中国生态农业学报

三峡库区生态环境效应研究进展

程辉, 吴胜军, 王小晓, 姜毅, 陈春娣, 王雨, 吕明权

程辉, 吴胜军, 王小晓, 姜毅, 陈春娣, 王雨, 吕明权随着三峡工程的全面竣工, 三峡库区已进入正常蓄水运行阶段, 三峡工程对三峡库区生态环境带来了广泛而深远的影响。本文通过文献计量学方法统计了近20年来三峡库区生态环境效应研究的国内外文献, 分析了目前三峡库区生态环境效应研究文献的主要分布特征, 得出库区生态环境效应主要研究领域及主要研究内容。在此基础上, 对三峡库区生态环境效应具体研究内容及进展进行详细阐述。首先, 文章对三峡工程蓄水前后产生的最直接的生态环境变化, 即库区土地利用变化的研究进展进行分析; 接下来, 对库区土地利用变化所引起的生态环境效应, 包括气候、土壤、水环境、生物多样性等生态环境因子的研究进展展开评述; 然后对上述生态环境因子变化最终所带来的生态环境质量和生态系统服务变化进行探讨; 最后提出当前库区生态环境效应研究中存在的一些问题与不足, 同时给出相关方面的研究展望: 建议在今后的研究中更加注重生态环境效应的动态研究, 建立长期观测数据库, 结合宏观与微观研究, 综合评价库区生态环境。中国生态农业学报. 2015 23(2): 127-140.

玉米/大豆和玉米/甘薯模式下玉米光合特性差异及氮肥调控效应

王小春, 杨文钰, 邓小燕, 张群, 雍太文, 刘卫国, 杨峰, 毛树明

王小春, 杨文钰, 邓小燕, 张群, 雍太文, 刘卫国, 杨峰, 毛树明玉米与大豆或甘薯套作是西南地区玉米种植的两种主要模式, 为探讨两种套作模式下玉米光合特性差异及施氮效应, 于2008―2010年在四川省2个玉米主栽区, 开展了玉米/大豆和玉米/甘薯两种模式的定位试验, 对比两种模式下玉米光合特性的差异; 在此基础上于2011年采用两因素裂区设计, 在两种模式上分别设5个施氮量[0 kg(N)·hm^-2 (N0)、90 kg(N)·hm^-2 (N90)、180 kg(N)·hm^-2 (N180)、270 kg(N)·hm^-2 (N270)和360 kg(N)·hm^-2 (N360)], 通过分析不同处理玉米叶面积指数、叶绿素相对值、穗位叶叶片含氮量、光合速率和荧光参数动态变化, 研究施氮水平对两种模式下玉米光合特性的影响。结果表明: 种植模式和施氮量对玉米光合特性具有明显的调节作用。与玉米与甘薯套作相比, 玉米与大豆套作显著减缓了玉米灌浆期到成熟期单株叶面积、叶绿素相对值的下降速率, 提高了穗位叶片PSⅡ活性及其光化学效率, 从而提高了光合速率, 成熟期单株生物量较玉米/甘薯模式增加10.49 g。换带轮作后, 从抽雄吐丝期开始, 玉米光合特性各指标在两模式间差异达显著水平, 玉米/大豆模式下玉米单株叶面积、净光合速率、穗位叶片Fv/Fm、ФPSⅡ花后各生育时期平均较玉米/甘薯模式高941 cm²、4.81 ?mol·m^-2·s^-1、0.017和0.020; 灌浆期到成熟期各指标下降速率玉米/大豆模式较玉米/甘薯模式也明显减缓, 成熟期玉米单株生物量玉米/大豆模式较玉米/甘薯模式平均高26.83 g。玉米/大豆模式下以180 kg·hm^-2、玉米/甘薯模式下以270 kg·hm^-2施氮处理, 提高了玉米的单株叶面积、叶绿素荧光动力学参数, 有利于玉米灌浆期间光系统Ⅱ反应中心维持较高比例的开放程度, 从而提高光合速率, 增加生物积累量。过量施氮(270~360 kg·hm^-2), 叶绿素含量、叶片的Fv/Fm、ФPSⅡ下降, 光合速率降低。中国生态农业学报. 2015 23(2): 141-149.

