农田生态系统服务功能研究进展

农田生态系统是人类社会存在和发展的基础,研究农田生态系统服务功能及其价值评估具有重要的意义.文章综述了国内外有关农田生态系统服务功能及其价值评估的研究进展;提出了农田生态系统服务功能的特点;将其服务功能类型划分为生产功能、生态功能和生活功能.分析了当前研究中存在的问题,如服务功能形成的微观机制及其参数研究欠缺;评价结果不准确;评价指标和方法有待完善等.因此,今后农田生态系统服务功能价值评估研究重点应着重于理论探索和方法完善方面,从农田生态系统微观形成机制入手,开展不同尺度和类型的农田生态系统功能价值评估研究,充分考虑影响其功能价值的因素,改进评估的手段、方法和技术,使评估结果更具可比性和实用性,为合理开发利用农业资源、管理农田生态系统,实现农业的永续发展提供理论依据和技术支持.     

四川开县农业生态环境质量评价与对策(一)

本文基于农业生态条件和农田生态系统功能的综合表现,评价了研究区农业生态质量,分析研究了农业生态环境存在的问题,提出了保护对策。计价中,生态条件要素选取了土壤环境(包括土壤综合肥力、土壤污染状况的有关参数),大气环境(包括大气资源和大气质量的有关参数),水环境(包括水资源量和水质的有关参数)。生态系统功能指标选取了农田生产力。经过实地调查,取得了有关参数资料。在单项因素分级指数评价的基础上,采取评分等权迭加法进行综合评价,对开县地区农业生态质量作了定量表征,并对县内不同农业区的生态质量进行排序。     

Progress of the scientific expedition and research on farmland ecosystem and food security in Qinghai-Tibet Plateau北大核心CSCD

介绍第二次青藏高原综合科学考察研究任务三生态系统与生态安全专题三“农田生态系统与粮食安全”科学考察背景、总体思路、研究内容、研究目标和取得的阶段性进展.该专题针对青藏高原地区农业生产中逐渐出现的局部农田生态系统结构失稳、功能失衡、地力衰退、作物品质下降、农残渐增等问题,在区域尺度上,从耕地肥力和土壤生物、农田植被、农业生产经营管理、作物产量品质和利用、农业气象条件等方面开展科学考察研究,在青藏高原农田生态系统相关生态环境参数的时空特征、分布规律与作物开发利用等考察研究方面取得阶段性重要进展,可为青藏高原农业生态系统可持续经营管理和粮食安全提供数据及科技支撑.(图1参90)     

沈阳市五三乡菜区农业生态系统分析

本文以沈阳市东陵区五三乡菜区农业生态系统为研究对象,在系统环境辨识基础上运用主成分分析和聚类分析两种多元统计方法对城效型菜区农业生态系统的结构进行分类、分析与评价。文章还对系统的初级生产力、次级生产力、能量投入产出、物质循环及经济效果等系统功能进行了分析,明确了该系统结构、功能的现状及存在的问题,并提出改善结构与提高功能的意见。     

冬绿肥-春玉米农田生态系统服务功能价值评估

冬闲田种植绿肥是中国华北地区农业种植结构调整的重要措施之一。文章基于农田生态系统服务功能价值理论,结合绿肥作用特性,选取农产品供给、气体调节、土壤养分累积、土壤保持和水分涵养5类服务功能,采用生态经济学方法,构建了冬绿肥-春玉米农田生态系统服务功能价值评估体系。在此基础上,对华北主要豆科绿肥作物毛叶苕子(Vicia villosa Roth)和非豆科绿肥作物二月兰(Orychophragmus violaceus)轮作春玉米农田生态系统服务功能价值进行评估并与春玉米单作对照。结果表明,二月兰、毛叶苕子轮作春玉米农田生态系统服务功能总价值分别为7.14和6.90万元·hm-2,较常规春玉米单作分别提高23.45%和19.15%。冬绿肥-春玉米农田生态系统各项服务功能中,气体调节价值最高,占总价值的60.84%~61.13%;其次为农产品供给功能价值,占总价值的19.92%~20.30%;其他功能价值贡献率从大到小依次为水分涵养功能、土壤养分累积功能和土壤保持功能。两种冬绿肥轮作春玉米农田生态系统在土壤养分累积功能价值上表现差异最大,二月兰-春玉米主要表现为提高土壤有效磷和有机质累积价值,毛叶苕子-春玉米则主要表现为提高土壤碱解氮累积价值。该研究实现了对冬绿肥引入农田的综合价值核算,有利于全面认识绿肥的综合效益,同时可为种植绿肥的生态补偿政策提供理论依据。     

