河北省北部森林植被碳储量和固碳速率研究

为了了解河北省北部森林植被固碳能力,本文以该区域阔叶林、针叶林、混交林、经济林和灌丛为研究对象,基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)推荐采用的加拿大林业碳收支模型(CBM-CFS3),利用第7次全国森林资源连续清查数据和野外森林植被调查样地数据,拟合出研究区的蓄积-生物量转换参数和林木器官生物量比例参数,建立研究区内不同森林植被类型的蓄积生长方程、蓄积-干材生物量转换方程、生物量组分比例方程,采用这些方程评估了2010年河北省北部森林生态系统植被碳储量、碳密度和固碳速率。结果表明:拟合的不同森林植被蓄积生长方程的决定系数均大于0.7,蓄积-干材生物量转换方程的决定系数均大于0.8,生物量组分比例方程拟合效果较好,可用于评估该区域森林植被碳汇功能和潜力。2010年河北省北部森林植被碳储量为59.66 Tg(C),平均森林植被碳密度为25.05 Mg(C)×hm^(-2),森林植被固碳速率为0.07~1.87Mg(C)×hm^(-2)×a^(-1);其中阔叶林、针叶林、混交林、经济林碳储量和碳密度分别为30.97 Tg(C)、12.36 Tg(C)、15.73Tg(C)、0.60 Tg(C)和26.09 Mg(C)×hm^(-2)、26.14 Mg(C)×hm^(-2)、24.50 Mg(C)×hm^(-2)、7.53 Mg(C)×hm^(-2)。河北省北部森林植被碳密度与固碳速率均从西北到东南呈升高趋势。造林后森林面积增加6 400 km2,森林植被碳储量增加19.54 Tg(C)(不包括灌丛);林龄结构以中幼龄林为主,未来森林固碳潜力巨大。说明造林在增加森林植被碳储量和提高森林的固碳速率中起到了重要作用。

1982—2015年河北省生态环境支撑区植被覆盖动态及其可持续性

植被是第一性生产者,是维持生物圈物质循环和能量流动的关键因素。河北省建设京津冀生态环境支撑区,植被建设占重要地位。利用1982—2015年的GIMMS NDVI3g数据,经像元二分法获得植被覆盖度,采用最小二乘法趋势分析和Hurst可持续分析方法分析近34年河北省各生态环境支撑区植被覆盖度的空间分布特征与长期变化趋势。结果表明,1982—2015年河北省生长季年平均植被覆盖度为49.4%。34年间,河北省植被覆盖度呈现整体增加的趋势,增加幅度为1.5%/10a,植被覆盖度增加的区域占总面积的90%以上。可持续性上,植被正向变化的可持续性较强,且以持续改善为主。由变化趋势与Hurst指数的耦合信息得出,植被覆盖增加区和退化区的Hurst指数的平均值分别为0.86和0.85,表明未来变化趋势将保持一致,即改善的持续改善,退化的持续退化。

