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。

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。

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。

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。

长期不同施肥措施对雨养条件下陇东旱塬土壤氮素的影响

基于1978年开始的陇东旱塬定位试验,分析雨养条件下麦田0~100 cm剖面土壤氮素状况。设计6种试验处理：不施肥、氮肥、氮磷肥、氮磷配施秸秆、有机肥、氮磷配施有机肥。结果表明：有机肥、氮磷配施有机肥处理改善土壤氮素肥力效果优于其他施肥措施,0~40 cm土层全氮、碱解氮、无机氮含量均显著增加,其中0~20 cm土壤全氮较36年前平均提高了26.2%;氮磷配施秸秆处理土壤全氮及碱解氮显著高于对照,全氮与试验前持平或略有提升;氮肥、氮磷肥处理的耕层土壤全氮较试验前分别降低了13.1%和6.4%。氮肥处理深层土壤硝态氮明显较高,其他各施肥处理均能减少硝态氮下移。不同施肥处理改变了土壤的无机氮构成,有机肥与秸秆的作用有较大差异。结果说明不同施肥显著影响农田土壤氮素状况,施用有机肥是培育土壤氮库、而无机氮磷肥配合及有机无机配施是减少NO3--N下移的有效手段。

陇东地区土壤水分变化与玉米产量关系探讨

陇东地区属旱作雨养农业区,作物产量受降水因素的严重影响和制约,尤其是近年来,全球气候变暖,降水分布不均,干旱频发,使作物产量变化波动大。为了应对气候变化对作物产量的影响,减少产量波动,利用西峰农业气象试验站玉米观测地段土壤水分资料（1990—2007年）和玉米产量资料,以及与之毗邻的西峰基准站气象资料,分析了观测地段土壤水分变化规律及土壤水分变化对玉米产量的影响。结果显示：土壤贮水量的变化呈二次曲线,贮水量最低值出现在8月中旬;耗水量的变化呈直线;贮水量与玉米产量相关最显著的时段在拔节到抽雄阶段,拔节至抽雄0-50cm土壤贮水量每增加10mm,产量增加180-210kg/hm^2.

陇东黄土高原石油开采对土壤线虫群落的影响

为研究陇东黄土高原石油开采对土壤线虫影响的强度与范围,选择长庆油田不同开采年限(1、10a和20a)油井共6口,按照距井基不同距离(3、6、10、20m和50m)采集土壤样品90个,共鉴定出土壤线虫22科43属;其中,食细菌线虫26属、食真菌线虫2属、植物寄生线虫9属、杂食/捕食线虫6属,优势类群为小杆属Rhabditis和孔咽属Aporcelaimus。土壤线虫生活史策略以c-p 2类群占优势,不同距离采样点,土壤线虫c-p 2和c-p 5差异极显著(P<0.01)。随着距井基距离增加(3、6、10、20m和50m)线虫总数显著增加;其中,植食类、捕食杂食类和食真菌类线虫数量增加显著,且线虫群落多样性指数(H')显著增加(P<0.05)。但不同距离之间优势度指数(λ),均匀度指数(J)和瓦斯乐斯卡指数(WI)差异不显著。不同开采年限油井,以10a土壤线虫群落多样性指数(H')、成熟度指数(MI)和瓦斯乐斯卡指数(WI)最低,而1a油井和20a油井较高,且与10a油井差异显著(P<0.05)。油井作业改变周围土壤性质,导致土壤含水率降低、总石油烃(TPH)含量增高,但土壤线虫分布与土壤TPH无明显相关。研究结果表明,油田开采影响土壤线虫的组成与群落结构,但影响范围一般局限在作业区范围,指数H'和MI能较好的指示油田开采对线虫群落的影响。

陇东黄土高原春播紫花苜蓿生态气候特征及适生种植区划

根据对春播两年生紫花苜蓿生长状况和相应气象观测资料的分析,探讨了陇东黄土高原地区春播紫花苜蓿的生长发育与平均气温、积温及降水量等生态气候条件的定量关系,据此得出陇东地区紫花苜蓿的适生种植区划和气候风险区划。综合区划结果提出开发利用气候资源的途径和生产紫花苜蓿的对策,为陇东地区进一步调整农业生产结构,发展畜牧业生产和改善生态环境提供依据。

