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中国粮食生态效率:水平测度、时空格局演变与影响因素

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农业资源与环境学报 2024年第3期41卷 706-716页

作者：王帅王亚静方正吕昊泉刘璐中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 山东省诸城市高新技术产业园管委会山东诸城262200

为揭示中国粮食生产生态效率水平及变化特征,基于超效率SBM模型对30个省份2000—2021年粮食生态效率进行估算,通过非参数核密度分析揭示其演进特征,进而通过固定效应模型分析其影响因素。结果表明:从粮食生态效率水平来看,2000—2021年... 详细信息

为揭示中国粮食生产生态效率水平及变化特征,基于超效率SBM模型对30个省份2000—2021年粮食生态效率进行估算,通过非参数核密度分析揭示其演进特征,进而通过固定效应模型分析其影响因素。结果表明:从粮食生态效率水平来看,2000—2021年中国粮食生态效率由0.662上升至0.787,年平均增长0.827%。主产区和产销平衡区粮食生态效率的变动趋势与全国层面相近,主销区则远低于全国平均水平;从时空格局演变来看,中国粮食生态效率长期存在高-高集聚、低-低集聚的两极分化现象,且随着时间推移逐渐向较高水平一侧集聚,呈现出北方高于南方、粮食主产区高于粮食非主产区的特征;在各影响因素中,人均GDP、粮食经营规模的影响显著为正,化肥施用强度、农业机械强度和自然灾害的影响显著为负。研究表明,中国粮食生态效率总体水平仍较低且区域差距较大,多数省份未达到效率前沿面,存在较大的提升空间。

关键词：粮食生产粮食生态效率时空格局非参数核密度估计

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覆膜砂质农田土壤水分和CO_(2)分布特征及玉米根叶衰老响应

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第1期32卷 83-94页

作者：周立峰杨宇翔杨荣昆明理工大学现代农业工程学院昆明650500 中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730000

干旱区新垦绿洲沙地灌溉强度大,农田覆膜后往往出现春玉米早衰现象。为探讨土壤水分和通气性是否是引发早衰的原因,本研究在河西走廊绿洲春玉米农田设置不覆膜(NM)和覆膜(PFM)处理,探求覆膜条件下土壤水分和CO_(2)分压(pCO_(2))对玉米... 详细信息

干旱区新垦绿洲沙地灌溉强度大,农田覆膜后往往出现春玉米早衰现象。为探讨土壤水分和通气性是否是引发早衰的原因,本研究在河西走廊绿洲春玉米农田设置不覆膜(NM)和覆膜(PFM)处理,探求覆膜条件下土壤水分和CO_(2)分压(pCO_(2))对玉米根系生长、绿叶面积衰减、光合生理以及籽粒产量与品质的影响。覆膜处理中,覆膜区域的土壤pCO_(2)较未覆膜区域高40%以上;未覆膜处理中,对应区域的土壤pCO_(2)差异为13.9%~24.0%。相比不覆膜处理的对应区域,覆膜处理覆膜区域过高的土壤pCO_(2)使玉米花期根系活力下降19.7%,但非覆膜区根长密度和根系活力分别增加22.7%和9.6%。覆膜提高了春玉米拔节期叶片光合速率(20.0%)和蒸腾速率(8.5%),但抑制了花后叶片光合速率(−40.0%)和蒸腾速率(−18.0%);覆膜处理相对绿叶面积衰减启动时间和衰减最大速率时间分别提前1.7 d和7.1 d,而平均衰减速率和最大衰减速率分别增加6.7%和21.7%。覆膜的上述效应未显著影响玉米籽粒产量,但使籽粒淀粉含量和蛋白质含量分别降低20.1%和22.1%。以上结果表明,在干旱区新垦绿洲沙地,覆膜根区土壤pCO_(2)过高可能是导致玉米花后早衰和籽粒品质下降的重要原因,后期建议开展适时揭膜、控制灌溉(如亏缺灌溉、分根交替灌溉)或加气灌溉对覆膜新垦绿洲农田土壤通气性的改善研究。

关键词：绿洲化地膜覆盖土壤通气性玉米早衰

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基于近40年降水数据的全国七大地理区屋面雨水利用可行性研究

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环境工程技术学报 2024年第1期14卷 336-344页

作者：张宸于江华凌长盛善强苏韦南京信息工程大学环境科学与工程学院日照市生态环境局东港区生态环境保护综合执法大队

雨水利用是解决城市水资源危机和缓解城市内涝的有效途径,降水特征和雨水利用可行性是衡量雨水利用工程可行与否的关键指标。基于全国各监测站点1980—2020年降水量数据,分析了全国七大地理区的降水特征;运用水量平衡原理,建立了日降水... 详细信息

