2005-2019年陕西长武农田生态系统国家野外科学观测研究站气象数据集

陕西长武农田生态系统国家野外科学观测研究站(长武站)所在区域代表了黄土高塬沟壑区的典型农田,在研究站内设置气象自动观测系统对气象要素进行长期定位观测,对该区气候变化背景下农田生态系统水、土、气、生过程研究具有重要意义。本数据集对2005–2019年长武站的原始气象数据进行处理、质量控制和评估,对大气温度、相对湿度、降水量、大气压、总辐射、反射辐射、紫外辐射、净辐射、光合有效辐射、日照时数和各土层土壤温度(0 cm、5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、40 cm、60 cm和100 cm)18项气象观测指标,以180条月尺度和15条年尺度的格式进行信息公开,以期为黄土高原沟壑区农业生态研究、天气灾害预警和气候生产潜力模拟等提供基础数据支撑。

1960-2017年长武县气候变化特征分析

本文利用长武县气象局1960—2017年近58年气温和降水的观测数据,运用线性回归、滑动平均、Mann-Kendall突变检验等研究方法,初步研究了长武县近58年气温和降水量变化特征。结果表明:在1960—2017年间,长武县年均温明显升高,增长速率为0.18℃/10 a,并在2004年发生趋势性突变;最冷月、最热月的平均气温都显著上升,增温速率分别为0.13℃/10 a和0.06℃/10 a;1960—2017年间,长武县年降水量明显下降,下降速率为4.31 mm/10 a,未发生趋势性突变;汛期降水量整体呈波动上升趋势,上升速率为3.65 mm/10 a,汛期降水量很大,约占年降水量的82%。

孙昌武先生对宋后佛教文学研究的杰出贡献

孙昌武先生的治学路径是由处于中国历史“核心”与“中心”位置的唐代入手,向两端辐射,前达上古,后至近代,上下贯通,由文学延伸到文化,复由文化返归于文学,既有整体宏观上的高瞻远瞩,亦有局部细节处的钩隐抉微,形成贯通古今、纵横交错的博大学术体系。他对于宋代之后千年间佛教文学的研究是构建其中国佛教文化史的重要组成部分,其成果对于深化宋代文学史、思想史等的研究有着重要意义。

耕地—粮食—人口系统对长武县粮食安全的影响

应用蒙特卡罗算法,以陕西省长武县为例,从县域尺度对位于黄土高原地区的耕地、人口、粮食系统动态及粮食安全状况进行了研究,分析了反映粮食安全状况的耕地压力指数,并对未来耕地压力指数变化进行了模拟预测。研究结果表明:1990年以来,长武县耕地数量持续减少,人口不断增加,但由于耕地生产率不断提高,2001年以前耕地压力指数基本在1左右浮动;蒙特卡罗算法对1990—2019年耕地压力指数的历史模拟值及其范围可以较好地涵盖实际值及其变化范围,因此对耕地压力指数进行预测具有较好的精确度;预测结果表明2020年及2030年该地区将面临更加严重的粮食安全问题。为防止耕地压力指数扩大,需要依靠增加投入和科技进步提高耕地生产率,以减轻耕地压力、保证粮食安全。

长武旱塬草粮轮作田土壤水分可持续利用模式模拟

采用实地观测和计算机模拟相结合的方法,以长期定位试验数据为基础,通过对不同草粮轮作模式的模拟研究,分析了长武旱塬草粮轮作田的土壤水分恢复效应,以期探索出适合该地区的土壤水分可持续利用的草粮轮作模式。验证结果表明:草粮轮作田0～2m土层土壤贮水量模拟值和观测值间的相关系数为0.97;0～5m土层土壤湿度的模拟值和观测值间相关系数在苜蓿草地、冬小麦田和马铃薯田分别为0.94、0.93和0.87,均达到了极显著水平。模拟结果表明:苜蓿翻耕后,种植马铃薯和糜子均有利于土壤水分的恢复。在土壤干燥化程度较严重时,种植冬小麦或者春玉米能够在一定程度上缓解土壤干燥化;在无干燥化或者干燥化程度较轻时,种植冬小麦和春玉米会导致土壤含水率的下降。在长武旱塬,"马铃薯-糜子-春玉米-马铃薯-糜子-冬小麦"的粮食轮作模式有利于苜蓿地土壤水分恢复,持续种植9～12a后可以再次种植苜蓿。