陇东黄土高原牧草气候生产潜力评价

综合考虑光、温、水等影响牧草生长发育的基本要素,采用数学模型,计算了陇东黄土高原牧草气候生产潜力,从而对该区的牧草生产能力进行初步评估和分析,为进一步发展区域草业生产提供相关依据。

陇东黄土高原土地利用、覆盖变化及驱动力分析

从土地利用和土地覆被的角度出发,利用RS和G IS技术,分析了20世纪最后15 a该区土地利用和土地覆被变化在数量、结构和类型上的特点,并进一步分析了该区土地利用/土地覆被变化的驱动力,得出以下结论:15 a间除建设用地和草地面积增加外,其他土地利用类型都呈现出不同程度减少。其中耕地减少了20 691hm2,主要转变为建设用地,且减少的耕地多为位置相对优越,产量较高的优质良田;林地减少了12 269 hm2,主要转变为草地、旱地和建设用地;草地的面积增加了33 488 hm2,主要源自于林地和耕地的变化;交通建设用地高速增长,15 a间增加了9 278.8 hm2。该区土地利用和土地覆被变化的驱动力主要为自然因素、人口压力、经济因素及宏观政策等。

气候变化对陇东塬区冬小麦生长的影响分析

为了研究气候变化对冬小麦生长的影响,利用陇东塬区1981—2013连续33年冬小麦生育期观测资料及气候因子资料,采用线性回归、多项式函数、气候倾向率等方法,分析气候变化对冬小麦的影响。结果表明,33年来,冬小麦生育期内,平均气温显著增加,气候倾向率为0.75℃/10 a;有效积温上升,气候倾向率为45.79℃/10 a;降水总量下降,气候倾向率为-29.17 mm/10 a;日照时数增加,气候倾向率为25.75 h/10 a。气候变化引起陇东塬区冬小麦播种期和越冬开始期推迟,返青、拔节、抽穗、成熟期提前,冬小麦全生育期显著缩短,倾向率为-6.69 d/10 a;植株生长高度下降;植株密度,三叶期增加,其余发育期减少;分蘖数和大蘖数减少;越冬死亡率下降;不孕小穗率减少,籽粒数、千粒重、亩成穗率增加。1981—2013年陇东塬区冬小麦气候产量呈上升趋势,气候产量与生育期内平均气温呈负相关,与降水量、有效积温和日照时数呈正相关,水资源短缺是陇东塬区冬小麦生长的制约因素,温度是影响冬小麦产量的关键因子。

陇东黄土高原苹果锈病研究新发现

在对陇东黄土高原苹果锈病多年研究过程中新的发现是：苹果锈菌转主寄生对象是柏科植物，桧柏（圆柏）只是其中一种；苹果锈菌冬孢子并非在一年内全部萌发，个别菌瘿有越年萌发现象；苹果锈菌最远有效传播距离可达10km，比通常认为的3～5km有所扩大；在多种预报方法中，利用“柏树开花”预测预报苹果锈病准确有效；在对苹果园采取积极防治锈病措施的同时，必须将柏科植物锈病也作为主要防治对象。

陇东旱塬全膜双垄沟播耐密植易机收玉米品种筛选试验初报

在全膜双垄沟播种植条件下,为筛选出耐密植、易机械化粒收的适宜陇东旱塬地区种植的玉米品种,于2020年对8个玉米品种进行了比较试验。结果表明,8个玉米品种的生育期为129~137 d,均可正常成熟;在各时期的干物质积累量存在差异,但均符合S曲线,其中陕单650的单株干物质总量最高,为1026.0 g。折合产量以联创825最高,为14266.80 kg/hm^(2);新玉108次之,为13695.15 kg/hm^(2);科河699居第3位,为13211.10 kg/hm^(2);瑞普909最低,为11117.25 kg/hm^(2)。8个玉米品种机械粒收时的籽粒含水率、破碎率、杂质率、损失率等指标均满足《GB/T 21962-2020》要求,以籽粒含水率低、脱水快,生育期短和折合产量高为原则,推荐新玉108和先玉335可作为陇东旱塬地区全膜双垄沟播耐密植宜机收玉米品种推广。九圣禾2468籽粒含水率高达24.00%,联创825的破碎率≥5%,均不宜机收。

