基于Theil不等系数IOWAO组合模型的黑龙江省秸秆还田机械化程度预测

玉米、水稻等作物收后秸秆处理一直是农业生产中亟待解决的问题,机械化秸秆还田是作物收后秸秆处理的重要手段,也是保护黑土资源的重要措施。结合相关文献,提出基于协整性检验的单一预测模型选择和基于误差指标最小的最优组合预测模型选择关键环节;运用协整性检验方法确定二次函数模型、ARIMA模型、H-W无季节模型作为秸秆还田机械化程度预测的单一模型;依据误差绝对值和最小法、Shapley法和基于Theil不等系数IOWAO法构建三种组合预测模型,采用误差平方和(SSE)、平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、均方百分比误差(MSPE)五个误差指标比较模型精度,确定采用基于Theil不等系数IOWAO的组合模型为最优预测作物秸秆还田机械化程度模型。结果表明,2022-2026年黑龙江省秸秆还田机械化程度将稳步提升,平均每年增加4.52%,2026年将达到74.19%,比2021年提升22.62%;2022年以后,黑龙江省秸秆还田机械化程度将进入快速发展期。为制定和实施机械化秸秆处理政策提供理论依据,为保护和恢复黑土资源生产能力提供重要支撑。

黑龙江省拜泉县典型区坡耕地侵蚀沟发育的影响因素

[目的]探究东北漫川漫岗黑土区侵蚀沟发育特征,揭示坡耕地侵蚀沟影响因素,为该区侵蚀沟治理提供科学依据及数据支撑。[方法]选取黑龙江省拜泉县国富镇的61条典型坡耕地侵蚀沟为研究对象,采用无人机航拍技术生成数字高程模型,并基于研究区域的遥感影像等数据源,提取并分析坡度、坡向、海拔高度等因素对坡耕地侵蚀沟形态变化及发育特征的影响。[结果]①研究区侵蚀沟沟长、面积和体积与影响因素(坡度、海拔高度和集水面积)之间存在显著相关性。除沟长外,侵蚀沟形态参数与影响因素相关性从大到小依次为集水面积>坡度>海拔高度。②侵蚀沟沟长变化及形态指数随坡度增加呈逐渐下降变化趋势,在坡度为0°~2°范围内达最大值。沟深则随坡度增大而增大,坡度峰值为4°~5°;阳坡、半阳坡坡向侵蚀沟发育显著,西南坡向侵蚀沟发育最为迅速;研究区平均沟长变化及形状指数随海拔高度变化呈先升高后降低的变化趋势,在海拔高度230—240 m范围内达到峰值。③研究区侵蚀沟所处集水面积越大,侵蚀沟形态参数越大,侵蚀沟发育也越剧烈。当集水面积在>20 hm^(2)区间内时,侵蚀沟沟长变化和沟缘面积达到峰值。④侵蚀沟形态参数与影响因素构建的多元回归模型,拟合程度较高。沟长、面积、体积拟合模型相关系数分别为0.73,0.47,0.16。[结论]拜泉县典型区侵蚀沟发育受坡度、坡向、集水面积及海拔高度影响显著,治理时应优先针对治理分布在2°~3°坡度、东南坡坡向、海拔高度230—240 m及集水面积>20 hm^(2)的侵蚀沟。

黑龙江省肥料减施增效技术应用现状及展望

黑龙江省农业生产中存在轻简化智能施肥技术缺乏、高效智能化施肥机械装备不足、缺少绿色环保增效肥料、有机替代技术推广困难、秸秆肥料化利用率低等问题。针对这些问题,黑龙江省开展了化肥减量增效行动计划,取得了积极成效。本文从化肥减施、肥料增效、秸秆还田、有机肥还田、生物炭施用、科学轮作、机械施肥等方面总结了黑龙江省肥料减施增效技术实施情况,概述黑龙江省肥料减施增效相关举措,并从强化政府部门统筹管理职能、强化科技支撑、加强宣传引导等方面提出肥料减施增效研究展望及建议。

