北方农牧交错带人口承载能力胁迫研究

根据２０００年－２０３０年不同人口控制方案的预测结果和有关参数,利用构建的一个适合于区域范围人－地关系简单平衡模型,以５年为时间步长,５％为粮食自给率步长,计算分析了安塞县２１世纪头３０年人口承载能力胁迫力。结果表明,只有严格控制人口增长,并在此基础上确定合理的粮食自给率,以保持人口承载能力胁迫力为负值或较小、较短时间内的正值,才能退耕还林（草）,真正实现生态环境的恢复与重建。安塞县如此,黄土高原     

北方农牧交错带牧区羊舍冬季小气候研究

对北方农牧交错带封闭式无供暖羊舍进行小气候观测研究结果表明 ,羊舍内地面温度日变化平稳 ,为-2 .5～ 0℃间 ,羊归牧卧盘时 2 0 :0 0至翌日 8:0 0地面温度比羊圈和野外均增加 11℃左右 ,使羊体与地面热交换大为减少。归牧后羊舍 0 .3m羊的生活高度处比羊圈温度高 10℃以上 ,舍内温度基本为 -2℃左右 ,相对湿度为58% ;1.5m高度处舍内温度维持在 0℃左右 ,相对湿度为 65% ,基本达到羊舍温度标准。一般羊圈基本无保温效果 ,但有一定防风效果 ,羊圈使 0 .3m高度处风速减少 1m/s左右     

中国北方农牧交错带植被动态研究进展

通过回顾植被动态研究的历史,简要概述了植被动态的发展。综述了我国北方农牧交错带历年来植被动态的研究现状。研究指出植被动态变化与农牧交错带内气候、自然环境演变、农牧业经营方式的转变及土地利用有着密切的关系。结合前人的研究,根据农牧交错带内存在的生态环境问题,提出应从北方农牧交错带植被动态与生物多样性、生态环境、生态系统健康以及对全球变化响应的关系进行研究,揭示其受损及恢复机理,为农牧交错带受损的生态系统恢复与重建、区域可持续发展提供理论依据。     

北方农牧交错带土壤风蚀沙化影响因子的风洞试验研究

土壤风蚀沙化是北方农牧交错带农牧业生产与发展的主要限制因子,通过室内风洞实验研究,定量分析了土壤风蚀率(风蚀强度)与风速及土壤水分的相关关系、土壤风蚀输沙量的空间分布规律以及翻耕后土壤风蚀的动态变化。结果表明:风蚀率与风速变化成正相关,随着风速增大,风蚀率相应增加,18m/s风速是风蚀由轻变重的一个转折点;土壤水分与风蚀率呈负相关,水分含量越高,风蚀率越小,6%含水量水平是土壤风蚀由重变轻的一个转折点。通过曲线拟合表明,风蚀率与风速成幂函数的关系,与土壤水分含量成对数函数关系。土壤风蚀空间不同高度输沙量呈单峰曲线的变化趋势,在距地面2～4cm范围内集沙量最多,80%左右的沙量集中在近地面10cm范围内。土地翻耕是加重土壤风蚀的重要因素,对于天然草场,翻耕后风蚀强度是未翻耕的66～306倍,对于旱作农田,留茬覆盖可以有效控制土壤风蚀,翻耕马铃薯地风蚀强度是留茬地的25～108倍。     

北方农牧交错带缓坡耕地土壤风蚀特征

研究采用野外观测手段对不同坡向和坡位的土壤风蚀特征进行测定和分析。结果表明:①缓坡耕地不同地形部位,风速随地形升高而增大,主要由于微地形作用,使南坡风速略高于北坡。②土壤风蚀量随风速变化呈现出指数函数变化趋势,风速增大则风蚀量也增大。③以坡顶为对称轴,北坡和南坡的风蚀量基本呈对称分布,北坡风蚀量占南坡风蚀量的88.6%;5个地形部位的风蚀量相比,最大值并非出现在坡顶部位。④坡中和坡底在0～6cm高度范围内,坡顶在0～8cm高度范围内,随高度和风速增加,风蚀量呈线性增大;在8～60cm高度范围内,风蚀量随高度增加呈现出负指数函数递减的规律,6cm<高度<20cm递减率较大,高度>20cm递减率较小。     

