基于Landsat影像的鄱阳湖平原水稻主产区水稻熟制动态监测

鄱阳湖平原是我国重要的粮食生产基地,是华中单/双季稻作带,是基于遥感监测水稻多熟种植的典型区域。动态监测区域水稻熟制时空格局,对评估耕地利用强度、增强粮食供给功能以及保障国家与地区粮食安全具有重要意义。论文以鄱阳湖平原水稻主产区为例,首先结合水稻物候历、多年月均降水和Landsat影像云量特征,利用Landsat-5/7/8 TM/ETM+/OLI影像数据,在目视解译水田分布的基础上,基于合适时间窗口影像监测了主产区2005年和2013年水稻熟制变化格局;其次,通过农户访谈和调查问卷（677份）收集了主产区水稻种植及熟制变化的相关信息。研究表明：1）9月中旬到10月上旬是判别鄱阳湖平原单/双季稻的合适时间窗口。主产区9-10月处于少雨期,平均降水占全年的4%;云量覆盖小于等于10%的Landsat影像占20%,共484景,其中,9-10月占27%。2）2005-2013年,主产区水田面积减少2.68%,但复种指数增加9.0%,其中,单季稻减少1 061.35 km²,双季稻增加1 564.45 km²;2013年单季稻种植面积为4 795.63 km²,双季稻为11 617.13 km²,水稻复种指数为156.7%。3）空间上,双季稻主要分布在赣江河口三角洲、信江河口三角洲,而单季稻集中在鄱阳湖湖汊周边及市县（区）周围,总体上以赣江-饶河一线为界,界线以北以单季稻为主,以南则以双季稻为主。4）近3成受访农户近5 a调整了水稻熟制,其中“双改单”和“单改双”分别为14.2%和10.8%。另有4成多受调查县域存在主动弃耕现象,研究区弃耕或耕地他用比例占4.9%。     

复合改良剂对稻田Cd、As活性与累积的协同调控

为同时降低水稻糙米中Cd、As含量,以达到国家标准食品污染物限量标准,选取湘南某矿区Cd-As复合污染稻田土壤,以盆栽实验研究复合改良剂QFJ(羟基磷灰石+沸石+酸改性炭化秸秆)对土壤中Cd、As生物有效性及对水稻各部位累积Cd、As的影响,探讨QFJ对土壤Cd、As生物活性与稻米Cd、As累积的协同调控.结果表明:施用QFJ降低了水稻糙米中的Cd、As含量,施加量2g/kg时,糙米中Cd、As含量分别为0.19mg/kg和0.14mg/kg,均低于对照组的0.49mg/kg和0.27mg/kg,且同时低于0.2mg/kg,达到了国家标准食品污染物限量标准.施用QFJ提高了土壤pH值0.02~0.68单位,增加了土壤CEC、OM含量,同时土壤中Cd 的酸可提取态、交换态及TCLP提取态含量分别降低了7.3%~32.5%、12.6%~39.8%和40.7%~60.1%,对As的交换态和TCLP提取态含量的影响趋势是先降低后增大.糙米中Cd含量与土壤中Cd的3种提取态含量存在极显著正相关关系,As含量与其土壤中TCLP提取态含量存在极显著正相关关系.当QFJ施加量在2g/kg水平时,土壤中Cd、As的生物活性可协同控制在较低水平,从而同时降低了糙米中Cd、As含量.施用QFJ使得Cd在水稻根表铁膜中的含量呈增大趋势,在水稻其他部位含量呈减小趋势;As在谷壳中含量呈减少趋势,在其他各部位呈先减小后增大的趋势.水稻吸收的Cd和As大部分累积在根部和茎叶部,各部位Cd累积率大小是白根 > 茎叶 > 糙米 > 谷壳,As是茎叶 > 白根 > 糙米 > 谷壳.根据Cd-As污染程度不同,可考虑施用2~4g/kg QFJ以达到水稻的安全生产.     

不同施肥处理对红壤晚稻田CH4排放的影响

选取不同施肥处理的双季稻田为研究对象,采用静态箱一气相色谱法对晚稻田CH4排放通量进行观测。结果表明,与不施肥对照（T1）相比,各施肥处理CH4排放通量均有不同程度增加。其中秸秆还田＋化肥处理（T5）CH4平均排放通量为9．96mg·m^-2·h^-1,比增氮磷施肥处理（T4）和对照分别增加26．1％和120．0％;平衡施肥处理（T2）和减氮磷施肥处理（T3）CH4平均擗放通量比对照增加20％左右。说明施化肥可能提高水稻植株运输能力,进而增加CH4排放,但并未发现施化肥处理（T1、T2、T3和T4）之间CH4排放存在显菩差异。同时对相关环境因素的分析表明,各处理CH4排放通量与土壤5cm深处温度间存在指数函数关系,并与田间水层厚度呈正相关关系（P〈0．05）。综合考虑温室效应和稻谷产量,认为他为推荐施肥方式,即N、P2O5和K2O施用量分别为180、90和135kg·hm^-2,在插秧前1d施入占总N量70％的碳铵和全部磷肥、钾肥（过磷酸钙和氯化钾）作为基肥,并存分蘖期（2008年7月19日）追施占总N量30％的尿素。     

