河西灌区田间固定道保护性耕作下作物轮作模式效益评价

在甘肃河西走廊,通过田间试验结合入户调研的方式,运用综合评价的方法,对基于固定道保护性农业的7种轮作模式进行了分析。结果表明：小麦-加工型甜椒-玉米经济效益最好,净收益、产投比和单方水产值分别为1.52×10⁴元·hm^-2、2.00和5.39元·m^-3;小麦-啤酒大麦-小麦劳动生产率最高,达240.2元·人^-1·a^-1,社会效益在所有轮作模式中也相对最好;小麦-油葵-啤酒大麦区域水资源安全保障度、水分能量生产效率、热量利用率分别为1.83、2.07×10⁴ kJ·m^-3和66.12%,生态效益最好;综合效益相对较好的4种轮作模式分别为小麦-加工型甜椒-玉米、小麦-马铃薯-小麦、小 麦-玉米-玉米和小麦-针叶豌豆-小麦。兼顾考虑固定道保护性农业系统的稳定性维护,小麦-加工型甜椒-玉米、小麦-玉米-玉米和小麦-针叶豌豆-小麦三种轮作模式更适宜在固定道保护性农业技术体系中进行应用和推广。     

青藏高原草地降水利用效率时空动态及对气候变化的响应

本研究利用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型模拟了2000—2013年青藏高原草地净植被生产力(Net Primary Production,NPP),结合实测数据、气象数据和土地覆被数据计算了草地降水利用效率（PUE）,探究其时空分布特征,以及不同草地类型PUE及其对气候变化的响应。结果表明：青藏高原草地PUE在研究年限内呈现波动增加趋势,增加速率为每年0.0035 g·m^-2·mm^-1,14 a的平均值为0.38 g·m^-2·mm^-1。PUE的空间分布具有明显的异质性,呈现东部高、中西部低的基本格局。PUE分布在0.2～0.4 g·m^-2·mm^-1之间的比例最大,占青藏高原总面积的55.63%,呈减少趋势的区域主要分布在青藏高原的北部和西部,以及东部的边界地区,呈增加趋势的地区集中在研究区的中部和南部。研究年限内PUE的变异系数分布在0.07～0.85之间,变化稳定的区域所占面积最大,为总面积的43.43%,主要分布在唐古拉山脉和横断山脉附近。不同草地类型间PUE均值存在差异,具体表现为：草甸（1.06 g·m^-2·mm^-1）>坡面草地（0.80 g·m^-2·mm^-1）>平原草地（0.30 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草甸（0.29 g·m^-2·mm^-1）>荒漠草地（0.23 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草地（0.094 g·m^-2·mm^-1）。总体上,青藏高原草地PUE与降水成负相关关系,而与气温呈正相关,PUE的变化对降水响应更加敏感。     

基于AquaCrop模型的塔额盆地夏玉米节水潜力分析

以AquaCrop模型为基础,结合2021—2022年塔额盆地夏玉米实测数据,对模型部分保守参数和产量模块的标准水分生产力（WP^*）和参考收获指数（HI₀）进行校准与验证,通过设置起始灌水时间、灌溉定额和灌水周期三因素交叉试验,对夏玉米进行产量模拟,分析其产量与作物水分利用效率受灌溉定额和起始灌水时间的影响程度,在产量和作物水分利用效率均为较高值的前提下选择最优灌溉方案。以实际夏玉米播种面积为参考值,模拟并预测2022年及未来4年在不同灌溉方案下的夏玉米产量和节水总量,并依此分析塔额盆地夏玉米节水潜力。结果表明：（1）对AquaCrop模型作物生长模块主要参数、土壤水分胁迫参数和产量模块参数WP^*和HI₀进行参数率定,最终产量模块参数选择WP^*=35 g·m^-2、HI₀=43%,2021年和2022年产量模拟相对误差值分别为1.26%和1.07%。（2）结合模型模拟得出最优灌溉方案如下：起始灌水时间5月20日,灌溉定额470 mm,灌水周期7 d,灌水11次,作物水分利用效率2.005 kg·m^-3,产量9.423 t·hm^-2。（3）以2022年为现状水平年,最优灌溉方案下,现状水平年和未来水平年（2022—2025年）可分别实现节水量2.1338×10⁵、2.1826×10⁵、2.1992×10⁵ m³和2.2306×10⁵ m³。     

