基于生物多样性的土地复垦区农田景观生态格局优化和生态重建

以河南省辉县市聚宏农业生态园为例,根据景观生态学理论,进行了园区不同尺度上景观格局优化和生态重建规划研究。实践表明,园区尺度重点进行了景观格局优化,建设/优化生态廊道和生态防护工程,增加景观连接度和农田景观异质性;功能区尺度重点进行了景观美化和生境优化,提高各区生境质量和生物多样性;景观结构上,优化后景观异质性增强、景观类型更加多样,布局更加均匀,绿地廊道生态连通作用增强。将土地复垦和景观生态重建有机结合,提高土地整治中农田生态服务功能,对保障园区农业生态系统的抗干扰性、稳定性和可持续性有重要实践价值。

不同耕作方式对矿区复垦耕地的碳库时间效应和耕地生产力的影响

对采矿破坏土地进行复垦并探究科学的田间管理方式对于缓解人地矛盾、迅速提高复垦耕地生产力具有重要的意义。基于煤矿区复垦耕地长期定位试验,通过对比不同耕作措施下土壤总有机碳(SOC)、活性有机碳(AOC)含量、碳库管理指数(I_(CPM))和产量变化,探索有助于复垦土壤质量迅速提升的耕作模式。在小麦播种前设置免耕(NT)、浅耕(ST)、深耕(DT)、深耕-浅耕交替轮耕(DST)共4个耕作处理。结果表明:(1)不同耕作措施通过影响固碳速率(R_(CS))而对SOC积累有不同的影响。与NT相比,DT有助于复垦前期迅速提高各土层SOC和AOC含量,DST有助于复垦后期各土层保持较高的SOC和AOC含量。ST有助于表层SOC和AOC积累,对深层土壤SOC和AOC的影响小于DT和DST。(2)不同耕作措施对有机碳层化比(R_(S))有不同的影响。在复垦前期,ST、DT和DST处理的R_(S)都显著高于NT。但到复垦后期NT和ST保持较高的R_(S),DT和DST的R_(S)显著降低。(3)不同耕作措施通过影响SOC和AOC积累而影响各土层的碳库指数(I_(CP))和碳库活度指数(I_(A)),从而影响其I_(CPM)。复垦8a后,ST、DT和DST处理各土层的I_(CP)、I_(A)和I_(CPM)均大于NT。DST积累了最高的SOC和AOC,因此其I_(CP)、I_(A)和I_(CPM)为最高。DT由于长期过度翻耕促进了SOC的矿化分解,导致其I_(CP)、I_(A)和I_(CPM)低于DST。ST虽可提高表层SOC和I_(CP),但其I_(A)低于DT和DST,导致其I_(CPM)也较低。(4)不同耕作方式通过影响土壤固碳也影响了作物生产。在复垦前期,ST、DT和DST的增产率和产量均大于NT,DT有最高的产量和增产率,而到复垦后期,DST的产量和增产率最高。相关分析表明,在复垦前期DT通过迅速提高各土层SOC含量有助于产量提高,而到后期,DST则通过提高整个土层的SOC、AOC含量和降低SR有助于作物高产。总之,基于土壤固碳和作物生产能力,在复垦早期宜采用DT措施,到复垦后期DST则是更好耕作方式,而NT和ST不利于复垦耕地的土壤碳固存和产量的快速提升。

测绘类土地管理人才培养模式创新与实践

鉴于测绘土地资源管理人才培训实践教学环节严重缺乏,教学反馈机制不科学,学生就业竞争力薄弱,根据河南理工大学土地资源管理专业实际情况,以专业竞赛为主要驱动因素,在资源平台、课程平台、综合能力平台三个层面,充分调动学生积极性,培养学生的实践能力、分析和解决问题的能力,从学科竞赛成绩、毕业生就业、研究生入学考试三方面系统研究培养模式改革的实际效果,为新工程背景下高校土管人才培养模式改革提供理论参考。

