中国粮食主产区化肥施用时空特征及生态经济合理性分析

研究粮食主产区化肥施用状况能够为化肥减量增效、防治化肥损失引起的面源污染、保障国家粮食安全提供决策参考。该研究在分析中国粮食主产区化肥施用强度的时空变化特征的基础上,根据大田粮食作物对氮磷钾的养分要求,提出化肥施用生态经济合理性评价方法,并对中国粮食主产区化肥施用生态经济合理性进行评价。研究表明:从1993到2017年,中国粮食主产区化肥施用强度从205.5 kg/hm~2增加到319.9 kg/hm~2,其中氮、磷、钾化肥的施用强度分别从133.8、48.0、23.7 kg/hm~2增加到162.6、84.2、73.2 kg/hm~2;总化肥及氮、磷、钾化肥施用生态经济适宜量分别从217.4、108.7、54.4、54.4 kg/hm~2增加到300.6、150.3、75.2、75.2 kg/hm~2;氮肥施用强度在1993年已经超过了其生态经济适宜量,磷肥从2001年开始超过了其生态经济适宜量,钾肥在2009年后逼近其生态经济适宜量;1993-2007年间,河南、山东、江苏一直是高强度施肥省份,其他次高强度施肥的省份由高强度施肥省份逐步向周围扩散。2017年,河南为化肥施用生态经济不合理区,化肥施用明显过量;河北、江苏、安徽、山东和湖北则属于经济合理生态不合理区,化肥施用有所过量;湖南、吉林、辽宁和内蒙古施肥适当,属于施肥生态经济合理区;黑龙江、四川和江西为施肥生态合理经济不合理区,化肥施用不足。因此,中国粮食主产区化肥施用强度及生态经济合理性差异较大,总体施肥过量,部分地区存在施肥不足的情况。节肥增效、防治农业面源污染要坚持分类指导、因地减量的原则,完善配方测土施肥政策和技术手段,大力推进信息技术和有机肥利用,走有机无机肥相结合道路。     

华北黄泛平原潮土土壤养分与土壤粒级的关系研究

根据第二次全国土壤普查资料,利用数理统计的方法研究了华北黄泛平原潮土土壤粒级与土壤养分含量之间的关系。研究结果表明,土壤耕层养分含量与土壤砂粒成负相关,与小于0.01 mm的各粒级成正相关。其中土壤有机质含量主要受砂粒(1~0.05 mm)和细粘粒(<0.001 mm)含量的影响,土壤全氮含量主要受细粘粒含量的影响,土壤全磷含量主要受砂粒和粗粉粒(0.05~0.01 mm)含量的影响,土壤速效磷含量主要受细粘粒含量的影响,土壤速效钾含量主要受细粉粒(0.01~0.005 mm)含量的影响。     

农田氮磷面源污染环境风险研究评述

为了促进我国农田氮磷面源污染环境风险防控的理论研究和实践应用,对国内外农田氮磷面源污染的环境风险研究进行总结和评述。通过对相关文献系统调研和梳理,将农田氮磷面源污染环境风险研究分为三个方面:一是氮磷面源污染风险源识别与风险机理研究,二是氮磷面源污染环境风险模型模拟研究,三是氮磷面源污染环境风险控制研究。研究认为我国面源污染研究对国外模型的局限性关注不够;缺乏面源污染风险评价和控制技术标准;氮磷面源污染环境风险发生机理和防控机制研究不够深入。今后我国农田氮磷面源污染环境风险研究应着重以下几个方面:(1)农田面源污染发生机制及其影响因子的研究;(2)面源污染环境风险评价方法和防控技术标准,特别是农田氮磷施用环境安全阈值研究;(3)农田氮磷面源污染风险与农户行为的关系研究;(4)农业面源污染的综合治理研究。     

国内农田氮磷面源污染风险控制研究进展

目前,农田面源污染已经成为我国水环境污染的主要因素。从农田氮磷面源污染的环境风险来源、风险控制2个方面总结国内的理论研究和实践应用进展,提出存在的问题和未来研究的建议。分析表明,今后我国农田氮磷面源污染环境风险控制研究应着重在以下几个方面开展:(1)农业氮磷面源污染发生机制研究;(2)农业氮磷面源污染防治相关法律、政策和标准研究;(3)适合流域特点的"农户-农田-农村"一体化氮磷面源污染综合治理模式研究。     

中国化肥面源污染环境风险时空变化

为了合理施肥,防治化肥面源污染,对中国化肥施用的环境风险进行研究。通过建立化肥施用环境安全阈值模型和环境风险评价方法,计算中国各省区时空维度化肥施用环境安全阈值,评价化肥施用环境风险程度及变化。研究结果表明:中国化肥施用环境安全阈值近25年来在200~300 kg·hm~(-2)之间变化,平均值为243 kg·hm~(-2),近15年来的平均值为251 kg·hm~(-2),与国家环保部生态乡镇建设规定的化肥施用强度标准基本吻合;总化肥施用在1994年由环境安全转为低度风险,氮、磷、钾单质化肥施用分别在1988、1999、2008年由环境安全转为低度风险状态;2014年中国总化肥施用环境安全阈值平均为285 kg·hm~(-2),化肥施用环境风险指数平均为0.54,氮、磷、钾化肥风险指数平均分别为0.54、0.53、0.49,化肥施用总体处于低度环境风险;2014年西藏等11个省区化肥施用处于环境安全状态,辽宁等16个省区处于低度环境风险状态,河南、海南和天津三省区处于中度环境风险,陕西处于严重环境风险。总之,中国化肥施用环境风险自1994年进入低度风险状态,并呈现上升的趋势,自2006年以后有所降低。2014年全国各省区的化肥施用环境风险程度总体为低度环境风险,但省区之间差异较大,各类风险呈现出聚集分布的特点。     

