农牧交错带农业生态服务功能的作用及其保护途径

目前全球农业生产覆盖全球25％～30％的土地面积，约50％的可利用土地已经被农业占据。如果农业生态系统．特别是生态脆弱区的系统服务功能得不到恢复与保护．那将会拖全球环境保护的“后腿”。由于中国的国情决定了在生态脆弱区环境保护中必须坚持环境保护与发展农业生产“两手抓“。因此．农业生态系统服务功能的恢复、维持应该成为该地区生态环境保护与建设的重要组成部分。农业生产不仅要提高生态系统服务的产品功能，更要恢复和维持其各种维持生命的间接服务功能。本文在分析农业生态系统服务功能退化表现与影响因素的基础上．提出了针对各项服务功能的恢复与维持对策。     

南京市郊农业生态系统建设与发展

南京市处于长江流域下游，是我国重要的农业生产基地，也是全国经济发达地区之一。它既有近郊的蔬菜生产，又有远郊的粮食作物种植，农田生态类型与农、牧、副的复合生态类型多种多样，而且其生产潜力很大。本文对南京市郊生态系统的建设进行分析研究，并着重探讨生态系统建设模式及土地合理利用，为建立合理的南京市郊区农业生态系统提供依据。     

石漠化山地复合生态系统评价——以广西平果县龙何屯生态重建示范区为例

以广西平果县龙何生态重建示范区的石漠化山地复合生态系统为例,依据试验研究及专家咨询的结果,构建了一个基于自然子系统、社会子系统、经济子系统的评价指标体系,采用层次分析法对指标体系中各指标的权重值进行了分析,应用指数评价模型对石漠化山地复合生态系统进行综合评估。层次分析结果表明,植被覆盖率、人类活动强度、物种多样性、物质生活指数、石漠化程度、水土流失程度等指标的权重值较大,是石漠化山地复合生态系统的重要影响因子;指数评价模型的评价结果表明,石漠化山地复合生态系统的总体质量较差,但通过生态示范区建设,改善复合生态系统中的植被状况,改善农业生产条件和推广先进农业技术,提高系统中人类的生活水平,可以使复合生态系统中社会、经济、环境3个子系统的转运功能逐渐趋于协调,总体质量逐渐好转。     

退化生态系统的诊断特征及其评价指标体系

退化生态系统具有结构和功能简化、生产力和抗逆力低、生物多样性下降等基本诊断特征,由于区域背景和人类活动干扰的差异,生态系统退化具有不同的类型、过程和阶段。为了定量地研究退化生态系统,文中分别建立了土壤、植被、大气、水体,以及农业生态系统、区域自然－人类复合生态系统退化的评价指标体系,其中,土壤退化指标包括物理退化、化学退化、生物退化和土壤污染四类指标;植被退化则从数量、结构、功能与生产力、品质四个     

基于能值计算的循环农业发展个例分析

能值分析能够更好地量化分析和评价循环农业。利用该方法对湖北省武汉银河生态有限公司的循环农业进行了实证分析。结果表明，实施循环农业后的集约养殖场结合农地流转发展起来的“猪-沼（能）肥-地-菜（藕、果、粮）-鱼-村”六位一体的循环农业典型模式，与实施循环农业前当地分离的水稻、小麦、油菜、棉花、蔬菜、柑橘、猪、鱼的农业生产系统相比，在能值转化率、可更新率、能值投资率、能值自给率、净能值产出率、环境负载率、能值交换比率方面均表现出明显优势，并从能值的角度提出了完善循环农业体系的对策建议     

基于要素成本核算的水资源管理研究

基于虚拟水理论,以玉米和小麦为例,运用生产函数模型分析水资源要素成本,结果显示:我国现行生产成本核算指标体系和方法低估了旱作粮食生产过程中的水资源投入,造成了水资源成本忽略,其中小麦亩均水资源忽略成本为23元,玉米为169元,;考虑虚拟水投入,小麦生产中水资源要素成本(32元/亩)远低于玉米(174元/亩),从资源利用的经济成本考虑,我国一方面可以通过贸易途径满足国内对玉米的需求缺口,另一方面可以用小麦替代饲用玉米;水资源要素成本忽略的空间差异较大,地表水资源相对丰富的长江、淮河和海河流域水资源要素成本忽略程度最高,导致这些地区农业生产用水粗放,加剧了农业面源污染态势,不利于绿色农业发展和资源节约型社会建设;新疆等地表水资源较少的区域水资源利用成本高,间接地提高了资源利用效率。因此,建议未来旱作粮食生产要素成本核算中充分考虑虚拟水含量及由此引起的水资源要素成本增加,有利于提高水资源利用效率,促进资源节约型社会建设。     

