农田生态系统分析与农业可持续发展

农田生态系统分析是以农民为中心,由自然科学工作者、社会科学工作者、决策管理人员、土地规划人员和农民共同参与,通过研究农民实际生存的农业自然环境、社会、文化、经济环境,结合考虑农民的意愿与抉择,提出解决农田生态系统问题的一种动态过程与方法,其基本目标是实现中小尺度上的农业可持续发展。农田生态系统分析一般包括５个阶段：问题诊断与分析、研究方案设计与规划、方案验证与评价、结果评价阶段和建议与推广应用。据此,提出适宜于不同农业生态系统的可持续发展方案,为区域乃至国家范围的可持续发展提供决策依据。该文分析了农田生态系统分析的概念、起源、目标、特征和研究过程。     

重度火烧迹地微地形对土壤微生物特性的影响——以坡度和坡向为例

通过对大兴安岭重度火烧迹地不同坡度和坡向的土壤微生物群落进行调查研究,旨在揭示重度火烧迹地过火6a后森林恢复过程土壤微生物群落的变化规律与影响因素。研究结果表明:平地土壤微生物生物量碳含量(MBC)和土壤微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)均高于坡地,其中MBC/MBN达到差异极显著水平。平地土壤微生物的代谢活性AWCD值、对31种4类碳源(糖类、脂类、氨基酸、代谢物)的利用能力和Shannon-Winner多样性指数(H'')均极显著低于坡地。西坡土壤微生物AWCD值和H''高于南坡,但AWCD和H''与土壤养分、pH值、EC无显著相关关系,说明坡向可能与土壤微生物代谢活性和多样性的关系并不密切,反映了两坡向土壤微生物群落结构的相似性。坡度由于影响了土壤养分和水分条件,进而影响了土壤微生物的生物量、群落结构、物种多样性和碳源利用能力。火烧迹地恢复初期平地土壤微生物量碳高于坡地,西坡高于南坡;恢复6a后,土壤微生物量碳的差异已不显著,但土壤微生物群落结构、物种多样性以及代谢特性仍具有显著差异,这可能与地形坡度仍然显著影响土壤水分含量的因素有关。     

液压电机叶片泵样机的性能试验

针对研制出的液压电机叶片泵样机,建立了电机泵性能试验系统,获得了样机的输入电量参数、输出液压能参数及内部转子转速和壳体内部压力等参数,得到了液压电机叶片泵样机的转子转速、噪声、功率和效率等随输出压力变化的特性,并与同等功率液压电机油泵组的试验结果进行了对比。与电机油泵组相比,电机叶片泵样机的体积减小50%、轴向尺寸减小61%,噪声降低约7 dB,液压电机叶片泵内部转子转速随输出压力升高而明显下降;同时,试验也发现样机存在内部流道狭窄引起的气泡析出和内部密封不良引起额外泄漏的问题,提出了相应的解决方法,为电机泵的后续优化及工业化提供了参考依据。     

黄土高原县域土壤养分空间变异特征及预测——以陕西省横山县为例

研究土壤属性空间变异及其分布特征与环境因子的关系,对于了解生态系统的过程具有重要意义。以横山县为例,采集了254个耕层(0~20 cm)土样,利用数字地形与遥感影像分析技术,提取相关地形与遥感指数,分析不同土地利用、地形条件下土壤养分空间变异及分布特征,并结合回归分析与地统计学进行空间分布预测。结果表明,不同土地利用类型其养分含量差异显著,水田和川地的有机质和全氮含量明显高于其他土地利用类型,而全磷含量以梯田最高。不同坡度分析表明,"0~3°"坡度等级有机质和全氮含量显著高于其他坡度等级;不同坡向土壤养分含量差异均不显著,但存在一个明显的趋势,即阴坡有机质和全氮含量整体上要较阳坡高。土壤有机质与高程H呈现负相关,与坡向的余弦值cosα、复合地形指数CTI、修正后的土壤调节植被指数MSAVI及湿度指数WI呈正相关。土壤全氮与相关环境因子的关系基本与有机质的一致。而土壤全磷与修正后的土壤调节植被指数MSAVI及湿度指数WI正相关。土壤有机质和全氮用相关环境变量的多元线性逐步回归模型拟合预测较好,而对于全磷,预测结果较差;回归—克里格预测有效地减小了残差,消除了平滑效应,与实测值较为接近,预测精度高于多元线性逐步回归预测。     

