西南喀斯特区域农业生态系统评价研究——以广西河池地区为例

本研究以农业生态环境、农业经济和社会3个子系统作为准则层,选取森林覆盖率、水土流失率等12个指标因子建立评价指标体系,对1995年和2003年广西河池地区的农业生态系统进行对比评价。结果表明:由于农业生态规划和管理的加强,河池地区农业生态系统由1995年的中等状态转变为2003年的良性状态,基本符合当地农业发展状况;但农业生产潜力尚未充分发掘,导致经济和社会子系统评价指数仍较低,从而影响到区域农业整体水平的提高;应在加强生态环境保护的基础上,发展并扩大农村种养产业链等促进河池地区农业经济的快速增长。     

典型喀斯特高基岩出露坡地表层土壤有机碳空间异质性及其储量估算方法

本研究基于详尽、系统的土壤采样调查,研究了喀斯特高基岩出露坡地典型样地(100 m×100 m)内表层土壤(0~15 cm)有机碳(SOC)含量的空间异质性特征,并以土壤斑块加和法为基准,探讨了传统空间插值方法和基于岩石出露率、土深校正的空间插值方法在喀斯特高基岩出露地区土壤表层有机碳储量估算中的适用性。结果表明,研究区SOC和容重均值分别为75.5 g·kg-1和0.8 g·cm-3,变异系数分别为30.6%与47.3%,皆呈现中等变异;SOC半变异函数的最优拟和模型为指数模型,块金值和基台值分别为260.8与521.7,变程为52.5 m,其半变异函数分别在滞后距0~15.2 m与34.7~54.2 m范围内呈现明显的各向异性,说明在该尺度范围内微地貌与地形显著影响SOC的空间分布;利用土壤斑块加和法估算的样地表层SOC储量和碳密度分别为983.8 kg和0.1 kg·m-2,利用传统空间插值方法估算的表层SOC储量和碳密度分别为86 264.0 kg和8.6 kg·m-2,利用基于岩石出露率、土深校正的空间插值方法估算的表层SOC储量和碳密度分别为2 712.8 kg和0.3 kg·m-2。其中传统空间插值方法大大高估了喀斯特地区表层SOC储量和碳密度值,用该方法估算的SOC储量为该区SOC实际储量的87.7倍,其误估率为8 668.4%。说明传统地统计学方法不适合估算喀斯特高基岩出露坡地表层SOC储量及碳密度。而基于岩石出露率、土深校正的空间插值方法大大降低了估算喀斯特高基岩出露坡地表层SOC储量和碳密度的误差,为该区SOC实际储量及碳密度的2.7倍。说明校正后的地统计方法在估算该区高基岩出露坡地表层SOC储量时具有一定的适用性。以上研究表明,地统计方法是表示该区SOC空间分布的有效手段,但由于传统地统计方法难以精确拟合高基岩出露坡地土壤斑块的空间分布、微地貌特征、岩石出露率以及土层深度等信息,在估算同类坡地SOC储量和碳密度时必须修正估算公式以接近实际值。     

鄂西南山地垂直气候生境地带

本文分析了鄂西南山地光、温、水等主要气候因子随海拔高度变化的规律。在此基础上结合各种作物和林木的生物学特性，估算出它们在不同高度的生物生产量，进而分析得出山区各种作物和林木的适生地带。     

西藏土壤阳离子交换量的空间变化和影响因素研究

根据西藏17个土类150个骨干剖面的分析资料,应用统计方法,探讨土壤CEC的空间变化和影响因素。结果表明,在西藏广阔的高原面上,土壤CEC的空间变化具有明显的水平地带特征:从东南向西北,土壤CEC随高山草甸型→高山草原型→高山荒漠型而急剧降低。土壤CEC垂直变化亦有表现,特别是在藏东南地区,山地湿润森林土壤的CEC从基带黄壤向上增高,至暗棕壤和灰化土达到最高,而在森林线以上土壤CEC又随黑毡土→草毡土→寒冻土而降低。西藏土壤CEC的空间变化,主要决定于各类土壤有机质积累的差异;有机质含量较低的土壤,粘粒含量也有重要影响;高山草甸型土壤还受粉砂粒含量的影响。土壤速效钾含量与CEC呈显著正相关,显示了土壤CEC的重要保钾功能。     

近30年西藏耕地面积时空变化特征

耕地对保障粮食安全、促进社会经济发展起着至关重要的作用。西藏生态环境脆弱,深入了解西藏耕地分布及其变化过程,可以为指导西藏农业发展、保障生态安全提供参考。本研究以4期遥感资料为数据源,采用土地利用动态度、土地利用区位指数和土地区域差异模型,对1980-2010年西藏耕地面积时空变化特征进行研究。结果表明:1)近30 a西藏耕地面积总体呈增长趋势,从3 252 km2增加到3 703 km2,占西藏土地总面积的比例从0.27%上升到0.31%,年变化量15.37 km2,年变化率0.46%。2)西藏耕地主要分布在日喀则、拉萨、山南、昌都4个地区,海拔3 800~4 200 m之间,28°~30°N地区,其中拉萨、海拔3 800~4 000 m、28°~29°N是耕地最为集中的地区。3)近30 a西藏耕地相对增加较快的是昌都地区、海拔3 200 m以下和4 200 m以上地区、30°~33°N地带,西藏耕地的变化表现出向高、低海拔地区、纬度较高地区扩展的趋势。近30 a西藏耕地的时空变化特征是气候等自然地理条件与人类活动综合作用的结果。     