雨水利用是解决城市水资源危机和缓解城市内涝的有效途径,降水特征和雨水利用可行性是衡量雨水利用工程可行与否的关键指标。基于全国各监测站点1980—2020年降水量数据,分析了全国七大地理区的降水特征;运用水量平衡原理,建立了日降水量-用水量平衡模型,探究了屋面雨水利用的影响因素,分析了全国七大地理区7座典型城市的雨水利用可行性。结果表明:1)我国年均降水量受地形和气候差异的影响,呈现出由东南向西北逐渐递减的趋势;季节降水量和年均降水量空间分布趋势一致,各季节降水量以夏季最高、春秋季次之;降水集中度分布特征与降水量不同,年均降水量较小的地区降水相对更加集中。2)降水特征、雨水罐设计容积、集雨面积、日用水需求量、节水效率和溢流率对不同地区雨水利用可行性具有显著影响。降水量越大的地区雨水利用可靠性越高,不同地理区7座典型城市雨水利用可靠性顺序为广州>武汉>南京>昆明>哈尔滨>北京>西宁,但各城市的雨水利用可靠性均难以达到100%。3)雨水利用可靠性随雨水罐容积的增大而增大,但当雨水罐容积达到10m3时,其增加显著减缓;雨水利用可靠性与集雨面积成正比,与日用水需求量成反比;节水效率的曲线趋势变化与可靠性趋势变化基本一致,但是数值上高于可靠性;合理控制溢流率可以提高雨水利用效益,在实际应用中应结合可靠性和溢流率来确定雨水罐最佳尺寸。总体上,华南、华东、西南地区进行雨水利用的可行性较高,东北、华北地区次之,而西北地区的可行性最低。

关键词：雨水利用降水特征水量平衡模型可行性分析七大地理区

滇南不同类型森林优势种幼树枝生态化学计量特征

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北京林业大学学报 2024年第5期46卷 46-54页

作者：屠晶张金艳栗忠飞西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224 内蒙古乌兰察布市察右前旗林业和草原局内蒙古乌兰察布012000

【目的】探究不同森林类型植物碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征,对于深入了解物种养分元素的分布格局、受限制状况及吸收利用资源效率具有重要作用。【方法】以滇南地区热带季节雨林、热带山地雨林和中山湿性常绿阔叶林3种森林主... 详细信息

【目的】探究不同森林类型植物碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征,对于深入了解物种养分元素的分布格局、受限制状况及吸收利用资源效率具有重要作用。【方法】以滇南地区热带季节雨林、热带山地雨林和中山湿性常绿阔叶林3种森林主要优势种为研究对象,分析不同类型森林上、下层优势种幼树枝C、N、P化学计量特征。【结果】滇南森林优势种幼树枝C含量为441.67~494.33 mg/g,N含量为6.26~12.47 mg/g,P含量为0.34~1.06 mg/g;滇南3种森林优势种幼树枝C、N、P含量平均值总体上随海拔梯度的增加而增加;C∶N的平均值在热带季节雨林最高、热带山地雨林最低;C∶P和N∶P平均值在热带山地雨林最高、中山湿性常绿阔叶最低;3种森林的N∶P平均值均介于10~20之间;上层优势种幼树枝C、N含量平均值低于下层优势种,P含量平均值上层高于下层,上层N∶P低于10,下层优势种接近于20;热带季节雨林中,C∶N与N∶P间呈显著负相关关系(P局特征。一方面反映出滇南森林植被C元素分解释放相对较快,植被生长受N、P元素共同限制的特征;另一方面,滇南森林上层树种对养分元素的吸收利用效率略高于下层树种。滇南森林物种所处的群落层次对其枝化学计量特征的影响程度大于海拔因素。

关键词：森林类型生态化学计量海拔梯度群落层次枝条

不同光叶苕子用量对娃娃菜生长发育与吸收镉砷的影响

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江苏农业科学 2024年第11期52卷 160-172页

作者：阮彦楠吕本春杨伟张雪梅农彩红王志远付利波云南省农业科学院农业环境资源研究所云南昆明650205 云南省昆明市农产品质量安全中心云南昆明650118 云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201 昆明学院云南昆明650214

以娃娃菜为试验对象,通过盆栽试验模拟镉污染土壤环境,研究光叶苕子不同施用量7.5 t/hm^(2)(G1)、15.0 t/hm^(2)(G2)、22.5 t/hm^(2)(G3)、30.0 t/hm^(2)(G4)、45.0 t/hm^(2)(G5)对Cd、As污染土壤中娃娃菜生长的影响。结果表明,不同光... 详细信息

