节水农业生产分区技术优化配套的研究

水资源紧缺巳成为全球突出问题之一,国内外对研究节水灌溉都给予高度的重视,但大多数都是从单项内容进行研究,如节水灌溉技术、充分利用雨水、保水农业栽培措施等都取得了一定成效和生产效益。我们认为:节水农业就是充分利用降水和当地水资源,水利措施与农业措施紧密结合以提高水的利用率和水的利用效率。也就是灌溉农业和旱地农业相结合。针对不同的农业生产类型区采取不同的技术措施,从而得出不同的农、水措施优化体系,在中国农科院商丘666.7ha(万亩)节水农业试验区进行了四年的试验与推广,取得了综合节水6％、增产8％的效益。对指导缺水地区生产和宏观控制水、土资源合理开发利用具有现实的意义。     

基于地理网格的陕西省农业水土资源分区研究

准确评价不同区域农业水土资源的耦合利用程度,有助于提升农业水土资源的现实生产力。基于农业水土资源的自然禀赋和人为利用情况建立嵌套分区指标体系,运用地理网格、主成分分析以及聚类分析方法,对陕西省109个县域的农业水土资源利用现状进行了调查和区划。结果表明:陕西省农业水土资源可被划分为5个一级区和17个亚区; 一级分区总体差异明显; Ⅰ区水热充足,水资源利用情况最好,耕地利用情况中等; Ⅱ区水热条件良好,耕地利用情况很好; Ⅲ区水热条件一般,水资源利用情况良好,耕地利用情况中等; Ⅳ区气候湿润,水资源利用情况很好,但是耕地利用较不充分; Ⅴ区低温干燥,水资源较短缺,耕地利用不佳,耕地资源紧张。亚区图斑多集中在陕西中部地区。研究结果明晰了陕西省农业水资源和土地资源的匹配程度和开发利用潜力,可为有效地开发和利用水土资源提供研究基础。     

定量化方法在生态分区过程中的应用及案例研究

该文在总结国内外有关生态分区研究的基础上,针对目前研究中存在的主观性强、专家选取对分区结果影响大的问题,在生态分区过程的两个关键点引入定量方法。应用主成分分析方法,确定各指标权重,筛选生态分区划分指标,确定各级生态分区的指标。应用系统聚类方法,确定各生态分区的最终边界。以辽河流域为例,选取降雨量、地势地貌、植被类型以及土壤类型等指标,应用定量化方法进行生态分区的划分,共划分一级生态分区3个,二级生态分区9个。该文旨在为生态分区的划分提供更为客观、科学的方法,从而为环境与资源的研究、评估、监测和管理提供适宜的空间分析框架,为生态管理和相关政策的制定与实施提供科学、合理的依据。     

数值分类在关中地区土壤分类中的应用

选取关中地区12个土壤剖面的15个理化指标,应用主成分分析方法和聚类分析方法对土壤进行了数值分类。研究结果表明,前4个主成分的累计贡献率达到86.41%,取阈值T=4.0,供试12个剖面划分为3类,不同类群之间土壤特性差异明显,类群内部土壤特性相似。数值分类结果与系统分类结果比较,虽然个别土壤的类别出现较大差异,但分类结果基本一致,说明数值分类应用于关中地区土壤分类是切实可行的。     

改进的蚁群聚类在精准灌溉管理分区中的应用

为了便于精准灌溉的田间实际操作和管理,采用改进的蚁群聚类算法进行灌溉管理分区研究。蚁群算法的离散性和并行性特点对于数据的特征聚类非常适用,然而当数据量较大时,蚁群聚类在系统循环过程中,对数据的搜索时间较长,计算量大,因此将初始聚类中心作为蚂蚁的初始食物源加以引导,减少蚂蚁行走的盲目性,以达到降低计算量、加快聚类的目的。该文以土壤物理特性作为数据源,在运用主成分分析消除初始指标相关性的基础上,采用改进的蚁群聚类对研究区进行精准灌溉管理分区的划分。将改进的蚁群聚类分区结果与传统的K-均值聚类进行比较,前者分区结果表现出土壤物理特性区内均一性更强、区间差异性更加显著的特点。改进的蚁群聚类分区结果表明,研究区可划分成2个灌溉管理分区,I区土壤的田间持水率、饱和含水率和凋萎含水率均较II区大,表明在相同的气候条件下,I区的土壤耐旱能力较II区强,分区结果可以为精准灌溉的分区管理提供参考依据和数据支持。     

沂水县农业生态经济类型分区研究

选择一些自然、经济、社会指标，以乡为基本单元，采用灰色星座聚类法对山东省沂水县农业生态经济进行分类，探讨其农业生态经济系统发展的规律，为该类区域社会、经济、生态协调发展和农业可持续发展提供依据。     

黄土高原生态经济分区的研究

在概述生态经济分区现状的基础上, 提出了在黄土高原进行生态经济分区的重要意义.选取自然资源、社会经济等22个指标, 以行政县(区)为单元, 利用聚类分析、主成分分析和GIS相结合的分区方法, 把黄土高原划分为4个生态经济带即南部暖温带半湿润农林生态经济带(Ⅰ)、中部暖温带半湿润半干旱农林牧生态经济带(Ⅱ)、西北部温带半干旱农牧生态经济带(Ⅲ)、北部温带干旱半干旱农牧生态经济带(Ⅳ)和18个生态经济区.通过该研究的实践, 不仅可为后续有效布设黄土高原的生态经济项目提供参考, 而且可为较大尺度区域进行生态经济区划研究奠定理论基础.     

