基于三层结构的基本农田信息管理与辅助决策系统研究

按照基本农田建设和管理的要求,通过选取评价指标,引入背包算法建立耕地入选基本农田的模型。在此基础上,采用C#、Mapinfo MapXtreme 2004和SQL Server2000三者结合开发基于三层结构的基本农田信息管理与辅助决策系统,使GIS技术与空间决策模型有机结合,实现了数据管理、耕地入选基本农田决策模型和用户管理等功能。实例表明,该系统具有较高的灵活性和可扩充性。     

玉米/蒜苗套作系统中土壤微生物和土壤酶状况分析

对玉米蒜苗套作根区进行隔膜、隔网和无隔处理以及各自单作处理,通过处理间的相互比较,分析影响套作产量的主要土壤因素。结果表明:套作蒜苗土壤微生物上升其主要原因是根系间的非接触物质交换;套作玉米除此外,地上部环境的改变也使根部土壤微生物数量上升。根系间的非接触效应还使蒜苗、玉米土壤过氧化氢酶、蔗糖酶活性提高,而环境因素的改变也使玉米过氧化氢酶,蒜苗脲酶活性提高。相关性分析表明:微生物对蒜苗根际土壤酶活性的影响大于对玉米土壤酶的影响。     

不同改良剂对皖南烟田土壤性状及烤烟产量和品质的影响

通过布置田间小区试验,研究了不同农林废弃物制成的5种改良剂对烟稻轮作土壤性状和烤烟生长发育、产量和烟叶品质的影响。不同改良剂施入土壤后,土壤体积质量较不施改良剂的对照处理显著下降,而田间持水量明显提高,表明烟田土壤物理性状得到明显改善。改良剂能明显促进不同生育期烟株的生长:烟株团棵期,改良剂X1处理叶片宽显著高于对照;旺长期,X1、X2、X5处理叶长显著大于对照,且X5处理叶面积显著大于对照;成熟期,X1、X2、X5处理上部叶和下部叶长显著高于对照。改良剂能增加烟叶产量,尤其是改良剂X3、X5,明显增加了上等烟和中等烟的产量。改良剂X1、X2、X3处理上等烟总分显著高于对照,即改良剂处理烤出的上等烟综合品质更优。     

土壤结构改良剂对皖南旱地红壤水分特征的影响

[目的]研究土壤结构改良剂对皖南旱地红壤孔隙、容重及水分特征的影响,为皖南旱地红壤改良、提高土壤持水保水与抗旱保墒性能提供依据。[方法]采用硅藻土(通气性Si改良剂)、泡沫沙类改良剂(T20)和无机矿石类改良剂(G20)等3种土壤结构改良剂,设置1%,2%,5%与10%的4个添加比例,进行土壤物理性状与水分特征测试。[结果]硅藻土与T20均可显著降低土壤容重,而G20在添加5%与10%时才显著降低;硅藻土处理土壤毛管孔隙度由52.1%增加到91.3%,优于T20和G20;硅藻土与T20的吸湿系数与凋萎湿度随用量呈先增加而后下降,而G20则随添加量增加而增加;土壤的饱和持水量与田间持水量均随土壤结构改良剂添加量的增加而增加,以硅藻土增加最多,T20次之,G20最少。随改良剂用量增加,土壤有效水及难效水均呈增加趋势,其中,硅藻土处理的难效水增加量显著高于T20与G20处理。[结论]改良皖南旱地土壤水分需要根据改良剂材料的种类与用量来进行合理施加,必要时可以组合搭配使用,从而达到最优效果。     

