陇东旱塬区复种马铃薯栽培模式筛选

为研究陇东旱塬区冬油菜收获后复种马铃薯不同栽培模式对其产量及经济效益的影响,采用单因素试验区组设计,以陇薯7号原种马铃薯品种为试验材料,共设计8种栽培模式。通过对不同模式下马铃薯农艺性状、商品率、产量及经济效益的比较,筛选出最佳的冬油菜茬复种马铃薯栽培模式。结果表明,秸秆带状覆盖、平作起垄、垄沟种植3个栽培模式表现较好,667 m^(2)产量分别为2292.81、1917.63、1655.46 kg,比对照露地平作分别增产41.27%、18.15%和2.00%。

陇中黄土高原不同类型土壤团聚体稳定性及抗蚀性研究

以陇中黄土高原地区黄绵土(LS)、灰钙土(CS)、红黏土(RC)和灌淤土(SS)四种典型土壤为研究对象,探讨不同土壤类型农田土壤团聚体稳定性和抗侵蚀能力。本研究采用干筛-湿筛法得到不同粒级团聚体比例,来计算水稳性团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、颗粒分形维数(D)、团聚体破坏率(PAD)、>0.25 mm占比[M_((w>0.25))]和土壤可蚀性因子K值。结果表明,水稳性团聚体平均质量直径红黏土和灌淤土显著性大于黄绵土和灰钙土,几何平均直径红黏土>灌淤土>黄绵土>灰钙土,分别为0.41、0.30、0.23和0.21 mm,各土壤类型间差异性显著;颗粒分形维数灰钙土最大,红黏土最小,分别为2.97和2.90;湿筛对土壤团聚体的破坏率红黏土和灌淤土显著小于黄绵土,黄绵土最大;>0.25 mm水稳性团聚体占比最大的是红黏土,为45.87%,灌淤土次之,黄绵土最小,为23.53%。相关性分析结果表明,土壤团聚体稳定性各指标间的相关性良好,其中MWD与GMD、M_((w>0.25))呈极显著正相关(p<0.01),与D、K呈极显著负相关(p<0.01),与PAD呈显著负相关(p<0.05);GMD与其他土壤团聚体各项指标均表现出极显著相关性(p<0.01);土壤有机质与土壤稳定性各指标之间也呈现出极显著相关性(p<0.01)。结论表明,土壤抗蚀性红黏土灌淤土较好,黄绵土居中,灰钙土最差。研究结果可为陇中黄土高原地区不同土壤类型农田土壤抗侵蚀能力提供参考,对黄土高原土壤水土保持功能的提升及水土保持效应的持续稳定发挥具有重要意义。

施氮对陇中黄土高原旱作麦田N_(2)O和CO_(2)排放的影响

【目的】探究陇中黄土高原半干旱区旱作麦田土壤N_(2)O和CO_(2)排放对不同施氮量的响应,阐明旱作麦田N_(2)O和CO_(2)排放特征及其主要影响因素,以期为该地区旱作麦田温室气体减排和氮肥管理提供依据。【方法】以陇中黄土高原旱作麦田为研究对象,采用大田定位试验和室内指标测定相结合的方法,布设CK(不施肥)、LN(低量氮肥)、MN(中量氮肥)和HN(高量氮肥)共4个施氮梯度,分析不同施氮量对旱作麦田土壤硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、有机碳(SOC)、土壤温度、含水量及土壤N_(2)O和CO_(2)排放的影响。【结果】0~10 cm土层土壤中,HN、MN、LN较CK处理,NO_(3)^(-)-N平均含量增幅为21.55%、26.06%和34.11%;NH_(4)^(+)-N平均含量增幅为21.77%、31.42%和39.20%;SOC平均含量增幅为20.43%、25.80%和35.9%。HN、MN、LN较CK处理,N_(2)O累计排放量增幅为78.63%、130.47%、217.51%;CO_(2)累计排放量增幅为5.73%、10.63%、21.75%。皮尔逊相关关系表明,不同施氮处理中,麦田0~10 cm土层土壤中NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N和SOC平均含量与N_(2)O、CO_(2)累计排放量呈极显著正相关关系(P<0.001),土壤温度与N_(2)O和CO_(2)累计排放量呈显著正相关关系(P<0.05),土壤含水量与N_(2)O累计排放量呈显著的负相关关系(P<0.05),与CO_(2)累计排放量相关关系不显著。【结论】施氮可以增加黄土高原旱作麦田表层土壤中NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N和SOC含量,进而增加了N_(2)O和CO_(2)累计排放量,是该地区麦田N_(2)O和CO_(2)排放的主要驱动因子,表层土温和土壤含水量也一定程度上影响着N_(2)O和CO_(2)的排放。

