中国生态农业学报

旱地雨养农业覆膜体系及其土壤生态环境效应

蒋锐, 郭升, 马德帝 — 2018-03-01

蒋锐, 郭升, 马德帝覆膜技术作为一项有效提高粮食产量的重要手段，在中国西北地区雨养农业中得到广泛的推广应用。本文综述了地膜覆盖体系关于作物产量、土壤水分、土壤温度、土壤养分转化和迁移以及微生物数量和活性等方面的研究进展，以期为旱地雨养农业发展和完善覆膜技术体系提供理论支撑。研究表明：玉米、小麦和马铃薯覆膜处理增产显著，其平均增产率分别为26.2%、37.1%和29.8%；同时，增产受到覆膜方式影响，全覆膜处理增产效果最好，其玉米、小麦和马铃薯平均产量分别比半覆膜处理高30.0%、5.1%和26.4%。覆膜下玉米、小麦与马铃薯的水分利用效率分别比不覆膜处理高42.8%、10.9%和92.8%。覆膜处理影响硝酸盐在土体的空间分布，硝酸盐在膜下出现表聚现象；同时覆膜能够提高氮肥利用效率，减少氮素淋溶损失，降低氨挥发。但关于覆膜下反硝化过程的研究结论不一，还需进一步深入的探讨。覆膜对有机碳的影响与气候、土壤、作物、覆膜年限等有关，其研究结论尚有争议。另外，覆膜增加了农田土壤微生物量，改变土壤物理性状。尽管覆膜显著提高作物产量，其对生态环境却可能存在一定的影响，比如"奢侈耗水"现象，温室气体排放增加，土壤有机质耗竭，农膜残留等问题。因此，进一步系统研究覆膜对土壤生态环境的影响机理，完善覆膜技术体系与应用，全面评估覆膜体系的生态环境影响，对其在中国干旱地区农业生产的可持续发展具有重要意义。中国生态农业学报. 2018 26(3): 317-328.

不同耕作措施对旱作农田土壤水稳性团聚体稳定性的影响

武均, 蔡立群, 张仁陟, 齐鹏, 张军, YeboahSTEPHEN — 2018-03-01

武均, 蔡立群, 张仁陟, 齐鹏, 张军, YeboahSTEPHEN 为了探明陇中黄土高原旱作农田土壤水稳性团聚体崩解机制，以连续进行15年的不同耕作措施长期定位试验为研究对象，利用LB湿筛法（快速湿润法、慢速湿润法和预湿润后扰动法）和传统湿筛法探索了传统耕作（T）、传统耕作+秸秆还田（TS）、免耕（NT）、免耕+秸秆覆盖（NTS）4种耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤水稳性团聚体稳定性的影响及其破坏机制。结果表明：不同耕作措施下，4种湿筛法处理后， < 0.25 mm非水稳性团聚体含量排序为：传统湿筛法>快速湿润法>预湿润后扰动法>慢速湿润法；4种湿筛法处理后，团聚体平均重量直径排序为：慢速湿润法>预湿润后扰动法>快速湿润法>传统湿筛法；不同耕作措施下，土壤团聚体相对崩解指数高于相对机械破坏指数。不同湿筛法处理后，在0~5 cm和5~10 cm土层均以NTS的水稳性团聚体含量和平均重量直径最高，且NTS处理的平均重量直径显著（P≤5%）高于NT和T处理；而10~30 cm土层，TS处理的水稳性团聚体含量和平均重量直径最高，且显著高于T处理的平均重量直径，但与NTS处理的平均重量直径无显著差异。不同耕作措施下的团聚体崩解指数和机械破坏指数均以T处理最高，NT次之，NTS处理最低。秸秆对0~5 cm、5~10 cm、10~30 cm土层的团聚体崩解指数和机械破坏指数的降低均具有显著效应，而免耕仅在0~5 cm土层具有显著效应。因此，该区水稳性团聚体分散主要是由于水分入渗而引起的，且快速湿润时的破坏最大；同时，NTS处理可有效提升土壤水稳性团聚体稳定性，更有利于该区农田水土保持。中国生态农业学报. 2018 26(3): 329-337.