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。     

生物物种资源的保护和利用价值评估——以江苏省为例

将生物物种资源的价值分为直接经济利用价值、研究与开发价值和生物物种资源保护价值,以江苏省为例,对保护和利用生物物种资源的价值进行评估。结果表明:在3次产业中,所有生物物种资源行业的总产值为9 829.89亿元.a-1,增加值为2 548.15亿元.a-1,占地区生产总值的16.43%。植物新品种权保护和利用为3次产业共新增总产值125.44亿元.a-1,生物物种资源持有人、研发机构、种子经销商、农民的收入之比为1.0∶5.3∶455.9∶6 265.4。基于生物物种资源的专利权保护和利用为农业和医药制造业新增总产值8.88亿元.a-1。全省野生生物物种资源的潜在经济利用价值为1 646.49亿元,生物物种资源对生态系统发挥服务功能产生的价值为1 613.54亿元.a-1。     

长三角农田轮作系统氨排放特征、转化机制和减排潜力

为评估长三角农田轮作系统氨排放特征和减排潜力,通过密闭室间歇通气法对典型农田轮作系统的氨排放水平进行同步对比观测,探讨不同条件下的氨排放影响因素和转化机制;通过整理近10年长三角地区农田氨排放实测系数,建立基于本地因子的长三角农田轮作系统氨排放时空分布清单,并获取了不同氨减排路径下的减排效果.结果 表明,常规稻麦轮作模...     

Methane emission from rice paddy soils, aerotolerance of methanogens and global thermal warming

In vitro methane emissions from different rice paddy soils and algal mats were studied under anoxic and atmospheric conditions. Methane production from rice paddy soils cultivating different strains of rice was found to be appreciable under anoxic conditions, but considerably reduced under atmospheric conditions, and dependent on rice cultivars (strains). A contradictory result was obtained with a Gobindabhog cultivated rice field (a strain of rice with aroma), where methane yield under anoxic was greater than that under atmospheric conditions. The results indicated aerotolerance of methanogens or the possible existence of microaerophilic methanogens. The results from algal mats corroborated these findings.Methane has been considered to be an important greenhouse gas contributing significantly to global thermal warming (GTW). Flooded rice paddy fields have been considered to be a most prominent source of abiogenic methane emission, though considerable uncertainty exists regarding the true estimates of methane emission. Factors affecting methane emission and its abatement have been examined. In spite of increasing methane emission, rice cultivation leads to enormous utilization of the green house gas carbon dioxide and release of oxygen to the atmosphere. Thus, the contribution of methane to GTW (from rice paddy cultivation) is more than compensated by carbon dioxide absorption.Appropriate steps have been suggested for the reduction of methane emissions, the most important of which is the restoration of methane sinks.     

生物监测法查找危害水稻的污染源

某镇的稻田因受工业污水污染而导致水稻大面积死苗,采用生苗监测方法直找污染源,用５个工厂的污水和污泥进行盆栽水稻试验,结果表明,其中两个工厂的污水和污泥有较强的毒性全对稻苗造成严重伤害;另外两个工厂的污泥也会对稻苗造成严重伤害,有关工厂采取严格的环境保护措施后,１９９７年的水稻受害面积比１９９６年减少了９５％。     

水稻不同生育期根际及非根际土壤砷形态迁移转化规律

选取湖南某矿区污染稻田土,以盆栽试验的方式,采用美国TCLP(toxicity characteristic leaching procedure)和砷形态分析分级测定法,研究了水稻(Oryza sativa L.)各生育期(分蘖期、拔节期、孕穗期、灌浆期、成熟期)根际和非根际土壤中砷的赋存形态及转化规律.结果表明:1随着水稻生育期的延长,根际及非根际土壤p H值和砷TCLP提取态含量均逐渐上升,且非根际土壤p H值和砷TCLP提取态含量均高于同时期根际土壤.2水稻各生育期根际和非根际土壤中交换态砷(AE-As)含量均低于水稻种植前,并随着水稻生育期的延长逐渐上升.与水稻种植前相比,铝型砷(Al-As)、铁型砷(Fe-As)和钙型砷(Ca-As)含量在水稻种植后逐渐上升,但并不显著.残渣态砷(O-As)和总砷(T-As)含量在水稻种植后逐渐下降,在根际土壤中下降了37.30%和14.69%,在非根际土壤中分别下降了31.38%、8.67%.3在水稻不同生育期,土壤中各形态砷含量均表现为:残渣态铁型砷铝型砷钙型砷交换态砷.在p H值为5.0~5.8的范围内,各砷形态和砷TCLP提取态含量与p H值之间大都呈极显著或显著正相关,但根际土壤中钙型砷与p H值的相关关系较差.     

施用组配固化剂对盆栽土壤重金属交换态含量及在水稻中累积分布的影响

通过盆栽试验,研究组配固化剂石灰石+海泡石在不同施用量(0、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0 g·kg-1)下,盆栽土壤中重金属Pb、Cd、Zn交换态含量的变化与在水稻根、茎、壳和糙米的累积分布.结果表明:①土壤中Pb、Cd和Zn交换态含量随着组配固化剂施用量的增加呈明显降低趋势,交换态含量较对照分别降低了15.3%~99.9%、9.2%~99.9%和7.0%~99.9%,有效缓解了水稻对土壤Pb、Cd和Zn的吸收.②水稻生长状况得到改善,株高随组配固化剂施用量的增加逐渐上升.施用量在1.0 g·kg-1时,谷粒产量最大,与对照相比,增产60.4%.水稻各器官对Pb、Cd、Zn的吸收随施用量的增加逐渐下降;与对照相比,施用1.0~16.0 g·kg-1的组配固化剂后糙米中Pb、Cd和Zn含量下降幅度分别为2.2%~13.1%、29.3%~79.3%和19.5%~43.3%.