外来调水对华北低平原区地表水和地下水水化学特征的影响——以河北省南皮县为例

华北低平原区有着巨大的粮食增产潜力,同时也是粮食生产和农业水资源矛盾突出的地区。外来调水与浅层微咸水的联合利用是解决区域水资源问题的有效途径之一,同时也将引起区域水循环和水环境的改变。为明确外来调水对华北低平原区地表水和地下水水化学特征的影响,本研究在华北低平原区河北省南皮县域内对调水后不同季节地表水和地下水进行调查和采样,利用水文地球化学和氢氧(d^2H、d^(18)O)稳定同位素相结合的方法,研究外来调水对地表水和地下水转化及其水化学特征的影响。研究结果表明,11月至翌年7月,受蒸发作用的影响,地表水电导率(EC)和钠吸附比(SAR)增加,d2H、d18O同位素不断富集;由于地表水和周围土壤的交换吸附作用使其水化学类型向Na^+、Cl^-和SO_4^(2-)增加、HCO_3^-减少的咸水转变。调水改变了地表水和浅层地下水之间的补给关系,11月至翌年3月,沟渠附近浅层地下水受外来调水直接或者灌溉补给,使得3月浅层地下水EC降低,埋深变浅,部分采样点分布在外来调水的SAR-EC区域。受调水影响,3月沟渠附近浅层地下水水化学类型为Na·Mg·Ca-Cl·SO_4、Na·Mg-Cl·SO_4·HCO_3、Na·Mg-SO_4·Cl·HCO_3等,是11月调水(Na·Mg·CaSO_4·HCO_3·Cl)和浅层地下水(Na·Mg-Cl·SO_4)的过渡类型。3月至7月浅层地下水补给沟渠水,地下水埋深变深,7月浅层地下水水化学类型与3月相似。调水可以季节性地改善区域内沟渠水及其附近的浅层地下水水质,而对深层地下水和坑塘水的水质无改善作用。调水对沟渠水水质的改善体现在调水季节,对浅层地下水水质的改善存在滞后性,2014年11月调水之后,2015年3月浅层地下水的水质得到改善。因此,采用调水和浅层地下水、坑塘水混合灌溉,对合理开发利用区域咸淡水资源以及深层地下水压采,恢复地下水位意义重大。

河北平原农业灌溉以电折水系数影响因素研究

“以电折水”是一种农业灌溉用水的间接计量方法,通过建立灌溉耗电量与取水量之间的定量关系,实现利用灌溉耗电量数据间接求算灌溉用水量。以电折水系数是灌溉取水量与耗电量的比值,其准确性是影响该方法进行灌溉用水间接计量的主要因素。本研究基于县域农业灌溉以电折水系数与地下水位监测结果,分析了河北平原区以电折水系数的区域特征以及地下水埋深对以电折水系数的影响;选择位于山前平原区的中国科学院栾城农业生态系统试验站为典型地点,开展了机井用电量和抽水量关系的灌溉试验研究,分析了灌溉时长、灌溉方式和季节等要素对以电折水系数取值的影响规律。本研究发现:1)同等地下水埋深条件下,山前平原区以电折水系数高于中东部平原区,且随着地下水位埋深增加,以电折水系数降低。地下水埋深每增加10 m,山前平原区深层井以电折水系数降低0.42 m^(3)∙kWh^(−1),中东部平原区深层井降低0.15 m^(3)∙kWh^(−1)。2)灌溉试验结果表明,机井的灌溉耗电量与取水量关系较为稳定,同一机井不同次灌溉之间的以电折水系数波动幅度为5.7%;受地下水水位季节性变化的影响,3月上旬到6月中旬的灌溉季内以电折水系数季节性变化幅度约为±10%;管灌、喷灌等不同灌溉方式对实际以电折水系数具有显著影响,管灌比喷灌的以电折水系数高28.8%。3)目前的河北平原县域以电折水系数测算结果尚不能满足农户灌溉用水计量和水权、水资源税核定的需求,应考虑地下水季节性变化、灌溉技术类型差异和非灌溉用电的影响,进一步提高以电折水方法的计量精度。

河北省地下水压采政策下水价机制调控冬小麦灌水量研究

河北平原长期抽取地下水进行灌溉导致地下水严重超采,引发了一系列环境问题,利用水价机制压采地下水。【目的】研究冬小麦适宜灌水量的水价方案。【方法】依据2007—2016年中国科学院栾城农业生态实验站冬小麦不同灌水次数和灌水量的长期灌溉试验资料,建立了作物产量对耗水和灌水的响应关系,研究了不同降水年型下最优灌水量和灌溉效益随水价的变化,确定了不同灌溉策略下的水价优化方案。【结果】与目前灌溉制度相比,当冬小麦生育期不灌溉时,平均减产达27%,枯水年产量降低近50%,水价的临界值是2.79元/m3,高于这个水价灌水收益为负,低于这个水价,灌水收益为正。为保证农民净收入不变,应平均每季补贴3 678元/hm2。当小麦季地下水消耗不超过100 mm时,平均水价应定为1.37元/m3,平均产量损失8.2%,应给予农民的补贴为2 556元/hm2。当地下水消耗不超过200 mm时,平均水价应定为0.38元/m3,产量平均损失1.3%,应给予农民的补贴为942元/hm2。【结论】宜采用水价加补贴回补方式鼓励农民采取节水灌溉。