南川市三泉镇岩溶区农田生态系统有机碳密度

通过在重庆南川市三泉镇岩溶区选取样地进行植被样方观测、植被与土壤样品采集与实验分析,进而计算和讨论该区不同土地利用方式下农田生态系统植被碳密度、土壤有机碳密度和农田生态系统总有机碳密度.结果表明不同土地利用下农田生态系统无论是植被有机碳密度.土壤有机碳密度,还是整个农田生态系统有机碳密度都存在十分明显的差异.在4种农田生态系统土地利用类型中,冬水田的有机碳密度最高,两季田次之,旱地和菜地有机碳密度最低.而且土壤有机碳在农田生态系统有机碳密度的组成中占主导地位(占90%以上).因此,进一步发展生态农业,搞好生态环境建设,维持农田生态系统土壤有机碳储量的稳定是该区土地合理利用和农田生态系统碳减排的首要任务.同时通过改进耕作制度和措施,提高农业生产水平;不断探索农作物秸杆的综合利用,增加农田生态系统有机碳的滞留时间等措施也是农田生态系统碳减排的有效途径之一.     

区域农田生态系统生产力的时空格局及其影响因子研究——以山东省为例

在统计数据的基础上,以山东省为例,利用模型量化了农田生态系统净初级生产力（NPP）,并研究了农田生态系统NPP的时空格局及其影响因素。研究发现,2000—2006年间,山东省农田生态系统NPP在时间序列上整体呈上升的趋势,由2000年的476.5g·m-2·a-1（以C计）上升到2006年的544.2g·m-2·a-1（以C计）。空间格局中以鲁东、鲁中和鲁南较高,鲁西南和鲁北较低。各地市中以枣庄最高,为691g·m-2·a-1（以C计）;东营最低,约424.4g·m-2·a-1（以C计）。另外,莱芜、临沂及菏泽等地也相对偏低。通过对影响农田生态系统NPP的自然因子和人为因子分别进行主成分分析发现：气候因子中对山东省农田生态系统NPP贡献最大的为降水;人为因子中以农膜的贡献最大,其次为农药、机械、化肥,而劳动力的贡献则随着科技的发展而降低,人口密度的过大对农田生态系统生产力具有较大的负面影响。     

基于土地利用的喀斯特地区生态系统服务功能价值评估——以贵州省为例

为探讨喀斯特地区生态系统服务功能价值特征,对贵州省生态系统服务功能价值进行评估,结果表明生态系统服务功能价值在2005、2010、2020年分别为1 610.43亿、2 357.86亿、4 328.89亿元.贵州省各类生态系统服务功能单价顺序为湿地>水体>森林>草地>农田>荒漠,其中湿地生态系统是荒漠生态系统服务功能价值的149.31倍.2005～2020年贵州省生态服务功能价值结构和土地利用结构以森林生态系统占绝对优势,各类型生态系统服务功能价值顺序为森林>农田>草地>水体>荒漠>湿地,各类型生态系统面积大小顺序为森林>农田>荒漠>草地>水体>湿地.2005、2010、2020年贵州省单位面积生态系统服务功能价值分别为9 142、13 385、24 573元/hm2.根据至2020年的土地利用规划,贵州省生态系统服务功能将持续增加.     

西藏中部草地及农田生态系统的退化及其机制

西藏中部农田，特别是兼具草地与林地两大功能的草地生态系统对区域生态环境具有重要的调节和控制作用。近年来，草地及农田生态系统呈现出整体退化及日趋严重的态势，并逐步成为西藏风蚀沙化、水土流失等最为严重的地区。文章在阐述退化生态系统的内在特征及其环境效应的基础上，就草地及农田生态系统退化的发生机制进行了深入分析。     

气候变化背景下中国陆地生态系统碳储量及碳通量研究进展

全球气候变化对全球生态系统的结构、功能和过程产生了重要影响,成为各国政府、社会公众以及科学界共同关心的焦点问题。陆地生态系统碳循环又是当前气候变化和区域可持续发展研究的核心内容之一,影响到经济和社会发展的各个方面。因此,开展陆地生态系统碳储量和碳通量的研究仍将是气候变化研究中的重点内容。总结了近年来国内森林、土壤、草地、农田四种陆地生态系统在碳储量、碳通量方面取得的研究成果和不足：随着遥感、GIS及模型的发展和应用,森林、草地生态系统碳储量的研究精度和范围要高于农田和土壤,而农田和土壤生态系统碳储量的研究多基于典型性样地和大量实验数据,结果受制于样点布设和采样密度;目前,土壤生态系统碳储量结果多基于上世纪80年代全国二次土壤普查数据计算所得,且总有机碳库的估算存在较大差异,土壤有机碳的组分研究中易氧化有机碳库研究滞后于总有机碳,迫切需要对我国现有土壤有机碳进行研究;农田生态系统受人类活动干扰强烈,从一个或几个站点到全国尺度都有对农田土壤有机碳贮量的研究成果,与国外相比,我国试验田的设置时间短,资料积累较少,更多侧重不同施肥方式下农作物产量和农田合理的施肥培肥模式研究,农田土壤有机碳含量关系我国农业生产和粮食安全,对农田土壤固碳机理的研究仍将是今后关注的焦点。各生态系统碳通量的监测取得了一定成果,近年来涡度相关系统在森林、土壤、草地、农田生态系统中得到了广泛的应用。并从气候、人类活动两个因素分析了其对生态系统碳储量、碳通量的影响。针对目前存在的问题,进一步指出了目前国内不同生态系统中碳循环在现状研究、有机碳变化机制、模型建立及气候变化和人类活动影响下的碳库时空格局方面得到加强。     

