中国农业机械化水平对农业生产效率的影响研究

【目的】分析农业机械化水平对农业生产效率的影响,探讨促进农业机械化发展的路径。【方法】基于2017—2021年我国31个地区的面板数据,利用DEA模型测算各地区农业生产效率,并从农业生产综合效率、纯技术效率和规模效率三个方面分别构建Tobit回归模型,将农业机械化水平指标作为核心解释变量来分析对我国农业生产综合效率的影响。【结果】1)黑龙江、浙江、福建等地区农业生产综合效率平均水平大于0.85,天津、山西、吉林等地区的农业生产综合效率平均水平低于0.5,平均纯技术效率和平均规模效率不高是造成我国农业生产综合效率平均水平低下的主要原因;2)农业机械化水平对于农业生产综合效率、纯技术效率分别在5%、10%的统计水平上呈显著的正相关,这表明可以通过提高农业机械化水平等措施来提高农业生产综合效率。【结论】依据各地区农业生产效率、经济发展水平、地形地貌等因地制宜制定发展策略,有助于提高农业机械化水平,推动农业机械化高质量发展,推进农业农村现代化进程。

祁连山青海云杉林冠生态水文效应及其影响因素

以位于祁连山中段大野口关滩森林站的青海云杉林为研究对象,利用2008年观测期间(6月12日至10月8日)34场降雨的大气降雨量、穿透雨量和树干茎流量观测资料,对青海云杉林的降雨再分配特征及其影响因素进行综合分析。结果表明:青海云杉林的总穿透雨量、截留量和干流量分别为212.6、64.5 mm和3.4 mm,分别占大气降雨量的75.8%、23.0%和1.2%;穿透雨在林内具有较大的空间变异性,其变异程度随降雨量的增大而减小,叶面积指数和冠层郁闭度在一定程度上也影响穿透雨的空间分布,且降雨量越小其影响效果越明显;青海云杉林的总干流量为3.4 mm,平均干流率为0.58%,雨前林冠的湿润程度对树干流的产生有很大影响,导致当降雨量为5.6 mm时就开始产生树干茎流;青海云杉林冠截留率的大小主要取决于降雨量,且随着降雨量的增大先减小并逐渐趋于稳定,林冠截留量总体上随冠层郁闭度和叶面积指数的增大而增大,但当观测点位于树冠边缘或多个树冠重叠处时出现负截留现象。所以,就特定林分而言,冠层结构特征对于其林冠生态水文效应起着重要的作用。

草本植物对土质路面径流水动力学特征及水沙过程的影响

通过室内人工模拟降雨,研究了草本植物不同覆盖度土质路面的径流水动力学特征以及路面的产流产沙过程。结果表明,路面径流的弗劳德数和雷诺数属层流的急流范畴,并且二者与径流流速及过水断面单位能量相同,均随草本植物覆盖度的增大而减小。而Darcy-weisbach阻力系数以及曼宁糙率系数则均随覆盖度的增大而增大。在不同覆盖度土质路面上,径流量随径流时间急剧增大后趋于稳定,且二者符合移轴双曲线关系,而输沙率则经历了先增大后减小的过程。随着植被覆盖度的增大,土质道路的水分入渗率逐渐增大,而径流量、输沙率及含沙率均逐渐减小。该研究表明土质路面种植的草本植物具有较好的水土保持功能,为阐明草本植物与土壤侵蚀的关系提供了理论依据。

黄土坡面土壤侵蚀过程试验研究

采用人工模拟降雨的方法对黄土坡面土壤侵蚀过程进行了试验研究,取得了如下结果:①坡面土壤侵蚀随降雨过程的变化可用幂函数相关方程进行描述,15 m in和35 m in是土壤侵蚀强度随降雨过程变化的转折点;②雨强对坡面土壤侵蚀的影响可用幂函数相关方程进行描述,随着坡度的增大,土壤侵蚀强度随雨强的增大而增加的趋势更明显;③坡度对土壤侵蚀的影响可用抛物线相关方程进行描述,土壤侵蚀强度变化的临界坡度在25°附近;④坡长对土壤侵蚀的影响大体可用幂函数相关方程进行描述,但坡长对土壤侵蚀强度的影响比较复杂,随雨强大小的变化而表现为不同的形式;⑤坡度、坡长及雨强对坡面土壤侵蚀的综合影响可用多元线性相关方程进行描述,雨强对土壤侵蚀强度的影响远大于坡长及坡度因子,且坡度与土壤侵蚀强度的关系较坡长为密切。

