俄罗斯沙棘优良品种引种试验研究

“三北”地区和黄土高原是中国沙棘亚种的分布中心,现已有大面积人工沙棘林,但其果小、刺多,产果量低,采果难。为此,作者于1997－2006年承担水利部“948”沙棘引进项目,以解决该地区沙棘优良品种缺乏问题。通过8年试验研究,引进俄罗斯大果无刺沙棘优良品种、类型40余种,分别在“三北”和黄土高原地区的7个主要试验基地进行引种试验,从中初步筛选出效果较好的9个优良品种、类型。它们生长发育良好,抗性较强,具高产、优质特性,并已开始利用引进的俄罗斯沙棘与当地中国沙棘杂交,培育出第一代杂交种。在引种选育和对俄罗斯沙棘生物生态学特性进行试验研究的基础上,对其良种的集约栽培和繁育做了试验和示范推广工作,产生了良好的生态、经济效益。通过本项目实施,为做好沙棘引种选育工作提供了良种,这对大面积建造高产、优质人工沙棘林和沙棘果园,加速黄土高原和“三北”地区的环境治理、发展地方经济具重要意义。     

产地及品种对西藏青稞营养品质的影响

为了明确产地和品种对西藏青稞营养品质的影响,对采自西藏6个地(市)、26个县的7个普通青稞品种和3个有色青稞品种(257份样品)的5个品质指标和8种矿质元素含量进行了分析。结果表明,(1)产地生态条件是影响青稞品质和矿质元素含量的首要因素,产地对普通青稞的10个被测指标有显著影响;品种对普通青稞的5种被测指标有显著影响;产地和品种的交互作用显著影响5个被测矿质元素含量;产地显著影响有色青稞的黄酮、粗蛋白和磷含量。(2)青稞不同品质指标和矿质元素含量变异程度不同,变异系数最高为52.3%。供试青稞粗淀粉含量为46.64%~53.76%,粗蛋白含量为6.51%~14.21%,粗纤维含量为1.66%~3.4%,β-葡聚糖含量为3.63%~5.13%,黄酮含量为0.18%~0.40%;钾含量为4 224.8~7 646.5mg·kg~(-1),磷含量为2 243.1~6 288.7mg·kg~(-1),镁含量为731.6~1 572.0mg·kg~(-1),钙含量为246.4~789.0mg·kg~(-1),铁含量为27.59~173.99mg·kg~(-1),锌含量为17.56~85.22mg·kg~(-1),锰含量为10.42~22.23mg·kg~(-1),铜含量为2.12~11.84mg·kg~(-1)。(3)有色青稞的粗淀粉和黄酮含量显著高于普通青稞,而粗蛋白和粗纤维含量显著低于普通青稞,β-葡聚糖含量二者间无显著差异。     

近36年藏东“三江”流域农业气候资源变化特征

为了解藏东"三江"流域农业气候资源的变化特征,为政府部门合理利用气候资源提供科学依据。利用藏东"三江"流域1980—2015年逐日气温、降水量、日照时数等资料,应用线性倾向估计、M-K突变检验等方法,分析近36年藏东"三江"流域热量、光照、降水资源的变化趋势及对农业生产的影响。结果表明:近36年,藏东"三江"流域年平均气温、日照时数、降水量呈增加趋势,气候倾向率分别为0.38℃/10 a、22.2 h/10 a、9.4 mm/10 a;流域内各站气温年、季变化趋势一致,日照时数与降水量年、季变化趋势差异较大;降水相对变率春季最大,夏季最小;≥0℃的初日提早、终日推迟,持续日数延长,积温增长。农业气候资源的变化将对藏东"三江"流域农业的发展产生巨大影响。     

