低山丘陵区不同土地利用方式田内-田埂土壤优先流特征

为探究低山丘陵地区优先流形态特征,该研究以南方典型低山丘陵区—江苏省南京市江宁区三种典型土地利用方式(水田、旱地和林地)为研究对象,采用野外亮蓝染色示踪试验结合室内图像处理的方法,定量分析不同位点(田内、过渡带、田埂)土壤染色面积比、染色路径和优先流类型差异。结果表明:各土地利用方式下土壤染色面积比(stained area ratio,SAR)随着土层深度的增加急剧降低,水田平均SAR高于旱地和林地,SAR差异主要体现在20~40 cm,不同位点平均SAR总体表现为田内高于过渡带和田埂;各样地不同位点染色路径数(staining path number,SPN)随着土层深度的增加先增大后减小,整个剖面平均SPN林地最多,且大部分分布于田内,水田和旱地各位点平均SPN分布则相反。各土地利用方式下田内、过渡带水流类型0~15 cm为均质流/非均质指流,15 cm以下均为高相互作用大孔隙流,田埂水流类型为高相互作用大孔隙流。水田的SPN和SPW<4 mm占比(SPW:stained path width,染色路径宽度)最大;不同位点下田内SAR、SPW较其余两个位点大;除SPW<4 mm占比以外,其余指标都随着土层深度的增加而减小。水分渗漏路径显示,水田田埂垂直渗漏和侧向渗漏明显;旱地田埂仅有垂直渗漏发育;林地田埂垂直渗漏较强,侧向渗漏发育不明显。为提高南方典型低山丘陵区的水肥利用效率、减少水土流失,可以通过控制水田土壤水分含量,减少稻田干湿交替下的裂隙发育,破除旱地犁底层,定期清除旱地和林地田埂内、外侧杂草,减少动物孔穴等措施。

哈尼梯田不同海拔水改旱土壤养分特征及肥力评价

为探究海拔变化对哈尼梯田水稻田改旱地后土壤有机质和养分的影响,以5个海拔梯度的由水稻田改旱地的玉米地样地,及每个旱地附近相同土壤类型的水稻田、田埂土壤样品为研究对象,分析不同海拔下不同样地土壤有机质和养分特征,采用TOPSIS综合评价法对不同海拔不同土地利用方式下土壤肥力进行了定量评价。结果表明该研究区土壤有机质、全氮、速效磷处于中等水平,碱解氮处于很丰富水平,速效钾缺乏。相关性分析表明,水稻田与旱地、田埂之间差异显著,旱地与田埂差异不显著。水稻田改为旱地后,土壤有机质、全氮、土壤碱解氮含量降低,速效磷、速效钾含量显著增加,增加幅度平均达到了38.55和66.61 mg/kg。海拔与土壤养分含量呈显著相关,随着海拔的升高,土壤有机质、全氮、碱解氮含量总体表现为逐渐增大的趋势,增加幅度26.85~34.81%,速效磷、速效钾含量先增加后降低,分别在海拔1729和1783 m处达到最高,均在海拔1829 m处达到最低。哈尼梯田土壤肥力随着海拔的增加而增加,水稻田土壤肥力高于旱地和田埂。该研究可为不同海拔土地利用方式、养分分区管理及中国西南梯田可持续发展和保护提供参考。

基于深度学习的小麦籽粒锌含量预测及安全利用分区

为实现对小麦籽粒Zn含量的精准预测及安全利用分区,以济宁南部小麦种植区为研究对象,采集并测定了小麦籽粒中Zn及根际土壤样品中SiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、MgO、CaO、Na_(2)O、K_(2)O、OrgC、P、N、S、Zn和pH等12种理化指标的含量,系统研究了小麦籽粒中Zn含量及其根际土壤理化指标含量特征,利用多层感知机神经网络和随机森林模型对小麦籽粒Zn含量变化特征进行预测,选择最优模型预测出济宁南部区域小麦籽粒Zn含量,并结合GIS技术划分了贫锌、缺锌、足锌和富锌农田。结果表明:济宁南部区域小麦籽粒中Zn含量平均值(39.7 mg·kg^(-1))与富锌小麦籽粒推荐值基本持平,超出黄淮麦区小麦籽粒Zn平均含量1.32倍;经相关分析和聚类分析得出,小麦籽粒Zn与根际土壤理化指标之间相互作用、相互耦合,存在着较为复杂的非线性关系;多层感知机神经网络预测模型的R^(2)(0.999)、RMSE(0.194)和MAE(0.146)等评价指标均优于随机森林模型;根际土壤中P、pH、OrgC和N指标是影响多层感知机神经网络预测相对重要的特征变量;研究区以足锌农田和缺锌农田为主,面积占比分别为57.47%和33.97%,谨慎利用贫锌区和安全利用富锌区农田面积占比分别为6.05%和2.51%。通过深度学习与农业地质相结合,利用多层感知机神经网络实现了通过简单土壤理化指标精准预测小麦籽粒锌含量。