多学科交叉融合的新农科人才培养模式探索--以河南理工大学为例

该研究针对河南理工大学地理学专业人才培养模式和课程体系不符合复合型人才培养要求、人才培养对区域发展贡献不足等诸多问题,聚焦国家乡村振兴战略和新农科建设要求,依托地理学专业开展了多学科交叉融合的新农科人才培养模式的研究与实践探索。通过融合学校的测绘科学与技术、遥感科学与技术、地理学、土地资源管理等优势学科,利用这些学科在农业信息技术、智慧农业、农业大数据、村镇规划、土地整治等涉农方面的特色和优势,对课程设计、培养环节等方面进行革新,从而构建多学科交叉融合的新农科人才培养模式,努力将地理学专业建设成为能够适应新农科发展需要,面向现代农业的新兴特色涉农专业,培养新型的、具有深厚“三农”情怀的新型农业高科技人才,满足现代农业对人才培养的需求。

煤矸石充填复垦耕地重金属污染风险研判

为了研究煤矸石充填复垦耕地作物生产安全性,以辉县市程村煤矿区复垦耕地为研究对象,对复垦土壤及作物中铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)的含量进行测定,并对其污染风险进行评价。结果表明,复垦3a后,煤矸石重金属元素已经迁移到覆土层,各土层重金属元素含量均高于原覆盖土,且在土壤剖面上呈表层和深层高、中层低的分布特征。尤其是Cd元素在表层、中层和深层土壤中含量分别比原覆盖土高62.5%、50.0%、100.0%。对复垦土壤生态风险评估结果显示,以农业土壤污染风险筛选值为评价标准,单个元素的生态风险指数和综合污染指数均处于轻微风险等级;以区域土壤元素背景值为评价标准,Cd元素的生态风险指数处于中等风险等级,在表层、中层和深层土壤中的生态风险指数分别为44.90、42.55、52.35,其他重金属元素单项生态风险指数和综合生态风险指数均处于轻微风险等级。复垦耕地小麦籽粒重金属元素测定结果表明,目前生产上是安全的,其重金属元素含量的平均值、最大值均未超出粮食限量标准,但籽粒重金属含量的最小值均高于周围对照组耕地。以对照组耕地小麦籽粒重金属含量为评价标准对复垦耕地作物污染风险进行评估的结果表明,复垦耕地小麦Cd污染属中度风险等级,其他重金属元素属轻度风险等级,且各元素的综合风险指数属轻度风险等级。综上,目前复垦耕地存在一定的污染风险,需要定期对复垦土壤和作物重金属含量进行测定,并及时采取有效治理措施,以防止土壤和作物重金属含量超出限量标准。

根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量的影响

通过盆栽试验研究了根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量形成的影响.结果表明,在不同水分条件下,根修剪均减少了小麦的根量及根呼吸速率,但对根冠比没有显著影响.在湿润和中度干旱条件下,根修剪提高了小麦花期的光合速率和根系效率;在严重干旱胁迫条件下,根修剪小麦的光合速率显著下降,但根系效率与对照相比没有显著差异.在湿润条件下,小剪根处理对籽粒产量并没有显著的影响,而大剪根处理小麦的籽粒产量显著下降;在中度干旱胁迫条件下,小剪根处理小麦的产量(25.18g pot-1)显著高于对照(22.31g pot-1),但大剪根处理小麦的产量(18.34g pot-1)显著下降;在严重干旱条件下,两个剪根处理小麦的产量均显著下降.在湿润和中度干旱胁迫条件下,小剪根处理籽粒产量水平的水分利用效率(分别为1.57gkg-1和1.85g kg-1)显著大于相应的对照处理(分别为1.46g kg-1和1.55g kg-1),但大剪根处理水分利用效率和对照相比没有显著差异;在严重干旱条件下,各剪根处理的水分利用效率和对照相比没有显著差异.可见,在湿润和中度干旱条件下进行的适当根修剪根对作物生产是有利的.