北方农牧交错带气候变化与旱涝响应特征

依据北方农牧交错带1961-2012年46个气象站气温、降水数据,采用气候倾向率、Mann-Kendall检测及Kring插值法,对该区气候变化及旱涝时空特征进行了分析。结果表明:(1)近52 a,北方农牧交错带气候呈现暖干化趋势,1986年后暖干化趋势有所加强。(2)不同区域不同时段,气温、降水表现出不同的变化特征。(3)全区及3个子区旱涝等级均呈上升趋势,不同区域旱涝等级变化趋势差异显著。(4)北方农牧交错带大涝呈"片状"分布,大旱呈"斑点状"分布。全区整体相对较易发生大旱,东北段相对更易发生大涝,华北段更易发生大旱。     

北方农牧交错带不同农作制度对土壤风蚀因子的影响

不合理的农作制度是引发北方农牧交错带土壤风蚀的重要原因。以内蒙古武川旱农试验区为基地,研究了撂荒制、压青休闲制、粗放轮作制、保护性耕作制4种农作制度对风速、土壤紧实度、地表粗糙度、地表覆盖度、土壤有机质含量、表层土壤含水率、土壤风蚀量等因子的影响。结果表明,保护性耕作能够显著降低土壤风蚀,有效防止土地荒漠化。当前,北方农牧交错带应重点推广保护性耕作制,促进农业生产的可持续发展。     

北方农牧交错带县域典型农业生态系统结构的对比演变

为了能准确地描述农业生态系统结构的合理性,并从时间序列上反映系统产业结构的动态演变特征,立足北方农牧交错带,在近31a的时间尺度上,以偏农区的榆阳区和偏牧区的乌审旗县域典型农业生态系统作为比较研究对象,采用系统组分优势度、系统结构优势度和系统稳定性指数作为研究模型,对两地农业生态系统的产业结构进行了综合分析和评价,显示种植业是偏农区农业生态系统的主导产业,其组分优势度在后期下降较快;林业在两地农业生态系统中的组分优势度均较小;畜牧业是偏农区最具发展潜势的产业,是偏牧区国民经济发展的支柱产业;渔业组分优势度在两地均为最小,基本对系统无贡献;偏农区农业生态系统结构较为优越,而偏牧区农业生态系统稳定性较为突出。结合研究结果,并就种植业、林业、牧业和渔业在北方农牧交错带偏农区和偏牧区的发展提出了建设性意见,以期为当地及北方农牧交错带农业生态系统产业模式优化和农牧业可持续发展提供理论依据和科学借鉴。     

北方农牧交错带农田风蚀成因与防治

我国北方农牧交错带是指自东北西部科尔沁草原向西南沿长城至兰州附近长2 000多km、宽200~300 km的特殊地带,区内年降水量在400 mm以下,生态环境脆弱,土地生产力的丧失是风蚀对土壤吹蚀累积影响的结果。分析了农牧交错带农田风蚀的成因和风蚀对农田生产力的影响,认为通过实施农田保护性耕作措施控制风蚀是可行的,从植被覆盖及农田耕作时间、措施上对风蚀进行控制应是防治风蚀研究的重点。     

北方农牧交错带人口胁迫与耕地利用的相互关系

该文以我国北方农牧交错带内的安塞县为例,构建了一个适合于区域范围、人与耕地关系简单平衡模型,并从中推出了人与耕地关系平衡胁迫力计算式。在分析该县农业生产用地构成、耕地及粮食的历史动态变化之后,根据人口预测结果与有关参数值,以5年为步长计算分析了2000～2030年,不同粮食自给水平下的人口承载能力胁迫力、耕地面积需求胁迫力、耕地生产率胁迫力。确定了有利于实现“退耕还林草”生态环境建设的较合理的粮食自给率,可供决策参考     

传统耕作和免耕的红壤生态系统土壤动物种群的分异

In a field experiment ,the popultions of major soil fauna groups including earthworms,enchytraeids,arthropods and nematodes were examined in conventional tillage(CT) and no-tillage(NT) red soil ecosystems to evaluate their responses to tillage disturbance.Earthworms,macro- and micro-arthropods were stimulated under NT with earthworms showing the highest population increase by four times ,while enchytraeids and nematodes favored CT system predicting certain adaptability of these animals to plow-disturbed soil envi-ronment ,On the basis of relative response index it was found that soil fauna was more sensitive to tillage than soil resource base(C and N pools) and microflora.The population structure of soil fauna was also affected by tillage treatments.Analysis on nematode trophic groups showed that bacteria-feeding and plant parasitic nematodes were more abundant in CT soil whereas the proportions of fungivores and onmivore-predators increased in NT soil.Possible reasons for the differentiaion in both size and structure of the fauna populaion were discussed and the ecological significance involved in these changes was emphasized.     

