北京市植被生态需水量与生态服务功能的关系

植被是城市生态系统中重要的组成部分,研究植被的生态需水、以及由生态缺水导致的服务功能变化具有重要意义。采用面积定额法,估算出北京市植被的最小生态需水量为37.4亿m3;采用情景分析方法,分析了不同植被类型、人均生活用水增加、人口增加情景下生态缺水量及其导致的生态服务功能变化。污水、中水回用、植被蓄水与雨水收集是缓解生态缺水的有效措施。     

岷江上游油松造林密度对油松生长和群落结构的影响

调查了岷江上游 20a龄油松人工林样方 17个(20m×20m),测定了油松生长参数、林下植被的植物物种多样性和盖度,以分析油松生长和群落结构变化的密度效应.结果发现:油松高度生长随密度增大而增加,在密度 2 500~3 500hm-2时达最大,随后下降;胸径生长在 2 200~2 800hm-2时达到最大,随后下降.油松单位面积生物量由低及高,在 3 500~4 000hm-2达到最大,随后稍有下降;而个体平均生物量约在 2 500hm-2时最大.随着油松盖度的上升,灌木层盖度开始下降,林下散射光增加,导致草本层盖度上升,中等密度时 (2 500~3 500hm-2 )油松林乔灌草层次盖度配置较为合理;物种丰富度与油松密度呈显著负相关,但不同密度油松林的物种多样性指数变化无一定规律.因此,如果不以追求生物量最大化为单一目标,中等密度(2 500 ~3 500hm-2 )的油松林具有较好的群落结构配置、较高水平的物种多样性和种群更新能力,符合可持续林业发展的要求. 图 3参 19     

Spatial evolution and specialization division of crop planting structure in counties of Tibet,China北大核心CSCD

从农业区域系统的角度分析农作物的空间集聚和专业化,可为农业产业结构调整及优化提供决策依据.以西藏粮食作物、油料作物、蔬菜和饲草4类作物为研究对象,基于1995-2020年西藏农业统计年鉴农作物播种面积数据分析西藏农作物种植面积时序变化,基于1995-2018年统计年鉴农作物播种面积数据和74个县域空间单元,综合运用重心模型、基尼系数、区位熵及空间自相关模型,通过ArcGIS软件分析西藏作物种植空间变化及专业化格局.结果显示:(1)西藏粮食作物种植面积占比历年均占绝对优势,但呈逐年下降趋势,油料作物种植面积整体呈波动性小幅上升,蔬菜和青饲料种植面积逐年明显增长.粮食作物、经济作物(含油料作物和蔬菜)、饲料作物比例从1995年的86:12:2调整到2020年的68:17:14.(2)1995-2015年间西藏粮食和油料生产重心较为稳定,未出现较大范围的地理迁移,其他农作物重心迁移距离较大,从东南向西北迁移416.7 km.(3)西藏农作物均呈现一定程度的空间集聚和区域专业化生产格局,但在研究期内生产集聚及专业化水平呈下降趋势.(4)将西藏粮食、油料和其他农作物划分为绝对优势区、比较优势区、优势衰退区、潜力优势区、不具优势区、优势退出区、可种植区和无种植区8种类型.本研究表明西藏农作物种植结构调整明显,基于生产格局及演变趋势划定了专业化分区,可引导农作物生产布局优化,对有效保障西藏地区粮食安全具有重要意义.(图6表5参26)     