青藏高原草地降水利用效率时空动态及对气候变化的响应

本研究利用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型模拟了2000—2013年青藏高原草地净植被生产力(Net Primary Production,NPP),结合实测数据、气象数据和土地覆被数据计算了草地降水利用效率（PUE）,探究其时空分布特征,以及不同草地类型PUE及其对气候变化的响应。结果表明：青藏高原草地PUE在研究年限内呈现波动增加趋势,增加速率为每年0.0035 g·m^-2·mm^-1,14 a的平均值为0.38 g·m^-2·mm^-1。PUE的空间分布具有明显的异质性,呈现东部高、中西部低的基本格局。PUE分布在0.2～0.4 g·m^-2·mm^-1之间的比例最大,占青藏高原总面积的55.63%,呈减少趋势的区域主要分布在青藏高原的北部和西部,以及东部的边界地区,呈增加趋势的地区集中在研究区的中部和南部。研究年限内PUE的变异系数分布在0.07～0.85之间,变化稳定的区域所占面积最大,为总面积的43.43%,主要分布在唐古拉山脉和横断山脉附近。不同草地类型间PUE均值存在差异,具体表现为：草甸（1.06 g·m^-2·mm^-1）>坡面草地（0.80 g·m^-2·mm^-1）>平原草地（0.30 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草甸（0.29 g·m^-2·mm^-1）>荒漠草地（0.23 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草地（0.094 g·m^-2·mm^-1）。总体上,青藏高原草地PUE与降水成负相关关系,而与气温呈正相关,PUE的变化对降水响应更加敏感。     

黄土高原马铃薯不同连作年限土壤 理化性质及微生物特性

以黄土高原旱作区马铃薯不同连作年限土壤为研究对象,采用空间代替时间序列方法,对撂荒（CK₁）、小麦/豌豆/马铃薯轮作（CK₂）、连作2 a、连作4 a和连作6 a等不同连作年限的土壤容重、结构分维、总有机碳、酶活性与微生物数量及变化规律进行研究。结果表明：(1）不同处理土壤容重差异显著,连作6 a土壤容重最小;(2）连作可以改变土壤中不同粒级团聚体的比例,各处理中＞4 mm粒径的土壤含量最高;(3）马铃薯长期连作显著降低土壤有机碳含量,连作6 a土壤总有机碳含量较撂荒降低14.27%; (4）马铃薯主要生育期内土壤转化酶、过氧化氢酶变化动态呈“S”型曲线,脲酶呈“M”型变化趋势,3种酶活性与土壤肥力因子均呈极显著正相关,与土壤容重呈极显著负相关;(5）细菌是连作土壤中优势菌,真菌和放线菌也占一定比重;细菌、真菌和放线菌数量在0～10 cm土层显著高于10～20 cm土层;马铃薯长期连作显著降低土壤微生物数量,群落结构随连作年限明显改变。     

青藏高原高寒荒漠地带与寒冷干旱核心区域

青藏高原高寒荒漠地带位于高原主体西北部地势最高的部分。该区域气候极其寒冷干燥,属于高原亚寒带,高山高原地貌多被横向断陷盆地所切割;多年冻土发育,冰缘作用普遍;自然过程年青,高山寒漠土壤浅薄;生物区系成分交错,高寒荒漠景观突出;生态环境脆弱,需加大自然保护建设与管理。高寒荒漠地带腹地为寒冷干旱核心区域,是全球高原高山区域,具有独特地位的地生态格局。     

几种工程措施对黄土区陡峭边坡植被盖度的影响及其机理

陡削以兰州新区的一段陡峭边坡作为试验地点,通过分析在植被重建初期经人工整地后形成的4种微地形(大圆形坑、小圆形坑、条形坑和原状坡面)的植被盖度特征及环境因子(土壤硬度和水分、地表和空气温度、坡位、无纺布)对植被盖度的影响,探寻能有效提高植被盖度的几种工程改造措施。研究表明:①铺设了无纺布坡面的植被盖度显著大于对照坡面;陡峭边坡不同坡位的植被盖度:下坡位>中坡位>上坡位(P<0.05),这与自然坡面植被盖度分布规律一致。②3种微地形的植被盖度均显著大于陡峭坡面,其中条形坑的土壤水分和植被盖度最大,最大盖度维持的时间最长。③微地形和坡面的植被盖度均与土壤水分呈显著正相关,与空气温度、地表温度均呈显著负相关;微地形的土壤硬度(3kg·cm^-2)适宜植物生长,大于该值会对植被生长产生抑制作用;铺设无纺布有利于促进上坡位的植被生长,使坡面植被分布更均匀。研究结果表明,在陡峭边坡坡度、坡位和温度等无法改变的情况下,选择对压实的坡面进行整地翻耕处理,增加长条坑的数量并铺设无纺布等有效的工程改造措施,能显著增加植被盖度,促进植被恢复。     

Effects of different tillage and straw retention practices on soil aggregates and carbon and nitrogen sequestration in soils of the northwestern China