粉煤灰和菌渣配施对矿井水污染土壤微生物学特性和小麦生长的影响

通过田间试验研究了不同改良措施对矿井水污染土壤微生物学特性和小麦生长的影响。试验以矿井水污染土壤作为对照(CK),设2个土壤改良处理:T1处理(添加食用菌渣)和T2处理(添加粉煤灰+菌渣)。结果表明:与对照相比,2个改良措施均显著提高了0～40 cm土壤层中微生物的数量;T2处理0～40 cm土壤层的的细菌和放线菌的数量均显著高于T1,但真菌数量与T1间没有显著差异;2个土壤改良措施均显著提高了0～40 cm土壤层土壤酶(脲酶、蔗糖酶和磷酸酶)活性和土壤呼吸速率,土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性及土壤呼吸速率均表现为T2>T1>CK;在两测试时期(拔节期和花期)T2和T1处理小麦的群体数量、株高、叶面积和叶绿素含量均显著高于CK;成熟期T2和T1处理小麦的成穗数、穗粒数、千粒重、产量和收获指数均显著大于对照(CK)。

不同改良措施对煤矸石污染土壤上大豆生长的影响

采用盆栽试验,通过添加粉煤灰和牛粪对煤矸石污染土壤进行改良,并研究了不同改良措施对大豆生长、光合特性和产量的影响。结果表明,添加粉煤灰0.07 kg.kg-1(T1)、添加牛粪0.07 kg.kg-1(T2)、添加粉煤灰和牛粪各0.07 kg.kg-1(T3)3种土壤改良措施对大豆的株高、叶面积和单株根瘤数均有显著影响,不同生育期株高、叶面积和单株根瘤数均表现为T3>T2>T1>CK。在花期和鼓粒期,3种土壤改良措施下大豆的叶绿素含量和光合速率均显著高于对照,且T3处理显著高于T2和T1。与对照相比,不同土壤改良措施对大豆的单株荚数、百粒重、单株粒重和产量均有显著影响,T3、T2和T1处理的大豆产量较对照分别提高68.47%、40.99%和30.63%。

煤矸石填埋场土壤微生物学特性的时空变异

为了研究煤矸石填埋场土壤微生物学特性的时空变异,以山西长治司马矿煤矸石填埋场为研究对象,通过野外调查和采样分析,对不同复垦年限矸石场的土壤微生物特性进行了分析。结果表明,在垂直方向上,矸石场不同层次土壤的微生物数量以及真菌、放线菌占微生物总数的比例随着复垦年限增加而逐渐增加,而细菌与真菌的比值(B/F值)呈降低趋势。在林木根区水平方向上,随着复垦年限的增加,S1(树基附近)处的细菌占微生物总数的比例逐渐减少,真菌和放线菌占微生物总数的比例逐渐增加。充填复垦5 a后,S1位点的细菌数较S2处(距树干基部约100 cm处)显著低11.70%,真菌和放线菌数量分别较S2处高31.18%和19.08%,B/F值比S2处低19.95%。矸石场各土壤层次的过氧化氢酶、土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性随着复垦年限的增加呈增加趋势。在水平方向上,在充填复垦5 a后,与S2位点相比,S1处磷酸酶和蔗糖酶活性分别降低23.81%和17.95%,脲酶酶活性显著提高19.05%,但S1处的过氧化氢酶活性与S2位点相比没有显著差异。矸石场复垦土壤呼吸速率随着复垦年限的增加,呈增加趋势。在复垦第1年,S1和S2位置土壤呼吸速率没有显著差异。充填复垦3 a后,S2处的土壤呼吸速率显著高于S1,但到复垦5 a后,S1处的土壤呼吸速率较S2显著提高33.33%。

土壤水分对返青期断根冬小麦补偿效应的影响

通过盆栽试验研究了不同土壤水分条件下返青期断根冬小麦的补偿效应.结果表明,断根小麦的早期生长受到抑制,叶面积在返青-拔节期间显著下降,到开花期能恢复至对照水平.高水分条件下断根小麦拔节期的叶绿素荧光参数包括表观光合电子传递速率、实际光化量子产量、光化学淬灭系数、非光化学淬灭值均显著大于对照,开花后单茎干物质积累为0.81g,显著大于对照(0.56g),花后干物质积累系数比对照提高了38.79%,断根小麦根量虽有所下降但差异不显著;低水分条件下断根小麦的叶绿素荧光参数和花后干物质积累与对照之间没有显著差异,但断根小麦的根系生物量(7.83g.pot-1)显著小于对照(9.77g.pot-1).土壤水分对断根小麦的地上生物量和籽粒产量的补偿效应没有显著影响.断根处理的冬小麦在两种土壤水分条件下均显著降低了耗水量,在整个生育期,高水分条件下冬小麦断根处理可节水2000ml左右,水分利用效率为1.97g.kg-1,显著大于对照的1.70g.kg-1;低水分条件下也可节水1500ml左右,水分利用效率虽有所提高,但未达到显著性差异.

