中国与非洲农产品贸易虚拟水流动及节水效应研究

虚拟水贸易作为一种调节工具,已成为水资源紧缺国家或地区增加本国或本地虚拟水、平衡区域水资源、缓解国家和地区的水资源短缺状况、保障本国或区域的水资源安全与粮食安全的重要手段之一。利用2003-2012年中国与非洲各国农产品贸易数据计算了中非农产品虚拟水流特征及其节水效应。结果表明,2003-2012年中国从非洲进口虚拟水总量为769.71×10⁸ m³,向非洲出口虚拟水总量为427.27×10⁸ m³,总体表现为虚拟水净进口。中国进口的虚拟水主要来源于莫桑比克、南非、布基纳法索、贝宁及马里等国家;中国出口的虚拟水主要流向南非、摩洛哥和科特迪瓦等国。中国虚拟水进口的农产品种类主要为棉花和果品等;而出口虚拟水产品主要为茶叶,其次是谷物和畜产品。中非虚拟水净贸易表现为水资源利用效率低的地区输向水资源利用效率高的地区,中非农产品贸易虚拟水为双方农产品消费需求和水资源保障提供支撑,却在全球尺度上造成年均5.91×10⁸ m³水资源的浪费,从全球水资源的高效利用角度看是不可持续的。     

2001-2011年石羊河流域水资源生态足迹研究

水资源是人类社会和生态系统可持续发展的基础性资源。随着人口增长和经济社会发展,水资源短缺和水环境恶化已经成为全球性问题,处于干旱内陆区的石羊河流域更是面临着生产生活用水与生态用水的巨大矛盾。利用生态足迹法构建了石羊河流域农业用水、工业用水、城镇公共用水、生活用水和生态环境用水5个二级水资源账户,研究了石羊河流域水资源承载力与生态赤字,结果表明,2001-2011年石羊河流域水资源承载力平均为1955.5 hm²,呈现出波动下降的趋势,水资源承载力与耕地面积存在显著负相关关系;石羊河流域水资源生态足迹平均为43531.04 hm²,呈现出“先增后减再增”的趋势;石羊河流域生态赤字平均为41575.55 hm²,呈现“先增后降”趋势,与总水资源生态足迹变化趋势一致。未来在水资源管理方面首先要调整产业结构,特别是不适宜再扩大种植业面积,进一步扩大节水灌溉面积。     

耕作方式对黄绵土水稳定性团聚体形成的影响

研究了不同耕作方式对黄绵土水稳性团聚体形成的影响。结果表明,>0.25mm土壤水稳定性团聚体含量:免耕+秸秆覆盖(NTS)>免耕(NT)>传统耕作+秸秆还田(TS)>传统耕作(T),团聚体稳定率:免耕+秸秆覆盖(NTS)>免耕(NT)>传统耕作+秸秆还田(TS)>传统耕作(T)。水稳定性团聚体数量以及团聚体的水稳定性均与耕作方式有关。免耕+秸秆覆盖(NTS)、免耕(NT)和传统耕作+秸秆还田(TS)有利于土壤水稳定性团聚体的形成。分析结果同时说明,采用适当耕作方式的同时增加土壤有机质更有利于土壤团聚体的形成和稳定性的增加。     

施氮对陇中黄土高原旱作农田土壤颗粒态有机碳的影响

为探明不同施氮水平对陇中黄土高原旱作农田土壤有机碳的影响,以布设于2013年的施氮定位试验为研究对象,利用碘化钠重液分组法,探究了N_0,N_(52.5),N_(105),N_(157.5)4种施氮水平对陇中黄土高原旱作农田土壤总有机碳(STOC)、游离态颗粒有机碳(FPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(OPOC)、矿质结合态有机碳(MOC)的影响。结果表明:在0—20 cm土层,不同处理下STOC,FPOC,OPOC,MOC含量及FPOC/STOC,OPOC/STOC均随土层加深而降低,MOC/STOC随土层加深而增大。较N_0处理,N_(52.5),N_(105),N_(157.5)处理均可提升STOC,FPOC,OPOC含量以及FPOC/STOC,OPOC/STOC,且N_(105)处理下提升效应最优;N_(105)和N_(157.5)处理可显著提升0—20 cm各土层MOC含量,且N_(105)处理下提升效应最优。综上所述,N_(105)处理可有效促进土壤固碳能力、节约投入成本,可筛选为该区春小麦栽培的合理施氮量。     

