中亚地区气候生产潜力时空变化特征

根据中亚5 国100 个气象站1901-2000 年月平均温度和降水资料,运用Miami、Thornthwaite Memorial 模型对中亚地区气候生产潜力进行了计算,用气候倾向率、Mann-Kendall 法、并结合ArcGIS 和SPSS 对其时空变化特征及驱动力进行了分析。结果表明：①中亚地区100 a 降水气候生产潜力（Yr）和蒸散气候生产潜力（Ye）均呈逐渐增加的趋势,温度气候生产潜力（Yt）趋势相反,Yr 和Ye 均发生了4 次突变,Yt 没有发生突变;②气候生产潜力区域差异明显,其中,Yt 呈从西南向东北减少的趋势,Yr 和Ye 变化比较复杂,大致具有东部大于西部的规律;③增温增湿的气候变化趋势有利于中亚气候生产潜力的提高,中亚气候生产潜力对增湿的响应更敏感。     

河北沧州黑龙港地区粮食作物生产潜力估算

本文采用屡次分析法,运用1∶10万TM卫星图象对黑龙港类型区(沧州区域为例)农业生产水平类型划分的结果,分析计算了该区各种类型土地(高、中、低产田)的各级生产潜力和粮食作物生产潜力。得出沧州区域提高粮食生产潜力着眼点在高、中产田,主要措施是增加能量投入,合理用水,改良土壤。     

江苏省丹阳市水稻土自然生产潜力的初步研究

本文借助作物生长模型与模糊数学的方法对江苏省丹阳市的两种种植制度的土壤自然生产潜力进行了初步的分析研究。结果表明,模拟的小麦/玉米-晚稻种植制度的气候生产潜力比小麦-单季稻高3000kg/ha 左右。指出丹阳的小麦生产应以挖掘、提高土壤自然生产潜力为主,而单季稻的生产则应以提高品种的气候生产潜力为方向。     

黄土高原地区小麦生产潜力模拟研究

分析了作物生产潜力常规研究方法的不足,探讨了作物生长模型模拟方法的优势,在模型验证和气象、土壤和作物数据库组建的基础上,应用DSSAT3中的CERES小麦模型模拟研究了黄土高原地区28个代表点冬小麦和春小麦的光温生产潜力和气候生产潜力,统计计算了各点小麦产量潜力多年平均值、标准差、最高值和最低值,分析了潜力值年际变异与地区分布差异,并计算了小麦的水分满足率。黄土高原冬小麦光温生产潜力、气候生产潜力和水分满足率分别为7970～8647kg/hm²、2219～7545kg/hm²和0.278～0.872,春小麦分别为7436～9127kg/hm²、0～7598kg/hm²和0.192～0.961。     

淮北涡河流域农业自然生产潜力模型与分析

根据淮北涡河流域的特点,本文以小麦—玉米一年两熟制建立光合作用、温度、水分和土壤条件对自然生产潜力影响的动态分室模型,再用阶乘模型将它们综合为农业自然生产潜力模型,并将模型计算值与实际生产情况对比分析。模型的输出结果综合反映了该区自然资源对农业生产的影响。由模型分析出影响本区农业自然生产力的当前限制因子是土壤养分,长远限制因子是土壤有机质和水分,为分阶段区域治理提供了依据。在土壤完全改良后,淮北平原的农业生产可跃上年平均亩产900kg的新水平。     

呼和浩特市气候资源潜力分析

利用呼和浩特市1961—2008年气象资料,采用迈阿密模型和Thamthwaite emorial模型,计算了该地的温度生产潜力、降水生产潜力和气候资源潜力,分析了48年来三种生产潜力的变化规律。对比分析了近30年来该地粮食产量的变化和三种气候资源潜力的利用效率。指出：（1）该地光热资源丰富,降水资源不足,水热在时间上匹配不合理和降水年变率大限制了光热资源的生产潜力的发挥,导致粮食产量低而不稳。（2）目前呼和浩特农业生产的气候资源的综合利用率仍较低,开发潜力较大,特别是温度生产潜力的开发有很大的空间。     

