新疆农林复合系统的研究进展

在农业生产中,田间环境对作物生长发育和产量产生作用。人们主要利用化肥和除草、除虫剂等方式,提高作物的产量,但不利于农业可持续发展。农林复合是农业可持续发展的重要手段,具有抑制杂草、提高氮素利用率、改善土壤质量、改善果园小气候、防治虫害、提高土壤微生物群落及多样性等作用。本文主要从新疆农林复合系统作物类型、主要功能和存在问题等方面,系统总结了农林复合系统的研究进展,为今后农林复合系统在新疆农业生产中的研究和运用奠定理论基础。

基于Web of Science数据库的农林复合系统氮元素研究的文献计量分析

农林复合系统是一种高效的农林业发展模式,对农林业的可持续发展有着很大的意义,其中氮在该系统的生产中尤为重要。目前,对于农林复合系统中氮的研究缺乏系统的总结和归纳,需要明确该领域研究变化和趋势,为农林复合系统中有关氮的研究给予参考方向。以Web of Science核心数据库中2012—2021年发表的607篇以“农林复合系统”和“氮”为主题的文献为基础,利用CiteSpace软件对发文机构、合作作者、研究热点等进行可视化分析,以此确定农林复合系统中有关氮的研究现状和热点。结果表明,该领域发文数量呈现逐年上升的趋势;中国科学院、法国农业发展研究中心、法国蒙彼利埃大学、中国科学院大学等机构在该领域贡献较为突出,且国内和国外机构合作交流较少;研究作者呈现“整体分散,部分集中”的特点;研究热点主要包括不同的土壤管理系统下,土壤养分氮含量研究、土壤中有关氮含量的动态变化和气候变化下,森林中土壤固氮及碳固存、农林复合系统或农林业土壤中氮素与土壤有机质、植被生长的影响研究。氮对农林复合系统生产十分重要,今后学者仍需加强该领域的研究深度。

农林复合系统中林带和作物的根系分布特征

本文从农林复合系统角度探讨了杨树林带和小麦根系分布特征。结果认为：林带根系分布水平伸展至1．5H（H为树高）范围内，尤以0．5H范围内树根最为集中，并且90％以上根系集中于0～100cm土层内，其中20～60cm土层为根系密集区。树根二维分布可用二次多元非线性回归方程来描述。与杨树根系分布趋势相反，小麦根系则越靠近林带越少，且其根系密集区主要在0～20cm土层内，与杨树根系密集区位置上下错开。讨论了土壤水分状况、林带遮荫与根系分布的关系以及林带附近的作物生产效能。

农林复合系统对环境质量调控作用研究

运用同位素示踪法并结合野外实测对农林复合系统的环境质量调控作用进行了研究,结果表明:农林复合系统中由于林木的存在,其固定CO2能力是单一的农业系统的1.6～2.1倍,农林复合系统大气中CO2浓度平均比单一的农业系统低55～95mL.m-3。杨树与柳树以及小麦和玉米对N2O具有一定的吸收作用。农林复合系统内外,甲烷浓度值十分接近,作物和大气间的CH4气体未表现出明显的交换作用。在沙质土壤类型区,农林复合生态系统是减少降尘的直接原因,能够有效地减少尘埃输送量,同时能减少降尘量达20%～60%;防风效能、乱流交换强度、土壤湿度是决定降尘量大小的主要因子。

间作及农林复合系统中植物组分间养分竞争机理分析

农林复合系统、间作及套作中植物组分之间养分竞争普遍存在。植物的养分竞争主要包括种内竞争和种间竞争。光照、温度、水分、土壤、微生物。低等动物等外界因素对植物的竞争作用具有明显的影响。农林复合系统中 ,林种和林间作物品种的选用。

农林复合系统中南酸枣蒸腾特征及影响因子

用热平衡法(Granier法)确定了南酸枣蒸腾量,研究了低丘红壤农林复合系统中南酸枣(Choerospondias axillaries)蒸腾的日变化特征、对复合利用方式及截枝处理的响应,并利用相关分析和多元逐步回归分析方法,探讨了影响蒸腾的因素.结果表明,蒸腾速率具有明显的早晚低、中午高的日变化特征,但在不同日期蒸腾速率日变化曲线存在一定差异,且在旱季晚间23:30后仍有茎流现象.南酸枣蒸腾主要受深层土壤水分的影响,与100 cm土壤深处的水势呈极显著正相关(R=0.737**).农林复合,通过树木对深层水分的利用及微区域环境的改变,提高了植物蒸腾量40%～160%,为实现水分高效利用提供了可能.在影响蒸腾作用的气象因子中,光辐射强度、气温、地温是主要因子,而空气饱和水汽压差和风速次之.最后给出了依据气象因子估算茎流流速的统计模型.