RZWQM模拟小麦玉米轮作系统氮素运移及损失特征

薛长亮, 张克强, 杨德光, 张国印, 王国平, 王风

薛长亮, 张克强, 杨德光, 张国印, 王国平, 王风本文以位于华北平原的河北省农林科学院大河试验站冬小麦夏玉米轮作系统为研究对象, 应用RZWQM(Root Zone Water Quality Model)模型对华北地区2010年冬小麦夏玉米的1个轮作周期内土壤剖面水分和剖面硝态氮累积、作物产量、硝态氮淋失以及氨挥发进行模型模拟。本文利用并通过RZWQM模型在不同梯度施肥情况下讨论了施肥量对小麦玉米轮作体系中硝态氮淋溶和氨挥发特性, 并尝试通过拟合出的回归曲线来确定施氮量和硝态氮淋失和氨挥发之间的关系。设置冬小麦夏玉米轮作周期施纯氮量分别为575 kg hm^-2 (N3)、400 kg hm^-2(N2)、215 kg hm^-2(N1)和0 kg hm^-2 (N0)4个处理, 应用轮作周期中玉米数据进行模型参数率定, 应用小麦进行模型参数的验证。结果表明: 模型的玉米率定以及小麦验证的过程中结果偏差均在可接受范围内, 剖面水分率定均方误差(RMSE)最高为0.019 cm³ cm^-3, 平均相对误差(MRE)最高为15.98%; 剖面硝态氮累积验证结果RMSE平均值为4.580 mg kg^-1, MRE平均值为52.63%。在模型验证的小麦玉米季土壤基础上, 硝态氮淋溶和氮挥发都与施氮量呈一定线性相关关系。综上结论, 本试验结果能较好地模拟华北地区土壤剖面水分、硝态氮积累, 以及施氮量对土壤硝态氮淋失和氨挥发的影响, 为预测和估算土壤适宜施氮量提供了便捷可靠的方法。但RZWQM模型验证参数过程还需要进一步的校正与完善。中国生态农业学报. 2015 23(2): 150-158.

稻草覆盖对红壤旱坡地水力性质及水分状况的影响

林丽蓉, 陈家宙, 王峰, 曾涛, 魏强, 宋州俊

林丽蓉, 陈家宙, 王峰, 曾涛, 魏强, 宋州俊为探明红壤旱坡地应用稻草覆盖的雨季和旱季保水作用, 在湖北省咸宁市第四纪红色黏土母质发育的红壤8°坡地上开展田间试验, 以不覆盖为对照, 研究稻草覆盖对红壤的持水性、水分有效性、供水性、导水性、含水量及储水量的影响。结果表明: 稻草覆盖改善了土壤的持水性和水分有效性, 覆盖当年土壤田间持水量、凋萎系数和有效水容量分别比对照提高6.0%、7.3%和4.4%; 稻草覆盖显著减缓了雨季红壤表层饱和导水率的下降幅度, 尤其是大雨期间保护地表饱和导水性的作用更明显, 102.8 mm的降雨结束之后, 稻草覆盖的土壤平均饱和导水率是对照的2.7倍; 稻草覆盖对土壤的供水性及非饱和导水性的影响表现为低吸力段增强, 高吸力段减弱; 土壤储水量在集中降雨阶段的上升幅度和在降雨间歇期的下降幅度都表现为稻草覆盖<对照。总体上, 土壤储水量均表现为稻草覆盖>对照; 稻草覆盖增加雨季土壤储水量主要通过增加入渗, 而增加旱季土壤储水量主要通过减少蒸散发; 稻草覆盖增加雨季土壤储水量的作用有限, 且保水作用雨季<旱季。因此, 稻草覆盖在红壤旱坡地上的雨季和旱季的保水途径、特点及作用大小都不同。中国生态农业学报. 2015 23(2): 159-166.