黄土高原地区降水的空间分布

采用8种空间插值方法对黄土高原地区降水量的空间分布进行模拟。经验证发现:年均降水量用全局多项式插值方法最佳,7月的降水量和6-9月降水量占年降水量的百分比则用局部多项式插值方法最好。由空间插值结果得出:黄土高原地区年均降水量的区域分布不均匀,由东南部的700 mm左右向西北逐渐减少至120 mm左右,多年降水量等值线呈东北-西南走向;6-9月降水量占年降水量的百分比基本上由南向北逐渐增大;7月的降水量也由东南向西北逐渐减少,由东南部的150 mm左右向西北逐渐减少至不到40 mm。

祁连山东段土壤水分时空分布特征及其与环境因子的关系

基于时域反射仪（TDR）观测的土壤水分数据,探讨了祁连山东段旱泉沟流域2009年土壤水分的时空分布特征,并利用典范对应分析（CCA）方法分析了海拔、坡度、坡向、坡位、地貌类型、土地利用类型、土壤孔隙度等7个环境因子与土壤水分时空分布的相关关系。研究结果表明：在整个观测期间,灌草地和林灌地的土壤含水量最高,灌木地、林地次之,然后依次为退耕还草地、农地、退耕还林地和荒草地;海拔、坡向、土壤孔隙度和土地利用类型是影响土壤水分季节动态分布的主要因子,且不同月份土壤水分含量的主要影响因子各不相同,7月份与坡向相关性最大,8、9月份土壤水分含量与土地利用类型相关性最大,10月份与海拔相关性最大;研究区内23个样点0-10 cm土层含水量的总体变异系数（CV）最大,10-20 cm土层含水量的总体CV最小,且样点1和9以及样点14-17的土壤剖面含水量的CV较大;土壤孔隙度对土壤水分垂直分布的影响最为显著,坡位、坡向与海拔的影响次之,而地貌类型、坡度和土地利用类型的影响较小。

黄土道路侵蚀过程模拟试验研究

黄土地区土质道路侵蚀强烈,严重影响当地的生产与交通事业。开展黄土道路侵蚀研究,对于黄土地区水土保持与生态经济建设具有重要意义。采用模拟降雨试验方法研究了黄土道路侵蚀过程,取得了如下结果。(1)道路径流侵蚀发生时间随雨强及坡度的变化皆可用幂函数方程描述;(2)道路径流侵蚀开始时含沙量很高,但很快下降并随降雨历时的延长而逐渐趋于相对稳定;(3)道路侵蚀率变化过程可分为3个阶段:径流侵蚀开始至20min及40min至侵蚀过程结束,侵蚀率随降雨过程的变化较大,20～40min之间基本稳定;(4)道路侵蚀模数随雨强及坡度的变化均可用幂函数方程描述,雨强及坡度对道路侵蚀的综合影响可用二元线性方程描述。

祁连山区青海云杉林蒸腾耗水估算

青海云杉(Picea crassifolia)林在祁连山区水量平衡中起着重要的调节作用,合理并准确地估算其冠层蒸腾量,对于了解该区的水分循环和水分平衡具有重大意义。以位于祁连山中段大野口关滩森林站的青海云杉纯林为研究对象,结合研究区微气象梯度观测塔自动记录的常规气象资料(气温、空气相对湿度、风速等)以及太阳辐射、大气中CO2浓度、土壤热通量等,应用改进的Penman-Monteith修正式对研究区青海云杉林2008年生长季的冠层蒸腾量进行估算,并采用单变量敏感性分析法对模拟结果进行分析。结果表明:青海云杉林2008年生长季(5-9月)的总蒸腾量为148.8 mm,平均日蒸腾量为0.97 mm;冠层蒸腾量主要受太阳辐射的影响,使得日蒸腾量在典型晴天高达2.19 mm,而在阴雨天仅为0.016 mm;气温对冠层蒸腾量的作用也十分重要,随气温的变化,日蒸腾量从5月开始逐渐增大,在7月中上旬达最大值,从7月下旬到生长季结束其值逐渐减小;模型输入参数对模拟蒸腾量的影响强弱顺序为:林冠层截获的净辐射>叶面积指数>气温>风速>大气相对湿度;当模型输入参数在±10%变动时,模拟结果的变化范围均在±10%以内,说明该模型的模拟结果比较稳定。在积累了大量相关基础数据的条件下,通过该改进的Penman-Monteith修正式估算森林蒸腾耗水量仍是一种获得满意结果的便捷方法。

