秸秆还田对农田生态系统及作物生长的影响

秸秆还用是利用秸秆的一种有效方式．大量试验表明，秸秆还田会对土壤产生多种作用：能改善土壤物理性状，降低土壤容重，增加孔隙度；能增加土壤微生物数量，增强生物和多数酶的活性；增加土壤有机质积累和养分含量；能改变土壤腐殖质组成及特性；影响作物生长发育，促进作物产量提高．其中，秸秆覆盖还田还具有蓄水保墒，调节地温和保持水土，抑制田间杂草等功能．总之，秸秆还田对农田具有良好的生态效应。     

秸秆还田对农田生态环境的影响

本文根据“八五”期间,制定秸秆还田技术规程的研宪和我国已有研究报道,对秸秆还田对农田生态环境的影响进行探讨,认为秸秆还田的增产机制是优化了农田生态环境,秸秆还田不仅有改良土壤,增加作物养分,培肥地力作用,而且对保持土壤水分,调节土壤温度,抑制杂草生长都有显著作用。     

不同秸秆还田模式和施氮量对农田CO2排放的影响

以山东省桓台县高产农田为试验对象，分析在高产条件下，不同秸秆还田模式和氮肥施用量对农田CO2排放的影响。结果表明，氮肥施用量与秸秆还田模式都是影响土壤CO2排放的重要因素，玉米秸秆和小麦秸秆全部还田的处理土壤CO2排放通量高于其它中低氮处理，而小麦秸秆还田与不还田的各处理间差别不大。麦秸还田配施高氮处理的CO2排放通量普遍高于其它处理。     

不同秸秆还田模式和施氮量对农田CO2排放的影响

以山东省桓台县高产农田为试验对象,分析在高产条件下,不同秸秆还田模式和氮肥施用量对农田CO2排放的影响。结果表明,氮肥施用量与秸秆还田模式都是影响土壤CO2排放的重要因素,玉米秸秆和小麦秸秆全部还田的处理土壤CO2排放通量高于其它中低氮处理,而小麦秸秆还田与不还田的各处理间差别不大。麦秸还田配施高氮处理的CO2排放通量普遍高于其它处理。     

盘锦农户生态系统能流和物流分析

本文分析了大洼县榆树农场青年分场农户杨玉宝生态系统的投能结构、水平、效率和农田养分平衡、物质转化。结果表明：该农户生态系统能量和物质的投入均以有机为主，农田土壤库存中氮、磷、钾均有盈余。由于系统内物质的反馈，能量转换率较高。     

基于能值方法的成都平原农田生态系统秸秆循环利用模式研究

本文采用能值分析方法与理论,以成都平原"稻-麦"轮作农田生态系统不同秸秆循环利用模式为研究对象,通过系统定位试验与随机抽样调查,对农田生态系统常规施肥生产模式(CF)、秸秆直接还田生产模式(CFS)和食用菌菌废料还田生产模式(按物质投入量不同分为FR1、FR2和FR3)的能值投入产出进行比较。研究表明:CF和CFS模式不可更新能值投入比例较大,主要依附工业辅助能的投入;不同模式系统的总能值产出量依次为CFFR2CFSFR1FR3,与CF和CFS模式相比,FR1、FR2、FR3模式的产投比相对较大,FR2模式最大,其产投比为2.35。菌废料还田生产模式下农田生态系统有机能值占系统总能值比例较高,系统净能值产出率高,环境负载率较低,环境压力小,可持续发展性能较强,FR2菌废料还田生产模式是最适合成都平原的秸秆循环利用生产模式。     

