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2000—2020年中国青饲料播种面积及其供需驱动因素的时空格局

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地理学报 2024年第7期79卷 1804-1823页

作者：杨彤赵雯莉董金玮李愈哲李之超王洁齐雯丽毕健张戈丽中国农业大学土地科学与技术学院北京100093 中国农业大学生物学院北京100093 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国农业大学草业科学与技术学院北京100093 兰州大学资源环境学院兰州730000

高产、优质的青饲料对于国家畜牧业发展和食物供给至关重要。然而,当前对于青饲料播种面积时空变化格局及其阶段性特征、区域差异以及影响因素等尚未清楚。本文基于省级面板数据分析了2000—2020年青饲料种植的时空格局变化,结合MODIS-... 详细信息

高产、优质的青饲料对于国家畜牧业发展和食物供给至关重要。然而,当前对于青饲料播种面积时空变化格局及其阶段性特征、区域差异以及影响因素等尚未清楚。本文基于省级面板数据分析了2000—2020年青饲料种植的时空格局变化,结合MODIS-NPP产品和统计数据,揭示了饲料供给与需求对青饲料播种面积的影响。结果表明:①2020年中国青饲料播种面积为2199×10^(3)hm^(2),仅占农作物播种面积的1.3%,其中牧业地区占全国的59%。②2000年以来青饲料播种面积经历了快速增长(2000—2003年,464.2×10^(3)hm^(2)/a)、快速下降(2004—2009年,-399×10^(3)hm^(2)/a)和缓慢增长(2010—2020年,64.3×10^(3)hm^(2)/a)3个时期。牧业地区主导了全国青饲料播种面积的变化。③饲料供需因素最多可以解释92%的青饲料播种面积变化。其中,饲料需求每增加1万t,青饲料播种面积最高增加900 hm^(2)。秸秆草饲料产量与青饲料互为补充,以负效应为主(偏回归系数介于-1.2~-0.5之间)。天然草饲料产量则对青饲料播种面积变化影响较小。此外,生态工程和农业政策等因素通过调控奶业、草牧业和种植业对青饲料播种面积的变化有重要影响。本文结果可为制定粮食安全、生态环境保护和作物结构调整等相关政策措施提供科学支持。

关键词：青饲料时空格局播种面积饲料供需中国

基于CWDI蒙冀半干旱区近60a谷子干旱时空变化特征

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中国农业气象 2024年第4期45卷 419-430页

作者：赵凌暄王靖李扬王孝贤赵熙玲陈仁伟胡琦张佳莹王慧烨赵庚云中国农业大学资源与环境学院北京100193

谷子是半干旱区的特色作物,具有耐旱稳产的特点。蒙冀半干旱区是谷子的优势产区,种植面积及总产量均居全国前列,但干旱严重威胁着该区谷子生产。为揭示干旱对谷子生长过程的影响,提高谷子生产应对干旱风险的能力,选取研究区内27个气象站... 详细信息

谷子是半干旱区的特色作物,具有耐旱稳产的特点。蒙冀半干旱区是谷子的优势产区,种植面积及总产量均居全国前列,但干旱严重威胁着该区谷子生产。为揭示干旱对谷子生长过程的影响,提高谷子生产应对干旱风险的能力,选取研究区内27个气象站点1961-2019年谷子生长季(5-9月)逐日气象数据,采用作物水分亏缺指数(CWDI)作为干旱指标,结合干旱强度、干旱频率、干旱站次比分析谷子干旱的时空变化特征。结果表明:(1)近60a,蒙冀半干旱区谷子干旱强度呈下降趋势。干旱的发生频率和站次比均随干旱等级的升高而降低。(2)在谷子各生育阶段,干旱强度和干旱频率表现为拔节期>苗期>成熟期>灌浆期>抽穗期。(3)空间分布上,研究区内谷子干旱强度和干旱频率均表现为由西北向东南逐渐降低,其中中旱、重旱和特旱的发生范围均减小。干旱强度和频率的降低有利于蒙冀半干旱区的谷子生产。

关键词：半干旱区 CWDI干旱指数谷子生育阶段干旱强度与频率

微塑料介导的土壤碳循环:微塑料对土壤有机碳的形成、矿化和稳定过程的影响

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中国科学:技术科学 2024年第10期54卷 1854-1867页