陇东黄土高原冬季积温对冬小麦生育期的影响

采用陇东15个气象站1965-2005年冬季积温和1981-2005年环县、西峰、平凉代表站小麦发育期的资料,分析了冬小麦发育期的变化规律,探讨了冬季积温对冬小麦发育期的影响。结果表明,陇东冬季积温2000年以来持续为正距平,1965-2005年积温增加率为4.5℃·d/a,陇东冬小麦发育期1994年以后基本持续变早。3个代表站的冬季积温与冬小麦各发育期呈负相关,西峰的相关性明显,最显著的是返青期,其次是抽穗期,再是起身期。冬小麦平均发育期冬季积温典型偏高年份比典型偏低年份均早,环县最明显的是全生育期提前了17 d,其次是开花期提前了15 d,再是起身期提前了12 d,西峰最明显的是全生育期提前了21 d,其次是起身期提前了19d,再是返青期提前了17 d,平凉最明显的是开花、乳熟期均提前了7 d,其次是起身期提前了6 d,再是孕穗、抽穗期提前了5 d。

陇东旱塬区小麦茎秆含水量与产量和水分利用效率的关系

在甘肃省陇东黄土高原通过试验分析不同品种冬小麦茎秆含水量、籽粒产量、水分利用效率(WUE)的差异,探讨旱作条件下茎秆含水量与产量和WUE的关系。结果表明,不同基因型冬小麦之间产量、WUE、植株含水量存在显著差异,随着灌浆过程的进行植株含水量呈下降趋势。小麦抽穗期茎秆含水量与籽粒产量和水分利用效率显著相关,但灌浆中期茎秆含水量与籽粒产量和水分利用效率相关不显著。

陇东旱塬区玉米高产集成技术与示范

陇东旱塬区玉米(Zea mays L.)高产集成技术是以全膜覆盖、双垄沟播技术为核心,集成组装测土配方施肥+良种应用+适期早播、宽窄行密植+病虫害监测防控等技术,推出"全膜覆盖玉米(留膜免耕)—冬油菜(留膜免耕)—大豆(高塬夏菜)"两年三熟制种植模式。该技术在甘肃省泾川县经5年推广试验示范,玉米平均增产3 247.5 kg/hm2,增加产值7 306.9元/hm2,较对照(常规种植)增加生产成本1 357.5元/hm2,新增总产值19 641.5万元,新增总纯收益15 941.7万元,产投比5.3∶1,科技投资收益率431%,推广投资收益率4 460%,取得了极显著的社会效益和经济效益。

陇东黄土高原中沟小流域不同植被措施土壤水分差异分析

为了分析林草地土壤水分含量随土壤剖面深度和时间的变化及林分密度对土壤含水量的影响,以陇东黄土高原中沟小流域林地和草地以及不同林分密度的刺槐林地为研究对象,从2018年4月—10月,对0—120 cm土层的土壤含水量进行了测定。结果表明:(1)在近地表(0—60 cm),不同密度的林地和不同地形部位的林草地多为随土层深度的增加土壤含水量下降,表层土壤含水量变异系数大于深层,并在0—60 cm范围内变幅最大。(2)不同林分密度刺槐林土壤水分含量随时间和土层深度的变化趋势基本一致:低密度林分>中密度林分>高密度林分;但中、低密度刺槐林土壤水分在0—60 cm范围内差异很小,并在7—8月份2个密度等级林地的含水量非常接近,建议该区域造林密度选择2000~4000株/hm 2的中密度。(3)不同地貌部位林地和草地土壤含水量随着土层深度的变化不一,塬面表现为林地>草地;梁坡表现为0—40 cm土壤范围内林地>草地,40 cm以下二者差异很小,草地略高于林地;沟台表现为0—20 cm土壤范围内林地>草地,20 cm以下草地>林地。故陇东黄土高原塬面与梁坡适宜种树,沟台则适合种草。