河北省生态环境支撑区生态系统服务价值评估

[目的]研究和评估不同生态区主要生态系统服务功能和价值的变化,为区域的生态保护、自然资源核算和生态补偿等决策提供理论依据和参考。[方法]基于1980,2000和2015年的土地利用数据,采用单位面积价值当量因子法构建土地利用二级分类当量表,计算3个时段河北省各生态环境支撑区的生态系统服务价值。[结果]①1980—2015年河北省土地利用的变化主要表现为农田转为城乡建设用地,其他生态用地转为农田的趋势。②以2015年的价格计算,1980—2015年河北省总生态系统服务价值的年平均值约为3.56×10^(11)元。③1980—2015年河北省生态系统服务价值减少约7.00×10~9元。④单位面积生态系统服务价值最高的生态区为燕山—太行山,其次是坝上高原、海域海岸、京津保,最低的为低平原区。⑤1980—2015年京津保生态区生态系统服务价值下降幅度最大为28.1亿元,降低15.0%。[结论] 2000年后的生态环境建设对恢复和提升河北省生态系统服务功能发挥了重要作用。

基于logistic模型的人类开发活动影响下河北省滨海湿地演变驱动分析

[目的]为定量分析河北省海岸带地区滨海湿地向农业开发区域和建设用地开发区域转变的驱动机制,[方法]文章基于遥感数据,采用面向对象与目视解译相结合方法,提取研究区2005年和2013年两个时期土地利用空间格局信息,分析滨海湿地向建设开发区域和农业开发区域演变发生的空间位置信息,并作为空间拟合分析的因变量样本。同时,通过ARCGIS软件基于DEM和专题数据,构建高程、坡度、气温、降水、距城镇距离、距农村居民点距离、距海岸线距离和距道路距离8个自变量样本,使之与湿地空间演变样本进行Logistic回归拟合,计算各自变量的贡献率和演变发生概率在空间上的变化特征。[结果]在湿地向农业开发区域演变的过程中,距农村居民点距离和距海岸线距离两个变量贡献较大,距农村居民点距离减小1个单位,其转变为农业活动开发区域的概率将增大1. 55倍。在湿地向建设开发区域演变的过程中,距海岸线距离、距城镇距离和距农村居民点距离贡献较大,其发生概率随距海岸线距离减小而增大,减小1个单位,概率将增大1. 72倍。[结论]基于概率诊断与RS、GIS技术结合的综合研究方法,可以为定量识别滨海湿地演变的驱动因子的贡献率,为海岸带地区的湿地保护提供科学依据。

高产抗旱节水高水效冬小麦品种鉴选研究

为明确鉴选指标并筛选出适宜缺水地区种植的高产抗旱节水高水效小麦品种,在雨养旱作和常规灌溉条件下对56个河北小麦品种的产量(GY)、耗水量(ET)、水分利用效率(WUE)和农艺性状进行了比较分析。结果表明,河北冬小麦品种的GY、ET和WUE表现稳定,未见极高或极低品种。联合使用产量-水分高效利用指数(YH WUE I)、GY-ET-WUE指数对参试品种进行筛选,可将小麦品种划分为产量-高水效组、高产抗旱低耗水高水效组2个优势组。对2个优势组的品种取交集,最终筛选出5个具有高产、抗旱节水、高水效特征的品种,分别为衡444、衡H116021、科农1223、石麦28和中信麦15。这5个品种的典型特征是株高60~65 cm,穗下节间长度15~20 cm,穗粒数28~35粒,每穗不孕小穗数2~4个。

