中国农村信息化、农业产业化与乡村生态化耦合协调发展

新时代,推动农村信息化、农业产业化与乡村生态化“三化”融合发展是实现农业农村现代化的必然选择,也是全面推进乡村振兴战略的重要抓手。该研究分析了中国农村信息化、农业产业化、乡村生态化三者之间的耦合协调关系,在建立相关指标体系基础上,采用熵值法、耦合协调度模型、空间相关性分析及空间面板回归模型,探究2010—2019年中国省域“三化”综合评价水平和耦合协调度的时空分异特征与影响因素。结果表明：(1)研究期内农村信息化、农业产业化与乡村生态化的综合评价水平整体呈上升趋势,具有明显的地区发展不平衡和系统性差异。(2)“三化”耦合协调度不高,其均值保持勉强协调型,但整体呈增长态势,且存在明显的空间非均衡性分布特征,初级协调型省份数量从3个增加至11个。(3)“三化”耦合协调度存在显著的空间正向自相关关系和空间聚集特征,空间关联类型以H-H和L-L集聚为主;冷热点区则具有聚合式面状分布和迁跃性特征。(4)“三化”耦合协调程度主要受人均GDP、城镇化水平、农业财政支出和农村居民恩格尔系数的显著影响,并存在空间溢出效应;各因素对东中西部地区耦合协调度的影响具有异质性。对此,提出坚持分类施策,逐步缩小“...     

污泥施用对根际和非根际石灰性土壤中细菌多样性的影响

为研究污泥施用对石灰性土壤细菌多样性的影响,在连续2年种植夏玉米大田系统中,施用不同量的腐熟污泥,采集根际和非根际土壤进行16S rDNA-V3-V4区高通量测序,分析污泥施用对石灰性土壤细菌丰富度、多样性指数、群落结构、功能基因在代谢途径的影响,同时对细菌群落和环境因素之间的相关性进行分析。结果表明:污泥用量分别在3.5～37.5 t·hm~(-2)和3.5～7.5 t·hm~(-2)有利于非根际和根际土壤OTU数量增加;但污泥在75 t·hm~(-2)过量施用时,根际和非根际土壤细菌的Shannon多样性指数显著降低,Simpson指数显著增加,Ace,Chao丰富度指数显著降低。主成分和门水平物种丰度分析表明:污泥施用量不同会造成根际和非根际细菌群落结构差异,并且当污泥施用量为75 t·hm~(-2)时,明显降低了非根际土壤放线菌门的丰度;污泥施用量在3.75～37.5 t·hm~(-2)时,非根际土壤中拟杆菌门丰度会明显增加。与对照相比,当污泥用量为75 t·hm~(-2)时,根际土壤拟杆菌门有明显的增加,增加丰度达1.45倍,但酸杆菌门和放线菌门丰度降低了49.74%和80.57%。冗余分析(RDA)表明,土壤TN、Cd、Cu、TP是影响土壤细菌群落最主要的因素,其中TN、Cd、Cu和细菌Shannon、Simpson多样性指数呈现显著相关性(P0.05)。由此可见,连续过量施入污泥会对根际和非根际石灰性土壤中细菌多样性造成不利影响,而且上述微生物多样性变化可作为污泥合理施用的判断依据。     

农田水污染物排放控制标准研究

农田非点源污染带给我国水环境的污染负荷越来越大,现行的水资源保护标准体系尚不完善,且明显缺位,难以对农田水环境污染进行定量化管理和控制。本文分析了建立农田水污染物排放标准的必要性,阐述了建立该标准应遵循的原则,构建了将农田管理与污染物排放相协调的农田水污染控制标准框架与体系,探索该标准在实践过程中的推行机制,为该标准制定和实施进行了前瞻性研究。     

土壤水溶态铜对小白菜的毒害效应及其预测模型

土壤中铜(Cu)重金属的生物毒性/有效性主要取决于它们在土壤液相中含量和土壤溶液的性质。探寻土壤有效态Cu的生物毒害效应,表征量化其与土壤溶液性质关系,可为土壤Cu的环境风险评价提供参考。选取17种典型农田土壤,探讨了有效态Cu(土壤孔隙水以及CaCl_2浸提态)对小白菜生长的毒性效应及其预测模型。结果表明:土壤孔隙水中Cu对小白菜生长10%抑制的毒性阈值值(EC_(10))和50%抑制的毒性阈值(EC_(50)),最大值与最小值相差为14.7和14.6倍;同样,对于CaCl_2提取态Cu的EC_(10)和EC_(50),最大值与最小值相差12.7和7.7倍,表明土壤溶液性质对水溶性Cu对小白菜的毒性阈值影响很大。建立了土壤溶液的重要因子(溶解性有机碳、土壤溶液pH值、电导率、全硫含量、Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、Na~+)和水溶性Cu阈值之间的多元回归关系,结果显示,土壤溶液性质可以较好地预测水溶性Cu对小白菜的毒性阈值。同时,土壤溶液中Mg~(2+)、K~+和S的含量是控制孔隙水中Cu对小白菜生长毒性的最重要因子,单一的S能分别解释34%的EC_(10)变异,K~+解释26%的EC_(50)变化。本研究结果可为陆地环境中水溶性Cu的风险评价提供基础。     

环境中金属生物有效性的预测模型——生物配体模型研究进展

生物配体模型(BLM)是一种用于预测环境中金属生物毒性的机理性模型.模型理论起源于自由离子活度模型(FIAM)和鱼鳃络合模型(GSIM),考虑了自由金属离子的活度以及自然环境存在的其他离子(如Ca2+、Na+、Mg2+、H+)、非生物配体(如可溶性有机质、氯化物、碳酸盐、硫酸盐)和生物配体的竞争.目前,在水生生态系统中,基于鱼鳃络合模型的框架基础,通过生物化学实验手段并结合数学方法,建立了预测铜、锌、银、镍对Rainbowtrout(虹鳟鱼)、Fatheadminnow(黑头呆鱼)和Daphniamagna(水蚤)的急、慢性毒性的BLM版本,并积极探索其在陆地生态系统中的应用.虽然生物配体模型在实验室模拟条件下取得了较为满意的结果,但其中包含着一些假设,在实际应用中还具有一定的局限性,尤其是陆地生态系统生物配体模型的发展还需要做许多研究工作.本文主要论述了生物配体模型的理论基础、实现手段和应用情况,讨论了生物配体模型的优势和局限性并对其未来研究方向进行了展望.     

