基于谷物当量的中国作物秸秆养畜及其节粮潜力估算

中国适宜饲料加工的作物秸秆丰富,秸秆养畜对提高农牧业综合生产能力、提升畜产品安全供给和缓解粮食供需矛盾等方面具有重要意义,文中基于谷物当量定量估算中国秸秆养畜及其节粮潜力,主要研究结论如下:我国适宜饲料化的秸秆资源能量整体呈现逐年增加趋势,至2011年中国秸秆养畜肉类和奶类食品生产潜力分别为2.91×107t和4.80×108t,相当于增加5.76×108t饲料用粮食;同时中国秸秆养畜潜力在地域空间上呈现出地域分异和空间集聚特征,整体上我国各地秸秆养畜潜力由东北部地区向西南部地区逐渐减少,在地域空间分布上表现出集聚特征,其中我国东北部和中部秸秆养畜潜力高丰度区11省市适宜饲料化的秸秆资源占全国总量的69.66％,文中的研究对提高农牧业综合生产能力、推进发展节粮畜牧业和缓解粮食供需矛盾等方面提供重要依据.     

新疆棉花秸秆资源量估算及其区域分布研究

为充分认识新疆棉花秸秆资源的经济价值与开发潜力,文中选取修正后的草谷比对新疆棉花秸秆资源量进行全面系统的估算,选用Arc GIS软件分析棉花秸秆资源的区域分布特点,运用DPS软件结合因子分析与聚类分析方法对棉花秸秆资源进行综合评价。结果表明:1)新疆棉花秸秆资源量随棉花产量的变化呈波动增长,2013年新疆棉花产量为2.06×10~6t,可收集棉花秸秆资源量约为1.68×10~7t,若将2013年新疆棉花秸秆资源全部能源化利用,则相当于节省约9.1×10~6t标准煤;2)新疆棉花秸秆资源总量由南向北呈递减趋势,南疆、北疆、东疆棉花秸秆资源量分别占全疆总量的65.75%、30.97%、3.28%;资源丰度呈片状分布,资源密度区域差异较大,棉花秸秆资源分布水平呈现5种梯度类型,全疆呈现出"南密北疏、西丰东贫"的资源分布特点。     

民勤县耕地集约利用空间格局分析

运用熵值法和综合指数法计算民勤县各乡镇耕地集约利用度,并形成集约利用等级分布图,对各乡镇耕地集约利用度进行空间格局分析。结果表明:对耕地集约利用水平影响最大的准则层是耕地投入强度;对耕地集约利用水平影响最大的指标是单位耕地农作物产量;耕地集约利用度最高的是薛百乡,最低的是红沙岗镇;薛百乡、重兴乡处于高度集约区,大坝乡、收成乡处于中度集约区,昌宁乡等10个乡镇处于一般集约区,红沙岗镇等4个乡镇处于不集约区。     

耕地和建设用地区域协调研究——以陕西省为例

为保护日益减少的耕地资源和确保国家的粮食安全,我国从1997年开始实行“耕地总量动态平衡”的土地管理政策。但由于我国正处于工业化和城镇化快速发展阶段,建设用地增加、耕地减少的趋势仍在加快。本文基于陕西省省域耕地总量动态平衡的视角和区域经济社会发展与土地利用的协调分析,通过采用单一土地利用动态度、土地利用相对变化率和土地利用面积变化相对百分比等模型分析陕西省各市(区)耕地、建设用地统计面积变化情况,以及和标准分配面积的时空差异状况,并据此提出了耕地保护和建设用地存在的问题,和实现陕西省区域土地利用协调的对策。     

基于GIS的山地自然遗产露营适宜度分析——以新疆天山遗产库尔德宁为例

露营作为一种生态旅游形式,是世界遗产地等保护区内珍贵资源开发和利用的重要手段之一.基于新疆天山世界遗产库尔德宁片区遥感影像、基础地理信息和实地调查等数据,通过层次分析法确定了山地自然遗产露营适宜度评价指标的权重,并利用Arc GIS分析了库尔德宁露营适宜度的空间格局.结果表明:①露营适宜度评价体系中权重最高的是安全条件,露营安全是各方关注的重点;②库尔德宁露营极高适宜度区域占2.2％,较高适宜度区域占64.09％,较低和极低适宜度区域仅占1.92％,大部分区域适宜开展露营活动;③库尔德宁部分高适宜度区域位于遗产地和缓冲区以内,这些区域应严格按照保护要求进行开发或者禁止开发.     

