治沟造地背景下延安市农业生态经济系统耦合发展分析

治沟造地是继退耕还林工程后延安市实施的又一项重大生态环境治理工程。研究治沟造地工程背景下延安市农业生态经济系统耦合关系的发展变化,对科学评价治沟造地工程生态经济效益和黄土高原地区农业生态经济协调与可持续发展具有重要意义。本研究通过构建农业生态经济系统耦合协调度模型和耦合度模型,定量分析了2010—2018年延安市农业生态与农业经济系统的综合评价指数变化、耦合协调状态及耦合度演变趋势。结果表明: 2010—2018年间,延安市农业生态系统综合评价指数和农业经济系统综合评价指数均呈现S型增长曲线,两者变化趋势较为一致;农业生态经济系统耦合协调度指数由0.51增长至0.72,耦合协调状态由初级协调水平发展为良好协调水平,说明该区域农业生态与经济关系不断改善,系统耦合关系向相互协调的方向发展;研究期间,延安市农业生态经济系统耦合演变过程较为复杂,系统耦合趋势经历了“衰退耦合、协调耦合、修复耦合、协调耦合”阶段,2018年耦合关系处于经济快速增长的协调发展阶段。治沟造地工程促进了农业生态经济系统的耦合协调发展,但其生态经济效益具有一定的滞后性。     

70年来陕西省纸坊沟流域农业生态经济系统耦合态势

"农业生态经济系统耦合"的研究与实践对于实现农业产业与资源相一致,建立持续、高效的农业生态经济系统具有重要的意义.耦合度可以阐明农业经济系统与农业生态系统互动关系,判定农业生态经济系统耦合态势.在分析陕西省纸坊沟流域农业生态经济系统耦合关系的基础上,参照系统科学等理论及相关研究结果建立了农业经济系统与农业生态系统耦合度模型,并计算和分析了该流域70a来的耦合度.结果表明,农业生态经济系统的耦合过程可以划分为4个阶段:Ⅰ.经济系统依赖生态资源进行原始化农业生产阶段;Ⅱ.农业生产掠夺式利用生态资源,生态系统供给能力不断减少阶段;Ⅲ. 农业经济系统与生态系统协调化发展阶段;Ⅳ.降低农业发展速度,促使生态系统重建阶段.纸坊沟流域从1938～2008年先后经历了第Ⅰ阶段、第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段.目前处于第Ⅲ阶段,但在"系统发展"过程中已潜伏了越来越大的危机,到2018年系统耦合突破"协调"界限,"相悖态势"将明显表现出来.为此,纸坊沟流域必须调整产业布局,发展草畜产业,进行产业升级,优化产业结构,实现农业生态经济系统协调、持续发展.     

赣南地区农业生态经济系统耦合态势的时空演变

赣南地区地处南方丘陵山地区域,是重要的生态功能区,其农业经济发展与生态功能保护的关系备受关注。促进农业生态经济系统的耦合协调发展,是赣南地区可持续发展的重要内容。利用2000-2015年赣州市各县（市）统计年鉴数据及遥感数据,构建了基于耦合协调度模型的区域农业生态经济系统的评价指标体系,开展时间和空间尺度上的农业生态经济系统的耦合协调发展研究。结果表明：（1）在时间尺度上,农业生态系统变化不大,在空间尺度上县（市）之间因自然条件的不同略有差异;农业经济综合评价值在2000-2015年之间有较大的增长,且不同县（市）间存在差异,农业经济系统的相对滞后是限制农业生态经济系统不能协同发展的原因。（2）耦合度和耦合协调度随时间而增长,大部分县（市）的耦合度经历了从中度耦合、高度耦合、再到极度耦合的过程,其中极度耦合的占比从2000年的0%提升到2015年的94%;耦合协调度从基本、中度协调耦合到中度、高度协调耦合,且都呈现以赣县、于都县、兴国县为主的中部较低,而南北部较高的态势。（3）2010年前,大部分县（市）的农业生态经济系统发展类型长期处于农业经济极度滞后状态,随后逐步向农业经济严重滞后过渡。农业生态经济系统耦合态势的分析有助于明晰当地的农业生态经济系统的发展、演变规律,促进农业系统的协调发展。     