干旱区不同谷子品种叶片光合特性对光强的响应

以本地品种小红毛、常规品种陇谷11号、晋谷29号和杂交品种张杂谷5号、华大3号为供试材料,在宁夏同心县旱作田比较孕穗期和灌浆中期不同谷子品种叶片光强-光合响应曲线及光合参数的变化特点。结果表明：在孕穗期,不同谷子品种的表观量子效率在0.044~0.079 μmol·m^-2·s^-1之间,光补偿点的变化范围在14.11~50.59 μmol·m^-2·s^-1之间;最大光合速率的变化范围为38.53~50.01 μmol·m^-2·s^-1,暗呼吸速率变化范围为2.16~5.28 μmol·m^-2·s^-1。本地品种小红毛在孕穗期的表观量子效率高（0.079 μmol·m^-2·s^-1）,利用低光强的能力较强,而常规品种和杂交品种的最大光合速率较高（陇谷11号和晋谷29号分别为38.53、47.53 μmol·m^-2·s^-1、张杂谷5号和华大3号分别为44.06、50.01 μmol·m^-2·s^-1）,利用强光的能力强,且杂交品种大于常规品种。常规品种和杂交品种的光合能力强,可为谷子获得高产奠定基础。     

几种混配制剂防治美洲斑潜蝇田间药效试验

田间试验表明 :氰戊菊酯、氯氰菊酯分别与阿维菌素混配防治美洲斑潜蝇其速效性和持效性均显著优于单剂。以有效药量计算 ,19%氰戊·阿维EC(9.5g/667m²)、15%氰戊·阿维EC-1(7.5g/667m²)、15%氰戊·阿维EC-2(7.5g/667m²)药后 3～11d对美洲斑潜蝇幼虫的校正防效分别为 85.17%～90.55%、86.20%～88.97%、85.90%～86.87% ;10%氯氰·阿维EC-1(5g/667m²)、10%氯氰·阿维EC-2(5g/667m²)药后 3～11d对美洲斑潜蝇幼虫的校正防效分别为83.65%～87.36%、82.58%～87.66%。以上 5个处理均显著优于相应单剂氰戊菊酯和氯氰菊酯的同期防效 ;5个处理药后 3d防效均显著优于阿维菌素 ,药后 7～10d防效除 19%氰戊·阿维EC与之相比不显著外 ,均显著低于阿维菌素相应防效     

绿僵菌防治高尔夫草坪蛴螬效果

研究了绿僵菌对深圳高尔夫球场草坪蛴螬的防治效果。笼罩试验结果表明,在土壤中施用绿僵菌对初龄蛴螬防治效果显著,防效随剂量增加而提高;当孢子施用量1.8×10¹⁰个/m²时,防治率达到87.3%。小区试验表明,投撒、喷洒、铺埋等几种施菌方式均能达到有效防治,施菌15d后,可使虫口数量从每样方(0.25×0.25)m²平均7.5头降低到0～1.6头;其中喷洒和投撒菌剂方式的减少率达到95%以上,这种良好的控制作用可持续到60d以上;施菌120d后,投撒菌剂区的虫口保持仍然较低水平,其他处理区的虫口与对照区持平,说明效用已经消失。大区试验表明,施菌处理前后虫口密度分别为每样方(0.25×0.25)m²平均9.3头和1.6头,以对照区校正,施用绿僵菌的防治率为78.8%～90.7%,平均86.0%。     