DNDC模型对川中丘陵区稻田CH_4、N_2O排放的模拟对比分析

利用IKONOS高分辨率（1m）卫星遥感图,进行典型抽样和地形→土地利用→土地覆盖→综合信息提取的方法,选定了代表川中丘陵区类特征的四川省金堂县为研究区域,通过对研究区域中不同固定耕作制度下代表性田块的选取,于2005年5月—2006年5月对田块管理者进行作物田间管理、作物产出等农业生产实际情况调查和分析,进行土壤理化性状、水样的测定,并结合当地的气象资料,利用DNDC模型模拟川中丘陵区不同耕作制度下稻田温室气体的排放情况。结果表明：冬水田-水稻田（PF）水稻生长期CH4排放通量为2.24 kg.hm-2.d-1,占年排放量的80.73%;水稻生长期和冬闲期N2O通量分别为0.033和0.003 6 kg.hm-2.d-1,水稻生长期排放量为4.28 kg.hm-2,占年总排放量的83.59%。CH4和N2O排放量在水稻整个生季节存在明显的互为消长关系。油菜-小麦田（RR）水稻生长期CH4排放通量为1.16 kg.hm-2.d-1,是休闲期的20.71倍,水稻生长期CH4排放量占年排放量的90.48%;水稻生长期和非水稻生长期N2O排放通量分别为0.070和0.027 kg.hm-2.d-1,水稻生长期N2O排放量为8.01 kg.hm-2,占年排放量的54.19%。小麦-水稻田（RW）水稻生长期CH4排放通量为1.24 kg.hm-2.d-1,是休闲期的21.02倍。水稻生长期CH4排放量占年排放量的89.75%;水稻生长期和非水稻生长期N2O排放通量分别为0.089和0.030 kg.hm-2.d-1,水稻生长期N2O排放量为9.61 kg.hm-2,占年排放量的55.23%。PF年CH4排放量是RR和RW的近3倍,且少一季作物产量,应尽量将冬水田改为两季田。     

九龙江流域经济发展与河流水质时空关联分析

以闽西南地区的九龙江流域为例,综合采用数理统计、GIS技术和环境库兹涅茨曲线（EKC）方法,对该流域1981—2009年经济发展与河流水质变化进行时空关联分析。结果表明,九龙江流域呈现＂第1产业缓增,第2、3产业产值增加较快＂的总体经济格局,农业污染突出;农业种植面积呈现先增加后减少趋势,流域氮、磷肥平均施用强度呈线性增加趋势;氮、磷肥平均折纯施用量之比从1981年的4∶1下降到2009年的2∶1,引起水化学改变并增加水华发生风险;各县（市、区）污染源结构存在明显差异,河流水质变化和沿程分布与流域社会经济布局有很好的空间相关性;北溪流域畜禽养殖业的过快发展、西溪流域以经济作物为主的农业种植结构和高强度施肥、低效率利用是导致河流水质从20世纪90年代开始富营养化的主要原因;EKC曲线尚未出现明显拐点,若农业污染不能得到有效控制,流域水环境将持续恶化;九龙江水质演变规律是流域社会经济布局、污染源排放强度和方式发生变化的综合作用结果。     

上海市浦东农业区降水氮浓度的时间分布

于2008年在上海市浦东农业区设置采样点按月收集降水样品,测定降水NO3--N和NH4+-N浓度,分析氮浓度的变化规律及其影响因素,并计算氮沉降通量。结果表明,浦东农业区降水氮浓度和年沉降通量均较高,ρ(NO 3--N)平均值为0.44 mg.L-1,年沉降通量为5.19 kg.hm-2.a-1;ρ(NH 4+-N)平均值为1.36 mg.L-1,年沉降通量为15.91 kg.hm-2.a-1;TN年沉降通量为21.10 kg.hm-2.a-1,其中NH4+-N占75.4%。降水NO3--N和NH 4+-N浓度在主要生长季(4—10月)低于非主要生长季(11月至次年3月);而NH 4+-N沉降量在主要生长季高于非主要生长季,NO3--N沉降量在主要生长季和非主要生长季差异较小,这主要是人为活动、降水日数与降水量以及风向等因素的综合作用所致。降水氮输入对研究区初级生产力的提高具有积极意义,但降雨氮浓度已超过水体富营养化阈值,可能加剧农业区内水体富营养化。     

基于遥感的泾河流域植被覆盖格局分析

以MODIS遥感影像数据为数据源,应用遥感和GIS技术对泾河流域植被覆盖格局进行分析。结果表明:(1)泾河流域植被覆盖类型以退化草地和草地为主,二者占流域总面积的53.30%;地面覆盖程度较高的森林、疏林仅占流域总面积的9.83%,流域植被覆盖程度较低。(2)受自然环境条件和人类活动的影响,退化草地、稀疏灌丛、郁闭灌丛和疏林破碎化程度较为严重,对地面覆盖程度最低的退化草地除集中分布于流域北部外,主要零散分布于流域中、南部,其斑块形状复杂多样,数量最多,应成为流域植被恢复的重点。(3)各植被覆盖类型的斑快数量组成以小斑块所占比例最大,最小斑块比率均在50.0%以上;森林的斑块面积多样性最大,草地的斑块面积多样性最小。     