国家尺度区域农业系统协调度评价

区域农业系统协调是农业持续高效发展的重要前提,也是构建和谐社会的主旋律.以数理统计学上的方差、平均数和变异系数原理为基础,构建了区域农业系统协调度评价的理论体系,其突出优点是既考虑指标间集中性,同时又考虑了离散性,评价结果更加客观科学.区域农业系统协调理论包括协调度概念、功效函数、功效系数、协调函数、协调度、协调度变化区间和协调等级等,核心是协调度与协调等级.区域农业系统评价指标体系的构建采用改进专家调查法,从生态、经济和社会子系统共筛选出29个评价指标.选取1990～2003年资料,对国家尺度区域农业系统协调度进行评价研究.研究结果表明:国家区域农业系统协调度呈现上升发展趋势,1997年从失调转向协调,2000年从弱度协调转向低度协调,总体呈现好转状态.经济子系统的协调等级从1990年的极度失调1级逐渐上升到2003年的高度协调9级.社会子系统的协调度在1990～2000年,从1级上升至8级协调等级,2001年下降6级,2002和2003两年上升至7级.生态子系统的协调等级由1990年的为中度失调3级,上升到2003年低度协调7级.1990～1992年,系统失调是由于生态、经济和社会子系统均处于失调状态;1993～1996年,系统失调是由于经济和社会子系统处于失调状态,生态子系统是弱度协调;1997～2003生态、经济和社会子系统的协调发展,系统转入协调状态,其中经济子系统贡献最大,成为决定系统协调度高低的主要原因,此时生态和社会子系统对区域农业系统协调发展有一定的制约作用.因此,发展农村经济,重视生态环境建设,构建和谐社会,是推动国家尺度区域农业系统协调发展的重要途径.     

珠江三角洲水生态调节功能分析及其价值评价

随着经济的飞速发展和人口的急剧增长, 由于珠江三角洲水资源过度开发, 导致水生态系统功能下降。在对水生态系统服务功能分类的基础上, 提出了珠江三角洲水生态系统调节功能主要包括水文调节(洪水调蓄)、河流输沙、土壤保持、水质净化、水资源积蓄与调节、生物栖息地功能, 应用替代工程法、替代花费法、机会成本法等, 结合数据的可获得性, 对珠江三角洲水生态调节功能进行评价。评价结果表明, 珠江三角洲水生态系统调节功能总价值为 179.07 亿元, 各种功能的价值量排序为水资源积蓄与调节>水质净化功能>生物栖息地功能>河流输沙功能>水文调节(洪水调蓄)>土壤保持功能, 经进一步分析其核心功能是水资源积蓄与调节功能, 因此, 在河流管理中既要考虑发挥其核心功能, 又要保证其他功能的支持作用得以实现。     

农业生态经济系统生产力与多样性评价指标

对农业生态经济系统的评价指标稳定性、持续性、均衡性进行了分析,并将三者加权平均作为生产特性指数,乘以多年平均的生产率作为综合生产力,以反映系统的生产力水平及生产特性.对农业生态经济系统的结构特性提出了协调性(多样性)的量化指标,并提出了农业生态经济系统评价指标体系的建议.     