干播湿出灌水量和灌水频率对棉田土壤板结、水盐分布及出苗的影响

为探究干播湿出对棉花覆土板结程度、土壤水盐分布以及出苗情况的影响,设置不同出苗水量与灌水频率2个因素,共计6个处理和1个对照处理,分别为WP1（675 m³·hm^-2）、WP2（900 m³·hm^-2）、WP3（1 125 m³·hm^-2）、WP4\[（675+225) m³·hm^-2\]、WP5\[（675+450) m³·hm^-2\]、WP6\[（675+300+225) m³·hm^-2\]与冬灌处理,对各处理的表层覆土板结度、灌前与灌后含水率及含盐量、出苗率、株高、茎粗等指标进行分析。结果表明：表层土壤板结度受灌溉水总量与灌水频次影响,WP4处理表层土壤板结程度最低（99.87 kPa）,少量高频灌溉可以降低表层土壤板结度;各处理膜间电导率最大,高于窄行土壤9%以上;WP4处理出苗率最高（84.74%）;窄行电导率、窄行含水率和表层覆土板结度与出苗率均具有显著负相关关系,土壤含水率与窄行电导率与株高、茎粗均呈现显著负相关关系。通过评判各处理出苗率与生长指标,WP4处理为最优处理。     

盐池县扬黄灌区玉米滴灌制度的制定

为了提高宁夏扬黄灌区水资源利用效率,促进玉米滴灌技术推广应用,在位于西北黄土高原的宁夏盐池县扬黄灌区开展了玉米滴灌制度研究。试验设计了单因素施肥水平2 131～3 847 m³·hm^-2共9个梯度灌水总额,灌水次数10~11次,单次灌水定额150～450 m³·hm^-2。通过对玉米生育期灌水量、土壤含水量、产量等指标的监测,分析了玉米生育期土壤含水量变化规律、各生育阶段耗水量强度、不同灌水定额下土壤水蓄存情况、年灌水量与产量的关系。结果显示：灌水前后0~40 cm土壤含水量有显著差异,40~100 cm差异不显著;单次灌水定额为225~375 m³·hm^-2时灌溉水在土壤中得到有效蓄存,而单次灌水定额为450 m³·hm^-2时,灌溉水有深层渗漏和侧渗现象。灌水量与玉米籽粒、青贮产量均呈正相关,R²分别为0.75和0.82,,在总灌水量为3 402、3 628 m³·hm^-2和3 847 m³·hm^-2时,产量分别为14 062、11 717、12 889 kg·hm^-2,籽粒和青贮产量均随灌水量增加而减少,灌溉水生产效率分别为2.46、2.01、2.14 kg·m^-3;灌浆期、抽雄期、拔节期是玉米生长的关键需水期,灌水定额为300~375 m³·hm^-2;盐池县扬黄灌区适宜滴灌次数10～11次,灌水总额3 405～3 660 m³·hm^-2。     

水分胁迫对瓜尔豆生长和生理性状的影响

试验采用膜下滴灌方式,研究了四个水分处理,即W0极度胁迫（灌水量450 m³·hm^-2）、W1重度胁迫（灌水量1 530 m³·hm^-2）、W2轻度胁迫（灌水量1 890 m³·hm^-2）、W3充分灌溉（灌水量2 250 m³·hm^-2）对瓜尔豆生长与逆境生理指标的影响。结果表明,W2处理对瓜尔豆产量性状和各生理生化指标的影响较为明显。各水分处理对产量的影响为：W2＞W1＞W3＞W0;W2处理前期可以显著增加瓜尔豆的株高和茎粗,鼓粒期后以W3处理为最优。生理指标中,处理W2、W3均可提高瓜尔豆叶片可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸等渗透调节物质并降低丙二醛含量;鉴于W2处理叶绿素、可溶性蛋白、产量和POD酶活性等各项指标都表现出优于或近似于W3处理的效果。轻度胁迫既可实现高产,又能最大限度地节约水分,是非充分灌溉的良好选择。     