不同灌溉方式冬小麦农田生态系统碳平衡研究

全球气候变暖趋势明显,陆地生态系统碳循环的研究成为目前的研究热点,而农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,由于农田生态系统是受人类强烈调节与控制的复合系统,其碳循环受各类农作措施的影响极大。新疆地处干旱区,水分条件是农田碳循环的最重要限制因子。为此,分析不同灌溉方式对冬小麦（Triticum aestivuml）农田生态系统碳平衡的影响,从而提出有利于新疆冬小麦生产的固碳减排的灌溉方式。试验于2012—2013年在伊宁县科技示范园冬小麦试验田进行,选择伊农18冬小麦品种为供试材料,确定滴灌和漫灌为两个试验主因子并设置小区。试验自冬小麦返青开始至完全成熟结束,期间平均每7天采1次样,其中用典型样株法采集小麦植株,分根、茎、叶等不同器官单独烘干测定植株固碳量;用静态钠石灰吸收法测定冬小麦土壤呼吸;收集整理已发表国内外文献中的各类碳排放参数确定本研究中所需参数;采用王小彬的碳平衡计算方法分析不同灌溉方式农田生态系统碳平衡,据此对滴灌和漫灌两种灌溉方式的冬麦农田作物生物量固碳、土壤碳排放量和作物生产过程中物质投入的间接碳排放量,以及两种灌溉方式下冬麦农田生态系统净碳值进行分析。试验结果表明：滴灌条件下冬麦农田生态系统小麦的固碳量、土壤碳排放总量分别比漫灌小麦的高出15.38%和11.43%,冬小麦穗是差异形成的主要原因;而农业生产资料排碳总量比漫灌少排3.88%;但无论是滴灌还是漫灌,耗电碳排放量均占农业生产资料碳排放总量的59%以上,是农业生产资料碳排放的第一大来源。两种灌溉方式下冬小麦田生态系统的净碳值均呈现出固碳并存在显著差异（p〈0.01）,且滴灌冬麦农田生态系统净碳值比漫灌高25.39%。因此,新疆冬小麦生产中采用滴灌方式更有利于农田生态系统的固碳,     

稻田综合种养模式对土壤生态系统的影响研究进展

稻田综合种养模式可实现稳产增收,粮渔共赢,同时也对稻田土壤生态系统产生了显著影响。该文总结了近年来国内外有关稻-鱼、稻-虾、稻-蟹、稻-鳖和稻-鸭等稻田综合种养模式的研究进展,分析了稻田综合种养模式对农田土壤理化性质、土壤动物、土壤微生物和农田生态系统服务功能的影响及作用机制。结果表明,稻田综合种养模式降低了土壤容重,提高了土壤孔隙度,改善了土壤团聚体的稳定性,增加了土壤养分含量;改变了土壤动物的丰度和群落结构,提高了土壤微生物的数量和活性,调节了微生物群落的组成和多样性;促进了农田生态系统的文化服务功能。然而,稻田综合种养模式也可能造成土壤潜育化、重金属污染等潜在风险。此外,不同的稻田综合种养模式对农田粮食供给和温室气体排放功能的影响各异。未来应进一步加强长期稻田综合种养模式对土壤物理、化学和生物学特性的影响研究;阐明不同稻田种养模式下土壤物质、能量和信息流过程以及土壤生态系统服务功能的差异及其作用机制;集成应用科学合理的稻田综合种养模式,实现农业的可持续发展。     

滨海陆地生态系统净化功能与价值评估——以黄骅市为例

以生态系统对环境净化的贡献为出发点,将滨海陆地生态系统净化功能价值界定为净化污染物功能价值与大气调节功能价值的总和,选取释放O2、固定CO2、净化硫化物、净化氮氧化物、净化氟化物和滞尘6大生态功能为评价指标,建立滨海陆地生态系统净化价值评估模型,以黄骅市为研究区,运用市场价值法和影子价格法对黄骅市农田、园地、草地和湿地等9类生态系统的净化价值进行评估.结果表明,黄骅市滨海陆地生态系统净化环境价值较大,总价值约为163 454万元;单位面积土地各类净化功能价值由大到小依次为释放O2价值、固定CO2价值和净化污染物价值;从各生态系统类型的单位面积净化功能价值来看,农田、园地、草地和盐碱地的释放O2功能净化价值较高,约0.67元·m-2;盐田固定CO2功能的单位面积净化价值最低,为0.01元·m-2.     