醋糟菌糠对3种作物土壤微生物及酶活性的影响

为研究醋糟菌糠作为一种生物肥料对土壤肥力的影响,为解决食用菌菌糠对环境污染及其有效利用提供科学依据,本文通过田间试验,对玉米、高粱、糯玉米3种作物基施醋糟菌糠后不同生育期的土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,细菌、放线菌和真菌数量,及微生物量碳、氮含量进行测试。研究结果表明:1)醋糟菌糠显著提高了作物根际土壤细菌、放线菌和真菌的数量。在作物整个生育期,加入醋糟菌糠的土壤细菌数量比对照提高32%~54%;放线菌数量在成熟期提高明显,玉米田土壤放线菌数量增幅最大,为101%;真菌数量变化总体趋势呈现先升高后下降的趋势。2)醋糟菌糠的施入增加了作物根际土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶的活性。种植高粱、玉米和糯玉米土壤的脲酶活性增长率分别为239%、189%和185%;3种作物的土壤过氧化氢酶活性在抽穗期最高,最大增长率为40%;3种作物的土壤蔗糖酶活性在不同生育期变化趋势不同,玉米各生育期土壤蔗糖酶活性变化较为稳定,其增长率分别为38%、28%、48%。3)醋糟菌糠的施入增加了作物根际土壤微生物碳氮的含量,不同生育期3种作物的土壤微生物碳含量增幅为58.10~407.67 mg·kg-1,微生物氮含量增幅为11.98~27.55 mg·kg-1。由此可见,醋糟菌糠的施用可以增强土壤生产力的可持续性,从而达到保护和改善土壤环境的效果。同时该研究也为醋糟菌糠的有效利用提供了一定的科学依据。     

基于DEM的烟台市农用土地适宜性评价

[目的]根据"耕地优先,兼顾园、林、草用地"的原则,进行烟台市农用土地适宜性评价,为烟台市土地合理利用提供理论依据。[方法]以山东省烟台市为研究区域,以DEM数据为基础,运用ArcGIS的空间分析功能提取海拔高度、坡度、地表起伏度,结合有效土层厚度因子,确定最佳农用土地适宜性评价指标体系,生成耕地、园地、林草地的适宜性等级分布图,最终得到烟台市农用土地适宜等级的空间布局。[结果]与烟台市第二次土地调查数据进行对比,烟台市目前的土地利用以耕地为主,占土地总面积的33%,大于适宜性耕地面积;实际园地面积小于适宜性面积;林草地的实际面积略小于适宜性面积。[结论]烟台市土地利用存在一定的不合理性,具有一定的调整空间。     

不同程度重金属污染对水稻土团聚体组成的影响

以太湖地区长期受重金属污染的稻麦轮作条件下的水稻土为研究对象,分别采取水稻收获期和小麦收获期不同重金属污染水平的土壤和临近非污染土壤(对照土壤),利用低能量超声分散分离技术将原状土进行团聚体分级,并结合土壤碳库分析,研究不同程度重金属污染对水稻土团聚体组成的影响。结果表明:随着重金属污染程度的增加,小麦收获期土壤2~0.2 mm与0.2~0.02 mm粒级的团聚体含量呈显著降低趋势,0.02~0.002 mm与0.002 mm粒级团聚体含量显著增加,但这种趋势在水稻收获期表现不显著;重金属污染降低了水稻季团聚体平均重量直径(MWD),从而降低了土壤的团聚程度,但这在小麦季并未表现出显著的降低作用;而小麦季重金属污染对原土及团聚体中有机碳含量没有显著影响,水稻季重金属污染则显著增加了土壤有机碳的含量。这些结果表明不同重金属污染程度对土壤团聚体组成的影响在不同的作物收获期表现不同,这可能与土壤团聚体周转过程受农田水分管理等措施影响有关,尚需深入研究。     

基于DEA-Gini准则的土地整治项目效益评价——以甘肃省庆阳市为例

[目的]评价土地整治项目的实施效益,为其他同类地区土地整治效益评价提供依据。[方法]利用DEA-Gini准则对甘肃省庆阳市14个土地整治项目的整治综合效益进行定量描述并评价。[结果]涉及的14个土地整治项目中合水县丑家庄土地整治项目、镇原乡山岔镇土地整治项目和正宁县西坡乡土地整治项目的整治综合效益偏低,分别为0.308,0.378,0.342;宁县南义乡和平子镇土地整治综合效益比较高,分别为0.972,0.708;其余9个土地整治项目的综合效益处于中等水平。[结论]利用DEA-Gini准则评价结果表明14个土地整治项目的经济效益、社会效益和生态效益都有较大地提升空间。     

