南水北调中线工程水源地化肥施用时空分布特征及其环境风险评价

为全面认识南水北调中线水源地农业化肥施用的时空分布差异及对生态环境的潜在威胁,加强化肥施用风险管控,以南水北调中线水源地县级2002—2014年化肥施用量及耕地面积年鉴数据为基础,结合实地调查,运用化肥污染环境风险评价模型,对水源地化肥投入的时空变化分布特征和环境风险进行分析和评价。结果表明:2002—2014年水源地化肥施用明显过量且逐年增加,净增长214.44 kg·hm~(-2),年平均增长率为3.03%。水源地化肥施用强度是发达国家化肥施用安全标准上线的2.74倍,是全国化肥施用强度平均值的1.50倍,是我国生态县建设化肥施用负荷标准的2.47倍,且区域间存在差异。水源地整体化肥施用的风险指数呈逐年增加趋势,从2002年的0.67增至2014年的0.74,增幅为10.45%。多数地区化肥施用风险程度处于中等风险水平,其中西峡县、城固县、汉滨区和邓州市处于严重风险状态,宁陕县、神农架林区和紫阳县处于安全状态。水源地氮肥施用整体处于中等风险状态,磷肥施用风险整体处于低风险和尚安全状态。研究区化肥施用负荷过高是由体制、政策、技术、观念以及经济发展水平等多方面原因造成的,种植模式、施肥技术及管理方式是其直接原因,而农业体制和政策是其内在原因。相关部门应采取有效措施对化肥施用进行"控量增效"管理,如实行农业集约化经营,优化种植结构,加强农民环保意识和农技知识教育,提高农民科学施肥技术,普及推广配方施肥及测土施肥等。     

追施沼肥对番茄生长、产量和品质的影响

探讨追施沼肥对番茄生长、产量和品质的影响,旨在为日光温室栽培追施沼肥在番茄上的应用提供理论依据。采用裂区设计,研究主栽蔬菜—番茄在日光温室种植条件下,追施不同量的沼肥和喷施不同体积分数的沼液对番茄生长、产量和品质的影响。结果表明,在喷施沼液体积分数相同的条件下,追施75t·hm-2沼肥促进番茄植株的生长,提高番茄的硬度、单果质量、产量、维生素C质量分数、可溶性糖质量分数和糖酸比,且优于常规施肥(CG),有效改善番茄品质,提高经济效益。在沼肥追施量一致的条件下,喷施体积分数为50%的沼液为最优。在二因素交互作用下,喷施沼液的体积分数为50%、沼肥追施量为75t·hm-2时,有利于番茄的生长、增产和品质的改善。     

农业非点源污染研究进展

针对点源污染虽已得到有效治理,但农业非点源污染已成为全球突出的环境问题的现状,在分析国内外农业非点源污染的严峻形势的基础上,着重从当前农业非点源污染研究中的农业非点源污染定量模型研究、农业非点源污染的农户经营行为研究、农业非点源污染的环境经济学研究和农业非点源污染的控制与管理战略研究4个方面进行了阐述,并指出当前我国控制农业非点源污染所面临的困境,最后对未来我国农业非点源污染的研究发展前景进行了展望。     

安塞县几种典型退耕模式小气候效应研究

采用定点定时观测方法,在春夏秋3季对安塞县具有代表性的退耕模式如混交林、人工乔木林、人工灌木林及对照裸地进行小气候观测,选取光照强度、大气温湿度、土壤温度进行小气候特征分析。结果表明,不同退耕模式对小气候均有改善作用,较对照裸地降低了光照强度、大气温度和土壤温度,增加了大气湿度;混交林在改善小气候方面的作用最明显,人工乔木林次之,人工灌木林较差;季节更替对不同退耕模式的影响不明显。建议加大退耕还林力度,优化退耕地植被结构,增加退耕还林地区的植被覆盖率。     