不同耕作方式对中国东北黑土有机碳的短期影响

A tillage experiment, consisting of moldboard plow （MP）, ridge tillage （RT）, and no-tillage （NT）, was performed in a randomized complete block design with four replicates to study the effect of 3-year tillage management on SOC content and its distribution in surface layer （30 cm） of a clay loam soil in northeast China. NT did not lead to significant increase of SOC in topsoil （0-5 cm） compared with MP and RT; however, the SOC content in NT soil was remarkably reduced at a depth of 5-20 cm. Accordingly, short-term （3-year） NT management tended to stratify SOC concentration, but not necessarily increase its storage in the plow layer for the soil.     

垄作免耕影响冷浸田水稻产量及土壤温度和团聚体分布

研究垄作免耕对冷浸田水稻产量及其构成因子的影响,同时,观察其耕层土壤温度和土壤团聚体结构的变化,旨在为冷浸田的综合治理技术提供科学依据。该研究以湖北省冷泉烂泥型冷浸田为对象,采用垄作免耕栽培田间定位试验方法,设计垄高10(LG10)、15(LG15)、20 cm(LG20)和平作(CK)4个处理种植中稻。研究结果表明,起垄(垄高10和15 cm)能显著(P0.05)提高冷浸田水稻产量,2011年和2012年垄高15 cm较CK分别增产10.95%和18.51%;与CK处理相比,垄作土壤平均增温范围为0.4~1.2℃,在0~5 cm土层内,垄作处理的土壤大团聚体(1 mm)含量明显提高;在5~25 cm土层内,土壤大团聚体含量LG15最高、CK最低、而LG20和LG10处于两者之间。垄高15 cm对大团聚体形成的影响大于垄高10和20 cm。垄作对冷浸田表层(0~5 cm)和下层(5~25 cm)土壤团聚体形成的影响存在差异,起垄后表层土壤大团聚体数量高于下层。但是,不同起垄高度与土壤温度和土壤大团聚体的变化不存在对应的数学正相关。综上所述,冷浸田合适的免耕起垄高度为15 cm。     

垄作免耕技术对土壤水分和玉米产量的影响

摘要：该文以2006年建立的垄作少免耕定位试验田为研究对象,分析了传统垄作和碎秆全量覆盖垄作少免耕和高留茬垄作少免耕3种耕作方式对土壤水分以及作物产量等的影响,以建立适合玉米垄作体系的垄作播种技术。5 a长期定位试验结果表明,垄作少免耕种植模式能够改善土壤结构,增加土壤蓄水保墒能力,提高土壤水分利用效率;与传统垄作模式相比,碎秆全量覆盖和高留茬覆盖2种垄作少免耕模式的作物产量分别增加了4.1%～10.7%和1.9%～6.4%,土壤水分利用效率分别提高了5.4%～10.2%和4.1%～7.9%,其中碎秆全量覆盖垄作少免耕模式效果最为明显。研究结果可为辽宁省垄作播种模式的开展提供参考。     

耕作措施对华北农田CO_2排放影响及水热关系分析

为探讨不同耕作措施对农田土壤呼吸排放的影响及其与土壤温度、水分之间的关系,该研究利用长期定位试验研究翻耕、旋耕、免耕3种耕作措施下冬小麦、夏玉米生育期农田CO2的排放通量及其季节变化规律,并通过农田土壤温度、水分对CO2的排放通量进行回归统计分析.结果表明:不同耕作措施下农田CO2排放通量具有明显的季节排放规律,冬小麦、夏玉米生育期农田CO2排放通量:翻耕>旋耕>免耕,且处理间差异都达到显著或极显著水平.不同耕作措施对农田土壤温度及土壤含水率具有显著的影响,免耕条件下农田各层土壤温度最低,冬小麦季免耕农田土壤水分含量高于其他两处理.各处理条件下农田CO2排放通量与土壤温度具有显著的相关性,其中翻耕处理的CO2排放通量与10 cm土温相关性最高,旋耕和免耕则均与20 cm土温相关性最高.当土壤温度高于10℃时CO2排放通量与5 cm土壤含水率具有显著的相关性,此时土壤水分成为CO2排放的主要影响因素.     

