21世纪前期湖南可持续发展的工业化对策研究

湖南是我国中部农业精华地带的组成部分，长期以来，由于受资源禀赋、地理区位、国家政策导向和原有基础等多重影响，形成了传统农业发达而工业发展相对滞后的区域经济。21世纪前期，为实现经济总量的快速增长和区域经济质量的提升，追赶上东部经济发达地区，湖南提出了工业化带动的区域经济战略。由于现阶段国内外经济环境已经发生了较大的变化，加之在科技发展、资源结构和区域经济实力等方面存在与东部沿海发达地区较大的差异，湖南的工业化必须在对原有传统工业化战略有所扬弃的基础上，形成具有自身特色的可持续发展的工业化战略。战略的基本点表现为：(1)将优势传统农业产业进行工业化改造，实现高新技术与传统产业的结合；(2)打破城乡户籍隔离体制，依托城镇化的率先突破，带动工业化发展；(3)高度警觉工业化可能产生的负效应，分类推进，实现不同地区可持续发展的工业化战略。     

湖南省区域经济差异及时空格局特征

区域经济差异是一种客观存在的经济与社会现象,适度的差异对宏观经济发展有积极的推动作用,但差异过大不仅对区域社会经济发展产生危害,而且关系到社会的稳定和可持续发展。20世纪90年代以来,作为全国,也是中部地区的农业大省,湖南省经济发展总体水平迅速提升,但省域内区域经济差异也发生了显著的变化。以计量统计为基础,分析了湖南省区域经济差异变化的时间特征,并采用因子分析法和GIS技术,通过建立综合评价指标体系,探讨了湖南区域经济差异的空间格局特征。在此基础上,分析了区域差异的成因,并提出了协调湖南省区域经济发展的对策建议。     

土地利用变化对洞庭湖区生态系统服务价值的影响

土地利用变化对区域生态系统服务价值动态变化研究具有重要意义,为区域土地利用规划、生态环境保护和生态恢复提供了科学依据。近年来洞庭湖区土地利用状况波动频繁,研究其生态系统服务价值的变化情况,可以为该区正在进行的生态重建提供依据。参照中国陆地生态系统单位面积服务价值表, 在土地利用类型划分的基础上将洞庭湖区生态资产划分为7类,利用洞庭湖区两期土地利用数据,估算了土地利用变化引起的生态系统服务价值的变化,结果表明：①20世纪80年代末为中点,前10年湖区生态系统服务价值亏损,后10年生态价值回升并有所提高,表明湖区生态建设出现一定成效;②虽然水域生态系统服务价值是湖区生态系统价值的主要构成部分,但湿地生态系统价值变化决定湖区生态系统总价值的变化趋势。     

施N模式与稻草还田对土壤供N量和水稻产量的影响

通过田间试验研究了2 a定位试验后不同施N模式和稻草还田对双季稻作系统土壤供N能力和水稻生产的影响。结果表明:施用N肥显著增加土壤NH4 -N和可矿化N含量,显著提高稻田系统生产力,且随着稻草配合施用,施N效果更加明显。移走稻草情况下N肥增产率为30.3%~31.3%;稻草还田情况下,N2(全年施N量240kg.hm-2)处理N肥增产率为36.7%,1 kg纯N增产谷粒12.1 kg,均显著低于N1、N3(全年施N量180 kg.hm-2)处理,后者增产率为40.4%~41.1%,1 kg纯N增产谷粒17.7~18.0 kg,且N1、N3处理(施N量相同,但各时期施N比例不同)间差异不显著。配施N肥后稻草还田可以提高土壤供N能力,连续处理2 a,土壤可矿化N比移走稻草处理提高32.1%~50.0%。稻草还田时适当配施N肥增产效果明显,N1、N3处理下稻草还田增产率分别达8.7%和8.4%,而N2处理下稻草还田的表观增产效果降低,稻草还田增产率仅为5.1%。年稻草还田量为7 500 kg.hm-2的红壤稻田系统,年适宜配施N量为180 kg.hm-2,各时期施N优化比例为基肥30%,分蘖肥30%,穗肥40%。     

不同品种水稻糙米含镉量差异

采用盆栽土培法研究7个类型共46种水稻糙米含镉量的差异。结果表明,不同水稻品种糙米含镉量差异显著。在土壤含镉量为2 mg.kg-1时,46种水稻糙米含镉量变化范围为0.428~2.558 mg.kg-1。7种类型水稻糙米含镉量从高到低依次为特种稻、常规早籼稻、三系杂交晚稻、两系杂交晚稻、常规晚籼稻、常规粳稻、爪洼稻。     

