农业面源污染影响因子及控制技术的研究现状与展望

面源污染的严重性受到国内外普遍关注,并已成为国际水环境问题研究的活跃领域。本文在简要介绍农业面源污染发生机理和特征的基础上,首先综述了土地利用方式、农田耕作、田间水肥管理、地形地貌、气候水文特征和社会经济因素等农业面源污染影响因子的研究现状,然后从人工湿地技术、前置库技术、缓冲带技术、水土保持技术、农田养分管理技术和农业生态工程技术等几个方面阐述了近年来国内外农业面源污染控制技术的最新研究进展,并结合我国实际提出今后农业面源污染的研究重点。     

泰乐菌素和土霉素在农业土壤中的消解和运移

长期施用禽畜排泄物可导致抗生素在土壤中的积累, 对环境产生不良影响.为了解进入农田后抗生素的去向及残留动态, 选择2个典型农业土壤, 利用田间小区试验, 研究了田间实际状况下泰乐菌素和土霉素2种抗生素在土壤中的消解与运移行为.研究表明, 抗生素在土壤中的消解和运移与抗生素种类和土壤性质有关.抗生素在砂质土壤(清水砂)中的下移明显高于粘壤土(泥质田), 泰乐菌素在土壤中的垂直迁移强于土霉素.表层土壤中抗生素因降解和下移随时间逐渐下降, 消解速率在试验初期大于后期, 并且土霉素消解速率大于泰乐菌素.砂质土壤中抗生素的消解速率在试验初期明显高于粘壤土, 但至试验后期, 二者渐趋相似.田间条件下测得的抗生素消解速率明显低于实验室条件下, 这可能与抗生素进入田间深层土壤后稳定性增加有关.农田施用抗生素初期产生的径流中含较高浓度的抗生素, 但随时间(10 d之内)很快下降至检测下限以下; 试验初期径流中抗生素浓度为泰乐菌素大于土霉素, 砂质土高于粘壤土.     

日光温室萝卜棵间土壤蒸发规律试验

土壤蒸发在农田水量平衡和能量平衡计算中占有重要地位。该文采用微型蒸渗仪测定温室萝卜的棵间土壤蒸发,对萝卜棵间土壤蒸发的变化规律及其与太阳辐射、气温和相对湿度等主要气象因子的关系进行了试验研究和分析。研究结果表明：温室萝卜棵间土壤蒸发随着萝卜生育期的推移有减小的趋势,棵间土壤蒸发量占全生育期总耗水量的37.73%～41.71%,棵间土壤蒸发与太阳辐射、气温和相对湿度等主要气象因子均呈现良好的指数关系,该研究对合理制定温室萝卜的灌溉制度具有重要的参考价值。     

1976-2015年中国主要农业气象灾害的变化特征

根据1976-2015年受灾、成灾和绝收面积等统计数据,计算中国主要农业气象灾害包括洪涝、干旱、风雹和低温灾害的受灾率、成灾率、绝收率和损失率,并对其变化趋势、灾害损失和灾害等级的变化特征进行分析.结果表明:(1)总体上,1976-2015年中国主要农业气象灾害的受灾率呈显著减小的趋势,而成灾率和绝收率变化趋势则不显著.干旱与农业气象灾害总体变化趋势相一致;洪涝受灾率、成灾率和绝收率存在阶段性的变化特征,1986-2005年各项均值最大;风雹灾害下降趋势显著,受灾率、成灾率均显著减小;而低温灾害各项指标的年代均值逐渐增加.(2)研究期内四大灾害总体损失率的上下限呈先增加后减小的趋势,平均灾害损失率为7.1％～15.7％.洪涝和干旱灾害损失率的上下限变化趋势与农业气象灾害总体一致,其平均损失率分别为2.0％～4.2％、3.8％～8.6％;而风雹灾害损失率的上下限呈减小的趋势,平均损失率为0.8％～1.7％;低温灾害损失率的上下限呈增加趋势,平均损失率为0.5％～1.1％.(3)研究期间洪涝重灾发生次数最多,为突发性灾害;干旱、风雹中灾和重灾发生次数之和最多,为常态性灾害.     