Plant biomass, soil water content and soil N:P ratio regulating soil microbial functional diversity in a temperate steppe: A regional scale study

Soil microorganisms are influenced by various abiotic and biotic factors at the field plot scale. Little is known, however, about the factors that determine soil microbial community functional diversity at a larger spatial scale. Here we conducted a regional scale study to assess the driving forces governing soil microbial community functional diversity in a temperate steppe of Hulunbeir, Inner Mongolia, northern China. Redundancy analysis and regression analysis were used to examine the relationships between soil microbial community properties and environmental variables. The results showed that the functional diversity of soil microbial communities was correlated with aboveground plant biomass, root biomass, soil water content and soil N: P ratio, suggesting that plant biomass, soil water availability and soil N availability were major determinants of soil microbial community functional diversity. Since plant biomass can indicate resource availability, which is mainly constrained by soil water availability and N availability in temperate steppes, we consider that soil microbial community functional diversity was mainly controlled by resource availability in temperate steppes at a regional scale.     

黄土丘陵区不同降雨格局下土地利用的水土流失效应

研究不同类型降雨事件下土地利用／覆被对水土流失过程的影响，对于科学指导植被建设和控制水土流失具有重要意义。基于14a径流小区观测数据，依据降雨量．降雨历时和最大30min雨强3个指标。利用快速聚类的方法将定西市安家沟内产流性降雨事件划分为3种格局。总体而言，降雨格局2为雨量集中、雨强很高而历时较短的降雨事件的集合；降雨格局3为雨量分散、雨强小而历时很长的一类降雨事件的集合；而降雨格局1则为雨强、历时等特征值都介于格局3和格局2之间的降雨事件的集合体。在此基础上，着重研究了5种土地利用类型在不同降雨格局下的径流侵蚀规律。（1）从静态观点来看，5种土地利用类型抵抗径流侵蚀的能力依次为沙棘〉荒草〉油松〉苜蓿〉小麦。苜蓿地的土壤侵蚀严重。可能跟人为干扰破坏和苜蓿自身生长习性有关。（2）3种降雨格局中，以降雨格局2下各土地利用类型的径流侵蚀最为严重，降雨格局1次之，降雨格局3最弱。即雨量集中、雨强很高而历时较短的降雨类型是影响该地区水土流失的主导因素。（3）多年生植被（如沙棘，油松等）的径流侵蚀有随生长年数增长而减弱的趋势，以生长初期最为严重，随后逐渐减弱并稳定在一个较低的水平上。因而认为，不同土地利用类型下的径流侵蚀不仅取决于该植被类型，更重要的是决定于该植被所处的生长发育阶段。     

Multifractal characteristics of soil particle size distribution under different land-use types on the Loess Plateau,China

Soil particle-size distribution (PSD) is one of the most important physical attributes due to its great influence on soil properties related to water movement, productivity, and soil erosion. The multifractal measures were useful tools in characterization of PSD in soils with different taxonomies. Land-use type largely influences PSD in a soil, but information on how this occurs for different land-use types is very limited. In this paper, multifractal Rényi dimension was applied to characterize PSD in soils with the same taxonomy and different land-use types. The effects of land use on the multifractal parameters were then analyzed. The study was conducted on the hilly-gullied regions of the Loess Plateau, China. A Calcic Cambisols soil was sampled from five land-use types: woodland, shrub land, grassland, terrace farmland and abandoned slope farmland with planted trees (ASFP). The result showed that: (1) entropy dimension (D₁) and entropy dimension/capacity dimension ratio (D₁/D₀) were significantly positively correlated with finer particle content and soil organic matter. (2) D₀, D₁ and D₁/D₀ were significantly influenced by land use. Land use could explain 24.6–58.5% of variability of D₀, D₁/D₀ and D₁, which may be potential parameters to reflect soil physical properties and soil quality influenced by land use.     

黄河上游多民族经济开发区的生态环境建设

黄河上游多民族经济开发区是全国国土总体规划纲要中综合开发重点地区之一。本文分析了该地区的生态、环境现状，指出了目前面临的城市大气污染、局部水体污染、水土流失、土地沙化和盐渍化、矿产资源的破坏等生态环境问题。提出了“边发展经济，边治理环境”的生态环境战略和搞好环境规划，合理工业布局；调整能源结构，改善大气环境；治理污染源，净化水环境；发展生态农、林业、保护土地资源，矿产资源开发与环境保护相结合等生态环境治理措施。