基于PSR模型的干旱绿洲灌区耕地集约利用评价

以干旱绿洲灌区这一特殊沙漠边缘地带武威市为例,构建基于PSR模型的耕地集约利用评价体系,运用熵值法、极差标准化法及多因素综合评价法来评价耕地集约利用。结果表明:近年武威市耕地综合指数上升明显,从2010年的0.0805上升到2012年的0.1516,并与协调度指数保持一致;不同的区县表现出不同的耕地集约利用水平差异,2012年凉州区耕地集约利用度最高,达到0.5185,天祝县耕地利用度呈粗放状态,前者是后者的3.81倍。利用PSR模型评价结果与研究区的耕地实际利用情况相符,武威市干旱绿洲灌区耕地集约利用水平低,提升潜力很大。     

生态脆弱区耕地健康诊断体系构建及评价实践

生态脆弱区耕地健康状况对保障当地农民生活、维护区域乃至更大范围的生态安全具有重要价值。文中基于已有的耕地健康研究成果,结合生态脆弱区的实际特征,集成耕地质量目标、耕地产能目标、土壤环境目标及耕地系统能量流,构建了由耕地健康模糊评价体系与耕地能值指数修正体系构成的耕地健康诊断体系,并建立了耕地健康综合评价模型,在此基础上,以丰宁县大滩镇等7个乡镇为例,进行了生态脆弱区耕地健康评价实践。结果显示:研究区域耕地健康综合指数在0.233-0.548之间,耕地健康状况较差,该区域耕地水土流失、土壤沙化对耕地健康状况的限制作用显著;而对于耕地健康状况为病态(5级),应转变土地利用方式,实施退耕还林或还草。研究表明,建立的耕地健康诊断体系与评价模型科学可行,可为开展生态脆弱区耕地健康评价,探究影响耕地健康的关键因素,实施科学调控提供借鉴。     

基于PSR模型的新疆县域耕地集约利用时空演化特征

科学合理地提高耕地集约利用水平,是保证地区粮食安全和促进地区可持续发展的有效途径。以新疆83个县域为研究单元,基于PSR模型构建指标体系,采用熵权法确定指标权重,以综合加权求和模型确定耕地集约利用程度,并构建耕地PSR系统协调度模型评价耕地PSR子系统的协调性,同时引入纵向比较系数和综合比较系数,借助Arc GIS 10.2空间分析工具来揭示和分析2000—2013年新疆县域耕地集约利用时空演化特征,利用多元回归分析对造成新疆县域耕地集约利用时空演化特征的影响因素进行深入探讨。研究发现:2000—2013年新疆整体耕地集约利用压力指数(P)平稳上升,状态指数(S)波动变化最终有所下降,响应指数(R)波动变化最终有所上升,且S与R在不同时段变化趋势相反;耕地集约利用程度(F)较平稳上升,耕地PSR系统协调度(D)波动下降;83个县市中F提升的县市多于降低的县市,D降低的县市多于提升的县市,仅15个县市F和D均提升,多数县市耕地集约利用不尽科学合理;耕地集约利用程度具有明显的空间差异,表现为由空间聚集向空间均衡发展;各县市农业科技发展情况、人口、自然条件和经济发展水平均不同程度地影响着县域耕地集约利用程度,但年际间各影响因素与耕地集约利用程度的关系又略有不同。     

西藏日喀则地区马铃薯气候适宜度模型分析及其时空变化特征研究

基于日喀则地区7个国家气象站1980—2021年逐日气象数据,分析构建了高原马铃薯气温(T)、光照(S)、水分(W)、气候(C)适宜度评价模型并对其时空变化特征进行分析,结果发现：近42年日喀则地区S平均值为0.82,呈逐年弱下降趋势,T、W、C适宜度平均值分别为0.79、0.64、0.61,均呈逐年上升趋势;马铃薯全生育期的光热资源都在最合理区域(S、T≥0.7),满足了其长发育需求。W在播种～出苗期(W=0.62)、开花～成熟期(W=0.44)呈现较低水平,是制约日喀则地区马铃薯生长发育的最主要因素;T、S空间分布较均匀,且呈现自西向东、自南北向中递增趋势,W空间分布不均匀。桑珠孜区—南木林县一带地区为马铃薯综合气候适宜度高值区(C>0.6),适宜大力发展马铃薯产业。由本文建立的日尺度气候适宜度评价模型得出的年际变化和区域特征结果与实际情况比较一致,为了解气候变化下日喀则马铃薯生长发育适宜度的时空变化提供依据。     

鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)资源环境综合承载力评价研究

鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)是国家重要能源基地之一,多年的矿业开发和建设对该区域的经济、社会、资源和环境造成了不同程度的影响。文中以综合评价法为手段,通过选取水、土地、矿产、林业和旅游资源要素以及水、大气和土壤环境要素8个方面16个指标,采用层次分析法为各指标权重赋值后,对该区域七个区块2010年度的资源承载力、环境承载力和资源环境综合承载力水平进行了评价。结果显示:东胜区块和乌海区块的资源环境系统均处于高负荷水平,其资源环境承载能力远远低于矿产资源开发所施加的压力,矿产资源开发强度应适当减小;准格尔区块、伊金霍洛区块及鄂托克区块负荷水平中等,基本处于平衡状态,可继续矿产资源的开发;乌审区块、达-杭区块负荷水平较低,矿产资源开发强度可适当加强。     

近二十年全球气温变化的居民用电量响应——以大连市为例

全球气候变暖是目前人类共同关注的问题之一。气温等一系列气候变化已影响到了人类的健康、食物等各方面。对气温变化的影响 ,国内外学者做了大量的研究。但是 ,国内就气温变化对能源影响研究较少。本文在此基础上分析大连市 50年代以来气温变化 ,发现大连市气温变化与全国气温变化一致。近十几年来 ,大连市年平均气温存在上升趋势 ,但波动较大。利用 SPSS软件定量分析 ,建立气温变化与城市居民用电量变化模型 ,并提取气温变化用电量。偏相关分析结果表明 ,气温变化用电量与七月气温相关性较大 ,夏季气温变化直接影响到居民用电量。     

秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性及土壤性质的影响

为了解秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性和土壤性质的调控作用,在宁夏南部半干旱区连续两年进行了0(CK),3 000,6 000,9 000 kg·hm~(-2)四种不同秸秆覆盖量处理的栽培试验。结果表明:随着覆盖量的增加,小麦在各个生育阶段的耗水量逐渐减少,3 000,6 000 kg·hm~(-2)和9 000 kg·hm~(-2)覆盖量处理的小麦全生育期的平均耗水量较CK分别减少了12.7%,21.6%和27.5%,秸秆覆盖量与耗水量呈显著负相关(P0.01);进行秸秆覆盖以后,土壤的蓄水保墒能力得到明显提升,3 000,6 000 kg·hm~(-2)和9 000 kg·hm~(-2)覆盖量处理的小麦收获后土壤平均含水量较CK分别增加了13.1%,19.8%和26.1%;小麦的水分利用效率以覆盖量为9 000 kg·hm~(-2)的处理最大,水分利用效率较CK增加了42.4%(P0.01);不同覆盖量处理的小麦平均产量较CK增加了2.9%~16.7%,仅覆盖量为3 000 kg·hm~(-2)的处理较CK差异达到显著水平(P0.01);秸秆覆盖对表层土壤(0~10 cm)的温度变化有明显的调节作用,能够降低地温的日振幅,避免了地温的剧烈变化,能有效缓解地温的激变对作物根部产生的伤害。秸秆覆盖能够改善土壤肥力,提高土壤中碱解氮、速效钾和有机质的含量,而且有利于作物对土壤磷素的吸收。     

稻草覆盖量对红壤旱坡地花生生长环境及产量形成的影响

针对江西季节性干旱发生的特点对红壤旱坡地花生生长的不利影响,研究不同的稻草覆盖量(1 500、3 000、4 500、6 000 kg·hm~(-2)和7 500 kg·hm~(-2))对红壤旱地花生生长及产量形成的效果。结果显示,随着稻草覆盖量的增加,花生田土壤湿度、温度和电导率的日变幅均相应降低,杂草发生量也相应减少,但花生的干物质生产量、根瘤量、成熟期绿叶残留量及产量则随着覆盖量的增加表现为先增后减的抛物线形状,并在稻草覆盖量为4500 kg·hm~(-2)的条件下表现最好。综合考虑稻草覆盖的防草、抗旱、增产效果,研究认为红壤旱坡地花生稻草覆盖量以4 500 kg·hm~(-2)左右为宜。     