辽宁主要农业灾害时空分布特征

利用辽宁1996—2005年14个地区的成灾面积资料,分析辽宁各地主要农业灾害（干旱灾害、洪涝灾害、风雹灾害、霜冻灾害和病虫害）的时空间分布特征及发展趋势。结果表明：干旱灾害对辽宁农业生产的影响最大,2000年发生最重,成灾面积为1.4×10⁵ hm²;风雹灾害1997年发生最重,成灾面积为4.4×10⁴　hm²;洪涝灾害1998年发生最重,成灾面积为2.3×10⁴　hm²;病虫害1996年和1997年发生较重,成灾面积为1.3×10⁴ hm²;霜冻灾害1999年发生较重,成灾面积为1.7×10³ hm²。从空间分布特征来看,辽宁农业灾害影响最大的地区是辽西地区。按辽宁农业灾害成灾面积大小划分,依次为：辽西地区,辽中地区,辽北地区,辽南地区和辽东地区。农业灾害中以干旱灾害和风雹灾害对农业生产影响最为严重,是影响农业生产的主要因素。     

关中平原农田生态系统不同秸秆还田模式的能值分析

作物秸秆的焚烧或闲置,不仅造成了严重的大气污染,而且造成秸秆资源的极大浪费.应用生态经济系统能值分析理论与方法,分析了9种不同秸秆还田组合模式的能值效益.结果表明,(1)各处理模式的不可更新工业辅助能值投入占系统总能值投入的比重最大,其中化肥能值投入比重最高.(2)能值产出方面,小麦秸秆高留茬-玉米秸秆粉碎还田(WH-MC)模式的产出水平最高,达到7.60×1015 sej/(hm2·a).(3)小麦秸秆高留茬-玉米秸秆粉碎还田(WH-MC)模式的净能值产出率最高、环境负载率最低、能值反馈率最大、产投比最大,分别为2.52、1.13、75.90％和1.39.小麦秸秆高留茬-玉米秸秆粉碎还田(WH-MC)是该区域种植业最优的秸秆还田模式,可以大力推广.     

Emergy-based study on eco-economic system of arid and semi-arid region: a case of Gansu province, China

Taking Gansu province as a model case,this study provides an integrated analysis on the eco-economic system of arid and semi-arid region based on emergy synthesis theory. Through calculating the values of renewable emergy flow,non-renewable resources,imported emergy,exported emergy,waste emergy,and total emergy during the period of 1978-2007,the performance of Gansu eco-economic system was analyzed. The results indicated that the renewable emergy flow within the province basically remained steady state which was estimated at 2.99×1022 solar emjoules (sej) from 1978 to 2007. The imported emergy and exported emergy were estimated at 3.75×1017 sej and 2.99×1020 sej in 1978 and increased to 1.07×1022 sej and 1.44×1022 sej respectively in 2007. The nonrenewable emergy flow was estimated at 1.62×1022 sej and increased to 1.85×1023 sej,with annual growth rate of 8.7%,while the estimated total emergy was 4.58×1022 sej in 1978 and increased to 2.11×1023 sej in 2007,with annual growth rate of 5.41%. Our results indicate a deteriorate situation between economic development and environmental protection in the region. The rapid economic growth in the past thirty years was based on a great consumption of nonrenewable resource and caused continuous decrease in the capacity of sustainable development. The environmental loading ratio was 0.53 in 1978,increased to 6.06 in 2007,indicating a rapid degradation of the regional environment quality. We calculated that the actual population was 1.53 times the renewable resource population in 1978,increased to 7.06 times in 2007. During the period of 1978-2007,the emergy rose from 2.45×1015 sej/(capita·a) to 8.07×1015 sej/(capita·a). Our analysis revealed that the emergy density presented a trend of gradual increase,and then the emergy currency ratio in Gansu decreased from 7.08×1013 sej/Chinese Yuan to 7.82×1012 sej/Chinese Yuan.     