长期不同耕作措施下陇中黄土高原旱作农田土壤磷的组分特征

【目的】探究黄绵土有机磷各组分在不同耕作措施下的效应关系,了解雨养农业区农业系统磷素利用效率,降低过多的磷素投入,进而减少农业生产对环境的破坏.【方法】本研究通过设置在陇中黄土高原半干旱区的保护性耕作长期定位试验,应用Bowman-Cole法,测定了传统耕作(T)、免耕秸秆覆盖(NTS)、免耕不覆盖(NT)、传统耕作秸秆还田(TS)四种耕作措施实施15年后,0~5,5~10,10~20,20~40cm土层的有机磷组分特征.【结果】4个土层免耕与传统耕作差异不大,在秸秆覆盖方式下免耕处理显著高于传统耕作,并且从NT处理与TS处理下4个土层相比较,TS处理均高于NT处理,秸秆覆盖处理高于免耕处理;同时,0~40cm土层加权平均值表现为NTSTSTNT.活性有机磷在各处理间差异显著,0~5cm土层NTS处理下活性有机磷含量显著高于NT、TS、T处理,分别高出11.21%,19.62%,30.75%;0~5cm中等活性有机磷在处理NTS下含量最高,分别较NT、TS、T处理高4.63%,6.71%,8.69%.有机磷各组分含量以中等活性有机磷为主体含量最大;各处理有机磷组分含量都随土层深度的增加而减小.【结论】通过研究不同处理下有机磷各组分含量来看,总体均表现为NTSTSNTT,说明免耕的基础上进行秸秆覆盖,有利于总有机磷的积累与提高,免耕加秸秆覆盖对本地区的土壤有机磷组分提高明显,增加了土壤磷库的储存量.     

不同生物质炭输入水平下黄绵土N_2O日排放特性

在陇中黄土高原干旱半干旱区,采用小区定位试验与室内盆栽模拟试验相结合的方法,对不同生物质炭输入水平下旱作黄绵土N_2O的日排放通量及其影响因子进行连续观测,并确定1天中不同生物质炭处理水平下的最佳观测时间。结果表明:6个生物质炭输入水平处理下(0、10、20、30、40、50 t·hm~(-2)),旱作黄绵土全天表现为N_2O的排放源;无生物质炭添加处理的N_2O排放通量均显著高于其他各处理,随输入水平增加呈U型变化规律,当生物质炭输入水平为30 t·hm~(-2)时,更有利于N_2O气体的增汇减排;各处理N_2O日总排放通量均在白天所占比例最高;温度是环境因子相对稳定条件下N_2O气体排放的主要影响因子,N_2O的排放与地表温度及10 cm土层地温呈不同程度的正相关关系;10 cm土层地温与生物质炭输入量呈显著正相关关系;N_2O气体的最佳同期观测时间为8∶00—9∶00。     

