生物质炭对农田温室气体排放的作用效应及其影响因素探讨

气候变暖已成为当今全球关注的焦点。农田生态系统作为CO2、CH4、N2O等温室气体的主要排放源,在全球温室效应中起重要作用。近年来,由于生物质炭在改善土壤性质,提高土壤碳汇和控制农业温室气体排放方面的巨大应用潜力,特别是对土壤碳的增汇减排作用,已成为土壤学和环境科学的研究热点。目前,关于生物质炭在农田温室气体排放方面的影响研究主要集中在我国华中、太湖平原、成都平原等地。然而由于受空间地域、实验条件等因素的差异,众多学者开展生物质炭作用于农田温室气体排放的研究结果不尽相同,也未曾见有报道从影响因素的角度深入探讨其作用机制。综述对比了近几年来国内外关于生物质炭对农田温室气体排放的影响研究,并从生物质炭的种类、施炭量、应用的土壤类型以及耕作方式和施肥条件等因素探讨了生物质炭对农田温室气体排放的作用机制。旨在通过改变生物质炭的种类和施炭量等条件,从而为抑制农业温室气体的排放乃至缓解全球气候变化提供可靠的科学依据。综合各项研究发现,秸秆炭在抑制农田温室气体排放方面要优于其他种生物质炭;40 t·hm-2的施炭量是一个既能提高作物产量又能实现固碳减排目标的较好选择;单作物耕作方式和合理的保护性耕作技术有利于减少农田温室气体的排放;在肥料的施用选择上,施用氮磷钾有机肥比普通氮肥更能有效地减少农田温室气体的综合排放效应。然而,从微生物活性和群落结构变化的角度深入探讨生物质炭作用于农田温室气体排放的微观机理及其温室气体减排还仍需进一步的研究。     

基于EDM的农业节水技术补偿

实现农业节水,必须建立有效的农业节水补偿机制对农民进行补偿。文章采用经典EDM模型,分析了农业节水技术投入对生产者、消费者及社会福利的影响。研究认为,农业节水技术投入使得生产者剩余、消费者剩余以及社会总剩余全面增加;政策实施带来社会福利变化在产品市场上的消费者与生产者之间分配,缺乏弹性的一方受到的影响往往大于富有弹性的一方;根据投入产出及"谁受益、谁补偿"的补偿原则,由消费者剩余变化及生产者剩余变化分别占社会总福利变化的比重,即可制定消费者及生产者对农业节水项目的投资付费标准以及补偿标准;建立水权交易市场,使农民通过出售节约的水资源而获益,可有效地激发其投入节水事业的积极性。     

中国农业生产净碳效应分异研究

农业具有碳排与碳汇的双重效应。分析和把握不同省区的农业净碳水平,是深入研究农业生产碳排放问题的重要前提。鉴于此,研究基于农用物资投入、稻田、土壤、牲畜养殖等四方面23类主要碳源和以水稻、小麦为代表的15类主要农作物碳汇品种,测算了我国1995—2010年及31个省(市、区)2010年的农业生产碳排量、碳汇量,并在此基础上计算了各自净碳汇量。结果表明:①我国农业生产净碳汇量总体保持上升态势,由1995年的26 736.13×10⁴ t增至2010年的37 697.19×10⁴ t,年均递增2.32%。其中,碳排放量由1995年的24 952.39×10⁴ t增至2010年的29 116.91×10⁴ t,年均递增1.03%;碳汇量由1995年的51 688.51×10⁴ t增至2010年的66 814.10×10⁴ t,年均递增1.73%,碳汇增速明显快于碳排增速,可见我国在农业节能减排方面取得了一定成效。分阶段来看,呈现较为明显的"上升—下降—上升"的三阶段变化特征。②横向来看,区域净碳效应差异明显:农业生产净碳汇绝对量,排在前10位的地区占全国农业生产净碳汇总量的73.02%,而排在后10位的地区仅占全国的1.59%。农业生产碳汇水平,黑龙江、吉林、广西排在前三位,分别高达410.81%、400.94%和356.79%;西藏、青海、福建排在后三位,仅为25.57%、41.55%和103.80%。其中,黑龙江等12个地区农业碳汇水平高于全国同期平均水平(229.47%)。     