基于能值理论的内蒙古生态经济系统综合研究

本文运用能值分析方法定量分析了内蒙古生态经济系统1990-2005年间的发展态势,结果表明:内蒙古经济系统的可持续发展指数由1990年的873.43下降到2005年的11.88,同期人均能值使用量在快速增长,分别由1.13×1016sej上升到2.54×1016sej,环境负载率也由0.58上升到4.21,能值自给率都高达98%以上。这说明内蒙古的经济还处在欠发达阶段,并且经济的快速发展是建立在对本地资源的过度依赖和高强度利用基础之上的,因此可以说内蒙古经济在一定程度上是不可持续的。有鉴于此,应从以下方面提高内蒙古的可持续发展能力:(1)大力开发可再生资源,促进人与自然和谐发展;(2)优化对外贸易结构,提高能值受益率;(3)抓好煤炭城市经济结构调整与合理布局;(4)加强高科技和教育投入,提高系统可持续发展潜力。     

基于能值分析的高台县农田生态系统可持续发展评价

应用能值分析理论和方法,选取1997—2012年的数据,对高台县农田生态系统投入产出结构和能值指标进行了分析,并运用主成分分析法对高台农田生态系统进行了综合分析。结果表明,高台县农田生态系统能值投入呈现整体增加、局部时间段减小态势,1998年能值投入值最小,为325×10~(18)sej,2012年投入值最大,为496.89×10~(18)sej,主要原因是工业辅助能的增加最明显,从1997年的180.98×10~(18)sej增加到2012年285.14×10~(18)sej。总的能值产出波动较大,2002年最小,为240.37×10~(18)sej,2012年最大,为473.37×10~(18)sej。环境负载率总体呈上升趋势,由1997年1.11上升到2001年1.54,再降至2012年的1.39。2002年可持续指数为0.53,远低于2001全国平均水平(1.23)。总的来说,高台县绿洲农田生态系统的综合水平总体上呈现下降趋势,16年来研究区综合水平差异大,1997—1999年生态系统综合水平较高,2000—2006年环境恶化,2007—2009年生态环境有所改善,2010—2012年高台县绿洲农田生态系统的可持续发展状况恶化。因此,高台县在未来发展过程中应该合理调整种植业结构,合理开采利用水资源,保护耕地,积极引进先进机械、技术,提高农业机械化水平,促进高台县经济社会可持续发展。     

黄土丘陵区退耕还林（草）生态经济系统的能值分析

能值分析方法是惯用的评价生态系统能量输入输出的方法之一。本文以位于陕西省黄土丘陵区的安塞县为例，通过分析该区域退耕还林（草）前后生态系统投入产出的能值动态变化，定量评价了退耕还林（草）工程的生态经济效应。研究结果显示：受退耕还林工程的影响，安塞县生态系统年总投入能值和总输出能值均呈先下降后上扬的发展趋势，其中有机能和不可更新环境资源投入量表现出递减的趋势，说明退耕还林工程对于减少表土流失具有积极的作用；在总能值产出中，种植业和养殖业的能值产出占绝对优势，但随着退耕还林工程的开展，林业的能值产出表现出快速的增长势头，系统的结构日趋多元化；在系统主要能值指标中，能值投资率、环境负载率呈现先增后降再增长的趋势，净能值产出率和能值持续性指数均呈先降低再增长的趋势，系统稳定性呈现增加的趋势。说明退耕还林后系统的生态环境压力趋于减小，持续性增强，系统结构趋于稳定，系统功能协调，基本可以实现生态和经济双赢的目标。     

黄土丘陵区退耕还林(草)生态经济系统的能值分析——以安塞县为例

能值分析方法是惯用的评价生态系统能量输入输出的方法之一.本文以位于陕西省黄土丘陵区的安塞县为例,通过分析该区域退耕还林(草)前后生态系统投入产出的能值动态变化,定量评价了退耕还林(草)工程的生态经济效应.研究结果显示:受退耕还林工程的影响,安塞县生态系统年总投入能值和总输出能值均呈先下降后上扬的发展趋势,其中有机能和不可更新环境资源投入量表现出递减的趋势,说明退耕还林工程对于减少表土流失具有积极的作用;在总能值产出中,种植业和养殖业的能值产出占绝对优势,但随着退耕还林工程的开展,林业的能值产出表现出快速的增长势头,系统的结构日趋多元化;在系统主要能值指标中,能值投资宰、环境负载率呈现先增后降再增长的趋势,净能值产出率和能值持续性指数均呈先降低再增长的趋势,系统稳定性呈现增加的趋势.说明退耕还林后系统的生态环境压力趋于减小,持续性增强,系统结构趋于稳定,系统功能协调,基本可以实现生态和经济双赢的目标.     

