不同施氮量对旱作春小麦农田土壤温室气体排放的影响

本文以长期施氮春小麦农田为研究对象,施氮水平为0、75.0、115.0、190.0 kg·hm^(-2)。采用静态箱-气相色谱法测量土壤温室气体排放通量。在整个生育期,春小麦农田土壤为CO_(2)、N_(2)O排放源和CH_(4)吸收汇。与N0相比,N_(2)和N3处理CO_(2)排放量分别增加了8.57%和19.34%,N1、N_(2)和N3处理土壤N_(2)O累积排放量分别增加了5.91%、72.89%和86.78%;施氮对土壤CH_(4)吸收无显著影响,N_(2)、N3处理综合增温潜势分别增加了11.03%、21.81%(P<0.01);较未种植小麦土壤,种植小麦显著增加了土壤CO_(2)累积排放量,N0、N1、N_(2)和N3处理分别增加了61.29%、24.94%、57.00%和74.03%,显著降低39.44%土壤N_(2)O排放量(P<0.01),对CH_(4)吸收量无显著影响(P<0.05)。结论表明,施氮显著增加了土壤CO_(2)和N_(2)O排放,施氮量为190.0kg·hm^(-2)处理排放量最高;小麦生长增加了土壤CO_(2)排放,降低土壤N_(2)O排放量;CO_(2)排放通量和CH_(4)吸收通量与土壤含水量均呈显著负相关,CH_(4)吸收与土壤温度呈显著正相关。

陇中黄土高原春小麦品种和优化施肥

【目的】研究陇中黄土高原不同施肥和品种对旱作春小麦养分含量及产量的影响,筛选施肥与品种的高产高效组合。【方法】以陇中黄土高原春小麦为研究对象,分析不同施肥(N:单施有机肥、M:单施氮肥、NM:氮肥有机肥配施)及不同品种(甘春27号、甘春32号)处理下春小麦干物质量、化学计量特征及产量的变化规律。【结果】(1)NM处理可显著提高春小麦干物质量、全氮含量和产量。(2)同一施肥处理下甘春32号干物质量,茎、叶中全氮含量,穗粒数,穗数和产量均高于甘春27号。(3)不同施肥与品种组合处理下春小麦全氮含量和产量均存在显著差异,其中,甘春32号NM处理下春小麦干物质量、全氮含量和产量最高。NM处理可以缩小不同品种春小麦产量的差距。M处理显著降低了甘春27号根、叶干重,但对甘春32号无显著影响。【结论】在陇中黄土高原旱作地区,甘春32号选用氮肥有机肥配施是春小麦高产高效组合。

陇中黄土高原夏季地表辐射特征分析

利用实测辐射资料揭示了陇中黄土高原半干旱区夏季辐射特征。结果表明:该地区夏季晴天辐射比较强烈,总辐射最大瞬时值超过1000W·m-2,有时甚至超过太阳常数。春小麦下垫面平均总辐射与典型晴天的日变化比值在0 6～0 8之间,净辐射比值在0 4～0 6之间,在裸地时也表现出同样的特点,表明在半干旱区云和降水对地表辐射的影响比较大。此外,日平均反射率起伏较大,最大为0 24,最小为0 11;春小麦下垫面的地表反射率为0 17,裸地为0 20。植被叶表面的水珠会导致反射率增大,而风速的增大会引起反射率的突变。受土壤湿度及太阳高度角和天气状况等因素的综合影响,不同天气条件下的地表反射率日变化呈现出比较大的差异。