农林复合系统中物种间水肥光竞争机理分析与评价

低丘红壤农林复合系统被认为能通过引入树木而利用土壤深层水分及防治水土流失，从而作为亚热带地区应对季节性干旱的有效利用方式。然而，复合也可引起光能、水分和养分的竞争，导致农作物减产。通过作物生长量的测定、利用多年监测的土壤水文数据、15N微区试验及光合有效辐射的测量，综合探讨了南酸枣-花生复合系统引起的物种间水肥光的变化；通过其交互作用形成的协同，竞争关系分析，较为全面地评价了农林复合系统水肥光竞争特征。研究表明：低丘红壤上南酸枣与花生复合，促进了南酸枣生长，却减小了20％～50％的花生产量和生物量。其原因不单是南酸枣遮荫引起复合花生光合有效辐射减弱，还与水、肥竞争有关。复合系统在旱季加大利用50～100cm土层土壤水分，从而缓冲了干旱造成的影响；但南酸枣与花生间作系统也存在着一定的水分竞争。复合使得南酸枣能够利用施于花生区及淋失到60cm深处的养分，提高了养分的利用率；但同时也导致养分的竞争并影响花生的生长。在花生产量、生物量受复合南酸枣竞争影响因子中，以光最大、养分其次、水分最小。农林复合系统水肥光交互作用因其组分类型与时空配置而异，需从生态、经济、社会效益方面对复合模式加以优化。

农林复合系统水热资源利用率的研究

系统地研究了农林复合系统对自然资源利用率的影响，结果表明：农林复合系统具有提高资源利用率的功能，但系统内不同模式之间光能利用率差异较大，梨粮复合模式光能利用率比周边种植模式高１０．３％，系统内光能利用率则比旷野平均提高了２５．０％。农林复合系统水分利用率一般可比旷野农田高１０．３％～１５．２％。农林复合模式热量利用效率比一般旷野农田高１１％～１３％。农林复合系统不仅能改善农田生境与提高资源利用效率，还能增加农民的经济收入，可在我国北方平原农区大力推广。

玉米大豆对农林复合系统小气候的光合响应

对黄土区核桃(Juglans regia L.)-(玉米+大豆)、李子(Prunus salicina)-(玉米+大豆)农林复合系统小气候效应的研究表明,在玉米和大豆的花期,农林间作系统与对照地相比可以降低农田地面温度1.7-1.9℃,减低风速55%-67%,提高相对湿度6.9%-8.4%,降低光合有效辐射强度13.9%-24.5%和大气CO2浓度5.3-10.9μmol.mol-1。本研究中,单作大豆叶片光合速率午间变化主要受到非气孔的限制作用。逐步回归分析结果表明,光合有效辐射强度和大气CO2浓度是影响林下作物光合速率的主要环境因子。林下小气候可能是作物避免"午休"现象的主要原因。

农林复合系统防尘效应的研究

本文对农林复合生态系统气候特征及对防尘效应进行了研究。结果表明：在沙质土壤类型区，农林复合生态系统具有较高的动力和水文效应，是减少降尘的直接原因。防风效能愈强，防尘效果愈好；农林复合生态系统能够有效地减少尘埃输送量，同时能减少降尘量达２０％～６０％；防风效能、乱流交换强度、土壤湿度是决定降尘量大小的主要因子。

我国农林复合系统的实践与发展优势

本文阐述了农林复合系统的发展历史 ,并从生态学、经济学角度讨论了农林复合系统的发展及实践经验。该系统具有产业互补功能 ,以及生态优势和应用优势 ;有助于解决农、林业单一产业效益低下、生长周期长和市场适应性差等方面的问题 ,并具有较好的生态效益 。

坡地农林复合系统土壤养分时间过程初步研究

三峡库区 2 5°紫色土坡地植物篱 -农作系统的实验观测表明 ,通过植物篱裁剪枝叶返田 ,能够增加土壤有机质和改善土壤物理性状。由于侵蚀过程的影响 ,植物篱带之上、篱带中养分含量高于篱带下。SCUAF模型的 5年预测结果表明 ,该模型于土壤有效 P的预测有较好的精度 ,对有机 C和全 N的预测结果也可接受。通过实测值输入 SCUAF模型的 10年预测结果则显示 ,农林复合经营将有利于坡地生态系统的养分平衡向有利方向转化 ,显著减少土壤侵蚀 。

我国热带地区胶-茶-鸡农林复合系统能流分析

以海南省文昌市典型的胶茶鸡农林复合系统模式为研究对象，分析了我国热带地区单作胶园、胶茶间作园及养鸡胶园的能流路径、能量输入、输出结构及能流转化效率．结果表明，单作、间作及养鸡胶园的光能利用率逐渐提高，其能量产投比为１．５０、１．８８、０．２０；有机能投入比为０．１３８、０．１１９、０．９７７，养鸡胶园最高；无机能投入比分别为０．８６２、０．８８１、０．０２３；养鸡胶园中人工辅助能投入比相对减少。