农业生产废弃物循环利用绩效测度的实证研究 ——基于三阶段DEA模型的农户基质化管理

针对农户的农业生产废弃物基质化循环利用行为进行实地调研,利用三阶段DEA模型,剔除外部环境因素和统计噪声的影响,测度农户农业生产废弃物循环利用行为的绩效,并对各决策单元的技术效率进行分解,分析农户循环利用效率较低的主因.结果表明:规模效率较低是导致当前农业生产废弃物循环利用效率较低的主要原因.具体来看,剔除外部环境因素和统计噪声的影响后,农户对农业生产废弃物的循环利用行为的综合效率均值仅为0.4089,存在59.11%的可改进空间,纯技术效率均值高达0.9701,表现良好,规模效率均值仅为0.4215,成为导致农户循环利用行为效率较低的主因.投入量调整前后样本农户农业生产废弃物循环利用绩效存在明显差异,环境变量和随机因素对样本农户的行为绩效具有重要影响.在农业生产废弃物循环利用过程中,环境变量的变化与投入松弛之间存在紧密的关联性.根据上述结论,提出了改善农业生产废弃物循环利用过程的环境变量、适度增加投入要素,以抑制投入变量松弛,提高农户对农业生产废弃物循环利用绩效的对策建议.     

农业气候资源变化对双季稻生产的可能影响分析

基于长江中游地区50 个气象台站自1960 年以来的历年地面气象观测资料,分1960-2009 及1960-1984、1985-2009 年3 个不同时间段,分温度生长期、早稻生长期、晚稻生长期分别分析了热量、光照、降水等农业的变化特征,并讨论对双季稻生产的可能影响。1960-2009年,该地区温度生长期平均气温、平均日最低气温、平均日最高气温的平均增速分别为0.08 ℃/10 a、0.09 ℃/10 a、0.07 ℃/10 a,≥10 ℃活动积温的平均增速为66.3 ℃/10 a,日照时数的平均减速为31.7 h/10 a,降水量的平均增速为3.7 mm/10 a。表现为温度上升、积温增加、温度生长期延长、日照时数减少、降水量微弱增加的变化特征。温度升高、积温增加可能导致发育速度加快、生育期缩短、病虫害加重,日照时数减少可能影响叶片光合及产量。早稻生长期的平均气温、≥10 ℃活动积温的增速分别为0.20 ℃/10 a、48.9 ℃/10 a,晚稻生长期分别为0.09 ℃/10 a、14.6 ℃/10 a,早稻和晚稻生长期间日照时数的下降速率分别为18.6 h/10 a、42.7 h/10 a,降水量的增加速率分别为1.9 mm/10 a、8.7 mm/10 a,表现为升温速率早稻大于晚稻,日照时数下降速率晚稻大于早稻,降水量增加速率晚稻大于早稻。早稻期间升温和积温增加明显可能有利于早稻提前播种、选用生育期稍长的品种、提高产量潜力和产量,晚稻期间升温不明显且日照时数下降则可能不利于群体光合和产量形成,影响其产量潜力和产量。区域中的江汉平原、洞庭湖平原等基础条件好的地区,其热量、日照、降水同步增加,其他地区则表现为热量、降水增加,但日照时数下降,要充分发挥其基础条件好与气候资源丰富且同步增加等优势,发展高效规模化生产,增强稻谷生产能力。     

