稻麦玉米秸秆残留还田量定量估算方法及应用

为了解秸秆残留还田是秸秆直接还田的基本形式。该文通过逐步推导,给出了秸秆残留还田量定量估算的系列公式,并将秸秆残留还田量定量估算建立在5个参数的基础上,即农作物平均株高、收割留茬高度、叶部生物量比例、枝叶脱落率和秸秆机械收集损失率;以实地调查为基础,结合对试验数据收集整理,给出了小麦、玉米、水稻三大农作物秸秆残留还田量定量估算的参数体系,并估算出了三大农作物的秸秆残留还田量,分别为7 106.92、4 543.48和6 392.95万t,合计为18 043.35万t,占三大农作物的秸秆总产量的31.13%;三大作物人工收获秸秆残留还田量为1724.47万t,机械收获秸秆残留还田量为16 318.88万t,后者是前者的9.46倍;进而以农作物面积为权重,推算出全国的秸秆残留还田量为25 330.08万t,计算出单位面积耕地的残留还田量为1.87 t/hm2,与基本还田量的最低需求3.0 t/hm2相比尚需增加60%以上,与基本还田量的一般需求4.5 t/hm2相比尚需增加1.41倍。论文最后指出了秸秆残留还田量定量估算需要继续深入开展的主要研究工作:一是开展更广泛的田间实测,进一步提高小麦、玉米、水稻三大农作物秸秆残留还田量定量估算参数的精准度,尤其是收割留茬高度和秸秆机械收集损失率这两大参数的精准度,以便更确切地估算三大农作物的秸秆残留还田量;二是针对棉花、大豆、油菜等主要经济作物进行秸秆残留还田量定量估算研究,建立全国主要粮经作物秸秆残留还田量定量估算的参数体系;三是建立区域性的秸秆残留还田量定量估算的参数体系,逐步实现各区域秸秆残留还田量的定量估算。     

小麦和玉米秸秆热解反应与热解动力学分析

为了对生物质快速热解液化设备进行分析和计算，该文用热重、差热分析仪分别对小麦和玉米秸秆在不同升温速率下进行了热分析研究。结果表明：小麦和玉米秸秆的热解特性基本一致，热解过程可以用同一种模型描述；随升温速率的提高，热解最高速率时的温度和热解最高速率明显提高。分析了小麦和玉米秸秆热解反应过程，提出了平行一阶反应动力学模型并计算出模型中各参数，将该模型的计算结果、现有一阶反应模型的计算结果分别和试验数据进行了对比，结果表明，平行一阶反应模型的准确程度比现有一阶反应模型有很大的提高。     

玉米秸秆热解动力学分析(简报)

该文采用耐驰STA449同步热分析仪,研究了玉米秸秆在升温速率为5、10、15、20、30 K/min,反应终止温度1273K的热分解反应,结果表明玉米秸秆热解过程可分为失水预热解、热解和碳化3个阶段,随着升温速率增加,反应的特征温度和最大失重速率增加,差示扫描（DSC）曲线整体向下倾斜,升温速率过大时,出现失水滞后现象。分别用FWO法、FRL法和Kissinger法对玉米秸秆热解进行了动力学计算,其热解活化能为（161±23）kJ/mol,通过Malek法确定了玉米秸秆热解满足J-M-A方程,反应机理为随机成核随后生长,确定了反应级数n和指前因子对数lgA的范围,并利用Matlab软件对实验数据进行拟合,验证了机理的正确性,并确定了玉米秸秆热解反应的动力学参数。该文结果对工程应用有指导意义。     

秸秆气化集中供气技术产业化发展评价及其市场前景分析

对山东省科学院能源所开发的秸秆气化集中供气技术的产业化发展前景进行了评价,包括秸秆气化设备生产企业和相应的技术服务公司、秸秆气化集中供气系统施工企业以及技术产业化的外部效益等３个方面。结果表明,这种技术的产业化发展将给参与产业化的公司、企业及全社会带来良好的经济、社会效益。文中还分析了目前推动及制约这一技术较大规模应用的各种因素及市场发展前景。     