坡地农林复合系统土壤养分过程研究进展

坡地农林复合系统的土壤养分过程包括养分坡面流失、地下损失、系统养分循环等空间过程及土壤养分的年、季度变化的时间过程。目前 ,国内外的研究多局限于控制坡面流失、系统养分循环和提高土壤肥力的效果等方面 ,研究方法以定性研究和统计分析为主 ,在养分流失机理、地下损失、养分过程的区域对比等领域的研究还很缺乏 。

农林复合系统对世界林业发展的影响

介绍了农林复合系统的起源、含义和研究初始阶段存在的问题，阐述了农林复合系统对世界林业发展的促进及其发展趋势，同时，概述了农林复合系统在土地可持续利用方面的显著特征、适用范围和主要优势。

典型农林复合系统氮素平衡污染与管理研究

采用田间试验、定位监测和参与式农户调查等方法,研究了农林复合系统氮素平衡和非点源污染特征。结果表明,目前旱地和整个农田子系统氮素略有盈余,水稻田和复合系统有少量亏缺,林地亏缺较大。而20世纪60年代农田氮素严重亏缺,水土流失是产生亏缺的主要原因。模型评价表明,旱地和水稻田目前的氮素平衡基本合理,但化肥施用的剧增已导致农田气态氮素释放以及地表水和地下水非点源污染风险的增加。研究显示,林地极大地减轻了系统水土流失,促进了氮素在各系统间的合理分配。合理施肥、保护林地、实施水保耕作和完善养分管理政策体系是减少农业氮素非点源污染的重要途径。

农林复合系统中农田蒸散及作物水分利用效率的研究

本文对黄淮海平原不同地学条件下两个农林复合系统试验区(简称系统)的土壤水分平衡特征进行了分析,讨论了<系统>内农田蒸散的若干规律及对作物水分利用效率的影响。

黄土区农林复合系统分类体系研究

该文在回顾总结国内外有关农林复合系统分类体系研究成果的基础上，根据我国黄土区的自然、社会经济、农林复合系统发展现状等具体情况，以及黄土区农林复合系统科研、生产实践及农村经济发展的需要，提出了黄土区农林复合系统分类原则，以及适宜于该区的农林复合系统分类体系．

农林复合系统水热生态特征研究进展

水热生态特征是农林复合系统的重要研究内容,该主题研究对计量农林复合系统生态效益、优化复合系统结构配置、实施调控管理等具有重要的理论指导作用。本文基于CNKI、Science Direct、Springlinker、CABI Abstracts等数据库检索平台及中国林业科学院图书馆中文书籍数据库,检索分析了1980年以来有关研究农林复合系统对辐射、蒸散或蒸腾、土壤水分、根系、水分利用效率影响特征的中英文文献,概述了近35a来农林复合系统水热生态特征研究进展,并从研究内容及方法等角度提出展望,以期为进一步深入开展农林复合系统结构与功能研究提供参考依据,进而促进复合农林业学科发展。分析表明:(1)农林复合系统具有调控太阳辐射分布及冠层热量平衡等作用,但对光质、光谱等的影响效应鲜有详尽文献报道;(2)水分效应及其影响机理研究缺少整体性和系统性,致使相关结论难以形成统一的认识;(3)种间水分关系研究虽已取得一定进展,但有待从种间土壤水分利用来源及运移过程、水分消耗过程及强度的差异特征等角度,综合研究种间竞争与互补的时空变化格局及其调控机制等方面;(4)已有研究数据主要来自试验观测,影响研究结果的代表性,亟待加强模拟研究工作。

施用不同比例缓释肥对农林复合系统地表径流氮磷流失过程的影响

试验通过在滇池流域桃树/大豆间作模式中施用不同比例的缓释肥作为处理,研究了不同缓释肥施肥比例[处理Ⅰ(2/3缓释肥+1/3复合肥)、处理Ⅱ(全部施用缓释肥)、对照(全部施用复合肥)]对桃树/大豆间作模式的径流、泥沙流失量和径流中氮磷流失过程的影响。结果表明:在桃树/大豆间作模式中,与对照相比,施用不同比例的缓释肥显著地降低了径流中氮磷的浓度和氮磷流失总量中泥沙所占的比例;3种处理条件流失过程相似,均表现为初期增大中期减小后期趋于稳定的状态;与对照(CK)相比,处理Ⅰ与处理Ⅱ的径流流失量分别削减了8.15%和23.60%,泥沙流失量分别削减了5.25%和18.55%。说明在桃树/大豆间作模式下,施用缓释肥对于径流流失、泥沙流失和氮磷养分流失均具有较好的控制效果。