不同地貌类型区自然村落生态系统的比较分析

本文运用调查方法,定量分析不同地貌类型区(山区丘陵、山前平原、低平原和滨海平原)表征村落生态系统结构和功能的几个指标的变化。结果表明:1.平原地带的庭院面积大于丘陵山区,主要是由于地形及土地利用政策的影响;2.庭院经济收入取决于庭院面积与经营程度;3.村落规模、密度的变化与农田生产力变化一致;4.适当增加村落密度,控制村落规模,有利于缩短耕作半径,提高劳动生产率。     

中国南方农田养地制度的演变与发展

在田养地制度是耕作制度的重要组成部分．40多年来．我国南方农田生产力能免得到不断提高，是与农田养地制度的不断发展和完善分不开的．本文比较系统和全面地分析、总结了建国以来，我国南方农田土壤耕作制度、农田培肥制度的演变和发展．时指导南方耕作制度的进一步改革、促进南方农业的可持续发展具有重要意义．     

基于遥感和GIS的青藏铁路生态累积效应研究

采用遥感和GIS技术,通过生态系统功能偏离累积指数、景观格局干扰累积指数、植被退化指数、生态阻隔累积指数和区域生态累积效应指数研究青藏铁路建设和运营对沿线生态系统的累积影响.结果表明,铁路建设和运营对沿线0～1 km直接影响区的生态服务功能、景观格局、植被覆盖和生态流均造成一定的累积影响,但以景观格局和生态流受到的影响最大,且对拉萨至唐古拉段的影响大于唐古拉至格尔木段,主要表现为对农田、草地、河流湿地和荒漠生态系统的影响.从铁路沿线＞1～5和＞5～10 km范围的间接或协同累积影响来看,拉萨至唐古拉段明显高于唐古拉至格尔木段.铁路建设运营对＞1～5 km范围的农田、荒漠和河流湿地生态系统仍存在一定负面影响,且以农田生态系统受到的负面累积影响最大,主要表现为拉萨和格尔木城市扩张对农田生态系统的干扰和占用.     

北京地区农业生态系统的评价与调控问题

农业生产是在农业生态系统中进行的,其生态系统的状况与农业生产的发展,尤其是持续的发展有着十分密切的关系。对农业生态系统进行确切的评价,需要掌握生态系统的特征、结构与功能以及发展的趋势,揭示其中存在的矛盾和问题,得出控制与调整结构的客观依据。评价的标准必须符合生态经济的要求,在充分利用自然资源的同时,     

重庆市壁山县双碑四组肥料施用与农田生态氮素循环初探

本文从农田生态系统中氮素循环出发,比较了双碑四组1976—1980年的肥料施用和粮食生产中的氮素输入和输出。结果表明,土壤氮素消耗大于积累(-33_34％——+11.0％);有机与无机肥料施用比例明显失调(1.00:1.02);化学氮肥投资(不变价格)占农业总投资的比例以平均2.5％的递增率逐年上升。只有广辟肥源,生物固氮,科学施肥,强化农田氮素输入,才能保持农田生态系统中氮素平衡。只有提高氮肥利用率和肥料经济效益,才能达到增产增收。     

农业生态系统循环功能的综合评价(Ⅰ):方法

根据扩展的全息理论，从人体血液循环功能与农业生态系统循环功能的全息关系出发，确定了影响农业生态系统循环功能的５个基本要素：作物单产，复种指数，饲料的浪费度，畜禽转化率和循环总量，并将人体血液循环的计算公式应用于农业生态系统，建立了描述系统循环过程中动力与阻力相互关系的数学摸型。     

农业生态系统循环功能的综合评价（Ⅰ）：方法

根据扩展的全息理论，从人体血液循环功能与农业生态系统循环功能的全息关系出发，确定了影响农业生态系统循环功能的５个基本要素：作物单产，复种指数，饲料的浪费度，畜禽转化率和循环总量，并将人体血液循环的计算公式应用于农业生态系统，建立了描述系统循环过程中动力与阻力相互关系的数学模型。