除草剂对不同种植年限柑橘园土壤氮转化过程及温室气体排放的影响

郑祥洲, 王亚萨, 张玉树, 张晶, 丁洪 — 2018-03-01

郑祥洲, 王亚萨, 张玉树, 张晶, 丁洪为探讨除草剂施用对柑橘园土壤氮转化及温室气体排放的影响，在实验室培养条件下，研究了0年（林地）、种植10年和30年的柑橘园土壤中分别添加除草剂草甘膦和丁草胺后，尿素态氮含量、硝化和反硝化作用以及温室气体排放的变化。研究结果表明，橘园土壤中尿素第1 d的水解率、氮肥硝化率、反硝化作用损失总量以及N₂O和CO₂排放量显著高于林地土壤（P < 0.05）。与10年橘园土壤相比，30年橘园土壤显著增加了尿素的水解速率、氮肥硝化率和CO₂排放量（P < 0.05），但二者的反硝化损失量没有显著差异。施用草甘膦和丁草胺都显著促进了林地土壤的尿素水解（P < 0.05），第1 d尿素态氮含量分别降低11.20%和12.43%；但对3种土壤氮肥的硝化率均没有明显影响。施用丁草胺显著降低了林地土壤的CO₂排放量（P < 0.05），对两种橘园土壤的CO₂排放没有明显影响，但明显增加了两种橘园土壤的N₂O排放总量（P < 0.05），分别比不施除草剂增加56.27%和85.41%；施用草甘膦对3种土壤的N₂O和CO₂排放均没有明显影响。可见，草甘膦和丁草胺的施用不会对柑橘园土壤的氮转化过程产生影响，但丁草胺显著增加了柑橘园土壤的N₂O排放。中国生态农业学报. 2018 26(3): 338-346.

秸秆和地膜覆盖条件下玉米农田土壤有机碳组分生长季动态

毛海兰, 王俊, 付鑫, 李蓉蓉, 赵丹丹 — 2018-03-01

毛海兰, 王俊, 付鑫, 李蓉蓉, 赵丹丹基于黄土高原8 a的春玉米覆盖定位试验，研究了秸秆和地膜覆盖下土壤有机碳、微生物量碳、潜在可矿化碳及颗粒有机碳在作物不同生育期的季节变化特征，探讨旱作农田不同碳组分对地表覆盖的响应规律。结果表明：1）秸秆和地膜覆盖下土壤有机碳及其各组分含量在玉米生长期间总体呈苗期下降、拔节期上升、大喇叭口-抽雄期下降、灌浆和收获期回升的变化趋势。2）与不覆盖对照相比，秸秆覆盖在大部分作物生育期均显著提高了土壤有机碳各组分含量，有助于培肥地力和土壤固碳；而地膜覆盖在作物生育后期导致土壤有机碳及各组分含量显著下降。3）秸秆覆盖下表层土壤颗粒有机碳对总有机碳变化具有重要贡献，地膜覆盖后土壤有机碳变化可能主要来自于潜在可矿化碳和颗粒有机碳，而土壤微生物量碳相对含量在不同处理间差异不大。4）对照和地膜覆盖处理土壤潜在可矿化碳和颗粒有机碳的相对含量在大喇叭口-抽雄期均有显著下降，而秸秆覆盖下两种组分的相对含量则保持平稳，表明秸秆覆盖对生育后期土壤潜在可矿化碳和颗粒有机碳有重要的补给作用。总之，黄土高原的春玉米田秸秆覆盖具有明显的提升土壤有机碳及组分含量的作用，地膜覆盖则无明显效果，且在春玉米生育后期降低了土壤总有机碳及各组分的含量。中国生态农业学报. 2018 26(3): 347-356.