基于数字赋能的课程改革研究与实践

课程数字化建设是实施教育数字化战略行动的重要组成内容。论文结合河海大学工程经济课程建设与改革实践,从数字赋能的角度,主要从课程目标优化、课程知识与教学内容完善、课程教学方法改革、课程教师队伍建设、数字课程教材建设、课程评价机制改革六个方面,分析了基于数字赋能的课程教学改革路径与方法。论文总结提出了相应的对策措施,包括课程目标与内容改革、课程教学资源完善、在线开放课程建设、线上线下混合式教学方法、课程评价机制完善方法,以及包括提升数字化教学意识、提升数字化教学能力、开展数字化教学实践的教师队伍建设提升路径,融合纸质教材与数字课程优势的一体化数字教材体系建设方法等,可为相关专业课程建设的数字化转型与改革实践提供参考。

气相色谱-三重四级杆质谱法测定地表水中15种硝基苯类化合物

建立了全自动固相萃取结合气相色谱—三重四级杆质谱联用法对地表水中15种硝基苯类化合物检测的方法。使用HP-5弱极性毛细管柱(30m×0.32mm,0.25μm)分离,三重四级杆全扫模式定性,多反应监测模式(MRM)联合内标法定量,方法线性范围0.1~5μg/mL,线性相关系数≥0.9990,方法检出限为0.023~0.035μg/L,样品加标回收率为85.1%~102.9%,相对标准偏差RSD为0.48%~4.24%。该方法抗干扰性较强、重现性好,精密度和准确度高,在定性、定量方面都能很好地满足地表水中硝基苯类化合物的测定。

客土造林后滨海盐碱地土壤盐分分布及影响因素分析

土壤盐碱化问题严重制约着盐碱地生态绿化环境和农业可持续发展。为研究客土造林后滨海盐碱地土壤盐碱化状况的空间分布格局及影响因素,该研究开展实地调查采样,结合地统计学、经典统计学和Kriging插值等方法分析徐圩新区滨海盐碱地0~10、>10~20、>20~40、>40~60、>60~100 cm土层土壤盐分分布格局及其影响因素。结果表明:1)研究区5个土层土壤电导率均为中等强度变异,pH值是弱变异。大多数土层土壤电导率和pH表现为弱空间相关性,由随机因素引起的空间变异性较弱,自相关引起的空间变异性较强。水平方向上看,研究区从西向东盐碱程度逐步加深,垂直方向上,土壤电导率随着土层深度增加而不断变大;2)研究区客土0~100 cm土层土壤电导率均值为2.91dS/m,属于轻度盐渍化土;原土0~100 cm土层土壤电导率均值为31.00dS/m,属于极重度盐渍化土,原土上只有极少数耐盐作物能自然正常生长。客土土壤电导率明显低于原土,但pH值与原土差异不大,客土土壤盐分表聚和底聚现象明显,存在返盐返碱的问题,长期来看,客土造林并不是该地区绿化最好的方式。3)影响研究区土壤电导率的因素有河流湖泊水体电导率和pH值、土壤pH值、海拔、植被、气候等。研究对于提高重度盐碱土的开发利用率和改善景观绿地建设,指导制定精准盐碱地综合改良措施、管理制度等提供参考依据。

喷灌强度对滨海盐碱地土壤水盐运移特征的影响

为研究一维条件下喷灌强度对滨海盐碱地土壤湿润峰运移、水分再分布特征及盐分淋洗的影响,选用滨海盐碱地黏质重度盐碱土和砂质重度盐碱土2种土壤,设置5个喷灌强度(分别是1.72、3.13、5.27、8.75、10.11mm/h),进行室内喷灌条件下土柱模拟试验。结果表明,喷灌强度与土壤黏粒含量显著影响湿润锋运移。湿润锋推进速度随着喷灌强度增加而增大,而湿润深度随之减小,且土壤黏粒含量越高,越不利于湿润锋运移;随着土壤水分再分布过程的推进,黏质重度盐碱土在3.13mm/h喷灌强度下同一深度体积含水率较其他处理大,砂质重度盐碱土在1.72mm/h喷灌强度条件下土柱具有较高的保水性;采用喷灌淋洗,可使上层土壤脱盐,盐分均累积至下层土壤,并使其急剧增加且达到最大值。对于黏质重度盐碱土,3.13mm/h喷灌强度下,盐分淋洗效果较好,而对于砂质重度盐碱土,8.75mm/h喷灌强度淋洗效果优于其他处理。该研究可为喷灌技术合理和可持续开发利用滨海盐碱地提供参考。