农业生态经济学的内容和性质

一、农业生态经济学的内容农业经济系统和农业生态系统组成的系统国外称为“生态经济系统”(Ecolonomic system,)。农业生态经济学用农业生态经济系统这个概念把农业生态系统与农业经济系统联系起来当作一个功能单位研究,其中心是它的结构和功能。研究农业生态经济系统结构,主要是以天然生态系统和工业经济系统为参照系统,对系统的组成部分、农业生态系统与农业经济系统     

基于AHP—熵值综合赋权法的煤炭资源型城市生态—经济—社会协调发展分析——以鄂尔多斯市为例

生态—经济—社会多维关系及协调发展研究对煤炭资源型城市可持续发展具有重要理论意义。以鄂尔多斯市生态、经济、社会子系统为研究对象,构建区域生态—经济—社会系统评价指标体系,采用AHP—熵值综合赋权法、耦合协调度模型、灰色预测模型对鄂尔多斯协调发展水平进行评价。结果表明:(1)经济子系统评价指数呈快速增长趋势,生态、社会子系统相对于经济子系统具有较大滞后性,且生态子系统呈波动式下降趋势。(2)鄂尔多斯市二维、三维系统以高水平耦合状态为主,多维系统耦合协调度呈上升趋势,从失调衰退类向过渡发展类转变。(3)通过GM(1, 1)预测, EES三维系统未来10年耦合协调度呈上升发展趋势,协调发展水平不断提高。针对鄂尔多斯市自身特点构建的指标体系与评价模型对实现区域多维系统协调发展具有重要参考价值。     

生态城市与人地关系

生态城市作为当下探索人与自然协调共处、社会和谐进步、经济持续发展的实践,是实现可持续发展的重要举措。人地关系作为地理学研究的核心,是社会发展必须直面和探讨的重要问题。分别论述生态城市和人地关系相关研究的理念与框架、过程与机制、理论与方法的演变以及两者的区别。生态城市规划具备高度的综合性,在优化资源配置、调整空间布局、协调各项事业、改善城市功能等方面发挥重要作用,由单方面注重增长速度和规模转向重视城市增长容量、生态承载力、生活质量方面。人地关系研究旨在探索人地系统各要素间相互作用与系统行为及调控机制,其主旨问题随人地系统演变发生变异,准确分析人地关系面临着一系列理论、技术和数据方面的挑战。生态城市可以借助人地关系作为一个更加宏阔的系统框架,同时可为人地关系研究提供具体的工具和手段。复杂系统科学和综合集成方法是生态城市和人地关系的重点研究方向。生态城市与人地关系研究相互融合,能够更好地解决复杂问题,从而朝着共同目的—可持续发展迈进。     

浙江省德清县农业生态经济分区

农业生态系统是一个复合的生态经济系统。它自始至终与自然,社会相互作用着,同时,农业生产的地域性、季节性和连续性,使这个农业生态经济系统中的生物、人、自然和社会环境及系统的边界特性在不同的地区有差异,而这种差异又具体地表现在这个生态经济系统的结构与功能上。具体地说,由于人们生产活动的干预和操纵,使在不同区域,或在同一区域的不同地区生态经济系统的结构与功能会有     

三种肥料运筹模式对湖北西部坡耕地机条播小麦生产的影响

针对湖北西部坡耕地小麦生产存在的施肥不科学、籽粒品质不稳、种植效益低下等关键问题,连续2年在丹江口库区坡耕地“玉米-小麦”轮作制度下,研究3种优化种植模式(高氮减钾、中氮减钾、低氮减钾)对小麦产量、品质、效益和肥料利用效率的影响。结果表明:施用化学肥料显著提高了小麦籽粒产量和湿面筋含量。与常规种植模式(CK)相比,3种优化种植模式的钾肥偏生产力和农学利用率显著提高。高氮减钾模式的小麦干物质量、籽粒产量和粗蛋白含量最高,比CK分别增加9.4%、19.4%和7.8%,有利于小麦高产潜力的发挥;中氮减钾模式的小麦湿面筋含量和降落数值最高,分别比CK增加3.9%和9.3%,适用于中筋小麦的高效生产;低氮减钾模式的氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、钾肥偏生产力、钾肥农学利用率和净收益最高,分别比CK提高15.7%、134.1%、131.3%、368.2%和37.3%,粗蛋白和湿面筋含量分别比CK降低2.1%和2.6%,适用于弱筋小麦绿色轻简化生产。本研究结果可为坡耕地小麦生产选择适宜的种植模式提供参考。     

