黄土高原草地畜牧业产业形成与发展的牧草生产力基础

在黄土高原197个区县土地利用方式重新规划的基础上,对黄土高原畜牧业产业形成与发展的牧草生产潜力进行了分析预测。结果表明：规划的牧、林、农、果用地占生产用地的比例分别是草地44％、林地22％、基本农田20％、果园14％;197个区县草地牧草生产、作物秸秆、草田轮作和果园种草预测的总牧草饲料生产潜力达104881028t／a(其中,草地牧草生产潜力约占45％,达47196462．7t／a),可载畜104881028个羊单位／a(其中草地可载畜47196462．7个羊单位／a)。按1999年不变价格计算,黄土高原预测畜牧业总产值将达到5244051万元RMB／a,是1999年畜牧业总产值的5．3倍,超过1999年黄土高原农业总产值14％。农业人口人均预测畜牧业产值大于l000元的区县占59％;小于l000元的区县占41％。此外,预测的农业总产值将达到l147．2234亿元RMB／a,其中畜牧业、果业、林业和农业产值占农业总产值的比重分别是46％、27％、14％和13％。随着畜牧业产业链的逐步建立与完善,产业发展布局的日趋合理,黄土高原畜牧业生产总值将有较大幅度的提高,黄土高原生态环境将有进一步的改善。黄土高原草地畜牧业蕴藏着巨大的发展潜力,有望成为黄土高原优化的生产一生态新产业带建制中的支柱产业。     

青藏高原生态系统土壤保持功能及其价值

在 GIS手段支持下 ,运用通用土壤流失方程 ( USLE)研究了青藏高原生态系统土壤保持功能 ,并评价了其经济价值。研究表明 ,在总面积为 1 .49× 1 0 8hm2的青藏高原林地、草地、沼泽和农田生态系统上 ,土壤保持总量为 3.77× 1 0 8t/a,其经济价值总计为 5 .5 9× 1 0 8RMB/a,占西藏和青海两省 (区 ) 2 0 0 0年种植业、林业和牧业收入的 6.1 7%。其中保持土壤养分的经济价值为 3.68× 1 0 8RMB/a,减少废弃土地的经济价值为0 .2 6× 1 0 8RMB/a,减少泥沙淤积的经济价值为 2 .0 0× 1 0 8RMB/a。由此可见 ,青藏高原生态系统服务功能对当地社会和经济发展有着重要的作用     

松嫩平原农牧交错区牧草资源特点及畜牧业发展

以长岭县为例,对松嫩平原农牧交错区的牧草资源分布格局、牧草资源承载力和利用现状等进行分析。结果表明：放牧系统（草地-林地-农田组成）提供的牧草资源已不能满足当地畜牧业对牧草资源的需求。草地承载力仅占当前实际载畜量的16．6％,草地-林地-农田放牧系统承载力为实际载畜量的47．3％;作物秸秆转化为牧草资源的潜力巨大。经估算,作物秸秆占总牧草资源的78．3％,是当前畜牧业对牧草资源需求量的2．4倍。当前,农牧交错区牧草资源的粗蛋白含量普遍偏低,不能完全满足动物生长的需要,制约了当地畜牧业发展。根据当地畜牧业现状、牧草资源潜力,提出：应合理利用草地-林地-农田3个放牧子系统所提供的牧草资源,充分利用其它牧草资源,如作物秸秆;有汁划地建立高产优质、富含粗蛋白的人工牧草基地,增加牧草粗蛋白含量,提高牲畜对牧草资源的利用效率（吸收率）;充分有效地利用各种牧草资源,减轻草地放牧压力,实现畜牧业可持续发展与生态保护的协调统一。     