黄土旱塬冬小麦返青期断根对根冠比、水分利用及产量的影响

采用适当的农艺措施来影响根系生长以提高作物水分利用效率是节水农业研究的一项重要内容.通过田间试验研究了旱作冬小麦＇长武135＇（Triticum aestivum cv.Changwu135）返青期切断部分侧生根对根冠比、水分利用效率及产量的影响.与不断根处理相比,冬小麦切断部分侧根后,极显著地减少了表层的根量,花期时断根和不断根小麦在0～20 cm土层根量分别249.70和307.52 g·m^-2,100 cm以上总根量分别为305.53和368.73 g·m^-2.断根比不断根处理根呼吸速率下降了25.57%.断根也抑制了小麦的群体数量,断根和不断根处理单位面积的穗数分别为590.33和646.33 m^-2,但断根显著增加了千粒重,断根和不断根分别为45.99和41.47 g,收获指数也有一定提高.断根对籽粒产量没有显著影响,但断根后土壤含水量显著增加,水分消耗减少.以生物量计算的水分利用效率和以产量计算的水分利用效率分别提高了32.52%和29.98%.因此,在旱地农业中,通过返青期人工断根措施削减根系降低根系对同化产物的消耗和减少耗水量来达到提高冬小麦水分利用效率的方法,是可行的.但今后还需对断根措施作进一步研究,以期实现产量和水分利用效率的同步提高.

冬小麦(Triticum aestivum)分蘖冗余生态学意义以及减少冗余对水分利用效率的影响

通过盆栽试验,以旱作冬小麦(Triticum aestivum)为材料,分别在拔节和抽穗期对分蘖进行人工干扰,来模拟不可预测的自然干扰,对冬小麦分蘖冗余的生态学意义以及减少这些冗余对水分利用效率影响进行研究。设置3个处理:从拔节期开始剪去所有小的分蘖,仅保留主茎和一个大的分蘖(A);在拔节期剪去主茎和两个大的分蘖,保留所有小的分蘖(B);在孕穗期剪去主茎和有效分蘖,保留无效分蘖(C)。没有被干扰的植物作为对照(CK)。通过花期测定叶片的叶绿素含量、叶绿素荧光参数、气孔导度和蒸腾速率等生理指标来评价植物的生理与生化活性。结果显示,在拔节期和抽穗期去除主茎和大蘖后,无效分蘖的生理活性被激活,开始执行有效分蘖的功能。到花期时,这些无效分蘖已经在生理活性上满足了补充和替代有效茎的要求。虽然株高和穗的整齐度、穗数和产量显著下降,但并没有防碍小麦的繁衍子代,因此,正是这些由早期"无效分蘖"补充而来的有效茎,避免了小麦绝种的风险。而在拔节期去除无效分蘖后,对小麦产量没有显著影响,但提高了水分利用效率,和对照相比水分利用效率提高了10%。因此,可以认为小麦在分蘖上存在着对水分利用不利的生长冗余,减少这些冗余有望节约用水、提高作物的水分利用效率。