汀江上游流域生态水文分区研究

为反映生态水文系统的相似性和差异性规律,理解人类活动对生态水文系统的干扰规律,为流域资源开发、灾害预防和生态调控提供科学依据。以汀江上游流域为例,以地形、土壤、植被、水文、水资源与人口统计资料为基础,从生态现状、水文条件、生态背景和人类活动4个方面共14个指标统计各个子流域指标的特征值。采用主成分分析和聚类分析的方法将汀江上游流域内35个子流域划分为五类生态水文分区,并对每个分区的特征指标进行分析并命名,同时基于分区结果提出了相应的生态调控措施。分区结果能够揭示汀江上游流域生态水文特征空间上的差异性和相似性以及人类活动的影响,能够指导具有不同生态水文特征的区域进行因地制宜的发展。     

滨海废弃盐田复垦区土壤空间变异及其分区管理研究

  目的  针对山东省莱州湾南岸废弃盐田复垦区盐分高、土壤养分空间差异性大、管理粗放和效益低等问题,研究田间管理分区的精准划分方法,便于农户差异化施肥管理,提高盐渍土改良水平。  方法  以废弃盐田复垦区典型地块为研究对象,运用传统统计学、主成分分析和模糊c-均值分类等方法对研究区进行管理分区的划分,并评价管理分区划分的适宜性和有效性。  结果  研究区土壤含盐量均值达到1.73 g kg?1,处于轻度盐渍化水平;土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾和速效磷等含量均处于较低的水平;全磷和阳离子交换量处于中等水平;全钾和pH值达到了较高的水平。全钾和pH值的变异系数 < 0.1,属于弱变异,其他土壤属性属于中等变异强度。土壤各属性在空间分布上差异性大。主成分分析结果表明,将10个土壤属性分组为统计因子可划分成3个主成分。模糊c-均值分类结果表明,研究区可划分为2个管理分区,不同管理分区中土壤含盐量、有机质、土壤养分等属性存在显著差异。  结论  可以利用不同土壤属性借助模糊c-均值分类方法来确定废弃盐田复垦区农田的管理分区。     

陕西关中地区农业水土资源时空匹配格局研究

为了分析关中地区农业水土资源的时空匹配情况,应用农业水土资源匹配系数,评价了关中地区及所辖5个地级市的农业水土资源匹配程度。结果表明:关中地区水资源短缺、人水矛盾和人地矛盾突出;农业水土资源匹配格局的时间变化不明显,而空间匹配存在明显的差异,宝鸡市和西安市的匹配程度优于其他市区,咸阳市的匹配程度最差。因此,应该通过跨流域调水工程、提高有效灌溉面积、改进农业结构等措施,提高关中地区农业水土资源的匹配程度。     

不同水文频率下关中灌区农业节水潜力研究

农业节水潜力研究对节水农业发展具有重要影响。本文将农业节水潜力分为资源型和效率型两类,分别代表了田间或灌区尺度和流域大尺度的节水潜力。以渭河流域关中段九大灌区为例,进行了灌区农业节水潜力分析;并针对典型灌区主要作物的不同节水方案,分析计算了在不同水文频率年下的农业节水潜力。结果表明:在25%、50%、75%和90%水文频率下,渭河流域关中段九大灌区年农业节水潜力分别达3 069万m3、11 167万m3、11 750万m3和12 521万m3,其中效率型节水潜力所占比例较大,除25%频率下仅有42%外,其他频率下均超过50%。最后,基于现状节水技术水平,根据九大灌区的种植结构特点,提出了提高农业节水潜力的措施和建议。该研究结果可为发展关中地区各灌区农业节水技术和提高水资源利用效率提供参考。     

