长江中下游稻-麦轮作系统生命周期环境影响评价——以江苏南京为例

长江中下游地区是我国稻麦主产区,辨析该区农业生产过程的环境效应,可为实现农业绿色发展提供理论指导。以稻麦轮作典型生产区江苏南京为例,应用生命周期评价方法对该系统生命周期的资源消耗和污染物排放清单进行分析和评价。结果表明:在该稻-麦轮作体系中,水稻生命周期的环境影响主要是富营养化、水体毒性、环境酸化和土壤毒性,环境影响指数分别为2.32、0.76、0.33和0.27;而小麦生命周期的环境影响主要为富营养化、水体毒性、土壤毒性和环境酸化,环境影响指数分别为2.50、2.09、0.32和0.23。肥料、农药、柴油的生产和使用是引起能源消耗和气候变暖的主要因素;农户超量施用氮肥是造成潜在环境酸化和富营养化的关键;农药的使用是造成水体毒素和土壤毒素的最主要原因;而氮肥和农药投入对人类毒性均有较大影响。因此,在工业领域加快新型能源开发,实施清洁生产;在农业领域优化田间管理措施(如减少氮肥施用、研发多功能一体化农机及推广低毒高效农药)能有效控制长江中下游地区稻麦生产负面环境影响,提高该区农业可持续发展能力。     

湖南双季稻区耕作模式的环境影响评价

以湖南双季稻区双季稻-马铃薯(CT1)、双季稻-黑麦草(CT2)、双季稻-紫云英(CT3)、双季稻-油菜(CT4)、双季稻双免栽培(CT5)5种保护性耕作模式为例,应用生命周期评价方法,从单位面积投入、单位面积产量、单位经济效益的环境影响三个角度评价不同保护性耕作模式的环境潜在影响.结果表明:从单位面积物质投入的角度评价结果显示,CT3模式的潜在环境影响综合指数较对照模式(双季稻-冬闲,CK)低4.72％,而其他模式则比CK高出11.95％-45.20％,平均增加了29.02％；从单位面积产量的角度评价结果显示,CT5模式的潜在环境影响综合指数比CK高34.55％,两其他模式则比CK低1.57-45.93％,平均降低24.29％;从单位经济效益的角度评价结果显示,CT5模式的潜在环境影响综合指数比CK高23.93％,而其他模式则比CK低29.07-49.06％,平均增加了24.88％.综合考虑,与CK对比,CT3和CT4模式对环境的潜在影响较小,CT2居中,CT5和CT1模式则较大.     

太湖流域农田生态系统管理与非点源污染控制

太湖是我国的五大淡水湖之一,正面临着严重的水体富营养化问题。随着点源污染得到逐步治理,农田非点源污染已成为太湖水体富营养化的主要污染源。概述了太湖流域农田生态系统管理与非点源污染控制,指出随着流域内化肥用量以及农田氮磷盈余量的不断增加,流域内农田非点源污染负荷将进一步加大。农田中的氮磷通常通过农田排水和地表径流等途径进入地表水体。为有效控制农田非点源污染,应实施科学合理的农田生态系统管理：避免氮磷肥的过量使用,适当增施有机肥和钾肥,推广应用测土配方施肥,加强微生物肥和控效肥等新型肥料的研制和推广,实行保护性耕作,合理安排农事活动时间,以此减少非点源污染物形成;调整土地利用方式,优化土地资源配置,对潜在的非点源污染物进行有效的截留。     

我国农业生命周期评价框架探索及其应用——以河北栾城冬小麦为例

根据国内外研究成果,尝试建立农业生命周期评价框架.该框架同样包括目标和范围定义、清单分析、影响评价和结果解释四个步骤,但范围应该包括传统的一二三产业和新兴的废弃资源处理产业;清单分析应该包括涉及不可再生资源、可再生资源和环境负荷三个方面等13项具体指标;影响评价则可根据特征化、标准化、加权评估来进行研究.以河北栾城冬小麦生产为例,介绍了农业生命周期评价方法和程序,并通过与丹麦小麦生产的生命周期环境影响对比,分析了我国华北地区冬小麦生产生命周期中存在的各种潜在风险.结果表明,我国小麦生产能耗较高;水土资源的压力较大;各种环境负荷中,以富营养化、水体毒素、环境酸化和土壤毒素最为严重,分别是世界人均潜在环境负荷的338.83%和166.05%、42.90%、25.70%,我国是以较大的潜在环境风险为代价来获得较高的土地利用效率.     