北京昌平区农业景观野生蜂多样性的时空动态分布

伍盘龙, 宋潇, 夏博辉, 徐环李, 刘云慧 — 2018-03-01

伍盘龙, 宋潇, 夏博辉, 徐环李, 刘云慧近年来，由于生境质量的下降和生境丧失，野生蜂多样性急剧下降，严重威胁传粉服务和农业的可持续发展。为揭示野生蜂在农业景观镶嵌体中的时空分布格局及不同生境对野生蜂保护的重要性，本研究于2016年4-9月采用网捕法调查了北京昌平农业景观4种主要生境类型（人工林、自然灌木林、荒草地和桃园）中的野生蜂，分析不同生境类型中野生蜂多样性及其时间动态变化特征。结果表明：野生蜂及其中的大体长蜂和独居蜂的物种数和个体数，以及中体长蜂的个体数均在自然灌木林中最高，人工林中小体长蜂个体数最多，野生蜂总个体数和总物种数均在桃园中最低。在不同月份，所有功能群野生蜂均在自然或半自然生境中最高，5月桃园中最低，原因可能与桃园中对地表杂草的集约化管理有关。多度最大的4个优势物种依次为黄胸彩带蜂、铜色隧蜂、黄芦蜂和隧淡脉隧蜂，其在生境间的时间动态特征不同。调查的4种生境均为野生蜂提供了可利用资源，但自然生境和半自然生境的作用更大；其中，自然灌木林维持了较多具有较高潜在传粉效率的中体长和大体长野生蜂，具有更高的保护价值。为了促进该地区农业景观中不同功能群野生蜂多样性及传粉服务，需提高生境类型的多样性，同时在野生蜂活动高峰季节采取低集约化的生境管理方式。中国生态农业学报. 2018 26(3): 357-366.

根际增氧对水稻根系形态和生理影响的研究进展

周晚来, 易永健, 屠乃美, 谭志坚, 汪洪鹰, 杨媛茹, 王朝云, 易镇邪 — 2018-03-01

周晚来, 易永健, 屠乃美, 谭志坚, 汪洪鹰, 杨媛茹, 王朝云, 易镇邪根际氧是影响稻田土壤环境和水稻根系生理代谢的重要环境因子，已有的关于水稻根际氧的综述多从低氧或缺氧胁迫的角度展开，随着技术的进步，越来越多的学者在水稻栽培中实施了主动的根际增氧措施，取得了一定的研究成果。根际增氧显著影响了水培水稻根系形态和结构，使其呈现细而长的特征，增氧条件下水稻根系形态、结构及其功能需求间存在内在的一致性；根际增氧对不同生育时期水稻的根系活力均有明显的促进作用，其增幅从10%到150%不等，并存在明显的品种间差异；从水稻根系形态、生理活性以及根部氮素形态转化等多个方面来看，增氧处理有利于水稻根系吸收氮素，但其对水稻氮素积累量的影响则与增氧处理方式和程度有关，过度增氧抑制了水稻植株对氮的利用，从而限制了其生物量的增加，反过来抑制了对氮的吸收。水稻对根际增氧的响应规律并非其对低氧和缺氧胁迫响应规律的简单倒转，饱和氧处理下水稻生物量和产量的剧烈降低表明了水稻对富氧响应的复杂性。探索根际增氧对三叶期前水稻幼苗的影响，完善根际增氧对水稻氮代谢的影响研究，并量化水稻田间需氧量，探索简单易行的苗期增氧措施，对进一步完善水稻育秧理论，改进水稻育秧技术具有重要意义。中国生态农业学报. 2018 26(3): 367-376.