西南高原“旱三熟”地区不同覆盖栽培措施的土壤水分效应

在西南高原季节性旱区进行田间试验,研究不同覆盖栽培条件下"旱三熟"种植模式的农田土壤水分效应。研究表明,秸秆、地膜覆盖尤其是秸秆地膜二元覆盖有明显蓄集和保存土壤水的作用,土壤保蓄水度平均提高60.63%,覆盖能有效减少田间水分的无效蒸发,平均减少181.93 mm,使作物蒸腾系数和水分利用效率提高,平均提高19.84%和23.5%,而使作物耗水系数减小,平均减少18.26%,根区是作物耗水与土壤保蓄水的关键区域;农田水分变化沿土层可划分为3个层次,即0~30 cm土层为土壤水分变化活跃层和土壤贮水变化明显层、30~80cm土层为土壤水分变化次活跃层和土壤贮水变化显著层、80~100 cm土层为土壤水分变化相对稳定层和土壤贮水变化缓慢层。覆盖栽培可促进作物耗水量由田间无效蒸发耗水向有效的田间作物蒸腾耗水转化,使农田水分的有效性显著提升。     

Effect of soil management on soil erosion on sloping farmland during crop growth stages under a large-scale rainfall simulation experiment

Soil erosion on farmland is a critical environmental issue and the main source of sediment in the Yellow River, China. Thus, great efforts have been made to reduce runoff and soil loss by restoring vegetation on abandoned farmland. However, few studies have investigated runoff and soil loss from sloping farmland during crop growth season. The objective of this study was to investigate the effects of soil management on runoff and soil loss on sloping farmland during crop growth season. We tested different soybean growth stages (i.e., seedling stage (R1), initial blossoming stage (R2), full flowering stage (R3), pod bearing stage (R4), and initial filling stage (R5)) and soil management practice (one plot applied hoeing tillage (HT) before each rainfall event, whereas the other received no treatment (NH)) by applying simulated rainfall at an intensity of 80 mm/h. Results showed that runoff and soil loss both decreased and infiltration amount increased in successive soybean growth stages under both treatments. Compared with NH plot, there was less runoff and higher infiltration amount from HT plot. However, soil loss from HT plot was larger than that from NH plot in R1-R3, but lower in R4 and R5. In the early growth stages, hoeing tillage was effective for reducing runoff and enhancing rainfall infiltration. By contrast, hoeing tillage enhanced soil and water conservation during the late growth stages. The total soil loss from HT plot (509.0 g/m²) was 11.1% higher than that from NH plot (457.9 g/m²) in R1-R5. However, the infiltration amount from HT plot (313.9 mm) was 18.4% higher than that from NH plot (265.0 mm) and the total runoff volume from HT plot was 49.7% less than that from NH plot. These results indicated that crop vegetation can also act as a type of vegetation cover and play an important role on sloping farmland. Thus, adopting rational soil management in crop planting on sloping farmland can effectively reduce runoff and soil loss, as well as maximize rainwater infiltration during crop growth period.     

新疆能源资源及其合理开发利用问题

新疆是我国能源资源丰富的省区之一,煤炭、石油(天然气)、水力和生物等常规能源总量很大,分布广泛,质量好,距耗能中心较远,具有广阔的开发利用前景。在全国占有重要地位,是本区发展能源工业的重要物质基础。建国以来,新疆能源开发与建设事业得到了迅速发展,但也存在一些问题。主要表现在:1.能源发展迅速,但波动起伏较大;2.布局集中,地区差异显著;3.能源利用差,浪费严重;4.不论是生产结构,还是消费结构,煤炭一直属于重要地位;5.农村仍以生物质能为主,能源十分紧张;6.能源消费结构中,工业耗能比重较大。根据能源资源及其开发生产中的特点和问题,提出如下开发利用措施:1.综合开发常规能源资源,建立合理的能源结构体系;2.调整经济结构,搞好企业技术改造,降低能源消耗;3.加速新能源的开发,解决农村能源问题。     