以娃娃菜为试验对象,通过盆栽试验模拟镉污染土壤环境,研究光叶苕子不同施用量7.5 t/hm^(2)(G1)、15.0 t/hm^(2)(G2)、22.5 t/hm^(2)(G3)、30.0 t/hm^(2)(G4)、45.0 t/hm^(2)(G5)对Cd、As污染土壤中娃娃菜生长的影响。结果表明,不同光叶苕子用量显著影响娃娃菜生长和Cd、As含量。与CK相比,污染土壤中添加光叶苕子促进了娃娃菜的生长,以22.5 t/hm^(2)施用量效果最佳,可显著增加娃娃菜产量、根系指标(根长、根尖数、根表面积、分支数、根体积)和光合指标(净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度和叶绿素含量)。施用光叶苕子均对土壤有效Cd、As含量有不同程度的降低,其中当光叶苕子施用量为22.5 t/hm^(2)时可降低土壤全Cd和有效Cd含量,而光叶苕子施用量为30.0 t/hm^(2)时对降低土壤全As和有效As含量效率最高,但与22.5 t/hm^(2)施用量相比无显著差异。对娃娃菜Cd、As含量的影响,当光叶苕子施用量为22.5 t/hm^(2)时对娃娃菜地上和地下部Cd、As降低效果最好。综合研究表明,光叶苕子施入量为22.5 t/hm^(2)时可以显著提高娃娃菜可食用部位产量和物质积累,并提高根系和光合指标,有利于娃娃菜生长,且对降低土壤以及蔬菜中Cd和As含量的效果最佳,因此推荐在Cd和As复合污染土壤施用22.5 t/hm^(2)光叶苕子来减少作物对重金属的吸收。

关键词：光叶苕子娃娃菜镉施用量重金属富集系数转运系数

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结合可见光植被指数和分水岭算法的单木树冠信息提取

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遥感技术与应用 2024年第1期39卷 34-44页

作者：陈树新刘炳杰王海熠苏勇艾遒一田昕中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 北京林业大学森林资源和环境管理国家林草局重点实验室北京100083 西南林业大学林学院云南昆明650224

相比于传统的人工实地调查的方法,通过无人机倾斜摄影测量技术多角度拍摄提取单木树冠信息,具有高效、准确和低成本等优势。以内蒙古自治区赤峰市喀喇沁旗西南部旺业甸林场的落叶松近成熟林为研究对象,以倾斜摄影测量技术获取的无人机... 详细信息

相比于传统的人工实地调查的方法,通过无人机倾斜摄影测量技术多角度拍摄提取单木树冠信息,具有高效、准确和低成本等优势。以内蒙古自治区赤峰市喀喇沁旗西南部旺业甸林场的落叶松近成熟林为研究对象,以倾斜摄影测量技术获取的无人机影像为数据源,提出一种结合可见光植被指数和分水岭算法的单木冠幅提取方法。首先通过数字正射影像计算可见光波段超绿超红差分指数;选择合理阈值对图像进行二值化,并利用中值滤波对树冠区域图进行去噪处理,分离出植被与非植被区域;以植被区域为掩膜范围对冠层高度模型进行掩膜;最后,利用分水岭分割算法提取单木树冠进行精度验证。在树冠区域提取过程中,基于超绿超红差分指数结合阈值法成功分离出植被与非植被区域;通过中值滤波有效地去除了因亮度不均、阴影及非植被区域的纹理等信息所造成的斑点和噪声,保证了树冠边缘的完整性及树冠内部的连通性,同时减少了分水岭算法的过分割现象。单木尺度上,树冠参数信息提取的准确率分别为88.72%和79.38%,召回率分别为93.29%和88.60%,F测度分别为90.59%和83.74%;样地尺度上,相对误差分别为15.45%和22.92%。研究结果表明:基于数字正射影像采用可见光植被指数提取植被区域很好地消除了林内裸地等背景因素的影响,同时基于冠层高度模型利用分水岭分割算法能够精确的区分单木信息。基于无人机倾斜摄影测量技术得到的两种数据源结合发挥了各自的优势,能够高效、准确地提取较高郁闭度林分的单木树冠信息。

关键词：倾斜摄影单木树冠可见光植被指数阈值分割分水岭分割

硝及铵态氮对小麦蚕豆间作系统菌根侵染和氮磷吸收的影响

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西南林业大学学报（自然科学） 2024年第1期44卷 214-220页

作者：李晔汤利肖靖秀罗威郑毅云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201 云南开放大学云南昆明650599

为研究不同形态氮素施用对小麦蚕豆间作系统中氮磷吸收和菌根形成的影响采用盆栽试验,设置硝态氮和铵态氮处理,测定植株地上部和地下部生物量、植株氮磷吸收量及菌根侵染率和根际土壤菌丝密度。结果表明:施用硝态氮促进了间作小麦地上... 详细信息

