基于叶片尺度观测数据的气孔导度模型评价

气孔导度(g)是控制冠层与大气之间能量和水分交换的重要因素。空气湿度是控制植物叶片气孔导度的一个关键环境因子。在过去的十几年中,普遍得到应用的是Ball-Woodrow-Berry(BWB)模型和Leuning模型中气孔导度与湿度的关系。本研究使用一个诊断变量f(H),基于农田叶片水平的光合-气孔导度观测数据,对BWB模型、Leuning模型以及新发展的power-h模型和power-D模型进行了气孔导度模拟效果的比较和评价。结果表明:BWB模型描述的是g和相对湿度(hs)之间的一种线性关系,当空气较为湿润时,模拟结果存在较大的低估;Leuning模型中反映的是g与饱和水汽压差(Ds)的非线性函数,降低了模拟结果的误差,但仍然不能很好地描述g在较湿状况下的显著升高;相比之下,两个新的模型,即Ds的指数函数和(1-hs)的指数函数形式模型能提高模拟结果的精度。这个研究结果也表明基于Ds的模型模拟效果要好于基于hs的模型。     

农田土壤磷素淋溶及其预测

农田土壤磷的淋溶损失,不仅造成肥料利用率降低、农业生产成本上升,还能引起地下和地表水体富营养化。在综合大量中外文献的基础上,阐述了农田土壤磷素淋溶问题的提出、淋溶对水体富营养化的贡献、淋溶液中磷素的形态及其比例、影响土壤磷素淋溶的因子、淋溶机理、预测方法,并对农田土壤磷素淋溶及其预测作了展望。     

太行山中低山区河谷内农田斑块特征及其分布格局—以河北省阜平县胭脂河主流河谷为例

以景观生态学原理为指导,调查了位于太行山中低山区的河北省阜平县胭脂河主流河谷,对河谷内农田斑块的特征及其分布格局进行了分析,结果表明,农田斑块了作河流源头外贯穿整个河谷,从上游向下游,人为活动的增加使农田的比重不断增加,导致自然景观减少,环境异质性降低,农田斑块破碎化和蔼减小,胭脂河河谷总面积为2297.09hm^2,构成河谷景观主体的农田有117个斑块,面积为1027.78hm^2,占河谷面积的44．74％,农田基本紧靠河岸分布,处在水分条件优越但易受洪水威胁的土地带上,农田在河流两侧是非对称分布,其中左岸农田面积587.58hm^2,占57．17％,斑块的宽度呈增加的态势,但变化比较大,基本上以狭长的特征出现。     

秸秆和地膜覆盖对渭北旱作玉米农田土壤氮组分与产量的影响

基于田间定位试验,研究了秸秆和地膜覆盖措施对旱作春玉米田土壤氮组分和作物产量的影响。试验包括无覆盖对照,秸秆覆盖和地膜覆盖3个处理,观测指标包括土壤全氮(STN)、颗粒有机氮(PON)、潜在可矿化氮(PNM)、微生物量氮(MBN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)含量及作物产量。结果表明:试验进行5到7年后,与对照相比,秸秆覆盖处理0—10 cm土层STN、PON、PNM、MBN和NO_3~--N含量3年平均分别提高了13.11%、64.29%、17.51%、16.94%和55.37%,10—20 cm土层STN、PON、MBN和NO_3~--N含量3年平均分别提高了5.93%、33.33%、15.78%和27.57%(P0.05)。而地膜覆盖处理0—10 cm和10—20 cm土层NO_3~--N的含量较对照分别提高了189.14%和135.75%(P0.05),其他氮组分与对照处理差异不显著。秸秆和地膜覆盖处理玉米产量较对照处理3年平均分别提高了6.90%和36.74%(P0.05)。玉米产量与0—20 cm土层NO_3~--N含量和NO_3~--N/STN值呈显著正相关关系。总的来看,秸秆覆盖能显著增加旱地土壤全氮和活性有机氮含量,促进氮素固定,但需注意作物生长后期补充氮肥以满足作物生长需要。而地膜覆盖能显著提高土壤氮素有效性和作物产量,但不利于土壤有机氮的固定,且表层土壤存在潜在氮淋失风险。     

旱地农日水肥效应研究进展

水、肥是提高旱地农业生产力的关键,也是制约该类型区农业发展的主要因素,能否充分发挥水肥的增产效应对我国粮食安全与农业可持续发展具有重要意义．本文介绍了灌溉试验、旱棚试验与长期定位试验等几种水肥效应常用研究方法的设计原理及不足;并在总结旱农地区水肥协同效应定性与定量研究的基础上,对旱地农业水肥相互作用机理和交互作用模型进行了系统论述,指出适宜的水、肥条件对作物生长与产量形成具有明显的正交互作用,但因研究方法与试验地自然条件的不同而存在明显差异．结合农业生态系统特点对未来旱地农业水、肥效应的研究方向进行了展望．     