黄土塬区夏玉米物质生产及水分利用对品种间作竞争的响应

王小林, 徐伟洲, 张雄, 张岁岐 — 2018-03-01

王小林, 徐伟洲, 张雄, 张岁岐品种间作竞争具有优化作物个体形态特征和生物量分配的生态效应。综合干旱环境、密度和降雨年际变化影响下的品种间作生物量分配机制研究，可为旱区作物增产增效栽培提供理论依据。试验于2011年（降雨量645.0 mm，湿润年份）和2012年（降雨量497.1 mm，干旱年份）调查了两个玉米品种（‘郑单958’和‘沈单16号’）、两种密度（4.5万株·hm^-2和7.5万株·hm^-2）隔行间作处理下，地上部生物量和地下部根系形态特征，并分析了品种间作下生物量分配策略、根系竞争机制与产量、水分利用效率的关系。结果显示：1）干旱显著降低玉米根系表面积（SA），低密度间作下‘沈单16号’扬花期SA显著降低而‘郑单958’显著增加，高密度间作‘郑单958’的SA显著下降25.3%，间作下根系对于水资源的竞争随种植密度的增加而加剧；两个种植密度和两个不同降雨年份，间作系统0~20 cm土层根长密度（RLD）显著增加，增加种植密度和雨水亏缺，刺激根系向深层土壤生长，导致30~40 cm土层RLD的增加，且‘郑单958’的RLD增加幅度远高于‘沈单16号’。2）间作竞争下生物量积累具有品种差异，‘郑单958’集中在营养生长期，而‘沈单16号’集中在生殖生长期；且随种植密度的增加，间作栽培下单株生物量显著降低。3）群体收获指数（HI）在高密度间作下，两个不同降雨年份出现平均6.0%的增加幅，雨水充足促进群体HI的提升；根冠比因降雨和种植密度而变，雨水充足、低密度间作下根冠比较大，干旱和高密度下资源竞争造成‘郑单958’根冠比显著下降。4）干旱年份玉米品种间作增产优势显著，高、低密度间作增产率分别为10.3%和21.4%，水分利用效率（WUE）分别增加28.2%和42.0%；且‘郑单958’增产和增效能力分别较‘沈单16号’高17.6%和50.0%。综上所述，品种间作栽培下‘郑单958’具有更合理的地上部生物量分配和响应机制，其根系通过减少冗余生长，降低资源消耗来应对土壤干旱，高效的根系自我调节能力和生物量分配机制在间作系统产量形成和WUE提升中起到了关键作用。中国生态农业学报. 2018 26(3): 377-387.

中国夏玉米和冬小麦近年生育期变化及其与气候的关系

崔耀平, 肖登攀, 刘素洁, 李楠, 蒋琳, 石欣瑜, 刘小萌, 李江苏, 路婧琦, 秦耀辰 — 2018-03-01

崔耀平, 肖登攀, 刘素洁, 李楠, 蒋琳, 石欣瑜, 刘小萌, 李江苏, 路婧琦, 秦耀辰作物物候期受气候条件和人为耕作的共同影响，而水热气候条件又直接影响着人为耕作时间。全球变暖背景下温度增加的趋势在近年来出现了停滞现象，针对这一新的气候变化特征，本研究选取作物物候观测和气象观测的站点数据，利用经典的统计学方法分析2000-2013年中国夏玉米和冬小麦主要物候期的变化趋势和空间分布，及作物生育期与对应水热条件的相关关系。研究发现：夏玉米和冬小麦各主要物候期均呈现一定程度的延后，其中64%的站点显示夏玉米成熟期延后，冬小麦成熟期延后的站点数比例达78%。研究期间，夏玉米和冬小麦的生育期历时对温度和降水变化均比较敏感，88%和64%的站点分别显示出夏玉米和冬小麦的生育期历时与平均温度之间呈负相关关系，而71%和77%的站点显示夏玉米和冬小麦生育期历时与年均降水量呈正相关关系。本研究时段内的气温变化也不同于一般性认为的单调升温，夏玉米生育期对应的平均温度呈增加和降低趋势的站点数基本相同，但显示降水量增加的站点较多，达到总站点数的68%；而冬小麦整个生育期显示冷干化趋势的站点居多，显示温度降低和降水量下降的站点数均占总站点数的60%以上。此外，本研究还用轮作站点探讨说明了可以利用年值气候数据替代生育期气候数据分析夏玉米和冬小麦轮作的物候和生育期特征。本研究通过站点数据证实了作物生长发育过程对气候变化的敏感性，新的气候条件下我国夏玉米和冬小麦的物候也对应产生了新的特征。中国生态农业学报. 2018 26(3): 388-396.

