A Late Quaternary Climate Record Based on Multi-Proxies Analysis from the Jiaochang Loess Section in the Eastern Tibetan Plateau,China

We compared the stable carbon isotopic records from a loess transect of the Jiaochang in the eastern Tibetan Plateau, spanning the last -21,000 years, with multiproxy data for pedogenesis, including magnetic susceptibility, clay fraction, Fed/Fet ratio, carbonate and total organic carbon content, in order to probe the mechanisms of δ^13C values of organic matter and Late Quaternary climate variations in the eastern Tibetan Plateau. Our results indicate that there is no simple relationship between δ^13C of organic matter and summer monsoon variations. The change in δ^13C values of organic matter （in accordance with the ratios of C3 to C4 plants） results from the interaction among temperature, aridity and atmospheric pCO2 level. Drier climate and lower atmospheric pCO2 level contribute to positive carbon isotopic excursion, while negative carbon isotopic excursion is the result of lower temperature and increased atmospheric pCO2 level. Additionally, our results imply that the Tibetan monsoon may play an important role in climate system in the eastern Tibet Plateau, which specifically reflects frequently changing climate in that area. The results provide new insights into the forcing mechanisms on both the δ^13C values of organic matter and the local climate system.

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。

基于耦合关系的乡村产业规划研究——以陇东黄土高原沟壑区显胜乡为例

实施乡村振兴战略,是党的十九大以来作出的重大决策部署。乡村振兴,关键是产业振兴。乡村国土地域系统及其产业组成要素之间的协调性决定了乡村持续振兴的能力。我国陇东地区乡村在长期的农业生产及城镇化发展中产业—空间矛盾尤为显著,迫切需要国土空间规划背景下的乡村产业—空间量化分类的探索性研究,客观反映乡村的发展程度,科学把握乡村发展差异和特点。本文充分剖析了国家与地区相关政策,进而通过分析该地区的产业-空间问题,基于“人地关系”协调理论构建“产村互动”耦合发展模型,以具备典型特征的陇东黄土高原沟壑区显胜乡村庄为研究对象,从产业与空间两大系统确定了19个评价因子,通过对评价因子进行赋值计算、运用地理信息系统(Geographic Information System,GIS)软件等手段,评价探析其产业—空间耦合互动的时空演变规律及内在机制,在规划响应方面得出如下启示:以科学评价现状为基础,分类引导乡村产业空间振兴;以统筹空间布局为核心,打造镇村一体发展新单元;以加强生态修复为策略,同步经济效益与空间效应;以延续历史文脉为补充,实现文化引领三产深度融合。

陇东旱塬区复种马铃薯田蛴螬及金针虫防治药剂筛选试验

陇东旱塬区种植冬油菜和冬小麦后,土地闲置期可复种马铃薯,但蛴螬、金针虫等地下害虫对马铃薯为害严重,科学合理防治蛴螬、金针虫对保证马铃薯产量非常重要。为筛选出陇东旱塬区复种马铃薯田防治蛴螬、金针虫危害的低毒高效的适宜药剂,以马铃薯品种陇薯7号为指示品种,蛴螬、金针虫为防治对象,选用3种高效低毒杀虫剂对各药剂的拌种或喷沟处理进行田间防效试验,调查各处理蛴螬、金针虫虫口基数,出苗期的出苗率、受害率、安全性和成熟期的受害率、安全性。结果表明,35%噻虫嗪种衣剂、60%帮巧时种衣剂防效均达85%以上,且拌种处理和喷沟处理无显著差异。60%帮巧时悬浮种衣剂拌种和喷沟防效均好,分别为88.44%、90.36%;折合产量高,分别为16407.41、17066.14 kg/hm^(2),较空白对照分别增产16.71%、21.40%,较常规药剂对照分别增产12.07%、16.57%;保产效果好,分别为95.39%、96.20%。见于此,60%帮巧时悬浮种衣剂可作为陇东旱塬区复种马铃薯田蛴螬、金针虫防治的候选杀虫剂;并建议用48.00 mL的药量稀释10倍液后拌种薯100 kg,将525.00 mL的药量稀释250倍液,按225 L/hm2喷沟。