户用沼气模式生命周期减排清单与环境效益分析

相对于传统农业活动,以沼气为纽带的生态农业生产具有清洁的能源生产和高度闭环的废物回收处置等明显优势,在全国范围内得到入户推广。本文综合考虑沼气工程建造、使用和综合利用等生命周期过程,分析了典型户用沼气池综合利用各阶段环境节能减排清单,并在此基础上评价其环境效益。结果表明,"猪-沼-稻-果"综合农业利用模式下单位沼气池节能减排效果明显,其中CO2、PM10、CH4和CO净减排量分别达3 060.700kg、19.820kg、12.960kg和75.590kg,总净节能达9 068.4MJ。其中,玉米秸秆、沼液沼渣的利用和燃煤替代对温室效应的减缓明显,畜禽粪便的利用和燃煤的替代减缓了环境酸化以及富营养化过程,而光化学氧化的减缓主要来自玉米秸秆的利用而减少的CO、VOC的排放,沼气工程对人体毒害的减缓主要是来自燃煤替代而减少的SO2和PM10排放。户用沼气利用对各种环境影响均有减缓作用,其中对光化学氧化、富营养化、环境酸化和温室效应的改善最为显著,对于降低能源耗竭、减缓对人体的毒性也起到了较好的作用。     

湖北省主要大中型水库富营养状况及特征分析

水库在城市供水、工业用水、水产养殖、农业灌溉、水利防汛以及景观旅游等方面发挥着重要的作用，但随着社会经济的发展，部分水库的富营养化状况日益严重，成为影响社会经济发展的重大环境问题。通过在2010年的3、6、7、10月对湖北省30座主要大中型水库进行布点采样，对水体的水质状况分别进行了调查、监测，采用《地表水环境质量标准》湖库标准进行水质类别分析，采用湖库营养状态指数法对湖泊富营养化评价, 并运用因子聚类分析方法对这些水库进行了类型划分。结果表明：30座大、中型水库有14座水库水质类别为Ⅱ类~Ⅲ类, 占467%; 有8座水库水质类别为IV类，占267%；有8座水库水质类别为Ⅴ类或劣Ⅴ类，占267%；除白云湖水库为轻富营养化外，其余29座水库均属中营养状态；氨氮、磷作为营养物质是这些水库富营养化的主要影响因素，溶解氧对水体富营养化有重要影响，总氮、水温和有机物污染对水体富营养化产生较大影响；30座水库聚类分为城市工业废水污染源型、生活污水污染源型、农业非点源污染源型和养殖轻污染型4种水库类型。针对水库的污染类型，分别提出了减缓防治措施     

农田固碳措施对温室气体减排影响的研究进展

农田是CO2,CH4和N2O三种温室气体的重要排放源,在全球范围内农业生产活动贡献了约14%的人为温室气体排放量,以及58%的人为非CO2排放,不合理的农田管理措施强化了农田温室气体排放源特征,弱化了农田固碳作用。土壤碳库作为地球生态系统中最活跃的碳库之一,同时也是温室气体的重要源/汇。研究表明通过采取合理的农田管理措施,既可起到增加土壤碳库、减少温室气体排放的目的,又能提高土壤质量。农田土壤碳库除受温度、降水和植被类型的影响外,还在很大程度上受施肥量、肥料类型、秸秆还田量、耕作措施和灌溉等农田管理措施的影响。本文通过总结保护性耕作/免耕,秸秆还田,氮肥管理,水分管理,农学及土地利用变化等农田管理措施,探寻增强农田土壤固碳作用,减少农田温室气体排放的合理途径。农田碳库的稳定/增加,对于保证全球粮食安全与缓解气候变化趋势具有双重的积极意义。在我国许多有关土壤固碳与温室气体排放的研究尚不系统或仅限于短期研究,这也为正确评价各种固碳措施对温室气体排放的影响增加了不确定性。     

基于环境一号卫星高光谱数据的太湖富营养化遥感评价模型

采用环境一号卫星高光谱数据直接监测太湖富营养化状态的方法较多光谱影像监测有着更高的精度优势，对内陆水环境监测具有一定的意义。利用2009年4月地面实测高光谱数据模拟环境一号卫星星上数据，结合确定的太湖富营养化状态遥感评价的水质因子，构建富营养化状态评价模型，并采用实测数据和环境一号卫星高光谱影像数据对模型的精度和适用性进行验证。研究结果表明：（1）选用叶绿素a作为富营养化遥感监测的水质因子监测太湖富营养化状态与综合营养指数法相比，平均相对误差为597%；（2）采用模拟的环境一号卫星高光谱影像数据结合三波段模型与采用地面实测数据评价结果之间的相关系数r=0855，平均相对误差为919%；（3）结合环境一号卫星高光谱影像对2010年5月2日太湖进行富营养化监测评价，结果显示太湖水体整体成中营养状态，存在1129%的监测水域出现轻度富营养化状态     