基于生态系统服务价值的陇东黄土高原生态补偿研究

生态补偿对平衡重要生态功能区社会经济发展与维护生态系统服务功能具有重要作用。陇东黄土高原位于国家重要生态功能区黄土丘陵沟壑区,是黄河上游地区水土流失重点保护和治理区。运用生态系统服务价值当量因子法,计算2000—2020年陇东黄土高原生态系统服务价值,并以此为基础计算陇东黄土高原9个县生态补偿额度和生态补偿优先级。结果表明:(1)陇东黄土高原生态系统以农田和草原为主,农田生态系统面积在2000—2010年下降显著;(2)2020年陇东黄土高原生态系统服务价值达到1 458.72亿元,相比于2000年增加了93.82亿元,其中局地气候调节、生物多样性保护、土壤保持服务价值较高,草地、农田和灌丛的生态服务价值占生态系统服务价值的90%以上;(3)陇东黄土高原9个县生态补偿额度达86.03亿元,生态补偿资金分配应优先考虑环县,其次是华池县、会宁县。

陇东黄土高原农业生态效率的时空演变分析——以庆阳市为例

以地处黄土高原的庆阳市为例，基于世界可持续发展工商理事会（WBCSD）对生态效率内涵的界定，应用数据包络分析（DEA）中的非期望产出SBM模型，对2001～2011年间该地区农业生态效率的时空演变进行分析，结果表明：庆阳市农业生态效率总体上呈现下降趋势，其空间差异在不断扩大。依据生态效率的空间分布状况，基本可以将庆阳市分为2种类型：生态环境较好、水资源较为充沛、农业较为发达的西峰区、合水县、宁县和正宁县的农业生态效率相对较高；而生态环境较为脆弱、水资源短缺的庆城县、华池县、环县和镇原县的农业生态效率较低，主要原因在于要素投入比例失调、资源利用率低和非期望产出的过度冗余。基于此对生态效率较低地区的农业投入要素冗余状况进行了分析，明确农业生态效率改进的方向，为提高农业生态效率提供参考。

密度与氮肥运筹对陇东旱塬全膜双垄沟播春玉米产量及生理指标的影响

【目的】研究全膜双垄沟播玉米在陇东雨养农业区产量和生育指标同步提高的最佳种植密度、氮肥施用量及运筹方式,制定合理的栽培措施。【方法】本试验以先玉335为试材,在全膜双垄沟播种植条件下设置了2个氮肥用量(150、225kg·hm-2),2个密度(6×104、7.5×104株/hm2)和5个氮肥追施比例及时期(底肥100%;拔节期追施100%;底肥50%、拔节期50%;底肥50%、拔节期30%、抽雄期20%;底肥50%、拔节期10%、抽雄期40%)。通过3年田间试验,研究种植密度、氮肥用量及运筹方式对旱地春玉米产量及生理指标的影响。【结果】在试验氮肥用量及密度范围内,相同施氮量随种植密度增加,玉米产量极显著增加,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均减少;相同密度不同氮肥用量间产量差异不显著,但高氮处理玉米产量优于低氮处理;相同密度及氮肥用量条件下,氮肥运筹方式间产量差异均极显著,以基肥﹕拔节肥比例为50%﹕50%的处理Pn、Gs、Tr均最高,水分利用效率与产量变化一致。与播前或拔节期一次性施肥相比,氮肥分期施用可以延缓玉米生育后期叶片叶绿素相对含量的下降,增加生育后期光合物质生产量和转运量,优化产量构成,基肥和拔节肥施用比例为50%﹕50%时效果尤为显著。因此,通过种植密度和氮肥运筹方式的集成优化,可以实现陇东雨养农业区春玉米产量和生理指标的协同提高。【结论】产量不降低是农业生产的目的,玉米生理指标的提高是保证产量的根本。因此,在本试验条件下,采用密度7.5×104株/hm2、施氮量150 kg·hm-2以及基肥:拔节肥比例为50%﹕50%的氮肥运筹方式,是陇东雨养农业区的一种高产、节氮、增效、环保的栽培模式。

陇东黄土高原天然草地植被类型及特征

陇东(庆阳)黄土高原天然草地植被可划分为草甸草原区和典型草原区2个植被区域,包括温性疏灌草丛、草甸草原和典型草原3个植被型14个群系,分别是:酸枣-杠柳-蒿类温性灌草丛、蕤核-红花锦鸡儿-蒿类温性灌草丛、杠柳-蕤核-蒿类-白羊草温性灌草丛、酸枣-蒿类-白羊草温性灌草丛、酸枣-河蒴荛花-白羊草温性灌草丛、白草- 鹅观草-达乌里胡枝子-蒿类暖性灌草丛、白羊草草原、白草草原、赖草草原、蒿类-白羊草草甸草原、长芒草草原、百里香草原、铁杆蒿-茭蒿草原、毛沙芦草草原。