黑龙江克拜黑土区50多年来侵蚀沟时空变化

中国东北黑土资源以土壤肥沃、有机质含量高、土质疏松、最适宜耕作而闻名于世。长期以来,由于人类的过度垦殖和不合理耕作,造成大规模的水土流失,侵蚀沟不断切割地表,蚕食耕地,冲走沃土,降低了大型机械的耕作效率。侵蚀沟研究是土壤侵蚀研究的重要组成部分,在遥感和GIS技术支持下,选取黑龙江克拜地区作为典型研究案例,以侵蚀沟密度为主要指标,分析了研究区侵蚀沟密度的动态变化、侵蚀沟变化的高程分异特征、坡度分异特征、坡向分异特征以及侵蚀沟变化与地貌类型的关系,揭示了典型黑土区50多年来侵蚀沟的动态变化特点和空间分异规律。

黑龙江省黑土区玉米田氮肥减施效应及碳足迹估算

明确黑龙江省黑土区玉米田氮肥减施效应和碳足迹特征,对于本地区合理施肥、发展低碳农业和保障农业可持续发展具有积极作用。本研究基于玉米肥料田间试验,分析不同氮肥减施比例对玉米产量、氮素吸收利用及损失的影响,利用生命周期法估算农资投入和田间操作引起的直接或间接碳排放量,分析碳足迹变化。结果表明:与农民习惯施肥处理相比,在黑龙江省黑土区减施氮肥10%~20%(赵光农场施氮量127.2 kg/hm^(2)、青冈县施氮量130.9 kg/hm^(2)、双城区施氮量186.5 kg/hm^(2))不影响玉米产量及氮素吸收,可提高氮肥回收率和农学效率(增幅分别在9.5%~25.7%和9.9%~28.2%之间),增加经济收益,减少土壤N_(2)O排放、氨挥发和氮素淋溶损失,过量减施氮肥会导致玉米减产降效减收。合理减施氮肥显著降低玉米田单位产量碳足迹,降幅在4.2%~12.4%之间。综上,黑龙江省黑土区玉米田合理减施氮肥可稳产、增效、降损和增收,并可大幅度降低玉米田碳足迹。

黑龙江省黑土地质量评价指标体系构建

黑土地是肥力较高、适合进行农业耕作的土地,作为全国第一的黑土地大省,由于土壤侵蚀和长期高强度重用轻养等原因,黑龙江省出现了黑土流失、地力下降等问题。研究旨在建立黑土地质量评价指标体系,为评价黑土地质量等级,继而采取不同的保护措施提升黑土地质量提供依据。为突出黑土地特征,考虑代表性、易获取等原因选取了4个一级指标及23个二级指标构建黑土地质量评价体系,并提出黑土地质量综合评价指数,识别各种土地利用类型下的土壤质量等级。研究结果表明:选取土壤厚度、土壤养分、土壤酸碱度和土壤侵蚀作为一级评价指标,黑土层厚度、有机质含量、全氮含量、全磷含量、pH等作为二级指标,利用黑土地质量综合评价指数,可以较好评价黑土地质量的改善或恶化情况,从而确定黑土地质量等级;运用该指标体系和评价方法跟踪黑龙江省黑土地质量变化趋势,可为评价各种保护措施的实施效果和落实情况提供科学的依据。

黑龙江省黑土区气候-土壤生产潜力分析

采用机制法、层次分析法通过对光、温、水、土逐级衰减,计算黑龙江省黑土区各县玉米、水稻、大豆的气候生产潜力与气候-土壤生产潜力,分级统计分析空间分布及其变化特点。结果表明:黑土区玉米、水稻、大豆的气候生产潜力分别为6939～14241kg/hm2,10720～18079kg/hm2,1947～3989kg/hm2;气候-土壤生产潜力分别为3513～12346kg/hm2,4465～15505kg/hm2,1032～3553kg/hm2。空间分布与温度和降水一致,由南向北逐渐递减。在过去45a中,气候生产潜力呈逐渐上升趋势。由两次土壤调查结果比较可知,2005年黑土区各县土壤肥力有的升高,有的降低,但总体呈下降趋势,气候-土壤生产潜力也随之变化,总体有所下降。因此,土壤肥力对气候-土壤生产潜力起着重要的作用;并且在气候资源相对较差的地区,土壤肥力对其气候-土壤生产潜力的影响大于气候资源较好的地区。

刍论寒地黑土养生文化

寒地黑土养生文化是黑龙江省独特的文化内容之一,从社会科学与自然科学交叉的角度分析并证实,寒地黑土是养生长寿的宝地:这里的气候四季分明,黑土和森林面积堪称我国最大,水资源极为丰富且水质良好,长寿指数超过全国平均水平近一个百分点。黑龙江人所独有的性格与心理、运动与活动、饮食与睡眠以及所置身的气候与环境,构成了黑土养生的内在机理。基于此,我们要树立"养性之德"的理念,推广普及寒地黑土养生文化,同时尽快组建科研机构,赋予寒地黑土养生文化发展以强有力的智力支持。

