生物炭对碱性砂质土壤小麦出苗及幼苗生长的影响

为探究生物炭还田对砂质土壤小麦出苗和幼苗生长的影响及原因。本研究设置2个盆栽试验。试验1比较0%、0.6%、1.8%、3.6%和5.4%(质量分数)5个生物炭梯度对小麦出苗率、小麦萎蔫时含水量和有效水含量的影响。结果表明,随生物炭施用量的增加出苗率及有效水含量呈降低趋势,小麦萎蔫时含水量则与之相反。在此基础上,试验2进一步研究30%~50%(WL)、50%~70%(WF)、70%(WE)3个水分梯度下生物炭施用量与5个生物炭梯度的耦合效应试验,分析其对幼苗生长、土壤pH和EC的影响。结果表明,各水分梯度下施用过量生物炭(3.6%)抑制小麦幼苗生长,WF和WE水分条件下土壤pH和WL、WF和WE水分条件下土壤电导率均与小麦根系活力、植株含水量和地上部生物量显著负相关。综合表明,在碱性土壤中施用生物炭后会提高土壤pH和EC,从而抑制小麦出苗和幼苗生长。     

基于主观偏好和景观空间指标的农业景观特征偏好模型: 以北京市11个农业景观特征区域为例

本研究以北京市11个农业景观特征区域的真实照片为评价资料,通过对46位环境相关专业大学生进行的平衡非完全区组排序评判测试得到他们对不同景观照片的偏好数值。以250m为边长的正三角形在2006年110000土地利用图上截取出照片所对应的数据,根据这些数据计算了反映该照片景观特征的空间格局指数。利用多元逐步回归,以相对应的空间格局指数以及主观判断得到的绿色覆盖度和管理水平等共11个指标,分别针对不同景观特征区域构建景观偏好模型。研究表明,除各指标在权重上的差异外,有些指标在不同特征区域内,甚至在对景观偏好影响的方向上都有所差异:绿色覆盖度、管理水平、斑块黏合度、斑块聚合程度、分维度指数均体现出对景观可视偏好的正向影响,开阔地比例在可视范围体现了对景观偏好的逆向影响,而斑块数量、蔓延度、最大斑块指数、干扰比例和林地比例在不同景观特征分区内则表现不同的影响趋向。     

基于生态学意义可视指标的乡村景观情景可视化评价

获得情景的关键就是辨识和归纳未来变化的方式、途径和关键要素,进而有的放矢地进行情景模拟。目前,一些研究开始通过增减某些关键景观要素来进行乡村景观情景可视化模拟,但还较少将基于生态学意义的可视景观指标运用到模拟的条件之中。本研究将基于生态学意义的可视景观指标应用到乡村景观情景可视化评价的情景设计之中。通过复杂性、自然性、开阔性、一致性和记忆表象5个可视景观指标的专家预期和基于GIS环境的客观分析,确定出不同情景的设计标准,并根据此标准生成原始现状景观、生态保护景观、集约生产景观和旅游休闲景观4个设计情景。通过当地居民、周边利益相关者以及在校学生对4个情景中的乡村景观进行评价,探讨了不同利益相关者对景观情景偏好的选择差异及影响因素。结果表明:参与者对集约生产景观情景普遍不感兴趣;越靠近当地的利益相关者对旅游休闲景观情景的偏好越强、对生态保护景观情景的偏好越弱;人们通过情景得到的感性认识和他们经过理性思考后的选择往往有差异,对景观主观判断上的差异很大程度来自于他们的个人生活背景。基于生态学意义的可视景观指标而构建的情景可视化对反映乡村景观变化、增强相关者决策与设计参与具有重要作用。     

我国农业/农村生态景观管护对策探讨*

农业/农村生态环境综合整治已成为我国目前农业/农村可持续发展的重要任务。农业/农村生态景观建设和管护是生态环境管护的重要内容,也是休闲农业发展、乡村经济发展和文化复兴的基础。本文通过对比分析国内外农业/农村生态环境管护内容、制度以及研究实践,在农业/农村生态环境管护内容下,从生态景观角度,重点讨论了我国农业/农村生态景观管护在认识、工程技术和制度上存在的主要问题:对未来农业/农村的多功能性认识和研究有待提高、生态景观化工程技术有待开发、工程技术精细化和集成化有待提高、农业/农业生态景观管护制度有待完善。在此基础上,文章还提出了我国生态景观管护对策,包括:(1)拓宽和提升我国农业/农村的多功能性,如恢复农业景观生态服务功能、保护农业景观生物多样性、加强灾害适宜性管理及提高水土安全、加强乡村生态景观建设和促进休闲农业和乡村旅游发展等;(2)加强以农户或村集体为主体的管护制度建设;(3)加强部门协同机制和技术集成研究和示范。目前亟需提高公众和管理者对农业/农村生态景观管护的认识,培育良好的管护能力,开展农业/农村生态环境和景观管护工程技术研发、技术集成示范以及适合我国国情的管护制度研究探索。     