玛曲草地生态系统恢复成本条件价值评估

运用目前流行的能同时用于市场物品和非市场物品的条件价值评估法(CVM),对玛曲居民的草地恢复意愿进行了初步调查,并以他们的最大支付意愿(WTP)和最小受偿意愿(WTA)为依据,粗略推算了玛曲草地生态系统的年度恢复成本和总恢复成本.主要结论:① 525户调查样本中,394户选择了出资恢复措施,占总样本的75.4%;131户选择了减少牲畜数量恢复措施,占总样本的24.6%.这一结果表明当地牧民仍然没有摆脱传统数量型畜牧业生产模式,牲畜出栏率低,造成草地持续退化.②如果玛曲草地恢复以10a计,则总的恢复成本为 3.52×108元,其中前4a每年的恢复成本为0.85×108元,后6a每年的恢复成本为0.021×108元.整个恢复成本中,补偿价值占94%,支付价值只占6%,说明玛曲草地生态系统的恢复要以加速超载牲畜的出栏和淘汰为主,切实减轻草地压力,实现自然修复.     

基于提高森林覆盖率目标的跨区县横向生态补偿与供需对接——以重庆市为例

建立以提高森林覆盖率为目标的横向生态补偿,使保护发展生态的地区利益得到保障,绿化空间有限的地区在发展经济的同时也尽到绿化责任,从而推动各地间生态保护与经济发展的良性互动。以重庆市为例,考虑不同类型森林资源的数量、质量、造林管护成本差异,确定森林生态补偿指标价,同时建立灰色预测GM(1,1)模型,对标十四五规划,分析38个区县2025年森林覆盖率预期目标达成率,探索在全市森林覆盖率达到供需平衡下跨区县横向生态补偿供需对接关系。结果表明：(1)兼顾森林资源数量、质量和成本下38个区县单位面积森林补偿指标价介于5.69—7.32万元/hm²,平均为6.72万元/hm²,较目前基于成本的统一指导价3.75万元/hm²,高出0.79倍。(2)近10a森林覆盖率除大渡口区、江北区、九龙坡区、南岸区、长寿区、永川区、潼南区和忠县8个区县出现负增长外,其余30个区县呈正增长,预测到2025年达标的区县数量占全市总数的45%,其中达成率最高的是沙坪坝区(117.37%),最低是江北区(41.49%)。(3)依据各区县供需级别、对口帮扶结对...     

典型草原啮齿动物密度与牧草损失量的关系

研究啮齿动物密度对牧草损失量的关系,对于计算草地经济损害水平至关重要,可以为草地畜牧业管理决策提供指导。本研究于2012 - 2016 年,在锡林郭勒典型草原(东乌珠穆沁旗),应用标志重捕法和样方法对啮齿动物密度以及9 月份植物地上生物量进行调查,用啮齿动物密度及其日食量来估算鼠类对牧草的损害程度,确定牧草损失量。研究结果表明:(1)啮齿动物密度与牧草损失量的最佳拟合曲线是三参数S 型曲线,为:Loss = k/(1+e ^{a - rdensity});(2)当啮齿动物密度>906 个标准鼠单位/hm² 时,牧草产量发生最大损失(牧草产量损失比=23.30% );(3)根据所拟合的曲线,得出该类型草地啮齿动物对牧草损害的危害阈值为174 个标准鼠单位/hm² 。     

几株球形芽孢杆菌二元毒素基因的检测及对敏感和抗性尖音库蚊的毒性

根据Bacillus sphaericus 2362二元毒素基因核苷酸序列合成的一组寡聚核苷酸为引物,通过PCR扩增出1.1 kb的DNA片段作探针检测了C₃-41、IAB881、IAB872、BS-197和lPl-G菌株中二元毒素基因。Southern杂交表明C₃-41、IAB881、IAB872和BS-197菌株中3.5kb Hind III及LPl-G中4.7kb Hind III的酶切片段分别带有与探针有高度同源性的二元毒素基因。SDS-PAGE和Western印迹杂交表明所有菌株都能产生41.9kD和51.4kD的毒素蛋白。C₃.41、IAB881、BS.197和2362的全发酵液和碱抽提液对敏感尖音库蚊Culex pipienssubsp.Pipiens幼虫毒性高,但对抗性幼虫几乎无毒,LPl-G对敏感和抗性蚊幼虫具有相同的中度毒杀作用;IAB872对敏感幼虫毒性高,对抗性幼虫的毒力同LPl-G相似。这两株菌对抗性蚊幼虫的毒性可能是由Mtx毒素蛋白所导致的。     

