基于公平与效率双重视角的中国农业碳减排潜力分析

科学估算减排潜力是实施减排责任分摊的基础。论文将环境因素纳入到经济生产体系,构建含有期望产出与非期望产出的农业经济核算框架,借助方向距离函数方法,对2000-2011 年中国31 个省(市、区)的农业碳边际减排成本进行估算。在此基础上,利用人均农业碳排放、人均农业生产总值、农业碳排放强度与农业碳排放影子价格4 个指标,构建农业碳减排潜力指数,基于公平与效率双重视角,对各省区农业碳减排潜力水平进行评估与分析。结果显示:① 农业减排成本地区差异较大。其中,海南、福建、山东、辽宁、广东、北京、天津等省区减排成本较高,其年均农业碳排放影子价格居于全国前列,最高值达2.542×10⁸元/10⁴ t;而西藏、青海两地农业碳排放影子价格最低,分别为0.105×10⁸元/10⁴ t 和0.542×10⁸元/10⁴ t,农业减排成本较低。② 基于农业碳减排的公平性与效率性差异,将中国大陆31 个省级行政区域划分为四大类:西藏等1 省2 区属于“高效较公平”型地区;甘肃1 省1 区属于“高效欠公平”型地区;辽宁等8省2 区属于“低效较公平”型地区;北京等12 省4 市属于“低效欠公平”型地区。③ 西藏、海南、青海、内蒙古四地农业碳减排潜力指数在三种情景下均排名前四,北京、黑龙江、山西三地均排名最后。④ 决策者对于公平原则与效率原则的不同偏好会导致各省区减排责任分摊机制不同。     

极端强降雨条件下黄土丘陵沟壑区不同植被类型土壤水分特征

为了解黄土丘陵沟壑区极端强降雨条件下土壤水分与植被之间的关系,对2013 年7 月极端强降雨条件下黄土丘陵沟壑区5 种主要植物群落,即刺槐(Robinia psendoacacia)、柠条(Caragana intermedia)、铁杆蒿(Artemisia gmelinii)、长芒草(Stipa bungeana)、白羊草(Bothriochlo aischaemun)群落的土壤水分进行了调查与分析,结果表明:①极端强降雨下,植被是影响土壤含水量的主要因素;②草本群落的土壤水分明显好于人工林,其中长芒草群落的土壤含水量、土壤贮水量和土壤有效贮水量均最高,分别为17.8%、961.2 mm和691.2 mm,郁闭度最大的31 龄林土壤水分最差;③人工林地土壤水分可补充至300 cm左右,草本群落土壤水分可补充至500 cm左右,人工林地深层土壤水分的恢复仍十分困难.     

Removing phosphorus from aqueous solutions by using iron-modified corn straw biochar

Iron-modified corn straw biochar was used as an adsorbent to remove phosphorus from agricultural runoff. When agricultural runoffs with a total phosphorus (TP) concentration of 1.86 mg·L⁻¹ to 2.47 mg·L⁻¹ were filtered at a hydraulic retention time of 2 h through a filtration column packed with the modified biochar, a TP removal efficiency of over 99% and an effluent TP concentration of less than 0.02 mg·L⁻¹ were achieved. The isotherms of the phosphorus adsorption by the modified biochar fitted the Freundlich equation better than the Langmuir equation. The mechanism of the phosphorus adsorbed by the modified biochar was analyzed by using various technologies, i.e. scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) analysis, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The results indicated that the surface of the modified biochar was covered by small iron granules, which were identified as Fe₃O₄. The results also showed that new iron oxides were formed on the surface of the modified biochar after the adsorption of phosphorus. Moreover, new bonds of Fe-O-P and P-C were found, which suggested that the new iron oxides tend to be Fe₅(PO₄)₄(OH)₃. Aside from removing phosphorus, adding the modified biochar into soil also improved soil productivity. When the modified biochar-to-soil rate was 5%, the stem, root, and bean of broad bean plants demonstrated increased growth rates of 91%, 64%, and 165%, respectively.     

官司河流域防护林景观结构及生态功能研究

利用2005年度的IKONOS4卫片解译数据和2007年度小班调查资料,结合样地调查资料以及四川省林业科学研究院森林生态效益定位站（四川绵阳新桥）径流场的有关数据,对绵阳官司河流域的防护林体系景观结构及生态功能进行了分析。结果表明：该区域防护林景观中,以松柏混交林（Mixed Alnus—Cupressus forest）面积最大,占27．37％,其次是马尾松纯林（Pinus massoniana forest）,占25．41％。栎柏混交林（Mixed Quercus-Cupressus forest）最少,只占0．96％。纯林面积明显大于混交林,前者比后者大45．31％。栎柏混交林、松柏栎混交林（Mixed Pinus-Cupressus—Quercus forest）最大斑块指数（LPI）、边缘密度（ED）和斑块密度（PD）较小,分布较为破碎。而马尾松纯林、松柏混交林和柏木纯林（Cupressus forest）分布较为集中。桤柏混交林（Mixed Alnus—Cupressus forest）和松柏混交林的散布与并列指数（IJI）较大,其空间关系较为复杂。栎柏混交林、柏木纯林的聚集度（A1）较小,斑块分散度大,连接睦较差;而桤柏混交林、松柏混交林的分散度较大,连接性较好。桤柏混交林、松柏混交林的形状指数（LSI）较小,形状分布较规则,而马尾松纯林、柏木纯林的形状指数较大,形状较复杂。从不同景观类型林下灌草层的生物多样性指数可知,松柏混交林、栎柏混交林的灌草多样性指数均较大,而马尾松纯林、柏木纯林则较小。从保持水土功能来看：桤柏混交林、松柏混交林的水土保持效果优于柏木纯林、马尾松纯林,桤柏混交林的水土保持效果优于松柏混交林。因此,对长江防护林进行空间结构调整,应多采用混交林模式,针阔混交林代替针针混交,乔灌草结合,调整合理的密度,使防护林景观的生态功能更好地发挥。     

