一个农业系统生物能量转换的动态模拟

本文用系统动力学的方法，从生物能量转移的角度，探讨了一个村庄农业系统结构与功能的关系，首先在调查和实验的基础上确定系统内部各因子之间的动态关系。进而构造一组数学模型来描述系统的变化。然后在计算机上做模拟实验，结果表明，对我们所讨论的系统，控制人口增长，提高燃料热效率，减少生物能做燃料的比重，调整作物结构，发展畜牧业，就可以提高作物产量，改进系统的生态和经济效益。     

发展中国家农林系统的研究与实践

本文就目前发展中国家在农林系统的概念,农林作物组分的选择及其组合原理和成果,农林系统在提供多种农产品,改善生态环境,水土保持,提高土壤肥力,提供能源、饲科、覆盖物及经济效益等方面的作用和实践效果作了分析和比较,并列出了国外在农林系统的研究与实践中常用的、具有多种功能的29属57个物种。作者认为,在我国有必要进一步拓宽农林作物组分及多样化农林系统的调查与研究;各组分及农林系统生态功能的研究;开展多学科合作研究。     

马来西亚油棕业：在环境无害与可持续作物生产方向上的进展

在社会经济上,油棕是马来西亚一种高度重要的作物,同热带麻一样,它也是大气ＣＯ２的一种高效吸收者,其稠密的、伞一样的树冠提供有助于长期土壤稳定性的连续地面覆副控制油加工业有与环境保护有在的良好转迹记录,其中包括废物管理以及废物和剧产物利用,多年来,它已经采取了适当来防止土壤,空气和水体的退化,油棕是一种高能效作物,与其它主要一年生含油种子作物比较,它的栽培和加工需要投入较少的农业化学吕和化石燃料就能     

蔬菜地CO2排放特征及其影响因素

利用静态箱/气相色谱法对成都平原蔬菜地土壤-作物系统CO2的排放通量变化进行了观测,并分析了作物系统CO2排放速率与环境因子间的关系。多元逐步回归及单因子分析结果表明:施氮与不施氮处理的CO2排放速率与地下5 cm处土壤温度呈极显著正相关,土壤温度是影响蔬菜地CO2排放的主导因子;二者的Q10值分别为3.67和3.55。     

试论污灌条件下农业生态系统良性循环的可行性

本文运用生态学的观点和方法,以西安污灌区为例证,分析了污灌对农田生态系统的作用。认为污灌既是农田的水源和肥源,也是污染源,影响这种利弊关系的因素是污水类型、土壤性质和作物种类等。提出了污灌条件下农业生态系统良性循环的途径:1.发展各种类型的污水处理设施,控制和减少进入农田的污染物;2.选种抗污作物或种植非食用植物;3.改变污染物的迁移途径和积累状况;4.加强耕作措施,提高灌区土壤肥力;5.充分利用经济、管理和法律手段调节污灌系统中的社会矛盾。     

燃用甲醇燃料的发动机尾气排放

本文主要报导了在二冲程、四冲程汽油机及柴油机上燃用甲醇-汽油混合燃料、M_(100)甲醇燃料的发动机尾气排放方面所做的研究,并与燃用汽油、柴油的尾气排放进行了对照。结果表明,无论是甲醇-汽油混合燃料,还是M_(100)甲醇燃料尾气排放,都较汽油、柴油尾气排放的常规污染物,均有不同程度的减少。因此,应用甲醇燃料对改善环境是有益的。     

马来西亚油棕业:在环境无害与可持续作物生产方向上的进展

在社会经济上 ,油棕是马来西亚一种高度重要的作物 .同热带雨林一样 ,它也是大气 CO2 的一种高效吸收者 .其稠密的、伞一样的树冠提供有助于长期土壤稳定性的连续地面覆盖 .棕榈油加工业有与环境保护有关的良好轨迹记录 ,其中包括废物管理以及废物和副产物利用 .多年来 ,它已经采取了适当措施来防止土壤、空气和水体的退化 .油棕是一种高能效作物 .与其它主要一年生含油种子作物比较 ,它的栽培和加工需要投入较少的农业化学品和化石燃料就能生产一吨油 ,而且产生较少的排放 .     