地下水压采下河北平原冬小麦面积及耗水变化

河北省是我国的重要粮食生产基地,资源性缺水与长期高强度的农业生产,导致河北平原水资源危机进一步加剧。面对水资源安全与粮食安全的矛盾,河北省政府自2014年起实施地下水压采政策,在农业生产上开展季节性休耕、实施旱作雨养、推广节水农业等措施。为探明地下水压采政策下河北平原冬小麦种植面积与耗水特征的变化,本研究利用MODISNDVI数据提取了河北平原2009—2019年冬小麦种植空间分布,结合TSEB(基于双源能量平衡模型)蒸散产品以及农业生产统计数据,对压采政策实施前后进行了比较研究,并调研了相关变化的驱动因素。结果表明:河北平原的冬小麦种植面积在2009—2019年持续增长了18.37万hm^(2),压采政策实施后表现为东部增加西部减少的特征,总体上增加10.4万hm^(2)。通过实地调研发现,农业生产经营者追求种植效益以及城市化导致冬小麦面积减少,政府保障粮食安全的鼓励种粮政策以及冬小麦种植全程机械化程度的提高则促使其种植面积增加。与地下水压采政策实施前相比,压采后冬小麦的蒸散量与总耗水量分别增加32.58mm和10.9亿m^(3)。季节性休耕期间,休耕地不抽取地下水灌溉,相比于麦田,休耕地能够减少73mm的蒸散耗水。2009—2019年冬小麦平均水分利用效率为1.67kg∙m^(-3)。地下水压采政策实施后,2/3地区的冬小麦水分利用效率在逐年提升。农田的破碎化、流转土地经营权不稳定以及农户节水动力和压力不足导致冬小麦节水灌溉普及率不高。面对水粮矛盾,河北平原仍需加强农业节水,真正降低蒸散耗水,才能使其得到缓解。

不同水分传感器在河北平原典型土壤中的测量准确度对比

深入了解不同类型土壤传感器的性能表现对于提高区域土壤含水量测定的准确性具有重要意义。本研究针对河北平原农田土壤,选择了4种典型土壤质地(粉黏土、粉壤土、砂壤土、砂土),通过室内试验,分别研究了5个不同容重(1.40 g∙cm^(−3)、1.45 g∙cm^(−3)、1.50 g∙cm^(−3)、1.55 g∙cm^(−3)、1.60 g∙cm^(−3))下5种常见土壤水分传感器(TDR315H、CS655、5TE、Teros12、Hydra ProbeⅡ)测定含水量的准确度。研究发现:1)在本试验条件下,未经标定的TDR315H、CS655、Teros12、Hydra ProbeⅡ的测量准确度较高,测量误差基本不超过0.03 cm^(3)∙cm^(−3),其中TDR315H的性能表现最好;2)5种类型传感器在粗质土壤中的误差大于细质地土壤,土壤质地对传感器测量准确度的影响远大于土壤容重;3)土壤含水量对传感器的测定准确度也会产生显著影响,随着含水量的变化,测量误差也随之发生变化,且可能存在使传感器测量准确度发生显著变化的含水量阈值。总体而言,在未进行标定的前提下,TDR315H有望直接应用于河北平原农田田间土壤含水量监测。本研究可为土壤含水量监测中的传感器选型提供重要参考。

基于多GCMs模式的气候变化对河北棉花生产与耗水影响评估

气候模式是气候变化影响评估中不确定性的主要来源,前人的研究多采用单个或较少的气候模式进行评估,采用多种气候模式进行驱动可以降低由于气候模式的选择带来的误差。本研究在两年大田试验的基础上对作物模型APSIM-COTTON进行了精细的校验,并选择22个GCMs(Global Climate Models)模式驱动作物模型评估了气候变化对河北棉花生产和耗水的影响。结果显示,在所有气候情景下,未来所有时间段,播期提前,各个发育时期(出苗、现蕾、吐絮、成熟)都较基准期缩短,例如收获期在2090s年代的SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下分别提前15.3 d、21.0 d、30.3 d和35.2 d。年内总蒸散量在多数情景下总体呈增加趋势,在SSP5-8.5情景下2030s、2050s、2070s和2090s分别增加6.5 mm、7.8 mm、14.3 mm和32.7 mm,而灌水量减少25.7 mm、23.8 mm、30.5 mm和29.0 mm。棉花产量在未来则表现出在低辐射下不同年代差异不大,而在高辐射强迫下随着年代增加而降低的趋势。在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下2090s皮棉产量相比基准期分别减少61.5 kg·hm^(-2)、46.6 kg·hm^(-2)、407.1 kg·hm^(-2)和432.5 kg·hm^(-2)。棉花生产和耗水对未来气候变化的响应是气候要素CO_(2)浓度、太阳辐射强度、温度、降雨等综合作用的结果,本研究模拟结果为未来农业措施的响应提供理论支撑。