扩行距、缩株距对春玉米冠层结构及产量的影响

何冬冬, 杨恒山, 张玉芹 — 2018-03-01

何冬冬, 杨恒山, 张玉芹为探究西辽河平原地区玉米扩行距、缩株距密植增产的生理生态机制，本研究以紧凑耐密玉米品种‘农华101’和半紧凑耐密玉米品种‘伟科702’为试验材料，在6×10⁴株·hm^-2（D1）、7.5×10⁴株·hm^-2（D2）、9×10⁴株·hm^-2（D3）密度下，设置扩行距、缩株距（KH，种植行距为100 cm，D1、D2和D3株距分别为16.67 cm、13.33 cm和11.11 cm）和当地农民常规种植（CK，种植行距为60 cm，D1、D2和D3株距分别为27.78 cm、22.22 cm和18.52 cm）2种种植模式，测定玉米吐丝期、乳熟期及完熟期玉米冠层叶面积指数、茎叶夹角、叶向值、透光率和产量及其构成因素，计算叶面积衰减率，研究扩行距、缩株距种植对春玉米产量及冠层结构特性的影响。结果表明，2品种KH种植下产量均显著大于CK，以D2密度下增产最明显；生育后期2品种KH种植下叶面积指数均大于CK，且乳熟期均达显著水平，D2密度下差异最大；2品种KH种植下均表现为上部叶片茎叶夹角较小，叶向值较大，而中部叶片和下部叶片茎叶夹角较大，叶向值较小。2品种KH种植下冠层透光率各层位均大于CK，其中顶层和穗位层均达显著水平；D1密度下，除2015年吐丝期‘伟科702’外均表现为顶层 > 穗位层 > 底层，D2、D3密度下，除2015年乳熟期D3密度下‘伟科702’外均表现为穗位层 > 顶层 > 底层，且以吐丝期D2密度下差异最为明显。综上所述，在较高密度种植下KH种植模式冠层结构更为合理，产量更高；且不同品种对KH种植模式的响应存在差异，其中‘农华101’各层位叶面积指数、茎叶夹角均小于‘伟科702’；各层位叶向值、冠层透光率均大于‘伟科702’；实测产量不同密度下均大于‘伟科702’，在7.5×10⁴株·hm^-2密度下产量最大，且‘农华101’较‘伟科702’增产更为明显。中国生态农业学报. 2018 26(3): 397-408.

干旱条件下DCMU对高表达转C₄-pepc水稻的花青素合成基因及其相关信号的影响

何亚飞, 许梦洁, 李霞 — 2018-03-01

何亚飞, 许梦洁, 李霞为了揭示高表达转玉米C₄-磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC，EC 4.1.1.31）基因水稻（PC）在耐旱中光合与花青素调节途径的内在联系，本研究以PC和未转基因野生型原种（WT）的水培苗为试验材料，在4~5叶期，通过50 μmol·L-1光合抑制剂DCMU[3-（3'，4'-dich-lorophenyl）-1，1-dimethyl-urea]预处理1 h，观察其在12% PEG-6000模拟干旱处理下的表现。结果表明，在模拟干旱条件下，DCMU预处理使两种供试材料相对含水量显著下降，且PC相对含量显著高于WT；干旱处理下，两种材料的花青素含量显著升高，DCMU和干旱处理使两种材料的花青素含量下调，且PC水稻中始终伴随着较高的花青素含量。光合数据表明，与单独12% PEG-6000处理相比，DCMU联合12% PEG-6000处理显著抑制了两种水稻材料的净光合速率、气孔导度、胞间CO₂含量及羧化效率，但PC的各指标显著高于WT。同时，DCMU联合12% PEG-6000处理显著下调两种供试材料的内源蔗糖含量，但PC中蔗糖含量显著高于WT。进一步研究发现PC中更高的蔗糖含量与花青素合成有关转录因子bHLH（OsB1，OsB2）、R2R3-MYB（OsC1）、COP1（constitutively photomorphogenic 1）、HY5（elongated hypocotyl 5）更高的转录水平同步，下游花青素合成相关基因OsPAL、OsCHI、OsCHS、OsF3H、OsF3'H、OsDFR、OsANS的表达量增加。PC水稻可能通过诱导NO和Ca²⁺感受干旱信号，参与转录因子的调节，进而参与花青素合成基因的调控，合成较多的花青素，增强PC水稻对干旱逆境的响应，增强保水能力，最终表现耐旱。中国生态农业学报. 2018 26(3): 409-421.