引进美国草种水保效果的对比研究

通过人工模拟降雨与室内分析相结合的方法,对美国引进的8种禾本科牧草的生长势能、持水能力及草地的土壤水分状况、物理性状、土壤抗蚀性、贮水量、水土保持作用等指标的初步研究,结果表明：种植牧草可增大地表粗糙度,减轻地表水蚀,达到防止水土流失的目的,并通过生物改良和阻滞溅蚀增强土壤抗蚀性;其中,无芒雀麦、苇状羊茅、扁穗冰草、细颈披碱草的水保综合性能表现最为优秀,披碱草、新麦草、高冰草表现一般,猫尾草表现较差。     

太白山锐齿槲栎林乔木更新特征及其影响因子

【目的】分析太白山锐齿槲栎林乔木更新特征,探索更新与环境因子的关系,为理解该区森林动态提供理论依据,为经营管理提供理论指导。【方法】2009年7—9月和2010年7—8月在太白山北坡和南坡锐齿槲栎林分别设置21和12块样地,对乔木更新状况及环境因子进行系统调查(2009年7—9月在北坡调查及取样,2010年7—8月在南坡调查及取样),分析更新苗密度、多样性指数和高度级结构等特征参数,探讨更新密度和多样性与环境因子的关系。【结果】共记录到30种乔木更新物种,其中葛萝槭、四川木姜子、锐齿槲栎、白檀、湖北山楂和桦叶荚蒾的重要值均大于20%,其重要值之和占所有更新物种重要值总和的69.31%,为最重要更新物种;总更新密度为9 697株·hm^-2,主要集中于幼苗(H<1.3 m)阶段,约为幼树(1.3 m≤H<3 m)密度的3倍;更新密度随高度级呈倒"J"型分布;锐齿槲栎缺失高度为210～300 cm的更新苗,在林下不能形成完整的更新大小序列;不同样地间更新密度和多样性指数(物种丰富度、Simpson指数和Shannon-Wiener指数)差异较大,表明更新苗分布不均匀,趋向斑块状;多元线性逐步回归分析结果显示,坡向、土壤全P含量、坡度和有机质含量是影响总更新密度的主要环境因子,共解释了总变异的73.2%;更新多样性主要受全P含量和坡向的影响。【结论】太白山锐齿槲栎林乔木更新种类丰富,整体上具有一定更新能力,但作为建群种的锐齿槲栎在林下不能完成自然更新,因此,在森林管理中可适当考虑人为地创造一定的开阔环境(如林窗)来促进其更新,同时对该林型的管理还应注重坡向、全P含量、坡度和有机质含量对更新的影响,较凉爽湿润坡向、坡度平缓、土壤全P和有机质含量低的生境利于乔木更新。     

“四位一体”生态农业模式区域适宜性评价与实证研究

【目的】"四位一体"生态农业模式区域适宜性评价是"四位一体"生态农业模式合理布局的关键,建立"四位一体"生态农业模式区域适宜性评价模型,可以为国家和政府及相关部门进行"四位一体"生态农业模式布局提供科学的理论依据和决策支持。【方法】根据"四位一体"生态农业模式的区域影响因素和评价指标建立的原则、方法,从气候、能源、社会经济、水文因素4个层次中选取15个评价指标,构建了"四位一体"生态农业模式区域适宜性评价指标体系。运用层次分析法、专家咨询法确定了评价指标的权重,建立了评价模型。并以陕西省为例,对安塞县、陇县、西乡县发展"四位一体"生态农业模式区域适宜性进行了比较研究。【结果】3个地区发展"四位一体"生态农业模式区域适宜性顺序为陇县>西乡县>安塞县。【结论】研究结果与实际情况比较吻合,说明该评价理论具有一定的应用价值。     