基于APSIM模型评估北方八省春玉米生产对气候变化的响应

基于北方地区农业气象试验站春玉米多年田间试验数据和逐日气象数据,分析农业生产系统模型APSIM在北方八省春玉米产区的适用性,在区域尺度上识别春玉米发育期和产量的关键气象响应因子,模拟过去54a（1961?2014年）该地区春玉米的生长发育和产量形成过程,探讨春玉米发育期和产量对气候变化的响应规律。结果表明：验证后的APSIM玉米模型在北方八省春玉米产区具有较好的适用性。气温和土壤温度是北方各地春玉米发育期的首要关键气象响应因子,其中北方春播区春玉米各关键发育期对最高气温响应最明显,西北内陆区春玉米各关键发育期对最低气温响应最明显。平均气温、日最高气温、日最低气温和土壤温度的升高均会导致春玉米生育期（出苗、开花和成熟）日序提前,发育天数减少,春玉米提前成熟。北方春播区春玉米产量对温度、降水、日照时数响应明显,西北内陆区春玉米产量对温度和潜在蒸散响应明显,大部分地区温度的升高和潜在蒸散的增加会引起玉米产量的显著下降。     

农业面源污染防治的难点、问题及对策

实现农业绿色发展,提升农产品品质是破解新时代社会主要矛盾在农业领域表现的重要途径,其前提是对农业面源污染进行有效防治,以提升农业生产系统环境质量。本文在系统梳理农业面源污染领域研究文献的基础上,剖析了农业面源污染防治的难点及问题,一是化肥施用总量（折纯量）大与施用强度高并存;使用效率低与流失严重同在;二是农药使用量的增加以及包装物带来的面源污染呈现加重态势;三是农用薄膜造成的"白色污染"短期内难以从根本上解决;四是畜禽废弃物产生量大,污染严重;同时,兽用抗生素的环境影响不容忽视。在农业面源污染防治中,存在着防治对象具有多源性、防治主体多元性以及防治技术有效性不足、机制缺失等问题。为此,应以绿色发展理念为指导,提升全社会对农业面源污染防治重要性的认识;强化农业面源污染防治行动计划的实施监督,并注重实施效果的监测与评价;实施多维创新,保障农业生产系统的健康,以更好地推进农业面源污染防治。     

不同规格生态沟渠对排水中污染物的处理能力之比较研究

利用三种不同深度规格的生态沟渠（E_0.80、E_1.05和E_1.30）,通过控制相同的表面水力负荷,比较研究了动态进水（TN 0.86~6.13 mg?L^-1、TP 0.11~0.28 mg?L^-1）条件下生态沟渠对农业面源主要污染物的去除效果,同时考察其耐冲击负荷能力和适宜建造长度。结果表明：整个试验期间,三种不同深度规格的生态沟渠对铵态氮（NH₄⁺-N）、总氮（TN）、总磷（TP）和悬浮物（SS）的去除率均达到50%以上,其中E_1.30对污染物的去除效率较高,NH₄⁺-N、TN、TP和SS的总平均去除率分别为64.8%、63.1%、71.8%和60.8%。同时,E_1.30的污染物出水浓度较为稳定,耐冲击负荷能力相对较强。进水浓度较高情况下,E_1.30在TN、TP出水浓度为2 mg?L^-1和0.2 mg?L^-1时所需长度分别为27.4 m和4.9 m,为三种规格生态沟渠中最短。表明生态沟渠是有效去除农业面源污染物的技术,在实际应用中可因地制宜地建设E_1.30规格的生态沟渠,并可辅以高效吸附氮磷材料等其他措施,进一步提高生态沟渠对农业面源污染物的去除能力。     