长期施肥下褐土易氧化有机碳及有机碳库的变化特征

本研究探讨了24年长期施肥对褐土土壤有机碳(TOC)、有机碳储量(TOCs)、净固碳效率(NCSE)和碳库管理指数(CPMI)的影响,为评价褐土土壤碳库变化与质量及科学施肥提供理论依据。研究以褐土肥力与肥料长期定位试验为平台,通过9个处理[A组:不施肥处理(N_0P_0、CK);B组:单施无机肥处理(N_1P_1、N_2P_2、N_3P_3和N_4P_4);C组:有机肥与无机肥配施处理(N_2P_1M_1、N_3P_2M_3和N_4P_2M_2);D组:单施高量有机肥处理(M_6)]测定土壤TOC与易氧化有机碳(ROOC)含量,并计算TOCs、NCSE及CPMI等相关指标。结果表明,在不同土层不同时期施用较高量有机肥配施无机肥及施用高量有机肥(N_3P_2M_3、N_4P_2M_2和M_6)均可提高TOC和ROOC含量,且随土层深度加深提升作用减弱。TOCs、NCSE与0~20 cm土层TOC含量在时间和空间上的变化规律基本一致。施用高量有机肥(C组、D组)可有效提高TOCs,A组、B组的TOCs均值分别比C组、D组低76.77%与17.36%。长期施肥处理可提高NCSE,尤其是施用有机肥处理可显著提高NCSE。NCSE为D组C组A组=B组;D组NCSE为1 152.27 kg·hm~(-2)·a~(-1),是C组的2.51倍,B组的16.20倍。与试验前相比,C组和D组的CPMI无显著变化,且C组与D组间差异不显著,但A组与B组比试验前降低16.38~40.02。与A组(CK)相比,B组中N1P1处理与C、D组处理显著影响CPMI,提高了23.30~45.67。在0~40 cm土层CPMI与ROOC含量呈显著正相关,CPMI可以很好地指示有机碳的变化。可见,施用高量有机肥或者较高量有机肥与无机肥配施可极显著提高褐土土壤TOCs、NCSE和CPMI,即施用高量有机肥或者较高量有机肥与无机肥配施(N_3P_2M_3和N_4P_2M_2)有利于褐土有机碳的固存,可减少无机肥的施用量,使土壤性质向良性方向发展,培肥土壤。     

快速城镇化地区土地利用演变及驱动机制——以巢湖流域为例

[目的]探究巢湖流域土地利用演变特征规律及驱动机制,为实现区域土地资源的优化配置和社会经济的可持续发展提供理论依据。[方法]收集巢湖流域及区县1996—2014年土地利用变更调查及社会经济统计年鉴,运用土地利用数量、程度及空间差异计量模型,以及主成分分析法,采用数据统计软件,模拟巢湖流域土地利用变化演化规律及其驱动因素。[结果]近20a来巢湖流域各土地利用类型均发生变化,但不同土地利用类型变化的总量、变化幅度和变化速度却存在明显差异,耕地、园地、草地减少较为突出,林地略有增加,其他农用地减少将近1/2;建设用地总量增长幅度更大,特别是城镇工矿用地及交通基础设施用地增长迅猛,农村居民点用地略有减少;巢湖全域土地利用程度自2004年之后呈现逐年上升趋势,合肥市辖区及周边县域土地利用开发程度较高,其他区域相对较低;耕地减少率金安区、瑶海区、肥西县、含山县居前,城镇用地增加率肥西县、长丰县、巢湖市位于前列;投资拉动、经济发展、工业推进、人口增加及城镇化是巢湖流域特别是近10a多土地利用变化的主要驱动因素。[结论]巢湖流域加快建设长三角世界级城市群副中心城市及生态文明先行示范区,需进一步优化土地利用空间格局,盘活建设用地存量,提高建设用地效率,走资源节约型与环境友好型的土地利用模式。