不同施肥措施对华北平原土壤有机碳的影响

选取河北省曲周县的长期定位试验,于2012年6月采集不施肥(CK)、常规施化肥(CF)、低量EM堆肥(EML)和高量EM堆肥(EMH)4种施肥处理的土壤,结合物理分组、密度分组和粒径分组将土壤划分为大、中、小团聚体组分、颗粒有机碳组分(POM)和矿质组分,探究0—10,10—20,20—60,60—100cm 4个土层中不同组分SOC的变化规律。结果表明:经过19年的耕作,在0—10cm土层,与CK处理相比,3个施肥处理(CF、EML、EMH)可以显著提高全土以及各个组分的SOC含量(33%~63%);10cm以下土层,仅2个有机肥处理可以提高20%~67%的SOC含量。对于0—100cm土层,与CK相比,EMH处理对土壤有机碳密度的增加速率(1.17tC/(hm2·a))是化肥处理(CF)的11.7倍。0—10cm土层3个施肥处理(CF、EML、EMH)条件下,20μm矿质组分SOC饱和度(65%~82%)显著高于CK处理(64%),10cm以下土层,CK、CF、EML处理之间SOC饱和度(50%)无显著差异,但EMH处理SOC饱和度显著高于另3个处理。研究表明,长期施肥条件下应关注10cm以下土层SOC的变化;对于土壤SOC水平较低的华北平原,土壤固碳空间较大,其中有机肥是较为有效的农田管理措施。     

华北潮土长期施肥对土壤跳虫群落的影响

通过试验研究了河南封丘潮土长期施肥处理下土壤跳虫的群落结构及其多样性,试验包括氮磷钾(NPK)、氮磷(NP)、氮钾(NK)、磷钾(PK)、有机肥(OM)、1∶1化学氮肥与有机氮(MNPK)和不施肥(CK)7个处理。结果表明,7种施肥试验处理下,平均土壤跳虫密度为30 000头m-2,施用有机肥显著增加了土壤跳虫数量,而磷肥可能是该地区跳虫数量增长的一个限制因素。OM和MNPK处理下土壤跳虫多样性显著高于其他处理,OM和NPK处理具有最高的相似性,其次是MNPK和OM处理之间,而CK处理与其他处理相似性指数较小。不同施肥处理下表现了土壤跳虫类群对环境的选择性,多数跳虫与OM处理成正相关关系,而MNPK处理促进了Isotoma和Xenylla属在数量上的增长,PK处理与Hypogastrura和Sminthurinus属有一定的正相关关系。施肥处理也引起了土壤跳虫的垂直分布差异,MNPK、NPK和OM处理下土壤跳虫趋于表层(0～10cm)分布,而NK和CK处理下趋于下层(10～20cm)分布。土壤跳虫的量化指标(如个体数、类群数和多样性)对施肥处理表现敏感,可作为土壤质量评价的指标之一。     

Key soil nutrient requirements for different yield levels in North China

ABSTRACT

Soil chemical properties are closely related to crop production levels. Understanding the relationships between soil nutrients and different yield levels is important for improving the efficiency of fertilization management programs. The objectives of this study were to understand the key soil nutrient requirements for different crop yield levels using 10 experimental wheat-maize rotation sites and to optimize fertilization applications in North China. The results found significant differences between the soil chemical properties among the study sites, with average contents in the range of 10.07–14.72 g/kg for soil organic carbon (SOC), 0.38–1.29 g/kg for total nitrogen (TN), 56.43–89.77 mg/kg for available nitrogen (AN), 17.36–48.54 mg/kg for available phosphorus (AP), 79.4–184.5 mg/kg for available potassium (AK), 0.78–5.97 mg/kg for soil Cu, and 0.75–2.20 mg/kg for soil Zn. The soil pH values were 6.46–8.19. Significant correlations (p < 0.05) were found between high-level yields and higher contents of SOC, TN, AN, and AP when a suitable soil pH were present. The higher levels of soil SOC and TN were important for maintaining high-level yields in these regions. Soil AN and pH are two key limitations that could significantly (p < 0.05) improve medium-level yields. Although some soil indicators, including SOC, TN, AN, AP, soil pH, soil Zn, and Cu could significantly influence low-level yields, soil amendments with C, N, and available P and having a suitable soil pH were especially important for improving low-level yields. These results could be used to improve conventional methods of fertilization management and increase the efficiency of fertilizer use in North China.     

自然免耕技术在水土保持中的作用分析

自然免耕技术在理论和实践上都可以应用于任何土壤,但在水土保持中运用不是很广泛.通过对自然免耕的关键技术"小三化"(腐殖化、结构化、细菌化)、"大三化"(林网化、渠网化和复种化)和4个必须遵循的原则(连续垄作、连续浸润、连续植被和连续免耕)的介绍,从水土保持机制角度,有针对性的分析自然免耕技术在水土保持中的作用.