黑龙江省黑土区水土流失动态及成因分析

为了解不同时期黑龙江省黑土区水土流失状况及其演变动态,根据历史调查资料、小流域原位勘察结果及同期遥感调查数据,分别对1950,1980和2000年黑龙江省黑土区50a来不同空间尺度水土流失状况、特征、成因及演变进行分析。结果表明:(1)该区水土流失面积50a来净增了2.08×104 km2,水蚀是造成该区水土流失主要形式。(2)1950—1980年20a间年均水土流失面积为411.9km2,比1980—2000年年均值高出25.5km2。(3)50a来该区侵蚀沟数量增加98 832条,2000年侵蚀沟面积所占比例比1950年增加了172.4%,沟壑密度增加2.83倍。该区水土流失呈持续恶化态势,不合理人类活动、政策导向和黑土质量退化是导致该区水土流失程度动态变异主要诱因。

黑龙江省松嫩平原南部黑土的元素含量特征

通过对黑龙江省松嫩平原南部开展多目标地球化学调查工作,全面查清了测区8.15万km2内元素分布特征及不同土壤类型中元素含量特征。通过对不同土壤类型中元素含量特征进行分析研究,发现松嫩平原南部的黑土类土壤中主要营养元素含量较丰富,而有毒有害元素含量较低,土壤呈中性,适宜多种农作物生长。按照土壤环境质量标准对测区土壤环境质量进行等级划分,结果显示:重金属元素均未超标的一级土地质量占调查区总面积的96.08%;农业用地的黑土区域均属于没有重金属污染的净土,有利于农业种植。

黑龙江海伦地区垦殖前后典型黑土剖面主要养分元素垂直分布特征

垦殖前后典型黑土主要养分元素特征研究对东北黑土资源的可持续利用和保护东北大粮仓具有重要作用.在松嫩平原东部海伦地区对比研究了典型黑土区40年间土地利用未发生改变的地区(本次对比研究林地和耕地),布设了4条典型黑土剖面,对垦殖前后典型黑土剖面中土壤肥力的主要指标元素(有机质、全氮、全磷、C∶N及pH值)分别对比分析.结果表明:有机质、全氮、全磷含量表现为随土壤深度急剧下降—缓慢下降—基本稳定的变化趋势;垦殖虽然改变了各土层土壤中养分元素的含量,但是并未改变其随土壤深度的变化规律;垦殖在一定程度上影响了表层黑土土壤的pH值,导致耕地表层黑土土壤慢慢酸化.研究结果可为黑土资源的可持续利用、保护及修复提供科学依据.

黑龙江秸秆堆腐还田与黑土肥力协同研究

为解决黑龙江省秸秆资源化利用问题,分析了秸秆的用途,指出了解决秸秆问题的难点,包括缺少政策、资金的有力支持,安全意识和环保意识薄弱。介绍了秸秆堆腐还田的优势与方式,提出秸秆堆腐还田与黑土肥力的协同发展。未来,秸秆资源化利用发展将更加注重提高秸秆的多元化综合利用和处理,达到秸秆技术应用与环境保护的双赢效果,为人们创造优质的生态环境,对促进黑龙江农业可持续发展具有非常重要的意义。

黑龙江典型黑土区土壤侵蚀遥感监测技术研究

以遥感和GIS技术为支撑,利用修正后的通用土壤流失方程RUSLE为评价模型,对黑龙江省绥化市2003、2015年的土壤侵蚀量进行了计算,并结合水土流失强度分级标准,生成了黑龙江省绥化市水土流失强度分布图.在此基础上,对黑龙江省绥化市2003、2015年的水土流失现状、空间分布及2003～2015年水土流失的变化及原因进行了分析.结果表明:从2003～2015年间,水土保持措施增加,土壤侵蚀状况有向好的趋势.从统计结果看出,强度、极强度侵蚀面积比例减少,相对的轻度和微度的侵蚀面积增加. 2015年,强度侵蚀等级水土流失面积相比2003年减少522.75 km^2,轻度侵蚀增长近1000 km^2.