节水农业专题导引库资源的采集与分析

介绍了节水农业专题导引库资源的采集原则。分析了该导引库资源类型的分布特点和存在问题，并对下一步工作拓展进行了探讨。     

陕西关中灌区冬小麦施肥指标研究

为建立关中灌区冬小麦施肥指标体系,对关中灌区2008年95个冬小麦“3414”大田试验数据进行整理、分析,以相对产量70％、80％、90％和95％划分土壤养分丰缺指标,并利用一元二次模型对各试验点施肥量与产量关系进行模拟,确定各试验点最佳经济产量施肥量,最终建立了关中灌区冬小麦基于土壤碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)测定值的氮、磷、钾推荐施肥模型,确定了不同肥力水平下的推荐施肥量:当碱解氮含量处于极低(＜ 50 mg kg-1)、低(50～80 mg kg-1)、中(80 ～ 120 ng kg-1)和高等级(＞120 mg kg-1)时,氮肥(N)施用量分别为190 ～230 kg hm-2 、150～190 kg hm-2、110～ 150 kg hm-2和0 ～ 110 kg hm-2;有效磷含量处于极低(＜ 10 mg kg-1)、低(10～20 mg kg-1)、中(20～ 35 mg kg-1)和高等级(＞35 mg kg-1)时,磷肥(P2O5)施用量分别为130～ 160 kg hm-2、110 ～ 130 kg hm-2、90～110 kg hm-2和0 ～90 kg hm-2;速效钾含量处于低(＜90mgkg-1)、中(90～150mgkg-1)、高(150～190 mg kg-1)和极高等级(＞190mgkg-1)时,钾肥(K2O)施用量分别为120 ～150 kg hm-2、90～120 kg hm-2、70 ～90 kg hm-2和0～70kghm-2.示范试验证明推荐施肥处理较农民习惯施肥处理平均增产789 kg hm-2,增收1 227元hm-2,肥料贡献率提高8.2个百分点,每kg氮磷钾肥小麦增产量提高1.7 kg.     

对建设关中节水型灌区的思考

从降水资源、地表水资源、地下水资源等方面分析了关中地区水资源的现状。指出了该区域在传统灌溉模式下现存的效率低下等问题。提出了将关中地区建设成节水型灌区的构想和措施。提出要尽快制定节水灌区的建设标准,重视输水过程中的节水和改进灌溉方式,重视生物节水,推广有限灌溉,提高水资源利用率,提高农艺节水,推广地表防止蒸发措施,提高水分利用率,开源节流,扩大非常规水资源利用。这些措施是建设节水型灌区的关键,也是实现水资源可持续发展的基本措施。     

不同配方栽培基质对番茄苗期生长的影响

以腐熟中药渣、腐熟菇渣、泥炭、蛭石、珍珠岩以及45%的缓释肥(15-15-15)为原料,按照不同比例复配成6种栽培基质,选取进口泥炭作为对照,研究不同配比的栽培基质对番茄苗期生长的影响,以筛选出理想的番茄育苗基质配方。结果表明:腐熟中药渣:泥炭:腐熟菇渣:蛭石:珍珠岩以5:1:1.5:2:1(体积比)并添加2 kg/m345%缓释肥的基质培育的番茄在株高、茎粗、根系形态及根系活力等方面均优于其他配比的育苗基质,主成分分析和聚类分析结果也得到了类似的结果,表明该配方的基质可推荐作为番茄育苗的专用型有机营养基质。     

陕西省关中地区农田生态系统碳源/汇估算

运用改进的CASA(carnegie ames stanford biosphere)模型,基于化肥、农膜、农地翻耕、农机运用4类主要碳排放,结合2010年相关遥感数据和统计数据,以县(区或市)为单元对陕西省关中地区农田生态系统碳吸收、碳排放及净碳汇进行了测算。结果表明:(1)研究区碳吸收总量约为6.44×106 t,其中6,7,8月为碳吸收高值月,12,1,2,3月为碳吸收低值月。碳吸收量高于2.0×105 t的县(区或市)分布在宝鸡市北部,咸阳市西部,渭南市中部和西南部。(2)研究区碳排放总量约为1.41×106 t,农用化肥为主要碳排放源,约占89%。碳排放量超过6.00×104 t的县(区或市)分布在渭南市中部、咸阳市中部偏南。(3)研究区净碳汇总量约为5.03×106 t,各县(区或市)净碳汇量均为正值。净碳汇总量超过2.00×104 t的县(区或市)主要分布在关中地区西北部。     

我国荒漠生态系统生物多样性生态地理分区

为了更好地服务于生物多样性监测及价值评估研究,采用自上而下逐级划分、专家集成和GIS模型定量结合的方法,依据国际上普遍遵循的生态地理区划原则,将过去研究中各区划方案和相关图件作为分区过程的辅助材料及校正材料,利用各种生态地理因子指标,包括气候指标月平均气温、年均温,与需热性有关的植物生长季积温,水分指标湿润指数及干燥度,植被指标如植被类型、植被区划类型、植物区系类型、动物区系类型等,土壤指标土壤类型、土壤有机质等,地形和地貌特征,进行了中国荒漠生态系统生物多样性生态地理分区。根据相应区划原则和指标体系,荒漠生态系统采用干湿区、自然区和类型区3级区划制。分区过程中遵循综合分析和主导因素相结合的原则,主要体现对生物多样性保育的服务,将荒漠生态系统划分为67个类型区。