陇中黄土高原夏季地表能量平衡观测研究

利用2003年6～8月的实际观测资料,分析了陇中黄土高原夏季地表通量特征。在春小麦下垫面,无论晴天或阴天,能量主要消耗于农田蒸散。在裸地下垫面各能量通量表现出同样的变化特征,但由于降雨量的增加,导致潜热占净辐射的比例比春小麦地的还高。在晴天或阴天地气之间能量传输引起土壤温度变化的深度,主要出现50cm以上,其日变化均呈现准正弦曲线形式,50cm以下的土壤温度不存在日变化。在半干旱区云和降水对地表辐射和能量平衡造成的影响不容忽视。波文比在日出以后逐渐增大,到正午达最大值;春小麦下垫面时的波文比大于裸地时的值,两者的极值分别是1.01和0.75。

黄土高原生态脆弱区循环经济发展模式研究——以甘肃省陇西县为例

甘肃省陇西县是黄土高原生态脆弱贫困区的典型代表,她的发展面临两对基本矛盾和两难选择。一是农业社会发展阶段与全面建设小康社会目标的矛盾,二是社会经济贫困与生态环境脆弱的矛盾,与之相对应必然存在两难选择(既要发展经济,同时又要保护环境)。以生态经济为核心的循环经济是解决这两大矛盾,实现区域经济与生态环境良性循环和可持续发展的必由之路。本文从分析陇西县经济发展面临的突出问题入手,研究了切合黄土高原生态脆弱典型区———陇西县实际的循环经济发展模式,提出了发展循环经济的对策建议。

甘肃黄土高原春旱的气候特征及预测方法

利用甘肃黄土高原55个气象站在1968\＿2000年间的春季降水、气温资料,计算了春季干湿指数,划分了春旱标准,用REOF方法进行了气候分区,分析了其时空分布特征和变化规律,计算了其与欧亚500hPa高度场、赤道北太平洋海温和高原加热场的相关关系,建立了甘肃黄土高原春旱的均生函数预测模型。结果表明,干旱有三个高发区,频率为36%～57%,约2～3年一遇,且有增加的趋势。春旱与当年高原500hPa高度场、赤道北太平洋海温及上年盛夏高原加热场呈正相关,与前期冬季高原加热场呈负相关,所建立的预报模型有一定的预报能力。

陇东黄土高原农业物候对全球气候变化的响应

通过对多年来陇东黄土高原董志塬主要农作物冬小麦和主要果树苹果、梨发育物候和气候变化的同步观测,分析了陇东黄土高原农作物发育物候对气候变化的生态响应。分析发现,董志塬近35年来年平均气温呈显著增加的趋势,且以冬季和春季增温为主(冬小麦越冬期增温线性趋势达0.0672℃a/),和全球气候变暖趋势基本一致。增温线性趋势达0.0507℃a/,远高于全国20世纪60年代以来平均增温幅度,也高于陇东黄土高原近35年平均增温幅度(0.0348℃a/),是陇东黄土高原增温中心地带。气候变暖对董志塬冬小麦和果树的生态影响主要体现在春季发育期普遍提前,冬小麦越冬期显著缩短(缩短的线性趋势达0.674d a/),而冬小麦和果树春季各发育期间隔并未出现缩短的趋势。而且由于当地种植冬小麦品种为强冬性、长日照型品种,发育期提前导致日长缩短,对发育有一定抑制作用,抵消了一部分增温的影响,因此果树春季各发育期提前的线性趋势比冬小麦明显。就果树而言,梨树春季发育期提前的线性趋势又比苹果树明显。结论认为气候变化对农业的影响有利有弊,农业管理部门应根据当地气候变化特征,及时调整种植结构,优化种植模式,趋利避害,充分挖掘气候资源潜力,提高农业经济效益。

陇东黄土高原丘陵沟壑区天然草地群落学特征研究

采用路线调查法和样方法研究了陇东黄土高原丘陵沟壑区天然草地植物群落组成的特征.结果表明,该研究区地带性植被的主要类型为草甸草原和典型草原,草甸草原以蒿类、白羊草和白草为代表群落;典型草原以长芒草、蒿类、百里香和毛沙芦草等为代表群落.草地群落物种组成较为简单,优势种的优势度显著,其中长芒草、山蒿、冷蒿、牛枝子、糙隐子草、铁杆蒿、阿尔泰狗娃花、赖草、猪毛蒿、百里香等是群落物种组成中相对重要的物种;天然草地群落数量特征的平均值为:种数17.1、多度163.5、高度49.2 cm、盖度52.8%、鲜重284.9 g?m-2、干重151.8g?m-2;草甸草原群落的高度、盖度、生物量和物种丰富度值均大于典型草原.

