Assessment of land degradation and its impact on crop production in the Dry Zone of Myanmar

Land degradation in terms of soil degradation is a major environmental issue posing threat to sustainable livelihood in the semi-arid region of Central Myanmar. However, the studies on soil degradation status and its impacts in this region are very scanty. The objective of this study was to determine the impact of land degradation on crop production both in terms of area and yield in the Dry Zone of Myanmar. Remote sensing and geographic information system-based modelling was utilized to assess and map soil erosion rates. Household survey was conducted to understand the causes of land degradation and its impacts on crop productivity and livelihoods. It has been found out that the current rate of soil erosion ranged from 0 to 114 t ha^–1 yr^–1, and that the average rate of soil erosion increased from 14.2 to 54.6 t ha^–1 yr^–1 over a period from 2000 to 2012. The major types of land degradation were physical and chemical soil degradation. Farmers identified topographic condition, soil types, improper crop management practices and climatic factors as the main causes of soil erosion. The observed crop yields of monsoon rice, groundnut, sesame and cotton in the highly degraded area were 3–12 times lower compared with the yields of these crops grown in less degraded area. Livelihoods of the farmers in the high-degraded area were affected by crop yield reduction, increased cultivation cost and increased uncultivable land area. The impact of land degradation on crop production was dependent on the severity of degradation. This suggests that advanced conservation measures are immediately required and the supportive policy strategies need to be implemented to educate farmers and to strengthen extension services for sustainable land management in the Dry Zone of Myanmar.     

不同轮作制度下施肥对冬小麦田间杂草群落及小麦生长的影响

为探讨不同轮作制度下长期施肥对冬小麦Triticum aestivum L.田间杂草及小麦生长的影响,我们在三个长期田间肥效试验定位点,研究3种轮作制度下(冬小麦-大豆Glycine max (L.) Merr.(WS)、冬小麦-夏玉米Zea Mays L.(WM)、冬小麦-中稻Oryza sativa(WR))长期不同施肥模式对冬小麦田间杂草群落及小麦生长的影响.研究表明,在3种轮作制度下,平衡施加N、P、K肥或者NPK肥配施有机肥均可以显著降低冬小麦田杂草密度、地上生物量和田间光照透过率,促进冬小麦生长,并提高冬小麦产量和地上生物量;而且在冬小麦-大豆轮作和冬小麦-中稻轮作的冬小麦田中平衡施加N、P和K肥可以在控制杂草密度的同时保持一个较均一的杂草群落.3种轮作制度下各指标相对值比较发现,3种轮作制度改变施肥对冬小麦田间光照透过率影响程度的顺序与3种轮作制度改变冬小麦田中施肥对杂草密度和地上生物量影响程度的顺序相同;另外,在冬小麦-大豆轮作和冬小麦-中稻轮作制度下杂草密度与冬小麦田间光照透过率之间的相关系数也很高(R≥0.7906),说明施肥对冬小麦田间光照透过率的改变可能是施肥影响冬小麦田间杂草群落的主要途径之一.轮作制度改变冬小麦田中施肥对优势杂草种类数和杂草生物多样性影响的程度差别不大,这可能是因为轮作改变施肥对田间杂草的影响并没有达到引起田间杂草物种消亡的程度.结果表明,在3种轮作制度中施肥对冬小麦田间杂草群落及小麦生长的影响虽有差异,但都显示出施肥在抑制田间杂草发生、维持杂草生物多样性和提高作物产量上的作用.     

Emission factors of gaseous carbonaceous species from residential combustion of coal and crop residue briquettes

Experiments were performed to measure the emission factors (EFs) of gaseous carbonaceous species, such as CO₂, CO, CH₄, and non-methane volatile organic compounds (NMVOCs), from the combustion of five types of coal of varying organic maturity and two types of biomass briquettes under residential burning conditions. Samples were collected in stainless steel canisters and 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) cartridges and were analyzed by GC-FID/MS and HPLC, respectively. The EFs from crop residue briquette burning were generally higher than those from coals, with the exception of CO₂. The dominant NMVOC species identified in coal smoke were carbonyls (41.7%), followed by C2 unsaturated hydrocarbons (29.1%) and aromatics (12.1%), while C2 unsaturated hydrocarbons were the dominant species (68.9%) emitted from the combustion of crop residue briquettes, followed by aromatics (14.4%). A comparison of burning normal crop residues in stoves and the open field indicated that briquettes emitted a larger proportion of ethene and acetylene. Both combustion efficiency and coal organic maturity had a significant impact on NMVOC EFs from burning coal: NMVOC emissions increased with increasing coal organic maturity but decreased as the combustion efficiency improved. Emissions from the combustion of crop residue briquettes from stoves occurred mainly during the smoldering process, with low combustion efficiency. Therefore, an improved stove design to allow higher combustion efficiency would be beneficial for reducing emissions of carbonaceous air pollutants.     