为研究不同形态氮素施用对小麦蚕豆间作系统中氮磷吸收和菌根形成的影响采用盆栽试验,设置硝态氮和铵态氮处理,测定植株地上部和地下部生物量、植株氮磷吸收量及菌根侵染率和根际土壤菌丝密度。结果表明:施用硝态氮促进了间作小麦地上、地下部生物量,蚕豆则相反。硝态氮处理下提高间作小麦地上、地下部氮、磷吸收量73.17%、76.27%和123.79%、65.51%,而降低间作蚕豆地上、地下部氮、磷吸收量;铵态氮处理下间作小麦与蚕豆的地上、地下部氮、磷吸收量呈相反趋势。硝态氮处理降低了间作小麦、蚕豆菌根侵染率22.71%、60.72%;铵态氮处理下间作小麦菌根侵染率、土壤菌丝密度增加40.05%、45.24%,蚕豆菌根侵染率增加17.63%。可见,在小麦拔节、蚕豆开花期,硝态氮施用下对间作小麦的生物量、氮、磷吸收量有促进作用,同时降低了间作小麦、蚕豆菌根侵染率。

关键词：氮形态间作菌根氮磷

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农田土壤有效态镉的分析方法筛选与优化

云南农业大学学报（自然科学版） 2024年第4期39卷 166-174页

作者：苏丹谭福民王晟张乃明云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201 云南省土壤培肥与污染修复工程研究中心云南昆明650201 云南农业大学植物保护学院云南昆明650201

【目的】准确测定污染农田土壤中镉(cadmium,Cd)的有效态含量,并高效预测农作物可食部分的Cd含量。【方法】基于原始碳酸氢铵—二乙三胺五乙酸(ammonium bicarbonate-diethylenetriamine pentaacetic acid,AB-DTPA)浸提法,运用正交试验... 详细信息

【目的】准确测定污染农田土壤中镉(cadmium,Cd)的有效态含量,并高效预测农作物可食部分的Cd含量。【方法】基于原始碳酸氢铵—二乙三胺五乙酸(ammonium bicarbonate-diethylenetriamine pentaacetic acid,AB-DTPA)浸提法,运用正交试验法对浸提剂pH、加入量及浸提时间3种提取条件进行正交组合,筛选最优条件,确定优化方法。采用野外采样和室内盆栽2种方式,对土壤—作物系统中Cd的迁移效应进行拟合验证。【结果】优化AB-DTPA法提取土壤有效态Cd的最佳条件为:提取剂加入量50 mL,pH 7.0,振荡时间60 min。优化AB-DTPA法提取的土壤有效态Cd含量对作物可食部分Cd吸收量的预测效果最佳。优化AB-DTPA法提取Cd元素测定结果的相对标准偏差均小于20%,加标回收率为100.00%~115.00%。【结论】优化后的AB-DTPA法适用于分析污染农田土壤中Cd的有效态含量,并预测农作物可食部分吸收的Cd含量,具有可行性、广泛适用性和准确性,能满足有效态Cd的批量分析要求。

关键词：农田土壤有效态镉有效态分析法农作物

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木醋液对大白菜根肿病的防治效果

中国蔬菜 2024年第3期 75-83页

作者：付克剑周洪印张乃明张继来邓毅书黄家奎冯育行苏友波云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201 云南农业大学建筑工程学院云南昆明650201 云南农业大学植物保护学院云南昆明650201

以寒玉快菜为试材,采用盆栽方式,研究不同浓度木醋液(稀释600、400、200倍)对大白菜根肿病的防治效果;同时采用Hochest33342-PI双荧光复染法,测定不同浓度木醋液处理下芸薹根肿菌孢子活性,并分析木醋液主要抑菌成分。结果表明:3种浓度... 详细信息

以寒玉快菜为试材,采用盆栽方式,研究不同浓度木醋液(稀释600、400、200倍)对大白菜根肿病的防治效果;同时采用Hochest33342-PI双荧光复染法,测定不同浓度木醋液处理下芸薹根肿菌孢子活性,并分析木醋液主要抑菌成分。结果表明:3种浓度木醋液处理均可显著提高大白菜的株高和地上部鲜质量;并显著降低根肿病的发病率和病情指数,且随着木醋液浓度的增加根肿病的发病率和病情指数呈显著下降趋势,其中稀释200倍的木醋液处理的根肿病发病率仅为14.42%,防治效果达到68.72%。木醋液可使芸薹根肿菌孢子失活,稀释200倍的木醋液处理的孢子存活率仅为24.03%。采用GC-MS技术初步测定出供试木醋液含有24种成分,其中有17种成分对芸薹根肿菌孢子具有一定抑制作用,以俞创木酚抑制效果最好,EC50值为113.01μg·mL^(-1)。综上,本试验条件下,稀释200倍的木醋液用于大白菜根肿病防治效果最佳。

关键词：大白菜根肿病云薹根肿菌木醋液生物防治