活化风蚀坑沙障固沙技术及植被恢复

风蚀坑活化形成的流动沙地直接危害草场,使土地逐渐丧失生产力。结合风蚀坑内风速变化特征,采取风蚀坑及边坡、风蚀坑积沙区沙障固沙技术,恢复风蚀坑植被。结果表明:风蚀坑及边坡设置黄柳沙障3 a,植被覆盖率达到27.0%,植物种为7种;PE纱网沙障植被覆盖率为31.0%,植物种为11种;PLA沙障植被覆盖率达到15.6%,植物种为4种;黄柳+PE复合沙障植被覆盖率达到75.3%,植物种为6种,而对照植被覆盖率为1.6%,植物种2种。在风蚀坑积沙区,设置沙障3 a后,PE纱网沙障植物种达到10种,黄柳+PE沙障为8种,PLA沙障为4种,黄柳沙障6种,而对照为1种;植被覆盖率分别达到50.3%、50.7%、22.7%、40.0%,而对照为4.0%。采取网格或带状PE沙障,带状黄柳+带状PE沙障对风蚀坑植被恢复具有良好效果。     

The installation of underground pipelines: effects on soil properties

Since the 1970s a network of underground pipes, up to 1200 mm diameter, has been installed in the UK to transmit crude oil to refineries and gas from onshore terminals for distribution. Chosen routes are subject to significant constraints. Current techniques for pipe installation involve topsoil removal and storage. Trench depth is set to allow a cover of 1200 mm overburden after pipes have been installed. The heavy machinery involved results in severe compaction of exposed subsoil. Subsoil is loosened comprehensively and topsoil replaced. Existing field drains are reconnected, and, if necessary, new drains with gravel backfill installed. Pipe installation usually takes place between April and October. Preventative measures to limit compaction during installation are not a practical option. If subsequent arable crops or grass are poorer or drainage more defective than before disturbance, the loss is assessed and compensation paid. To determine the cause of the loss >60, investigations have been made throughout the UK. Soil physical properties were assessed in an open trench using visual and tactile methods. Consistently, severe compaction in the subsoil was identified as the cause of poor crop growth or drainage; it was not observed in the topsoil. Specific recommendations for remedial action were made based on location, depth and severity of the compaction. These included the installation of additional land drains, increasing the amount of gravel above the drains, or further subsoil loosening orientated to cross gravel backfill. After appropriate remedial action, net compensation for crop losses was frequently small or negligible.     

土地规模化经营对农业生态效率影响及城乡市场分割调节作用探析

土地规模化经营是农业生态效率改善的重要动力,但土地规模化经营作用农业生态效率受到城乡市场分割的门槛调节。该研究借助2001—2017年全国30个地区(因数据缺失,西藏及港澳台地区未涵盖,下同)面板数据,运用面板门槛模型,就城乡市场分割调节土地规模化经营作用农业生态效率过程展开研究。结果表明:(1)我国农业生态效率总体向好,但地区间差异悬殊;(2)土地规模化经营驱动农业生态效率改善,但存在城乡市场分割门槛调节,弱市场分割地区土地规模化经营促进农业生态效率,强市场分割地区作用相反;(3)城乡市场分割调节土地规模化经营作用农业生态效率主要通过限制农产品、劳动力、资本城乡合理流动,削弱农业新型经营主体绿色农业发展意愿和能力途径展开;(4)我国多数地区城乡市场分割水平偏高,区域发展中城市资源偏向和工业优先发展突出,需进行及时改革。该研究可为政府制定绿色农业发展策略提供参考依据。     