作者：石佳王祥汪杰中国农业大学土地科学与技术学院中国农业大学资源与环境学院

微塑料污染已成为全球生态系统最严重的威胁之一,其不仅对陆地和海洋生态系统、生物多样性和人体健康产生影响,还会通过影响土壤有机碳固定扰动全球气候变化.土壤中微塑料可以直接参与碳循环或间接影响理化性质和微生物群落来影响土壤... 详细信息

微塑料污染已成为全球生态系统最严重的威胁之一,其不仅对陆地和海洋生态系统、生物多样性和人体健康产生影响,还会通过影响土壤有机碳固定扰动全球气候变化.土壤中微塑料可以直接参与碳循环或间接影响理化性质和微生物群落来影响土壤有机碳周转过程.本文从微塑料影响土壤有机碳测定,以及微塑料介导的有机碳形成过程、矿化和稳定过程等方面,阐明了微塑料对土壤有机碳库的影响,并深入探讨了微塑料调控土壤有机碳循环的可能机制.未来需从微塑料源碳的精准识别、碳过程关键微生物作用机制、多因素影响下碳循环过程等方面开展进一步的研究工作.

关键词：微塑料有机碳土壤微生物群落塑料际微生物残体碳

硅藻矿粉和玻尿酸废液对紫花苜蓿减肥和耐旱效果的研究

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草地学报 2024年

作者：王涛梁红怡王显许钊商建英李彦明陈清崔建宇常瑞雪中国农业大学资源与环境学院中国农业大学土地科学与技术学院

为解决肥料过量以及草地干旱问题，本文以紫花苜蓿（Medicago sativa L）(‘中苜一号’)为供试作物，在常规和缺水条件下通过比较紫花苜蓿的株高、分枝数、叶面积等生长指标并检测土壤基本养分、土壤酶活以及紫花苜蓿酶活的变化，探究... 详细信息

为解决肥料过量以及草地干旱问题，本文以紫花苜蓿（Medicago sativa L）(‘中苜一号’)为供试作物，在常规和缺水条件下通过比较紫花苜蓿的株高、分枝数、叶面积等生长指标并检测土壤基本养分、土壤酶活以及紫花苜蓿酶活的变化，探究了硅藻矿粉替代有机肥的可能比例及其对土壤及紫花苜蓿生长的影响，同时设置叶面喷施稀释后的玻尿酸废液处理组，在生长过程中测量分析硅藻矿粉以及玻尿酸废液对土壤施肥效果和紫花苜蓿耐旱性能的影响。结果表明，在不影响作物生长的前提下，硅藻矿粉最多可以减少羊粪有机肥10%的使用，其中碱解氮含量高于只施加羊粪有机肥组(90.91mg·kg-1)；在干旱条件下，20%硅藻矿粉替代有机肥在1株高、分枝数、叶片数、叶面积以及叶绿素含量都显现出优势，其中紫花苜蓿的生长状况以及耐旱性与只施用羊粪有机肥的处理组效果没有显著性差异或更为优越。因此，干旱条件下推荐硅藻矿粉替代比例为20%。玻尿酸废液的施用可以提高紫花苜蓿的养分利用效率，但是对于生长状况和耐旱性的影响效果并不显著。

关键词：紫花苜蓿干旱胁迫土壤调理剂硅藻矿粉玻尿酸废液

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双针热脉冲测定冻土热特性的数值模拟方法

农业工程学报 2024年第11期40卷 92-99页

作者：张媛媛刘湘君赵天悦赫刘台何海龙刘刚中国农业大学土地科学与技术学院北京100193 西北农林科技大学资源与环境学院杨凌712100

使用双针热脉冲(dual probe heat pulse, DPHP)测定冻土热特性时施加热脉冲后会导致加热探针周围的冰融化,使用目前常用的仅考虑热传导(忽略融化相变、冰水两相分界面)的解析解处理DPHP温度数据,会导致在-5℃至0℃温度范围内无法准确测... 详细信息