乡土野花组合在农业景观中的应用

乡土野花组合是筛选以乡土野花为主体的,并通过混合播种建立群落的一种景观植被建植模式,是欧美国家近年来较为流行的一种农业景观恢复与建设的技术措施。已有的研究发现乡土野花组合能够改善景观结构与生境质量,吸引传粉生物和自然天敌,从而起到增强农业景观的传粉及害虫控制功能,并改善农作物品质、提高农作物产量;与此同时,乡土野花组合也具有较好的文化功能。乡土野花组合的设计对建植效果具有重要作用,其物种筛选、配比、播种方式及布局是设计中需要主要解决的问题。本文在总结欧美国家乡土野花组合设计模式与生态监测结果的基础上,提出乡土野花组合物种筛选的3原则：乡土性、功能多样性与包含特定关键物种;并对其生长周期、物种数、播量、播种面积与空间布局等技术细节进行了讨论,以促进乡土野花组合的本土化、区域化发展。欧美国家提出了一系列推动产业发展及农户补贴的有关政策,其中美国主要以推动基础研究与产业发展政策为主,注重限制植物材料本土化;欧洲国家通过多项立法及农业环境管护政策为农户提供多样化的生态补贴,以促进农户充分参与乡土野花组合栽植过程。在我国,尚缺乏成熟的乡土野花组合应用案例。中国的乡土野花组合需充分发掘种质资源并进行生态、栽培与景观特性评估,以实现本土化的乡土野花组合。本文最后提出,通过多学科合作实现乡土野花组合的设计与推广,政府、产业、科研机构与农民共同参与乡土野花组合的设计过程,并提出市场化的生态补贴政策,以推动乡土野花组合在我国农业景观的应用,为改善我国农业生态环境做出应有贡献。     

Nitrous Oxide and Carbon Dioxide Emissions from Vietnamese Soil Amended with Different Compost Types at High Temperature

This study aims to determine the effects of compost additions and high temperature on N₂O and CO₂ emissions from a Vietnamese agricultural soil. Soil samples amended with two compost types (commercial compost, SH and chicken compost, CC) at three rates of 1%, 2% and 4% w/w were aerobically incubated at 25°C, 30°C and 35°C for 28 days in the laboratory. N₂O and CO₂ emissions were determined on days 1, 3, 5, 7, 14, 21 and 28. Our results showed that N₂O and CO₂ emissions were significantly affected by temperature, compost additions, and their interactions. Greater N₂O and CO₂ emissions were seen in CC treatments than SH treatments. Higher application rates of CC led to greater N₂O and CO₂ emissions. In SH treatments, higher temperature lowered N₂O emissions but did not affect CO₂ emissions. N₂O and CO₂ emissions were enhanced with CC addition while they showed different responses to increasing temperature.     

锡林郭勒草原蒸散发月季动态及相关因子分析

蒸散发(Evapotranspiration,ET)的时空动态对理解水热对植被的影响具有重要作用。利用MODIS MOD16A2和MOD13A3月产品数据及气象数据,通过回归分析和相关分析等方法,研究了锡林郭勒草原不同类型草地近15年(2000—2014年)的ET月季动态及相关因子。结果表明:3—10月的ET均表现出草甸草原典型草原和沙地植被荒漠草原,1—2月和11—12月的ET均表现出草甸草原典型草原和沙地植被荒漠草原。荒漠草原11月ET最大,其余各类草原均在7月达到最大值;各类草原的最小ET均为5月。各类草原3—5月和10月的ET均为下降趋势,而1月、6月、7月和12月的ET均为上升趋势。春季、夏季和秋季的ET均表现出草甸草原典型草原和沙地植被荒漠草原,而冬季的ET表现出草甸草原典型草原和沙地植被荒漠草原。荒漠草原冬季ET最大,其余各类草原的ET均在夏季达到最大值。各类草原春季和秋季的ET均为下降趋势,而夏季和冬季的ET均为上升趋势。Pearson相关分析表明3—10月及春季、夏季和秋季的ET与NDVI和降水量显著正相关,与平均气温显著负相关(p0.05);相反,1—2月、11—12月及冬季的ET与降水量负相关,而与平均气温显著正相关(p0.05)。