The Models for the Development of Specialty Agriculture in the Hilly Areas of Southern Ningxia: Are They Truly Effective?

The development of specialty agriculture is of great significance to western China's agricultural structure adjustment,and it's an essential way for the construction of ecological agriculture in Southern Ningxia mountainous area.This paper makes a summary about the development status of specialty agriculture in Southern Ningxia Mountainous Area and put forward the basic benefit goal and problems needing attention.On this basis,the paper studies the development pattern of specialty agriculture in Southern Ningxia Mountainous Area from the aspects of production factors and industry.This paper suggests that the development pattern of specialty agriculture in Southern Ningxia Mountainous Area should combine the regional agricultural pattern and innovative organization structure pattern,demonstration agriculture and market-directing pattern,engineering agricultural pattern and enterprise-driven pattern.The development of specialty agriculture in Southern Ningxia Mountainous Area should promote the three patterns,in order to achieve the construction of ecological agriculture and agricultural structure adjustment.

宁南黄土区不同人工植被类型深层土壤水分亏缺评价

【目的】开展评估不同人工植被类型深层土壤水分亏缺程度,能为区域科学合理实施植被恢复策略提供理论依据。【方法】以宁夏彭阳中庄小流域5种不同植被类型(山桃林、沙棘林、柠条林、苜蓿地,农田为对照)为研究对象,采用土壤水分相对亏缺指数(CSWDI)和干燥化指数(SDI)定量评价模型,对不同植被类型下0~1 000 cm土壤水分亏缺及干燥化程度进行定量化分析与评价。【结果】不同植被类型深层土壤水分变化特征差异明显,0~1 000 cm平均土壤水分含量呈现出农地(16.29%)>山桃林(13.06%)>沙棘林(12.22%)>柠条林(9.12%)>苜蓿地(8.08%)。在垂直剖面上,土壤水分随土层深度增加总体呈现先减小后增加再逐渐稳定的趋势。在0~1 000 cm农地基本没有水分亏缺和干层发生,山桃林、柠条林、沙棘林和苜蓿地均呈现不同程度的土壤水分亏缺现象,平均土壤水分相对亏缺指数分别为0、0.22、0.62、0.35、0.79,平均土壤干燥化指数分别为185.5%、67.45%、51.55%、87.35%、36.10%,5种植被类型中苜蓿地土壤水分亏缺最严重,其次为柠条林、沙棘林、山桃林、农地。山桃林、柠条林、沙棘林、苜蓿地均有不同程度的干层分布,分别呈现中度、轻度和严重干燥化,干层厚度(DSLT)分别为890、860、800、920 cm,DSL-SWC分别为12.42%、8.14%、11.56%、7.76%。【结论】宁南黄土区不同人工植被类型对深层土壤水分亏缺具有明显影响,导致不同程度土壤干层发生,其中苜蓿地土壤水分亏缺最严重,应采取相应措施恢复土壤水分,促进区域水土资源可持续利用和生态健康发展。

宁南黄土丘陵区不同植被下土壤入渗性能

应用新型的坡面人工模拟降雨条件下径流-入渗-产流测量仪器,野外测定了宁夏南部山区不同植被下不同雨强的土壤入渗性能,并分析了不同植被下土壤团聚体含量与土壤稳渗率的关系.结果表明,不同植被类型土壤入渗率与降雨历时之间的关系曲线均符合幂函数y=a+be-cx(R2=0.9678～0.9969).随着雨强的增大,坡耕地的土壤稳渗率降低,而苜蓿地、天然草地及柠条林地则增大.20mm.h-1雨强下,土壤降雨入渗转化率依次为苜蓿地>坡耕地>天然草地>柠条林地;40和56mm·h-1雨强下,土壤降雨入渗转化率依次为苜蓿地>天然草地>坡耕地、柠条林地;土壤降雨入渗转化率随着雨强的增大而降低.坡耕地退耕后,随着植被的恢复,土壤>0.25mm水稳性团聚体含量增加,土壤入渗性能提高.研究区植被的恢复与重建改善了土壤结构、提高了土壤入渗性能和坡面降雨利用潜力.