使用双针热脉冲(dual probe heat pulse, DPHP)测定冻土热特性时施加热脉冲后会导致加热探针周围的冰融化,使用目前常用的仅考虑热传导(忽略融化相变、冰水两相分界面)的解析解处理DPHP温度数据,会导致在-5℃至0℃温度范围内无法准确测量热导率(λ)和比热(C_(v))。为了能够准确测定冻土的λ和C_v,有必要考虑DPHP加热过程中引起的冰融化的相变潜热。该研究基于COMSOL仿真软件模拟了考虑相变潜热、相变区间以及移动冰水界面的DPHP测量过程,采用随温度非线性变化的真实冻土热特性进行模拟,并与真实冻土的DPHP测量数据对比。结果表明:1)COMSOL仿真在不考虑相变条件下与无限线性热源模型结果完全吻合(R^(2)=0.998 9);2)当土壤初始温度低于-5℃时,考虑相变发生的COMSOL仿真能够准确模拟试验结果,表现出较高的相关性(R^(2)> 0.93),在-1~0℃的土壤初始温度范围内,无限线性热源模型的结果与试验测量显著偏离(R^(2) 0.7)。该研究结果检验了有限元仿真用于真实冻土DPHP研究的可行性,可为准确预测冻土热特性的研究提供方法。

关键词：冻土数值模拟热传导双针热脉冲移动边界

CPK激酶调控植物生长发育的分子机理及其研究进展

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科学通报 2024年第8期69卷 1082-1095页

作者：刘欣李炜佳李希东陈艳梅中国农业大学生物学院北京100193 北京农学院生物与资源环境学院北京102206

钙离子依赖性蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK或CPK)是细胞信号转导中发挥重要调控功能的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶.植物基因组编码大量的CPK激酶.当外界钙离子浓度发生变化时,CPK激酶能感知这些变化并与钙离子结合,... 详细信息

钙离子依赖性蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK或CPK)是细胞信号转导中发挥重要调控功能的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶.植物基因组编码大量的CPK激酶.当外界钙离子浓度发生变化时,CPK激酶能感知这些变化并与钙离子结合,导致蛋白构象改变以及释放自抑制结构域对激酶活性的抑制,从而激活CPK激酶.激活的CPK激酶通过磷酸化底物蛋白把钙信号向下游传递并引发胞内信号通路的级联反应,最终调控植物生长发育或对外界环境信号的响应.本文概述了CPK激酶的基本结构和分子特征,以及CPK激酶在调控植物生长发育、激素信号机理、生物和非生物胁迫应答过程中的最新研究进展,并对当前研究中存在的问题和未来的研究方向进行探讨与展望.

关键词： ABA CPK激酶钙信号钙指纹钙调蛋白磷酸化

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洱海流域水稻氮足迹与减排潜力预测

中国生态农业学报（中英文） 2024年第8期32卷 1311-1321页

作者：肖作敏刘鹏祺史晴雯王明阳吴语潇陈卓营浩丛汶峰云南大学农学院昆明650500 中国农业大学资源与环境学院北京100193 云南农业大学资源与环境学院昆明650201

协同环境保护和粮食安全对于流域农业高质量发展具有重要意义。水稻是我国第一大粮食作物,在高原湖泊流域内广泛种植,然而以往对全流域水稻氮的研究往往忽视了排放因子的空间异质性,且通过田间综合技术优化对水稻增产与减排潜力的影响... 详细信息

协同环境保护和粮食安全对于流域农业高质量发展具有重要意义。水稻是我国第一大粮食作物,在高原湖泊流域内广泛种植,然而以往对全流域水稻氮的研究往往忽视了排放因子的空间异质性,且通过田间综合技术优化对水稻增产与减排潜力的影响尚不清楚。本研究以洱海流域为典型案例,基于洱海全域农户调研数据,运用生命周期评价与随机森林模型方法系统评估流域水稻生产氮足迹;并基于西南地区田间试验预测该流域水稻生产的减排潜力。结果表明:洱海流域水稻平均产量为8598.5 kg∙hm^(−2),平均氮肥投入量为222.0 kg(N)∙hm^(−2),主要以洱海北部和西部区域较高。平均活性氮损失为55.1 kg(N)∙hm^(−2),其中氧化亚氮(N2O)排放、氨(NH3)挥发、氮径流和氮淋洗占比分别为0.8%、61.3%、15.1%和22.9%;从空间分布特征来看,洱海北部和西部具有较高的环境风险。结合区域水稻种植面积,流域水稻活性氮损失为440.0 t。通过随机森林模型预测,洱海流域水稻种植可减少22.9%的活性氮损失,同时增加21.1%的产量。该研究可为探索高原湖泊流域内水稻绿色生产可持续氮素管理提供依据。