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。

陇东黄土高原土壤储水量与蒸发和气候研究

利用长期土壤湿度和气候观测资料,分析了陇东黄土高原陆面蒸发和土壤储水量的年际变化及其与气候因素的关系。在近20年来,陇东黄土高陆面蒸发和土壤储水量的年际变化主要表现为逐年减少的趋势,个别季节表现为增加的趋势;年际变化的速率具有季节和空间差异性。陆面蒸发和土壤储水量随着温度的升高而减少,随着降水的增加而增加。但是陆面蒸发和土壤储水量与温度的关系不密切,与降水的关系密切。变暖不是陇东黄土高陆面蒸发和土壤储水量逐年减少的气候因素,降水的逐年减少才是陇东黄土高原陆面蒸发和土壤储水量逐年减少的气候因素。陇东黄土高原的土壤干旱化与地表蒸发关系不大,降水的逐年减少可能是土壤干旱化的根本原因。

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。

甘肃黄土高原40a来土壤水分蒸散量变化特征

用Penman公式计算了甘肃黄土高原20世纪60—90年代40 a来的潜在蒸散值,分析了潜在蒸散的时空变化特征并与蒸发皿所测值进行比较.结果表明:甘肃黄土高原潜在蒸散值的分布与纬度关系比较密切,随纬度的升高,潜在蒸散值增多,变化范围为1 600-2 200 mm.a-1;潜在蒸散值受气温、降水的支配比较大,80年代最小,其次为70、60年代,90年代最大.60—90年代各地潜在蒸散值比实测值高30%-40%,其中夏、秋季潜在蒸散均大于蒸发器所测值,以夏季相差最大,达40%-100%;冬季则小于蒸发器所测值.潜在蒸散量与蒸发器所测值虽在数值上有所差别,但趋势基本一致,蒸发器所测值的峰值变化落后于理论计算值0.5月.90年代以来,各地土壤水分亏缺值增多,植被生长季节,作物水分利用都未及最适宜状态.

青海高原东部农业区土地利用遥感分类制图

为有效地监测复杂区域生态环境治理成效,该文以青藏高原与黄土高原过渡地带的青海高原东部农业区为例,研究大范围复杂地区土地利用遥感自动、快速提取方法。首先构建适于研究区土地利用变化分析的分类系统;其次,采用地理分区综合遥感分类法对青海高原东部农业区进行土地利用遥感分类制图。研究结果表明,上述方法适宜大范围复杂地区土地利用信息的有效提取,Kappa系数0.71,较未分区的分类结果高0.12。分类制图结果表明,研究区土地利用结构以农用地为主,其中>6°～25°的坡耕地占耕地总量的63.33%,应加大这部分坡耕地水土流失的防治。该研究为大范围复杂地区土地利用遥感信息提取提供了有效的方法,为青海高原东部农业区土地资源的科学管理与规划提供了参考。

甘肃黄土高原不同海拔气候变化对马铃薯生育脆弱性的影响

利用黄土高原不同海拔高度马铃薯生长发育定位观测资料和对应平行气象观测资料,分析气候变化对马铃薯生长发育敏感性的影响,以及马铃薯生育脆弱性变化特征。结果表明,研究区域降水量年际变化呈下降趋势,降水量变化曲线线性拟合倾向率在马铃薯生长季5—10月绝对值最大,表现为高海拔区大于低海拔区的特征。气温年际变化呈上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率表现为高海拔区小于低海拔区的特征。作物生长季干燥指数呈显著上升趋势,干燥指数变化曲线线性拟合倾向率也表现为高海拔区小于低海拔区的特征,20世纪90年代后干燥指数明显上升,气候趋于暖干化。影响马铃薯生长发育的主导气象因子是气温,气候变暖,气温增高,导致马铃薯生育前期的营养生长阶段缩短,而生殖生长阶段延长,全生育期延长。块茎膨大期气温增高导致马铃薯生育脆弱性增加,马铃薯对气温变化的敏感性和气温增高导致马铃薯生育脆弱性均随海拔增高而降低。开花期降水减少导致马铃薯生长发育及产量形成的脆弱性增加,此时段以干旱为主的气象灾害频率的增加使马铃薯生育脆弱性增加,马铃薯对降水量变化的敏感性和降水量减少导致马铃薯生育脆弱性却随海拔增高而降低。