川北地形过渡带地形因子对土地利用与景观格局变化的影响

[目的]基于地形特征分析不同用地类型时空分布变化,不仅能解释土地利用时空变化规律,并能更进一步为优化土地利用结果,生态环境保护奠定基础。[方法]基于四川省北部江油市2003,2010,2018年3期遥感影像,运用土地利用转移矩阵法,分析不同用地类型之间的转化情况;接着利用地形位指数法、分布指数法,分析地形因子影响下不同用地类型分布指数变化特征;之后利用移动窗口法,探究景观格局中斑块密度与Shannon多样性指数时空变化规律;最后结合双变量空间相关性分析,分析地形因子与景观指数间的空间相关性特征。[结果](1)在2003—2010年期间,水田面积减少最多(减少面积2 238.98 hm~2),建设用地面积增加最多(面积增加3 360.36 hm~2);在2010—2018年期间,水田面积减少1 175.84 hm~2,建设用地面积增加1 614.78 hm~2;2003—2010年期间江油市土地利用的变化量整体高于2010—2018年。(2)北部山区主要由旱地转移为林草地,南部平原地区主要为水田转移为建设用地,中部丘陵区域旱地和水田相互转化强烈。(3)随时间变化,旱地和未利用地优势等级向中地形位等级靠拢;低地形位等级上建设用地、水田和水域优势度逐渐降低,并具有优势等级向较高地形位等级扩展趋势。(4)山区河流沿岸以及山地平原交汇处斑块密度与Shannon多样性指数较高,且呈线性分布;随时间变化,丘陵区域斑块密度增加,主城区附近Shannon多样性指数呈下降趋势。(5)高—高聚集区主要表现为向山地丘陵交汇处聚集;城区附近景观指数因受其他因素影响较多,导致该区域景观指数与地形位指数呈现出不显著相关性。[结论]在地形过渡带区域,不同地貌对于各类用地变化的影响在时空上存在差异性,其地形因子与景观指数的空间相关性差异明显。     

汉中市南郑区林地保护利用现状及对策

对汉中市南郑区林地保护利用现状及存在问题进行了分析、评价,提出加强林地保护管理,集约利用和优化配置林地资源,满足林业可持续发展,提高林地保护利用的措施及对策。     

Phosphorus availability and farm structural factors: examining scarcity and oversupply in north‐east Germany

Assessing factors influencing phosphorus (P) availability in soils is important in preventing its overexploitation and excessive application in agricultural systems. Despite high historical P applications in the federal state of Brandenburg (Germany), county data on soil test P (STP) reveal considerable disparities in soil available P. In addition, negative soil balances as a result of small mineral P and manure inputs have been observed, raising questions about the factors leading to this situation. Our work focused on identifying possible causes operating at the farm management level by conducting a letter survey in two administrative districts of Brandenburg, the counties Barnim and Uckermark, linking farm management factors (ownership type, farm size, land tenure, animal husbandry with or without grassland and its intensity, presence of a biogas plant and organic production) to farmers’ self‐indicated levels of STP. Small‐ to medium‐sized individual farms tended to have (very) high STP, while large partnership farms and companies/cooperatives were sensitive to factors resulting in low STP. Farms with low shares of land ownership, the presence of grassland, extensive cattle farming and stockless organic farming had lower STP. On the other hand, biogas plants, partly in combination with intensive livestock (cattle) farming, were associated with larger STP. It was concluded that more care should be devoted to the design of agricultural policies and that further (inter‐ and transdisciplinary) research on this topic is needed.     

用SahysMod模型研究不同灌排管理情景土壤水盐动态

银北灌区是宁夏土地整治和高标准灌溉绿洲农田建设的重点区域。该区域耕荒地交错分布、土壤盐渍化严重。通过模型分区模拟,在土地整治过程中建立完整、配套的灌排系统是解决区域土壤盐渍化的有效措施。该研究以银北灌区典型区域-西大滩为例,综合考虑荒地与耕地土壤属性的空间变异性,以2015—2016年土壤盐分数据进行率定,2017年盐分数据作为验证,利用SahysMod探索在土地整治过程中不同灌排管理下未来10 a内土壤水盐动态变化。结果表明,现有灌排管理下(即灌水量为670 mm,灌溉水电导率为1.05 dS/m,排水沟深1.5 m),荒地土壤盐分在预测初期(2017—2022年)逐年升高,预测后期(2023—2027年)变化平缓;耕地土壤盐分在预测初期变化缓慢,预测后期逐年增加。加大灌水量是解决土壤盐渍化的一个重要途径,可以有效延迟耕地盐分累积到障碍水平的时间;在灌溉水电导率为0.6 dS/m情况下,未来10 a内耕地都不会受到盐害胁迫;现有灌排管理下,在2024年以后作物生长就会受到盐害胁迫,当灌溉水电导率继续增加时,作物生长受到胁迫的时间相应提前。通过土地整治,加深排水沟深度可以延迟土壤盐分达到障碍水平的时间。在整治过程中深为2.2 m的排水沟,可保证未来10 a内耕地盐分小于1.7 dS/m,区域内玉米可正常生长。研究可为在土地整治过程中的灌排管理及土壤盐渍化防治提供建议。     