我国农业节水补偿实践研究——以甘肃省张掖地区为例

在总结我国农业节水补偿中的政府补偿和交易补偿2类节水补偿途径和资金补偿、实物补偿、技术补偿、其他补偿等补偿方法的基础上,分析甘肃省张掖市农业节水补偿措施,探讨目前张掖市农业节水补偿措施存在的问题,并提出解决办法。

改进的索洛模型在节水农业社会效益评价中的应用

在阐述索洛模型的基础上,将节水农业技术进步从技术进步中提取出来,构建了改进的索洛模型。采用1991-2005年截面数据资料,估算了我国不同时期节水农业各投入要素对经济增长的贡献率,定量评价了节水农业社会效益。研究结果表明,我国节水农业各投入要素对经济增长贡献差异明显,其中节水农业技术进步的贡献仅次于物质资本投入的贡献,位居第2。节水农业社会效益虽存在阶段性、周期性波动,但总体上呈现不断上升的趋势,节水农业在我国的社会和经济发展过程中已经并将继续发挥至关重要的作用。

节水农业综合效益价值评估

在界定节水农业综合效益概念和内涵的基础上,从经济、环境、社会三方面提出节水农业综合效益价值评估指标体系,应用基于单位化约束条件的综合集成赋权法确定指标权重,建立以货币为衡量标准的节水农业综合效益评估模式。以皂河灌区为例,对节水农业经济、环境、社会及综合效益进行估算,即估算节水农业实施后年效益流量,分析节水农业效益价值动态演变,增长速度与稳定性、费用效益及敏感性。研究结果表明,节水农业综合效益逐期递增,且逐渐呈现稳定增长的态势;社会效益占综合效益比例最高,达50%以上,其次是环境效益和经济效益。各项效益增长速度与稳定性存在显著差异;节水农业费用效益比、净现值及经济内部收益率较高,且具有承受不确定性风险的能力。

国内外喷灌技术研究现状与发展趋势

综述了近年来有关喷灌技术研究的进展,包括盐碱地喷灌淋洗效果、喷灌对非盐碱地土壤入渗的影响,喷灌对非盐碱地土壤水分分布及其运动的影响,喷灌对作物生长的影响;在此基础上,提出了今后一段时间,我国喷灌技术研究的重点:深入探讨盐碱地喷灌技术参数确定方法,喷灌不同技术参数下的滨海盐碱地土壤水分、盐分分布特征及运移过程,作物根系及地上部分生理生化指标等响应过程,喷灌条件下盐碱地土壤水盐调控方法。

江苏省节水农业分区及发展模式

节水农业分区是促进区域水资源高效利用,缓解农业用水短缺的有效方法之一。针对江苏省水资源供需矛盾突出、农业用水量大的现状,进行该地区节水农业分区,并提出各区域节水农业发展模式。选取气候特征、地形地貌、土壤类型、灌排方式、农业生产和农村经济因素方面的资料,并构建节水农业分区指标体系,采用因子分析方法遴选节水农业分区关键指标,采用聚类方法,对江苏省13市65县进行节水农业分区,结合分区结果及江苏省各县域实际情况,将该区域分为6类。根据各区域的特点及节水农业发展存在问题,提出了各区域的节水农业发展模式,为江苏省节水农业可持续发展提供科学决策依据。

基于因子分析与聚类分析的江苏省节水农业分区研究

结合江苏省自然环境、经济发展和节水农业发展的现状和特点,选取气候特征、地形地貌、土壤类型、灌排方式、农业生产和农村经济因素、节水农业综合效益6个1级指标及14个2级指标,建立了节水农业分区的评价指标体系。运用因子分析方法遴选节水农业分区关键指标,然后采用聚类方法对江苏省13市65县进行节水农业分区,结合分区结果及江苏省各县域实际情况,将该区域分为6类:徐淮平原水资源紧缺区、里下河平原季节性缺水区、沿海平原盐碱化区、沿江平原高沙土区、宁镇扬及宜溧丘陵工程性缺水区、太湖平原水质性缺水区。