陕北黄土区陡坡土壤水分变异规律研究

土壤水分是制约陕北黄土区陡坡林草植被建设主要限制因素,深入系统的研究陡坡土壤水分变异规律是科学开展林草植被建设的重要前提。目前,陡坡不同季节、不同坡向、不同坡度的土壤水分变异规律尚未见系统的研究。为此,本研究通过观测陕北黄土区坡面尺度的自然恢复流域陡坡土壤含水量,研究分析了陡坡土壤水分季节变化规律、陡坡土壤水分垂直变化规律,结果表明：（1）陕北黄土区陡坡的土壤水分消耗期、土壤水分积累期、土壤水分消退期和土壤水分稳定期分别对应3-6、7-9、10-11和12月-次年2月;（2）0~120 cm土层中0~60 cm土层土壤含水量变化活跃。土壤水分随着土层深度的增加而增加,且各层间的差异也越来越显著;（3）基于土壤水分的垂直变化规律,陡坡的土壤水分弱利用层、土壤水分利用层、土壤水分调节层分别为0~40、40~60和60~100 cm。（4）在垂直于陡坡坡面方向上,深度大于40~50 cm的土壤层能为植被生长提供良好的土壤水分环境,有利于人工植被建设在陡坡开展。     

甘肃省陇东塬区土壤及农作物中微量元素的分布特征

通过测定甘肃省陇东塬区马岭、西峰和华庆油田区土壤以及小麦、苹果、油菜中Cu、Ni、Cd、Pb、Cr、Zn等6种微量金属元素质量分数,研究塬区土壤中微量元素的空间分布特征及其在植物体内的转移、富集能力.结果表明:塬区土壤中w(Zn)明显高于其他5种元素,其平均值达111.64 mg/kg;w(Cd)最小,在1.64～3.38 mg/kg之间;其余4种元素(Cr、Pb、Ni、Cu)质量分数在20～70 mg/kg之间.当地主要农作物对土壤中微量元素的富集系数均小于1,富集能力一般,其中根部的富集能力相对较大,地上部位均较小.      

滨海滩涂不同围垦年代垦区农作物重金属累积特征及其与氮、磷的关系

为探明滨海滩涂围垦区农作物重金属累积特征及其与围垦年代、作物氮磷含量及化学计量比的关系,采集盐城地区不同围垦年代(围垦20、30、40、60年)农田4种主要作物(大麦、小麦、油菜、蚕豆)样品63个,测定了其根、茎叶和籽粒中Cd、Cu、Zn、Pb、Hg、As及全氮(N)、全磷(P)和粗蛋白(CP)含量,分析了重金属累积特征及与围垦年代、N、P、CP及N/P比的关系,并采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对重金属污染程度和安全水平进行了评价。结果表明,1)围垦农田作物整株各指标含量分别为Cd (0.52±0.94)、Cu (12.98±16.00)、Zn (34.93±27.91)、Pb (3.50±5.88)、Hg (0.0063±0.0063)、As (1.94±3.72) mg·kg~(-1)及N(13.69±8.27)、P (5.98±2.24)、CP (79.55±49.54) g·kg~(-1);籽粒中则分别为(0.0059±0.020)、(1.83±1.48)、(11.13±4.45)、(0.09±0.30)、(0.0023±0.0036)、(0.0021±0.0048) mg·kg~(-1)及(19.21±7.68)、(6.04±1.64)、(111.78±47.81) g·kg~(-1); 2)作物重金属均表现为根茎叶籽粒,N和CP与之相反,表现为根茎叶籽粒,而P则表现为根籽粒茎叶; 3)不同围垦年代之间作物重金属、N、P、CP含量、N/P比及综合污染指数(Pz)均没有显著差异(P0.05); 4)各作物籽粒6种重金属单因子污染指数均值均小于1,除个别样品Pb超标(超标率11%)外,其他重金属均未超标; 5)作物籽粒重金属Pz均值为0.38,表明该地区作物重金属总体处于安全级,但大麦、小麦、油菜籽粒均有样品Pb含量超过警戒线,个别样品甚至达到重度污染水平; 6)作物整株各重金属之间、重金属与P之间均存在显著正相关(P0.01),而重金属与N、CP、N/P存在显著负相关(P0.01),在籽粒中则相关性均不显著(P0.05)。以上结果显示,盐城滨海滩涂围垦区作物重金属累积与围垦时间关系不大,其含量目前尚处于可接受范围内,但Pb污染值得关注,作物重金属与P之间存在一定的相互促进作用,而与N存在一定的拮抗作用,高氮低磷的机体养分状况有助于降低重金属含量。     