DNDC模型对川中丘陵区稻田CH4、N2O排放的模拟对比分析

利用IKONOS高分辨率(1m)卫星遥感图,进行典型抽样和地形→土地利用→土地覆盖→综合信息提取的方法,选定了代表川中丘陵区类特征的四川省金堂县为研究区域,通过对研究区域中不同固定耕作制度下代表性田块的选取,于2005年5月—2006年5月对田块管理者进行作物田间管理、作物产出等农业生产实际情况调查和分析,进行土壤理化性状、水样的测定,并结合当地的气象资料,利用DNDC模型模拟川中丘陵区不同耕作制度下稻田温室气体的排放情况。结果表明:冬水田-水稻田(PF)水稻生长期CH4排放通量为2.24 kg.hm-2.d-1,占年排放量的80.73%;水稻生长期和冬闲期N2O通量分别为0.033和0.003 6 kg.hm-2.d-1,水稻生长期排放量为4.28 kg.hm-2,占年总排放量的83.59%。CH4和N2O排放量在水稻整个生季节存在明显的互为消长关系。油菜-小麦田(RR)水稻生长期CH4排放通量为1.16 kg.hm-2.d-1,是休闲期的20.71倍,水稻生长期CH4排放量占年排放量的90.48%;水稻生长期和非水稻生长期N2O排放通量分别为0.070和0.027 kg.hm-2.d-1,水稻生长期N2O排放量为8.01 kg.hm-2,占年排放量的54.19%。小麦-水稻田(RW)水稻生长期CH4排放通量为1.24 kg.hm-2.d-1,是休闲期的21.02倍。水稻生长期CH4排放量占年排放量的89.75%;水稻生长期和非水稻生长期N2O排放通量分别为0.089和0.030 kg.hm-2.d-1,水稻生长期N2O排放量为9.61 kg.hm-2,占年排放量的55.23%。PF年CH4排放量是RR和RW的近3倍,且少一季作物产量,应尽量将冬水田改为两季田。     

广西峰丛洼地区生态需水与景观格局的空间耦合关系分析

选取广西峰丛洼地的典型区域田东县为研究对象,基于遥感和GIS技术,结合气象站实测资料,应用联合国粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteith法和Arc GIS软件模拟研究区域生态需水的空间分布。利用Landsat 8数据解译出的土地利用数据,对研究区景观格局指数进行提取,分析生态需水与景观格局的相关性。结果表明:田东县年度植被生态需水定额为85.91~339.27 mm;北部和南部山区的植被生态需水定额相对较大,中部、西部和东南部区域的生态需水定额相对较小。植被生态需水定额与景观多样性、景观破碎度呈极显著负相关,相关系数分别为-0.198和-0.186;与景观连通性呈极显著正相关,相关系数为0.221。研究成果可为区域的景观格局优化管理和水资源优化配置提供依据。     

琼江河流域森林生态系统水源涵养能力估算

森林生态系统的水源涵养功能是其生态功能的重要组成部分.琼江流域森林生态系统是长江上游生态屏障的重要组成部分,其森林生态系统的水源涵养功能将极大地影响当地的生产生活.文章以四川省遂宁地区琼江河流域2007年森林资源二类调查数据为基础,运用综合蓄水能力法,比较了研究区不同森林类型、林龄、海拔、坡度下的林冠降雨截留能力,枯落物最大持水量和土壤蓄水能力,评估了区域尺度森林生态系统的水源涵养能力.结果表明,2007年,研究区内森林生态系统涵养水源总量为1125.02×104 m3.其中,林冠层截留占总涵养水源量的18.07%,枯枝落叶层持水量占3.34%,土壤蓄水量达到78.59%,是森林涵养水源的主体.柏木因其面积上的优势,使得其水源涵养贡献率最大,达到92.44%;阔叶混交林单位面积涵养水源量最大,达到1568.39 t·hm-2,其次是针阔混交林(1517.10 t·hm-2),经济林(1461.99 t·hm-2),针叶混交林的水源涵养能力最弱,仅1045.39 t·hm-2,主要是因为研究区内针叶混交林土壤的非毛管孔隙度较小.因绝大多数有林地的海拔都处在300~500 m处,使得其水源涵养贡献率最大,达到98.65%.同时,平坡森林生态系统的水源涵养能力最强,达到1171.92 t·hm-2,其次是缓坡,可达1150.59 t·hm-2,能力最小的是陡坡森林生态系统,仅1147.34 t·hm-2.近50 a来,研究区内森林覆盖率变化较大,按照其“十二五”规划,研究区在2015年森林覆盖率将达到45%,根据其森林面积的变化估计其森林涵养水源量可达1511.2×104 m3.在对研究区水源涵养功能及其差异认识的基础上,进行合理经营与管理,可以最大限度地发挥森林生态系统服务功能.     