黄土高原春小麦叶面积指数与高光谱植被指数相关分析

通过田间小区试验,测定了4个春小麦品种(定西24号、陇春8139、高原602和定西38号)在不同生育期和不同种植密度下的光谱反射率及对应的叶面积指数(LAI)。综合分析比较了9个常见植被指数与春小麦LAI的相关性及预测性。结果表明:在4个不同的生育阶段,这9个植被指数与对应的LAI都有很好的相关性以及对LAI有很好预测性,其中以抽穗-开花期植被指数的表现为最好;全生育期这9个植被指数与春小麦LAI的相关性更高,对LAI的预测性更佳,并且大于任何一个生育阶段;其中以近红外与绿光波段的比值R810/R560的预测力最好,故选取R810/R560(x)作为预测全生育期春小麦LAI(y)的最佳植被指数,建立最优模型y=0.1769x1.5261,并采用不同品种和不同种植密度的数据对模型进行了精度分析,结果表明,模拟值和实测值之间的R2平均为0.9280,估算的RMSE平均为0.0762,准确度平均为0.9068,说明此模型具有较好的可靠性和适用性。

陇中黄土高原春小麦光谱反射特征

通过田间小区试验,测定了3个春小麦品种(高原602、陇春8139和定西24)在不同生育期和不同种植密度的光谱反射率及对应叶面积指数(LAI)和地上生物量,分析了其光谱反射的一般特征和红边参数特征以及光谱变量与LAI和地上生物量的相关性。结果表明:在整个波段内,春小麦冠层光谱表现为高原602>陇春8139>定西24,其叶片光谱表现为定西24>陇春8139>高原602;春小麦冠层光谱在可见光波段和中红外波段成熟期明显大于孕穗期,而叶片光谱在近红外波段孕穗期明显大于成熟期;随着种植密度的提高,在近红外波段冠层和叶片的光谱反射率逐渐增加;冠层光谱的红边均具有"双峰"现象,从孕穗期到成熟期,冠层红边位置呈现"蓝移"现象;LAI和地上生物量与冠层光谱变量之间存在较好的相关性。

陇中黄土高原水土流失的人文因素分析

文章选取9个主要的人类活动指标因子，采用灰色系统理论与方法计算了人类活动与水土流失之间的关联度指数，探讨了人类活动对水土流失的干扰度，并以此为基础对陇中黄土高原进行水土流失生态分区。分区结果表明，兰州的人类活动综合干扰度大于12．0，是研究区人类活动干扰强度最大的区域；天水位居第二，干扰度在7．0～12．0之间；临夏、庆阳和平凉位居第三，干扰度在6．0～7．0之间；白银、定西两市是人类活动干扰程度相对最轻的区域，干扰度在5．0～6．0之间。据此，笔者因地制宜地提出了相应的分区治理模式。

施磷对陇中黄土高原春小麦耕层土壤磷组分及有效性的影响

利用2017年设置在定西市李家堡镇麻子川村的长期定位施肥试验,设置4个施磷水平:P1(0 kg·hm^(-2))、P2(75 kg·hm^(-2))、P3(115 kg·hm^(-2))、P4(190 kg·hm^(-2)),测定收获后耕层土壤(0~20 cm)无机磷组分(Ca_(2)-P、Ca_(8)-P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca_(10)-P)、有机磷组分(LOP、MLOP、MROP、HROP)。研究结果表明:土壤磷组分含量变化顺序为Ca_(10)-P>Ca_(8)-P>MLOP>O-P>HROP>Fe-P>Al-P>Ca_(2)-P>MROP>LOP。随着施磷量的增加,Ca_(2)-P、Ca_(8)-P、O-P、LOP、MLOP、MROP、HROP、有效磷、全磷含量增加,增幅为8.41%~56.95%;Al-P、Fe-P、Ca_(10)-P含量先增加后降低,最大值分别为43.45(P2)、37.64(P2)、341.63(P3)mg·kg^(-1),最小值分别为28.63、33.06、321.96 mg·kg^(-1)。随着施磷量的增加,Ca_(2)-P、Ca_(8)-P和MLOP占比增加,增幅分别为28.00%、24.46%、6.37%;Al-P、LOP先分别增加至6.00%(P2)、2.67%(P2)后减小至4.31%(P4)、2.11%(P4);Fe-P、Ca_(10)-P、MROP、HROP减小,减幅分别为5.75%、12.64%、21.37%、6.75%;O-P由9.17%(P1)先减小至8.08%(P3)之后增加至8.80%(P4);PAC(磷活化系数)增加,增幅最大为26.40%(P4);无机磷占全磷的相对含量和无机磷与有机磷之比先增大后减小,分别由增幅的80.41%、4.10%减小至76.32%、3.21%,有机磷占全磷的相对含量先减小至19.59%后增加至23.75%。土壤磷形态对有效磷的直接影响大小顺序为:Ca_(8)-P>Ca_(2)-P>MLOP>LOP>HROP>MROP>Fe-P>Al-P>O-P>Ca_(10)-P。相关分析和逐步回归结果表明,Ca_(2)-P是陇中黄土高原春小麦农田土壤有效磷的最主要磷源,长期施磷肥主要通过提高可供作物直接利用的Ca_(2)-P、LOP和具有缓效作用的Ca_(8)-P、Al-P、MLOP比例,降低土壤中难溶性Fe-P、O-P、Ca_(10)-P、MROP、HROP的比例从而增加有效磷的含量,进而提升了土壤潜在供磷能力。