燕麦-绿豆间作效应及氮素转移特性

为探究燕麦(Avena sativa)-绿豆(Phaseolus radiatus)间作效应及氮素转移特性, 在不施氮肥的大田试验条件下, 设置3种种植模式(燕麦单作、绿豆单作和燕麦-绿豆间作), 采用传统挖根法和¹⁵N同位素标记法进行研究。结果表明, 间作系统中燕麦侵袭力强于绿豆, 绿豆生长受到抑制。整个生育期, 间作燕麦地上部干物质积累量比单作增加14.9%-33.1%, 2年成熟期间作燕麦的氮素积累量比单作分别提高53.1%和44.8%; 间作减少了开花结荚期绿豆氮素积累量和根瘤重量, 降低了绿豆的固氮效率, 绿豆的固氮效率2年平均降低23.7%, 生物固氮量平均减少11.66%。间作绿豆向燕麦的氮素转移率2年平均值达31.7%, 氮素转移量为212.16 kg∙hm^-2。燕麦-绿豆间作降低了开花结荚期绿豆的根瘤固氮酶活性和固氮效率, 但绿豆体内氮素转移增加了燕麦对氮素的吸收利用, 实现了地上部与地下部生长的相互调节和促进, 优化了农田生态系统的氮素管理。     

覆膜方式对一膜两年覆盖旱地玉米籽粒产量、水分利用效率和土壤水分平衡的影响

以挖掘黄土高原半干旱区全膜双垄沟播玉米节本增效技术,探讨一膜两年覆盖系统土壤水分平衡为目标,通过大田定位试验,量化研究了一膜两年覆盖条件下,全膜沟垄作(F₁M)、全膜平作(F₂M)、半膜平作(F₃M)和不覆膜平作(F₄M,对照)玉米的产量、经济收益、水分利用效率和土壤水分平衡.结果表明: 2年全膜沟垄作、平作的生物产量较对照平均增加32.8%和32.9%,籽粒产量增加60.8%和51.7%,水分利用效率和降水利用效率平均增加59.8%、35.9%和87.6%、64.4%.新覆膜全膜沟垄作、平作属于高产高投模式,其总产值较对照增加51.0%、41.2%,产投比较对照降低15.1%和16.2%;一膜两年覆盖全膜沟垄作、平作属于节本增效型生产模式,其总产值较对照增加40.8%和42.2%,产投比增加40.3%和42.2%.在606.5 mm的低降水条件下,一膜两年覆盖全膜沟垄作、平作的总耗水量分别达731.3和746.8 mm,土壤水分亏缺分别达124.8和140.3 mm,较对照增加22.7%和38.0%.一膜两年覆盖使全膜沟垄作、平作休闲期土壤水耗水量较对照降低了28.6%和30.0%,休闲效率较对照增加178.9%、148.3%.这说明全膜沟垄作、平作具有明显的增产和提高水分利用效率的作用,该技术结合一膜两年覆盖技术能实现节本增效,但在推广应用时需考虑低降水条件下的土壤水分亏缺问题.     

Design and Optimization of Planting Process Parameters for 2ZYX-2 Type Green Onion Ditching and Transplanting Machine

Considering the current low level of mechanization for domestic green onion planting and the high labor intensity of artificial planting, a 2ZYX-2 green onion ditching and transplanting machine, which can complete ditching, ridging, transplanting, repression, soil covering and other operations, is designed in this study. The Central Composite test design method was carried out with the speed of the transplanting machine, the depth of the opener and the horizontal position of the opener as the experimental factors and with the qualification ratio of perpendicularity, the variation coefficient of the plant spacing and the qualification ratio of the planting depth as the test index. Through the analysis of the model interaction and response surface, the change laws that the influence the machine’s forward speed, the depth of the opener and the horizontal position of the opener were studied. The regression model was optimized by Design-Expert 8.0.6 software, and the accuracy of the predicted results was verified by experiments. The optimal working parameters showed that the forward speed of the machine was 0.06 m/s, the depth of the opener was 102 mm, and the horizontal position of the opener was 29 mm. Under conditions of optimal working parameters, the qualification rate of the verticality was 86.83%, the coefficient of variation for the plant spacing was 2.77, and the pass rate of planting depth was 88.26%. The research related to the thesis can provide a reference for the mechanized planting of green onion, which is of great significance to the cost-effectiveness of the green onion industry.     