宁南黄土丘陵区不同生态恢复与重建中的土壤水分变化研究

针对宁南黄土丘陵区存在的生态脆弱、环境恶化的突出问题,对黄土丘陵区不同生态恢复过程中的土壤水分变化进行了研究。研究结果表明:在退化山地的植被恢复过程中,0￣60cm土层,土壤水分含量随恢复年限的增长而增加,在60cm土层以下,土壤含水量随着退耕年限的不断增长不断减小;对于不同恢复方式的土壤水分含量,88542水平沟>人工草地>鱼鳞坑>天然草地;对于不同植被类型的土壤水分含量,草地>灌木地>林地;对于不同地形的土壤水分含量,阴坡>半阴坡>阳坡,坡下部>坡中部>坡上部,并且随着坡度的不断增加,土壤水分含量不断减小。

宁南黄土丘陵区马铃薯连作土壤养分、酶活性和微生物区系的演变

采用常规方法研究了宁南黄土丘陵区马铃薯不同连作年限土壤养分、酶活性及微生物区系组成的演变趋势。结果表明,宁南黄土丘陵区土壤有机质及全氮与土壤微生物数量和酶活性均呈显著正相关;马铃薯连作4年引起土壤有机质、全氮、全磷及全盐含量显著下降,而土壤pH、磷酸酶和过氧化氢酶活性显著增加;试验区土壤微生物区系组成中细菌占微生物总量的80%以上;随连作年限的延长,土壤真菌比例逐渐上升,土壤放线菌比例有较大幅度提高,而土壤细菌比例则明显下降。逐步回归分析表明,脲酶、蔗糖酶、真菌、放线菌和细菌都与土壤有机质、全氮及速效氮显著正相关,与过氧化氢酶活性显著负相关;全磷及速效磷只和磷酸酶极显著正相关;土壤pH与脲酶、蔗糖酶及细菌均呈显著或极显著负相关;脲酶与蔗糖酶及细菌、放线菌和真菌之间均呈显著或极显著正相关,与过氧化氢酶极显著负相关。马铃薯连作不仅加重土壤养分亏缺,土壤理化性状恶化,而且导致过氧化氢酶活性显著增加,土壤微生物区系组成发生改变。

宁南山区植被恢复对土壤团聚体特征及腐殖质分布的影响

在野外调查和室内分析的基础上,研究宁南山区植被恢复对土壤团聚体大小、分布和稳定性的影响,并对土壤团聚体中腐殖质的分布加以研究。结果表明,干筛法测定得到的R0.25在53.2%～71.3%之间,MWD在1.98～2.59之间,GMD在0.96～1.14之间,分形维数在2.70～2.83之间;湿筛法测定的R0.25、MWD、GMD均为天然草地最大,25年柠条、15年柠条次之,坡耕地最小。不同植被恢复措施下土壤的腐殖质碳含量在0.53～2.67g/kg之间变化,1～0.25mm大小的团聚体腐殖质碳含量相对高于其他粒级团聚体。逐步回归表明,影响团聚体大小分布和水稳性的因素是1～0.25mm大小的团聚体中腐殖质含量。

宁南山区典型植物根际与非根际土壤微生物功能多样性

选择宁南山区9种典型植物的根际与非根际土壤为研究对象,采用Biolog方法对土壤微生物功能多样性进行了研究。结果表明:9种不同植物根际土壤与非根际土壤的微生物活性(AWCD)、微生物多样性指数和微生物均匀度指数均存在明显差异;除冰草外,其他各种植物的根际土壤的微生物活性AWCD、微生物多样性指数和微生物均匀度指数均比非根际土壤的高;9种典型植物根际土壤微生物主要碳源利用类型是羧酸类和氨基酸类,非根际土壤微生物主要碳源利用类型是羧酸类、胺类、氨基酸类;微生物活性、微生物多样性指数和微生物均匀度指数两两之间均达到了极显著相关,与土壤化学性质各指标之间均未达到显著相关水平。