太湖流域典型稻-麦轮作农田区氮素流失过程研究

太湖地区经济高度发达,劳动力紧缺,种植小麦(Triticum aestivum)经济效益不高,而且小麦-水稻(Oryza sativa)轮作中,麦季氮素淋洗损失高于稻季,为探讨和揭示太湖流域典型稻-麦轮作农田区氮素流失过程及平衡特征,选取典型太湖流域农田系统为研究对象,采用径流小区的研究方法,在太湖流域典型稻-麦轮作种植模式下,对太湖流域典型稻-麦轮作区进行连续3年(2007─2010年)原位监测,阐明了太湖流域典型稻麦轮作区氮素流失过程及其影响因素,分析了该区域氮素平衡特征,结果表明:大气氮干沉降量冬春季较多且分布较均匀;总氮(P0.001***)及铵态氮(P=0.02*)的大气湿沉降量和降雨量呈现极显著的相关性。地表径流中氮素的主要流失形态为可溶性氮素,同时,径流水量是引起氮素径流流失的主要驱动因子(P0.01)。雨水是驱动小麦季氮素下渗的唯一动力。铵态氮是氮素淋失的主要形态,在稻作期,铵态氮渗漏流失量约占总渗漏流失量的70%。太湖流域稻麦轮作区,各项氮素年平均流失去向分别为:作物收割290 kg·hm-2,占总输入量55.98%;反硝化流失130 kg·hm-2,占总输入量25.10%;径流流失59.5 kg·hm-2,占总输入量11.49%;氨气挥发22.28kg·hm-2,占总输入量4.30%;渗漏流失16.1 kg·hm-2,占总输入量3.11%。全年平均氮素流失总量为518 kg·hm-2,氮素的盈余量为91.9 kg·hm-2。该研究结果对于指导太湖农流域农田水肥管理,控制农业面源污染具有积极意义。     

有机-无机土壤改良剂对滨海盐渍土降盐防碱的效果

以脱硫石膏为主要材料添加天然有机类物质制成的土壤改良剂,在碱性淡水淋盐过程中应用达到盐渍化土壤迅速脱盐防止碱化的效果.盆栽试验采取3因素3水平组合设计,2种质地土壤,3个灌水量,3个改良剂施用量,3次重复,以不施改良处理为对照,试验作物为油菜(Brassica campestris L.)"傲绿101".结果表明:灌水淋洗可以使盐渍化土壤迅速脱盐,灌水量525 m3·hm2、750 m3·hm-22种质地土壤全盐量分别由0.34%和0.54%下降至0.15%～0.309%和0.16%～0.38%.施用改良剂能够改变土壤盐分组成,降低土壤碱化度,与对照相比,土壤ESP和交换性Na+分别下降25.02%～64.86%和23.95%～57.83%.土壤HCO3-、Cl-与改良剂施用量呈负相关,土壤SO42-、Ca2+与改良剂施用量呈正相关.综合结果分析,重壤质土壤灌水量525 m3·hm2与改良剂施用量1 500 kg·hm-2组合、灌水量750 kg·hm3与改良剂施用量1 500kg·hm-2组合;中壤质土壤灌水量525m3·hm-2与改良剂施用量3 000 kg·hm-2七组合为首选.     