全球CO2倍增对我国自然地域分异及农业生产潜力的影响预测

ＣＯ_２倍增导致全球变暖,并对自然环境产生影响的研究已成为举世瞩目的重大课题。本文在ＩＰＣＣ预告的基础上,分析了气候变化对我国自然地域分异的影响,用６７１个站点资料分析了我国温度带及各自然地区的数量指标、各地区生产潜力及影响生产潜力的因子,将气候变暖增温、温度带北移的界线及降水区向西迁移后干湿地区界线的变化绘制成图,同时预测了农业生产潜力的未来变化。结果表明：全球变暖使我国温暖地区面积增加,半干旱及干旱区水分条件改善,有利于作物生产。     

土地生产潜力评价中土壤修正系数模型的研究──以河北省涿鹿县为例

为了方便、准确地分析土壤条件（包括部分地理条件，如坡度、地下水位等，下文同）对土地生产潜力的影响，本文提出土壤修正系数的概念，即：在一定的气候和投入水平条件下，某种土壤能够满足作物生长的生理、生态要求的程度称其为该土壤对这种作物的土壤修正系数。以河北省涿鹿县为例探讨了定量计算土壤修正系数的理论和方法，并采用相对权重模糊距离法设计了土壤修正系数的计算模型。专家计算结果。（２）土壤修正系数模型的理想检验方法是在土地利用、气候等条件一致的情况下，将土壤修正系数与实际产量进行对比分析。但由于气候等条件不好控制，因此该方法在实践中很难实现。事实上，“土地评价的结果如果能够准确地反映土地评价专家的正确判断，那么它就是有效的；检验结果正确性的一个方法就是通过比较不同专家分析评价的结果。”（Ｎ．Ａ．Ｊ．ＶａｎＬａｎｅｎ，１９９１）笔者认为，这是对目前土地评价结果检验的一个比较客观的认识，本文的检验方法就是基于此。表７相关分析和均方差分析参考文献     

近50a气候变化背景下我国玉米生产潜力时空演变特征

以2010年我国耕地空间分布遥感监测数据为基础,在1960—2010年的长时间序列气象数据、土壤数据等数据基础上,采用GAEZ(Global Agro-Ecological Zones)模型综合考虑光、温、水、CO2浓度、农业气候限制、土壤、地形等多方面因素,估算了中国玉米生产潜力,进而分析了近50 a来气候变化背景下我国玉米生产潜力的时空格局特征。研究表明:12010年中国玉米生产潜力总量是8.34×108t,玉米生产潜力空间差异显著,总体呈现东高西低的趋势,东北平原区的玉米生产潜力总量最高,达到1.97×108t,青藏高原区玉米生产潜力总量最小;2近50 a来中国玉米单产潜力和生产潜力总量整体呈现减少的趋势;3中国玉米单产潜力和生产潜力总量变化的区域差异较大,东北平原区的平均玉米单产潜力和生产潜力总量的增长趋势都最为明显,其他各区的变化趋势都相对较小。研究揭示了近50 a来气候变化背景下我国玉米生产潜力的时空演变特征,这为探究如何适应气候变化、提高中国玉米产量水平、科学指导玉米生产经营提供了科学依据。     

黄土高原旱塬地冬小麦水分生产潜力与土壤水分动态的模拟研究

在EPIC模型介绍和模拟精度验证的基础上,利用EPIC模型对黄土高原旱塬地冬小麦水分生产潜力和土壤水分动态进行了中期(12a)和长期(30a)评价定量模拟研究。结果表明:(1)在12a实时气象条件下的模拟时段内,旱塬地小麦水分生产潜力随降水量变化呈现波动性降低趋势,3m土层土壤有效含水量也表现为剧烈波动性和逐渐下降趋势,土壤干燥化趋势明显;(2)在30a模拟气象条件下的模拟时段内,旱塬地小麦水分生产潜力呈现波动性轻微降低趋势,3m土层土壤有效含水量季节性和年际间波动性显著,但土壤干燥化趋势并不明显;(3)综合分析认为,在降水量减少幅度不显著的情况下,旱塬地麦田土壤干燥化只是一种短期现象,不会导致长期性土壤强烈干燥化现象发生,但产量随降水量变化的波动性不可避免。     