松嫩平原农牧交错区牲畜放牧场的空间转移

研究了松嫩平原农牧交错区牲畜放牧场空间转移动态、不同放牧场对当地畜牧业的贡献率。研究结果表明 :松嫩平原农牧交错区的牲畜放牧场月际变化很大 ,草地、防护林草地和农田在不同阶段是牲畜的主要放牧场 ;牲畜放牧场具有明显的空间转移现象 ,总体趋势为农田 (1～ 3月份 )→草地 (4～ 6月份 )→防护林草地 (7～ 10月份 )→农田 (11～ 12月份 ) ;3种放牧场在不同时期对畜牧业的贡献率变化也很大 ,其变化趋势与放牧场空间转移趋势基本一致 ;草地、防护林草地和农田对松嫩平原农牧交错区畜牧业均起着重要作用 ,贡献率大小分别为农田 (38.8% ) >防护林草地 (31.8% ) >草地 (2 9.4 % )。草地在当地畜牧业中的地位明显下降 ,农田和防护林草地对当地畜牧业的贡献已相当重要。因此 ,应加强松嫩平原农牧交错区防护林草地放牧和农田放牧研究 ,在保护防护林的基础上合理利用防护林草地和杨树叶资源 ,充分利用农田杂草和农田残茬 ,增加可获得性牧草资源 ,促进地区畜牧业发展。     

黄土丘陵沟壑区三种豆科人工草地的植被与土壤特征

在黄土高原丘陵沟壑区以 4龄苜蓿 (Medicago sativa)、沙打旺 (Astragalus adsurgens)和甘草 (Giycyrrhiza uralensis)单播人工草地为材料 ,人工牧草、杂草和土壤 3方面研究了其生产性能和生态特性。在相同的管理条件下 ,沙打旺种群高度平均高于苜蓿 33.8% ,是甘草的 6 .2倍 ;苜蓿的密度分别是甘草和沙打旺的 5 .9倍和 2 .6倍 ;沙打旺盖度最大 ,苜蓿次之 ,甘草最小。三种牧草的地上生物量及其占群落生物量的比例依次是苜蓿 >沙打旺 >甘草 ;苜蓿种群生物量占群落的比例接近沙打旺 ,二者远高于甘草。甘草人工草地的杂草种数、杂草生物量及其生物量占群落的比例均最大。0～ 10 0 cm土层内三种人工草地的地下生物量依次为甘草 >苜蓿 >沙打旺。 0～ 10 0 cm土层内营养物质含量 :全 P,苜蓿 >甘草 >沙打旺 ;全 N,苜蓿与甘草接近 ,高于沙打旺 ;速效 P、速效 N都是甘草最高 ;有机质含量 ,苜蓿接近甘草、高于沙打旺。讨论了管理措施与人工草地的关系 ,加大投入是维持人工草地群落稳定的前提之一     

基于土地利用变化的土壤保持效益时空动态——以黄土高原南部为例

土地利用/覆被变化与土壤保持能力存在着强烈的耦合关系.基于3S技术,应用马尔科夫矩阵、美国通用水土流失方程( USLE)、市场价值法、影子工程法、机会成本法,探究1980-2005年黄土高原南部土地利用变化特征并定量测算了不同土地利用方式下土壤保持物质量及其经济效益.结果表明:研究区耕地和建设用地变化显著,1123.80 km2的耕地转为建设用地.1980和2005年黄土高原南部地区的土壤保持总量分别为20.43×108和19.94×108t,各地类单位面积土壤保持量排序为建设用地＜耕地＜未利用地＜草地＜林地.1980年和2005年区域土壤保持总经济效益分别为674.27亿元、1064.80亿元,林地、草地、耕地在区域土壤保持功能中占主导地位.     