秸秆还田对农田棕壤氧化亚氮排放动态的影响

通过田间试验,采用静态箱法对不同量秸秆还田(单施氮肥、半量秸秆还田、全量秸秆还田)下不同时期土壤氧化亚氮排放动态进行了研究。结果表明,和单施氮肥相比,秸秆覆盖还田提高了土壤氮素积累,也同时影响土壤N_2O排放动态。在玉米生长期间,半收获量秸秆还田增加了7.8%的N_2O排放,全量秸秆还田降低了2.2%的N_2O排放,与土壤铵态氮变化一致;玉米收获后,秸秆还田显著增加了N_2O排放,增幅分别为6.7%(半量秸秆还田)和22.6%(秸秆全量还田)。试验期间单施氮肥、半量秸秆还田和全量秸秆还田三个处理N_2O排放的年累计量分别为1183 g hm~(-2)、1269 g hm~(-2)和1294 g hm~(-2)。尽管秸秆还田增加了总的N_2O排放,但是,由于秸秆增加了土壤氮素的投入,当以N_2O损失的氮素占总氮素投入的比例进行估算时,全量秸秆还田损失率最低为0.52%、半量秸秆还田为0.57%、单施氮肥为0.59%。由此可见,秸秆还田在增加土壤肥力的同时,降低了单位氮素的氧化亚氮损失,有利于氮素在土壤中的保留。     

我国主要农区的秸秆还田模式

本文是 1999年全国 19个省市 10 9份秸秆还田的典型材料的归纳和总结 ,介绍了我国东北、华北、西北、西南、长江中下游和华南六大农区秸秆还田的主要模式 ,可为各地秸秆还田提供参考。     

成都平原不同秸秆还田模式下稻麦轮作农田系统能值分析

[目的]探索成都平原高产条件下稻麦轮作农田系统适宜的秸秆还田模式,为区域秸秆资源的农业循环再利用和农田系统的可持续发展提供一定的实践指导与科学依据。[方法]在田间定位试验中,设置了常规施肥(CF)、秸秆半量还田(CFS1)、秸秆全量还田(CFS2)和秸秆1.5倍量还田(CFS3)4种施肥模式,应用能值分析方法探讨了不同农田系统的能值投入产出总量、结构及综合指标的变化。[结果](1)从能值结构看,较CF模式,秸秆还田模式降低了农田系统能值投入中工业辅助能的比重,增强了系统的自给能力,并提高了系统总能值产出;(2)从能值指标看,较CF模式,秸秆还田模式提高了农田系统的净能值产出率、能值投入率、能值反馈率、能值生产力和能值—劳动生产率,降低了环境负载率,有效提升了农田系统的可持续发展性能,增强了系统的发展潜力,其中CFS2和CFS3模式的养分物质内部循环利用率较高,环境负载率较小,有利于农田系统的持续、高效运行。[结论]CFS2和CFS3模式是成都平原稻麦轮作农田较优的秸秆还田生产模式。     

华北平原农田生态系统服务评价及灌溉效益分析

农田生态系统为人类提供农产品等服务的同时,对生态环境也产生负面影响。本文基于千年生态系统评估(MA)框架,以华北平原典型高产农田区域——河北省石家庄市栾城区为研究对象,应用能值理论分析农田生态系统投入,从供给、调节和支持3方面分析农田生态系统正、负服务产出;应用分摊系数法求解农田灌溉净效益,计算能值指标并评价农田生态系统可持续发展状况。结果表明:研究期间栾城农田生态系统能值年均总投入(1.00×1012 sej·m~(-2))中,不可更新工业辅助能(6.81×1011 sej·m~(-2))与不可更新环境资源(灌溉用地下水,2.57×1011 sej·m~(-2))投入之和占总能值投入的90%以上,说明农田生态系统消耗了大量不可更新资源;农田提供的正服务(1.82×1012 sej·m~(-2))主要是农产品供给(1.07×1012 sej·m~(-2)),负服务(5.87×1011 sej·m~(-2))以温室气体排放(5.31×1011 sej·m~(-2))为主;考虑农田生态系统环境负效益,计算栾城农田灌溉效益分摊系数为0.32,灌溉净效益为3.94×1011 sej·m~(-2),灌溉效益偏低;栾城区能值可持续发展指标取值为0.10~0.18,属于典型的消费型农田生态系统,迫切需要探索出一条低能耗,高产出的真正意义上的高质量农田发展之路,实现农田生态系统健康可持续发展。     