耕地数量变化与经济发展动态关系研究——以陕西省为例

基于1978-2008年统计数据,采用计量经济分析方法探讨陕西省耕地数量变化与经济发展之间的动态关系。研究结果表明:陕西省耕地面积与人均GDP之间存在长期的均衡关系,但短期内会偏离这种均衡;陕西省经济发展对耕地数量变化的解释水平为10%左右,预测期内不断增强,而耕地数量变化能够解释经济发展的35%以上,但预测期内先增强后减弱。协调耕地保护与经济发展之间的矛盾,应集约利用土地,发展节地型产业和低碳经济,提高耕地占用的经济成本,加大财政强农惠农补贴力度。     

黄土丘陵区川道地种植业结构分析与效益评价

选取10个具有代表性的川道地村为研究对象,对种植业用地结构、系统生产力、产值结构、系统稳定性和种植业效益进行了动态分析,结果表明:研究区退耕还林还草效果显著,坡地明显减少,林草地明显增加,种植业用地结构由坡地与川道地为主转变为以川道地为主;种植业结构调整初见成效,由粮食与经济作物为主转变为粮食与蔬菜特别是保护地蔬菜为主的种植结构,蔬菜已成为种植业收入的最主要来源,产值结构趋于平衡,系统稳定性有所提高;种植业产投比较低,种植业已步入高投入、高产出的发展轨道,基本实现了农业增产与农民增收,种植业效益有待提高。     

1991—2010 年中国主要粮食作物生物灾害发生特征分析

生物灾害发生种类繁多和暴发频繁,是威胁我国粮食安全生产的重要因素。利用中国植物保护统计数据、粮食作物产量数据和农田土地覆盖类型分布遥感数据,重点分析中国1991年到2010年20年期间四类重要粮食作物病虫害发生面积和发生强度的变化趋势,以及其空间分布范围。结果表明：从1991年到2010年水稻、玉米和大豆病虫害发生面积均显著增加;水稻、小麦、玉米和大豆病虫害发生强度均显著增加。随着粮食作物病虫害发生面积增大,其发生强度均呈增加趋势。病害与虫害相比,无论是发生面积,还是发生强度,粮食作物的虫害均高于病害。粮食作物病虫害主要分布在我国中东部的粮食主产区,西部地区主要粮食作物病虫害发生相对较轻。为了有效地防止或减少病虫害等生物灾害对粮食生产安全的影响,目前应当加强农田景观变化和气候变化等对粮食农作物病虫害的影响诊断、发生与灾变的风险评估和监测预警,改善农田生态环境,开展区域性农田生态系统病虫害整合治理研究,并建立相应的对策。     

Effects of mulches on water use in a winter wheat/summer maize rotation system in Loess Plateau,China

Limited water resources often result in reduced crop yield and low water productivity(WP). In northwestern China, crop production is generally dependent on precipitation. Therefore, a variety of agricultural rainwater harvesting(ARH) techniques have been used for conserving soil moisture, ameliorating soil environment, increasing crop yield, and improving water use efficiency. A two-year(2013–2015) field experiment was conducted under a typical sub-humid drought-prone climate in Yangling(108°24′E, 34°20′N; 521 m a.s.l.), Shaanxi Province, China, to explore the effects of mulching(same for summer maize and winter wheat) on soil moisture, soil temperature, crop water consumption, and crop yield with a winter wheat/summer maize rotation. Crops were planted in a ridge-furrow pattern and the treatments consisted of a transparent film mulch over the ridges(M1), a crop straw mulch in the furrows(M2), a transparent film mulch over the ridges and a crop straw mulch in the furrows(M3), a black film mulch over the ridges and a crop straw mulch in the furrows(M4), and a control with no mulch(CK). Results showed that M4 was the best treatment for improving soil water storage and content, and decreasing crop water consumption during the summer maize and winter wheat rotation. In both maize and wheat seasons, M1 had a higher soil temperature than M2 and CK, and M3 had a higher soil temperature than M4. In the maize seasons, M4 had the highest yield, WP, and precipitation productivity(PP), with the average values for these parameters increasing by 30.9%, 39.0%, and 31.0%, respectively, compared to those in CK. In the wheat seasons, however, M3 had the highest yield, WP, and PP, with the average values for these parameters being 23.7%, 26.7%, and 23.8% higher, respectively, than those in CK. Annual yield(maize and wheat yields combined) and WP did not differ significantly between M3 and M4. These results suggested that M3 and M4 may thus be the optimal ARH practices for the production of winter wheat and summer maize, respectively, in arid and semi-arid areas.