不同种植模式对甘肃中部高寒区胡麻田土壤酶活性及土壤养分的影响

为了探究土壤酶活性和土壤养分平衡的作用对胡麻连作障碍的影响,以胡麻为主要试验材料,设置胡麻-小麦轮作(TR)、胡麻连作(TC)、胡麻/小麦间作(TI)、撂荒(TU)等4个处理,采用定位试验的方法,研究不同种植模式下土壤酶活性及其变化,以及土壤养分平衡状况。结果表明,TC显著降低0~20 cm耕层土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,整个生育期TC分别比TR降低8.73%、4.17%、1.22%和4.44%。在空间分布上,4种土壤酶活性随着土层加深均显著下降,40 cm和60 cm土层处理间差异不显著。土壤养分与酶活性的相关分析表明,连作对土壤养分与酶活性呈现显著的负相关,轮作与土壤养分及酶活性呈显著的正相关关系。轮作、间作等种植模式可在不同程度上缓解、消除连作障碍的影响。本研究结果为缓解和消除胡麻连作障碍提供理论依据和实践探索。     

耕作方式对黄绵土无机磷形态的影响

以设置在陇中黄土高原并已经进行了5年的田间定位试验为基础,采用蒋-顾石灰性土壤无机磷分级法,研究了不同耕作方式对黄绵土无机磷形态的影响。结果表明,供试土壤中78.6%的磷以无机磷形式存在,且以Ca-P占绝大多数。无机磷各形态含量排列顺序为:Ca10-P Ca8-P O-PAl-P Fe-PCa2-P。与传统耕作不覆盖(T)相比,免耕秸秆覆盖(NTS)、免耕不覆盖(NT)、传统耕作结合秸秆还田(TS)均可降低土壤中的Ca8-P、O-P和0—5 cm土层中的Ca10-P含量,其中NTS最为明显;NTS处理可提高土壤中的Al-P、Fe-P含量。不同处理中,Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P均以0—5 cm土层中含量最高,且随着土层的增加呈下降趋势;但是Ca10-P 以5—10 cm土层含量最高;各处理O-P在土壤剖面中的变化没有显著差异。     

保护性耕作对土壤有机碳含量的影响

为了探讨土壤有机碳对不同耕作措施的响应,进行长期田间定位试验,研究了采用秸秆还田免耕(NTS)、秸秆还田翻耕(TS)、免耕(NT)及常规翻耕(T)4种措施下春小麦-豌豆轮作后土壤有机碳含量的变化,测定了0～5.0 cm、5.1～10.0 cm、10.1～30.0 cm土层中总有机碳含量、腐殖质碳含量和热水溶性有机碳含量。结果表明:轮作10年后,与T处理相比,NTS、TS和NT处理的0～30 cm土层中土壤总有机碳含量、腐殖质碳含量和热水溶性有机碳含量均有不同程度的提高。土壤总有机碳含量、热水溶性有机碳含量及NTS和NT处理下腐殖质碳含量均随土层深度的增加而减少;TS和T处理下,5.1～10.0 cm土层中腐殖质碳含量最高,0～5.0 cm土层中腐殖质碳含量最低。10.1～30.0 cm土层中,TS处理的腐殖质碳含量大于NTS处理。表明秸秆覆盖和免耕均有利于土壤总有机碳、腐殖质碳和热水溶性有机碳的积累。     

土地利用结构动态演变及预测研究——以张掖市为例

基于张掖市1999-2009年土地利用变更数据,采用信息熵,空间洛伦茨曲线、基尼系数和GM(1,1)模型分析方法,对张掖市土地利用结构的动态演变进行了定量分析,同时对2010和2020年的信息熵、洛伦茨曲线和基尼系数进行了预测。结果表明:1)张掖市各县区土地利用类型的空间分布及其时间变化都具有不均衡性,有序度低,结构性差的特点,但已呈现良好方向发展的趋势。信息熵经历了2个阶段,1999-2003年缓慢不规律上升,2004-2009年稳定上升。牧草地与信息熵变化关联最大。2)空间洛伦茨曲线-基尼系数分析得出:耕地、园地和其他农用地分布趋于均匀,但地区间差距仍很大,牧草地、林地和未利用地的分布趋于分散,交通运输用地分布相对合理;3)2010年和2020年信息熵、空间洛伦茨曲线-基尼系数预测结果与现状分析结果相似,已逐步向更好的方向发展。