黄土高原不同土地利用类型土壤含水量的地带性与影响因素

通过对黄土高原南北样带大面积(北纬34°05'—40°75'、东经107°14'—111°09')土壤含水量(0—500 cm剖面)测定和相应植被类型调查,研究了黄土高原农田、草地、灌木林地和乔木林地4种土地利用类型土壤含水量的空间变化及它们之间的差异性。结果表明:黄土高原4种土地利用类型的土壤含水量皆呈现南北向地带性变化,自南向北土壤含水量有明显递减趋势,与多年平均降雨量、潜在蒸散量、土壤质地等的分布具有一致性;同一地点不同土地利用类型下土壤水分含量具有显著差异(农地草地灌木和乔木林地),不同植被类型根系分布、蒸散耗水量的不同是造成含水量差异性的原因。植被建设应遵循土壤水分分布规律,研究结果对黄土高原植被恢复建设具有一定参考价值。     

川西低山区土壤侵蚀经济损失及其评估模式——以名山县蒙山为例

借助中国坡面土壤流失预报方程（CSLE）估算研究区的土壤侵蚀量,并重点对该区土壤侵蚀生态经济损失进行计算和分析,结果表明研究区土壤侵蚀的直接经济总损失为1776．387万元,占同期当地第一产业总产值的5．001％,其中经济损失最严重的是林地和坡耕地,其次探讨了水土流失生态．经济面积边际损失比的概念,通过分析得出侵蚀所造成的直接经济边际损失每增加1万元,在此基础上,其生态价值的边际损失将增加76—91元。     

黄土丘陵沟壑区景观格局演变特征——以陕西省延安市为例

以陕西省延安市1985年、2000年和2008年三期1∶25万景观单元类型图,1∶5万地形图等生成的数字高程模型(DEM)为数据源,基于ArcGIS 9.3软件,采用多距离空间聚类、景观单元类型转移矩阵、空间数据叠加分析等方法分析了延安市景观格局的演变特征。结果表明:延安市的景观是由林地、灌木、草地和农田等基本景观单元构成的复合景观;研究期间农地面积急剧减少,流失的农地主要转变为林地、草地、灌木和聚落,除农地和裸地外,其他景观单元类型面积均有不同程度的增加;1985—2008年,林地、灌木和草地聚集的最大尺度减小,而农田聚集的最大尺度变大,农田和草地的空间聚集强度明显小于林地和灌木;延安市主要景观单元类型演变主要发生在海拔1100—1500 m之间的区域和坡度范围7—21°之间的区域,但农田向聚落的演变主要发生在海拔较低(900—1300 m)、坡度较缓(7°)的平川缓丘地带。1999年之前,经济的迅速发展是延安市景观格局演变的主要驱动因素;而1999年之后,国家推行的退耕还林(还草)等一系列生态重建措施成为延安市景观格局变化的主要驱动因素。     