气候变暖对烤烟气候适生性和大田可用日数的影响

郑东方, 许嘉阳, 黄化刚, 许自成, 翟欣, 陈雪, 张雅杰, 王佩雯

郑东方, 许嘉阳, 黄化刚, 许自成, 翟欣, 陈雪, 张雅杰, 王佩雯为了研究气候变暖对毕节烟区烤烟及大田可用天数的影响, 利用毕节烟区1971-2010年的气候资料, 分析近40年来毕节烟区气候的变化趋势及特点、烤烟气候适生性指数(CFI)和大田可用天数与温度的关系及变化趋势。结果表明: 毕节烟区年均温一直呈比较平稳的上升趋势, 增幅为 0.38 ℃ 10a^-1; 毕节烟区近40年年均降雨量为1 047.78 mm, 大田期年均降雨量为527.03 mm, 大田期降雨量随着气候变暖而逐渐减少; 毕节烟区近40年年均日照时数为1 318.20 h, 大田期年均日照时数为632.70 h, 大田期年均日照时数也随着气候变暖而逐渐减少; 1971-2010年间毕节烟区年平均CFI为0.62, 且呈逐年上升趋势。日均温≥13 ℃初日随着气候变暖一直在提前, 40年间提前了将近30 d, 平均为7.5 d 10a^-1; 日均温≥18 ℃终日随着气候变暖一直在滞后, 近40年间烤烟采收终期延后了27 d, 平均为6.75 d 10a^-1; 40年间烤烟大田可用日数也一直随年均温呈平稳增加趋势, 近40年间共增加了58 d, 增幅为14.5 d 10a^-1。气候变暖导致毕节烟区降雨量减少、日照时数变短, 但烤烟CFI随之升高, 有利于烤烟的生长, 同时气候变暖导致毕节烟区烤烟的大田可用日数增加。中国生态农业学报. 2015 23(2): 167-173.

自然条件下半干旱雨养春小麦生育后期旗叶光合的气孔和非气孔限制

杨泽粟, 张强, 郝小翠

杨泽粟, 张强, 郝小翠为探究半干旱地区雨养春小麦旗叶的光合作用限制因素、不同生育期差异及其适应策略, 分析了大田条件下春小麦旗叶在抽穗期和灌浆期光合生理特征的动态变化规律, 探讨了自然条件下光合作用的气孔与非气孔限制特征。结果表明: 净光合速率日变化趋势在抽穗期和灌浆期分别为单峰型和双峰型, 峰值相当, 为18.5 ?mol(CO₂)·m^-2·s^-1左右。气孔导度具有与净光合作用几乎相似的日变化规律, 胞间CO₂浓度大致为上午下降、下午回升。胞间CO₂浓度变化除受光合作用消耗和气孔限制共同作用外, 下午时段叶肉导度增大, 也影响胞间CO₂浓度变化。在抽穗期和灌浆期, 春小麦旗叶光合作用速率与气孔导度相关性十分显著, 相关系数分别达0.916(P=0.000)和0.945(P=0.000)。并且2个生育期均出现明显的光合气孔限制, 抽穗期达0.64, 灌浆期为0.53。其中, 抽穗期气孔导度对饱和水汽压差响应十分敏感, 下午出现较为明显的气孔限制; 灌浆期中午出现较为明显的光合"午休"现象, 其主要原因是半干旱区较大饱和水汽压差和强烈辐射致使气孔关闭, 气孔限制达到极大值, 并且非气孔限制因素也较为突出。抽穗期至灌浆期, 由于气孔对饱和水汽压差敏感性的下降以及"午休"策略, 光合气孔限制逐渐减小, 是春小麦在半干旱地区维持较高光合速率和保证产量的重要自适应机制。中国生态农业学报. 2015 23(2): 174-182.

玉米地上主要器官形态建成的动态模拟

杨恒山, 李莹莹, 徐寿军, 范秀艳, 毕文波, 高聚林, 王志刚

杨恒山, 李莹莹, 徐寿军, 范秀艳, 毕文波, 高聚林, 王志刚构建玉米茎秆、叶片和穗等器官的形态建成模型, 可为玉米器官建成的定量预测和虚拟玉米生长系统的建立提供理论参考。以'金山27'、'先玉335'、'伟科702'和'郑单958'等玉米品种为试验材料, 构建玉米器官形态建成的动态模拟模型。模型以生理发育时间(PDT)为时间步长, 以生理发育日来衡量茎秆、叶片和穗的生长进程与生长次序, 以品种遗传参数为基础确定其他模型参数, 引入了最小含氮量、最大含氮量和临界含氮量订正氮素的影响。不同品种、不同试验点的检验结果表明, 节间长度的模拟误差为0~2.5 cm, RMSE为0.2~ 0.8 cm; 节间粗度的模拟误差为0.001~0.397 cm, RMSE为0.050~0.156 cm; 叶片长度的模拟误差为0~2.6 cm, RMSE为0.5~1.1 cm; 叶片宽度的模拟误差为0~1.5 cm, RMSE为0.1~0.5 cm; 雌穗长度的模拟误差为0.1~1.4 cm, RMSE为0.4~0.7 cm; 雌穗粗度的模拟误差为0~0.255 cm, RMSE为0.070~0.141 cm; 雄穗长度的模拟误差为0.1~2.1 cm, RMSE为0.5~0.9 cm; 雄穗粗度的模拟误差为0.001~0.158 cm, RMSE为0.050~0.066 cm。模型表现出较好的预测性和可靠性。中国生态农业学报. 2015 23(2): 183-190.