黄土高原农果复合系统的能流特征

以黄土高原中南部延安市宝塔区飞马河村、南沟村和淳化县西坡村为对象,研究了农果复合系统的能流特征。研究结果表明：农业、果业、畜牧业、人类子系统和复合系统能量产投比分别为3．58、1．86、3．17、0．41和1．17;人类子系统是复合系统中最大的耗能系统,年平均净消耗能量1281×10^10J;农业子系统年均提供经济产品（粮食和饲料）能量347×10^10J,其中系统内部利用97％,系统外市场销售3％;果业子系统年均提供经济产品（果品）能量414×10^10J,其中系统内部利用45％,系统外市场销售55％;畜牧业子系统年均产能538×10^10J。占系统产能总量的14％。从能量流动角度看,黄土高原农果复合系统是一个在市场支持下的以畜牧业为纽带的自给型农业、商品型果业的初级生态农业系统。复合系统产业结构调整应遵循“稳定农业、发展畜牧业和强化果业”的发展方针。     

华北平原典型冬小麦农田生态系统能量平衡与闭合研究

准确量化分析地气之间的物质和能量交换对于水资源管理和农业可持续发展是十分重要的。能量平衡闭合是评估观测数据准确性和分析地表能量平衡的一个重要的评价指数。本研究利用开路涡度相关系统和全要素自动气象站对华北平原典型冬小麦农田生态系统2013—2014年度的能量通量及常规气象要素进行了连续观测,分析了冬小麦农田各能量通量的日变化和年变化特征,计算冬小麦在4个生育时期(出苗期、越冬期、拔节期和灌浆期)的能量闭合和波文比。结果表明:在日尺度上,选取的4个生育时期净辐射和各能量分量的日变化趋势均为单峰二次曲线,净辐射、显热通量和潜热通量的峰值出现在12:00—13:00,土壤热通量的峰值出现在14:00—15:00。在年尺度上,净辐射和潜热通量的变化趋势较为一致,均在越冬期达到最低值114.51 W·m~(-2)和13.47 W·m~(-2),而在灌浆期达到最大值327.02 W·m~(-2)和116.56 W·m~(-2)。选取的4个生育时期的代表性观测日期能量闭合良好,能量闭合率分别为0.49、0.77、0.81和0.76。4个生育时期内波文比值日变化趋势均呈倒"U"型,出苗期波文比在14:00达到最大值2.12;越冬期、拔节期和灌浆期在10:00左右达到最大值,分别为1.48、0.31和0.58。本文的定量化结果可为华北平原农田生态系统水热通量等研究提供依据。     

淮北平原农田暴雨径流过程的尺度效应

基于1997-2007年汛期11场暴雨径流观测数据,对比淮北平原不同集水面积(1 600 m2、6 hm2、和1.36 km2)尺度下的农田暴雨产流过程差异,并分析其主要影响因素,探索农田暴雨径流过程尺度效应。结果表明,相同次暴雨下小尺度单位面积上的洪峰流量明显高于大尺度和中尺度,而径流深小于后两者,引起该差异的主要因素可能在于小尺度下缺乏地下水出流条件且植被截留能力相对较强。中尺度和大尺度间的暴雨径流过程相似,但中尺度下的径流深和单位面积洪峰流量都大于大尺度,大尺度径流场对径流的滞蓄能力相对较强可能是其主要原因。     