三峡库区蓄水前后农田生态系统服务与环境压力分析

农田生态系统是人类赖以生存的基础,重大工程影响下农田生态系统服务的响应与反馈对指导工程影响区的社会经济发展具有重要意义。基于三峡工程蓄水前后(2002,2011)的农业生产数据,评估了库区农田生态系统服务价值,并对其在蓄水前后的变化特征与环境压力进行了分析。结果表明:(1)三峡库区蓄水后,农田生态系统各项服务价值均增加,总价值增加了16.81%,增加部分主要为产品供给、休闲旅游和气体调节,相对于生产功能与生活功能,生态功能价值增加幅度较小;(2)总价值的变化是自然与包括三峡工程在内的人类活动综合影响的结果,其增加原因主要与常用耕地面积增加、种植结构调整、化肥农药施用强度增加,以及休闲旅游发展和科研投入加大有关,部分区县,尤其是常用耕地面积下降的区县,种植结构调整、化肥农药施用强度的增加起主导作用,按1990年不变价计算,库区蓄水淹没耕地损失的农田生态系统服务价值约为4.24亿元/a,其中产品供给价值1.37亿元/a;(3)化肥农药施用强度增加,化肥施用增产效益下降,是维持与提高库区农田生态系统产品供给服务所带来的环境压力,而农田生态系统服务除受到化肥农药施用强度增加对其自身的抑制外,还受到总人口增加与农业人口减少、耕地资源逐年减少和蓄水淹没高质量耕地的制约。     

黄土丘陵区坡改梯生态经济耦合效应

坡改梯是黄土丘陵区提高农作物单产和控制水土流失的有效措施。基于坡改梯内生和外延效应的学术思路,构建了能定量刻画坡改梯生态经济耦合状况的数学模型;以位于黄土丘陵区腹地的延安燕沟流域为例,利用土地利用和数字地形等空间数据、作物产量和土壤侵蚀模拟数据以及监测和调查数据,定量评价分析了燕沟流域坡改梯的生态经济耦合效应。结果表明:地形坡度越大,坡改梯的生态经济耦合效应越显著;地形坡度5°和15°是两个重要阈值,5°以下不必进行坡改梯,5°—15°之间应作为坡改梯的重点对象,15°以上宜退耕还林还草。坡改梯使燕沟流域农耕地的生态经济耦合程度得到了显著提高,坡改梯前生态经济耦合指数为1.805t/100元,坡改梯后下降为0.853t/100元,下降幅度达52.73%。随着坡改梯和植被覆盖率的提高,流域的洪水径流量和输沙模数均大幅度下降。     

气候和土地利用变化影响下生态屏障带水土流失趋势研究

受气候和地形等诸多因素影响,我国"两屏三带"国家生态屏障带中的川滇-黄土高原区域和南方丘陵带水土流失十分严重,自然灾害频发。但是,针对川滇-黄土高原区域和南方丘陵带水土流失时空格局变化,特别是未来气候变化和土地利用变化影响下水土流失变化趋势的研究很少。因此,本研究以川滇-黄土高原区域和南方丘陵带为研究对象,利用修正土壤流失方程（RUSLE）定量分析了该区在2000-2015年水土流失的时空变化规律及其影响因素,并预测了在RCP2.6和RCP4.5的未来气候情景下及土地利用变化条件下水土流失的变化趋势。研究结果表明：（1）黄土高原地区在植被恢复的积极作用下,水土流失显著缓解;（2）川滇地区的西南部因植被盖度的增长和降雨的减少水土流失显著缓解,但四川省境内人口密集区农田面积增加以及降水增加造成水土流失大幅度加剧;（3）南方丘陵带受降水增加影响导致了部分区域的水土流失恶化;（4）在未来气候变化情景下,由于大部分地区降雨将减少使土壤侵蚀趋于缓解,但四川、黄土高原和南方丘陵带大部分地区仍然面临未来农田面积增加带来的水土侵蚀压力。考虑到未来气候变化情景下降雨减少的趋势,建议在黄土高原地区提高草地在土地利用类型中的占比,在减少耗水量的同时维持地表盖度,缓解水土侵蚀;此外,各区域仍需控制农田面积,而且需通过加强坡耕地上保水保土耕作措施降低农田区域的土壤侵蚀压力。     