深耕和施用有机肥对麦田土壤微环境的影响

为了探讨深耕和施用有机肥对土壤的培肥效应，在5年田间定位试验基础上，研究了深耕（ DCK）、深耕＋有机肥（DOF）、浅耕（SCK）、浅耕＋有机肥（SOF）4个处理对土壤微生物数量、酶活性、含水量、养分含量的影响。结果表明，在不施有机肥条件下，深耕处理0～40 cm土层真菌、放线菌数量均显著高于浅耕，但细菌数量仅在20～40 cm土层显著高于浅耕。增施有机肥能显著增加微生物数量，在0～20 cm土层，DOF处理细菌、真菌、放线菌数量分别比DCK增加了180．6％，53．6％，19．8％，SOF处理分别比SCK处理增加了8．0％，14．2％，36．9％。与浅耕相比，深耕可显著提高土壤脲酶活性和土壤含水量。在深耕条件下，施用有机肥可显著提高脲酶活性和土壤含水量，在0～20 cm和20～40 cm土层，DOF处理脲酶活性分别比DCK处理提高11．9％和54．3％，DOF处理含水量分别比DCK处理提高了4．67％和4．49％。深耕有助于提高20～40 cm土层土壤全氮、全磷含量，而浅耕有助于提高0～20 cm土层土壤全氮、全磷含量。施用有机肥可提高表层土壤全氮、全磷含量，在0～20 cm土层，SOF处理全氮、全磷含量比SCK处理增加了36．24％，5．54％，DOF处理比DCK处理增加了8．98％，37．72％。可见，深耕＋有机肥对改善土壤微环境、提高土壤肥力具有显著效果。

根修剪对黄土旱塬冬小麦(Triticum aestivum)根系分布、根系效率及产量形成的影响

通过田间试验研究了不同时期根修剪处理对冬小麦(Triticum aestivum)根系大小与分布、根系效率、水分利用效率及产量形成的影响。设置4个根修剪处理:越冬期小剪根(WS)、越冬期大剪根(WB),返青期小剪根(GS)、返青期大剪根(GB),未剪根小麦作为对照(CK)。结果表明,到花期时,各根修剪处理小麦的在0～120cm总根量均显著小于对照。与对照相比各根修剪处理主要是显著地减少了上层土壤中的根量。但WS和GS两小剪根处理和对照相比在中层土壤中有较大的根量;花后各处理小麦旗叶的气孔导度和蒸腾速率均显著大于对照。这说明根修剪处理减少了小麦表层的根量,从而削弱了表土干旱信号对作物与外界气体交换的抑制作用。花期时各根修剪小麦的净光合速率均显著高于对照,而单位面积上的根呼吸速率均显著小于对照,根修剪处理提高了小麦的根系效率,使更多的光合产物用于籽粒生产,从而提高了小麦的收获指数。根修剪还提高了小麦的水分利用效率,其中WS、WB、GS处理的水分利用效率显著高于对照。但是GB处理的水分利用效率却没有显著提高。因此,本研究进一步证明了由不同年代品种得到的推测,认为在旱地农业中,通过遗传育种或采用适当农艺措施优化根系分布,既可以减少生长前期作物对水分的过度消耗,又能够削弱花后表土过度干旱对作物生长抑制作用,同时降低根系对同化产物的消耗,对作物产量及水分利用效率的提高具有积极的作用。

豫北低山丘陵区农田边界系统植物多样性的研究

通过野外调查研究了豫北低山丘陵区不同农田边界的植物丰富度、均匀度、生态优势度和多样性指数。结果表明:植物丰富度指数依次为灌草丛>水渠边>稀疏林地>路旁>果园边际>作物边界带,灌草丛物种丰富度显著大于其他边界类型,作物边界带的物种丰富度显著小于其他农田边界类型;植物均匀度指数依次为稀疏林地>灌草丛=水渠边>路旁>作物边界带>果园边际,稀疏林地均匀度指数显著大于其他边界类型,果园边际地的均匀度指数显著小于其他农田边界类型;植物多样性指数和生态优势度指数变化趋势一致,依次为水渠边>稀疏林地>灌草丛>果园边际>路旁>作物边界带,水渠边的生态优势度和多样性指数均显著大于其他边界类型,作物边界带的生态优势度和多样性指数均显著小于其他边界类型。灌草丛、路旁、水渠边、稀疏林地和果园边际地相互间的共有植物种较多,其物种相似系数均在0.7以上,而作物边界带与其他边界类型间的共有植物种较少,物种相似系数也较低,均在0.7以下,其中,作物边界带和灌草丛相似系数最低,为0.47。