华北平原冬小麦-夏玉米种植模式碳足迹研究

农业碳足迹理论可以系统评价农业生产过程中人为因素引起的碳排放,是构建低碳农业的理论基础,对实现低碳农业其有重要的指导意义.为探明农业生产中的碳足迹,本文基于河北吴桥县农户生产调查数据,利用农业碳足迹理论及研究方法,评价了华北平原冬小麦-夏玉米两熟种植模式的碳足迹.结果表明:冬小麦-夏玉米种植模式碳足迹的大小为1 737.37±337.02 kgCe/hm2·a,生产1 kg粮食的碳成本是0.12±0.03 kgCe,其中冬小麦的碳足迹是1 101.31±251.91 kgCe/hm2·a,小麦的碳成本是0.16±0.04kgCe/kg,夏玉米的碳足迹是636.06±163.90 kgCe/hm2·a,玉米的碳成本是0.08±0.02 kgCe/kg.冬小麦-夏玉米种植模式碳足迹的组成中,化肥占总量的61.76％,电能占25.03％,柴油占7.44％,种子占4.75％,农药占1.02％.同时,发现N肥的施用量和电能消耗量均与碳足迹有正相关性,种植规模与碳成本有负相关性.因此,构建节肥、节水及规模化的低碳种植模式是实现华北平原农业节能减排的重要途径.     

稻鱼共生系统生态服务功能价值比较——以浙江省青田县和贵州省从江县为例

石油农业导致生态系统退化与环境受损.人们在寻找新的农业途径时,将目光转向传统农业,开始对传统农耕模式的价值进行挖掘.稻鱼共生是最为典型的中国传统生态农业模式之一,因其历史悠久、景观独特和效益显著而被联合国粮农组织列为首批全球重要农业文化遗产保护试点之一.在数千年的农耕文化演变过程中,同宗的青田县和从江县的传统农业系统,由于受到不同的自然、经济和文化的影响,分别形成了以养鱼为主和以种稻为主的稻鱼共生系统.本文采用市场价值法、造林成本法、替代价格法、大气污染治理成本法和水库工程费用法等,分别对青田县和从江县传统农业区生态系统服务功能的经济进行评估.结果表明,以养鱼为主的青田县直接经济价值比以种稻为主的从江县平均每公顷高近1.70万元,但其闻接价值却比后者低,从江县稻鱼共生系统的气体调节和养分保持价值分别是青田县的1.35和1.59倍.最后,本文提出了提高农民收入的途径,以更好地保护这一具有全球重要意义的农业文化遗产.     

重庆市主要农作物虚拟水含量计算分析

利用FAO推荐的CROPWAT软件和CLIMWAT数据库,对2001～2010年重庆市部分农作物的单位虚拟水含量以及虚拟水总量进行计算,为重庆市农作物种植结构调整提供建议。对作物的单位虚拟水含量而言,花生最高,蔬菜最低。从虚拟水总量来看,水稻用水量最高,接近40亿m3,花生用水量最低。从时间尺度分析作物的单位虚拟水含量,蔬菜较为稳定,其它作物的变化趋势较为一致;花生的虚拟水总量一直维持在一个较低水平,蔬菜有所增加,而小麦则明显下降。从单位虚拟水含量角度看,在重庆市种植水稻、玉米和蔬菜是适宜的,而小麦则不适合。依据虚拟水总量的研究数据,建议重庆市提高经济作物种植面积,并加大农作物虚拟水贸易。     

生态活度生态位--理论、方法及其应用

“生态活度生态位（Eco-vigor Niche）”是对生态位概念和理论的发展．它描述区域生态系统中一个占据特定空间位置的复合生态系统单元（或景观斑块）．在与其它单元相互作用过程中所形成的相对地位与作用。在由自然生态活度坐标和社会经济生态活度坐标构成的二维空间中．生态活度生态位可以用二维空间中的矢量表达。该矢量的“长度”意味着,生态系统单元的资源优势程度与提供生态服务的能力;矢量的“方向”则意味着该生态系统单元所具有的．由其社会经济生态活度和自然生态活度相比较而体现出来的属性．反映出该单元在区域复合生态系统中的性质和角色。“生态活度生态位”可以表达区域生态系统内的空间分异特征。反映各生态单元在区域内扮演的角色．判断各单元在区域生态系统中的功能定位．为生态区划、生态规划、土地利用规划等提供依据。     