中国沿海地区农田生态系统部分碳源/汇时空差异

运用1981-2001年作物产量、农业投入等统计数据,对沿海10个省市自治区农田生态系统部分碳源/汇进行了估算,得到以下主要结论:(1)总碳吸收从1981年以来呈波动增加趋势,总碳排放则呈明显增长趋势.二者相比,碳排放明显低于碳吸收,但由主要途径农业投入导致的间接碳排放的增长速度(94%)超过了作物生育期碳吸收的增长速度(44%).(2)各省市自治区碳吸收、碳排放变化的区域差异显著,单位面积碳吸收、碳排放变化的差异也十分明显.其中,各省市自治区总碳排放和单位面积碳排放基本上逐年增加,表明沿海发达地区农业投入较高;而碳吸收变动幅度较大,发达地区(如浙江、福建和上海等)碳吸收呈下降趋势,反映沿海地区农作物种植面积下降致使农作物生育期总碳吸收量降低.(3)沿海地区农田生态系统主要粮食作物碳吸收占全国比例有所下降,说明沿海地区农业种植面积减少和农业投入增加削弱了农田生态系统的碳汇功能.     

DNDC模型对川中丘陵区稻田CH_4、N_2O排放的模拟对比分析

利用IKONOS高分辨率(1m)卫星遥感图,进行典型抽样和地形→土地利用→土地覆盖→综合信息提取的方法,选定了代表川中丘陵区类特征的四川省金堂县为研究区域,通过对研究区域中不同固定耕作制度下代表性田块的选取,于2005年5月—2006年5月对田块管理者进行作物田间管理、作物产出等农业生产实际情况调查和分析,进行土壤理化性状、水样的测定,并结合当地的气象资料,利用DNDC模型模拟川中丘陵区不同耕作制度下稻田温室气体的排放情况。结果表明:冬水田-水稻田(PF)水稻生长期CH4排放通量为2.24 kg.hm-2.d-1,占年排放量的80.73%;水稻生长期和冬闲期N2O通量分别为0.033和0.003 6 kg.hm-2.d-1,水稻生长期排放量为4.28 kg.hm-2,占年总排放量的83.59%。CH4和N2O排放量在水稻整个生季节存在明显的互为消长关系。油菜-小麦田(RR)水稻生长期CH4排放通量为1.16 kg.hm-2.d-1,是休闲期的20.71倍,水稻生长期CH4排放量占年排放量的90.48%;水稻生长期和非水稻生长期N2O排放通量分别为0.070和0.027 kg.hm-2.d-1,水稻生长期N2O...     

不同源类型农业非点源负荷特征研究——以新田小流域为例

以珠江三角洲北部新田小流域为研究对象,采用源类型法,在流域范围内建立林地、果园、旱地和水田四个全封闭的农业用地单元,并对四个单元出口处的径流量进行同步采样,分析COD、BOD、氨氮、总氮和总磷等污染物的负荷特征.结果表明:(1)流域地表水存在着明显非点源污染现象,不同源类型,地表径流的污染程度不同.(2)不同源类型农业非点源污染负荷强度不同,其中水田、旱地单位面积非点源负荷强度较大,果园、林地各项污染物的负荷强度相对最小.受地表扰动、施肥等人类活动影响,流域内水田、旱地是农业非点源污染发生的关键源区.(3)流域范围内,不同源类型农业非点源负荷总量不同,其中,果园各项污染物非点源负荷总量最大,其次是林地,水田、旱地非点源负荷输出总量较小,流域范围内,源面积成为影响非点源负荷总量的主要因素.(4)相应的非点源污染治理不仅是关键源区,同时应关注大面积流失区.     

闽江流域畜禽粪便的污染负荷及其环境风险评价

从闽江流域畜禽养殖业现状分析入手,根据作物所需畜禽粪尿肥的最大量,估算流域各县市的畜禽污染物产生量和农田畜禽粪便负荷量,对各县市畜禽养殖粪便污染进行潜在的环境风险评价.结果表明:闽江流域大多数集约化养殖场集中分布于中上游,并有向下游扩散的趋势;流域农田畜禽粪便负荷量平均达22.95 t·hm-2·a-1;整个流域的畜禽污染已对环境产生风险,尤其是富屯溪、沙溪流域更为突出.     

