干旱过程对耕地自然生产功能的影响

客观评估干旱过程对耕地自然生产功能的影响有利于耕地保护中的科学决策。该文评价了干旱过程对北京耕地自然生产功能的影响。首先利用地表湿润指数来表征地表干湿程度,经Mann-Kendall方法检验出1951－2006年北京典型的干旱过程;其次利用气象数据和桑斯维特纪念模型计算了干旱过程起始和中止年份的自然生产潜力;最后分析了干旱过程对耕地自然生产潜力的影响。主要结论如下：1951－2006年,北京总体呈变干趋势,1979－1984年和1998－2006年干旱过程比较明显;1979、1984、1998和2006年北京平均自然生产潜力分别约为1 043、912、1 085和872 g/(m2·a),其中通州区的单位自然生产潜力最大,延庆最小;干旱过程对耕地自然生产潜力影响较大,自然生产潜力总量减少量在1979－1984年超过了10%,到1998－2006年即将达到20%。因此,在耕地管理过程中,不仅要注重耕地的数量和分布,还要考虑气候波动尤其是干旱过程对耕地生产功能的影响。     

东北典型黑土供肥量与大豆肥料利用率

土壤对大豆的供肥量与肥料利用率,是养分平衡法施肥的重要参数,对于科学施肥和提高产量具有指导意义。在位于黑龙江省农垦总局九三分局鹤山农场的北京师范大学九三水土保持试验站,选取黑土（Black soils,土壤系统分类为均腐土,Isohumisols）,按当前大田施肥水平设计盆栽试验,包括混施肥(NP、NK、PK、NPK)、不施肥(CK)、单施肥(N、P、K)共8种处理各3个重复,确定该种土壤类型对大豆的供肥量和肥料利用率。结果表明,土壤供氮量为63.28 kg/hm2,供磷量为50.15 kg/hm2,供钾量为110.39 kg/hm2。氮肥利用率为15.99%,磷肥利用率5.12%,钾肥利用率为78.79%。与其他学者的研究相比,研究区供肥水平中等,钾肥利用率较高,氮肥和磷肥利用率较低。据此,依据养分平衡法,确定比较适宜的大豆纯肥施入量应为72.87 kg/hm2,N:P2O5:K2O应为1:0.88:0.16。按此标准,研究区目前实际施纯肥总量偏高39%,施肥配比中,氮肥比例偏低,磷肥和钾肥比例偏高,应考虑改变施肥现状。     

湿地规划环境影响评价的研究现状及发展趋势

湿地规划日益增多, 但多数没有遵循"生态优先"原则, 因此开展湿地规划环境影响评价工作已成为湿地可持续利用和发展的迫切要求。文中阐述了开展湿地规划环评的需求, 从理论体系和方法学2方面概述国内外战略环境评价(SEA)研究进展, 总结了当前SEA体系下湿地规划环评的理论体系、操作规程以及技术方法, 针对存在的问题提出未来我国湿地规划环境影响评价的研究重点。     

土壤湿度驱动WOFOST模型及其适应性

WOFOST作物生长模型是以日降水量表征降水输入参数,通过推算土壤相对湿度实现作物生长模拟。由于日降水量随机性较大,很难通过控制日降水量实现不同土壤干旱等级情景设置,限制了WOFOST作物生长模型在不同水分胁迫下对作物生长的模拟,也影响了模拟试验的精度。本文提出以土壤相对湿度直接驱动WOFOST作物生长模型,并以Compaq Visual Fortran 6.5为开发平台,采用Fortran语言对WOFOST作物生长模型的源代码进行修改,将驱动模块中的日降水量文件替换为土壤相对湿度驱动文件。以2013年山东省夏津农业气象试验站玉米出苗-拔节期和抽雄-成熟期水分胁迫和整个生育期自然降水处理（对照）的试验数据为例,对修改后的WOFOST作物生长模型进行了模拟试验。结果显示,采用修订后的模型输出的实测鲜叶干重、鲜茎干重、营养器官干重、地上物质总重和叶面积指数等生物量指标均较原模型输出结果,不仅精度明显提高,而且,由于土壤湿度变化较平稳,较容易地实现了不同水分胁迫情景设置,进而实现不同土壤干旱等级条件下玉米生长的模拟,为分析不同程度干旱对玉米生长的影响及确定其生长发育指标提供了便利条件。     

滨海盐碱地“台田-浅池”改良措施的研究进展

滨海盐碱地是我国一类重要的土地资源,但其特殊的土壤理化性质严重制约植物的生长。长期以来,国内外学者已对我国滨海盐碱土的理化性质和水盐运动进行了深入研究,并据此提出了相应而有效的滨海盐碱土物理、化学、生物方面的改良措施。近年来,“台田-浅池”型综合土地利用模式（挖土成池,筑土为台,台田种植,浅池养殖）是我国一种新型的滨海盐碱地综合改良模式,它集合了国内外优秀的滨海盐碱地改良方法,并创新性的将新型水资源---海冰水应用在滨海盐碱地的改良利用中,目前已经在土地利用变化和优化配置、台田修筑、盐碱地改良、土壤水盐运动、海冰水灌溉、作物种植、耐盐植物筛选、咸淡水混合养殖等多方面进行了综合利用试验,并在降低土壤盐度,增强土壤肥力,提高作物产量,增加经济效益等方面取得了良好的效果。未来,提高土壤肥力、选择适宜作物品种、使用风能太阳能等清洁能源、协调生态发展、实现滨海盐碱地可持续利用是“台田-浅池”综合利用模式研究的新方向。     

