Floristic diversity, regeneration status, and vegetation structure of woodlands in Metema Area, Amhara National Regional State, Northwestern Ethiopia

We studied woodland vegetation in broad-leaved deciduous woodlands of Metema in northwestern Amhara regional state, Ethiopia Our objective was to describe plant species composition, diversity, regeneration status, and population structure by a selective approach with asystematic sampling design. A total of 74 quadrats (each for 25 m × 25 m,spaced at intervals of 150 200 m) were sampled along established transect lines following the homogeneity of the vegetation. Vegetation data including cover-abundance, height, diameter at breast height (DBH), and numbers of seedlings and saplings of woody species were analyzed using Excel spreadsheet, Shannon Weiner diversity index, and PAST version 1.62. A total of 87 vascular plant species of 74 genera and 36 families were recorded. The dominant family was Fabaceae represented by 16(18.39 %) species of 13 genera. Shannon Weiner diversity and evenness were 3.67 and 0.82, respectively, which showed that the area was endowed with rich floral diversity evenly distributed. The vegetation structure, as quantified by cumulative diameter class frequency distribution,plotted as an interrupted inverted-J-shape pattern with a sharp decreasein the 2nd diameter class. This indicated poor vegetation structure. The diameter classes frequency distributions of selected species plotted infour general patterns i.e., interrupted Inverted-J-shape, J-shape,Bell-shape and Irregular-shape. In conclusion, although the area showedhigh floral diversity and evenness, woody species including Sterculea setigera, Boswellia papyrifera, and Pterocarpus lucens showed lowest recruitment of seedlings and saplings.     

渭北旱原优势农产品发展战略研究

在剖析渭北旱原自然资源和优势农产品发展背景的基础上,论述了加入WTO对该区优势农产品发展的影响,提出了大力发展优势农产品加工业、产业结构调整和升级、提高科技对优势农产品的贡献率、支持优势农产品质量安全体系建设、加快生态农业模式的推广普及等综合发展战略途径来增加区域优势农产品的国际竞争力和促进农民的增收。     

Studying the function of ecosystem in preventing aeolian dust emission in the dryland areas of China

Aeolian dust emissions can cause many environmental hazards, like accelerating land degradation and desertification, polluting air, harming human health, and so on. The dryland areas of China (DAC) are hot spots of aeolian dust emissions. To date, many efforts have been paid to researching dust emissions processes and effects, but research studies on ecosystems' function in preventing dust emissions are still very limited. In this study, we investigated the function of DAC ecosystems in preventing dust emissions, and the corresponding driving factors through integrated wind erosion modelling system (IWEMS) modelling. The main results indicate that: (1) from 2001 to 2020, the ecosystems of DAC prevented the emission of dust ~40,554 Tg, approximately 15 times as much as the total actual dust emission (~2776 Tg); (2) the function of DAC ecosystems in preventing dust emissions was relatively strong in spring and winter; (3) grassland ecosystems had the strongest function in preventing dust emissions among all the land cover types, avoiding the emission of dust ~20,857 Tg over 2001–2020; (4) dust emission prevention function provided by the DAC ecosystems benefits almost every region of China, which provides a theoretical basis for formulating ecological compensation policies; and (5) the changes in dust emissions were dominated by wind speed in most areas of DAC.     

西南“旱三熟”地区不同保护性耕作措施对农田土壤生态效应及生产效益的影响

针对我国西南地区旱作农田土层浅薄、水土流失严重、季节性干旱多发等问题,以常规平作(T)、垄作(R)、平作+秸秆覆盖(TS)、垄作+秸秆覆盖(RS)、平作+秸秆覆盖+腐熟剂(TSD)、垄作+秸秆覆盖+腐熟剂(RSD) 6种措施作为处理,连续2年进行大田对比试验,研究不同保护性耕作措施对西南“旱三熟”种植区农田土壤生态要素、产量和水分利用效率的影响。结果表明, 保护性耕作措施可以有效地改善土壤有机质和养分状况,且对酸性土壤有一定的改良作用,其中有秸秆覆盖的4个处理显著增加了土壤有机质、全氮、全钾、碱解氮含量;可改善土壤水分状况,增强作物的抗旱节水能力,各处理0~80 cm土层2年平均贮水量排序为：RSD (258.82 mm) > TSD (252.40 mm) > RS (250.19 mm) > TS (246.66 mm) > R (239.19 mm) > T (235.87 mm);可降低7月份表层土壤温度,缓解夏季高温对玉米后期生长发育造成的伤害,其中有秸秆覆盖的4个处理对5 cm和10 cm土层温度有显著降低效应;可抑制杂草生长,具有良好的控草效应,其中TS、RS、TSD、RSD处理的杂草高度、密度和生物量均比T和R有极显著下降;可促进蚯蚓的繁殖和生长,使农田生态环境得到明显改善。总体来看,秸秆覆盖措施可以改善土壤肥力,并具有增加土壤贮水、调节土壤温度、控制农田杂草和促进蚯蚓生长的作用,垄作和腐熟剂在增加土壤贮水方面有明显效果。保护性耕作模式显著提高了作物的产量和水分利用效率,增加了经济收益。2年系统平均产量和水分利用效率排序为：RSD>RS>TSD>TS>R>T(CK),总产值和纯收入排序为RS>RSD>TSD>R>TS>T(CK)。在各处理中以RSD、RS两种模式的综合效果最好,在西南“旱三熟”种植区具有很好的推广前景。     