长武旱塬不同麦玉轮作系统产量效应模拟研究

利用EPIC模型对不同麦玉轮作系统进行模拟,通过对其输出结果的分析,综合考虑产量、经济效益、干旱胁迫和氮肥生产率等因素,对不同麦玉轮作系统进行综合评价,从而比较不同麦玉轮作系统的优劣。结果表明:(1)在模拟研究期间,8种麦玉轮作系统的产量均呈波动性下降趋势,其平均值分别为4.61、4.40、4.16、4.48、4.28、4.29、4.714、.55 t/hm2。所有的麦玉轮作系统中,麦玉轮作系统"春玉米→冬小麦"的经济效益最好。(2)在模拟研究期间,麦玉轮作系统"春玉米→冬小麦→冬小麦"的冬小麦和春玉米所遭受的年均干旱胁迫日数最少(29.51d)。在干旱年份麦玉轮作系统中的冬小麦较春玉米更容易遭受干旱威胁。综合产量、经济效益、作物所遭受的干旱胁迫天数和麦玉轮作系统的氮肥生产率等因素,在长武地区适宜采用的麦玉轮作系统为春玉米→冬小麦。

松辽盆地北部昌五地区沙河子组孢粉组合

无论孢粉类型还是孢粉数量,昌五地区沙河子组发现的孢粉化石均可称得上是松辽盆地北部同层位中最丰富的。研究区沙河子组自下而上可以划分出两个孢粉组合:克拉梭粉(Classopollis)-拟云杉粉(Piceites)组合和三角瘤面孢(Lophotriletes)-无突肋纹孢(Cicatricosisporites)组合。其组合特征明显,可以作为研究区内地层划分对比的生物地层学依据之一。孢粉组合研究结果表明,沙河子组的地质时代应为早白垩世凡兰吟期-欧特里夫期(Valanginian-Hauterivian)。尽管没有出现最原始的被子植物花粉,但也不排除部分进入巴列姆期(Barremian)的可能。

黄土高原长武试区土地利用变化对产水量的影响

根据1986年、1996年土地资源调查或土地详查资料以及土地利用总体规划,分析了长武试区土地利用的数量变化及其变化的幅度和趋势。利用1988年汛期5—10月降雨资料,分别计算了1986、1996和2010年土地利用状况下流域的产水量。结果表明长武试区土地利用变化的主要特点是农田、草地面积所占比重的减少和林果面积迅速增加。同样降雨类型,1996年流域下垫面状况下的产水量比1986年少产水0.5747×104m3,2010年产水量将比1986年少产水0.5914×104m3,产水量减少的直接后果使流域汇入河流的水量减少,引起水循环路径改变,加剧了河段断流与干旱灾害发生。

基于日雨量的长武县53年来降雨量及侵蚀力演变趋势分析

用长武县1957—2009年日雨量数据,对该地区侵蚀性降雨量及降雨侵蚀力不同时间尺度变化趋势及其协同性进行系统分析,为该区水土流失治理及生态环境建设提供科学支持。结果表明:(1)长武县53a来多年平均降雨量577.8mm,侵蚀性降雨量340.7mm,降雨侵蚀力1 691.2(MJ.mm)/(hm2.h)。3要素变异系数、集中程度逐渐增大,变异系数分别为22.5%,34.4%,43.2%。分别有76.1%,83.4%和85.8%的量集中于夏、秋两季,53.2%,65.5%,70.1%的量集中于7—9月。(2)53a来年降雨量和年侵蚀性降雨均呈不显著减少趋势,受极端降雨事件发生次数增多的影响,降雨侵蚀力呈不显著增加趋势。季节间的变化格局类似,夏、秋两季均呈不显著的增、减趋势,春、冬两季均呈显著减、增趋势。4月、6月呈显著的减、增趋势。(3)对全年降雨量、侵蚀性降雨量及降雨侵蚀力年际变化的贡献程度,季节尺度上均受夏、秋两季尤其夏季影响较大,月尺度上则以7—9月尤其8月影响较大。影响程度在3要素间逐渐增强。53a来3要素的演变特征既有差异,又有巨大协同性。

黄土高原沟壑区长武县2009年土地利用结构特征分析

选取定量指标并结合GIS技术,基于土地利用结构内涵,对退耕还林背景下黄土高原沟壑区长武县2009年土地利用结构特征进行定量分析。研究表明:目前全县土地利用多样化指数较高,集中化指数则较低,组合类型和洛伦兹曲线体现了全县土地利用较丰富的组合特征,集约化水平较低,各乡(镇)土地利用程度不高。空间分析定量化阐明了各乡(镇)地类区位意义、县域地类斑块空间分布状态。结构分析体现了北部塬面沟坡,南部残塬沟壑2大分区的县域特色。全县土地利用总体特征为:以林地+耕地为景观基质,林地+耕地+园地+未利用地为组合类型,以农用地为主,土地利用程度较低。黄土高原沟壑区塬、坡、沟的地貌格局是土地利用空间格局的自然基础。人口密度与土地利用程度显著相关,居民工矿用地区位优势一定程度上体现了土地利用结构。黄土高原沟壑区土地利用没有直接反映经济水平,有待于进一步调整和优化土地利用现状。