马来西亚油棕业：在环境无害与可持续作物生产方向上的进展

在社会经济上,油棕是马来西亚一种高度重要的作物.同热带雨林一样,它也是大气CO2的一种高效吸收者.其稠密的、伞一样的树冠提供有助于长期土壤稳定性的连续地面覆盖.棕榈油加工业有与环境保护有关的良好轨迹记录,其中包括废物管理以及废物和副产物利用.多年来,它已经采取了适当措施来防止土壤、空气和水体的退化.油棕是一种高能效作物.与其它主要一年生含油种子作物比较,它的栽培和加工需要投入较少的农业化学品和化石燃料就能生产一吨油,而且产生较少的排放.     

马来西亚油棕业：在环境无害与可持续作物生产方向上的进展

在社会经济上,油棕是马来西亚一种高度重要的作物.同热带雨林一样,它也是大气CO2的一种高效吸收者.其稠密的、伞一样的树冠提供有助于长期土壤稳定性的连续地面覆盖.棕榈油加工业有与环境保护有关的良好轨迹记录,其中包括废物管理以及废物和副产物利用.多年来,它已经采取了适当措施来防止土壤、空气和水体的退化.油棕是一种高能效作物.与其它主要一年生含油种子作物比较,它的栽培和加工需要投入较少的农业化学品和化石燃料就能生产一吨油,而且产生较少的排放.     

中国农业固体废弃物秸秆的资源化处置途径分析

对中国近年来以秸秆为代表的农村种植固废的污染和危害做了简要说明,提出了两大类资源化处理处置技术:生物质资源化利用和生物炭资源化利用,并对各种资源化技术进行了初步的分析和比较。由于农业秸秆具有一定的元素和结构组成,是一种优良的生物质材料,可以通过秸秆肥料化、饲料化、生物质塑料技术、生物质能燃料转化和作为化工原料及建材来实现生物质的利用。同时由于秸秆可以转化为生物质炭,生物质炭具有固定大气碳素、改善土壤结构、修复受污染土壤、固持营养元素及提高作物产量的作用,因此生物质炭资源化利用也是很好的秸秆处置途径。文章对秸秆的资源化处理途径进行了总结和分析,指出了目前存在的不足和将来可能发展的方向。     

论全球生态经济系统的不可持续性——基于农业生态系统承载力视角

运用3种方法预测的作物产量潜力分别为：（1）利用作物历年单产回归拟合后进行趋势外推,得出多数作物的未来产量潜力极限大约将是现在单产的2～3倍;（2）运用＂国际应用系统研究所＂（IIASA）与＂联合国粮农组织＂（FAO）共同开发的＂农业生态区划＂（AEZ）模型计算我国主要粮油作物的区域单产最高潜力,得出水稻、小麦、玉米、马铃薯、油菜和大豆的单产潜力分别是它们2005年全国平均单产的1.2、2.2、2.2、2.9、2.0、1.9倍;（3）运用自然界中植物的最大光能利用率计算世界主要粮油作物单产的光合潜力,得出水稻、小麦、玉米、马铃薯、油菜、大豆产量的最大光合生产潜力大约分别是目前高产地区单产的1.4、2.5、1.2、1.8、1.9、2.2倍。据此：从作物产量潜力极限出发,阐述了农业生态系统的承载力;再从＂封闭＂系统特性出发,论述了全球生态经济系统的不可持续性。人类所能做的是尽力延缓＂终点＂的出现：行动越早,效果越好。     

土壤矿质氮和可矿化氮对当季作物的贡献

从土壤矿质氮-硝态氮和铵态氮、土壤可矿化氮3个指标研究了土壤剖面不同层次有效氮对作物吸氮的贡献.结果表明,不同指标反映土壤供氮能力状况不一.土壤硝态氮和土壤可矿化氮与作物吸氮有较好的相关关系,而土壤铵态氮与作物吸氮关系不密切.在深度120cm之上的土层的土壤可矿化氮对作物吸氮有较大的贡献.在考虑土壤供氮能力时,建议应该考虑120cm深层以上的土壤.     