浅谈国内外江河湖库水体富营养化状况

随着人类对环境资源开发利用活动日益增加，特别是进入本世纪以来，工农业生产大规模地迅速发展，工业化带来了“城市化”现象，使得大量含有氮、磷营养物质的生活污水排入附近的湖泊，水库和河流，增加了这些水体的营养物质的负荷量，为了提高农作物产量，施用的化肥和牲畜粪便逐年增加，经雨水冲刷和渗透，进入水体的营养物质不断增多，以上这些人为因素的影响，极大地减少了水体由贫营养向富营养过渡所需要的时间，国内外的现状调查结果表明，在全球范围内30％－40％的湖泊和水库遭受不同程度富营养化影响，我国近年来湖泊富营养化呈发展趋势，从20世纪80年代后期的41％上升到90年代后期的77％，水库富营养化问题也较严重，处于富营养状态的水库个数和库容分别占所调查水库的30．8％和11．2％，总体而言，水体发生富营养化的程度和范围呈发展趋势，城市湖泊及邻近城镇的水库水体富营养化程度较高，湖泊和水库等相对静止的水体发生富营养化现象重于河流，但河流富营养化问题也不容轻视，富营养化已成为世界范围内水环境保护中的重大环境问题。     

典型湖库富营养化的模糊综合评价研究

随着氮磷等营养盐类的不断排入湖库中，导致了水体的富营养化，使得水体透明度下降，产生异味，对人们的身体健康造成威胁。通过采用合适的水体富营养化评价模型，可以对水体的污染现状进行评价，得出正确的结论，以便采用适当的处理方式及时处理富营养化状况，减少对水环境和人体健康的危害。采用模糊综合评价法，将评价指标进行层次分析，并根据指标的相互关系，确定了各指标的权重，建立了模糊综合评价的数学模型。最终根据建立的评价指标体系、确定的评价标准和实测的湖库（巢湖、洱海和微山湖等）水质资料，得到了我国典型湖库的富营养化评价结论。评价结果与实际状况相吻合，说明该模型适合广泛应用     

社会嵌入视角下农户保护性耕作技术采用行为研究——基于冀、皖、鄂3省668份农户调查数据

基于冀、皖、鄂3省5个市（县）22个村的668份农户调查数据，通过社会嵌入理论实证分析了影响农户保护性耕作技术采用行为的嵌入因素。结果表明:政府支持、农户认知和社会资本网络3个维度9个变量的“嵌入因素”对农户保护性耕作技术采用行为有显著影响。其中，政府政策宣传、项目扶持，农户生态、社会、经济价值认知，人际信任、制度信任、互惠规范和农户参与网络正向影响农户保护性耕作技术采用行为。对此，政府应提高对保护性耕作技术的重视程度，加大对保护性耕作技术的宣传力度，因地制宜构建有利于保护性耕作技术推广的社会嵌入环境，以有效促进农户积极采用保护性耕作技术。     

空间异质性下农户水土保持耕作技术采用行为研究 ——基于黄土高原3省6县的实证

利用黄土高原山西、陕西和甘肃3省的1 237户农户的调查数据，分析了农户采用水土保持耕作技术的空间差异，运用Heckman样本选择模型，研究了3省农户水土保持耕作技术的采用行为及其影响因素的差异。结果表明：（1）农户所采用的水土保持耕作技术在3省之间存在明显的区域差异，山西省农户秸秆还田技术和深松耕技术采用率较高，陕西省农户对少免耕和沟垄种植技术采用率相对较高，甘肃省农户采用较多的技术分别为秸秆还田、残茬覆盖、地膜覆盖和深松耕技术。（2）家庭收入对3省农户水土保持耕作技术的采用和采用程度都有显著的正向影响；非农收入占比对3省农户水土保持耕作技术的采用有显著的正向影响；家庭养殖对3省农户水土保持耕作技术的采用程度有显著的负向影响。（3）降水量对3省农户水土保持耕作技术的采用有显著的负向影响；地块类型对山西和陕西两省农户水土保持耕作技术采用和采用程度有显著的负向影响，对甘肃省的农户影响不显著。（4）社会网络对3省农户水土保持耕作技术的采用程度有显著的正向影响；技术推广促进了农户水土保持耕作技术的采用；政府补贴对山西和甘肃两省的水土保持耕作技术的采用程度有显著的正向影响，对陕西省农户水土保持耕作技术的采用程度影响不显著。     