不同有机物料还田对华北农田土壤固碳的影响及原因分析

中国农业面临着废弃物数量大、污染严重,农田土壤生产力低的现实问题。该研究以增加农田土壤固碳为目标对砂质农田进行有机物料还田,将秸秆、猪粪、沼渣和生物炭4种物料用尿素调节等氮还田,对农田土壤有机碳、颗粒有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳的含量进行测定,并探究不同有机物料还田对土壤有机碳的影响原因。研究结果表明:物料还田3a后,生物炭、猪粪和沼渣处理土壤有机碳(SOC)比秸秆处理分别高262.4%、26.8%和20.7%;2014—2015年生物炭处理的土壤微生物量碳(MBC)较秸秆处理降低2.9%~35.5%,猪粪处理和沼渣处理的土壤可溶性有机碳(DOC)分别提高17.1%~60.1%和7.2%~64.8%;2014—2015年生物炭、猪粪和沼渣处理土壤颗粒有机碳(POC)较秸秆处理提高10.8%~148.2%、9.5%~58.3%和11.3%~57.6%;物料还田后,土壤总有机碳(TOC)和POC呈极显著的回归关系(R2=0.67,P0.001),土壤DOC与MBC有极显著相关性(R2=0.52,P0.001)。与秸秆还田相比,生物炭还田有利于土壤POC的累积进而促进土壤有机碳的提升,猪粪和沼渣则通过提高土壤MBC、DOC和POC的含量,促进土壤有机碳的周转和固定。从农田土壤固碳角度而言,生物炭,猪粪和沼渣还田优于秸秆还田。     

农业景观中植物篱的建设与管理

农田边界上的植物篱是恢复农业生态系统弹性和提高农业景观质量的重要工具。简述了植物篱的概念及其发展历程,对比分析了国内外植物篱研究与实践的差异,系统地总结了植物篱在农业景观中的模式类型及其在生产、生态、文化和景观特征形成等方面的重要功能,并对其营建和管理经验进行了集成总结,强调植物篱及其网络建设是农业景观建设和土地综合整治的重要内容,具有广阔的应用空间。最后,对我国如何开展植物篱建设进行了初步探讨。     

小尺度乡村景观生态评价及重构研究

本文旨在小尺度上对乡村景观进行生态化评价, 辨识乡村景观建设的主要生态环境问题。在北京市大兴区、河北省曲周县和江苏省常熟市各选取1个研究区, 基于高分辨率遥感影像, 通过实地野外调查建立小尺度景观数据库。从景观空间结构和属性两方面进行评价, 采用情景分析研究乡村景观植被建设潜力。研究结果显示, 不同研究区整体上形成高度相似的网格化景观格局。线状景观组成在3个区域间差异显著, 注重田埂、田间路、防护林和沟渠的建设以维持农田景观多样性。农田防护林普遍存在主林带间隔过大的问题。农田基础设施地表过度硬化成为当前建设模式突出的生态问题, 在大兴区和常熟市分别达到28.46%和56.19%。防护林在林木覆盖率与绿量评价上显示出不弱于面状林地的重要性, 但面临结构简单、树种多样性低下、残缺断带率高达18%~38%的不足。情景评价显示线状植被具备较大的建设潜力, 合理规划能有效提升乡村林木覆盖率0.58%~1.16%、增加绿量2.22%~19.59%。本研究表明, 小尺度评价能辨识出乡村景观建设所面临的主要生态环境问题以及生态景观建设方向。     

纳米纤维素制备碳掺杂ZnO及其对四环素的光催化降解性能

以纳米纤维素(CNF)为生物质诱导剂,通过水热合成法制备了碳掺杂氧化锌(C-ZnO),通过XRD、FT-IR、SEM和DRS对C-ZnO进行了表征,并测试了C-ZnO对四环素的光催化降解性能。研究结果表明:纳米纤维素诱导制备C-ZnO时,分散性较好,晶粒尺寸减小,并实现了碳掺杂,能带宽度有所减小。与普通氧化锌相比,C-ZnO对四环素的物理吸附没有影响,但是光催化降解四环素时,降解去除速率较快。当水热温度为200℃、n(Zn~(2+))∶n(OH~-)为1∶4、硝酸锌与纳米纤维素质量比为100∶1时,制得的C-ZnO光照120 min,四环素的去除率高达96.1%。     

河北省太行山前乡村景观分类与制图研究——以邯郸市三陵乡三村为例

通过乡村景观特征评价进行乡村规划、景观提升是解决当前乡村景观建设问题的重要途径,景观分类是景观特征评价与规划的基础工作。本研究以河北省邯郸西部太行山丘陵至平原过渡区3个典型村落为代表进行研究,通过实地调研获取各景观类的自然属性和社会属性信息,运用ArcGIS空间分析功能生成景观亚类并与高程、坡度指标叠加生成景观单元。最终获得3级乡村景观类型,分别为景观类9类,景观亚类29类,景观单元50类。通过ArcGIS生成直观的多等级景观分类图,不仅体现乡村景观组成,还揭示出景观间隶属关系,为相似区域乡村景观分类与制图提供借鉴案例。     

北京市平原区农田景观及其要素的质量评价研究

农田景观中的防护林、道路和沟渠是土地整治等农田工程项目的重要对象,对于这些要素的评价有利于提高对农田景观要素功能、质量及相互关系的理解。本研究以农田景观要素为评价对象,借鉴层次分析法建立了北京市平原区农田景观评价体系,通过半定量模糊评价法结合实地调研,以北京市平原区的通州、顺义、大兴3区作为案例进行评价研究。结果表明:1)北京市平原区农业景观整体与各要素都处于一般、中等水平,3个调研区之间没有显著差异;2)对4个农田景观要素的评价结果则存在显著差异,道路和沟渠的评分高于中等水平,而防护林和大田低于中等水平;3)4个要素之间的相关系数分析显示,与沟渠相比,防护林和道路对大田整体质量的提升具有更为重要的作用。实地调研显示由于在已有的土地整治工程建设中缺乏对景观生态功能的考虑,北京市平原区农田景观要素存在农田防护林和绿化植被多样性低、大田开阔性不高、道路硬化过度、沟渠污染严重的问题,需在今后的农田工程项目中予以更多重视。