北方缺水地区农业智慧灌溉应用与发展

水资源紧缺是我国北方缺水地区农业生产面临的主要问题。目前,该区域农业灌溉多采用人工控制灌水量与灌溉时间,这种灌溉方式不仅造成水资源的浪费,也不利于农作物的生长。大力推行智慧灌溉,是实现农业灌溉智能化和科学化、提高水资源利用效率的有效途径。对北方缺水地区智慧灌溉的发展现状和存在问题进行了概述,列举了当前多种农田智慧灌溉技术及其在不同种类农田中的应用状况,提出了发展智慧灌溉的建议与展望,以期为我国北方缺水地区农业智慧灌溉的推广与应用提供参考。

华北山前平原区厚包气带次降水入渗补给定量估算

降水入渗补给定量估算对于区域水资源评价具有重要作用。在干旱半干旱地区,年降水入渗补给量通常取决于年内几次集中的降水特性。因而,开展次降水入渗补给机理研究,建立次降水入渗补给量估算方法,有望提高干旱半干旱地区入渗补给量评估的科学性和准确性。本文以华北山前平原地下水深埋区为例,利用中国科学院栾城农业生态系统试验站和河北冉庄水资源实验站实测的土壤含水量、土壤水势、地下水补给量和降水量等长序列资料校准Hydrus-1D模型,模拟日降水入渗补给过程,构建具有物理意义的次降水入渗补给事件划分标准,深入研究华北山前平原地下水深埋条件下次降水入渗补给机理,定量估算次降水入渗补给量,建立次降水入渗补给量和次降水量间的定量关系。研究结果表明:次降水入渗补给量具有较大的变异性,次降水入渗补给量与次降水量或次总有效水量(次降水量+前期200 cm土壤储水量)呈显著相关关系(P<0.01),决定系数(R^(2))达0.801~0.962;但次降水入渗补给系数与次降水量无显著相关关系,这是由于次降水入渗补给系数不能反映降水前期土壤水分条件对补给的影响。因此,在地下水深埋区,不建议利用次降水入渗补给系数来估算次降水入渗补给量。本研究结果对区域地下水资源评价具有重要理论意义。

河北平原34年来气候变化趋势分析

基于河北平原49个气象台站的逐月气象资料，利用Hargreaves模型模拟分析了1966年-1999年共34年时间序列上河北平原的蒸散、降水和气温等气候变化。结果表明，在时间序列上的四季和年蒸散变化中，春季表现为上升趋势，其他季节和年蒸散则均呈下降趋势，其中夏季蒸散呈幂函数下降并达显著水平（P〈0．05），年蒸散也表现为幂函数下降趋势，34年间蒸散的平均下降速率为7．4mm／10年。降水的变化则表现为春冬季节上升，夏秋季节下降，年变化呈线性下降趋势，下降速率为16．67mm／10年。河北平原四季和年平均气温均呈现线性增加趋势，除夏季之外，其他季节均温和年均温的增高均达极显著水平（P〈0．01），年均温的增温速率为0．38℃／10年。降水的平均下降速率大于蒸散的平均下降速率，加上近年来平均气温的逐渐升高，表明34年来河北平原的气候趋向干旱化。