黄土高原人工植被夏季小气候日动态初步研究

【目的】验证植被恢复与重建后生态环境条件的改善程度。【方法】采用定位观测的方法,以邻近裸露荒坡为对照,对典型退耕区栽植的3种类型人工植被(混交林、灌木林和草地)样地的小气候特征进行了监测,分析气温、大气相对湿度、光照强度和土壤温度、土壤湿度分布状况的日变化动态。【结果】混交林、灌木林和草地的光照强度日均值分别比对照小3.9×104,3.4×104和0.9×104lx,气温日均值分别比对照低1.53,1.32和0.51℃,表土0cm土层最高温与对照相差14.9,16.8和10.7℃;日均大气相对湿度分别比对照增加8.38%,7.34%和2.04%;光照强度、气温及其变幅的大小依次为对照、草地、灌木林、混交林,大气相对湿度及其变幅的大小排序则与之相反,土壤温度、土壤湿度及其变幅大小依次为对照、草地、混交林、灌木林;各植被类型样地内的光照强度、气温、大气相对湿度和土壤温度两两之间均存在一定的相关关系。【结论】各类型人工植被均起到了调节小气候、改善生态环境条件的作用,其中以混交林的遮光、降温、增湿等综合表现较好。     

温度对秸秆厌氧消化产气量及发酵周期影响的研究

温度是影响沼气产气效率和发酵周期的主要生态因子,探索农作物秸秆产气量和发酵周期与发酵温度之间的关系,是解决农村户用沼气原料选择、确定最佳发酵温度和提高作物秸秆资源化利用的效率的关键;本试验通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以麦秆、稻秆和玉米秆作为发酵原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在总固体(TS)质量分数为8%的条件下进行批量试验,在25～40℃温度范围内,每5℃设一个温度梯度,研究了不同发酵温度对产气速率、产气量及发酵时间的影响,并用SAS软件对各因素进行多元回归分析,建立了回归方程,得出各因素的最优值.结果表明,在一定的温度范围内,3种秸秆厌氧发酵的产气速率的峰值出现的时间和发酵周期是随着温度的升高而缩短,其峰值和产气量是随温度的升高而增加.     

秸秆还田对关中地区麦玉复种体系土壤氨排放的影响

农业氨减排是雾霾治理最经济有效的方法,而农田肥料施用造成的氨排放是农业氨排放的重要部分。本研究旨在探讨冬小麦-夏玉米复种体系下土壤氨排放对秸秆还田的响应,为减少农业氨排放和控制雾霾提供理论依据。本试验于2018年6月—2019年6月在陕西关中杨凌地区,对土壤氨排放、0～40 cm土壤无机氮以及产量进行了测定分析。试验采用双因素裂区设计,主区为秸秆还田方式,设不还田(S0)、半量还田(S0.5)和全量还田(S1)3个水平;副区为施肥,设不施肥(F0)、减量施肥(F0.8)、常规施肥(F1)3个水平。结果表明:秸秆还田与施肥及两者互作对夏玉米季土壤氨累积排放量(C)有显著影响。秸秆还田对冬小麦季土壤氨累积排放量无显著影响。整个麦玉复种体系的氨累积排放量为1.31～19.26kg·hm~(-2),占施肥量的2.17%～4.69%,各处理之间表现为:S0F1S0.5F1S1F1S0F0.8S0.5F0.8S1F0.8S1F0S0.5F0S0F0。在不施肥情况下,秸秆还田能增加土壤氨累积排放量,但秸秆还田配施氮肥较不还田处理显著减少土壤氨累积排放量和氨损失率,秸秆全量还田和半量还田之间的氨排放无明显差异。其中S1F0.8和S0.5F0.8处理在整个复种体系中减排效果最为显著,分别较S0F0.8处理(11.62 kg·hm~(-2))减排38.64%和37.35%。相比于只施氮肥,秸秆还田配施氮肥能显著减少土壤中无机氮,显著提高夏玉米产量6.23%～20.20%,冬小麦产量16.60%～28.17%。通过PCA分析发现,S1F0.8和S0.5F0.8处理是减排增产的最优组合。综合考虑土壤氨排放和作物产量,长期秸秆还田配减量施肥处理,能在保证作物高产的基础上减少土壤氨排放,可在关中地区实施。