三峡库区消落带不同高程桑树林地土壤抗蚀性及影响因素

郭天雷, 史东梅, 胡雪琴, 黄先智, 蒋平

郭天雷, 史东梅, 胡雪琴, 黄先智, 蒋平消落带是典型的生态脆弱区, 研究消落带土壤抗侵蚀特点对三峡库区水土流失防治具有重要意义。为了研究三峡库区消落带桑树林地土壤抗蚀性在不同高程处的差异, 本文以典型消落带桑树林地为研究对象, 采用土壤理化性质研究法对不同高程桑树林地土壤抗蚀性特征及其影响因素进行了分析。结果表明: 1)不同高程桑树林地0~20 cm土层土壤抗蚀性指数具有较大差异, 表现为180 m(38.22%)>170 m(23.09%)>165 m (18.4%)>175 m(10.5%), 且未淹没区(高程为180 m)大于淹没区(高程≤175 m); 对于同一高程, 表层(0~10 cm)土壤抗蚀性优于底层(10~20 cm)。2)土壤15个抗蚀性指标优化为F₁、F₂、F₃ 3个主成分, 其土壤抗蚀性综合评价模型为F=0.655F1+0.236F2+ 0.109F3, 评价结果表明不同高程桑树林地土壤抗蚀性大小为180 m>170 m>165 m> 175 m。3)相关性分析表明土壤抗蚀性指数与土壤黏粒(<0.001 mm)、>0.25 mm水稳性团粒含量呈极显著正相关(P<0.01), 相关性系数分别为0.878和0.732；与土壤有机质含量呈显著正相关(P<0.05), 相关性系数为0.689; 与砂粒和粉粒含量相关性不显著。说明黏粒、>0.25 mm水稳性团粒和有机质是影响三峡库区消落带土壤抗蚀性的重要因子。研究结果可为三峡库区消落带不同区域土壤流失进行针对性防治提供重要科学依据。中国生态农业学报. 2015 23(2): 191-198.

典型粪污处理模式下规模养猪场农牧结合规模配置研究Ⅰ.固液分离液体厌氧发酵模式

盛婧, 孙国峰, 郑建初

盛婧, 孙国峰, 郑建初不同粪污处理模式下畜禽粪便的养分损失存在较大差异, 从而影响其后续地农田利用。固液分离液体厌氧发酵模式是当前我国畜禽粪污处理的主要模式之一。研究粪污固液分离液体厌氧发酵处理模式下规模养猪场农牧结合适宜规模配置对于减少畜禽粪便污染、促进畜牧业可持续发展具有重要意义。本研究根据猪群体结构比例、废弃物产生量及氮磷含量、废弃物处理利用过程中养分损失率以及作物氮磷钾需求量等资料, 以存栏万头猪场为例, 采用分步逐级计算的方法估算了典型粪便处理模式--固液分离液体厌氧发酵下, 规模养猪场废弃物完全消纳的不同种植模式农田匹配面积, 并研究了基于作物养分需求的不同种植模式农田畜禽粪便承载量。结果表明: 固液分离液体厌氧发酵粪便处理模式, 以沼液安全消纳为目标, 万头猪场需要配置的最少农田面积分别为粮油作物地12.4~13.7 hm², 或茄果类蔬菜地14.2~17.9 hm², 或果树苗木地16.4~51.3 hm²。以有机肥和沼液全部在农田安全消纳为目标, 万头猪场需要配置的最少农田面积分别为粮油作物地299.3~312.9 hm², 或茄果类蔬菜地145.1~179.0 hm², 或果树苗木地553.1~1 343.8 hm²。因此, 规模养猪场应根据猪养殖数量及其周边农田面积, 选择适宜的有机肥利用方式及种植作物类型, 因地制宜, 合理调控。中国生态农业学报. 2015 23(2): 199-206.

