湖北农业科学

李宇翔, 钟菊新, 王磊, 蒋云伟, 宾焕军, 陆炳强, 莫永诚, 李忠义

2022, 61(5): 5-6. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.001

摘要 ( 561 )

PDF (3527KB) ( 233 )

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以Web of Science数据库为基础,对1985—2020年发表的以绿肥为研究主题的文献进行可视化分析,为绿肥研究者跟踪研究前沿、把握研究方向提供理论参考。运用文献计量法,结合CiteSpace和VOSviewer可视化分析技术,绘制了绿肥研究学科知识图谱。结果表明,以绿肥为主题的期刊论文发文量整体呈上升趋势;刊载绿肥研究论文最多的国际期刊是《Agronomy journal》,其次是《Plant and soil》《Indian journal of agricultural sciences》;学科共现特征图谱表明,农学学科发文频次最高,影响力最强,而环境科学的交叉最广泛。在研究国家方面,美国、印度、巴西、中国占据主导地位;在研究机构方面,美国农业部农业研究所发文量最多,其次是加拿大农业与食品学会、中国农业科学院;在研究作者方面,中国农业科学院曹卫东研究员是发表绿肥领域论文最多的学者,形成了以其为核心的绿肥研究团队,其次为菲律宾的Ladha团队、巴西的Neto团队。在研究热点方面,绿肥研究集中在绿肥耕作管理、培肥土壤、氮素利用、固碳减排等领域,尤其是中国农业科学院的曹卫东团队在稻田绿肥紫云英培肥土壤、养分利用及固碳减排等方面取得了显著成绩,具有较强的国际影响力。

江西省不同地市化肥用量分析及对农业产值的贡献

柳开楼, 万长艳, 胡丹丹, 胡惠文, 余喜初, 李大明, 叶会财, 胡志华, 宋惠洁

2022, 61(5): 11-13. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.002

摘要 ( 646 )

PDF (1593KB) ( 583 )

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为指导江西省不同地市的化肥减施增效行动,结合《江西统计年鉴》分析了2012—2014年江西省不同地市的年均化肥用量,并量化了化肥用量与农业产值的相关关系。结果表明,在江西省范围内,氮、磷、钾肥年均用量大体呈现出赣州和宜春明显高于其他城市。同时,氮、磷、钾肥均呈现出南昌、九江、赣州、吉安、宜春、抚州和上饶在全省占比较高,其氮、磷、钾肥在全省的累计占比分别为90.09%、88.77%和91.29%。进一步分析表明,当氮、磷、钾肥的用量增加1万t/年,农业产值可以提升41.38亿~72.59亿元/年。且磷、钾肥与农业产量的拟合方程斜率明显高于氮肥。因此,在后续的化肥减施行动中,江西省应重点关注赣州和宜春的科学施肥问题,尤其是磷、钾肥对农业产值的贡献。

原平市玉米种植区土壤微量元素与有机质和pH的关系分析

陈婷, 李廷亮, 张晋丰, 刘洋

2022, 61(5): 14-19. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.003

摘要 ( 513 )

PDF (1537KB) ( 431 )

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研究山西省原平市玉米种植区土壤微量元素含量情况及其与有机质和pH之间的关系,为当地玉米高产优质生产提供理论依据。根据研究区域玉米种植区划,采集了0~20 cm耕层土壤样品,测定土壤pH、有机质以及微量元素铜、锌、镍、铁、锰、硒和钙的含量,利用Pearson相关分析法和一元线性回归方法对土壤微量元素全量与有机质和pH的关系进行分析。结果表明,原平市土壤有机质含量为4.10~53.98 g/kg,平均值为17.29 g/kg;pH为7.50~8.66,平均值为8.08,表明原平市土壤有机质含量处于中等偏低水平。土壤中的微量元素铜、锌、镍、铁、锰、硒和钙含量的平均值分别为20.61 mg/kg、68.47 mg/kg、33.30 mg/kg、2.92%、578.13 mg/kg、0.28 mg/kg和4.07%,其中,锌、镍、锰、硒的平均值高于山西省背景值,铜、铁、钙的平均值低于山西省对应元素土壤背景值。铜、锌、硒含量与pH呈极显著负相关关系（P<0.01）,铁含量与pH呈显著负相关关系（P<0.05）,钙含量与pH呈极显著正相关关系（P<0.01）;锌含量与有机质呈极显著正相关关系（P<0.01）,铜、硒含量与有机质呈显著正相关关系（P<0.05）,钙含量则与有机质呈极显著负相关关系（P<0.01）。

速生桉对土壤有机质含量及pH的影响

李许明, 黄秋婵, 黎琦琦, 方雪荟, 韦友欢, 李福燕

2022, 61(5): 20-22. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.004

摘要 ( 686 )

PDF (1410KB) ( 435 )

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分析了不同种植年份速生桉对不同深度土壤有机质含量及pH的影响。结果表明,种植桉树对10 cm和20 cm土层有机质含量影响较大,与对照相比,降幅分别达16.32%和23.94%;1~3年生桉树主要影响10~20 cm土层土壤有机质含量,5年生桉树主要影响10~40 cm土层土壤有机质含量。种植速生桉会导致耕地土壤pH上升,其中对10~30 cm土层土壤pH影响较小,对40 cm土层影响较大。从种植年份看,种植桉树第1年对土壤pH影响较小,第5年影响最大。种植桉树对土壤有机质含量和pH有明显影响,特别是5年生桉树对土壤影响最大,建议采取相关措施以保护耕地土壤环境。