陇东黄土高原石油污染土壤环境因子对金盏菊(Calendula officinalis)-微生物联合修复的响应

为筛选适合陇东黄土高原石油污染土壤修复植物,选取当地"适生"植物金盏菊(Calendula officinalis)联合微生物菌剂开展了为期5个月的原位修复实验.采用常规方法和PCR-DGGE技术分析了修复过程中土壤理化性质、酶活性及土壤微生物群落遗传多样性等15项土壤环境因子的动态变化情况及其对金盏菊生态修复的响应.结果表明,随着原位修复的进行,1土壤脲酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶及脱氢酶活性均不同程度呈增加的趋势(p<0.05).2土壤TPHs、p H、有机质、含盐率的变化情况不尽相同,但总体呈下降的趋势(p<0.05);土壤碱解氮、速效磷及速效钾含量总体呈上升趋势(p<0.05).3土壤微生物群落遗传多样性结果显示,Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数整体呈逐步增加的趋势.4PCA分析结果显示,土壤脲酶、脱氢酶及碱解氮等环境因子对金盏菊修复表现为促进作用,而有机质含量过高将不利于金盏菊的植物修复.金盏菊和微生物菌剂联合修复过程中,土壤多酚氧化酶、速效磷、脱氢酶及速效钾发挥主要作用,而土壤TPHs和含盐率过高则影响了联合修复效果.本研究旨在分析金盏菊用于陇东地区油污土壤的生态响应,结果有助于筛选出适合陇东黄土高原土壤类别-适生植物-土著降解菌群的组合,利用乡土物种的适生性降低修复成本,为陇东地区油污土壤生态修复提供新的技术方案和背景资料.

陇东地区生态环境建设问题的探讨

陇东地区生态环境脆弱、水土流失严重 .为找出该区环境治理多年来缺乏成效的原因 ,作者进行实地调查分析后认为 :其原因在于法制建设滞后、执法管理不严、文化教育落后、群众环保意识差、造林与群众利益之间存在冲突以及部分领导对生态环境建设认识不足 ,这种状况在黄土高原其它地区都不同程度存在 .解决问题的根本途径在于健全环保法规 ,加强执法管理、提高公民文化素质和环保意识、科学规划、合理制订各项治理措施。

基于CI指数的甘肃省黄土高原地区气象干旱的变化趋势分析

基于甘肃省黄土高原区33个气象站1962-2010年气象资料,利用综合气象干旱指数(CI)对其近50a的干旱频率和平均持续时间的空间分布、干旱强度趋势变化和极端干旱事件频次进行了分析,此基础上应用基于分型理论的R/S方法对干旱强度未来变化趋势进行了预测.结果表明:甘肃省黄土高原区干旱发生频率和多年平均持续天数在兰州-靖远一带和庆阳北部属于高值区,而岷县、渭源一带属于低值区;106°E以西"临洮-通渭-天水"一带和庆阳东南部是干旱变幅最大的地方.20世纪90年代以来,干旱强度增大的较快,四季均呈现出干旱强度变大的趋势,其中春、秋季干旱强度加剧的趋势明显,夏季近10a都处于非常严重的干旱状态,但未通过0.01的显著性检验;20世纪60年代至今,极端干旱事件发生频次快速增多.四季干旱强度Hurst指数H均大于0.5,同时分维数D均小于1.5,因此,未来一段时间干旱强度仍然保持与过去相一致的变化趋势.研究结果可为相关部门制定相应抗旱对策提供科学依据.

陇东黄土高原丘陵沟壑区天然草地植物多样性研究

以陇东黄土高原丘陵沟壑区天然草地30个植被样点的样方资料为依据,以相对生物量为指标,对该地区群落植物多样性进行了研究。结果表明,该地区天然草地可划分为长芒草草原、次生杂类草草原和杂类草草甸草原3个植被类型,16个群落按放牧程度分为禁牧草地、轻牧草地和过牧草地3个层次。多样性指数显示草甸草原>长芒草草原>次生杂类草草原,轻牧草地>禁牧草地>过牧草地的趋势。放牧程度可能是影响该区域天然草地植物多样性的关键因素,出现海拔增高和降水增加多样性指数降低的趋势可能是放牧干扰的结果。相关性分析显示物种的Shan-non-wiener和Simpson多样性指数与Shannon和Simpson均匀度指数间均呈显著正相关,而与生物量之间呈显著负相关。