黄土高原旱地农业自然生产力潜势评价——兼论旱地农业的出路

本文运用系统工程理论,从理论与实践的结合上,对黄土高原旱地农业自然生态系统的土地、光、热、自然降水等各主要因子的生产潜力进行了评价。从而为开发该地区旱地农业的自然生产力潜势提供了科学依据。本文还通过对旱地农业生态经济系统可控制因素与非可控制因素的分析,以及从人类经济再生产行为方式等角度,对旱地自然生产力蕴藏着巨大潜势和“越穷越垦、越垦越穷”这一历史事实构成的悖论作出了科学解释,否定了“十年九旱”是旱地农业增产的主要制约因素的传统观点,为开发旱地农业资源提供了一条现实的、可供选择的思路。     

Assessment and mapping of environmental quality in agricultural soils of Zhejiang Province, China

Heavy metal concentrations in agricultural soils of Zhejiang Province were monitored to indicate the status of heavy metal contamination and assess environmental quality of agricultural soils. A total of 908 soil samples were collected from 38 counties in Zbejiang Province and eight heavy metal （Cd, Cr, Pb, Hg, Cu, Zn, Ni and As） concentrations had been evaluated in agricultural soil. It was found 775 samples were unpolluted and 133 samples were slightly polluted and more respectively, that is approximately 14.65% agricultural soil samples had the heavy metal concentration above the threshold level in this province by means of Nemerow＇s synthetical pollution index method according to the second grade of Standards for Soil Environmental Quality of China （GB15618- 1995）. Contamination of Cd was the highest, followed by Ni, As and Zn were lower correspondingly. Moreover, Inverse Distance Weighted （IDW） interpolation method was used to make an assessment map of soil environmental quality based on the Nemerow＇s pollution index and the soil environmental quality was categorized into five grades. Moreover, ten indices were calculated as input parameters for principal component analysis （PCA） and the principal components （PCs） were created to compare environmental quality of different soils and regions. The results revealed that environmental quality of tea soils was better than that of paddy soils, vegetable soils and fruit soils. This study indicated that GIS combined with multivariate statistical approaches proved to be effective and powerful tool in the mapping of soil contamination distribution and the assessment of soil environmental quality on provincial scale, which is beneficial to environmental protection and management decision-making by local government.     

基于蒙特卡罗模拟的农用地土壤健康风险评价

为科学合理地评价农用地土壤健康风险,基于USEPA的环境风险评价体系,针对我国农用地土壤污染特征,建立农用地土壤健康风险评价模型,并引入蒙特卡罗模拟降低风险评价结果的不确定性。区域农用地土壤重金属的健康风险评价结果表明,该农用地造成的总致癌风险CR服从对数正态分布,为（2.898±2.425）×10-4,总危害指数HQ服从对数正态分布,为15.775±13.797;确定土壤的优先控制污染物为As,优先控制暴露途径为经口摄入。该模型适用于农用地多项污染物对人体的健康风险评价,并能得到优先控制因子和优先控制暴露途径等关键信息。     

塔里木盆地东南缘绿洲区土壤砷空间分布及农作物砷富集特征

以新疆塔里木盆地东南缘的巴音郭楞蒙古自治州的若羌县、且末县和和田地区的民丰县、于田县的绿洲区为研究区,采集表层土壤3487组、土壤剖面采样点35组,农产品及根系土壤采样点93组,综合采用数理统计方法、地统计学和GIS技术,研究土壤As的空间分布特征,探讨各类农产品对As富集的影响,比较空间自相关性显著区域和空间自相关性无显著区域内农产品和根系土壤中As的含量特征.结果表明土壤As含量较低,农用地和非农用地土壤As含量均值分别为9. 81mg·kg~(-1)和7. 94 mg·kg~(-1).表层土壤As含量超过新疆土壤背景值的采样点个数为568个,占总取样点数的16. 3%;超过风险筛选值的采样点个数为5个.土壤As空间自相关的莫兰指数均大于0,空间聚集类型主要以高-高型和低-低型为主,其中高-高型聚集区主要位于各县农用地范围内.GIS空间分布显示,土壤As含量高值区呈片状集中或岛状零散分布.标准差椭圆显示,若羌县土壤As含量变化趋势方向为南北方向,且末县和民丰县土壤As含量变化趋势方向为西南-东北方向,于田县土壤As含量变化趋势方向为西北-东南方向.若羌县农用地土壤垂向剖面上As含量从地表到深层存在波动,其余各县都相对稳定.研究区农作物对As的富集能力表现为:根茎类蔬菜核桃小麦玉米红枣,玉米和红枣的As含量与根系土的As含量在0. 05水平下呈现显著正相关.空间自相关性显著区和空间自相关无显著区的农产品中的As含量无显著性差异,而两个区域根系土壤的As含量存在显著性差异.     