旱地轮作对西藏中部土壤恢复过程的影响

于西藏中部生态条件下,就麦类作物轮作、麦油轮作对土壤化学和生物性质的影响以及农田养分平衡等进行了初步研究。结果表明,不同轮作方式对土壤化学和生物学过程具有显著不同的影响。轮作周期内春青稞→春油菜、春小麦→春油菜轮作对以细菌为主导的土壤微生物的生长与繁殖具有显著的促进作用,耕层土壤有机质、全氮、全磷的绝对增长量分别达3.05~3.06g/kg,0.06~0.07g/kg,0.01~0.26g/kg。麦类作物间,春小麦→春青稞轮作对土壤肥力亦具明显的恢复作用;春小麦→春小麦连作、春青稞→冬小麦轮作土壤微生物区系构成不甚协调,土壤细菌数量明显较低,0~30,31~60cm土层有机质、全氮、全磷总体呈不同程度的退化趋势。在较高外源钾投入条件下,不同轮作方式的土壤钾素均呈不同程度的亏缺状态。     

新疆水土保持与可持续发展研究

新疆维吾尔族自治区作为我国最大及地理位置重要的西北边陲省份 ,随着人口的增长和区域开发进程的进一步加快 ,水土流失问题日趋严重 ,水土保持和可持续发展已成为其生态环境建设的重要课题。分析了新疆水土流失的现状、特点和成因以及存在的问题 ,从可持续发展角度提出了新疆水土保持的对策和建议     

台湾地区农业面源污染的环境库兹涅茨曲线验证与分析

环境库兹涅茨曲线(EKC)假说认为环境压力和经济增长之间呈倒U形关系,但目前也有研究指出环境压力和经济发展之间还出现了同步关系、U型关系和N型关系及反N型关系。为了研究台湾地区农业面源污染与经济发展水平之间的关系,以该区化学农药使用密度、畜禽养殖化学需氧量(COD)产生量、氮肥(折纯)及磷肥(折纯)使用密度为因变量,人均实质GDP为自变量,运用R软件进行环境库兹涅茨曲线验证。分析结果显示,台湾地区农药使用密度与人均实质GDP的关系不符合EKC曲线、拐点不存在;畜禽养殖COD产生量与人均实质GDP的关系符合EKC曲线的倒U形,在20世纪90年代中期经过拐点,现处于倒U形右侧中部;氮肥、磷肥使用密度与人均实质GDP的关系均符合EKC曲线的倒U形,分别在20世纪90年代初期和80年代初期经过拐点,现均处于倒U形右侧下部。结果表明,随着经济发展水平的提高,台湾地区畜禽养殖和化肥污染程度均呈现先上升后下降趋势,目前已得到有效控制,经济发展对它们产生了较强的正向影响;但化学农药使用量并未随着经济的发展而变化,它长期居高不下,因而发展替代性生物农药将是控制化学农药污染的主要方向和重点任务。     

黄淮海地区夏玉米株型结构特征分析

利用抛物线法对夏玉米株型结构进行了计算机模拟，结果表明该方法可以较为准确地模拟出夏玉米株型结构特征，其要求确定的参数较少因而使用非常方便。利用抛物线法对黄淮海地区3种典型品种的夏玉米群体株型结构特征进行了全面系统的测定分析，给出了平展型沈丹7号、一般型掖单13号以及竖立型掖单4号不同生育期的叶面积密度分布函数，并对比了3个品种的叶倾角倾斜指数随生育期的变化特点，从而为黄淮海地区夏玉米农业气候资源数值模拟提供了最基本的重要模型参数，同时也为农学领域内玉米耕作栽培及育种提供了一定的理论依据。     

Wind tunnel test and Cs tracing study on wind erosion of several soils in Tibet

The soils of alpine meadows and alpine grassland steppes, aeolian soils, coarse-grained soils, and farm soils cultivated from alpine grasslands in Tibet are typical soils that are suffering from different degrees of soil erosion by wind. Based on field investigations, wind tunnel experiments, and a ¹³⁷Cs trace study, this work tested the erodibility of these soils by wind, simulated the protective functions of natural vegetation and the accelerative effects of damage by livestock, woodcutting, and cultivation on erosion, and estimated erosion rates from 1963 to 2001. The results indicated that alpine meadows have the strongest resistance to wind erosion, and that undamaged alpine meadow soils generally sustain only weak or no wind erosion. Alpine grassland steppes with good vegetation cover and little damage by humans exhibit good resistance to wind erosion and suffered from only slight erosion. However, soil erodibility increased remarkably in response to serious disturbance by livestock and woodcutting; wind erosion reached 33.03 t ha⁻¹ year⁻¹. The erodibility of semi-stabilized aeolian soil and mobile aeolian soil was highest, at 52.17 and 56.4 t ha⁻¹ year⁻¹, respectively. The mean erosion rates of coarse-grained soil with various levels of vegetation coverage and of farm soil were intermediate, at 45.85 and 51.33 t ha⁻¹ year⁻¹, respectively. Restricting livestock, woodcutting, and excessive grassland cultivation are the keys to controlling wind erosion in Tibet. In agricultural regions, taking protective cultivation and management to enhance surface roughness is a useful way to control wind erosion.