基于地形因子和随机森林的丘陵区农田土壤有效铁空间分布预测

杨其坡, 武伟, 刘洪斌 — 2018-03-01

杨其坡, 武伟, 刘洪斌为了掌握丘陵地区农田土壤有效铁含量及其空间分布，本文以重庆市江津区永兴镇内同源成土母质的典型丘陵（2 km²）为研究区，采集309个土壤样点，利用普通克里格（Ordinary Kriging，OK）、多元线性回归（Multiple Linear Regression，MLR）、随机森林（Random Forest，RF）模型，结合高程、坡度、坡向、谷深、平面曲率、剖面曲率、汇聚指数、相对坡位指数、地形湿度指数等地形因子对土壤有效铁进行空间分布预测，并通过85个验证点评价、筛选预测模型。结果表明：1）土壤有效铁与谷深、地形湿度指数存在极显著水平正相关关系，与坡度、平面曲率、剖面曲率、汇聚指数、相对坡位指数存在极显著水平负相关关系。2）随机森林模型的预测精度明显高于多元线性回归和普通克里格插值，其平均绝对误差为22.33 mg·kg^-1、均方根误差为27.98 mg·kg^-1、决定系数为0.76，是研究区土壤有效铁含量空间分布的最适预测模型。3）地形湿度指数和坡度是影响该区域土壤有效铁含量空间分布的主要地形因子。土壤有效铁与坡度、谷深、平面曲率、剖面曲率、汇聚指数、相对坡位指数、地形湿度指数均达到极显著水平相关关系。4）研究区土壤有效铁含量范围为3.00~276.97 mg·kg^-1，水田有效铁含量大于旱地；土壤有效铁具有较强的空间相关性，土壤有效铁含量空间变异主要受到结构性因素的影响。可见，基于地形因子的随机森林预测模型可以较好地解释丘陵区农田土壤有效铁含量的空间变异，研究结果为丘陵区土壤中、微量元素含量及空间分布预测提供方法借鉴和理论依据。中国生态农业学报. 2018 26(3): 422-431.

基于生态位理论的东北黑土区耕地整治适宜性评价——以公主岭市为例

徐小千, 汪景宽, 李双异, 裴久渤, 杨骥, 张维俊 — 2018-03-01

徐小千, 汪景宽, 李双异, 裴久渤, 杨骥, 张维俊耕地整治是保护耕地的重要举措，耕地整治适宜性评价则是开展耕地整治的重要前提和基础。本研究以生态位理论为基础，以吉林省公主岭市为例，从自然条件、基础设施条件、生态可持续性和空间稳定性4个维度选取14个指标，采用Delphi与AHP相结合的方法确定指标权重，在评判影响耕地整治的各项指标实际值（现实生态位）与耕地整治在理想条件下各项指标能够达到的最佳状态（最适生态位）的贴近程度的基础上，确定了3种类型指标的评价模型，并通过加权求和模型计算各评价单元耕地整治生态位适宜度，最终通过Ward聚类法将公主岭市耕地整治适宜性划分为4个等级，同时引入障碍性因素模型，定量确定不同等级区域耕地整治的障碍性因素，并提出整治的方向和对策。研究结果表明，研究区可分为4个整治区，Ⅰ级高度适宜区生态位适宜度大于0.75，耕地面积13 799.89 hm²，占总耕地面积的4.16%，主要障碍性因素为农田防护林覆盖率、道路通达度和田块规整度；Ⅱ级中度适宜区生态位适宜度在0.70到0.75之间，耕地面积77 754.36 hm²，占总耕地面积的23.41%，主要障碍性因素为灌溉条件、道路通达度和农田防护林覆盖率；Ⅲ级轻度适宜区生态位适宜度在0.61到0.70之间，耕地面积177 192.38 hm²，占总耕地面积的53.36%，主要障碍性因素为土壤有机质含量、距主交通干线距离和土壤pH；Ⅳ级不适宜区生态位适宜度小于0.61，耕地面积63 325.61 hm²，占总耕地面积的19.07%，主要障碍性因素为土壤质地、灌溉条件和耕层厚度。研究基于生态位适宜度模型对耕地整治适宜性进行评价，丰富了耕地整治适宜性评价方法，同时评价结果为耕地整治分区建设以及整治方向提供了科学依据。中国生态农业学报. 2018 26(3): 432-441.