黄土高原甘肃区降水变化与气候指数关系

基于黄土高原甘肃区34个气象站1961~2010年的逐日降水资料,结合线性趋势法、Mann-Kendall法和反距离加权插值等方法,对黄土高原甘肃区降水量时空变化进行分析,利用Morlet小波、交叉小波变换和小波相干谱分析其周期特征及其与太平洋年代际涛动（PDO）、厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）指数相关关系。结果表明：研究区年降水量呈下降趋势,变化倾向率为-15.4 mm/10a,特别是20世纪90年代以来降水量下降趋势明显;就季节变化而言,降水量除冬季呈轻微增加外,其他各季均呈减少趋势,其中以秋季减少最为明显,其次为春、夏季。从空间分布来看,年降水量总体呈减少趋势,其东南地区降水量减少幅度高于西北部。研究区降水量存在2~3 a、4.3~5 a的年际振荡周期特征,呈现了同大尺度气候因子相似的变化特征;降水量与两大气候因子存在着多时间尺度的显著相关性,与PDO和ENSO存在5~5.6 a左右共振周期,位相谱月降水量变化位相比PDO和ENSO提前;低能量区降水量与PDO有3~3.5 a年的显著共振周期且接近同位相变化,与ENSO存在0~3 a和3~6 a呈负位相的共振周期。

陇中黄土高原冬季地表辐射和能量平衡特征

利用定西试验基地2003年12月至2004年2月获取的地气相互作用观测资料,分析了陇中黄土高原冬季典型天气(晴天、阴天及雪天)和平均状况下的地表辐射能量平衡和土壤温度等微气象特征的日变化规律.结果表明,在典型天气间微气象特征有较大差异,但冬季的平均特征与晴天比较接近,云和降雪的扰动影响有限.冬季地表能量平衡以感热输送为主,土壤热通量为辅,且普遍存在不平衡现象.冬季初的2/3时段净辐射及土壤热通量日总量基本为负值,之后的1/3时段为正值,冬季地面加热场为热源.冬季土壤温度在地表及20 cm土壤层存在日变化,30 cm及以下土壤温度日变化很小.冬季地表日平均反射率基本在0.20～0.25之间变化,平均值为0.22.

甘肃黄土高原各级降水和极端降水时空分布特征

利用甘肃黄土高原地区1960—2011年12个及周边4个站点的逐日降水观测资料,用阈值检测方法计算出甘肃黄土高原地区极端降水的阈值并运用气候线性趋势、多项式拟合、反距离加权法、Mann-Kendall检验、Morlet小波、R/S方法分析了近52 a甘肃黄土高原各级雨量和R95极端降水的时空变化特征及对未来进行预测。结果表明:①近52 a来甘肃黄土高原春季以小雨为主,夏、秋季以暴雨为主,冬季以大雪为主,R95极端降水主要集中在夏季;②春、秋季主要以大雨降水强度最强,夏季暴雨降水强度最强,冬季则为大雪;R95极端降水强度夏季降水强度最强。③小雪呈显著增加,微雨、中雨、大雨、微雪、R95极端降水量均呈显著减少;④微雨量、小雨量、中雨量、大雨量、R95极端降水量与年降水总量有很好的相关性,对年降水总量有很好的响应;⑤在空间分布上,各量级降水和R95极端降水大部分存在减小趋势,减小区主要集中在西南部和东北部;⑥各量级降水和R95极端降水突变年份不尽相同;⑦各量级降水和R95极端降水在不同的时间序列存在长短不同的周期震荡;⑧R/S分析表明不同量级降水和R95极端降水的未来变化趋势和过去一致。

汶川大地震陇东黄土高原崩塌滑坡的调查分析

通过对甘肃省庆阳市、平凉市5.12汶川大地震地质灾害实地调查,发现此次地震造成的崩塌和滑坡,以小型为主,数量众多,主要分布在现代侵蚀沟边缘部位的断崖和陡坡上。地震在塬面、缓坡丘陵和川台地上所造成的崩塌,与窑洞住宅和采矿业的分布基本一致。此次地震虽未造成大中型崩塌和滑坡,但对该地环境的影响不能忽视——可改变微地貌、使未来几年内的土壤流失量有所增加等。认为在黄土高原地区,地震烈度到达Ⅳ度以上,就会引起较为严重的重力侵蚀。对于我国地震高发区之一的黄土高原而言,探讨水土流失的成因时,须要关注地震的影响。