论水稻土肥力进化与土壤质量——以太湖地区为例

太湖地区是我国古老农业区之一。在六七千年之前先民已开始种植水稻 ,随着耕作培肥措施不断加强 ,与土壤肥力进化同步伴随着耕作轮作制的不断演进 ,由轮荒———沤田———水旱轮作———三熟制的变化 ,土壤基础肥力稳步提高 ,稻麦单位面积产量逐年上升。该区水稻土历经数千年的耕肥与平田整地等人为活动 ,在起源土壤背景上发育成五类水稻土 ,这五类水稻土经过培肥改良均达到水旱轮作高产稳产阶段 ,尽管地力上还存在不同程度的差异 ,这不能不说是人为定向培育的成果。在一般情况下 ,土壤质量是由土壤肥力决定的 ,基础肥力高低是农业生产优质高产低耗的关键 ,在评价土壤质量时必需首先予以关注。当然 ,随着工业的发展 ,土壤污染所波及的农产品超标问题 ,也应在评价土壤质量时予以关注 ,并作为评价因素在综合评价体系中占有应有的份量     

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。     

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。     

Sustainability of rice production systems: an empirical evaluation to improve policy

An evaluation is needed to monitor the progress of sustainable development (SD) in rice production systems. The purpose of this study is to provide policy inputs, examine the sustainability of rice production, and determine major policy areas. A requisite set of 12 indicators of three dimensions of SD, namely economic, was generated by employing an assemblage of top–down and bottom–up approaches. The data were gathered from farm households’ survey as well as in-depth discussion with stakeholders from the regions that represent irrigated, rain-fed lowland, rain-fed upland, flood-prone, and saline-prone rice-growing ecosystems in Bangladesh. By constructing composite indicators, the results revealed that 44 % of rice growers were economically viable, environmentally sound, and socially developed. The irrigated rice production system was found to be the most sustainable. The path analysis measured the contribution of the indicators to the index, and results highlighted that rice growers’ knowledge, skills, and social networks development, improving land productivity, and integrated nutrient management were essential for promoting sustainable rice production. However, the study findings suggest that pluralistic (i.e., government and non-government) agricultural advisory services can serve as an engine of transition to rice production sustainability in which a multi-year planning and strategy formulation are crucial besides investing in the modernization of extension services. Overall and ecosystem-specific policy implications that emerged from the findings of this study are outlined.     

资源贫瘠地区农户技术采用的影响因素分析

引入双槛模型,分两个阶段考察滇西南资源贫瘠地区农户改良陆稻技术采用行为的影响因素。第一,农户决定是否采用改良陆稻技术(采用决定)的影响因素;第二,如果采用,农户决定改良陆稻技术采用程度(采用程度决定)的影响因素。研究发现,影响农户决定是否采用改良陆稻技术的因素和影响农户决定改良陆稻技术采用程度的因素存在很大差异。农户所拥有的资源禀赋状况,例如耕地面积、市场远近、缺粮程度、海拔高度和有无技术推广项目等对农户的采用决定有显著的正向影响;而家庭劳动力比重和水田面积比例则有显著的负向影响。农户家庭规模和台地面积比例对农户技术采用程度决定呈现显著的正向影响,而耕地面积、水田面积比例和海拔高度则对其呈现显著的负向影响。因此,在制定资源贫瘠山区的农业技术推广政策时,应该充分注意区分影响技术推广广度和深度的不同因素,使不同政策措施更能在资源缺乏的情况下具有适应性和针对性。     

基于Hydrus-1D模型的太湖流域农田系统水分渗漏和氮磷淋失特征分析

在土壤水分长期定位观测基础上,应用Hydrus-1D模型对太湖流域典型稻麦轮作农田土壤水分渗漏进行动态模拟,并结合深层土壤溶液取样及氮磷浓度测定,分析了当前耕作方式下农田水分渗漏和氮磷淋失特征。结果表明,土壤水渗漏与降雨、灌溉及前期土壤含水率有关;麦季深层渗漏量小但持续时间长,而稻季单次渗漏量大却持续时间短。模拟时段内铵态氮和可溶解性总磷的淋失主要发生在稻季,淋失量分别为2.62、0.49 kg/hm²,分别占稻麦轮作期总淋失量的96.0%、96.0%,而硝态氮淋失主要发生在麦季,淋失量为57.97 kg/hm²,占总淋失量的80.2%;无机氮淋失的主要形态为硝态氮,其淋失量占总淋失量的96.4%。综合看来,硝态氮应作为主要阻控对象,以减少农田面源污染对地下水及太湖水体的污染风险。此外,氮磷淋失在6、7月份即休耕期和水稻生长早期容易达到峰值,应得到重视。     