农田平地机导航侧滑估计与自适应控制方法

针对农田平地机在无人驾驶作业时因受地面侧滑影响而导致路径追踪控制精度降低的问题,提出一种基于牵引式农田平地机的导航侧滑估计与自适应控制方法。根据路径追踪时平地铲与拖拉机的位置关系,建立了牵引式农田平地机的运动学模型;基于运动学模型,提出了一种侧滑估计器,用来预测导航控制中车轮因侧滑产生的侧滑角,并计算出拖拉机的前轮转角控制率;采用改进的非线性函数构造方法对PID控制器的参数KP、KI、KD进行实时整定,实现了农田平地机自适应导航控制。田间试验表明,该方法使平地铲路径追踪的平均绝对偏差减小了6.78 cm,标准偏差减小了10.1 cm。与无侧滑估计和参数自适应的导航控制相比,本文方法提高了农田平地机的路径追踪精度,增强了导航控制系统对平地机的适应性和鲁棒性。     

油草混播种类对油菜生产和草地生产性能的影响

为筛选与门源油菜混播效益最高的牧草种类,解决油菜连作障碍问题,提高青藏高原高海拔区土地的生产能力,本研究采用油菜混播箭筈豌豆、青稞和燕麦的方式,分时段取样,探究了油菜混播不同牧草对在不同时段牧草自身生产能力的影响,并通过土地当量比判断各混播组合的优劣。研究表明油菜-燕麦混播处理在7月6日时表现干重最高,单位面积达174.48 g；在7月21日表现为鲜重和鲜干比最高,在8月15日时表现为株高显著高于单作油菜(p＜0.05),较单作油菜高97.02%；鲜重最高,达2817.00 g。在9月11日,油菜-青稞和油菜-燕麦混播处理的株高显著高于单作油菜(p＜0.05),分别较单作油菜高64.33%和99.68%,以油菜-青稞混播处理的干重最高,达589.00 g,较单作油菜处理高147.51%。油菜-箭筈豌豆混播和油菜-燕麦混播有产量优势,油菜-燕麦混播的土地当量比最高,为1.11,土地利用效果最好。     

山西省畜禽粪污土地承载力及粪尿替代化肥潜力分析

为明确山西省畜牧业的发展规模,优化畜牧业发展的空间格局,进一步为山西省农牧业实现绿色发展提供科学依据。研究基于农牧生产系统养分平衡的方法,测算了山西省县域尺度的畜禽粪污土地承载力。结果表明,山西省的种植业与畜牧业发展规模在空间上存在一定的错位,种植业发达的地区主要分布在省域南部和中部的区县,而畜牧业发达的地区则分布在省域北部、中部和东南部的区县;山西省当前的畜牧业发展规模折合为2 371.77万猪当量,以粪尿氮作为约束指标,山西畜牧业可发展规模为5 976.01万猪当量;以粪尿磷(纯磷,下同)作为约束指标,山西畜牧业可发展规模为7 212.27万猪当量。综合粪尿氮磷承载力指数结果分析,超载区域主要分布在省域北部种植业欠发达的区县和省城太原周边的区县;全省粪尿氮、磷的有效供给量分别为18.28万t和3.15万t,可以分别有效替代氮、磷肥39.79%和33.21%。无论以粪尿氮或磷作为约束指标,山西畜牧业整体上仍有较大的发展空间,可适度增加畜禽养殖规模,但需要关注城市近郊区县的畜禽粪尿氮磷的环境排放和大中型养殖企业的点源污染问题。在畜禽粪尿养分资源管理策略上,则应考虑优化农牧业生产布局和区域间协同管理。