雷州半岛土壤-水果作物系统重金属元素潜在生态风险评价及富集特征研究

通过测定雷州半岛土壤及水果作物As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量,分析雷州半岛水果作物表层土壤重金属元素潜在生态风险,并探讨土壤-水果作物系统中重金属元素的富集特征。结果表明,(1)雷州半岛水果作物表层土壤重金属元素含量的平均值除Pb元素之外,其他均超过广东省土壤环境背景值,As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn元素分别为广东省土壤环境背景值的1.72、3.26、1.97、5.30、2.77、7.83、0.94和3.61倍,表明雷州半岛表层土壤重金属元素呈现一定程度的富集现象;从变异系数看,Ni元素的变异系数为115%,属于强变异性;其余7种元素的变异系数在10%—100%之间,具中等变异性,表明雷州半岛水果作物表层土壤重金属元素含量受人为活动影响较大。(2)雷州半岛水果作物表层土壤潜在生态风险平均值为267.16,总体上属于中等—强污染风险;其中,徐闻县、雷州市、麻章区为强污染风险,廉江市、霞山区、坡头区和吴川市为中等污染风险。(3)研究区水果重金属元素含量除了草莓外,其他水果的重金属含量均未超过国家食品污染物限量标准,总体上处于安全状态;但不同水果对同一种重金属元素的吸附能力存在差异,以草莓和番石榴对重金属元素的吸附能力最强,与农药化肥的施用有一定的关系。(4)研究区水果作物与土壤的重金属含量总体上为较弱正相关,富集系数平均值均1,表明重金属元素在土壤-水果作物系统中迁移、转化和富集能力较低。     

肥料投入水平与养分资源高效利用的关系

提高资源利用效率是实现农业可持续发展目标的核心,本文以山东省和全国作物施肥现状研究为基础,探讨了肥料投入与养分资源效率及环境风险的关系。从区域、农户和 吨粮田不同层次上的分析表明,高投入下可以实现高效率,关键是提高综合管理的科学水平;经济作物生产中存在经济效益和资源效率分离的现象,生产者受经济利益驱动,大量投入肥料,由此会带来极低的资源效率和巨大的环境风险;在注意经济发达地区高化肥投入带来的环境问题的同时,还需要关注发展高经济价值作物带来的低资源效率和高环境风险。     

水分管理和秸秆还田对稻麦轮作系统温室气体排放的综合效应

水分管理和秸秆还田是调节温室气体排放、提高作物产量的有效措施,在农业生产中受到广泛关注。为明确水稻季水分管理和秸秆还田对稻麦轮作系统全球增温潜势(GWP)和作物产量的影响,开展了为期两年的田间试验,在传统灌溉(TI)和控制灌溉(CI)两种模式的基础上,设置麦秸还田(WS)、生物炭还田(BC)、不还田(NS)3种秸秆处理方式,对稻麦轮作系统进行CH_4和N_2O的排放监测以及作物产量的评估,以筛选出最佳的水分管理和秸秆还田组合方式,为农业的可持续发展提供科学依据。结果显示,与NS处理相比,WS、BC处理年均CH_4排放分别增加106.02%、36.77%,年均N_2O排放分别降低27.25%、16.21%,稻麦年平均产量分别增加6.49%、5.90%,年均单位产量GWP(GWPyield-scaled)分别增加40.53%、8.07%。在整个轮作周期,CI系统的CH_4排放较TI降低79.63%,N_2O排放增加27.03%,稻麦年平均产量增加0.42%,单位产量GWP降低60.32%。各处理中,以控制灌溉加生物炭还田(CIB)的年均单位产量GWP最低,比传统灌溉不还田(TINS)、传统灌溉麦秸还田(TIS)、传统灌溉生物炭还田(TIB)、控制灌溉不还田(CINS)、控制灌溉麦秸还田(CIS)分别降低53.81%、70.49%、59.77%、4.46%、11.92%。水分管理和秸秆处理方式对全球增温潜势表现出强烈的交互作用,但对作物产量无明显交互作用。可见,控制灌溉加生物炭还田(CIB)是降低稻麦轮作系统温室气体排放提高作物产量的有效管理措施。     

植物非编码RNA与雄性不育

利用雄性不育系做母本生产杂交一代种子,为改善作物的生产提供了十分有利的条件.细胞质雄性不育(CMS)和由光周期(PGMS)/温度诱导(TGMS)的不育性极大地促进了作物杂交育种的发展.越来越多的研究表明非编码ncRNA分子与植物雄性不育有关,如水稻的PGMS和TGMS与ncRNA密切相关.在CMS中,线粒体ORF影响小孢子发育而导致CMS发生的机制仍然不明确.高通量测序使得在全基因组范围内发现和验证这些调控分子及其靶基因,并阐述它们与CMS的相关性成为可能.植物线粒体DNA中的ncRNA以及其可能诱导的CMS的机理是当前研究的热点,但目前尚没有证据表明ncRNA与CMS有关,还需要转基因等遗传方法来进行验证.在本文中,我们总结了最近关于ncRNA与植物CMS关系的相关研究,希望能够提高对控制植物CMS的ncRNA介导的调控途径的理解.深入了解植物CMS可为促进CMS在农作物育种的利用提供技术支撑.     