黑龙江黑土环境保护研究

为提升黑龙江黑土资源利用率,实现黑土资源的可持续发展,分析了黑龙江省黑土现状及破坏的主要原因,提出了黑土生态保护与防治措施:加强法律法规建设,建立数字化黑土保护系统,建立专业化黑土保护技术创新战略联盟,为保护黑龙江黑土资源提供思路。

黑龙江流域元文化、黑土文化与“一带一路”建设的路径选择

黑龙江流域独特的文化有优势,也有劣势。在“一带一路”建设积极推进过程中,国家设定的“一带一路”北上的目标与黑龙江地域、文化关联密切。发挥元生态文化、黑土文化的优势,避其劣势,奠定黑龙江发展特色,形成黑龙江发展的内外循环,走出发展瓶颈,实现重新振兴。

探析完善黑土地保护生态补偿机制

随着黑土地资源开发利用的程度不断加深,虽然粮食作物产量获得了提升,但是黑土地出现面积减少和质量下降的现象。基于此,相关人员必须以创新、前瞻、发展、综合的眼光看待黑土地问题,从保护土地和生态补偿的层面出发,了解黑土地利用与生态保护之间的关系,改革与创新黑土地保护工作。借鉴成功的案例和经验,立足于实际情况,科学建立完善且符合当前社会发展的黑土地保护生态补偿机制,以确保为黑土地资源保护效率和生态补偿效能的同步提升提供可靠的保障。

黑龙江省黑土地保护性耕作实施基本情况及问题研究

黑土有机质含量丰富,土壤养分高,是全球最优质的土壤资源之一,更是国家的宝贵战略资源。黑龙江省地处中国东北部,黑土区土壤肥沃,是国家重要的商品粮基地。但是近年来由于水土流失等原因造成黑土肥力下降、黑土层变薄等相关问题,需要全面推行黑土地保护性耕作方法。运用数据分析法,参考文献法等方法,对黑龙江省黑土地保护性耕作实施的基本情况及问题进行分析。在黑土地保护性耕作实施过程中,面临着农户对黑土地保护耕作方式认知程度偏低、技术运用不规范、技术种类和机具数量偏少、缺少黑土地保护性耕作长效机制等现实问题。因此,提议从提高农户认知程度、建立大面积黑土地保护性耕作示范基地、提升政府扶持力度、为黑土地保护性耕作技术研发和装备供给提供专项资金、建立黑土地保护性耕作长效机制等方面建设黑土地保护性耕作的发展之路。

黑龙江黑土地保护利用对碳储量的潜在影响

基于2000-2020年黑龙江省土地利用数据,利用CA-Markov模型模拟2030年黑土地保护利用情景,采用InVEST模型测算不同情景下的碳储量时空变化差异,并耦合分析景观生态风险响应。结果表明:1)黑龙江省2030年黑土地保护利用情景相较于自然发展情景的耕地被占用情况得到有效缓解,耕地显著增加,林地减幅放缓,建设用地也得到有效管控。2)至2030年,自然发展情景和黑土地保护利用情景下的碳储量分别为7629.49×10^(6)、7759.75×10^(6)t,黑土地保护利用将减少130.26×10^(6)t的碳损失。3)在黑土地保护利用情景下,建设用地合理扩张和未利用地有效利用,使碳储量面状减少区域大幅缩减,耕地的转入也使省域内出现大量碳储量点状增加区域。4)生态风险与林地、草地、建设用地和未利用地碳储量间呈负相关,与耕地、水域碳储量呈正相关,未来应充分考虑各地类占比和分布,以保障区域生态安全。

黑龙江省大豆施硫效果的研究

不同品种硫肥在大豆上的试验结果表明 :硫对大豆的生长发育有促进作用 ,并能提高产量 ,增产效果较好的是硫铵和硫黄 ,增产 6 4 %～ 11 4 %。不同用量硫肥在大豆上的应用效果表明 :随着硫肥施用量的增加 ,大豆的产量增加 ,S2 增加 6 6 %～ 8 6 % ,S4 增加 9 2 %～ 10 6 %。另外 ,施含硫肥料能缓解土壤硫素的消耗 。

黑土培肥与土壤物理性质关系的研究

本文对黑龙江省黑土培肥与土壤物理性质的关系作了研宄。结果表明,施用猪厩肥可提高土壤肥力,提高土壤团聚体水稳性指数,增加团聚体内孔隙数量,降低土壤容重,提高土壤贮水量,增加土壤供水强度。研究结果为减少土壤耕作次数提供了理论依据。