矿粮复合区土壤-作物系统重金属污染风险性评价

为分析矿区污染农田农作物生产的生态安全性,以焦作市中马村矿区的典型农田为例,对矿区农田土壤及植物中Zn、Cr、Cd、Cu和Pb等重金属的质量分数进行了测定,并对重金属污染风险进行了评价。结果表明,根据重金属的单项污染指数,在矿井水污灌农田(F1样地)土壤中Zn和Cd的质量分数达到中度污染水平,Cr的质量分数达到轻微污染水平,Cu和Pb元素质量分数未达到污染水平。在煤矸石污染农田(F2样地)土壤中Zn、Cr和Cd的质量分数达到轻度污染水平,Cu和Pb元素质量分数未达到污染水平。在矿区公路侧农田(F3样地)土壤中各元素质量分数均未达到污染水平。采用潜在生态风险指数法对土壤重金属污染的生态风险进行评价,F1和F2样地综合生态风险指数分别为239.60和178.42,达到中等水平,F3样地土壤达到轻微生态风险水平。采用单项污染指数和综合污染指数法对小麦(Triticum aestivum)籽粒中重金属风险进行评价,在F1和F2样地中,小麦籽粒中Cu质量分数均未达到污染水平,Pb、Cd和Cr质量分数均达到重度污染水平。Zn质量分数在F1样地中达到轻度污染水平,在F2样地中达到中度污染水平。在F3样地中,小麦籽粒中Cd和Cu质量分数未达到污染水平,Zn质量分数达到轻度污染水平,Pb、Cr质量分数达到重度污染水平。从综合污染指数评价来看,F1、F2和F3 3个样地小麦籽粒中重金属污染综合指数均达到重度污染水平。评价结果对科学治理矿区污染土壤,确保矿区农田生态安全、粮食生产安全具有重要意义。

不同耕作措施对采煤沉陷区坡耕地玉米产量和水分利用效率的影响

针对采煤沉陷区坡耕地的水土流失问题,通过田间试验,以平作为对照（CK）,研究平作＋残茬覆盖（T1）、横坡垄作（T2）和横坡垄作＋残茬覆盖（T3）对坡耕地夏玉米籽粒产量和水分利用效率的影响.结果表明,从苗期到拔节期,残茬覆盖明显降低了土壤水分的无效蒸发,2 个残茬覆盖处理（T1 和T3）0～100 cm 土壤含水量显著高于CK（P〈0. 05）;到拔节期时,T1 和T3 处理土壤含水量分别比CK 提高9. 64%和9. 74%.玉米拔节后降雨增多,与CK 相比,T1、T2 和T3 处理地表径流减少,坡耕地的保水保肥能力提高.T1、T2 和T3 处理还显著提高了玉米的产量、水分利用效率、降雨利用效率和氮肥偏生产力（P〈0. 05）,其中T3 处理保水保肥和增产效果最好,其玉米的产量、水分利用效率、降雨利用效率和氮肥偏生产力分别较CK 提高16. 59%、31. 20%、16. 55%和16. 59%.通过横坡垄作并附以秸杆覆盖是适用于采煤沉陷区坡耕地的有效农耕措施.

返青期根修剪对冬小麦后期耐旱性及水分利用效率的影响

通过盆栽试验研究了返青期根修剪对冬小麦(Triticum aestivum)后期耐旱性及水分利用效率的影响。在返青期设置了两个根修剪处理:1)小剪根,在植株一侧切去部分侧生根;2)大剪根,在主茎四周切去部分侧生根。不剪根者设为对照(CK)。研究结果显示,两个根修剪处理均显著减少了小麦的根系,但对根冠比没有显著影响。在花期,两个根修剪处理的小麦旗叶的叶绿素荧光参数最大光化学效率(The maximum photochemical efficiency of PSⅡ,Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(PSⅡpotential activity,Fv/Fo)、实际光化学量子产量(Effective PSⅡquantum yield,ΦPSⅡ)、表观光合电子传递速率(Apparent rate of photosynthetic electron transport,ETR)、光化学淬灭系数(Coefficient of photochemical quenching,qP)和非光化学淬灭系数(Coefficient of non-photochemical quenching,NPQ)值,在停止供水7d后,均显著高于对照,这表明根修剪小麦的耐旱性强于对照,因此在干旱胁迫下有较高的光化学活性。小剪根处理在高水条件下对小麦产量无显著影响,而在中度干旱条件下显著提高了小麦的产量,因此,小剪根处理显著提高了小麦的抗旱系数;小剪根处理在高水分处理(土壤水分含量为田间持水量的85%)和中度干旱胁迫处理(土壤水分含量为田间持水量的55%)条件下,均显著提高了小麦的水分利用效率。但大剪根处理由于严重影响了群体数量和产量,水分利用效率和抗旱系数均没有提高。可见,适当地减少根系有助于小麦的耐旱性和水分利用效率的提高。

