Traditional agriculture in transition: examining the impacts of agricultural modernization on smallholder farming in Ghana under the new Green Revolution

Following the renewed effort at achieving a new green revolution for Africa, emphasis has been placed on modernizing smallholder agriculture through the deployment of improved inputs especially mechanized technologies. In Ghana, the government has in the last decade emphasized the provision of subsidized mechanized ploughing services to farmers alongside a rapidly growing private sector tractor service market. While mechanized technology adoption rates have increased rapidly, the deployment of these technologies has been without critical analysis of the impacts on production patterns and local agrarian systems. This paper examines the distributional impacts of agriculture mechanization on cropping patterns and farm sizes of smallholder farmers in northern Ghana using Geographic Information Systems (GIS) techniques, and semi-structured interviews with smallholder farmers (n=60). Specifically, comparative analysis of the field sizes and cropping patterns of participant farmers prior to and after the adoption of mechanized technologies was conducted. In-depth interviews were used to contextualize the experiences of smallholder farmers toward understanding how mechanization may be impacting traditional agriculture. Our findings reveal a mechanization paradox in which farm sizes are expanding, while cropping patterns are shifting away from traditional staple crops (pearl millet and sorghum bicolor) to market-oriented crops (maize, rice and groundnuts). This transition we argue, has adverse implications on the cultural dimension of food security, the organization of social life, and climate change adaptation. We recommend a retooling of the current agricultural policy focus to ensure context sensitivity for a more robust battle against food insecurity.     

太原汾河景区跨桥断面水体污染的时空变化模式研究

选取太原汾河景区跨桥断面8个监测点,在2012年3月—2013年10月期间对河流8项水质参数进行监测,并结合派生的水体综合污染指数及主成分分析方法分析和评价景区水污染时空变化特征。结果表明,景区水质污染变化时空差异明显,上游污染相对较小,下游污染较重;春季溶解氧和p H值变化幅度最大,夏季除总氮和氨氮外,其他各污染物均有显著变化特征,秋季则以氨氮、总氮和总磷变化最为显著。主成分分析结果显示,虽然各监测点水体污染的关键影响因子不同,但总磷是太原市河流水体污染的共同解释因子。     

浮桥河水库浮游植物的多样性及其演变

1997年4月至1998年1月对浮桥河水库浮游植物状况进行了调查,结果表明:该水库常见浮游植物约189种,隶属于8门92属,其中硅藻门25属64种,绿藻门39属79种,蓝藻门17属30种,甲藻门、隐藻门、裸藻门、黄藻门及金藻门种类较少。其个体密度年平均为44.9×104ind/L;生物量年平均为6.439mg/L,其中蓝藻占33.37%,硅藻和绿藻分别占20.68%和20.16%,甲藻占16.31%。浮游植物现存量的季节变化表现为从春季开始平稳上升,至秋季达到最大值。蓝藻、硅藻、绿藻等主要种类的季节变化按生物量大小依次为:秋季夏季春季冬季。浮游植物现存量的水平分布为上游最高,中游次之,下游最低,库汊低于中游而略高于下游。群落的相似性表现为上、中游相近,下游和库汊相近。群落的物种多样性根据计算Shannon-Weiner指数为上游最大,其次为中游,下游再次,库汊最低。与1980年的调查结果相比较,浮桥河水库浮游植物种类小型化明显,生物量增加2.5倍。     

不同轮作模式下作物根际土壤养分及真菌群落组成特征

为研究宁夏中部干旱带不同轮作模式下土壤养分及真菌群落组成的特征,以谷子轮作大豆（MRG）、轮作籽粒苋（MRA）、轮作藜麦（MRQ）及谷子连作（CK）为对象,测定了土壤养分含量,并利用Illumina MiSeq高通量测序平台测定了土壤真菌的ITS变异区序列.结果表明,不同轮作模式对土壤养分的影响存在差异.3种轮作模式下土壤pH和电导率均有所下降,土壤全氮、全钾、全磷和有机质含量均上升,OTUs数和α多样性指数均高于连作.真菌群落组成研究结果显示,子囊菌门（Ascomycota）为4种模式下的优势菌群.聚类分析显示MRA和MRG的真菌属组成最为相似,其次是MRQ,CK与3种轮作模式相差较大.相关性分析显示,土壤养分与几种优势真菌属呈显著相关性（P<0.05或P<0.01）,土壤全氮、全钾、硝态氮和有机质含量是影响土壤真菌群落最主要的因子.主成分分析（PCA）表明,MRG轮作模式优于MRA和MRQ模式.综上所述,轮作提高了真菌群落多样性指数,改变了土壤真菌群落结构,改善了土壤肥力状况,其中以谷子与大豆轮作效果最佳,建议将谷豆轮作作为中部干旱带杂粮产业中主要的轮作模式之一进行推广.     

