湖北省农地资源价值研究

农地价值包括农地提供粮食、纤维等农副产品可计量的市场价值和提供开敞空间、维护生物多样性、保育环境、文化教育等公共物品所具有的非市场价值。科学、合理地评估农地价值,形成完整的资源成本核算体系,可缓解我国农地流失形势,为制定和实施农地生态管护政策等提供理论与实践依据。文章运用收益还原法及条件价值评估法对湖北省不同类型农地的市场价值和非市场价值进行评估,较为科学地评估出农地的整体价值,摸清农地资源的价值构成。研究表明,湖北省包括耕地、园地、林地及水域用地在内的农地资源的非市场价值现值达2514.88×10⁸元,相当于全省2004年生产总值的39.86%,是农地价值构成中无法忽略的重要部分。全省现有耕地资源总价值达11398.77×10⁸元,目前无法进入交易市场或有效地通过交易机制实现的非市场价值有942.63×10⁸元,占耕地总价值的8.27%;园地及水域用地的总价值分别为3715.27×10⁸元和10192.81×10⁸元,非市场价值的比例份额分别达13.64%和5.48%;现有林地资源的非市场价值达506.35×10⁸元,折合林地非市场价值约6407元/hm²。     

Single and joint stress of acetochlor and Pb on three agricultural crops in northeast China

In order to evaluate ecological risk of agrochemicals in agricultural environment, single and joint toxic effects of an important herbicide and a typical heavy metal on root elongation of crops were investigated. Seeds of the three crops including wheat （Triticum aestivum）, Chinese cabbage （Brassica pekimensis） and soybean （Glycine max） as the main crops in northeast China were exposed to acetochior as a herbicide and lead （Pb） as a heavy metal using the pot-culture method, and meadow brown soil as one of the main soils distributed in northeast China was applied in the investigation. The results indicated that the interactive effects of the two pollutants on root elongation of the three crops were very complicated although they had markedly significant （P〈0.01） linear interrelationships based on the regression analyses. When the concentration of added Pb^2＋ reached 200 mg/kg, acetochlor and Pb had an antagonistic effect on the inhibition of root elongation of the three crops. However, acetochlor and Pb had significantly （P〈0.05） synergic effects on the inhibition of root elongation when concentration of added Pb^2＋ was up to 1000 mg/kg. At the low concentration of added Pb, joint toxicity of acetochlor and Pb was more dependent on the concentration of Pb. Among the three crops, wheat was the most sensitive to the toxicity of Pb and Chinese cabbage was the most sensitive to the toxicity of acetochlor.     

采油井场土壤微生物群落结构分布

为了评价采油井场石油污染的微生物修复潜力,选取油井旁持续污染区(W)、井场曾经污染区(S)、原泥浆池区(M)和周边农田区(F)这4个不同位置,对0~400 cm不同深度土壤进行调查取样.利用高通量测序技术,对样品16S rRNA基因V4区序列进行测定,结合石油含量、三氮等物化性质,分析了微生物的生物多样性、群落组成及其和环境因子的关系.结果表明,石油污染减少了土壤的生物多样性,石油含量、盐度是造成微生物群落结构差异的最主要环境因子.通过组间差异分析发现,W和M土壤不仅存在着大量的石油降解细菌,其中的高盐样品中还含有嗜盐石油降解古菌.S与F具有相似的群落结构,表明石油烃的自然衰减.因此,该井场具有丰富的石油修复菌种资源,具有很好的微生物修复潜力.     

华北平原农田硝态氮淋溶率和淋溶负荷估计

由于化肥过度施用且强度逐渐增加,华北平原氮淋溶问题日趋严重且造成了地下水污染风险.利用1991年以来公开发表的文献中290 组农田NO₃^--N 淋溶试验样本(淋溶率和10个影响因素),基于Bayesian递归回归树模型初步建立了华北平原农田NO₃^--N淋溶迁移过程统计模型.以2008年为例,基于华北平原县域合成氮肥、复合肥施用量和1 km×1 km的影响因素和土地利用(耕地)数据,最终得到1 km×1 km的华北平原农田NO₃^--N淋溶率和淋溶负荷及其不确定性水平.初步结果表明:①模型校准和验证R²分别达到0.832和0.829,模拟结果相对可靠;②华北平原耕地NO₃^--N的淋溶率具有显著的空间分异,其中位值为15.4%(R₅₀为12.6%~18.2%),其主要影响因素为土壤TN量、施N量、灌溉比例与降雨量的比值等;相应地,2008年淋溶负荷和淋溶量分别为995.1 Gg·a^-1(833.4~1156.7 Gg·a^-1);③NO₃^--N淋溶率较高的区域集中在太行山脉以东、黄河附近以及苏北的县(区、市),淋溶负荷贡献最大为河南(~37.7%)、江苏(~24.8%)和河北(~21.6%).     