华北平原农田生态系统碳过程与环境效应研究

本文总结了25年来针对华北平原小麦-玉米两熟系统,农田的碳循环对气候变化(温度升高)和管理措施(氮肥施入、秸秆还田和耕作方式等)响应机制的研究成果。自2001年起我们在中国科学院栾城农业生态系统试验站建立了3个长期定位碳循环试验:耕作试验、有机循环试验和增温试验,并完善了4种农田碳过程监测方法体系:隔离罐-碱液吸收CO_2法、静态箱-气相色谱法、涡度相关技术和浓度梯度法。量化了华北平原小麦-玉米两熟系统碳输入-输出的平衡,并对华北平原施氮农田土壤碳截留进行了再评价,指出秸秆还田下高水高肥的精细管理农田正在以77 g(C)·m~(-2)·a~(-1)的速度丢失碳;此外长期氮施入虽然显著增加0~100 cm土体的土壤有机碳含量,但同时会造成0~60 cm土体土壤无机碳含量显著降低。我们在对碳过程环境效应的研究中进一步指出:增温和施氮均会降低CH4汇强度,但对土壤呼吸无显著影响,这可能主要是由于试验增温诱发的土壤干旱抵消了土壤温度的部分影响和土壤呼吸对土壤温度升高的适应性造成的。我们对剖面土壤气体的研究表明施氮对剖面CH4和CO_2均无显著影响。进一步将静态箱法和浓度梯度法相结合的研究结果表明0~40cm土层是北方旱地无氮农田土壤CO_2产生和CH4吸收的主要发生层。     

陕西关中农业现代化时空分异特征

农业现代化是农业发展的必然趋势,是国民经济快速增长的基础。分析区域农业现代化水平的空间分异规律为区域经济发展、城乡融合及生态环境建设提供基础资料。该研究以陕西关中平原为研究区,从农业生产、经济收益、人才、生态4个维度,构建区域农业现代化评价指标体系,探讨陕西关中平原农业现代化发展水平时空变化规律及影响因素。结果表明：1）2010－2020年关中平原农业现代化水平中高西低,整体呈现快速－缓慢提升趋势,西安市及邻县农业现代化达到成熟阶段;2）农业生产与产出水平提升强度相对较大且持续上升,人才与农业生态发展相对落后;3）区域农业现代化相对发展强度在时空上呈现\     

松嫩平原盐碱化土地治理与农业持续发展对策

简介了松嫩平原盐碱化土地资源现状和盐碱化土地治理与改良利用的技术创新要点 ,并提出低洼易涝盐碱地开发水稻、盐碱化低产旱田改良、盐碱化草地恢复、盐碱湿地保育和盐碱泡沼养鱼的盐碱化土地治理对策。     

一个农牧果系统的能流分析

本文在对一个由农、牧、果组成的农业生态系统的实体模式进行试验研究取得大量试验数据的基础上，分析计算了该农业生态系统的能量流，评价了系统的某些生态特征，并提出了改善系统功能、提高系统能量转化效率的途径。     

陕西省能源消费碳排放及脱钩分析

根据IPCC碳排放计算方法计算了陕西省1980—2010年的能源消费碳排放量,系统分析了陕西省能源消费碳排放总量、碳排放结构以及不同产业和工业不同部门碳排放的变化,并应用脱钩理论探讨陕西省经济增长与能源碳排放的脱钩关系及程度。结果表明:1980—2011年,陕西省碳排放总量及煤炭消费引起的碳排放量呈现波动上升的“N”型曲线特征,石油和天然气消费引起的碳排放呈逐年递增趋势,碳排放主要来自于煤炭消费;工业部门是碳排放的主要部门,工业部门中重工业和电力、燃气及水的生产和供应业排放量最大,比重分别为48%和37%,采掘业次之,所占比重为11%,轻工业所占比重最小,约为4%,通过工业内不同行业的比较发现,电力、热力的生产和供应业、化学原料及化学制品制造业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、石油开采和天然气开采业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、煤炭开采和洗选业和有色金属冶炼及压延加工业是陕西省碳排放主要来源,2005年和2010年8大行业碳排放量占工业碳排放总量的92.56%和95.11%;1980—2011年间除1981年和1997—2000年为强脱钩,1982年和2001—2003年为扩张性负脱钩外,其余时期经济与能源碳排放均呈现弱脱钩状态,能源效率的提高是目前实现弱脱钩的主要原因,但其未能抵消经济发展对能源需求的增长幅度,未来一定时期内弱脱钩发展趋势仍将持续。