The Potential of Soil Carbon Sequestration Through Improved Management Practices in Norway

The study was conducted to assess the potential of Norwegian agricultural ecosystems to sequester carbon (C) based on the data from some long-term agronomic and land use experiments. The total emission of CO₂ in Norway in 1998 was 41.4 million metric ton (MMT), of which agriculture contributed only 0.157 MMT, or <0.4% of the total emissions. With regards to methane (CH₄) and nitrous oxide (N₂O) gases, however, agricultural activities contributed 32.5% and 51.3% of their respective emissions in Norway. The soil organic carbon (SOC) losses associated with accelerated soil erosion in Norway are estimated at 0.475 MMTC yr^–1. Land use changes and soil/crop management practices with potential for SOC sequestration include conservation tillage methods, judicious use of fertilizers and manures, use of crop residues, diverse crop rotations, and erosion control measures. The potential for SOC sequestration is 0.146 MMTC yr^–1 for adopting conservation tillage, 0.011–0.035 MMTC yr^–1 for crop residue management, 0.026 MMTC yr^–1 for judicious use of mineral fertilizer, 0.016–0.135 MMTC yr^–1 for manure application, and 0.036 MMTC yr^–1 for adopting crop rotations. The overall potential of these practices for SOC sequestration ranges from 0.591 to 1.022 MMTC yr^–1 with an average value of 0.806 MMTC yr^–1. Of the total potential, 59% is due to adoption of erosion control measures, 5.8% to restoration of peat lands, 21% to conversion to conservation tillage and residue management, and 14% to adoption of improved cropping systems. Enhancing SOC sequestration and improving soil quality, through adoption of judicious land use and improved system of soil and crop management, are prudent strategies for sustainable management of soil, water and environment resources.Readers should send their comments on this paper to: bhaskarn ath@aol.com within 3 months of publication of this issue.     

保护性耕作下蚕豆生育期土壤有机碳、氮含量变化与分布特征

为研究西南紫色土丘陵区坡耕地长期保护性耕作下旱作蚕豆不同生育时期农田土壤有机碳、氮相关组分分布特征,进而优化保护性耕作措施、改善土壤肥力。试验采用传统耕作、垄作、传统耕作+秸秆半量覆盖、垄作+秸秆半量覆盖、传统耕作+秸秆全量覆盖、垄作+秸秆全量覆盖6个处理。结果表明:在不同处理下,土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)、活性有机碳(AOC)、颗粒有机碳(POC)、水溶性氮(DN)的含量分布均表现出0～1010～20 cm土层,且随时间变化整体波动均不大。蚕豆生育期内,无秸秆覆盖条件下,垄作较平作提高了土壤总有机碳、土壤全氮、活性有机碳和颗粒有机碳的含量,但在秸秆覆盖条件下,垄作却降低了土壤总有机碳和颗粒有机碳的含量,且随着秸秆覆盖量的增加土壤颗粒有机碳和活性有机碳含量下降。同时,无论平作或垄作,秸秆覆盖较无秸秆覆盖均有利于土壤总有机碳、土壤全氮、活性有机碳和颗粒有机碳含量的提升。相关性分析表明,TOC与TN、DN、AOC之间呈显著正相关,TN与POC、DN、AOC之间呈显著正相关,POC仅表现出与DOC显著正相关,DOC与DN呈极显著正相关,DN则与AOC为极显著正相关关系。总之,单一垄作措施或秸秆覆盖能更有利于改善土壤碳、氮状况,且土壤有机碳、氮不同组分之间存在一定的耦合关系。     

Use of (137)Cs technique for soil erosion study in the agricultural region of Casablanca in Morocco