秸秆气化集中供气系统技术评价

介绍了山东省科学院能源研究所研究开发的农村秸秆气化集中供气系统的工作原理和系统组成;对系统,特别是气化炉的技术性能进行了评价,并给出相应的结论;对进一步改进系统性能的方向提出了建议。     

KF型秸秆气化集中供气系统技术评价

介绍了河北省化工规划设计院、石家庄泰德设备有限公司研究开发的KF型秸秆气化集中供气系统的组成和产气的工艺流程;对系统的技术性能进行了评价;提出了存在的问题及改进建议。     

生态需水研究进展及估算方法评述

生态需水研究是实现水资源优化配置、维持流域生态环境健康发展的前提和基础。在当前生态需水研究中,估算方法众多,选用的监测指标提供的整体信息容易发生重叠,不易得出生态需水变化规律。为此,在回顾国内外生态需水研究进展的基础上,对生态需水量估算方法的优缺点、适用条件等方面进行了系统评价,以便在实际应用中根据研究目的选用不同方法。同时,指出当前研究中存在诸如术语混乱、概念不清、定量研究突破少等若干问题,今后应从加强收集监测资料、建立生态学模型、建立一套完善的生态需水概念体系,以及加强多学科合作交流等方面提出未来研究方向。     

水土保持生态补偿价值估算方法研究

水土资源是自然资源的重要组成部分,研究水土保持生态补偿的额度,首先要确定水土保持补偿价值估算方法。为此,通过对水土保持措施不同的生态服务功能的分析,提出市场价值法、影子工程法、生产成本法、机会成本法等多种方法估算水土保持生态价值。     

玉米秸秆热解生物油特性的研究

基于为生物油开发利用提供基础数据的目的,在等离子体流化床热解实验台上利用粉碎的玉米秸制取生物油,并对生物油的物理化学特性进行了分析研究。生物油的最高得油率为37%,显酸性,密度在1100～1200 kg/m³之间;动力粘度的总体趋势是随温度的升高而降低;灰分百分含量小于0.1%。同时使用色质联用仪(GC-MS)对生物油进行了组分分析,生物油的主要成分有乙酸、羟基丙酮、水、乙醛、呋喃等。高含水量和含氧量使得生物油热值低,容易发生反应,需要对生物油进行进一步的分析和改性才能用于高端技术。     

西北地区植被净初级生产力估算模型对比与其生态价值评价

净初级生产力(NPP)是绿色植物在单位时间和单位面积上所能产生的有机干物质总量,是地球碳氧循环研究的关键问题之一。通过使用不同模型进行NPP物质量测算并换算为价值量,分析2000—2009年西北地区NPP价值的时空分异特征,了解西北地区近年植被生态效应的变化格局与趋势。结果表明:(1)CASA模型估算出耕地、草地、常绿针叶林的平均NPP分别为4.15 t.hm 2、4.87 t.hm 2和7.35 t.hm 2,统计模型中综合模型与北京模型和CASA模型估算结果最为相近;(2)研究区NPP价值随时间序列递增,耕地与建设用地的增幅集中在2000—2003年,而草地与未利用地增幅集中于2006—2009年,草地增长最快,2009年达7.91 107万元;(3)以县域为单元分析NPP价值空间差异,空间分布的不对称性、趋向均值的偏离程度有所增加,但高值集聚特征也有所加强;(4)NPP价值的空间集聚变化有低值快速升高、高值继续升高、较高值出现下降3种趋势,青藏高原与黄土高原NPP价值增速最快。NPP价值升高趋势比下降趋势更明显,反映了西北地区生态环境呈现整体好转、局部恶化的态势。     