不同施肥下农田表土有机碳含量变化分析: 基于中国农业生态系统长期试验资料

收集整理1979~2008年中国长期施肥试验文献, 提取和整合了这些长期施肥试验中农田表土有机碳的资料. 采用有效文献涉及中国大陆23个省区的70个长期试验点(其中旱地42个, 水田28个), 涵盖16种土壤类型. 总样本481个(旱地346个, 水田135个). 将施肥处理分为6种类型: N: 无机氮肥; NP: 无机氮磷肥配施; NPK: 无机氮磷钾肥配施; O: 单施有机肥; OF: 有机无机肥配施和其他非平衡施肥(如单施磷或钾, 磷钾配施和氮钾配施等). 按农田土壤总体和区分旱地与水田两种农业利用类型, 分别统计分析一种施肥处理下表土有机碳含量相对于特定试验对照的变化特征. 结果表明, 这些长期试验不同施肥处理下农田表土有机碳在时间上成总体上升趋势, 旱地和水田表土有机碳年均变化量分别介于−0.14~0.60和−0.12~0.70 g·kg⁻¹·a⁻¹之间, 年均增量分别为0.13和0.19 g/kg. 水田增长高于旱地. 不同长期试验地点间施肥处理下, 农田表土有机碳含量积累趋势相似, 而且与单施氮肥和化肥相比, 有机施肥和化肥配合平衡施肥普遍较大幅度提高了土壤有机碳积累速率. 尽管随着试验持续时间的延长, 土壤有机碳增幅存在下降趋势, 但良好施肥的固碳效应在旱地土壤中可持续15年以上, 在稻田可持续20年以上, 且其技术效应的幅度仍然十分明显. 因此, 良好施肥管理的推广可以作为促进中国农田生产力和土壤长期固碳潜力的重要技术途径.     

污水灌溉与人体健康

用未经处理或未达到排放标准的工业污水灌溉农田是污染物进入土壤的主要途径,其后果是在灌溉渠系两侧形成污染带,属封闭式局限性污染。由于大量未经处理污水直接用于农田灌溉,水质超标,已经造成土壤、作物及地下水的严重污染。污水灌溉已成为我国农村水环境恶化的主要原因之一,直接危害着污水灌溉区的人体健康。     

三江平原农田土壤跳虫多尺度空间自相关性

土壤动物多尺度空间自相关性特征是土壤动物空间异质性和空间共存格局研究的重要基础。以土壤跳虫为研究对象,以中国科学院三江平原沼泽湿地生态实验站为研究区,于2011年8月和10月,选取具30 a以上耕作历史的旱地为实验样地,以5 m为步长设置一个50 m×50 m的实验样地,采用地统计中的全局Moran's I指数和局部Moran's I指数相结合的方法,研究土壤跳虫多尺度空间自相关性特征。全局空间自相关结果表明,土壤跳虫群落总密度和多数跳虫种类存在显著的多尺度空间自相关特征,多数为显著的正的空间自相关性,形成明显的空间集群。局部空间自相关结果表明,土壤跳虫群落总密度和所有跳虫种类均存在显著的局部空间自相关性,在局部地区形成"高—高"和/或"低—低"的空间集群,并和"高—低"和/或"低—高"的空间孤立区相伴发生,即形成"斑块"和"孔隙"相间分布的水平镶嵌格局;这种镶嵌格局具一定的时间动态特征,从夏季到秋季斑块大小和空间分布范围略有变化。研究表明,土壤跳虫具有明显的多尺度空间自相关性;空间集群是土壤跳虫的常见空间分布格局,在样地内形成"斑块"和"孔隙"相间分布的水平镶嵌格局,这种格局具年内时间变异性。     

“氯敌鼠”防治对农田小哺乳动物群落结构的影响及群落演替分析

对不同防治对策下施用氯敌鼠作为杀鼠剂对农田小哺乳动物群落结构的影响进行了研究．结果表明,杀鼠剂对群落组成有很大影响,灭鼠时机、灭鼠次数不同,群落的反应也不同．秋季灭鼠,小哺乳动物数量逐年下降,３ 年后可达到较低密度．群落多样性也逐年下跌,且回升极弱．春季灭鼠,数量可持续在低水平,群落多样性较其它处理高,对化学灭鼠破坏的生物多样性有较强的恢复力．灭鼠频次的增加对小哺乳动物总体数量降低有强化作用．可以认为,化学灭鼠明显地降低了群落中小哺乳动物的密度,也降低了群落的多样性．促使小哺乳动物群落向着优势种突出、种类单调、群落稳定性差的方向演替．     

生物炭对农田土壤氨挥发的影响机制研究进展

降低土壤氨挥发量是农田生态系统中减少土壤氮素损失、提高氮肥利用率的关键途径之一。生物炭具有独特的理化性质,施入土壤后可改变土壤理化性状,影响土壤氮素循环,并对农田土壤中氨挥发产生重要的影响。本文首先介绍了稻田和旱田两种土地利用方式下农田氨挥发过程及其影响因素(气候条件、土壤环境、施肥管理等);其次,重点综述了生物炭对农田生态系统氨挥发影响的研究进展,并从物理吸附机制、气液平衡机制、生物化学过程调节机制等方面探讨了生物炭介入下农田土壤氨挥发的响应机制,认为土壤氨挥发减排的响应主要是基于生物炭表面含氧官能团对土壤NH₄⁺和NH₃的吸附作用及促进土壤硝化作用;而生物炭增加土壤氨挥发排放主要与生物炭提高土壤pH值和透气性、增强土壤有机氮矿化微生物活性有关。最后,对生物炭减少土壤氨挥发、提高氮肥利用率的研究方向进行了展望。