基于GIS的陇中黄土高原潜在生态环境评价研究

利用 Arc/Info提供的主成分分析方法对陇中黄土高原潜在生态环境进行评价 .首先选取对潜在生态环境影响较大的指标构建数字生态环境模型 ,然后对二级指标体系进行主成分分析 ,获得一级指标指数 ,最后对一级指标体系进行主成分分析 ,获得潜在生态环境评价指数 .主要目的在于提供一种生态环境评价方法 .

陇中黄土高原农业与农村可持续发展研究

本文从资源与环境、经济发展、社会发展、科技支撑4个方面26项指标,运用主成分分析法对陇中黄土高原农业与农村可持续发展状况进行了以定量分析为主的实证研究。结果表明:陇中黄土高原农业与农村可持续发展的能力总体呈现上升趋势;可持续发展的重点在于提高经济发展水平;可持续发展的基础在于利用资源和改善环境;可持续发展的潜力在于应用科学技术;可持续发展的难点在于提高农业现代化水平。

不同氮水平下秸秆、生物质炭添加对旱作农田土壤酸解有机氮组分的影响

为探明不同氮水平下秸秆、生物质炭添加对陇中黄土高原旱作农田土壤酸解有机氮组分的影响,2014年在定西市安定区李家堡镇布设的不同氮水平下秸秆、生物质炭添加定位试验(共9个处理),利用Bremner分级法,对该试验2018年收获后的土壤有机氮组分进行测定与分析。结果表明:在0~30 cm土层(0~5、5~10、10~30 cm土层),各处理酸解总有机氮、酸解氨态氮、酸解氨基酸态氮、酸解未知态氮含量均随土层的加深而降低,酸解氨基糖态氮含量随土层的加深而增加;较之无炭处理(CN0、CN50、CN100处理的均值),生物质炭添加(BN0、BN50、BN100处理的均值)处理可提升酸解总有机氮含量10.12%、9.14%、7.61%(土层由上至下),提升酸解氨态氮含量15.02%、16.25%、17.19%(土层由上至下),提升酸解氨基酸态氮含量13.31%、11.84%、8.74%(土层由上至下),其中BN100处理下对其提升效应最显著;较之无炭处理(CN0、CN50、CN100处理的均值),秸秆添加处理(SN0、SN50、SN100处理的均值)可提升酸解氨基糖态氮含量26.46%、26.51%、25.78%(土层由上至下),其中SN100处理下对其提升效应最显著;不同处理下,有机氮各形态的分布趋势为酸解氨基酸态氮>酸解氨态氮>酸解未知态氮>酸解氨基糖态氮。总之,BN100处理对酸解氨基酸态氮、酸解氨态氮提升效应最显著,进而增加土壤供氮潜力,可筛选为该区春小麦栽培的合理施肥方式。