灌溉方式与秸秆覆盖优化施氮模式对秸秆腐熟特征及水稻氮素利用的影响

以杂交籼稻‘F优498’为试验材料,研究不同灌溉方式[淹水灌溉(CK)、干湿交替灌溉、旱作]下氮肥运筹与秸秆覆盖优化管理模式(麦秆覆盖优化施氮模式、油菜秆覆盖优化施氮模式以及无秸秆覆盖优化施氮模式)对水稻根系生长、各时期氮素积累以及产量的影响,探讨各灌溉方式下秸秆腐熟及氮素释放规律,明确秸秆腐熟与氮素释放规律对水稻生长的影响及其相关关系。结果表明,淹水灌溉和干湿交替灌溉均较旱作有效地协调各时期水稻地上部、地下部生长,促进各时期氮素吸收利用,提高稻谷产量;而水分生产效率则以旱作为最优,干湿交替灌溉次之,但差异不显著。麦秆、油菜秆的腐熟与氮素释放效率最高峰均出现在移栽后30 d,但腐熟量与氮素释放量受灌溉方式与秸秆种类的影响;油菜秆腐熟量显著高于麦秆,旱作明显高于干湿交替与淹水灌溉;氮素释放量则以麦秆为最优。秸秆覆盖优化管理模式也对水稻各生长指标具有显著影响;淹水及干湿交替灌溉下,麦秆覆盖氮肥运筹优化管理模式有效协调水稻植株各时期的生长,促进氮素吸收利用,最终实现产量的增加;油菜秆覆盖氮肥运筹优化管理模式则在整个生育期均对水稻生长表现轻微抑制效应;而旱作模式下麦秆、油菜秆优化施氮模式覆盖均呈现显著的促进作用,其中油菜秆覆盖优势明显,可作为生产中水资源不足的情况下参考。秸秆腐熟量及氮素释放量与水稻根干重、氮素吸收利用以及产量的相关性分析表明,移栽后30 d秸秆腐熟量与稻谷产量、氮素吸收均呈显著的负相关关系(r=?0.27*~?0.29*),而齐穗期、成熟期氮素释放量与产量及氮素吸收均呈显著的正相关关系(r=0.31*~0.59**);同时,秸秆的腐熟量与氮素释放对水稻根冠比影响较大,其中以齐穗期最为显著(r=?0.27*~0.42**)。协调水稻各时期秸秆腐熟量及氮素释放,特别是移栽后30 d氮素释放量是保证实现水稻高产、高效的重要措施之一。     

基于价值工程原理的乡村秸秆清洁供暖技术经济评价

秸秆供暖可促进秸秆综合利用,推进中国北方乡村清洁供暖。在深入调研和归纳总结现阶段秸秆清洁供暖技术现状的基础上,提出了具有较好应用前景的乡村秸秆清洁供暖典型模式,建立了其功能评价指标体系,并采用价值工程原理和层次分析法,对7种典型模式的技术经济性进行了评价。研究结果表明,在不考虑资源禀赋、交通运输、自然地理、经济社会发展水平等外部条件的情况下,热电联产供暖、热解联产分户供暖、捆烧锅炉集中供暖、热解联产集中供暖、成型燃料分户供暖、捆烧锅炉分户供暖和成型燃料集中供暖对应的价值系数依次为1.062、1.050、1.005、0.990、0.973、0.965、0.956。该研究可为指导秸秆乡村清洁供暖技术研发和应用推广提供重要借鉴。     