基于能值生态足迹模型的北方农牧交错带定西市生态安全评价

为分析北方农牧交错带的生态安全问题,以北方农牧交错带典型代表区域定西市作为研究对象,运用能值生态足迹模型对该区域的生态安全状况进行了长时间序列研究。研究发现：1995—2019年间定西市人均能值生态承载力从0.61 hm²·人^-1增加到0.75 hm²·人^-1,人均能值生态足迹从1.22 hm²·人^-1增加到1.60 hm²·人^-1。从人均能值生态足迹的构成组分来看,耕地人均能值生态足迹对定西市人均能值生态足迹的贡献最大,其次是草地人均能值生态足迹。25年间,定西市始终处于生态赤字状态,万元GDP生态足迹从11.92 hm²·万元^-1下降到1.09 hm²·万元^-1,生态足迹多样性指数由0.92变化到1.44,生态协调系数从1.34变化到1.33,生态压力指数由2.01上升到2.15,发展能力指数由1.12变化到2.32,生态安全等级在危险和不安全之间变化,生态安全问题亟待解决。     

乌鲁木齐城市复合生态系统能值分析

能值分析为复合生态系统研究提供了定量方法,并在城市可持续发展评价中有重要意义。运用能值理论及其分析方法,以乌鲁木齐为研究区建立城市复合生态系统能值评价指标体系,重点选取能值自给率、输入能值、人均能值、能值密度、能值/货币比、电力能值比、环境承载力、能值可持续指数等能值综合分析指标,定量研究1990～2009年研究区复合生态系统能值的动态变化规律。研究结果表明:近20年间,乌鲁木齐市能值自给能力较强,城市发展对外界资源的需求越来越小,居民生活水平和经济发展不断提高;但是经济发展强度和工业化水平不高,随着城市不可更新资源的开采,城市规模逐渐扩大,人口量增加,城市可持续能值量的减少,本地环境负荷增大,承载力持续下降。在此基础上对该城市可持续发展提出了几点建议。     

能值分析法在松嫩平原生态足迹模型研究中的应用

在简要分析传统生态足迹模型的基础上,提出了基于能值分析法的生态足迹模型。引入能值密度,将生态经济系统的各种能量流转换为生物生产性土地面积,进行生态足迹的定量计算。以松嫩平原为例,进行2004年松嫩平原生态足迹量化研究。结果表明:松嫩平原的能值密度为8.713×1014sej/hm2,人均生态足迹为4.871hm2/人,人均生态承载力为2.034hm2/人,人均生态赤字为2.837hm2/人,处于不可持续发展状态,这一结果与采用传统生态足迹模型计算结果保持一致。与传统模型相比,能值分析-生态足迹复合模型克服了传统生态足迹模型评价标准不统一,研究结果可比性差等缺陷,评价结果更具有客观性和真实性。     

退耕还草区农业生态系统能值动态分析——以甘肃省镇原县北庄村为例

以甘肃省镇原县北庄村为例,应用H.T.Odum能值分析方法,分析退耕还草前后农业生态系统的能值变化。结果表明,退耕还草后北庄农业生态系统的净能值产出率提高了35.14%;环境负荷力降低8.31%;系统可持续发展性指标提高47.38%;系统稳定性指数也由0.809提高到1.015。退耕还草对北庄农业生态系统生产力的提高和系统的可持续发展起到了积极的作用。但农牧系统耦合度降低了41.74%,应采取措施提高农牧系统耦合度,实现农业生态系统平衡发展。