陇东陇中黄土高原地区生态系统健康现状及生态安全屏障建设评价研究

促进生态系统健康发展,构筑国家西部生态安全屏障是甘肃省在全国生态文明建设中的关键定位。通过评价陇东陇中黄土高原地区生态系统健康现状及生态安全屏障建设情况,为其将来生态安全屏障建设提供决策支持。选用P-S-R模型框架、客观熵值法、模糊数学理论、综合指数(EQ)法,从生态经济(P)、生态环境(S)、生态社会(R)3方面构建了评价指标体系,确定了P、S、R生态系统健康现状级别,综合对比了各市县生态安全屏障建设情况。结果表明:(1)试验区生态经济(P)、生态环境(S)隶属度值分别为0.1030、0.1082,现状属"较健康"等级,生态社会(R)隶属度值为0.0967,现状处于"临界健康"等级,综合健康指数隶属度值为0.3590,总体现状属"临界健康"等级,生态系统健康响应一般。(2)生态安全综合指数为0.7752,生态安全屏障建设处于良好、较安全状态。平凉市综合指数最高(0.8092),属安全状态,庆阳市(0.7927)、定西市(0.7244)次之,会宁县偏低(0.6552),均属较安全状态,反映生态安全屏障建设成效显著,但仍存在自然生态系统脆弱、经济投入不足、环境污染治理压力大、生态环境风险防范能力弱等问题。(3)综上,生态安全屏障可以继续进行恢复与重建,建议提高试验区居民生态建设意识,减少人为因素破坏;加强山洪易发区域及重点流域水土流失防治工作;创新投入机制,加强科技支撑,完善生态补偿机制。

陇中黄土高原半干旱区霜冻时空分异特征

基于1971-2016年陇中黄土高原半干旱区逐日地面最低温度资料,采用气候统计学方法,研究了霜冻初、终日和无霜冻期时空变化、异常分布特征。结果表明:研究区域最早霜冻初日为8月25日;最晚霜冻终日为6月28日;平均无霜冻期125~149 d。近46 a来,研究区域霜冻初日呈推迟趋势,平均每10 a推迟3.1 d,无霜冻期显著延长,平均每10 a延长3.9 d。无霜期日数显著延长,增加了作物生长季热量条件,有利于作物生长季延长,使得喜温和越冬作物适宜种植区域由低海拔向高海拔区域推进。冬小麦、玉米适宜区、可种植区扩大;春小麦适宜种植区、不可种植区缩小;农作物复种指数明显增加,但霜冻波动的不稳定性变化增加了低温冻害的风险。

“文荫武备”理念下陇中黄土高原传统村落的活化及治理研究——以榆中县黄家庄村为例

当前黄土高原地区传统村落面临着失活衰退、治理低效等问题,如何促使传统村落活态化发展,形成长效的治理机制是当前地区传统村落保护发展的焦点。以陇中黄土高原榆中县黄家庄村为例,通过田野调查和深度访谈,建立“文荫武备”规划理念下陇中黄土高原传统村落活态评价指标体系,采用ADL加权求和、变异系数以及IPA分析法判别村落的发展状况,以活态性、长效性为前提,提高陇中黄土高原传统村落活化与治理能力。研究表明:①黄家庄村ADL值为67.03,活态化水平一般,处于“失活”状态。根据分析结果与调研实证,村落可优先从人居优化、文化挖掘、基础建设、主体活力、治理力度等方面促进村落活化,提高治理水平。②结合黄家庄村总体活态得分、指标层、IPA、变异系数综合分析得出,黄家庄村目前在文化特色、基础建设方面活态化发展水平较高,而在人居环境、村落主体和治理水平方面仍有较大发展空间,反映出传统村落的活态化发展是多维度、多层面综合作用的结果。③“文荫”上从人文格局、文化特色、人居环境3个层面提出适宜村落在地活化的路径对策;“武备”上从基础建设、灾害防治、村民主体、产业发展4个层面提出适宜村落长效治理的路径对策,继而建立传统村落文荫武备的长效机制,促进村落可持续发展。