宁南黄土丘陵区典型水保工程措施对土壤入渗性能的影响

土壤入渗性能是降水向土壤水转化的关键环节。利用双环法对宁南黄土丘陵区实施的88542水平沟整地、鱼鳞坑整地和机修水平梯田3种典型水土保持工程措施后土壤的入渗性能进行了试验研究。结果表明,实施水保工程措施后,土壤的入渗性能得到了明显改善,对土壤入渗性能改善程度表现为88542水平沟>鱼鳞坑>水平梯田,三者的入渗模型以Philip入渗公式精度最高,Horton入渗经验公式精度相对较低。土壤入渗性质的变化主要由于在实施不同水土保持措施后土壤容重和孔隙性发生了显著变化引起的。三种工程措施对土壤容重和孔隙度的改善程度和土壤入渗性能各项指标的变化高度一致。

宁南山区土壤质量对人工植被恢复模式的响应

为了评价人工植被恢复模式对土壤质量的影响，该文以宁南山区7种人工植被恢复模式为研究对象，选取0～10和＞10～20 cm土层全氮、全磷、速效磷、速效钾、有机质、pH值和土壤含水量等指标作为土壤质量评价指标，应用灰色关联模型和聚类分析方法研究植被恢复对土壤质量的影响，确定最优植被恢复模式。结果表明，不同人工植被恢复模式对土壤质量有很大影响，与对照（农地）相比，恢复年限为5、10、15、20 a紫花苜蓿草地和恢复年限为30 a柠条林地均提高土壤质量，其中30 a柠条林地恢复效果最好。随着“退耕还林还草”的开展，在宁南山区，种植紫花苜蓿、建植柠条是较好的生态重建和植被恢复方式。研究结果为宁南山区植被和生态建设提供理论依据。

宁南黄土丘陵干旱区小流域雨水资源潜力研究

针对黄土高原地区水资源严重短缺的态势和生态环境建设的需要,结合国家“十五”重大科技攻关项目“半干旱退化山区生态农业建设技术与示范”专项,以小流域为单元,以雨水资源为研究对象,根据宁南半干旱退化山区典型小流域土地利用现状和相关雨水集蓄资料,计算了彭阳中庄小流域雨水资源潜力,结果表明:(1)示范区雨水资源最大理论潜力为5491000m3,目前就地利用、异地利用和叠加利用3种利用方式的比例分别为36.85%∶1.47%∶61.67%;(2)示范区雨水资源可实现潜力为5479732.3m3,占全流域雨水资源潜力的99.79%;(3)目前试区雨水资源现实潜力量为3863997m3,仅占可实现潜力量的73.43%。从试区雨水资源的可实现潜力来看,还有较大的开发利用潜力。

宁南宽谷丘陵区植被恢复中土壤酶活性的响应及其评价

就宁南宽谷丘陵区不同植被恢复措施、自然恢复不同演替阶段条件下土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性的变化特征及其在土壤质量评价指标体系的作用进行了研究。结果表明天然草地和灌木林地土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性较高,农地和果园土壤酶活性较低,而且变异性较大。土壤过氧化氢酶在不同的土地利用类型之间变化不大,在各用地类型内部及各土样剖面层次上差异也不明显。封禁条件下各种酶活性均表现为表层0～20cm大于表下层20～40cm,表层0～20cm脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性表现长芒草+大针茅>铁杆蒿>长芒草>百里香,过氧化氢酶活性大小为铁杆蒿>长芒草+大针茅>长芒草>百里香。长芒草群落两种土地利用方式下,脲酶活性为开垦地>封禁地,中性磷酸酶则表现为封禁地>开垦地,蔗糖酶与过氧化氢酶差别不大。铁杆蒿群落放牧地的土壤脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶含量均高于封禁和开垦的同土层土壤,封禁的脲酶和蔗糖酶次之,开垦地的脲酶和蔗糖酶最小,开垦地的中性磷酸酶高于封禁地。