基于改进指数和法的地形因素对土地利用变化影响程度评价

王世东, 吴超 — 2018-03-01

王世东, 吴超土地利用变化影响因素研究是当前土地利用变化领域的热点。本研究拟探究地形因子对区域土地利用变化的影响程度，解释人地系统相互作用的内在机制，以期为区域土地开发与空间利用的结构、方向、模式等提供科学依据。根据研究区自然条件、土地利用特点和地形因素特征，从宏观地形因子和微观地形因子两个方面选取评价指标，建立地形因素对土地利用变化影响程度评价指标体系；在此基础上，采用熵权法和环比评分法相结合确定评价指标权重的方法，建立基于改进指数和法的地形因素对土地利用变化影响程度综合评价模型，基于河南省栾川县2005-2015年3期Landsat遥感影像和DEM数据，利用GIS和RS技术定量评价了研究区地形因素对土地利用变化的影响程度。评价结果显示，2005-2015年间地形因子中的高程、坡度、坡向、坡长、坡向变率和地表切割度对研究区土地利用变化的影响程度评价值增加，而坡度变率、平面曲率、剖面曲率、高程变异系数、地形起伏度和地形粗糙度的影响程度评价值减小。2005-2010年研究区地形因子对土地利用变化的影响程度评价变化值为0.000 978，变化率为7.06%；2010-2015年地形因子对土地利用变化的影响程度评价变化值为-0.001 705，变化率为-11.50%；2005-2015年地形因子对土地利用变化的影响程度评价变化值为-0.000 727，变化率为-5.25%。这些数据结果显示，2005-2015年地形因子对土地利用变化的影响程度呈现先增加后减少的趋势。研究结果表明，随着社会经济发展，在人类技术水平的提高、政治经济结构的合理化以及保护生态环境意识和政策等人文驱动因素条件下，地形因子作为影响土地利用变化的自然驱动因素之一，对土地利用变化的影响程度总体呈现减小趋势。该研究可为区域土地利用规划、城市建设和生态环境保护提供重要的数据参考与技术支撑。中国生态农业学报. 2018 26(3): 442-452.

贺兰山东麓‘赤霞珠’品质形成气象条件与评级方法研究

马力文, 李剑萍, 韩颖娟, 李万春 — 2018-03-01

马力文, 李剑萍, 韩颖娟, 李万春葡萄品质很大程度上决定了葡萄酒品质，其与气象条件关系密切。在正常管理和农业技术水平下，衡量葡萄生长气象条件是否适宜品质形成的方法称为酿酒葡萄品质气象评价技术。研究酿酒葡萄品质形成的气象评级技术和气象指标，可为葡萄酒商业评级、年份酒鉴定和窖藏提供气候参考依据。利用贺兰山东麓2003-2011年多点采样化验的101份‘赤霞珠’总糖、总酸、糖酸比、pH和单宁资料，选取其中的51份进行相关普查，确定了有生物学意义的显著气象因子，以各因子的决定系数分别建立了5项品质指标的权重模型，通过单项品质指标对综合品质的贡献构建了综合品质气象评价模型。参照前人对葡萄酒品质、酿酒葡萄品质的研究和葡萄酒和葡萄品质标准，根据酿造葡萄酒所需的总糖、总酸、糖酸比、pH和单宁，确定‘赤霞珠’各项品质指标的阈值，利用模型反推出与葡萄酒品质相对应的气象因子阈值和‘赤霞珠’品质气象分类标准。回代检验显示5项品质指标均通过了0.001的R检验和F检验，与实测值接近且变化趋势一致。总糖、总酸、糖酸比和单宁的模拟效果较好，R ≥ 0.59且RMSE较小，但pH误差相对较大。用50份未参与建模的样本估算了‘赤霞珠’品质等级。总糖、总酸与实测接近；个别样本的糖酸比、单宁误差相对较大，但变化趋势与实测一致；样本pH均在适宜范围内且较稳定。从综合评分和等级来看，28个样本与实况等级相同，18个样本误差在1级内，仅4个样本相差2级，准确反映出原料的质量。‘赤霞珠’品质气象评价指标和模型为评价贺兰山东麓酿酒葡萄品质提供了一套可行的方法。中国生态农业学报. 2018 26(3): 453-466.