施肥和水分调亏对冬小麦生长和产量的影响

通过盆栽试验对不同施肥处理条件下冬小麦水分调亏效应进行了研究。设置3个施肥处理:不施肥(F0)、施复合肥(F1)和复合肥+有机肥配施(F2);2个水分处理:充分供水(W:75%FC)和水分调亏(D:50%FC～55%FC)。研究表明,在孕穗期,相同施肥条件下,调亏处理冬小麦的叶面积、株高和叶绿素均显著小于未调亏处理。到花期时,各水分调亏处理的叶绿素量与未调亏没有显著差别。F2处理的水分调亏小麦的叶面积和株高与未调亏小麦没有显著差别;F0和F1处理的水分调亏小麦的叶面积和株高均显著小于相应未调亏处理小麦。在拔节期,F0处理的水分调亏小麦的光合速率显著低于未调亏处理;F1和F2处理的水分调亏小麦的光合速率与未调亏处理没有显著差异。但复水后,到抽穗期,F2处理的水分调亏小麦的光合速率显著高于未调亏处理,表现超补偿效应。但F0和F1处理的水分调亏小麦的光合速率和未调亏小麦相比没有显著区别。抽穗后在充分供水条件下,F0和F1处理的小麦,返青-拔节期水分调亏对产量有显著负效应。F2的调亏处理小麦的产量没有受到影响;在干旱条件下,F0和F1处理的小麦,返青-拔节期水分调亏对产量没有影响,但F2处理的水分调亏小麦的产量显著高于未调亏处理的小麦。在相同施肥条件下,水分调亏处理小麦的稳产性均高于未调亏处理小麦。在各调亏处理中,F2处理小麦的稳产性最高,F1处理小麦次之,F0处理小麦的稳产性最低。

基于四象限模型煤粮复合区景观生态质量时空变化及影响因素

在煤粮复合区,煤炭开采通过影响区域的景观格局,不断地冲击着原有农业景观生态系统的功能和过程,对该区域的景观生态质量及其影响因素进行分析对于矿区生态治理具有重要的理论意义和实践价值。该研究以河南省辉县市赵固煤矿为例,以行政村为评价单元,采用四象限模型对研究区景观生态质量进行了综合评价。结果表明:1)受煤炭开采活动和土地生态整治的影响,2008—2016年,研究区耕地面积总体上呈现先减少后增加的变化趋势,耕地主要向建设用地和水域转移。建设用地呈现先增加后减少的变化趋势,建设用地主要向水域和耕地转移。2)研究区的景观稳定性指数呈现先减少后增加的变化趋势,而景观干扰性指数呈现先增加后减少的变化特征。3)研究区景观生态质量在时间尺度上呈现“良好—较差—较好”的变化特征。2008年,矿井建设及开采初期研究区景观生态质量整体上较好。随着开采活动增强,到2011年研究区景观干扰程度增加和稳定程度降低,造成区域景观生态质量下降。2014年后大规模土地复垦使研究区土地利用率增加,大面积沉陷水域改善了区域景观结构,景观系统稳定性增加。4)在空间尺度上,受开采活动和土地生态整治的影响,矿区采点附近村庄景观生态质量呈现先变差后好转的变化趋势,远离矿区开采点的村庄有略微变差的趋势。总体上,与2011年相比,2016年质量为优的村庄数量和面积增加,质量为差的村庄数量和面积减少,但与2008年相比,2016年质量为优的村庄数量和面积仍是减少,质量为差的区域的村庄数量和面积仍是增加,表明研究区景观生态质量虽有所改善,但仍未恢复到受扰动前的景观生态质量水平。