渭北旱塬核桃经济林径流林业技术应用研究

针对渭北旱塬地区干旱少雨的气候条件,布设试验样地,采取不同覆盖材料和集水整地措施,从土壤温度、含水量等方面分析其对核桃经济林造林的影响。结果表明,造林时采取一定的微型集水工程和覆盖措施,在集流节水、抑制蒸发和保蓄土壤水分等方面是有效的,薄膜、麦秸和杂草3种覆盖材料中,以薄膜覆盖集水效果最好,含水量达到21．74％,对0～20 cm土层增温效果明显,能够显著提高造林成活率,从而提高核桃经济林的产量和质量。     

黄淮旱地冬小麦农艺性状与生育期气象因子的时空分布特征及互作关系

【目的】研究黄淮旱地冬小麦农艺性状与生育期降水的时空分布特征与互作关系,为气候变化下黄淮旱地小麦品种改良提供理论依据。【方法】利用2010—2017年国家黄淮冬小麦区域试验对照品种在不同区域试验点的农艺性状与降水资料,结合地理时空分布与数理统计方法,分析黄淮旱地冬小麦农艺性状和出苗-成熟期总降水的关系。【结果】空间分布上,黄淮旱地小麦实际单位面积产量、千粒重呈现由西部旱薄地向东部旱肥地增加的趋势。西部旱薄地的株高相对较高,中东部旱肥地的株高相对较低。中东部以北的黄淮旱地不同生育阶段的总降水普遍较低,中东部以南的黄淮旱地不同生育阶段的总降水相对较高。时间变化上,河南、山西和陕西的中西部旱地的出苗—成熟期总降水表现出显著的增加趋势。出苗—抽穗期总降水与实际单位面积产量、株高、有效穗数呈显著正相关。通径分析表明,黄淮旱肥地的株高和有效穗数决定了产量变异的53.2%,黄淮旱薄地的株高和千粒重决定了产量变异的67%。【结论】建议黄淮旱肥地冬小麦育种以适当增加株高,提高花前高效利用有限降水的能力和增加穗部发育为主。黄淮旱薄地育种以稳定株高,提高花后转运干物质的效率和收获指数为主。     

旱地高产小麦品种籽粒锌含量差异与氮磷钾吸收利用的关系

【目的】明确旱地条件下高产小麦品种籽粒锌含量差异与氮磷钾吸收利用的关系,为品种选育和科学施肥提供依据。【方法】于2013—2016年连续三年在黄土高原旱地进行田间试验,试验采用裂区设计,主处理为不施肥(CK)和施肥(NP),副处理为来自我国主要麦区的123个品种。施肥处理为N 150 kg/hm^2 (尿素,含N46%)、P_2O_5 100 kg/hm^2 (过磷酸钙,含P_2O_5 16%)。成熟期在每个品种中间2行随机抽取30穗小麦,连根拔起后,从根茎结合处剪断弃去根系,分为茎、叶、颖壳(含穗轴)和籽粒,称风干重。分析了样品中氮、磷、钾、锌含量,计算了养分的吸收量及转移量。【结果】施肥条件下高产小麦品种籽粒锌含量存在显著差异,高锌品种比低锌品种显著高54%。高锌品种的籽粒氮、磷含量分别比低锌品种显著高9%、7%,钾含量无显著差异,施肥使两组品种的氮含量显著提高,磷钾含量降低。高产高锌品种具有更高的籽粒和地上部氮、磷吸收能力,钾吸收能力与低锌品种相比无显著差异,施肥可使高锌品种的氮磷钾吸收量增幅高于低锌品种;两组品种间的氮、磷转移能力无显著差异,而高锌品种的钾转移能力较低,且两组品种的氮磷钾转移能力因施肥降低幅度一致。【结论】旱地条件下土壤养分供应充足时,高产高锌小麦品种的氮磷吸收能力强,钾转移能力弱,籽粒氮磷含量高,与低锌品种相比钾含量无显著差异。通过品种选育可同时提高旱地高产小麦籽粒锌和蛋白质含量,并提高磷含量。考虑到磷含量高时会降低籽粒锌的生物有效性,生产中通过施肥措施,适当调控磷肥,增加氮肥,在提高小麦籽粒氮锌含量的同时提高籽粒锌的生物有效性。     