环流型对武汉市臭氧污染浓度的影响分析

本文统计了武汉市臭氧污染超标日和清除日的环流类型,并对超标日环流型对应的气象要素进行了对比分析,揭示了环流型对臭氧浓度的影响.结果表明：①按照高空环流分类,武汉市臭氧超标环流型主要有：槽后西北气流型（占比最高,29%）、西太平洋副热带高压型、脊型、平直西风气流型、大陆高压型;臭氧清除环流型主要有：槽前西南气流型（占比最高,44%）、平直西风气流型、登陆台风型.②超标环流型的相同天气特征为：基本无降水发生,白天晴到多云,地面风速小,日最高气温≥27 ℃,日最低湿度≤65%;清除环流型的天气特征为：云量多,有降水,地面平均风速2.0~3.5 m·s^-1.③对5种超标环流型进行对比发现：大陆高压型高温（34 ℃）、低湿、少云,最有利于光化学反应,臭氧浓度最高;平直西风气流型低温、多云,地面西北风为主,最有利于污染输入,臭氧浓度次高;西太平洋副热带高压型气温最高（35 ℃）,但湿度最大、云量最多,槽后型和脊型低温、低湿、少云,这3种环流型臭氧浓度一般.     

三棱钻杆粉体负载扭矩计算模型研究

为了实现三棱钻杆转动过程的定量化计算,在分析了三棱钻杆排粉机理的基础上,提出了基本假设,建立了扭矩基本物理模型,并阐述了物理模型的求解过程,得到了基本参数的解析解。在此基础上,对相关参数的求取方法以及最小扭矩问题进行了分析讨论,求得了钻孔内煤粉密度ρ的解析解以及降低钻杆整体扭矩的方法,提出了实际应用环节测定临界转速w界的实验方法,并得到了提高钻孔长度的理论方法。     

哈尼梯田地区农户粮食作物种植结构及驱动力分析

哈尼稻作梯田系统作为全球重要农业文化遗产（GIAHS）,具有极高的生态、经济、文化价值。近年来,以粮食产量增长为导向的农耕技术和作物品种单一化趋势,给哈尼梯田地区带来了严重的生态和食品安全问题。论文以农户生产行为作为切入点,从主要粮食作物的经济效益、耕地资源特征、村落发展类型、农户的家庭特征与资源禀赋进行实证研究,分析了哈尼梯田地区农户粮食作物种植结构现状及驱动因素。结果表明：1）调查涉及的41.23 hm²有效耕地中,按种植总面积排序,杂交稻、玉米、水果类作物位居前三。2）本地传统粮食作物--梯田红米,种植总面积和户均种植面积远小于经济效益较高的杂交稻和兼有饲料用途的玉米。同时,农户倾向于将其种植在质量较差、海拔较高的耕地上。3）作物的经济效益和耕地海拔及质量对替代性作物（如杂交稻和红米）的种植选择影响较大;个体农户层面上,农户特征与资源禀赋在不同程度上对不同作物的种植选择产生影响。     

成都平原氮磷化肥施用强度空间分布及影响因素分析

掌握化肥施用强度的空间分布及影响因素,对施肥的精准管理和污染防控意义重大.以往研究多限于人为因素的探讨而缺乏自然地理因素对化肥施用强度空间分布的影响分析.基于成都平原23492个点位的化肥调研数据,结合地统计学方法和地理信息系统（GIS）技术,探究该区域2010~2015年均氮和磷化肥施用强度的空间分布特征及影响因素.结果表明：①研究区2010~2015年均氮和磷化肥施用强度总体处于120~360 kg·hm^-2和60~180 kg·hm^-2的中低风险强度.高风险强度主要分布在郫都、彭州、什邡、龙泉驿和金堂等粮（果）蔬种植区,相对低值区多分布在南部和东北部;②氮和磷化肥施用强度的块金系数为66.17%和41.60%,其空间分布受结构性和随机性因素共同作用决定,呈中等空间自相关性;③人为和自然因素均对氮和磷化肥施用强度的空间分布影响显著.种植作物类型（细分类）能独立解释12.90%和25.10%的施氮和施磷空间变异,是影响氮和磷施用强度空间分布的主控因子;成土母质的重要性仅次于种植作物类型,且对于施磷强度独立解释能力约是施氮强度的3.6倍.在种植作物类型起主要决定作用时,成土母质仍深刻制约和影响研究区氮和磷化肥施用强度的空间分布.因此,进行化肥施用管理和环境风险分析时需重点考虑种植作物类型和成土母质的综合作用,在磷肥施用方面更应关注成土母质的影响.