Accelerated erosion and soil degradation currently cause serious problems to the Oued El Maleh basin (Morocco). Furthermore, there is still only limited information on rates of soil loss for optimising strategies for soil conservation.In the present study we have used the (137)Cs technique to assess the soil erosion rates on an agricultural land in Oued el Maleh basin near Casablanca (Morocco). A small representative agricultural field was selected to investigate the soil degradation required by soil managers in this region. The transect approach was applied for sampling to identify the spatial redistribution of (137)Cs. The spatial variability of (137)Cs inventory has provided evidence of the importance of tillage process and the human effects on the redistribution of (137)Cs. The mean (137)Cs inventory was found about 842 Bq m(-2), this value corresponds to an erosion rate of 82 tha(-1) yr(-1) by applying simplified mass balance model in a preliminary estimation. When data on site characteristics were available, the refined mass balance model was applied to highlight the contribution of tillage effect in soil redistribution. The erosion rate was estimated about 50 tha(-1) yr(-1). The aspects related to the sampling procedures and the models for calculation of erosion rates are discussed.     

红壤坡地水土保持植物措施下柑橘林地水文生态效应

根据江西水土保持生态科技园2001～2008年不同处理措施柑橘林地径流小区的降雨产流产沙的定位观测资料及2010年土壤含水量测试数据，分析了坡面尺度水土保持植物措施下柑橘林地的产流产沙及土壤水分的特征，研究了狗牙根带状覆盖、狗牙根全园覆盖、果园清耕3种措施下的蓄水保土效应。结果表明：有草被覆盖的柑橘林小区的产流产沙量明显小于柑橘清耕小区，狗牙根带状覆盖小区减流减沙效果最好，减流率为98.21%，减沙率为99.84%。在大部分土层深度，草被带状覆盖下的土壤水分含量最高，均大于清耕措施，而全园覆盖由于植物蒸腾耗水量大水分含量反而低于带状覆盖。条带植草是防治柑橘林地水土流失的有效措施，具有明显的减流减沙效应和蓄积水分作用     

三峡库区不同退耕还林模式水土流失特征及其影响因子

三峡库区为国家水土保持重点防治区，土地利用/覆盖变化（LUCC）与水土流失的关系已成为水土流失治理研究的关注重点之一，退耕还林工程的水土保持效益对于库区生态环境的建设具有重要意义。通过对库区典型退耕还林模式的水土流失的监测，分析其不同降雨条件下水土流失特征及影响因子，结果标明：（1）退耕还林后库区的水土流失问题得到了有效控制，退耕还林后各土地利用类型的年地表径流量下降了70%~95%，泥沙流失量则比农田降低了97%以上，其中乔木林和竹林对水土保持的效果最为理想；（2）退耕还林后各土地利用类型年地表径流量与降雨量呈较好的指数关系，随着降雨量的增加而增加。除农田和板栗林外，各土地利用类型年地表径流量与雨强关系不显著；（3）泥沙流失量与降雨量和降雨强度的关系均不显著；（4）各土地利用类型地表径流的80%以上，泥沙流失量的95%以上都是发生在暴雨条件下，暴雨事件成为库区水土流失的主要气候影响因素；（5）凋落物层盖度是控制退耕还林各模式地表径流的主要因素，各土地利用类型的年地表径流量均随着凋落物层盖度的增加而显著降低     

不同麦秸还田方式对周年稻麦轮作农田碳足迹的影响

为明确麦秸不同还田方式对稻麦轮作农田碳足迹的影响，该研究通过开展两年的大田试验，设计了3种麦秸还田方式（麦秸旋耕还田、麦秸翻耕还田和麦秸沟埋还田），并以麦秸不还田为对照，采用静态箱-气相色谱法连续两年对农田温室气体排放进行监测，并对不同麦秸还田方式的生产资料投入和生产过程碳排放及温室气体排放进行全面分析。结果表明：(1）与不还田相比，麦秸还田显著增加了稻季日均CH4排放，稻麦周年全球增温潜势95%来自稻田CH4排放；（2）在水稻季，农田CH4排放占碳足迹总量比例最大，3种麦秸还田方式中，麦秸沟埋还田处理下碳足迹最小，且能比麦秸旋耕还田处理减少4.9%；(3）在小麦季，化肥投入造成的碳足迹所占比例最大，为64.5%~77.4%，其次是土壤N2O的排放；（4）从整个稻麦周年轮作系统来看，与麦秸旋耕还田和麦秸翻耕还田处理相比，麦秸沟埋还田处理能分别减少4.6%和3.6%的周年碳足迹及8.7%和4.9%的周年单位产量的碳足迹。因此，对于稻麦轮作地区，采用麦秸沟埋还田能在一定程度上降低农业生产过程中的碳足迹。