农业技术和气候变化对农作物产量和蒸散量的影响

随着农业生产条件的改善、品种改进和有利的气象条件的变化,世界各地的作物产量得到大幅度提高,但作物的蒸散量却未出现大幅度提高。本文以石家庄气象站1955-2007年的气象资料为基础,分析了河北省冬小麦和夏玉米生长期间主要气象因素变化,结合中国科学院栾城农业生态系统试验站长期定位灌溉试验的研究结果,分析了农业生产条件和气象因子变化对冬小麦和夏玉米产量及耗水量的影响。结果表明,1955-2007年冬小麦和夏玉米生长季的气象因子发生了变化,日照时数、相对湿度、风速、气温日较差显著降低,最低气温、平均气温和积温显著升高,气象因子的变化对作物总蒸散量未产生明显影响,但由于降水减少,作物生长期间的灌溉需水量呈增加趋势。长期灌溉试验结果表明,随着农业生产条件的变化和品种的改良,冬小麦和夏玉米的产量不断增加,而耗水量的增加幅度小于产量增加幅度,夏玉米的耗水量呈稳定状态。节水技术的推广和应用对维持耗水量稳定起着非常关键的作用。

中国农牧系统养分管理研究的意义与重点

中国由于农牧分离和不合理的养分管理方式导致了农田硝酸盐淋失、水体富营养化、氨挥发和温室气体排放等环境问题日益严重。研究中国"土壤-作物-畜牧业"生产系统(即农牧系统)养分流动特征,通过优化农牧系统养分管理,保持养分合理流动与循环,减少各个环节的养分环境排放,提高系统利用率是农牧业可持续发展的关键,也可为"化肥减施"、"有机肥替代化肥"、"畜禽养殖废弃物资源化利用"和"面源污染阻控"等国家行动提供科学依据。本文对中国农牧系统养分投入、利用率和环境排放等特征、国内外农牧系统养分管理研究进展进行了分析,提出中国农牧系统养分管理研究重点。目前中国农牧系统养分流动特征是过渡依赖化肥养分投入提高粮食和饲料产量,进而支持集约化畜牧业发展;而农牧分离的生产方式导致了农牧系统养分流动效率低,环境排放高;都市圈及其周边是排放的热点区域。国际研究经验表明,农牧结合是可持续集约化农业的必然出路,农牧结合的核心是通过改善畜禽粪尿管理,减少养分的损失和提高养分在农田循环的比例和数量。兼顾提高农牧业生产力和保护环境的"土壤-作物-畜牧业"系统养分管理已经成为全球关注的焦点。未来,中国农牧系统养分管理研究应包括:(1)典型农作系统"土壤-作物-畜牧"系统养分流动规律和环境效应的定量研究;(2)有机肥替代化肥机理与调控途径研究;(3)畜禽粪尿养分循环利用机理和减排技术研究;(4)高产高效"土壤-作物-畜牧"系统设计研究。

华北平原冬小麦-夏玉米农田蒸散观测对比研究

华北平原是我国的粮食主产区之一,然而该地区水资源非常短缺,精准测算农田蒸散量(ET)对于该地区合理配置水资源、提高农业用水效率具有非常重要的科学意义和实践价值。本研究利用涡度相关法、水量平衡法和蒸渗仪法对2013年10月—2018年9月的华北平原典型冬小麦-夏玉米一年两熟农田生态系统ET进行了连续的观测对比研究。结果表明:3种方法测定的ET季节变化趋势基本一致,且不同方法间ET变化显著正相关,相关系数r>0.90;总体表现为蒸渗仪法最高,水量平衡法和涡度相关法较低,水量平衡法计算的ET与蒸渗仪法和涡度相关法相关性均为在0.94,因此其更适于不同尺度ET变化的验证研究。全年来看,水量平衡法测得的平均年ET为788.6 mm,比涡度相关法(717.9 mm)高9.8%,蒸渗仪法测得的年ET为906.4 mm,比涡度相关法高26.2%。冬小麦关键生育期(拔节期、抽穗期、灌浆期)的ET占生育季总ET的57.3%~61.5%,夏玉米关键生育期(抽穗期、开花期、灌浆期)的ET占生育季总ET的58.5%~61.6%。综上,在ET变化及其影响等研究中可以根据研究内容及情况结合各种方法优缺点,选择适宜的观测方法。