江苏省粮食生产与化肥使用环境安全研究

通过分析江苏省1979～2009年粮食产量与化肥使用量的关系,探讨江苏省化肥的环境安全使用量,提供利于环境安全的施肥措施。研究表明,江苏省1979～19891、990～19992、000～2009年3个不同时段的粮食产量和化肥使用量的相关系数分别是0.862、0.835、0.671,两者的相关性明显降低。31年来,江苏省粮食产量的年平均增长率是1.1%,化肥使用的年平均增长率是4.1%。目前,化肥使用量大大地超出了环境安全使用量。通过对比分析,认为江苏土地平均化肥使用量不宜超过600 kg/hm2,以后可以通过改进施肥措施提高粮食产量。     

基于时空回归模型的粮食产量预测方法新探

综合运用相关分析、回归分析和时间序列分析法,建立粮食产量时空回归预测模型,并根据中国各省、自治区、直辖市已有数据对未来粮食产量作出预测。     

中国化肥投入区域差异及环境风险分析

【目的】为了全面认识中国各省区农业化肥使用的区域差异及对生态环境的潜在威胁,准确把握其环境风险程度,加强风险管理,促进农业可持续发展,对中国化肥投入的分布特征和环境风险进行分析。【方法】考虑氮磷钾3种化肥不同的环境污染效应,建立带有权重系数的化肥使用环境风险指数计算模型,评价中国化肥投入的环境风险。应用定性定量相结合的层次分析法,确定氮磷钾三因子的权重系数。根据原国家环境保护总局2007年设定的生态县建设化肥使用强度小于250 kg·hm^-2 的标准,按照目前发达国家氮磷钾比例1﹕0.5﹕0.5的施肥实践,确定氮磷钾三元素的环境安全阈值。【结果】目前中国农田化肥使用量平均达到480 kg·hm^-2, 大多数省区农田化肥投入过量。其基本趋势是东南投入高,西北投入少。2012年化肥使用强度最大、超过690 kg·hm^-2 的前5个省份是福建、广东、河南、湖北、江苏;化肥使用强度低于200 kg·hm^-2 的7个省区是西藏、青海、甘肃、黑龙江、贵州、内蒙古、山西。总化肥使用强度最大的福建（908.7 kg·hm^-2）是西藏自治区（137.99 kg·hm^-2）的6.6倍。氮肥使用强度的区域差异与氮磷钾总肥一致,其中氮肥使用强度最大的广东省（448.5 kg·hm^-2）是西藏自治区（62.59 kg·hm^-2）的7.2倍;氮磷钾施肥不平衡的现象普遍存在,磷肥使用强度最大的河南省（259.8 kg·hm^-2）是最小的贵州省（44.04 kg·hm^-2）的6倍;钾肥使用强度最大的福建省（264.73 kg·hm^-2）是最低的青海省（30.83 kg·hm^-2）的8.6倍,钾肥的使用在青海、西藏、甘肃、贵州等省区明显不足。中国农业化肥使用环境污染的潜在风险较大,仅有西藏、青海、贵州、甘肃和黑龙江5个省区属于尚安全状态,河南、福建、广东和湖北属于重度风险状态,其他省区属于轻度风险和中度风险状态。近10年来,中国的化肥消费量以每年3%的速率增加,高环境风险区域扩大较快。2012年与2005年相比,尚安全的省区减少了3个,重度风险的省区增加了3个,总体环境风险进一步加剧。【结论】中国化肥使用强度大,环境风险高,区域分异明显。其原因有多种,其中土壤条件、施肥技术和管理不当是直接原因,农业政策和经营体制等深层次问题是根本原因。     

利用GIS和SPSS技术综合评价长葛市农业土壤肥力

运用GIS和SPSS技术 ,对河南省长葛市主要农业土壤肥力进行综合评价。首先选取与土壤肥力密切相关的 7个因素 ,建立综合评价指标体系 ,结合长葛市土壤的理化性质特点 ,确定各指标的评价指数。并根据各个因素对土壤肥力影响的大小不同 ,建立判断矩阵 ,确定其权重。然后 ,对长葛市主要的 9种农业土壤的肥力进行了综合评价 ,评价结果表明 ,两合土、褐土化两合土和潮黄土为一等地 ,砂壤土、潮垆土、立黄土为二等地 ,褐土化砂土、盐化潮土、灰质黑老土为三等地。并根据评价结果 ,提出了土壤合理利用的建议。     

华北黄泛平原潮土磷素含量与土壤粒级的关系研究

华北地区黄泛平原上的主要土壤类型是潮土 ,其成土母质是近代河流冲积物 ,它对土壤质地的影响很大。潮土土壤质地的水平和垂直分异是造成土壤磷素含量差异的主要因素。根据全国土壤普查测定的潮土土壤不同粒级的百分含量以及土壤磷素含量的数据 ,利用数理统计的方法首先进行土壤机械组成与土壤磷素含量的相关分析 ,结果发现 ,与土壤全磷含量关系最密切的土壤颗粒是砂粒和粉粒 ,与土壤速效磷含量最密切的是粘粒。然后用逐步回归分析的方法建立了潮土全磷和速效磷含量与土壤粒级之间关系的数学模型。用这些模型能较准确地推算土壤全磷的含量 ,在相对误差不大于 1 0 %的保证下 ,准确率可达 90 %。而对速效磷的推算 ,效果相对差些