臭氧浓度升高条件下秸秆还田对大豆叶片生态化学计量特征的影响

为探讨臭氧胁迫和秸秆还田对大豆叶片C、P、K化学计量特征的影响,本研究采用开顶式气室法(OTCs),研究了两种还田方式(秸秆全量还田和秸秆不还田)对不同臭氧浓度(CK:O3为环境浓度,T1:O3浓度为(80±10)nmol mol^-1,T2:O3浓度为(110±10)nmol mol^-1)下大豆叶片C、P、K化学计量特征的变化。结果表明:(1)与秸秆不还田相比,秸秆还田使大豆叶片在分枝期CK处理下全P和全K含量显著降低,而C:P和C:K显著升高,T1处理下有机C和全K含量以及C:P显著降低,而P:K显著升高,T2处理下全P和全K含量显著升高;开花期CK处理和T2处理下有机C和全K含量显著上升,而CK处理下C:P显著升高,C:K和P:K显著降低,T2处理下P:K显著降低,T1处理下全K含量显著降低,C:K和P:K显著升高;结荚期臭氧浓度升高处理下有机C和全K以及C:P显著升高,而P:K显著降低;(2)与秸秆不还田相比,在生育前期低臭氧浓度下秸秆还田使土壤有机C含量显著升高,在整个生育过程中全P含量升高,全K含量无显著变化;(3)开花期,叶片有机C与土壤有机C呈显著正相关性,分枝期和开花期叶片全K与土壤全K呈显著负相关性。在臭氧浓度升高条件下,秸秆还田可提高大豆叶片和土壤有机C以及叶片全K含量,有利于生育前期叶片对P素的吸收。     

中国GIAHS保护试点: 价值、问题与对策*

中国农业文明历史悠久,留存了丰富的农业文化遗产。它们不仅体现了中国的传统哲学思想,同时也对全球可持续农业产生积极影响,并成为现代生态农业发展的基础。2002年,联合国粮农组织(FAO)发起了全球重要农业文化遗产(GIAHS)保护项目,旨在对全球重要的、受到威胁的传统农业文化与技术遗产进行保护。目前我国已有4个GIAHS保护试点,即浙江青田稻鱼共生系统、云南哈尼稻作梯田系统、江西万年稻作文化系统和贵州从江县侗乡稻鱼鸭系统,2个候选试点,即云南普洱古茶园和茶文化及内蒙古敖汉旱作农业系统。本文基于FAO对GIAHS项目价值标准的解释,系统梳理了这6个试点的概况、价值、面临的威胁以及保护建议等,以期为我国农业文化遗产的保护提供指导依据。GIAHS的价值主要包括生态价值、经济价值、社会和文化价值、科研与示范价值等。目前农业文化遗产面临的主要威胁包括比较效益降低、适龄劳动力大量外流、现代观念的冲击和多重价值认识不足等。文章还提出了对GIAHS试点保护的建议,主要为引入动态保护途径,增加农民收入;加强宣传力度,建立科学的保护理念;完善制度建设,形成可持续的保护机制;调动农民的积极性,建立多方尤其是社区参与机制以及建立农业文化品牌,形成动态的保护机制等。     

农业机械化工程集成技术评价体系的建立

针对中国农业机械化工程技术集成研究需要对集成技术效果进行科学评价的实际需求,该研究进行了评价体系和方法研究。以工程应用为目标,以经济、社会和生态综合效益为主导,兼顾功能性和条件性,较为系统的提出了中国农业机械化工程集成技术评价的框架和方法。基于构建的方法体系,初步建立了农业机械化工程集成技术一般性评价指标和权重体系。     

重庆市农田生态服务价值时空变化特征及其驱动因素分析

农田对保障区域物质供给、生态系统服务供给有着不可替代的作用,为探究区域农田生态服务价值的时空变化和驱动因素,本文基于重庆市2007—2016年统计年鉴及相关年份区县年鉴数据信息,构建农田生态服务价值指标体系,引入物价指数,通过列表清单法对重庆市农田生态服务价值进行评估,利用STIRPAT模型分析各区县间人均农田生态服务价值差异的社会驱动因素。研究表明:(1)2007年、2012年和2016年重庆市农田生态服务价值分别为898.06亿元、938.97亿元和1 038.45亿元,呈明显上升趋势,增幅为15.63%;年均农田正向服务价值(1 024.49亿元)远高于其负向价值(59.02亿元)。(2)就农田生态服务价值空间变化而言,渝西片区的总量和人均变化幅度最大,为30.32%和16.80%,其中农业较为发达的永川区、江津区农田负向价值相对突出;人均年农田生态服务价值排序为:渝东南片区(5 855元·人-1)渝东北片区(4 027元·人-1)渝西片区(3 846元·人-1)主城片区(840元·人-1)。(3)农业人口、城市化率、万元GDP能耗是重庆市各区县人均农田生态服务价值空间差异的社会驱动因素,主城片区的发展对其农田生态系统造成较大的压力,该区域应合理调整产业结构,以提升农田生态服务价值。研究结果为重庆市农田生态环境保护、恢复以及耕地补偿等提供科学依据。     