关键词：水稻氮足迹活性氮损失减排潜力洱海流域

长江经济带生态系统服务权衡与协同及其驱动因素

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环境科学 2024年第6期45卷 3318-3328页

作者：何刘洁郑博福万炜谢泽阳宋旭朱锦奇刘忠南昌大学资源与环境学院江西生态文明研究院南昌330031 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193

生态系统服务及其变化是多种因素驱动的复杂过程,了解生态系统服务之间的权衡与协同作用及其驱动因素,对于实现生态系统服务有效管理和人类福祉至关重要.以长江经济带为研究区域,分析了2000~2020年产水、土壤保持、碳固定和粮食供给这4... 详细信息

生态系统服务及其变化是多种因素驱动的复杂过程,了解生态系统服务之间的权衡与协同作用及其驱动因素,对于实现生态系统服务有效管理和人类福祉至关重要.以长江经济带为研究区域,分析了2000~2020年产水、土壤保持、碳固定和粮食供给这4项生态系统服务的时空变化特征,运用相关性分析和地理加权回归识别和量化了生态系统服务间的权衡与协同关系,在此基础上应用偏最小二乘结构方程模型探究自然与人类活动对生态系统服务的影响,再通过地理探测器分析生态系统服务关系变化的驱动机制.结果表明:①近20年来,碳固定服务年均值由946.14 t·km^(-2)增至1202.73 t·km^(-2),粮食供给均值则由32.73万元·km^(-2)增至127.22万元·km^(-2);产水和土壤保持服务增加幅度较小.②整体上,碳固定与土壤保持、粮食供给与产水为协同关系,其他生态系统服务之间为权衡关系;生态系统服务间的关系在不同地区存在一定的差异.③地形和气候是生态系统服务及多对生态系统服务权衡与协同关系的重要驱动因素,其中结构方程模型结果表明,气候对产水为正向影响(S=0.73),地形对粮食供给为负向影响(S=-0.57);地理探测器结果揭示,影响碳固定与产水在空间上关系的主要驱动因子为海拔(q=0.38)和降水(q=0.19).研究结果可为长江经济带生态系统服务可持续管理和实现该区域生态环境保护与社会经济的协同发展提供科学参考.

关键词：生态系统服务(ESs) 权衡与协同驱动机制空间异质性长江经济带

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畜禽粪便好氧堆肥雌激素降解调控研究进展

中国环境科学 2024年第7期44卷 3879-3891页

作者：李貌周嘉良丁国春赵枭刘宏斌段娜中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 中国农业大学资源与环境学院北京100193 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

收集并分析了近年来与畜禽粪便及其堆肥相关的成果,总结了雌激素的理化特性及其在畜禽粪便中的赋存情况,阐述了堆肥工艺参数、不同添加剂以及共存污染物对畜禽粪便堆肥过程中雌激素降解的影响及作用机制.在畜禽粪便中威胁较大的雌激素... 详细信息

收集并分析了近年来与畜禽粪便及其堆肥相关的成果,总结了雌激素的理化特性及其在畜禽粪便中的赋存情况,阐述了堆肥工艺参数、不同添加剂以及共存污染物对畜禽粪便堆肥过程中雌激素降解的影响及作用机制.在畜禽粪便中威胁较大的雌激素主要为雌三醇、雌二醇和雌酮.堆肥工艺中保持不低于8d的高温持续时间更有利于雌激素的降解.添加剂中接种微生物菌剂对雌激素的降解效果最佳.重金属、微塑料和抗生素等共存污染物对雌激素的降解更多表现为抑制作用.然而畜禽粪便堆肥中雌激素的降解研究还需不断深入.鉴于此,在已有研究基础上对未来研究和重点关注的方向进行展望.

关键词：畜禽粪便雌激素堆肥影响因素添加剂共存污染物