稻壳基生物炭对生菜Cd吸收及土壤养分的影响

王艳红, 李盟军, 唐明灯, 艾绍英, 罗英健, 余丹妮

王艳红, 李盟军, 唐明灯, 艾绍英, 罗英健, 余丹妮探讨稻壳基生物炭对Cd污染土壤上叶菜吸收Cd和土壤Cd形态的影响作用, 明确稻壳基生物炭对土壤Cd污染的调控效应, 可为合理利用稻壳基生物炭降低叶菜Cd含量提供参考。采用盆栽试验, 研究了稻壳基生物炭在不同用量水平下对2茬生菜地上部Cd含量、土壤养分含量及Cd赋存形态的影响。结果表明, 在5~25 g kg^-1用量范围内, 稻壳基生物炭显著降低了2茬生菜地上部和根系Cd含量, 且在最大用量25 g kg^-1时效果最好, 地上部Cd含量分别比未施稻壳基生物炭的对照处理降低了19.6%和45.8%, 根系Cd含量分别降低了36.8%和28.0%。在25 g kg^-1用量水平下, 稻壳基生物炭对土壤pH、有效磷、速效钾及有机质含量提升效果明显, 但显著降低了土壤碱解氮含量。施加稻壳基生物炭对土壤有效态Cd含量及Cd化学形态也有不同影响。随着稻壳基生物炭用量的增加, 土壤NH₄OAc提取态Cd含量和弱酸提取态Cd含量显著降低, 在用量为25 g kg^-1时, 分别比对照降低17.9%和10.4%, 可还原态Cd含量无显著变化, 可氧化态Cd含量呈减低趋势, 残渣态Cd含量增加17.6%。因此推测, 提升土壤pH、降低土壤有效态Cd含量、增加残渣态Cd含量可能是稻壳基生物炭降低生菜体内Cd含量的主要原因。稻壳基生物炭可以作为土壤改良剂, 抑制Cd污染土壤上叶菜对Cd的吸收, 改善土壤养分状况。中国生态农业学报. 2015 23(2): 207-214.

连作马铃薯不同生育期根系分泌物的成分检测及其自毒效应

张文明, 邱慧珍, 张春红, 刘星, 高怡安, 沈其荣

张文明, 邱慧珍, 张春红, 刘星, 高怡安, 沈其荣为探讨马铃薯连作障碍的可能机理, 在大田条件下, 以轮作为对照(CK), 收集连作5年(CP5)马铃薯植株在不同生育期的根系分泌物, 采用GC-MS对根系分泌物的主要成分进行了鉴定, 并通过生物检测验证了根系分泌物的自毒效应。结果表明: CK和CP5处理的马铃薯在不同生育期的根系分泌物均鉴定出糖类、酸类、胺类、脂类、醇类和嘧啶类等成分, 以糖类和酸类物质居多; CP5处理根系分泌物的成分较CK复杂, 酸类物质含量有升高的趋势。连作改变了马铃薯根系分泌物的化学组成和含量: CP5处理在苗期、现蕾期和开花期的根系分泌物中均鉴定出邻苯二甲酸二丁酯, 相对含量分别为0.16%、0.21%和0.24%, CK处理未检测到; CP5处理在苗期、现蕾期和开花期的根系分泌物中均鉴定出棕榈酸, 相对含量分别为0.34%、1.12%和0.47%, CK处理仅在现蕾期和开花期鉴定出棕榈酸的存在, 但相对含量仅为0.56%和0.24%。生物检测试验结果表明, 棕榈酸和邻苯二甲酸二丁酯显著抑制了马铃薯生长, 1 mmol·L^-1棕榈酸和邻苯二甲酸二丁酯对马铃薯生长的抑制作用远远大于0.5 mmol·L^-1的抑制作用。棕榈酸和邻苯二甲酸二丁酯是马铃薯根系分泌的自毒物质, 但二者未表现出物质的叠加效应。现蕾期马铃薯根系分泌物所含的物质最多, 是马铃薯根系分泌物收集的适宜时期。中国生态农业学报. 2015 23(2): 215-224.