基于小组合作学习模式的“生物化学”物质代谢综合教学的实践与总结

为了提高考研学生的“生物化学”专业课成绩,结合南阳师范学院生命科学与农业工程学院实际教学工作,开设了“生物化学综合专题”课程。基于小组合作学习模式的生物化学物质代谢综合教学的实践,从“生物化学”教学的实际出发,尝试开展了基于小组合作学习的教学改革,丰富教学方式,加强师生互动。学生的学习积极性和主动性增强,教学效果明显改善。

利用日常生活中的生物化学提高学生学习兴趣

生物化学是生物学相关领域的基础学科,然而课程内容抽象难懂,概念多,内容多,代谢途径错综复杂。如何使该课程不枯燥,如何引导学生提高学习兴趣,是解决这一问题的根本途径。在生物化学教学过程中贯彻理论联系实际原则,在对应的课程内容中引入生活中的生物化学案例,让学生课堂讨论生活中的生物化学原理,从而极大地激发学生的学习兴趣。

黄土裸坡降雨产流过程试验研究

采用人工模拟降雨试验法对黄土裸坡降雨产流过程进行了研究.结果表明: (1) 坡面径流强度随降雨过程的变化可用对数相关方程进行描述,10～15 min是径流强度随降雨过程变化的转折点; (2) 坡度对坡面径流深的影响可用抛物线相关方程进行描述,25°左右是径流深随坡度变化的转折点; (3) 坡长对坡面径流深的影响可用对数相关方程进行表述,80 cm是径流深随坡长变化的转折点; (4) 雨强对径流深的影响可用线性相关方程进行描述,雨强与坡度2个因子共同作用时,坡度的作用几乎完全被雨强所掩盖; (5) 坡度、坡长及降雨强度对坡面径流深的综合影响可用多元线性相关方程进行描述,其中,降雨强度对坡面径流深的影响远大于坡长及坡度因子.

黑河中游春小麦需水量空间分布

合理估计春小麦的需水量(ETc)是进行干旱区水资源配置的有效方法,利用黑河中游14个气象站1970—2009年的逐日气象资料,应用Penman-Monteith公式估算各站点的参考作物蒸散量,并根据春小麦生长期的作物系数,在地理信息系统(GIS)技术支持下得出黑河中游春小麦需水量的空间分布及变化趋势。结果表明:1970—2009年黑河中游春小麦作物需水量整体分布具有从南向北递增的趋势,全生长期需水量在573—781 mm之间;高台、张掖、临泽、民乐、山丹、酒泉的春小麦需水量分别为731.26、686.88、598.24、728.89、719.77、713.59 mm,其中生长中期需水量最大,分别占全生长期的51.67%、51.11%、50.96%、51.24%、50.83%和50.77%;日平均气温、日照时数、风速、降水量、最小相对湿度和各因子的影响力由大到小分别占总影响力的57.29%、26.92%、15.15%、1.41%和0.78%。

西南紫色土区水土流失综合治理技术体系

[目的]系统梳理西南紫色土区已实施的水土保持技术,为区域水土保持实践工作提供借鉴。[方法]通过文献查阅,从不同层面开展综述和分析。[结果]针对紫色土区自然概况和水土流失现状,阐述了区域水土流失治理思路,总结了采用的主要水土保持措施,简要综述了各项水土措施的适宜条件及技术构成,同时分析了当前存在的主要问题并提出了相应的建议。[结论]西南紫色土区水土流失治理方向重点是坡耕地整治和坡面水系配套为主的小流域综合治理,沟坡兼治,并在实践中形成了丰富多样的单项工程、植物和农业技术措施。但实际应用中存在缺乏针对西南紫色土区的相关技术规范和标准,欠缺水土保持措施优化配置和适宜性评价等问题。今后应加强技术标准编制、水土流失防治效益评估、分区治理技术优化配置等方面的工作。