Simulating Crop Evapotranspiration Response under Different Planting Scenarios by Modified SWAT Model in an Irrigation District,Northwest China

Modelling crop evapotranspiration (ET) response to different planting scenarios in an irrigation district plays a significant role in optimizing crop planting patterns, resolving agricultural water scarcity and facilitating the sustainable use of water resources. In this study, the SWAT model was improved by transforming the evapotranspiration module. Then, the improved model was applied in Qingyuan Irrigation District of northwest China as a case study. Land use, soil, meteorology, irrigation scheduling and crop coefficient were considered as input data, and the irrigation district was divided into subdivisions based on the DEM and local canal systems. On the basis of model calibration and verification, the improved model showed better simulation efficiency than did the original model. Therefore, the improved model was used to simulate the crop evapotranspiration response under different planting scenarios in the irrigation district. Results indicated that crop evapotranspiration decreased by 2.94% and 6.01% under the scenarios of reducing the planting proportion of spring wheat (scenario 1) and summer maize (scenario 2) by keeping the total cultivated area unchanged. However, the total net output values presented an opposite trend under different scenarios. The values decreased by 3.28% under scenario 1, while it increased by 7.79% under scenario 2, compared with the current situation. This study presents a novel method to estimate crop evapotranspiration response under different planting scenarios using the SWAT model, and makes recommendations for strategic agricultural water management planning for the rational utilization of water resources and development of local economy by studying the impact of planting scenario changes on crop evapotranspiration and output values in the irrigation district of northwest China.     

1987年特大火灾后不同树种种植比例对大兴安岭森林景观的长期影响

应用空间直观景观模型(LANDIS)模拟了1987年大兴安岭北坡图强林业局特大森林火灾后在目前种植强度下,不同落叶松和樟子松种植比例(100%落叶松(P₁)、70%落叶松和30%樟子松(P₂)、50%落叶松和50%樟子松(P₃)、30%落叶松和70%樟子松(P₄)、100%樟子松(P₅)以及完全依靠天然更新(P₀)条件下森林景观的长期动态变化.结果表明,在演替的前期、中期和后期,不同种植比例均对落叶松、樟子松和白桦有显著影响;落叶松所占的面积百分比随时间的推移均呈上升趋势,而樟子松则相反;在各种植预案下,落叶松和樟子松的面积百分比均高于天然更新预案的比例,随着落叶松种植比例的增加,落叶松的多度也相应增加;樟子松在该区所占的面积百分比也随其种植比例的增大而增加.白桦在天然更新预案下所占的面积百分比明显高于种植预案下所占的比例;而不同落叶松和樟子松种植比例也对白桦面积有较大影响,樟子松种植的比例越大,白桦所占的面积百分比越高,说明落叶松比樟子松有更强的竞争能力.但P₂、P₃和P₄预案下,落叶松和樟子松的面积所占比例相差不大,但要高于完全种植落叶松(P₁)或樟子松(P₅)所占的比例.     