中国蛇足石杉资源调查与评估

通过对我国蛇足石杉主要分布区35个野外样点和总样方量71300m²的调查,结合国内12个标本馆470余号蛇足石杉馆藏标本及现有文献的研究表明:蛇足石杉的主要分布区位于我国中亚热带和南亚热带所在的地理区域,幅员面积260×10⁴km²,实际分布生境总面积约39×10⁴km²;性喜阴湿,所适应的生态环境为中亚热带常绿阔叶林和南亚热带季风常绿阔叶林及其次生生态系统;野外生物量的调查得到了蛇足石杉在不同的地理区域的生物量分布格局,并由此结合专家系统对直接取样结果和间接推导数据的权重分析及环境参数的评估,初步确定我国蛇足石杉天然生物量为4656.6t;并以此为基础,在进一步考虑人的采集能力的前提下,判定我国蛇足石杉的理论可采量为1604t;同时指出,在目前收购价格条件下(30～40元/kg),我国蛇足石杉商业可采量大约不会超过200t。由于蛇足石杉资源分散,而且许多相对集中的产地均位于自然保护区和风景区范围内,因此,不可大规模开采,解决资源短缺的问题还有赖于寻求其他更加科学合理的途径。另外,论文为小型植物的生物量和可采量评估提供了一些新思路和方法。     

有机物料还田对稻田土壤DOM碳源代谢能力的影响

以成都平原典型稻麦轮作长期定位施肥试验土壤为研究对象,设置常规施肥(T1)、猪粪替代50%氮肥(T2)和猪粪替代50%氮肥+秸秆全量还田(T3)这3种处理,采用Biolog-ECO方法,研究长期有机物料还田下土壤和土壤可溶性有机质(DOM)的碳源代谢能力.结果表明,T3处理较T1和T2处理显著增加了土壤的碳源代谢能力,平均颜色变化率(AWCD)分别增长16%和48%;同时T3处理提高了土壤DOM的碳源代谢能力,其AWCD值为0.43.从微生物碳代谢功能多样性指数来看,土壤和土壤DOM中微生物的碳代谢功能多样性指数均以T3处理最高,其中土壤DOM中微生物的Shannon、 Simpson和McIntosh指数分别为2.73、 0.91和3.75.主成分分析和富集分析结果显示,不同施肥处理下土壤和土壤DOM的主要利用碳源类型存在差异,对于DOM而言,T1和T2处理的DOM主要利用碳源仅为糖类,而T3处理增加了对氨基酸类、羧酸类、聚合物类和胺类的利用.土壤pH和质地的改变是引起土壤DOM碳源代谢能力差异的主要因素.综上,猪粪配合秸秆施用显著增加了土壤和土壤DOM的微生物群落多样性和碳源代谢能...     

多氯联苯污染农田土壤的原位生态调控修复效应

通过田间原位修复试验,初步研究了不同生态调控措施对多氯联苯(PCBs)污染农田土壤的修复效应.结果表明,经添加石灰、翻耕、种植紫花苜蓿、种植水稻等修复阶段后,土壤中PCBs含量呈显著降低,平均去除率达86.9%;同时也降低了土壤中类二英PCBs毒性当量.对土壤PCBs同系物分析结果表明,在调控翻耕与种植紫花苜蓿修复阶段,主要对低氯代PCBs进行降解去除;在种植水稻修复阶段,则主要降低了高氯代PCBs含量.结果还显示原位生态调控修复并未对土壤微生物生态产生较大影响.可见,该技术对于修复PCBs污染农田具有良好的应用前景与推广意义.     

芦苇占优势农田溪流暂态存储特征及影响分析

2014年9月~2015年6月,在合肥市二十埠河流域一长约90m的芦苇占优势农田源头溪流渠段,选择NaCl为示踪剂,采用恒速连续投加的方式,开展8次野外示踪实验.在此基础上,利用OTIS模型对考虑和不考虑暂态存储影响的两种情景开展水质模拟,计算示踪剂氯离子(Cl^-)浓度峰值的相对偏差,并以暂态存储指标定量刻画农田溪流的暂态存储潜力.结果表明,不同季节的暂态存储交换系数α稳定在10^-4数量级;不考虑主流区与暂态存储区交换作用的Cl^-浓度峰值相对偏差HI的变化范围为2.60%~12.54%,平均值为5.35%;HI与流量Q呈现显著的对数函数关系,且随Q的增加而逐步减小;HI与比值A_s/A呈明显的线性关系,并随A_s/A的增加而逐步增大;8次示踪实验对应主流区停留时间T_c、暂态存储区水力停留时间T_s差异均较显著,且春季、初夏的暂态存储能力较秋、冬季更强一些;比值A_s/A变化范围为1.036~1.627, F_med²⁰⁰数值介于8.10%~23.03%,两者均表明该芦苇占优势渠段具有较大的暂态存储潜力.     

中国七大河流水资源开发利用率阈值

从二元水循环角度分析地表水资源开发利用率的影响因素,说明地表水资源开发利用率与河道生态需水、回归水及其污染物浓度之间有着密切的关系。以河道生态需水、污径比为约束条件,分析了水资源开发利用率与消耗系数之间的关系,其呈现出logistic曲线增长趋势,随着消耗系数的增加,允许水资源开发利用率经历逐渐增加→最大值→下降的趋势,波动的范围从20%→50%→40%。以我国七大河流为例,估算了在当前水资源消耗水平下地表水资源允许开发利用率的阈值。结果表明:松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、珠江的阈值分别是34%、38%、45%、36%、38%、31%、32%。与现状水资源开发利用率比较的结果是,松花江、长江、珠江等3条河流的水资源开发利用率在其阈值范围之内,辽河、海河、黄河、淮河等4条河流的开发利用率均超过了最大允许开发利用率。     

苏北辐射沙洲海岸带农业景观生态分析与优化设计

在世界上具有独特环境资源意义的苏北辐射沙洲位于南黄海西南隅,其不断并岸成陆产生大片开发潜力巨大的农用土地资源.但目前存在诸如岸线冲淤、生态脆弱、过度与无序开发等环境资源问题.在实地综合调研的基础上,运用景观生态学的基本理论,对区域农业景观空间格局进行调整与优化设计,提出促进区域农业生态-经济-美学多重价值同步提高,实现持续农业的有效途径,并以具典型特征的如东县作为个案分析,提出了调整与优化设计的建议.