长三角地区典型稻作农业小流域氮素平衡及其污染潜势

江苏省句容市陈武镇水库流域是以稻作为主的农业小流域,在长三角地区颇具典型性。于2007年5月至2008年4月在该流域进行定位观测与现场调查,通过估算氮素平衡来分析预测流域农田氮污染潜势。结果表明,研究时段内流域氮素输入量为1 589.1 t,输出量为1 168.4 t。化肥氮输入是农田氮素的最主要来源,占氮输入总量的67.2%;而作物收获是农田氮输出的主要方式,占氮输出总量的46.7%。水田和旱地氮平衡均处于盈余状态,盈亏率分别为20.5%和52.4%,氮素利用率分别为33.6%和34.9%,利用率较低。水田47.8%的氮素以气态形式损失,气态氮和储存在土壤中的氮素极易导致大气和水体污染。     

乌梁素海流域种 养系统氮素收支及其对当地环境的影响

以内蒙古乌梁素海流域为研究区,建立区域氮素流动模型,研究了2006年种-养系统中氮素的收支状况及其对区域环境的影响。研究结果表明,乌梁素海流域氮素投入主要来源于耕地系统,草地系统的投入量很少。耕地系统氮投入量大于支出量,氮素盈余4.03×104t,平均盈余85.0 kg.hm-2。草地系统氮投入量小于支出量,导致草地系统氮收支亏损,亏损额为593 t,平均亏损0.99 kg.hm-2。大量氮亏损是引起当地草场退化的主要原因。此外,该流域每年随地表径流进入地表水的氮总量达9.25×103t,给当地水环境带来了巨大压力。肥料施用是地表水最主要的氮素来源,因此,控制农业面源污染应是当地水环境控制和管理的重点。     

丘陵地区流域土地利用对氮素径流输出的影响

氮素是地表水体富营养化的一个限制因子,土地利用对农业非点源污染的氮素输出具有重要的影响.以位于亚热带低山丘陵地区的安徽省南部宣城市梅村流域为实例,通过航空遥感图像解译、GIS分析和实地定位动态监测方法,研究了具有不同土地利用结构的农-林生态系统地表径流水的氮素含量和输出通量及其与土地利用的定量关系.结果表明:氮素的输出以NO₃^--N的输出为主,土地利用类型或土地利用格局对径流水中氮素的含量和输出具有非常显著的影响.在同一种土地利用结构系统下,NO₃^--N与T-N的含量间具有极显著的正线性关系;而只有林地-水塘系统下,NH₄⁺-N与T-N的含量间有极显著线性关系.而各类氮素的输出量间都具有极显著正的线性相关关系.各类氮素的输出量都与土地利用类型具有指数相关性,林地、水塘对氮素输出具有负效应,而水田和村庄则具有正效应.同时,土地利用类型对径流中氮素的含量也有影响.     

苏、浙、皖、闽、湘、鄂、赣7省酸沉降农业危害——农业损失估算

为估算苏、浙、皖、闽、湘、鄂、赣7省由酸沉降造成的农业经济损失,利用野外开顶式熏气装置对水稻、小麦、大麦、棉花、大豆、油菜、番茄、胡萝卜和菜豆9种作物进行模拟酸雨与SO₂的单独处理和复合处理。建立酸雨pH值和SO₂浓度对农作物产量的单一影响模型和复合影响模型,从而推算出自然条件下7省农作物受酸沉降危害的减产量,利用市场价格法估算并分析酸沉降造成的７省农业经济损失。分析表明,酸沉降已对7省的农业生产造成了一定程度的危害,7省主要农作物受酸沉降影响播种面积达991.83万hm²,减产562.41万t,经济损失约合36.99亿元。     

上海浦东新区农业发展环境规划研究

基于在发展农业的同时有效地控制农业环境污染的目的,综合环境、经济和社会等方面的因素,建立了浦东新区农业结构优化调整的灰色线性规划模型。该模型将农业结构调整与经济预测、化肥与农药的流失控制以及畜禽粪便污染联系起来,动态地分析规划年份的浦东新区农业生产结构,确定了农业内部结构调整的方针。     

农业可持续发展状态评价指标(体系)框架及其分析

通过对农业活动、农业政策与农业环境变化关系的研究,提出了反映农业可持续发展状态的指标结构以及面向农业决策的状态指标分析框架,建议采用“离差法”来评价农业系统的可持续发展状态,其评价结果可以用来判断和制定正确的农业政策;同时还论述了状态评价的具体方法、步骤及评价标准