不同栽培制度下温室黄瓜土壤生物学特性的变化

以连作8年温室黄瓜土壤为研究对象,设计5种栽培制度,以传统两季种植黄瓜、夏季休闲处理为对照,进行3年的盆栽试验,采用第3年数据评价不同栽培制度对土壤质量指标及其相关性、土壤线虫和各茬作物产量的影响.结果表明：夏茬休闲期种植速生叶菜和青蒜增加了土壤微生物量碳含量、微生物总量和蔗糖酶活性,维持了较高的Shannon-Weaver指数,减少了线虫和根结线虫的数量,增加了各茬作物产量,夏茬种植茼蒿、菠菜、青蒜后土壤蔗糖酶活性分别增加了8.9%、36.9%和89.5%,夏茬种植茼蒿和青蒜后Shannon-Weaver指数分别提高了7.7%和9.4%.说明填闲和轮作制度对黄瓜连作土壤质量有一定的修复效果,尤以填闲茼蒿和青蒜效果明显.     

渭北旱塬苹果园不同水肥管理模式下的土壤水分差异

为了探究渭北旱塬苹果园不同水肥管理模式下的土壤水分差异,于2013—2016年在地处渭北旱塬的陕西省白水县田家洼村进行了田间试验,设置了3个不同果园水肥管理方式:农户模式(单施化肥,FM)、现有模式(推荐施肥配合地膜覆盖,EM)、优化模式(有机无机肥配施配合双元覆盖,OM),并对0~300 cm土层土壤水分进行了测定.结果表明:优化模式可以显著提高0~200 cm土层土壤贮水量,0~100 cm土层土壤含水量在干旱季节较农户模式和现有模式分别增加5.6%和15.3%,优化模式200~300 cm土层土壤水分相对亏缺指数低于现有模式,在干旱年份可以提高降雨入渗,降雨入渗达到300 cm,同时优化模式可以提高果园0~300 cm土层土壤降水补充量,稳定土壤水分变化,有效缓解了深层土壤干燥化程度.优化模式4年平均产量较农户模式和现有模式分别提高36.6%和22.5%.综上,优化模式可以通过提高土壤有效含水量,改善浅层和深层水分状况,提升土壤水分利用效率,在提高产量的同时,缓解土壤深层干燥化程度.     

种植密度对夏玉米产量和源库特性的影响

以高产玉米品种郑单958(ZD958)和登海661(DH661)为试验材料,在4个不同区域(山东农业大学、汶口、兖州和莱州)设置22500、45000、67500、90000和112500株.hm-25个种植密度,研究了种植密度对夏玉米产量及源库特性的影响.结果表明:两品种在112500株.hm-2密度条件下玉米籽粒产量和生物产量最高,分别为19132和36965kg.hm-2,与22500和67500株.hm-2密度相比,籽粒产量分别增加了72%和48%,生物产量分别增加了152%和112%.两品种单株叶面积、最大花丝数、穗粒数和千粒重随密度增大而减小,但叶面积指数随密度增大而显著提高.收获指数与粒叶比随密度增大而显著减小,当密度超过67500株.hm-2时差异不显著,表明高密度条件下玉米通过增加群体库来提高产量.     

半干旱黄土区苜蓿草地轮作农田土壤氮、磷和有机质变化

大田试验研究了多年生苜蓿草地轮作农田2年内的耕层土壤氮、磷养分和有机质变化.结果表明,与苜蓿连作相比,苜蓿草地轮作成农田后,土壤N和有机质消耗增加,2年中耕层土壤全氮含量平均分别下降了5.4%和19.5%、有机质下降了46.8%和28.2%,土壤全磷无显著变化;轮作提高了土壤氮、磷养分有效性及其活化率,土壤硝态氮含量2年分别提高了15.5%和159.1%、速效磷含量提高了44.5%和48.0%,差异显著.不同轮作方式对土壤养分变化有显著影响.苜蓿草地轮作后第2年,种植春小麦与种植玉米相比差异显著,种植马铃薯和休闲处理土壤养分变化幅度处于二者之间.种植春小麦能够维持农田土壤肥力生长季平衡,种植玉米增加了对土壤全氮、有机质和速效磷的消耗,土壤养分含量出现季节性下降,C/N和C/P降低.在半干旱地区多年生苜蓿草地向农田转变过程中,以轮作春小麦为宜,应避免种植玉米作物,以维持农田肥力平衡.