红壤丘岗坡地土地利用与土壤水分的时空变化关系

利用连续2a土壤水分定位观测数据,对红壤丘岗坡地不同土地利用类型与土壤水分时空关系的研究结果表明：（1）生长季（3—10月）不同土地利用类型之间0—90cm深土壤平均含水量差异显著,丰水年的差异比平水年大。（2）不同水文年同一土地利用类型土壤水分季节变化差异明显。丰水年土壤水分含量较高,年内变化较平稳,土壤基本处于湿润状态;而平水年土壤水分先升高后显著降低再缓慢升高,出现明显的干湿交替。（3）从丰水年到平水年土壤水分的剖面结构类型没有发生改变,湿地松区属波动型,其他4种土地利用类型属增长型。（4）土壤水分沿坡位的年内变化始终是坡上大于坡下,持续干旱能减少土壤水分沿坡位分布的变化幅度。     

基于DEM的地形指数提取方法及应用

在水文模拟中,地形指数ln(α/tan β) 作为反映地形信息的物理指标具有很高的应用价值。应用基于DEM的River Tools软件和GRIDATB程序,对红壤丘陵区地形起伏平缓的小流域进行地形指数的提取。 River Tools软件和GRIDATB程序分别使用目前常用的D8方法（单流向法）和多流向法。结果表明：与多流向法相比,D8方法的计算值较为离散,分布曲线较粗糙,平均值略高,方差和偏态系数也较大;但是,两种方法计算的ln(α/tan β) 的分布曲线大致相似。对于仅需要ln(α/tan β) 频率分布的水文模型（如TOPMODEL）来说,可以用单流向法取代多流向法来计算ln(α/tan β) 的频率分布。     

大气沉降向华中丘陵区稻田输入硫通量的观测

选取我国华中丘陵区的湖南省长沙县一个典型水稻种植区,对2015与2016年2年雨水样中的SO₄²-S和大气SO₂的沉降量进行监测,分析雨水中SO₄^2-、NO₃^-的关系,解析大气硫沉降的主要来源.结果表明,研究区大气中SO₂-S和雨水中SO₄^2--S的年均浓度分别为8.5 μg/m³和1.1mg/L,大气硫沉降年均总量为26.8kgS/（hm²·a）,其中年均降雨混合沉降量18.2kgS/（hm²·a）,年均干沉降量为8.6kgS/（hm²·a）.研究区域硫素干、混合沉降量存在明显的季节差异,硫素混合沉降春季高于夏、秋、冬季,而硫素干沉降冬季高于春、夏、秋季.雨水中NO₃^-/SO₄^2-的质量比大多小于1,表明研究区大气硫素主要来自固定污染源（燃煤）.华中丘陵区稻田具有较高的硫沉降,但硫沉降量已较21世纪初出现了较大幅度下降,农业生产中需要根据农田硫素收支状况酌情补充硫肥来保证作物高产稳产.     

生物黑炭还田对晚稻CH4和N2O综合减排影响研究

利用静态箱法测定了稻草直接还田和生物黑炭还田对湖南晚稻CH4和N2O排放的影响。结果表明,与单施化肥处理相比,添加稻草和生物黑炭处理的CH4排放量分别增加了24.70%（P〈0.05）和6.32%,而N2O的排放量分别降低了37.08%（P〈0.05）和37.61%（P〈0.05）;生物黑炭CH4排放量较稻草还田减少了14.74%（P〈0.05）。按100年统计稻田CH4和N2O的综合增温潜势（GWP）表明,单位产量的GWP由大到小顺序为稻草（RS）,不施肥（CK）,黑炭（BC）,化肥（CF）。综上说明,生物黑炭还田能保持晚稻产量稳定,减少了当季晚稻CH4和N2O的排放,具有一定的生态环境效益。     

光合细菌CZ-1降解甲氰菊酯及其生物学特性研究

从长期使用拟除虫菊酯类农药的土壤中筛选分离到1株甲氰菊酯降解菌CZ-1,对其降解特性和生物学特件进行了研究.经生理生化试验和16 S rDNA序列同源性分析,初步将菌株CZ-1鉴定为红假单胞菌属(Rhodopseudomonas sp.).GC对菌株CZ-1降解特性的研究表明,菌株CZ-1以共代谢方式降解甲氰菊酯.最佳降解条件为:pH=7.5,35℃.菌株CZ-1在最佳降解条件下,7 d对200 mg/L的甲氰菊酯降解率达75.36%.荫株CZ-1对植物促生的相关特性表明,培养24h,菌株CZ-1能够产生吲哚乙酸(IAA)(1.86±0.12)mg/L,ACC脱氨酶活性为(0.39±0.01)U/mg,能显著增加玉米的根长.