佛山农业表层土壤磁化率特征及其与重金属含量的关系

环境磁学方法针对城市、矿区、工业区等特定区域土壤的研究现已比较普遍,但在农业土壤重金属研究中的应用还比较少。本文对采自佛山市的532件农业表层土壤样品进行低频（976 Hz）和高频（15616 Hz）磁化率测试,在分析其空间分布特征的基础上选取175件（其中,旱地土样149件,水田土样26件）代表性样品进行重金属（Cd、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn、Hg、As）含量的分析测试。在分析不同土壤样品磁化率与重金属含量之间相关关系的基础上,从旱地和水田土壤中分别挑选出6种与低频磁化率高度相关的重金属元素（旱地Ni、Cu、Cr、Zn、Cd、Pb,相关系数分别为0.599、0.492、0.279、0.510、0.445、0.225;水田Ni、Cu、Cr、Zn、Cd、Hg,相关系数分别为0.728、0.699、0.606、0.602、0.764、0.450）进行回归分析,列出回归方程,并得到一些初步认识。主要有（1）低频磁化率与频率磁化率在空间分布上总体呈现相反趋势;（2）重金属含量与低频磁化率总体呈正相关,但正相关的元素种类在旱地和水田土壤中有所差异;（3）所研究的旱地土壤重金属含量与频率磁化率呈负相关关系,但这种相关关系在水田土壤中没有明显表现;（4）Pb 元素在旱地土壤中与低频磁化率表现出显著正相关（P〈0.01）,在水田土壤中却与低频磁化率和频率磁化率表现出一定的负相关性。（5）通过测定农业土壤的磁化率即可初步推算出相应的重金属含量,为磁学方法在农业表层土壤重金属快速监测领域的进一步应用提供了数据支持和科学依据。     

农业环境中抗生素风险评估的研究进展

抗生素在畜牧、种植及水产养殖等农业领域广泛应用,且大量抗生素未经代谢就进入环境,因此明确其对生态环境和人类健康的影响至关重要.通过系统综述抗生素风险评估方法的相关研究.结果表明,生态环境风险主要通过风险商法（RQ）评估,预测无影响浓度（PNECs）是生态环境风险评估的重要指标,但其取值尚存在争议;健康风险的评估方法为危害商法（HQ）,抗生素暴露途径和毒理学阈值的选取是评估的关键.目前两类评估方法均缺乏对复合污染的研究,且未考虑抗生素代谢产物潜在的风险.进一步地分析表明,水环境和粪/肥/土壤环境中抗生素的生态风险普遍存在,粪/肥还田均会影响水土环境,土地利用类型与高风险抗生素种类有关;PNECs的取值受所选受试物种、实验条件、计算方法和土壤类型等影响;通过饮食摄入抗生素引起的健康风险极微,但沿海地区通过食用海鲜引起的健康风险不容忽视;农业环境中的喹诺酮类抗生素生态风险和健康风险均相对较高.基于抗生素在农业中的使用量及相关环境中的残留浓度和毒性,研究提出了农业环境中需要优先控制的抗生素清单,总结了抗生素风险评估存在的主要问题,可为农业环境中抗生素的风险评估优化和污染防治提供支撑.     

集约化农区土地利用变化对水资源的影响——以河北省曲周县为例

根据曲周县统计资料和水利观测资料,分析了近30年来土地投入变化及其对粮食作物单产变化的贡献率,并对区域水资源平衡变化的情况进行了计算和分析。研究结果表明,作为集约化农区的曲周,30年来土地利用集约化程度不断提高,表现为土地的复种指数、化肥投入和灌溉率不断提高;播种作物面积单产的生产函数模拟表明,灌溉保障率的提高对作物播种面积单产的贡献率最大,达到了0.546;作物播种面积单产提高对水资源的高度依赖性,导致了对水资源的过度开采,使区域水资源失衡。这种趋势持续下去,将对区域的资源持续利用产生不利影响。要促进集约化农区水土资源的可持续利用,只有降低复种指数,减少耗水作物,特别是小麦的播种面积。     

黄土高原生态环境建设与农业可持续发展战略研究

从黄土高原宁夏部分生态建设与农业可持续发展的战略地位出发,阐述了宁夏生态环境存在的问题与治理经验,并提出了如何改善宁夏生态环境、进行保护性建设的一些可行性建设。     

论农资产品的使用对新疆农业生态环境的影响

从农业生产、农业生态及环境保护等角度,对农药、化肥和农膜三大农资产品在农业生产中的作用及负面效应进行了分析。认为在现代农业生产中的农药、化肥和农膜具有不可替代的作用。在相当长的一段时间内、这些农资产品的应用是不可能摈弃的。但其负面效应也是不可忽视的。尤其是对农业生态环境的影响。应采取一切行之有效的措施消除或消弱其不利影响。