基于改进生态足迹模型的县域生态可持续评价

针对传统生态足迹模型(EFM,eco-footprint model)中存在诸多不足,提出了改进生态足迹模型(IEFM,improveeco-footprint model)的计算方法。从陕西省长武县实际资源消耗量与产量出发,对长武县2007年生态可持续性进行了计算和分析,并与EFM计算结果进行了比较。结果表明:1)长武县2007年人均生态足迹为0.29hm2/人,人均生态承载力是1.23hm2/人,人均生态盈余为0.94hm2/人;2)长武县生态适度人口为7.208×105人,实际人口与生态适度人口的比例是0.24;生态利用效率为1.54万元/hm2;3)长武县耕地、能源地的人均足迹占人均生态足迹的72%,林地和畜牧用地的人均足迹占人均生态足迹27%,人均建成地、水域、电力用地、垃圾排放用地的生态足迹仅占人均生态足迹的1.2%;4)长武县的人均足迹、人均承载力IEFM的计算值分别是EFM计算值的0.515倍和5.467倍;IEFM与EFM的生态赤字/盈余情况相反。长武县自然生态系统的压力处于生态承载力范围之内,生态系统处于可持续发展状态。

长武县苹果园土壤重金属含量及其评价

依据无公害果园土壤环境质量标准和绿色食品产地土壤环境质量标准,对陕西长武县苹果园地土壤环境质量进行了评价.结果表明:以无公害果园土壤环境质量为评价标准,长武县果园土壤重金属污染程度呈现Ni>As>Cr>Zn>Cu>Pb的特征,土壤重金属综合污染指数小于0.7;以绿色食品产地土壤环境质量为评价标准,长武县果园土壤重金属污染程度有Cr>As>Pb>Cu的特征,土壤重金属综合污染指数小于0.7.评价表明,长武县苹果园土壤环境质量为清洁.

长武县土地利用/覆被演变规律及其影响下生态服务价值变化研究

研究长武县近30年来的土地利用/覆被变化及其生态服务价值响应,明确人类活动对该区域环境的影响,有利于辅助政府制定合理土地利用政策,改善生态环境。在1990—2015年时段内,选择五个时间节点,从土地类型变化趋势、变化速率、转换关系及综合利用度等方面研究长武县土地利用/覆被演变规律,并在此基础上,结合长武县实际情况分析其生态服务价值的变化。结果表明:研究时段内耕地、草地等面积呈减少趋势,林地、园地、工矿用地、居民地等面积呈增加趋势;土地综合利用程度略有下降,土地利用处于调整时期;土地利用/覆被变化使长武县生态服务价值发生变化,其中林地生态服务价值增加62.33%,园地生态服务价值增加近8.5倍,耕地生态服务价值减少53.67%;长武县生态系统的气体调节、水源涵养、生物多样性保护指标等服务价值呈增加趋势,生态环境明显改善。

30年来长武县耕地数量与农业经济发展计量关系分析

针对长武县近30年来农业经济快速发展和耕地数量锐减的现实,通过建立向量误差修正模型,运用脉冲响应函数、方差分解方法,对1980—2010年长武县耕地数量与农业经济数据进行计量关系分析,探索二者间的互馈效应。结果显示,农业经济受耕地数量减少的影响效应为正但不显著,近30年的脉冲响应均值仅为0.8,10年尺度上分别为0.4、0.8、1.6。而耕地数量受农业经济发展的影响效应为负,并随时间发展该负效应持续增强,10年尺度上均值分别为-0.3、-0.9、-2.8;30年来长武县耕地资源的变化并未对农业经济的发展有显著促进作用,其时期内最大贡献率仅为22%。而耕地数量减少主要受农业经济发展的影响,后者对前者的贡献率时期内从最大值88.9%稳定到78%。表明耕地数量减少在促进农业经济发展上存在过度损失,农业经济的发展是耕地数量减少的主要原因。发展农业经济亟需挖掘社会其它要素的作用,以保证耕地数量的持续稳定,避免不合理利用。

陕西长武黄土剖面S_1—L_4土层入渗率与成因

根据渗水实验、空隙度,粒度和磁化率等测定,研究了长武黄土剖面S1-L4土层的渗透性及其成因。结果表明,长武黄土与红褐色古土壤前20min入渗速率大,变化大,为剧变入渗速率阶段,20min之后入渗速率变化较小,为弱变入渗速率阶段。黄土层入渗率较大,所研究的3层黄土平均入渗系数为2.02mm/min,红褐色古土壤层入渗率较低,所研究的3层古土壤平均入渗系数为0.71mm/min。黄土层空隙度较高,含水空间发育较好,利于构成含水层。红色古土壤层空隙度较低,含水空间发育较弱,利于构成隔水层。由于红褐色古土壤也有一定的渗透性,其隔水性较弱,这是黄土地下水具有多层性的原因。磁化率与粒度成分分析表明,黄土层与红褐色古土壤层渗透性、含水空间与隔水性的差异主要是冰期与间冰期的气候变化决定的成壤作用强弱造成的。研究表明第四纪气候变化对黄土地层土壤水和地下水资源富集条件、富集规律具有重要控制作用,在黄土水资源开发利用中有重要应用价值。