我国农药使用量增长的驱动因素分解:基于种植结构调整的视角

将农药使用量增长的驱动因素分解为播种面积、各农作物用药强度和种植结构调整3个因素,利用2006—2016年农药使用量及农作物种植结构相关数据,从全国和区域2个层面,系统测算了这3个因素对农药使用总量增长的贡献率,着重分析了种植结构调整对农药使用总量增长的影响作用。近年来我国农作物种植结构总体呈现高用药农作物种植比例不断增加而中低用药农作物种植比例逐渐减少的变化趋势,高用药作物中蔬菜占比增加最明显,增加1.38%。西南地区是农业种植结构变化幅度最大的区域,其高用药作物种植比例增长8.54%。从农药使用量增长的驱动因素分解结果来看,种植结构调整对农药使用量增长的平均贡献率达50.10%,在部分年份种植结构调整甚至是促使农药使用量增长的最主要因素。西南、华中和东南地区高用药农作物对中低用药农作物的替代程度较高,种植结构调整是这3个地区农药使用量增长的最主要驱动因素。提出如下农药使用量控制管理的种植结构调整策略:采用合理的经济手段,引导农业种植结构向"节药型"方向转变;加强农药使用区域化治理,重点调整高强度用药地区农业种植结构;加大农药减量替代技术的政策支持力度,提高农户技术采纳率;完善农药使用总量控制制度建设,保障农业绿色化发展。     

新疆博尔塔拉蒙古自治州农业生产中的环境问题及其对策

博州农业生产的环境问题集中体现在:1、大面积荒漠植被遭到破坏;沙化面积不断扩大;2、河流断流,艾比湖急剧干缩,湖滨生态环境日益恶化;3、草场超载过牧,管理落后,退化现象严重;4、灌溉制度不合理,土地盐渍化面积较大;5、土地重用轻养,地力下降;6、灾害性天气增多,危害加剧。为切实解决上述问题,必须采取以下对策:1.统筹安排农业生产,制定一个长远的发展计划;2.修正现行的农业生产布局,优化作物结构和管理体制;3.采取有效措施,保护荒漠植被:4.加速天然草场改良,大力发展平原林草业;5.控制平原农区的用水量,维持艾比湖现有的水面面积。     

稻田流失养分循环利用系统构建研究初探

针对长江三角洲经济发达地区集约化农田化肥投入超量、稻区水体N、P、K富集度超高,农田生态环境遭到严重破坏等现状,该文系统研究了农田流失养分从农田到水体,再由水体回到农田的循环利用过程,并构建农田养分流失循环利用系统工程,为我国农田流失养分循环利用和农业生态环境健康提供科技支撑。研究结果表明：本区域农田面积为18.6 hm2,水稻季农田化肥N、P、K投入量分别为305.7、44.9、150.8 kg·hm-2;整个水稻季本区域农田地表径流量为4 518.0 kg·hm-2,其中N、P、K流失量分别为16.6、0.5、9.6 kg·hm-2,占水稻季N、P、K肥投入量的5.45%、1.07%和6.37%;农田周围净化池塘中水生植物的N、P、K拦截量分别为67.8、8.1、99.7 kg,分别占本研究区域N、P、K流入量的21.84%、90.31%和55.73%。将水生植物还田,晒干水葫芦（Halerpestes cymbalaria）按4 500 kg·hm-2农田施用,可分别减少农田化肥N、P、K的投入量106.2、9.5、105.8 kg·hm-2。该研究成果对于减轻农业生产面源污染,推进农业生产可持续发展具有积极意义。     

基于遥感的泾河流域植被覆盖格局分析

以MODIS遥感影像数据为数据源，应用遥感和GIS技术对泾河流域植被覆盖格局进行分析。结果表明：(1)泾河流域植被覆盖类型以退化草地和草地为主，二者占流域总面积的53．30％；地面覆盖程度较高的森林、疏林仅占流域总面积的9．83％，流域植被覆盖程度较低。(2)受自然环境条件和人类活动的影响，退化草地、稀疏灌丛、郁闭灌丛和疏林破碎化程度较为严重，对地面覆盖程度最低的退化草地除集中分布于流域北部外，主要零散分布于流域中、南部，其斑块形状复杂多样，数量最多，应成为流域植被恢复的重点。(3)各植被覆盖类型的斑快数量组成以小斑块所占比例最大，最小斑块比率均在50．0％以上；森林的斑块面积多样性最大，草地的斑块面积多样性最小。