渭北旱塬梯田土壤钾素状况及影响因素分析

对渭北旱塬梯田土壤钾素特征、剖面变异性及影响因素的系统研究表明,表层各形态钾素中有效性钾和速效钾的空间变异性最大,钾素分布并不平衡;整体来看,因富钾矿物的作用导致钾储量(矿物钾和全钾)充盈,但约95%对植物长期无效;有效钾素(有效性钾和速效钾)的供应及潜在给源(缓效钾)都较富足。在80 cm剖面内,各形态钾素的变异性既反映出它们之间可相互转化,也揭示出梯田植物受钾素影响的范围在60 cm以内。有机质、CEC和粘粒对有效钾素影响较大;CaCO3和pH值对各形态钾素呈负效影响,特别是CaCO3对缓效钾的"稀释效应"最为明显;坡位、坡向和梯田类型对土壤钾素都有一定程度的影响;研究区梯田耕种至少17年以上钾素开始衰退,但降幅较小。     

补灌量和覆盖量变化对旱地春小麦叶面积指数的影响

免耕覆盖中补灌量和秸秆覆盖量变化对叶片生长有较大影响,以甘肃省定西市安定区1979—2019年历史气象数据为基础,运用APSIM模型对补灌量与覆盖量耦合变化时旱地春小麦的叶面积指数进行模拟,并采用方差分析、二次多项式回归、单因素分析等方法,研究补灌量和覆盖量对旱地春小麦叶面积的影响机制。结果表明：在试验设计范围内,旱地春小麦叶面积指数随着补灌量变化在分蘖—拔节期呈开口向下的二次抛物线先增后减变化,补灌量在252.09 mm时春小麦叶面积指数出现最大值为1.83,其他各个时期均呈开口向上的二次抛物线递增变化。随着秸秆覆盖量变化,叶面积指数在出苗—分蘖期,呈开口向下的二次抛物线先增后减变化,试验设计范围内秸秆覆盖量为2397.09 kg/hm²时春小麦叶面积指数出现最大值为0.59,分蘖—拔节期呈开口向下的二次抛物线递增变化;其他各个时期均呈开口向上的二次抛物线递增变化。相同阶段下,补灌量每增加50 mm,春小麦叶面积指数最大增幅13.95%;秸秆覆盖量每增加1000 kg/hm²,春小麦叶面积指数最大增幅3.7%。补灌量对春小麦叶面积指数的影响程度远大于秸秆覆盖量的影响。免耕覆盖中,合理的进行秸秆覆盖和补灌能够保持土壤中的水分,有利于旱地春小麦叶片生长。     

高砷煤矿周围旱作土壤重金属污染特征及农作物健康风险评价

为了掌握高砷煤矿周边旱作农田重金属污染状况,运用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和地积累指数法对高砷煤矿周边旱作土壤重金属（As、Cd、Hg、Cu、Zn）进行污染风险评价,并采用富集系数法、目标危害商数法和致癌风险指数法对农作物和人体健康风险进行评价。结果表明：调查区域土壤综合污染指数均值为2.12,属中度污染水平;土壤中As、Cd、Hg、Zn、Cu的含量均值分别为全国土壤背景值的7.91、2.57、5.26、1.53、3.44倍;As和Hg的污染等级高且范围广,Cu污染等级低但污染范围广,Cd的污染等级较低且范围较小,Zn基本无污染。富集系数法评价结果显示,作物对5种重金属的吸收能力表现为Cd>Zn>Cu>Hg>As。农作物健康风险评价结果显示,5种农作物的健康风险主要为非致癌风险,As是可食用农作物（除玉米外）的主要致癌风险因子和非致癌风险因子,Cd是烟草的主要致癌风险因子和非致癌风险因子。食用本地农作物对人体造成的健康风险依次为As>Cd>Hg>Cu>Zn。研究表明：研究区域土壤处于中度污染水平,As的风险较高;可食农作物中重金属的潜在健康风险主要源于As,且对儿童造成的健康风险明显高于成人;烟草的健康风险主要源于Cd;农作物中辣椒和烟草的健康风险最高。