Soil tillage and straw retention in dryland areas may affect the soil aggregates and the distribution of total organic carbon. The aims of this study were to establish how different tillage and straw retention practices affect the soil aggregates and soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN) contents in the aggregate fractions based on a long-term (approximately 15 years) field experimentin the semi-arid western Loess Plateau, northwestern China. The experiment included four soil treatments, i.e., conventional tillage with straw removed (T), conventional tillage with straw incorporated (TS), no tillage with straw removed (NT) and no tillage with straw retention (NTS), which were arranged in a complete randomized block design. The wet-sieving method was used to separate four size fractions of aggregates, namely, large macroaggregates (LA, >2000 μm), small macroaggregates (SA, 250-2000 μm), microaggregates (MA, 53-250 μm), and silt and clay (SC, <53 μm). Compared to the conventional tillage practices (including T and TS treatments), the percentages of the macroaggregate fractions (LA and SA) under the conservation tillage practices (including NT and NTS treatments) were increased by 41.2%-56.6%, with the NTS treatment having the greatest effect. For soil layers of 0-5, 5-10 and 10-30 cm, values of the mean weight diameter (MWD) under the TS and NTS treatments were 10.68%, 13.83% and 17.65%, respectively. They were 18.45%, 19.15% and 14.12% higher than those under the T treatment, respectively. The maximum contents of the aggregate-associated SOC and TN were detected in the SA fraction, with the greatest effect being observed for the NTS treatment. The SOC and TN contents were significantly higher under the NTS and TS treatments than under the T treatment. Also, the increases in SOC and TN levels were much higher in the straw-retention plots than in the straw-removed plots. The macroaggregates (including LA and SA fractions) were the major pools for SOC and TN, regardless of tillage practices, storing 3.25-6.81 g C/kg soil and 0.34-0.62 g N/kg soil. Based on the above results, we recommend the NTS treatment as the best option to boost soil aggregates and to reinforce carbon and nitrogen sequestration in soils in the semi-arid western Loess Plateau of northwestern China.     

西藏农业现代化对城镇化发展的作用机制研究

农业现代化提高了农业生产力水平,进而扩大农业对城市发展的贡献,推动城市化进程。根据农业对城市化发展的贡献,本文构建农业生产力水平、农业产出水平、农业产业化水平、农业经济结构、农村社会发展水平和农业生态环境发展水平6个维度的农业现代化评价指标体系,分析1990—2019年间西藏农业现代化发展和城镇化发展水平,探讨农业现代化对城镇化发展的作用机制。结果表明,西藏农业现代化水平由1990年的1.22上升至2019年的17.65;与此同时,西藏城镇化水平从1990年的16.36提升至2019年的31.54。西藏农业现代化对城镇化发展起显著的正向作用,其作用机制是通过提升农业贡献和改变城乡推拉力实现的;西藏农业现代化各维度对城镇化发展的作用效果不一致,该异质性根源于农业贡献对城镇化作用的社会发展阶段差异。因此,为了进一步提升西藏农业现代化水平,强化农业贡献对城镇化发展的作用,本文建议加强西藏农业现代化方面的援藏投入,深化农业机械化普及以提升西藏农业生产力水平和农业产出水平,发展西藏特色农牧产品加工业以提升西藏农业产业化水平,活跃农村商品市场、扩大农牧民增收以提升西藏农村社会发展水平。     

近50 a西藏最长连续无降水日数变化特征

利用1961—2010 年西藏18 个站点逐日降雨资料,建立年、季最长连续无降水日数的时间序列,分析西藏最长连续无降水日数的分布特征、变化趋势及对干旱的影响,并初步分析厄尔尼诺对西藏最长连续无降水日数的可能影响。结果表明：西藏最长连续无降水日数的高值区主要位于干旱与半干旱气候区,气候越干燥的地方,越容易出现长时间的无降水天气;西藏年、季最长连续无降水日数均呈减少趋势,且年(3.1 d/10 a)和冬半年(2.8 d/10 a)减幅明显,通过了0.01 以上的信度检验,并于1977 年发生了由多到少的突变;长时间无降水是导致西藏干旱发生的重要原因;厄尔尼诺对西藏最长连续无降水日数具有一定的调节作用,即厄尔尼诺出现当年西藏最长连续无降水日数普遍增多,厄尔尼诺出现的次年西藏最长连续无降水日数普遍减少。