马铃薯连作栽培对土壤微生物多样性的影响

秦越, 马琨, 刘萍

秦越, 马琨, 刘萍马铃薯是宁夏回族自治区南部山区重要的粮菜兼用作物, 随栽培面积持续扩大, 轮作倒茬困难, 由此带来的连作障碍问题日渐突出。为探明马铃薯连作障碍机制, 分别采集马铃薯正茬、连作1年、6年和10年的根际土壤样本, 利用末端标记限制性片段长度多态性(terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)技术研究连作栽培对根际土壤微生物多样性的影响, 以期揭示马铃薯根际土壤主要菌群动态变化规律及连作障碍的可能原因。结果表明: 连作栽培后马铃薯土壤细菌和真菌DNA仍具有较高的T-RFLP多态性, 但不同连作年限根际土壤中优势T-RFs片段发生变化, 多年连作使某些T-RFs消失; 随连作年限增加, 根际土细菌Shannon-Wienen指数、Simpson指数和Sorenson指数下降, 而真菌Shannon-Wienen指数和Simpson指数上升。菌群分析发现, 土壤细菌中以厚壁菌门(Firmicutes)芽孢杆菌纲(Bacilli)和梭菌纲(Clostridia)所占比例最大。连作使细菌和真菌菌群发生变化, 芽孢杆菌纲、鞘氨醇纲(Sphingobacteria)等比例下降甚至消失, β-变形菌纲(Beta proteobacteria)和异常球菌纲(Deinococci)比例上升; 土壤真菌中座囊菌纲(Dothideomycetes)煤炱目(Capnodiales)随连作年限增加比例下降, 粪壳菌纲(Sordariomycetes)肉座菌目(Hypocreales)随连作年限增加比例上升。马铃薯连作使根际土壤中芽孢杆菌属(Bacillus)等有益菌属的细菌减少, 罗尔斯通菌属(Ralstonia)等致病菌属的细菌增加。连作导致马铃薯根际土壤细菌多样性水平降低, 真菌多样性水平升高, 根际土壤微生物多样性存在明显差异, 连作破坏了根际土壤微生物群落的平衡, 使其根际土壤微生态环境恶化。连作障碍可能是多因素综合互作用的结果, 持续的研究有利于做出较合理的解释。中国生态农业学报. 2015 23(2): 225-232.

看麦娘根系对小麦根水提液化感作用的生理响应

邱秋金, 谢惠玲, 李圆萍, 王微, 陈珊, 肖清铁, 郑新宇, 林瑞余, 林文雄

邱秋金, 谢惠玲, 李圆萍, 王微, 陈珊, 肖清铁, 郑新宇, 林瑞余, 林文雄为探讨小麦化感作用机理, 以强化感小麦'115/青海麦'、'92L89'和弱化感小麦'抗10103'材料, 设置小麦根水提液浓度为0%、0.2%、1.0%和5.0%的水培试验, 测定了看麦娘根系对小麦根水提液化感作用的生理响应。结果表明, 小麦根水提液处理显著抑制了看麦娘根的生长, 根鲜重抑制率随处理浓度的升高而增大, 强化感小麦的抑制率高于弱化感小麦。当处理浓度达5.0%时, 不同化感小麦间无显著差异。'115/青海麦'、'92L89'和'抗10103'根水提液处理后, 看麦娘的根系活力的抑制率分别为52.0%~59.6%、46.5%~55.0%和27.2%~44.7%, 但前二者间无显著差异; 看麦娘根系中可溶蛋白含量、SOD、POD、CAT活性及MDA含量显著升高; SOD和POD活性大小均表现为'115/青海麦'>'92L89'≈'抗10103'; CAT活性随处理浓度的升高显著增大, 但不同品种小麦间无显著差异。'115/青海麦'、'92L89'和'抗10103'根水提液处理的看麦娘根系MDA含量依次是对照的10.9~25.5倍、5.9~24.2倍和1.2~6.8倍。小麦化感作用引起看麦娘根系细胞膜脂氧化胁迫, 并诱导看麦娘根系抗氧化物质类黄酮和总酚含量的合成。可见, 降低根系活力、增强保护酶系统活性及抗氧化物质代谢是看麦娘应答小麦化感作用的生理响应。中国生态农业学报. 2015 23(2): 233-238.