黄土高原春小麦地上鲜生物量高光谱遥感估算模型

通过田间小区试验,测定了4个春小麦品种(定西24号、陇春8139、高原602和定西38号)在不同生育期和不同种植密度下冠层光谱反射率及其对应的地上鲜生物量,分析了春小麦地上鲜生物量随生育期的变化以及地上鲜生物量与冠层反射光谱和一阶微分光谱之间的相关关系,采用相关系数较大的特征波段及其组合构建光谱特征参数以其作为变量,建立了春小麦地上生物量的高光谱估算模型,并对模型进行检验。结果表明:以参数F780和D719为变量的对数形式y=3.9498ln F780+7.0596和乘幂形式y=512.99D7191.0174估算水平最高,前者均方根误差(RMSE)为0.2173,相对误差(RE)为10.45%,预测值与实测值相关系数为0.854;后者RMSE为0.2188,RE为9.96%,预测值与实测值相关系数为0.853。因此,上述两个模型可作为陇中黄土高原地区春小麦地上鲜生物量的最佳估算模型。

陇中黄土高原典型地区滑坡特征参数统计及发育演化机制研究——以天水市为例

天水市是受滑坡灾害严重威胁的山区城市之一，区内广泛发育的黄土滑坡严重制约着城市的建设和经济社会发展。通过研究区已有滑坡灾害研究资料整理分析甄别、室内遥感影像解译和野外实地调查验证等方法建立了详细、可靠的滑坡空间分布数据库，共识别、获取到470个黄土滑坡灾害数据样本。样本的规模均为滑坡面积1×10^4m2以上、滑坡长度100m以上的典型中型以上黄土滑坡。基于SRTM30m分辨率的DEM数据，采用GIS的空间分析模块，结合滑坡数据库，提取出研究区黄土滑坡的平均高程、前后缘相对高差、平均坡度、滑坡面积、滑坡长度和滑动方向等6个特征参数指标。滑坡特征参数统计分析结果表明：天水市辖区的中型以上黄土滑坡特征主要集中于平均高程1200—1400m、前后缘相对高差50～150m、平均坡度10°～15°、滑坡面积1×10^4～10°10^4m^2、滑坡长度200～600m、滑动方向南西-西-北西-北-北东的范围内，滑坡具有低高程、小高差和缓角度的特征，区内地表形态变化较小和坡面侵蚀相对较弱。在上述统计分析的基础上，对天水市区域滑坡发育演化机制进行探讨，并建立滑坡发育演化的机制模式。

陇中黄土高原油松人工林林冠截留特征及模拟

以陇中黄土高原安家沟小流域的油松人工林为对象,于2011年生长季(5—9月)观测其林外降雨、穿透雨、树干茎流及林冠结构特征,采用修正的Gash解析模型模拟林冠截留,研究油松人工林的生态水文过程及影响机理.结果表明:研究期间共观测到19次降雨事件,总降雨量为215.80mm,其中林冠截留48.27mm,占总降雨量的22.4%;穿透雨165.24mm,占同期林外降雨量的76.7%;树干茎流量2.29mm,占同期降雨量的1.1%.模拟的林冠截留量为41.24mm,比实测值低7.13mm,相对误差为14.7%,其中,33.8%和60.0%截留分别在降雨期间和降雨之后蒸发.修正的Gash解析模型对林冠盖度、林冠持水能力、蒸发和雨强有较强的敏感性,而对树干茎流率和树干持水能力的敏感性不高.

陇中黄土高原地区耕地变化趋势及驱动力研究

本文结合1995～2005年陇中地区耕地统计资料,对该区耕地资源利用与变化的基本特征、耕地数量变化的基本过程进行研究,应用主成分分析法对近10年耕地变化的驱动因子进行定量分析。结果表明:①对耕地面积变化的总趋势预测显示,未来耕地面积会逐渐减少;②经济增长与社会发展和农业科技进步是耕地面积变化的主要宏观驱动因子,耕地减少在发生时间上和经济的快速增长基本同步,在空间分布上与地区经济发展速度水平相一致。