根据作物环境资源分析农业生态系统初级生产力

作物生产力是在“环境—作物”系统内形成的。本文根据作物环境资源(光、热、水分和养分)建立了农业生态系统初级生产力分析模型: Y=F(Q)·f(T)·f(W)·f(M) 并分析了各环境因子影响作物生产潜力发挥的程度。     

农田离子型新兴有机污染物的作物吸收、分布和转化机制研究进展

农田新兴有机污染物可通过作物吸收进入食物链从而威胁人体健康,其中,离子型新兴有机污染物(ionic emerging organic pollutants, IEOPs)因挥发性较弱、极性强而具有更为复杂的环境行为,因此,了解作物对IEOPs的吸收转化过程及机制,对明确IEOPs在农田系统中的归趋具有重要意义。该文综述了作物对IEOPs的吸收转运过程,重点介绍了IEOPs自身理化性质与作物组成、转运蛋白、调控基因等因素对该吸收转运过程的影响;从器官、组织和亚细胞等不同水平分析了IEOPs在作物中的累积分布规律;介绍了IEOPs在作物体内的酶促转化机理;最后,从加强IEOPs吸收机理研究、完善预测模型和关注作物体内转化机制等方面对该研究领域进行展望。     

尿液微生物燃料电池研究

尿液是市政污水中氮、磷与COD的主要来源,将尿液从污水系统中分离单独处理可以缓解城市污水处理厂有机物、营养素的超负荷难题.以源分离的尿液为底物,研究微生物燃料电池的产电特征及其污染物去除效果,并进一步考察影响系统产电性能的因素.结果显示:在超过6个月的试验过程中,伴随有机物和总氮的减少,系统可保持长期稳定的功率输出.COD和总氮的最高去除率为92.9%和65.6%,系统最大输出功率为388.2 m W/m2,这也是迄今尿液微生物燃料电池所获得的最高功率.阳极碳毡表面菌群分析显示具有电化学活性的Arcobacter和具有发酵功能的Bacteroides为优势菌群.氨氮积累、微生物淤积以及尿液中的物质沉淀等是影响尿液微生物燃料电池性能的主要因素.研究结果表明,尿液微生物燃料电池高效地实现了在污染物去除的同时获得高输出功率,体系中Arcobacter是一种新型的胞外产电菌,其强电化学作用可利用在生物电能的获得过程中.     

中国农田作物植被碳储量研究进展

作物植被碳储量是全球陆地生态系统碳库的重要组成部分。中国农田作物植被碳储量的估算主要采用参数估算法、遥感资料反演法和环境参数模型法。通过对中国近几十年来全国和区域尺度作物植被碳储量的估算研究,获得了一些作物的经济系数、含碳率和作物收获部分水分系数等估算参数值,探讨了遥感反演和环境参数模型方法,并提出加强农田基本建设、改进农业生产技术与管理、调整作物结构和加强作物秸秆利用等固碳措施。目前对中国农田作物植被碳储量的估算仍存在较大的不确定性,获取的估算参数尚不充分,估算方法和模型有待完善,对作物植被碳储量变化的源/汇效应尚未取得统一认识。虽然在农田生态系统中土壤碳储量（密度）普遍大于作物植被碳储量（密度）,但作物植被碳储量仍然是一个数量可观、并有增加潜力和可能的碳库,其大小及秸秆利用情况直接影响着土壤碳库。因此,对农田作物植被碳储量应分时段和区域具体分析,才能认识其源/汇效应。今后应在以下几方面进一步加强作物植被碳储量的研究：进一步完善和改进估算方法;加强作物植被碳储量估算及固碳措施的区域个例研究,探索不同空间尺度作物植被碳储量的尺度转换;开展作物碳储量动态及固碳机理的综合研究。此外,还应就气候变化与作物植被碳储量的相互耦合关系进行探讨。