"乡土"农用地评价: 以山西省河曲县沙坪村为例

赵庆玲, 周洋, 王晓军

赵庆玲, 周洋, 王晓军农民长期从事农业活动, 是当地农用地的直接创造者、使用者和维护者, 有着丰富的农用地评价知识和智慧。本研究以山西省河曲县沙坪村为例, 采用参与式农村评估(Participatory Rural Appraisal, PRA)和参与式地理信息系统(Participatory Geographic Information System, PGIS)等地理学与人类学结合的方法, 深入剖析了当地农民在20世纪80年代初期是如何利用自己的乡土知识进行农用地评价的, 并运用科学方法评价了这里长期形成的农用地评价体系。研究结果表明: 1)村民们当时按照社区成员都认可的乡土知识, 对本村农用地进行了评价, 农用地被划分为6个级别, 占总土地面积的比例分别为: 特级地1.32%、一级地7.81%、二级地19.14%、三级地17.43%、四级地9.28%以及五级地48.77%; 其中: 土地质量较好的前4级主要用于种植粮食和经济作物, 后2级质量较差, 主要为乔木林地、灌木林地和草地。2)村庄深度访谈发现, 村民们在评价农用地时考虑了自然、社会和经济等14项因子, 它们的权重和优先顺序有所差异。3)将村民视为"乡土专家", 通过18位村民的打分赋值, 采用层次分析法对影响本村农用地质量评价的14项因子进行权重排序, 结果为: 单产≥地力≥土壤质地≥土地利用类型≥耕作距离≥坡度≥土壤保水供水状况≥坡向≥坡位≥土层厚度≥道路通达度≥田间道路≥田块大小≥土壤侵蚀程度, 其中单产、地力、土壤质地和土地利用类型等是评价的主要因子。4)依据村民对各评价因子的"乡土"描述, 结合科学表达, 得出本村农用地6个级别的主要特征, 与层次分析法的结果一致。本文认为, 特定区域的农民积累了丰富的农用地利用和管理的乡土知识, 这些知识具有很强的内在逻辑性和合理性, 其评价结果质量应优于短期快速进行的专家评价结果, 可直接用于村级农用地评价。因此, "乡土"农用地评价更符合当地自然、社会和经济情况, 适用于在村级尺度上进行的评价。建议在今后农用地可持续管理中, 应加强乡土知识与科学知识的"沟通", 从而提高农用地评价的科学性与适用性。中国生态农业学报. 2015 23(2): 239-245.

基于土地利用/覆盖的干旱绿洲区植被覆盖度变化--以新疆生产建设兵团第八师为例

卢响军, 周益民, 侯秀玲, 李杰, 刘洋, 张殷俊

卢响军, 周益民, 侯秀玲, 李杰, 刘洋, 张殷俊为了探讨西北干旱绿洲区土地利用/覆盖类型景观格局特征, 以及不同土地利用/覆盖类型植被覆盖度变化, 本文以干旱典型绿洲区新疆生产建设兵团第八师为研究区, 选取2000年、2005年的Landsat TM和2010年环境一号星CCD遥感影像数据, 采用室内解译与野外核查相结合, 运用RS和GIS技术分析了该区域的土地利用/覆盖和景观格局变化特征, 并基于土地利用/覆盖类型选取3年的MODIS数据进行了植被覆盖度变化分析。结果表明: 1)该研究区主要以耕地、草地和灌丛为主, 占总面积的88.9%。在自然因素和人为因素的综合作用下, 干旱绿洲区土地利用/覆盖类型发生明显变化, 草地和灌丛呈减少趋势, 面积分别由2000年的2 603.2 km²和1 166.2 km²减少至2010年的1 677.3 km²和933.8 km²; 耕地和城镇逐步增加, 面积分别由2000年的2 892.8 km²和209.2 km²增加至2010年的4 038.3 km²和259.1 km²; 耕地主要由草地和灌丛转化而来, 城镇主要由耕地转化而来, 土地利用变化整体处于不平衡发展趋势。2)研究区景观特征趋于简单, 土地利用变化改变了该区域景观格局, 景观多样性、均匀度减少, 优势度明显增大, 破碎化程度降低, 生物多样性也呈向单一方向转变的趋势。3)受气候等主要因素的影响, 2000-2010年植被覆盖度呈先降低后逐步升高的趋势, 不同土地利用/覆盖类型植被覆盖度表现为林地>耕地>草地>灌丛>荒漠, 林地、灌丛、草地和耕地植被覆盖度分别增加6.7%、38.2%、15.6%和12.3%; 较高和高等级植被覆盖面积增加, 中、较低和低等级植被覆盖度面积减少。4)温度一定的条件下, 降雨量是影响干旱绿洲区植被覆盖变化的关键因素。该研究结果可为新疆生产建设兵团生态环境保护管理以及合理规划生产模式提供科学的参考依据。中国生态农业学报. 2015 23(2): 246-256.