遥感技术在农业灾害监测中的应用

农业灾害作为自然灾害系统中最大的部门灾害，其大面积的发生严重影响了我国农业的可持续发展。近年来，我国农业灾害表现为规模增大、程度加深的趋势。农业灾害的遥感监测克服了传统监测方法的不足，具有十分广阔的应用前景。分析了当前主要农业灾害遥感监测应用的原理和方法，就如何进一步加强遥感技术在农业灾害监测中的应用进行了讨论。要提高遥感技术在农业灾害监测中的应用范围和精度，必须进一步加强农业灾害遥感机理的研究，采用多传感器、多时相、多分辨率遥感数据相结合的监测方式。     

应用遥感、GIS对稻田生态系统健康程度的监测评价研究——以长江下游平原为例

稻田生态系统是在一定时间和地区内由作物、动物、微生物和环境因素共同构成的农业生产体系,具有时空动态性,受人工调控性和环境影响很大.由于稻谷是我国最主要的粮食作物,因此稻田生态系统健康程度直接关系着稻谷产出水平和国家粮食安全.开展我国稻田生态系统健康程度的动态监测,具有十分重要的现实意义.该研究利用遥感、GIS技术快速获取和分析区域尺度范围内的地表时空信息数据的优势,建立一套能够客观全面地监测评价稻田生态系统运行状态的指标体系和评价方法.该方法主要是根据稻田生态系统的构成要素,分别建立作物长势指数(CGI)、稻田环境指数(EI)、病虫害指数(PIDI)三个指数表征这些要素.最后,确定各个指数的权重,建立生态系统健康程度综合指数(EHDCI),客观、全面地反映稻田生态系统的健康状况.这里,作物长势指数指示作物长势,通过EVI归一化计算得到.稻田环境指数分为温度指数(TI)和降水指数(PI)分别指代水、热条件对生态系统的胁迫.病虫害指数主要通过官方农业网站发布的病虫害信息确定得到.本文以长江下游平原稻田为例,对孕穗期、抽穗期、黄熟期等水稻生长     

长期定位施肥田土壤酶活性的动态变化特征

为探讨长期施肥条件下玉米生育期内土壤酶活性的动态变化及其与土壤肥力的关系,该文对北京褐潮土定位试验田第12年的土壤酶以及土壤养分因子进行了测定和分析.结果表明.土壤过氧化氢酶、磷酸酶在玉米拔节期出现活性高峰.土壤脲酶在玉米拔节期及成熟期出现两个活性高峰,土壤蔗糖酶在整个玉米生育期内活性变化幅度较小.长期施肥能明显提高土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性,其中有机肥与化肥配施对于增加土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性尤为显著.长期施肥降低土壤中过氧化氢酶活性.并且以NPK配施有机肥处理的土壤过氧化氢酶活性降低幅度最大.土壤酶之问及其与土壤养分因子之间具有明显相关性,其中蔗糖酶、脲酶及磷酸酶与土壤养分各因子均呈显著或极显著正相关,除碱解氮外,过氧化氢酶与其余各养分因子呈显著或极显著负相关.     

长期单施NK肥条件下几种典型土壤磷的演化

为探讨我国典型土壤长期单施氮钾肥对土壤全磷和Olsen-P磷的影响,研究了不同气候条件、不同耕作制度下,7种典型土壤类型长期定位试验单施氮钾肥下土壤全磷和Olsen-P变化及其影响因素.结果表明,在长期单施氮钾肥条件下,除杭州水稻土全磷含量稳定在1.0g·kg-1左右外,其余6种耕作土壤全磷含量和土壤Olsen-P均呈显著下降趋势,全磷含量下降幅度在13.6%～44.9%之间;土壤Olsen-P下降速率比全磷高几倍,Olsen-P下降有一定阈值,这一阈值大约为5 mg·kg-1.土壤全磷含量与土壤Olsen-P含量呈极显著直线相关关系.因此,长期单施氮钾肥在很大程度上减少了土壤磷素养分库.     

中国草地生态系统服务功能价值遥感估算研究

草地生态系统是我国陆地上面积最大的生态系统,不仅生产大量的产品,而且提供巨大的生态服务功能。利用遥感技术估算草地生态系统服务价值,具有廉价、动态、快速、范围广等优点,并可解决传统方法所不能解决的空间异质性问题。论文考虑有机物质生产、维持CO₂和O₂平衡、营养物质循环、对环境污染的净化作用、土壤侵蚀控制和涵养水源等主要服务功能,提出了一个基于净初级生产力(NPP)和植被覆盖率的草地生态系统服务价值估算方法,并介绍了从MODIS数据反演NPP和植被覆盖率的方法。对2003年我国草地生态系统服务价值的估算结果表明,我国草地生态系统总服务价值达17050.25×10⁸元,平均48.44×10⁴元/km²,是草地生产收益的19倍;不同类型的草地生态系统单位面积服务价值空间差异悬殊,从5.62×10⁴元/km²变化到99.0×10⁴元/km²以上。