全球气候变化下中国农业生产潜力的空间演变

农业生产潜力对区域农业发展和农业产业投资与布局等具有重要影响。然而,当前的研究较少探讨1980年代以来我国区域农业生产潜力空间演变特征,以及就未来气候变化对中国区域农业生产潜力所产生的可能影响也还较少关注。为此,论文对1980年代以来中国区域农业生产潜力的空间演变特征进行了分析,并就未来气候变化对中国区域农业生产潜力的可能影响做出了估计,研究发现：1961—2012年中国农业生产潜力的地理分异特征异常显著,其中东南较高,西北相对较低,同时呈现出较为明显的纬度地带性规律。1980年代以来我国农业生产潜力减少的区域主要是集中在胡焕庸线以东的地区,其中四川盆地和华北平原中部等地区的农业生产潜力减少最为明显,约在4%以上,而水分有效系数的下降是其农业生产潜力减少的主要因素,农业生产潜力增加的地区则主要位于长江中下游和华北平原南部等地。在当前的全球变化趋势下,模拟得到,2041—2060年我国农业生产潜力减少的区域可能主要位于长江以南以及青海中部地区,其中四川盆地和湖北中南部等地的农业生产潜力下降趋势最为明显,因而这也可能会给这些地区的平均粮食产量带来一定程度的下降。     

农田土壤重金属污染风险评价模型与方法研究

土壤重金属污染是当今重要的世界性环境问题之一,尤其近年来不断出现的农产品重金属超标问题与农田土壤重金属污染程度密切相关。因此,选择合理的模型和方法对农田土壤中重金属污染状况进行评价,这对于环境和健康问题显得尤为重要。本文综述了国内外常用于农田土壤重金属评价的传统指数模型和以指数模型为基础而延伸出来的一些评价方法,介绍了基于GIS技术、土壤重金属形态分析以及以农产品质量安全为基础的评价模型,分析了主要评价模型和方法的优缺点,提出了农田土壤重金属污染评价研究的方向。     

Potential and sustainability for carbon sequestration with improved soil management in agricultural soils of China

Arable land soils generally have lower organic carbon (C) levels than soils under native vegetation; increasing the C stocks through improved management is suggested as an effective means to sequester CO₂ from the atmosphere. China's arable lands, accounting for 13% of the world's total, play an important role in soil C sequestration, but their potential to enhance C sequestration has not yet been quantitatively assessed. The C sequestration by agricultural soils is affected by many environmental factors (such as climate and soil conditions), biological processes (crop C fixation, decomposition and transformation), and crop and soil management (e.g. tillage and manure application). Estimation of the C sequestration potential requires the quantification of the combined effects of these factors and processes. In this study, we used a coupled remote sensing- and process-based ecosystem model to estimate the potential for C sequestration in agricultural soils of China and evaluated the sustainability of soil C uptake under different soil management options. The results show that practicing no-tillage on 50% of the arable lands and returning 50% of the crop residue to soils would lead to an annual soil C sequestration of 32.5 Tg C, which accounts for about 4% of China's current annual C emission. Soil C sequestration with improved soil management is highly time-dependent; the effect lasted for only 20–80 years. Generally, practicing no-tillage causes higher rate and longer sustainability of soil C sequestration than only increasing crop residue into soils. The potential for soil C sequestration varied greatly among different regions due to the differences in climate, soil conditions and crop productivity.     

湘江谷地土壤中稀土元素含量及分布特征

用仪器中子活化法(INAA)测定了湘江谷地土壤(表层)中八个稀土元素(La,Ce,Nd,Sm,Eu,Tb,Yb和Lu),并对其分布特征作了初步探讨。结果表明,该地区土壤中稀土元素平均含量为197ppm,高于世界土壤含量(154ppm),同时也高于我国吐鲁番地区和松辽平原土壤的稀土元素含量;该地区土壤中稀土元素含量的变异系数较大,可达50—66％;该地区四种主要类型土壤中稀土元素含量分布规律为:水稻土>红壤>黄壤>紫色土;球粒陨石归一化后,呈斜率为负值的曲线,主要富集轻稀土元素。