喜凉作物生长期对全球变暖停滞响应的时空差异——以中国绿洲为例

基于中国绿洲喜凉作物（chimonophilous crop）分布区39个站点1960~2016年逐日平均气温资料,运用线性趋势法、反距离加权插值（IDW）、Morlet小波、Mann-Kendall检验等方法,研究中国绿洲喜凉作物气候生长期的时空变化对变暖停滞的响应.结果表明：①变暖停滞期,中国绿洲喜凉作物气候生长期起、止日及生长期日数以-0.2d/10a、0.33d/10a、0.53d/10a的趋势变化,较1960~2016年起始日提前趋势减缓1.01d/10a,终止日推迟减缓1.28d/10a,生长期日数延长减缓2.3d/10a,对变暖停滞有响应.②中国绿洲喜凉作物气候生长期起始日对变暖停滞响应的站点有44%,终止日和生长期日数均为49%,主要分布在南疆、柴达木盆地和河西绿洲,其中河西绿洲对变暖停滞响应最明显,南疆次之,柴达木最小,而北疆绿洲不存在滞缓现象,显然空间差异明显.③M-K检验显示,中国绿洲喜凉作物气候生长期起、止日及生长期日数分别在2001年、1990年和1997年发生突变,起始日晚于变暖停滞起始年份,终止日和生长期日数早于变暖停滞起始年,且分绿洲生长期日数突变年与变暖停滞起始年相接近.④Morlet小波得出变暖停滞期其变化稳定存在2.4~4.3a的震荡周期,表明未来几年中国绿洲喜凉作物气候生长期仍持续延长.     

新冠肺炎疫情期间我国居民洗手行为研究

直接接触和飞沫传播等方式是新型冠状病毒传播的主要途径,合理的洗手行为是切断暴露途径和降低病毒感染风险的有效防控措施,对于新型冠状病毒肺炎（COVID-19,简称“新冠肺炎”）疫情的防控具有重要的作用.该研究于2020年2月25日—3月14日,采用电子问卷的方式调查了覆盖我国31个省（自治区、直辖市）1 728个县（区）18岁及以上的居民,收集共计8 330名成人的洗手情形及洗手时长等信息,分析不同暴露情景下的洗手行为及其影响因素.结果表明:女性、城市地区居民在洗手比例和洗手时长上均分别高于男性、农村地区居民.人群在一般暴露情景下的洗手比例较高,而对于病毒感染风险较高的暴露情景（如咳嗽或打喷嚏后、接触他人后等）的洗手率（分别为73.6%和83.9%）排名靠后,说明人群对病毒的传播途径和防护措施有待深入理解;在洗手时间上,根据WHO规定的洗手时长标准（20 s）,仅有41.7%的人群洗手时长合格（大于20 s）,城区居民洗手时长的合格率（42.0%）显著高于农村地区（39.7%）;总体上,具有外出经历的人群洗手比例较未曾外出的人群高,新冠肺炎疫情期间居住地是否存在新冠肺炎疑似和确诊病例显著影响居民的洗手行为,但是疫情最严重的地区居民的洗手时长合格率（37.2%）最低,反而疫情最轻的地区居民的洗手时长合格率（43.6%）最高,说明居民的洗手行为可能受疫情等多方面的影响.研究显示,相比于非疫情期间而言,疫情期间我国居民洗手行为发生率提高,洗手时长合格率提高,但是仍然水平偏低.应提高居民洗手行为意识,科学地执行洗手这一防护措施,相关政策制定以及个人防护应当进一步关注和重视洗手行为的防疫作用.      