基于土地整治的项目区耕地资源社会价值评定及变化分析

社会效益评价是土地整治的重要内容之一, 而整治项目区社会价值是土地整治社会效益评价的重要依据, 因此, 开展项目区耕地资源社会价值评定研究对土地整治社会效益评价具有重要意义。本文以河北省曲阳县土地整治项目为例, 通过构建基于土地整治的项目区社会价值评定体系, 借鉴资源经济学的市场价值法、替代市场法、成果参照法及资本还原法等研究方法, 实现土地整治项目区社会价值货币化, 并对整治前后的价值变化进行分析。结果表明, 研究区在土地整治后, 社会保障价值增加32 442.02万元, 但所占总价值比例较整治前有所降低; 社会稳定价值增加1 453.29万元, 人文景观价值增加884.37万元, 且两者占总价值比例均有所升高。耕地总社会价值增加34 779.68万元, 土地整治社会效益显著, 不仅实现了耕作条件的便利、耕地面积的增加, 更实现了生态景观价值的提高。该研究方法对土地整治社会价值评定有借鉴意义, 评价结果可为曲阳县土地整治社会效益评价提供科学依据。     

土地整理对生态系统服务影响的评价研究进展

土地整理是实现土地资源集约利用,提高土地生产力和利用率的重要途径。土地整理所带来的生态效应受到越来越多的关注,从生态系统服务的角度切入评价其服务的变化是土地整理研究的发展趋势。本文通过介绍不同土地整理工程类型、特点及其产生的生态效应,论述土地整理对不同生态系统服务功能的影响,并结合当前生态系统服务价值理论的研究进展,从能值分析、物质量评价和价值量评价3个角度评价生态系统服务功能,并对比三者的异同点及其相关指标体系。同时,结合不同土地整理案例总结了不同生态系统服务计算方法在土地整理项目中的应用效果。通过介绍生态评价在土地整理生态系统服务中的重要性和景观生态设计在土地整理中的应用,指出了我国目前土地整理的生态系统服务价值研究中存在的问题及其未来发展趋势。     

农产品产地批发市场工程技术集成方法

农产品产地批发市场工程技术集成创新活动,能有效解决农产品产地批发市场的功能不全、技术水平低、管理水平差等一系列问题,提高市场现代化水平。为了开展农产品产地批发市场工程技术集成工作,该文以工程建设为目标,研究了农产品产地批发市场工程技术集成的思路与流程,建立了一套包含技术分类、技术评价和集成方案构建3个步骤的农产品产地批发市场工程技术集成流程。提出了以市场本身作为主体,实现批发市场完整功能作为基本依据的工程技术分类方法。以工程建设为导向建立评价指标体系,采用层次分析法的比较矩阵及MATLAB 7.6软件确定各指标的权重,采用定性分析和定量计算相结合的办法确定集成技术评价等级标准,并以海南田头市场贮冰功能模块为例,进行实证研究。通过研究建立了包括5个层次、8类设施装备的技术分类体系,建立了包括3个层次,15个指标的海南田头市场贮冰工程技术集成评价指标体系。最终构建了包括3个等级、12个方案的海南田头市场贮冰功能模块的技术集成方案可行集。海南田头市场贮冰功能模块的高、中、低等级技术集成方案分别有1个、7个和4个。高等级技术集成方案是装配式库房+超声波加湿器/高压雾化装备+氨制冷设备,得分为3.953。研究结果为海南田头市场工程技术集成提供理论依据。