皇甫川流域生态系统生产力时空特征分析

利用1961～2010年皇甫川流域主要气候要素数据和1979～2000年准格尔旗统计数据,采用净初级生产力（NPP）计算模型和数理统计方法,分析了该流域陆地植被NPP和农业生态系统生产功能（粮食生产）的时空特征。研究表明：①1961～2010年皇甫川流域NPP的总体变化趋势不明显,但年际变化显著。各乡镇NPP动态变化一致,且年际变化显著。流域NPP空间差异明显,东南部较高、西北部相对较低,与降水量的空间分布一致。②1979～2000年皇甫川流域各乡镇粮食单产增长趋势明显,且年际波动显著,在有些年份降水量对粮食单产的影响是决定性的。粮食单产空间差异明显,北部高,东南部居中,西部低。③皇甫川流域NPP和粮食单产的时间相关性较为显著,而空间相关性不明显。这与NPP主要受自然条件影响,而粮食生产受到自然条件、农业政策和科技投入等综合影响有关。     

基于DEA方法的中国林业生产效率分析及优化路径

提高生产效率是实现林业可持续经营的基本要求,也是发展现代林业的关键性工作之一。笔者首先运用DEA分析方法,对中国31个省份的林业投入产出的综合效率值、纯技术效率值、规模效率值和规模效益类型分别进行比较分析,进而对中国各省林业投入产出的投影值进行测算,以此为依据提出提高林业投入产出效率的改进措施。结果显示,天津、山西、广东和贵州4个省份林业投入产出效率达到最优,其余27个省份均存在不同程度的效率损失。这表明中国2006年林业整体效率较低,进一步的分析发现,27个省份的林业投入普遍存在不足,林业总产值有待进一步提高,投入不足制约了这些省份的林业投入产出效率的提高,只有适当改变各省的林业产业结构,提高林业资金的利用水平,才能达到林业的有效投入产出效率。     

基于STIRPAT模型的长沙市耕地面积变化驱动因素分析

耕地是农业生产的基础,是维护粮食安全的重要保障,经济和社会快速发展对耕地面积减少的影响是当前土地利用变化研究领域的热点之一。作者借鉴环境压力方程STIRPAT模型,以长沙市1978—2005年耕地面积数据及其相关社会经济影响因素的时间序列数据为例,分析了人口、产业结构和城市化水平对耕地面积变化的影响及富裕度与耕地占用之间的相关性。结果表明:人口数量的变化是引起改革开放以来长沙市耕地面积减少的最主要因素;产业结构变化(第二、三产业增加值占地区生产总值比重)和城市化率的变化对耕地面积的变化也发挥着重要作用;利用STIRPAT模型计算发现富裕度与耕地面积变化之间并不存在Kuznets曲线规律。研究认为缓解长沙市耕地面积减少的压力可从控制人口、调整产业结构、提高城市化水平、转变经济增长方式等方面入手。     

基于生态系统过程耦合的农业管理信息系统的分析与设计

对农业管理信息系统与生态过程模拟模型耦合进行了有益的探索,提出构建与生态过程耦合、基于空间信息的农业管理信息系统的设想,为农业管理和生态过程模拟模型在空间区域上的应用提出了一种有效、直观的解决方案。通过系统分析、系统设计及其功能实现技术的研究,采用SuperMap作为开发平台,利用二次开发语言开发了与生态过程耦合的农业管理信息系统(TES_AGRDSS)。该系统充分利用了地理信息系统（GIS）的强大功能,将各种信息进行综合、抽取,实现了单个模型内部的属性数据和空间数据的双向连接,以及不同模拟模型之间数据的双向连接与耦合,使得生态模拟模型在区域上的应用、生态过程模型与农业管理模型的耦合成为可能,为土地利用的管理与决策提供了强有力的帮助。     

不同尺度下冻融作用对东北黑土区产流产沙的影响

通过对东北黑土区坡面8年和小流域7年的降雨产流产沙过程观测,对比每年受冻融作用影响的降雨和其余不受冻融作用影响的降雨产流产沙的特征,研究冻融作用在坡面和小流域尺度上对东北黑土区产流产沙的影响,为东北黑土区在冻融作用下多尺度土壤侵蚀定量评价及其转换模型的建立提供科学依据。结果表明:冻融作用减小了坡面和小流域的产流,径流系数分别减小0.07和0.03,坡面产流延迟71.7%,而小流域无明显延迟。坡面和小流域土壤流失量、土壤可蚀性K值及含沙量均显著增加,更易在较小降雨侵蚀力下产生较大流失量;与不受冻融的降雨事件相比,受冻融影响的降雨事件因径流减弱,在相同降雨量下的侵蚀量低,而在相同径流深下的侵蚀量高。冻融作用在径流较小时对坡面细沟的发育及产沙影响明显,在径流较大时对小流域切沟中松散堆积物的搬运及产沙影响明显。