谷子及杂交种的水分利用效率以及节水技术研究思考

在有限水资源下实现张杂谷等杂交谷子节水高产及水资源的合理利用,可为我国粮食安全及农业的可持续发展做出贡献。从谷子及杂交种的抗旱节水特点、水分利用特性、现阶段以地膜覆盖为主的节水技术以及节水机理3个方面阐述了当前研究进展。并根据张杂谷等杂交种生产特点和区域特性,提出谷子以及张杂谷等杂交种未来提高水分利用效率的问题和研究重点。主要包括旱区雨水高效利用、半干旱区调亏灌溉、高水效品种以及综合节水研究等。为谷子以及杂交种发展和种植区域扩大提供参考。

抗蒸腾剂研究及其在农业中的应用

作物应对干旱胁迫时,气孔在协调蒸腾和光合作用方面起到了关键作用。越来越多的研究者们开始关注气孔行为与植物抗旱能力之间的关系。在农业生产上,研究者们通过不同方式调节气孔运动和改善气孔微环境,在提高作物抗旱性的同时促进作物产量形成。其中提高作物抗旱能力的一种有效方式就是使用抗蒸腾剂。本文介绍了近些年研究较多的成膜型抗蒸腾剂和代谢型抗蒸腾剂的作用机理,并对两类抗蒸腾剂的应用效果进行了比较。最后提出了抗蒸腾剂研究新动向,一是数学模型在抗蒸腾剂研究中的应用,将抗蒸腾剂对植物作用分解为环境因子变化并引入光合作用-蒸腾作用-气孔导度耦合模型,从而建立抗蒸腾剂新品种快速筛选与适用性评估机制的可能性;二是通过红外测温法评估抗蒸腾剂效果,红外测温法能够快速获得大面积植被蒸腾瞬时信息且测温仪便于携带,在田间试验中可用于喷施抗蒸腾剂后作用效果连续观察,并且基于测定数据计算作物水分亏缺指数(CWSI)在抗蒸腾剂改变作物抗旱能力研究方面具有较高应用价值。最后指出未来抗蒸腾剂研究应针对作物不同生育阶段特点与生产要求,建立包括多种抗蒸腾剂品种在内的组合使用方法,进一步扩大抗蒸腾剂应用范围,优化其使用效果。

京津冀地区农业生产与水资源利用:历史与适水转型

京津冀地区是资源型缺水地区,也是我国的主要农业区之一。本文对京津冀地区农业生产和灌溉水资源利用的历史阶段特征和适水转型进行了分析,对京津冀地区农业适水转型路线提出建议。1970年代末以来,井灌为主的灌溉体系基本覆盖平原农区,小麦玉米占优的作物结构形成,蔬果产能快速扩大。粮食产量从2136.2万t增加至3944.8万t,蔬菜产量从1093.7万t增加至5508.4万t,水果产量从144.0万t增加至1505.2万t。灌溉占地下水消耗的70%,是京津冀平原区地下水超采的主要原因。近40年来,京津冀三地农业的差异化发展强化了河北省在京津冀农业生产中的重要性和基础性功能,也加重了河北平原农业生产和资源节水压力。现有田间试验和作物模型研究结果表明,通过优化轮作模式,降低复种指数,将小麦-玉米一年两熟灌溉高产模式调整为两年三熟或者三年四熟,减少高耗水的小麦,适度增加杂粮、薯类或将夏玉米改为春玉米等措施,可在较小产量损失下,达到农业耗水与水资源条件的平衡。现有研究明确了通过压缩高耗水作物构建适水种植结构的总体方向,但对于不同适水轮作模式在中长期时间尺度上的产粮能力与耗水强度的交互关系仍不明晰,实用高效的适水田间管理与生产技术支撑体系也需不断完善。在政策层面,需健全京津冀地区农业综合规划与产业发展体系,统筹长期目标和短期措施,在保障区域粮食安全和农产品生产稳定的前提下,有序地推进京津冀地区农业生产的适水转型。