福建省戴云山乡镇尺度农田生态系统氮素流动及其效率

氮素在农业生产中至关重要,农业生产及农产品消费等过程中存在氮素利用率低、损失率高的现象,由此引发一系列氮的生态环境污染问题。全面认识农业生产过程中氮素的利用效率及其环境负荷特征,有助于寻找削减氮排放的途径。采用物质流分析法构建农业生态系统氮素平衡模型,分析了福建省德化县戴云山地区赤水镇、南埕镇和上涌镇农业生产系统氮素流动特征。结果表明,2002—2016年,3个镇农田生产氮素流动通量呈下降趋势,其中赤水镇氮素输入量由2002年的86.40 kg·hm^(-2)下降至2016年的37.19 kg·hm^(-2)。农田生产的单位面积施氮量总体高于全国平均水平,化肥氮的过量输入是农业生产环境负荷产生的主要原因。3个镇化肥氮平均投入量占总氮输入量的45.56%~72.26%。上涌镇氮素利用率在27.05%~35.05%之间波动,氮素环境平均损失率最低。尽管调查期间化肥过量使用状况有明显改善,但是氮素利用率低、损失率高依然是当地面临的主要问题。发展可持续农业对改善当地环境效益至关重要,建议调整肥料施用配比,提升农业废弃物的资源化利用率,提高氮素循环利用率,以减少资源浪费和环境污染。

互花米草叶绿素荧光参数对盐胁迫的响应

设计盐胁迫梯度培养互花米草(Spartina alterniflora),研究互花米草叶绿体色素含量及叶绿素荧光参数对盐胁迫的响应。结果表明,盐浓度大于20 g/L时,叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Car)、叶绿素总量(Chla+Chlb)含量显著提高;盐浓度介于4~20 g/L时,叶绿素a/b(Chla/b)及类胡萝卜素/总叶绿素(Car/Chl)值随着盐浓度的升高而增加,当盐浓度达到40 g/L时下降。不同的盐胁迫条件下互花米草叶绿素荧光参数差异显著,叶片量子产量(Yield)、相对光合电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)、非光化学淬灭系数(qN)值分别介于0.52~0.64、49.9~57.4μmol electron/(m2·s)、0.787~0.856、0.191~0.424。盐浓度介于2~40 g/L时互花米草Yield、ETR随着盐浓度的增加而增加;当盐浓度大于40 g/L时叶片ETRmax值降低。qP和qN值在盐浓度大于等于20 g/L时明显增加是互花米草保护光系统Ⅱ(PSⅡ)的重要机制。在2~40 g/L盐浓度范围内,互花米草光合作用增强,抵抗盐胁迫;当盐浓度大于40 g/L时,光合作用受到抑制,抵抗能力下降。

崇明东滩互花米草资源化利用生态工程系统生态经济评价

应用生态工程原理,构建互花米草(Spartina alterniflora)生长-收割运输-生物矿质液-降脂胶囊-生物炭-护岸材料产业链,对崇明东滩互花米草进行资源化利用。运用能值分析法对互花米草资源化利用系统的能值效益和经济效益进行综合评价。整个系统具有良好的经济效益,经济净收益为9.64E+09$,经济产投比为27.78,均高于相似的海岸生态经济系统和其他互花米草生态工程。降脂胶囊子系统在所有子系统中具有最大的经济投入和经济产出,经济净收益为9.28E+09$,占整个系统的96%。整个系统的净能值效益为3.98E+22 sej,能值投资率和能值产出率高。社会经济的高度投入增加了系统的环境负荷,系统环境负载率为154.634,可持续发展指数为0.182。总体而言,互花米草资源化利用生态工程系统经济竞争力强,具有长期发展的潜力。