长武旱塬轮作与肥料长期定位试验

较为详细的介绍了位于陕西省长武县旱塬上 ,规模宏大的两个长期定位试验——长武轮作定位试验 (36个处理 ,10 8区 ,占地 874 1m2 )和肥料定位试验 (2 4个处理 ,72区 ,占地 2 2 0 0 m2 )的设计方案与管理方法。试验布设于 1984年 ,过去的 18年里在旱作产量效应、肥料合理施用、土壤培肥机理、硝态氮的累积规律、土壤干层形成理论等方面 。

长武塬边坡不同植被下土壤团聚体及入渗特征

黄土塬塬坡的水土流失一直是一个重要热点问题而得到广泛关注。本文以长武塬边坡的刺槐、侧柏和草地3种植被类型为研究对象,于2016年5月测定了3类样地0~30 cm土壤的水稳性团聚体组成、有机碳含量(SOC)及土壤稳定入渗率(SIR)等土壤物理性质,探讨不同植被类型下土壤团聚体和入渗特征的差异性。结果表明:刺槐林地表层0~30 cm土壤水稳性团聚体的平均质量直径(MWD)、分形维数(D)、SOC及SIR的测定结果为:2.63 mm、2.60、5.62 g/kg和10.40 mm/min;侧柏林地分别为3.67 mm、2.60、4.87 g/kg和5.41 mm/min;草地分别为2.44 mm、2.58、6.07 g/kg和12.45 mm/min。结果表明:草地和刺槐林地的土壤结构性状相对优良,SOC高且入渗能力强,有利于长武塬边坡地区的水土保持,侧柏林地虽具有一定的大团聚体塑造能力,但其土壤SOC和入渗能力相对较低,不利于降水的就地入渗。因此,建议适度种植常绿性(侧柏)树种,合理配置该地区退耕还林还草植被类型。

地块图的编制与讨论——以长武王东沟试验区地块图编制为例

该文以长武王东试验示范区为例,将地块作为地理信息系统中信息采集与存贮的基本单元,对地块的形成、分类、地块图的编制方法及与之有关的几个问题,如地块图的理论基础和实践意义、地块图的显示内容、地块图的稳定性等,进行了初步讨论。

黄土高原长期苹果园地土壤重金属分布和评价

通过对陕西长武苹果园地土壤样品采集和实验分析,依据无公害果园产地土壤环境质量标准和绿色食品产地土壤环境质量标准,对其土壤环境质量进行了评价。结果表明:以无公害果园产地土壤环境质量为评价标准,长武果园土壤重金属污染程度有Ni>As>Cr>Zn>Cu>Pb的特征,土壤重金属综合污染指数为0.489;以绿色食品产地土壤环境质量为评价标准,长武果园土壤重金属污染程度有Cr>As>Pb>Cu的特征,土壤重金属综合污染指数为0.715。因此,其土壤环境质量应判定为尚清洁。环境质量评价过程揭示了Ni、Cr存在潜在污染可能,特别是Cr含量已达绿色食品产地土壤环境质量标准的警戒线,所以应将它作为今后监测的重点并引起足够的重视。

保障粮食安全造成的生态价值损失评估模型及应用

粮食安全和生态安全是我国政府必须切实解决的关系到社会经济发展、人民生活质量提高和社会稳定的重大战略问题。借鉴前人的生态服务价值理论与评估模型的基础上,阐明了保障粮食安全造成的生态服务价值损失的内涵,并以理论分析为依据,分别构建了评估不同类型生态服务价值损失的模型,为了验证所构建模型的可操作性和实用性,以陕西省长武县为案例区,对其2008年保障粮食安全导致的生态价值损失进行了评估,在不同类型生态服务价值损失中,由于不同生态系统的合理转换引起的生态服务价值损失为22834.16×104元;如果将长武县所有粮食生产用地作为林地、草地、水体,与作为耕地相比,可为人们多提供的生态服务价值分别为:21963.30×104元、4095.04×104元、40678.82×104元;单位面积林地、草地、水体可以多提供的生态服务价值量,最高的是水体,为19682.34元/hm2,林地和草地分别为:10627.4元/hm2和1981.37元/hm2。