Mitigating Greenhouse Gas Emissions from Rice-Wheat Cropping Systems in Asia

The rice-wheat belt comprises nearly 24–27 million ha in South and East Asia. Rice is generally grown in flooded fields whereas the ensuing wheat crop requires well-drained soil conditions. Consequently, both crops differ markedly in nature and intensity of greenhouse gas (GHG) fluxes, namely emission of (1) methane (CH₄) and (2) nitrous oxide (N_2O) as well as the sequestration of (3) carbon dioxide. Wetland rice emits large quantities of CH₄; strategies to CH₄ emissions include proper management of organic inputs, temporary (mid-season) field drainage and direct seeding. As for the wheat crop, the major GHG is N_2O that is emitted in short-term pulses after fertilization, heavy rainfall and irrigation events. However, N_2O is also emitted in larger quantities during fallow periods and during the rice crop as long as episodic irrigation or rainfall result in aerobic-anaerobic cycles. Wetland rice ensures a relatively high content of soil organic matter in the rice-wheat system as compared to permanent upland conditions. In terms of global warming potential, baseline emissions of the rice-wheat system primarily depend on the management practices during the rice crop while emissions from the wheat crop remain less sensitive to different management practices. The antagonism between CH₄ and N_2O emissions is a major impediment for devising effective mitigation strategies in rice-wheat system - measures to reduce the emission of one GHG often intensify the emission of the other GHG.     

浙江北部低洼田湿地农业种养结合模式的环境效应

浙江北部地区地势低洼，种粮易涝，严重制约当地农业的发展。2010年以来，作为湿地农业农作制度的创新，“水生作物 鱼类”种养结合模式在当地得到迅速发展。为了完善种养高效综合配套技术，在嘉兴市秀洲区3个农场开展了不同种养模式（藕 鱼和菱 鱼模式）的对比试验，对池塘水质、底质特征以及大气负氧离子浓度进行了分析。结果表明种养结合模式对池塘水质有一定改善作用。虽然养殖鱼类后水体有机污染有一定程度加重，但由于水生作物的吸收作用，使得水体氮磷含量明显降低。与菱 鱼模式相比，鱼塘种植莲藕后，对水质的改善效果更为明显。对底质的分析表明，鱼塘种植水生作物后，底泥中速效钾含量增加明显，尤其是在种植莲藕后。另外，由于施用化肥以及当年不收割引起的藕叶、茎杆等腐烂分解，使得藕 鱼模式池塘底泥中速效磷和总氮含量大幅增加，分别增加329.1% 和361.9%。对种养结合区域大气负氧离子浓度测定结果表明，种养结合开发利用有利于改善周边区域空气质量     

稻鸭、稻鱼共作对稻田P素动态变化的影响

以稻鸭和稻鱼生态系统为研究对象，通过大田试验研究了稻田P的动态变化及转化规律，及其对环境的影响。结果表明，施P后土壤和田面水P含量立即达到最大值，一周后迅速降低。相对于空白（CK），养鸭处理（RD）和养鱼处理（RF）田面水总P浓度、溶解P浓度、土壤速效P含量和水稻吸P量显著增加，而土壤全P含量有所增加。研究还表明，水稻吸P量与田面水溶解P、土壤速效P显著相关。对田面水P素径流流失的潜在环境效应分析表明，施P后的一周左右是控制P素流失的关键时期；由于养鸭养鱼能提高稻田P含量，在稻鸭、稻鱼共作期间，要注意避免农田排水和防止因降雨引起的田面水外溢。同时，由于鸭子和鱼能提高土壤有效养分含量，降低化肥的施用量，进而降低了化肥损失所造成的环境危害。     

基于DNDC模型的双季稻体系氨挥发损失研究

为了探索长江流域双季稻体系氮肥施用对氨挥发损失的影响，评价Denitrification Decomposition (DNDC)模型对产量和氨挥发拟合的适应性，设计了早稻和晚稻不同氮肥用量田间试验，采用密闭室间歇通气法原位观测氨挥发排放通量，利用DNDC模型进行模拟分析，并运用模拟结果探讨了水稻产量和氨挥发损失与施氮量之间的关系。结果显示，模型能较好模拟双季稻体系水稻产量和氨挥发，早稻、晚稻和双季稻产量模拟值与观测值的相关系数分别为0.994、0.928、0.979，早稻、晚稻和整个双季稻生育期氨挥发模拟值与观测值的相关系数分别为0.994、0.998和0.997，均达到极显著水平。DNDC模型能较好预测因施肥引起的氨挥发排放峰，但在氨挥发通量和排放总量的定量上还需要进一步改进。敏感性指数分析表明，气温是影响作物产量的关键因素，氮肥用量和气温是影响氨挥发的主要因素。DNDC模型在模拟双季稻体系籽粒产量上具有较高的可信度，DNDC模拟和田间观测数据计算的最高产量施氮量分别是420和417 kg·hm^-2。稻田氨挥发损失量与施氮量之间满足二次函数和线性关系，二次函数能更好描述两者之间的关系。为使DNDC更准确的进行估算和应用，有必要获取更翔实的环境资料以减少输入数据的不确定性。