植物路与土质路产流产沙过程的比较试验

通过室内人工降雨＋放水冲刷相结合的方法，对5个坡度（3—18°），5种雨强（1～3mm·min^-1），5组放水流量（1．4～9．Okg·m～·s^-1）下的黄棉土土质路面和早熟禾植物路面进行了共60余场次试验，对比分析了植物路相对于土质路侵蚀过程差异及产水、减沙效果。结果表明：在放水冲刷条件下，植物路侵蚀率随放水历时降低，其过程可用对数函数描述；土质路面侵蚀率变化复杂。两类道路的放水流量与侵蚀强度均呈现幂函数变化，且植物道路表现出明显的防蚀作用。雨强增加引起径流量、侵蚀强度增加，土质路的增加快于植物路；坡度增大时，侵蚀强度增大，径流深则为植物路稳定，土质路有小幅增加。植物路相对土质路的减沙幅度为26．24％～47．22％，减少能力可用抛物线方程描述，但植物路较土质路面有利于产生径流，径流深增加幅度平均为58．7％～144．1％，由于径流的泥沙含量大大降低，道路的侵蚀产沙反而有一定降低。

坡度与降雨强度对植物路路面侵蚀动力参数的影响

通过人工模拟降雨试验,研究了不同坡度和降雨强度条件下植物路的水沙响应过程及机制。结果表明:植物路和裸露路面的径流水力学参数流速、径流深、雷诺数、弗劳德数和过水断面单位能量均随坡度和降雨强度的增大而增大;而Darcy-weisbach阻力系数和曼宁糙率系数则随坡度的增大而增大,随降雨强度的增大而减小。在相同坡度和降雨强度条件下,植物路路面径流的流速、雷诺数、弗劳德数和过水断面单位能量比裸露路小,而径流深、Darcy-weisbach阻力系数和曼宁糙率系数均比裸露路大。在不同坡度和降雨强度条件下,植物路径流量与径流时间均符合双曲线移轴模型关系,而输沙率与径流时间符合三阶对数关系。植物路减沙效益明显大于减水效益,并且减水和减沙效益均随着坡度和降雨强度的增大而减小,因此在建设植物路时应同时考虑坡度和当地降雨强度的影响。

黄土区土质道路人工降雨及放水试验条件下产流产沙特征

为了研究土质路面草本植被降低水土流失的作用,采用室内人工降雨及放水试验的方法比较了裸露路和植物路的产流产沙过程及径流水动力学特征,结果表明:相对于裸露路,不同覆盖度植物路总径流量降低幅度为3.94%～25.10%,总泥沙量降低幅度为9.65%～45.69%;在大致相同放水量条件下,植物路的土壤侵蚀速率、径流流速和过水断面单位能量均低于裸露路;植物路的Darcy-weisbach阻力系数和曼宁糙率系数分别是裸露路的2.62～9.00倍和1.74～3.53倍;植物路通过降低径流流速、减小过水断面单位能量和增大路面粗糙度及径流阻力起到减轻道路侵蚀的作用。该文为广大土质山坡道路侵蚀防治和植物路铺设提供理论支持。

气候及下垫面变化对嘉陵江流域径流与输沙的影响

为定量评价气候、下垫面2种驱动因子的变化对嘉陵江流域产流输沙变化的贡献率,采用SWAT模型,对嘉陵江流域1975年以来的径流和输沙过程进行模拟,通过模型控制变量的方法,分析嘉陵江流域径流和泥沙变化的驱动因子。结果表明:1988—2010年的23年间,由于下垫面变化,导致嘉陵江流域径流总量比1956—2010年的平均径流总量减少了1 718.54亿m^3,输沙总量减少了14.62亿t,下垫面变化对径流量减少的贡献率为76.19%,对输沙量减少的贡献率高达91.8%;因此,说明下垫面变化是造成嘉陵江流域径流量和输沙量变化的主要原因。

生物化学课堂教学中脂肪酸氧化分解课堂设计及教学体会

生物化学是生命科学领域重要的专业基础必修课,其课程内容与日常生活实际有着较多联系。脂肪酸氧化分解是生化代谢的重点内容之一,遵循“以学生为中心”的宗旨进行精心设计,将生活问题与教学内容紧密联系,可使学生在不断学习探究的过程中接受新知识,激发对生物化学的学习兴趣。

黄土区均匀坡面水文模型研究

应用Green—Ampt修正方程及运动波方程,构建了天然降雨条件下的黄土区均匀坡面水文预报模型,并利用野外天然降雨径流实测资料进行了验证。结果表明,总径流量预报相对误差在20%以下,预报径流过程与实测径流过程吻合很好,坡面水文模型可以较好地模拟黄土地区天然降雨条件下的均匀坡面水文过程。同时也指出,应深入研究复杂坡面上的水文预报模型,进一步完善黄土区坡面水文模型。