黄土高原北部草地的恢复与重建对土壤有机碳的影响

草地的恢复与重建是黄土高原生态建设的重要内容,探讨草地恢复过程中土壤有机碳密度（SOCD）的变化规律对于合理评价北方水蚀风蚀交错带地区生态恢复的环境效应及其对土壤碳固存潜力的影响具有重要的理论价值。以黄土高原北部水蚀风蚀交错带地区不同生长年限的紫花苜蓿（Medicago sativa）人工草地及其退化后形成的次生草地为主要研究对象,探讨了SOCD的动态变化特征。结果表明,研究区0-100cm土体的SOCD普遍较低,变化范围为1.18-2.81kgCm^-2,略高于地球上荒漠带的水平（1.4kgCm^-2）,显著低于黄土高原中部（4.46-9.95kgCm^-2）与全国（11.52-12.04kgCm^-2）的平均水平。但是当土地利用方式由农田转变为人工草地以后,以及随着人工草地向长芒草（Stipabungeana）次生天然草地的自然演替,SOCD均有不同程度的增加,增加幅度最大可达72%,土壤表现为明显的碳汇。不同土地利用方式0-100cmSOCD的变化顺序为：灌木林地（2.11kgCm^-2）〉次生天然草地（1.95kgCm^-2）〉人工草地（1.91kgCm^-2）〉弃耕地（1.69kgCm^-2）〉农田（1.68kgCm^-2）,但统计差异不显著,意味着植被恢复对土壤碳固存的影响相对较小,该地区土壤固存CO2的潜力并不大,发育较好的次生天然草地0-100cm土体SOCD平均仅为2.20kgCm^-2。对SOCD垂直变化的分析结果表明表层SOC主要固存于表层0-20cm土壤,而且与0-100cm土体的SOCD具有显著的线性相关性,由表层观测值可以有效估计0-100cm土体的SOCD,估计误差为9.9%（0.18kgCm^-2）。     

黄土高原植被建设及其对碳中和的意义与对策

黄土高原是我国“一带一路”建设的倡议地和天然的西部生态屏障,在“黄河高质量发展”和“双碳战略目标”重大国家战略背景下,黄土高原生态系统碳汇效应将迎来重大的转机和严峻的挑战。首先回顾了黄土高原植被建设的背景与历程,然后概括和总结了植被建设过程中固碳效应,针对黄土高原生态系统碳固定和排放过程,提出了一系列的增碳减排措施和对策,包括优化黄土高原植被建设和管理模式,加强科技顶层设计,提升植被建设的碳汇能力,并加快退耕还林/草的“碳交易”市场建设,健全法规规章标准和碳统计监测体系等;最后,对植被建设后期可能出现的问题和挑战进行了展望,为黄土高原乃至全国陆地生态系统实现“碳中和”战略目标提供重要的科技支撑。     

中国水土流失研究热点区的空间分布制图

中国是世界上水土流失最为严重的国家之一。准确掌握既有水土流失研究的空间分布格局是一项基础性工作。以中国知网学术期刊数据库作为数据源,应用自然语言处理方法,对1980—2017年中国水土流失研究地区进行了地名信息提取及研究热点建模;继而应用RUSLE模型模拟,得到全国土壤侵蚀强度的空间分布;在上述研究基础上,对研究热点地区与侵蚀强度之间的空间耦合关系进行了对比分析。结果表明:(1)1980年以来,中国水土流失研究热点区主要分布在黄土高原及贵州高原,涉及陕西、宁夏、内蒙古、甘肃、贵州以及黑龙江等省区;中等及以上热度的县(区、市)共171个,占全国国土总面积的5.33%。(2)RUSLE模型模拟表明,严重的土壤侵蚀主要分布在黄土高原及云贵高原,涉及陕西、宁夏、甘肃、山西、贵州、云南、四川等省区;侵蚀模数大于20 t hm~(-2) a~(-1)的县(区、市)共251个,占全国国土总面积的7.04%。(3)研究热点地图与水土流失强度模型模拟地图之间存在空间差异。对特定空间耦合模式的分析有助于判断科研资源配置的合理性。