不同灌溉方式对宁南黄土丘陵区设施辣椒生长发育及产量的影响

在半干旱黄土丘陵典型区宁夏固原日光温室内进行了不同灌溉方式对设施辣椒生长发育及产量的影响试验。在满足设施辣椒正常生长的情况下,通过设定不同时期不同灌水量,计算不同灌溉方式灌水总量,并测定不同处理下辣椒生长发育指标及产量。结果表明：不同灌溉方式下辣椒株高、茎粗、产量差异明显。毛管滴灌下株高和叶绿素SPAD值最大,膜下沟灌株高最矮,茎粗最粗;膜下沟灌产量最高,相对传统沟灌节水50.3%,其次为滴头滴灌,毛管滴灌产量最低;采用毛管滴灌和滴头滴灌技术,比传统沟灌分别节水71.2%和65.8%,节水效果极显著;膜下沟灌和膜上沟灌较传统沟灌节水50%左右,节约成本达850.5-1 227元/hm2。宁南黄土丘陵区日光温室栽培辣椒从高产角度看比较适合采用膜下沟灌,从节水高效模式来看比较适合采用滴头滴灌。

退耕还林草对黄土丘陵区土地利用的影响

为了检验退耕还林草工程对土地利用的影响,对案例区域--宁夏回族自治区固原市原州区有关政府部门和典型村的农户进行了调查.考察了退耕还林草实施的目标、过程、方式、进度安排,其中存在的问题及各部门的政策建议,收集了面上资料;座谈访问农户的家庭基本情况、退耕还林草工程参与情况、农地地块退耕前后的利用和投入产出状况、家庭各业生产情况等.将调查得到的各种数据输入到Excel软件中,利用统计功能和函数进行分析研究.结果表明,原州区退耕对象的瞄准精度不高,退耕的陡坡地尚不及退耕地总面积的50%;退耕还林提高了林地在土地利用结构中的比重,而草地比重却变化不大;退耕还林草后农户减少了低价值粮食作物的种植面积,增加了收益较好、适合当地生长的作物种植面积;退耕还林草提高了耕地资源的利用效率和效益,提高了平地和缓坡地对陡坡地的替代率;退耕后的耕地集约化程度显著提高,单位面积耕地的有机肥、化肥施用量和劳动用工量增加幅度在30%～75%之间。总体而言,退耕还林草对原州区的土地利用有着显著的正面影响,也存在一些不容忽视的负面影响。

宁南宽谷丘陵区土壤矿质元素与氧化铁的特征

以宁夏固原县上黄村和云雾山自然保护区为研究对象,通过大量的室内分析,研究其土壤中矿质元素的剖面分布状况及其氧化铁的分布特征。结果表明供试土壤土体中矿质元素的含量顺序依次为SiO2>Al2O3>CaO>Fe2O3>K2O≈MgO>TiO2>MnO2。其中硅、铝、铁的在剖面上分布较均匀,钙、镁、钾变异较大,空间分布不均;钛、锰空间变化较小,说明供试土壤处于物理风化阶段,土壤的化学风化程度较弱。氧化铁全量含量变化不大,其剖面各层的游离铁、活性铁和络合铁含量均不高,且空间变化幅度小,表明供试土壤的铁的淋溶状况不明显,土壤风化发育不好,释放出的氧化铁少。

窖蓄雨水与农作物补充灌溉技术研究

宁夏南部山区属典型的旱作农业区，经多年研究的“窖蓄雨水与农作物补充灌溉技术”已在实际应用中取得了一定的进展。现就圆形直立窖的修建工程及利用蓄积雨水补充灌溉小麦、玉米、马铃薯等作物的增产效益，经济效益分析，提出宁南山区利用窖蓄雨水进行补充灌溉农作物，可作为发展旱作农业的一条有效途径。

