated soils, Firesorb had a larger effect than soil texture, while the opposite was found in the heated soils. Soil heating reduced the total PLFAs, while Firesorb tended to increase them in both the unheated and heated soils. Soil heating decreased the PLFAs indicative of gram-positive (G⁺) bacteria and tended to increase the fatty acids associated with gram-negative (G⁻) bacteria and, to a lesser extent, the PLFA 18:2ω6, considered to be predominantly of fungal origin. Firesorb treatment decreased the G⁻/G⁺ bacteria ratio in the heated soils but tended to increase it in the unheated soils, the effect being dose dependent.     

A method to assess whether ‘preferential use’ occurs after N ammonium addition; implication for the N isotope dilution technique

The robustness of the assumption of equilibrium between native and added N during ¹⁵N isotope dilution has recently been questioned by Watson et al. (Soil Biol Biochem 32 (2000) 2019-2030). We re-analyzed their raw data using equations that consider the added and native NH₄⁺ and NO₃⁻ pools as separate state variables. Gross mineralization rates and first-order rate constants for NH₄⁺ and NO₃⁻ consumption were obtained by combining analytical integration of the differential equations with a non-linear fitting procedure. The first-order rate constants for NH₄⁺ consumption and NO₃⁻ immobilization for the added NH₄⁺ and NO₃⁻ pool were used to estimate gross mineralization rates and first-order rate constants for nitrification of native NH₄⁺. The latter were 2-4 times lower than the first-order rate constants derived from the added N pool. This discrepancy between first-order rate constants for nitrification implies that one or more process rates estimated for the added N pools cannot be applied to the native N pools. Preferential use of the added N resulted in an overestimation of the gross mineralization by 1.5-2.5-fold, emphasizing the need for critical evaluation of the assumption of equilibrium before gross mineralization rates are calculated.     

森林凋落物分解研究进展

 森林凋落物分解是森林生态系统养分生物循环的重要环节,而分解过程中所释放的CO2是全球碳素收支的重要组分,开展森林凋落物分解研究是充分认识森林生态系统结构和功能的基础。研究认为:凋落物分解的预测指标可分为3类,即环境指标(如实际蒸散量)、凋落物物理质量(如叶抗张强度)和化学质量指标(如C/N比、木质素/N比和C/P比等);凋落物分解过程中养分释放机制极其复杂,养分动态模式主要有淋溶—释放、淋溶—富集—释放和富集—释放3种,并因凋落物种类、分解阶段和元素本身性质的不同而异;凋落物混合分解并非单一树种分解的简单叠加,因树种组成和比例不同,基质的化学组成会发生变化,从而影响分解者的多样性、丰富度和生理活性,进而直接和间接地影响其分解速率;凋落物混合分解中可能存在无效应、促进效应和抑制效应;现有的研究结果显示,凋落物混合分解的适宜比例应与群落中不同树种的种群比例相一致;CO2浓度升高不仅影响凋落物的化学性质,而且与分解环境中土壤的生物活性密切相关,但CO2浓度升高并不改变凋落物质量与分解速率之间的关系;越来越多的研究显示,CO2浓度升高的环境下,植物群落的物种组成会产生变化,这种变化对养分循环速率的影响远大于单纯大气CO2浓度变化的影响。