节水农业综合效益分析

分析了节水农业综合效益,认为节水农业具有经济效益、环境效益和社会效益的统一性。节水农业经济效益表现为节水农业在微观上的盈利能力;节水农业环境效益表现为对水资源、土壤、植被、大气、生物等环境要素及其生态过程产生的正面影响;节水农业社会效益是对社会环境系统的影响产生的宏观经济效益,表现为实现社会发展目标所作的贡献与影响程度。

节水灌溉综合效益价值评估与补偿机制研究进展

节水灌溉作为缓解水资源危机的重要手段,其长效管理和持续运行至关重要,合理的补偿机制是实现这一目标的有效途径。针对目前节水灌溉过程中缺乏有效的激励机制,对节水灌溉效益价值评估、节水灌溉补偿机制研究现状及存在问题进行了综述。在此基础上,提出以采用"自下而上"的研究思路、多学科交叉的研究方法,以节水灌溉综合效益和节水主体为主要研究对象,以节水灌溉补偿为主攻方向,从节水灌溉综合效益产生机理与补偿机制理论框架,节水灌溉综合效益价值评估与补偿标准确定,基于选择模型的节水灌溉补偿客体受偿意愿3个方面进行研究,提出节水灌溉补偿创新机制。

碱溶液提取-离子交换-火焰原子吸收光谱法测定土壤中六价铬的含量

铬在自然界普遍存在,广泛分布于土壤、岩石、大气、水体及动、植物体内。由《中国土壤环境背景值研究》[1]铬的全距分布列表可知,全国土壤中铬的环境背景值为2.2~1 209mg·kg^(-1),分布范围宽且背景值大。无机铬常见化合价有二价、三价及六价。其中,六价铬具有氧化性强、活性高、迁移性强[2]、易在人体内积蓄等特点,其毒性最大,对动、植物的毒性是三价铬的100倍。因此,监测土壤六价铬具有重要的现实意义。

基于ELES模型的城镇居民生活用水水价支付能力研究——以北京市为例

本文从支付能力的角度,根据计量经济学的需求函数理论,以我国城镇居民消费支出结构数据为基础,提出了应用扩展线性支出系统(ELES)模型,分析城镇居民生活用水水价支付能力。以北京市为例,采用1998～2004年截面数据资料,计算分析了不同时期居民用水需求与水费支出水平、居民用水的边际消费倾向、需求收入弹性以及不同收入户的用水基本需求等,以此定量研究了北京市城镇居民生活用水水价的支付能力。研究结果表明:平均收入水平下,居民对水价具有一定的支付能力,其基本用水需求均能得到满足;可支配收入增长对居民用水需求的影响不大;北京市生活用水水价还有上调的空间,但低收入户的水价支付能力有限,是重点考虑的对象。

基于支付能力和支付意愿的农民灌溉水价承受能力研究

从支付能力和支付意愿的角度,分别应用扩展线性支出系统(ELES)模型和条件价值评估法(CVM),提出了农民灌溉水价支付能力和支付意愿的定量方法,研究农民灌溉水价承受能力。以江苏省五岸灌区为例,通过问卷调查,计算分析了农民灌溉水价的支付能力、支付意愿、综合承受能力和水价调整空间等。研究表明:部分贫困农户支付能力有限,是重点考虑的对象,以人均纯收入为指标的分类定价策略值得考虑;不同支付能力农民的支付意愿无显著性差异,支付意愿对水价改革具有重要意义。

农业节水补偿机制研究

我国农业用水向非农业用水大量转出以及农业节水积极性和节水能力的低下,要求建立农业节水补偿机制。在总结国内农业节水补偿政策与实践的基础上,尝试提出了政府补偿与交易补偿互补的农业节水补偿机制。补偿机制包括补偿主体和客体、补偿途径、补偿方式、补偿标准几方面。最后参照补偿机制对我国农业节水补偿现状进行了分析。

灌区农业水价研究的条件价值评估法

国内首次将条件价值评估法(CVM)引入灌区农业水价研究领域中,在介绍CVM研究的基础上,提出了灌区农业水价CVM应用研究的基本思路与操作框架,探讨了该方法在我国灌区领域应用的可行性,并对该方法的应用研究提出了相关建议。