宁南山区发展窑窖节水农业的依据与潜力

在经济不断发展与人口日益剧增的形势下，缺水已成全球性严峻问题，西北黄土丘陵地区更是如此（地均水量２０４ｍ３／ｈｍ２．ａ，为全国平均数７．８％），其中宁南山区更为贫乏，地均水量为６３０ｍ３／ｈｍ２．ａ，仅占黄土丘陵区与全国平均数的３０．７６％和２．４％，属极贫水地区。相对而言，雨水资源量却较丰富，地均达４０００ｍ３／ｈｍ２．ａ，是地表水与地下水资源量的６．７倍，且有天然集流条件，能就近拦蓄利用，无须高程远距提引，若用于农业节水微灌，其增产效益可达３０％～６０％，单位水效率可达１．５～２．８ｋｇ／ｍ３，故潜力巨大、前景广阔。

宁南半干旱山区雨水资源潜力研究

根据宁南半干旱山区固原上黄试区土地利用现状和相关雨水集蓄资料,计算了试区雨水资源潜力,并对雨水资源开发利用潜力进行了初步分析。结果表明(1)试区雨水资源最大理论潜力为3211420m3,就地利用、异地利用和叠加利用三种利用方式的理论潜力比例分别为28.73%、15.83%和55.44%。(2)试区雨水资源可实现潜力量为3086185m3,占试区雨水资源理论潜力的96.07%。(3)目前试区雨水资源现实潜力为需水总量为1872302m3,占可实现供水量的60.67%。从试区雨水资源的可实现潜力来看,还有较大的开发利用潜力,应适当地扩大雨水资源利用规模和经济效益。

宁南半干旱山区雨水资源高效利用技术研究

计算了宁南半干旱山区上黄示范区的雨水就地利用和径流资源量雨水就地入渗集蓄量95.23×104m3,占雨水资源理论潜力29.65%。雨水径流资源量为15.85×104m3,占雨水资源理论潜力的5.85%,而目前示范区对降雨径流的集蓄能力仅为径流资源总量的17.35%,开发潜力较大。开展了多年的雨水资源就地利用和异地利用技术系统研究,总结出了适宜本地区提高雨水资源利用效率和经济效益的综合技术。

宁南半干旱黄土丘陵区农、草、畜结构优化

根据农业种植业和草畜业协调发展的原则,以农业种植、牧草生产及畜禽养殖取得最佳配合,总体获得最大效益为目标,对宁南半干旱区彭阳县中庄试验示范区农、草、畜结构进行优化,经优化,单位面积耕地粮食作物小麦(Triticum aestivum)、荞麦(Fagopyrun esculentum)及糜子(Panicum miliaceum)的种植比例分别为28%、3%和70%;经济类作物玉米(Zea mays)、马铃薯(Solanum tuberosum)、胡麻(Linum usitatissimum)、三角豆(Cicerarietinum)的种植比例分别为79%、16%、4%和2%。单位面积耕地牛、羊、猪的饲养量分别为3.7头、4.3只和1.7头;单位面积种植耕地的农业种植、饲草种植及畜禽养殖纯收益达到16 116.84元/hm2,比优化前提高了54.41%。优化结果对同类地区生态农业发展结构调整具有一定指导意义。

宁南宽谷丘陵区土壤肥力质量对生态恢复的响应

宁南宽谷丘陵区固原试区经过20多年的综合治理与生态恢复重建,土地利用结构和林草覆盖率发生了很大的变化。针对不同生态恢复措施对土壤肥力质量的影响进行了研究,结果表明天然草地和灌木林地有机质、速效氮和速效钾等养分含量明显高于农地和果园,土壤pH和容重降低,土体中>5mm水稳性团聚体和>0.01mm微团粒的数量显著地增加,土壤的营养状况得到很大改善,结构变好,协调供应养分和水分的能力提高,能促进黏粒形成聚积,提高土壤酶活性,有效地减少水土流失,防止土地退化和保护生态环境。土壤综合质量指数表现为灌木林≈天然草地>人工草地>农地≈果园。