江西定南县离子型稀土尾矿周边水体氮污染状况与分布特征

为探究"稀土王国"江西省赣南地区离子型稀土矿对周边水体环境的影响,以离子型稀土矿分布密集区定南县濂江月子河流域和龙迳河龙头流域为研究对象,综合分析研究区特征污染物ρ（NH₄+-N）空间分布特征,采用相关性分析和主成分分析揭示其主要污染来源及影响因素.结果表明:①离子型稀土矿停产整顿半年后,濂江月子河流域和龙迳河龙头流域ρ（NH₄+-N）超过1.00和2.00 mg/L的采样点分别达72%和68%;pH范围为2.95~7.66,平均值分别为6.23和5.53,水体总体上偏酸性;ρ（TN）、ρ（NH₄+-N）、EC与ρ（NO₃--N）变异系数较大,均介于0.80~1.50之间.②相关性分析结果显示,ρ（NH₄+-N）与ρ（TN）、EC均呈极显著正相关（P < 0.01）;ρ（NH₄+-N）与pH呈显著负相关（P < 0.05）.③流经稀土尾矿区的水体中ρ（NH₄+-N）随距离增加呈现明显的空间梯度分布特征,即距稀土矿区边界200 m处水体中ρ（NH₄+-N）最高（12.20~200.00 mg/L）,其次为1.15 km内（3.69~11.80 mg/L）及3.5 km以上水体（0.80~1.51 mg/L）,矿区周边未受到采矿活动影响的水体中ρ（NH₄+-N）最低（0.03~0.15 mg/L）.④PCA结果表明,2条河流的主要环境影响因子为ρ（TN）、ρ（NH₄+-N）、pH和EC,主要受到周边稀土矿山尾矿的强烈影响.研究显示,离子型稀土矿原位浸矿开采停产半年后,重点小流域水体中ρ（NH₄+-N）高概率超标的现状仍然存在,受稀土开采活动影响较大.建议进一步开展重点小流域NH₄+-N剩余"库容"精算和矿山周边地表水定期监测.      

能源作物甜高粱对镉污染农田的修复潜力研究

通过田间控制试验,研究在不同镉污染条件下甜高粱对镉的吸收和积累规律,并采用先进固态发酵(ASSF)技术对甜高粱进行能源化利用,阐明能源植物甜高粱对镉污染农田的修复潜力.结果表明:甜高粱对镉具有较强的吸收能力和耐性,在不同浓度的镉处理条件下,均可以完成正常生育期(167 d),但当土壤镉含量达到33 mg·kg~(-1)时其生长受到显著抑制.在甜高粱植株内,根部的镉浓度最高,呈现根茎叶籽粒的分布特点,单株镉的积累量最高可达到0.84 mg(土壤镉含量为18 mg·kg~(-1)).甜高粱对镉的吸收与土壤中的镉含量具有显著的线性关系(P0.05),随着土壤中镉含量的增加显著增加,但是镉处理对甜高粱茎秆的糖和水分含量,以及发酵过程中糖利用率和乙醇转化率均没有影响.因此,在镉污染农田上种植甜高粱,可以确保生产的产品不进入食物链而进入能源产业链,既可以生产生物乙醇的原材料,产生经济效益,又可以吸收土壤中镉,实现对镉污染农田的边生产边修复.     

Nitrogen isotope ratios in pine bark as an indicator of N emissions from anthropogenic sources

The article describes the use of Scots pine bark to identifynitrogen sources in eastern Germany, as well as background areas in Russia and Bulgaria, by using natural isotope ratios of total nitrogen (N_t) and individual N compoundssuch as ammonium (NH₄ ⁺), nitrate (NO₃ ^-)and amid nitrogen (amide-N). The samples collected were analysed using an elemental analyser in connection with a gas isotope mass spectrometer (EA-IRMS). Natural ¹⁵N abundances in pine bark from impact areas suggest that the ammonium accumulated on the surface of the bark is releasedfrom livestock management. Bark of Scots pines growing near agricultural land had highly depleted ¹⁵N_t values (between –8 and –12), while bark from background areas (unpolluted areas) displayed slightly negative ¹⁵N_t values (mean ¹⁵N_t = –3.8). It is assumed that part of the N adsorbed on the bark surface is mainly derived from ammonia(mean ¹⁵N_t = –40.3) escaping from livestock housing and during the application of manure. This assumption is confirmed by experiments under controlled conditions in which manure samples were spread on soil. In addition, temporal and spatial variations of ¹⁵N_t abundances in pine bark from various locations in eastern Germany as wellas pine stands in Nature Park Dübener Heath are discussed.