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。

石油烃污染对陇东黄土高原土壤生物学及非生物学特性的影响

[目的]探索石油污染与土壤生物学及非生物学特性间相互关系,为陇东黄土高原地区石油污染土壤的综合治理提供基础数据和背景资料。[方法]采用常规方法测定甘肃省庆阳市5县,1区,8个采油区油污土壤化性质、酶活性和土壤微生物遗传多样性。[结果]土壤总石油烃含量(TPHs)与碱解氮、速效磷、pH值和脲酶呈负相关(p<0.01),与土壤多酚氧化酶、脱氢酶和过氧化氢酶呈正相关(p<0.01);样地土壤TPHs含量低的土壤微生物Shannon-Wiener指数明显高于TPHs含量高的样地;NMDS排序结果显示,石油污染对该地区土壤影响最大的因子为土壤碱解氮和速效磷,其次为TPHs,pH值、脲酶、ShannonWiener指数及过氧化氢酶。[结论]陇东地区石油烃污染对土壤环境因子的影响主要表现在包括氮、磷等营养元素的有效循环、土壤脲酶活性和微生物群落多样性,而对土壤微生物群落丰富度、均匀度和速效钾的影响未达到显著水平。

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。

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。

陇东地区黄土工程地质特征

陇东位于黄土高原腹地,是典型的黄土地层发育区,地下有丰富的石油天然气资源。结合长庆油田建设项目,根据该区地形地貌及其黄土主要工程地质特征,将该地区分为董志塬区(Ⅰ)、蒲茹马莲区(Ⅱ)、泾川环柔区(Ⅲ)和合道川北区(Ⅳ)4个工程地质区。董志塬区(Ⅰ)主要包括合道川、悦乐以南的广大黄土塬地区,由13个小的黄土塬组成,发育有厚250m左右的完整黄土地层,塬顶地势平坦开阔,是陇东地区的主要工程建设区,为自重湿陷性场地,湿陷等级为Ⅱ～Ⅲ级;蒲茹马莲区(Ⅱ)主要为蒲河、茹河和马莲河的Ⅱ级阶地及阶地与塬间的斜坡地带,该区Ⅰ级阶地不发育,Ⅱ级阶地主要发育晚更新世以来的黄土地层,为非自重湿陷性场地,湿陷等级Ⅱ级,地域狭窄,城市发展空间有限;泾川环柔区(Ⅲ)为泾河、环江和柔远河I级阶地,该区Ⅱ级阶地不发育,沉积有全新世的新近堆积黄土,为非自重湿陷性场地,湿陷等级Ⅰ～Ⅱ级,地域狭窄,城市发展空间有限;合道川北区(Ⅳ)为合道川、悦乐以北的广大黄土梁峁区及白于山前缘地带,工程建设条件较差,难以从事大面积工程建设。

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。

甘肃黄土高原土壤水分气候特征

利用甘肃黄土高原42个气象站1961-2000年3～7月降水量和11个农业气象观测站逐年3～11月上旬的土壤重量含水率资料,分析了甘肃黄土高原土壤水分的地域和时间分布特征.结果表明:①甘肃黄土高原土壤水分从西南向东北减少,中部有一条从北向南的干舌,干旱中心在陇中北部,受六盘山的影响较大;②甘肃黄土高原分为7个气候区:陇中、陇东土壤严重缺水区,陇中、陇东土壤季节性缺水区,土壤水分适宜区,土壤水分湿润区和甘南高原土壤水分湿润区;③陇中北部和陇东北部土壤严重缺水区浅层土壤严重缺水主要出现在春季和春末夏初,深层土壤也常年处于缺水状态.季节土壤缺水区浅层主要缺水在5、6月份,深层土壤水分陇东高于陇中,适宜区和湿润区无明显土壤缺水时段.