农田土壤固碳作用对温室气体减排的影响

温室气体排放引起的全球气候变暖和平流层臭氧空洞已成为当前人们关注的环境问题之一。土壤碳库作为地表生态系统中最活跃的碳库之一,是甲烷、二氧化碳、一氧化二氮等温室气体的重要释放源,也是重要的吸收汇。因此,寻找农田土壤系统碳管理的有效方法已经成为缓解温室效应的重要科学问题。西方发达国家已将固碳农业作为环境管理的重要导向,应用颗粒分组13CNMR或CPMAS-NMR技术对土壤碳固定的机制研究指出微团聚体与矿物-粘粒复合体的相互作用是土壤有机碳稳定存在的主要方式,揭示了土壤有机碳的腐殖质转化及其与土壤矿物、金属氧化物结合的微观水平,且从土壤物理结构、化学组成和生物学特性等多学科交叉研究土壤有机碳的固定机理及其稳定机制。长期传统的土地利用方式和管理措施所导致的土壤有机碳含量、密度及垂直分布的变化是造成土壤碳库损失的主要原因,为了增加农业生态系统土壤有机碳的含量,土地利用方式和农业管理措施应该从增加有机碳输入量和减少有机碳矿化两方面着手,加强对农业土壤固碳潜力和土壤碳库稳定性影响因素的多角度研究。     

海河冲积平原区农用地综合生产能力空间差异

以海河冲积平原区为例,通过典型样点调查建立样点标准粮和相应的农用地自然质量等级指数的函数方程,求算理论生产能力;结合近3a(2003-2005年)的粮食实际产量,分析农用地的粮食增产潜力、农用地利用强度及其整理优势.结果表明:全区耕地粮食理论总生产能力为3.03×107t,远高于近3a1.49×107t的粮食平均实际产量,目前该区粮食安全的耕地资源保障程度较高.通过整理优势分析,划定了区域的不同整理优势级别,整理优势大的区域主要集中在冀中南冲积平原区,受灌溉条件、农田基础设施、管理水平的限制,粮食生产能力的开发程度低,粮食生产有较大的增产空间.     

基于过程的河北平原农田生态系统稳定性评价

论文旨在探讨河北平原区农田生态系统稳定性的概念及内涵,构建稳定性评价指标体系并进行定量评价实证研究。首先,在总结生态系统领域有关稳定性研究相关成果的基础上,结合农田生态系统稳定性的特点,给出了农田生态系统稳定性的概念,并分析了其稳定性内涵。然后,以县域为研究单元构建了一个包括产量形成、投入产出、土壤生态等主导过程及生态环境效应4个方面22个具体指标的评价指标体系。最后,构建了区域农田生态系统稳定性评价的数学模型;并以雄县为例,运用所建模型进行评价,发现1995~2005年该区农田生态系统稳定性水平变化较大且呈阶段性发展,1995~1999年呈直线式逐年下降,2000~2005年呈波浪式发展,且投入产出过程对该区农田生态系统稳定性影响最大。     

基于EMD的河北省粮食产量波动及其成因的时空多尺度分析

论文利用经验模态分解(EMD)方法对1978年以来河北省粮食产量波动及其成因进行了时空多尺度的分析。从粮食产量波动的趋势量分布来看,1978年以来河北省粮食产量不断增长,但是20世纪90年代后期粮食增长停滞,且有下降趋势。EMD分解结果表明：河北省粮食产量存在4年、6年及11年左右的准周期波动,并以4、6年左右的周期波动为主;在对河北省4个国家二级生态类型区进行EMD分解时发现,Ⅵ₁辽吉西蒙东南冀北山地区与Ⅱ₂冀鲁豫低洼平原区是粮食产量4年左右周期波动的控制地区,而Ⅱ₁燕山太行山山前平原区与Ⅱ₂冀鲁豫低洼平原区,是河北省粮食产量6年左右周期波动的主要控制地区;在对粮食单产和粮食播种面积两个影响因子进行EMD分解时发现,粮食单产是粮食产量4年左右波动的主要控制因子。同时粮食单产也是1978-1993年时段粮食产量6年左右波动的主要控制因子,粮食单产和粮食播种面积的波动叠加交互作用控制着1993-2005年时段粮食产量6年左右波动的变化。对两个尺度的周期性波动分析发现,河北省粮食产量波动幅度近年来不断增加,这将给河北省的粮食供需关系带来巨大的压力。研究的时空分析结果为保证粮食稳定生产具有重要的指导意义。     

河北平原区农田生态系统生产力稳定性及影响因子时序特征——以雄县为例

生产力是农田生态系统的本质特征,为实现农田生态系统生产力持续稳定的增长,把握农田生产力的发展规律,研究农田生态系统生产力稳定性特征,分析影响农田生态系统生产力各因子的时间序列变化规律是十分必要的。论文以1974~2005年河北平原区雄县农村统计数据为依据,运用层次分析法计算农田生态系统生产力指数（API）,采用剩余法剥离生产力波动趋势,从总体上研究农田生产力稳定性规律和时序分布特征;并进一步对影响农田生产力的6个因子波动特征进行比较分析,探索影响农田生产力稳定性的变化规律及其影响机制。结果表明,雄县农田生态系统生产力稳定性从总体上呈现分布比例均衡的趋势,在过去30年中基本处于稳定状态,作物生产供给基本平衡;生产力稳定性并具有从不稳定向稳定发展的阶段性变化趋势;通过对生产力各影响因子的因子指数的波动特征分析,影响该区域农田生态系统稳定性的6个因子中,气候是波动因子,生产投入是稳定因子。     

冀西北间山盆地区景观格局变化及优化研究——以河北省怀来县为例

景观格局的改变会对区域生态系统功能产生影响,对其格局进行优化调控是维持区域生态系统功能稳定性的重要手段。研究以怀来县为例,通过解译判读1993、2003和2013年3期遥感影像,分析了研究区景观格局特征,发现研究区景观破碎化程度呈上升趋势,结合各景观类型在地形位上的分布特征和生态系统服务功能,运用最小累积阻力模型构建了生态源地、生态廊道和生态节点等景观组分,整体连通性指数（dIIC）和可能连通性指数（dPC）评价结果表明河流交汇处及水库周边等区域对景观连通性重要值最大,然后划分了景观生态维持区、景观生态恢复区、景观生态功能强化区和景观生态功能保护区,为该地区景观生态优化提供指导 借鉴。     

基于产能的耕地资源保护级别评定方法研究——以河北省卢龙县为例

耕地保护的合理空间安排已成为新一轮土地利用总体规划研究的热点之一。论文以卢龙县为例构建了耕地保护级别评价指标体系,采用熵权法确定指标权重,应用加权综合评价法对卢龙县耕地资源保护级别进行了评价。将卢龙县耕地资源划分为三个保护级别：一级地主要分布于卢龙镇、燕河镇、石门镇等粮食主产区,该区土质较好,粮食产量高,投入水平较高,面积为19906.27hm²;二级地主要分布在潘庄镇、印庄乡、双望镇、刘田各庄乡,该区域各项指标中等,面积为15475.61hm²;三级地在各乡镇均有分布,面积为5500.33 hm²。评价结果表明,该种方法科学、合理,符合实际状况。耕地资源保护级别评定研究拓宽了基本农田保护区划定的思路,为土地利用分区在土地利用总体规划中的空间落实及土地用途管制提供了依据。