生石灰对辽东南地区酸化土壤改良及玉米幼苗生长的影响

张丽丽, 樊叶, 薛兵东, 莫姣娇, 杨海龙, 付俊

2022, 61(5): 23-26. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.005

摘要 ( 730 )

PDF (1445KB) ( 336 )

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采用土壤培养与盆栽方式,探讨生石灰对辽东南地区酸化土壤改良及玉米幼苗生长的影响,并明确其适宜用量。土壤培养结果表明,施入生石灰后土壤pH升高,培养10 d后趋于稳定,生石灰施入量高于1.5 g/kg土壤,土壤pH显著提高。随生石灰施用量的增加,土壤pH提高,二者符合关系方程y = 0.442 8x + 4.725 5（R² = 0.955 7***）。盆栽试验结果显示,施用生石灰可显著提高玉米幼苗株高、地上部干重,同时促进根系生长,提高根冠比。生石灰用量大于1.0 g/kg土壤时,玉米幼苗株高与根冠比显著高于对照,生石灰用量大于1.5 g/kg土壤时,地上部干重显著高于对照。综上,辽东南地区施用生石灰可显著提高土壤pH,缓解土壤酸化,促进玉米幼苗生长,生石灰最低适宜施用量为1.52 g/kg土壤,最高适宜施用量为2.42 g/kg土壤。

喷施螯合态锌肥对水稻产量、锌含量和稻米品质的影响

梅清清,田仓,周青云,武美燕,张文英,田小海

2022, 61(5): 27-31. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.006

摘要 ( 581 )

PDF (2472KB) ( 376 )

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通过2年田间试验（2017 和 2018 年）,探讨了潜在缺锌稻田中叶面喷施螯合态锌肥（氨基酸螯合锌、EDTA螯合锌、黄腐酸螯合锌）和普通硫酸锌对水稻产量、锌含量和稻米品质的影响。结果表明,螯合态锌肥对水稻产量、锌含量及品质提升优于普通硫酸锌,尤其是喷施0.3%黄腐酸螯合锌或0.3%氨基酸螯合锌处理可增加水稻叶片SPAD值和光合作用,提高水稻产量,与不施锌肥（CK）相比,水稻增产4.9%和4.7%; 与普通硫酸锌（0.3%）处理相比,水稻增产2.1%和2.0%,主要是千粒重和结实率增加。同时,螯合态锌肥对水稻子粒锌含量和品质改善有显著影响。与普通硫酸锌处理（0.3%）相比,喷施0.3%氨基酸螯合锌或0.3%黄腐酸锌精米锌含量分别增加33.7%和29.3%,整精米率分别增加7.8%和6.7%,蛋白质含量分别增加29.1%和28.3%。以上结果表明,喷施0.3%氨基酸螯合锌或0.3%黄腐酸螯合锌可在湖北潜江和荆州潜在缺锌稻田中推荐施用。

亚硒酸钠对壶瓶碎米荠生长的影响

麦淑华,杨珖,仇曙,李亚男,陈大清

2022, 61(5): 32-35. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.007

摘要 ( 462 )

PDF (1774KB) ( 309 )

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研究不同浓度亚硒酸钠对壶瓶碎米荠（Cardamine hupingshanensis）生长的影响,以探讨壶瓶碎米荠对亚硒酸钠胁迫的响应。结果表明,0~30 mg/L亚硒酸钠范围内,壶瓶碎米荠的发芽率、成苗率及根长明显提高,并在30 mg/L时达最大值。亚硒酸钠浓度大于50 mg/L时,壶瓶碎米荠幼苗黄化率随亚硒酸钠浓度的提高而提高。在40 mg/L亚硒酸钠处理下,壶瓶碎米荠的株高及生长量均达最大值。与对照相比,低浓度亚硒酸钠显著提高了壶瓶碎米荠的生物量。壶瓶碎米荠的CAT活性总体呈先上升后下降的趋势,并在150 mg/L亚硒酸钠处理下达最高值; POD活性呈先下降后上升的趋势,在400 mg/L亚硒酸钠处理下达最高值。

沼肥对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

曹宇东,阴美晓,田永兰,张化永

2022, 61(5): 36-40. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.008

摘要 ( 481 )

PDF (3256KB) ( 403 )

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分析了不同沼肥对玉米（Zea mays L.）种子萌发及幼苗生长的影响,其中沼肥分为沼液和沼渣两部分,分别用作浸种液和有机肥。结果表明,50%的沼液浸种（除玉米秸秆沼液）对玉米种子发芽率和发芽势有抑制作用,而玉米秸秆沼液能促进玉米种子发芽,其发芽率、发芽指数、活力指数分别比对照增长了2.69%、5.04%和131.60%; 所有沼液处理均能促进玉米幼苗芽和根的生长,酒渣沼液和葡萄藤沼液分别对芽重和根重促进作用最明显。沼渣对玉米种子的发芽率没有促进作用,对玉米幼苗株高（除葡萄藤渣）、生物量有促进作用,其中牛粪沼渣的促进作用最明显,株高和鲜重分别较对照提升14.55%和66.81%。综上所述,沼肥对玉米种子的发芽作用表现为无明显作用或一定程度的抑制作用,但对幼苗生长有明显的促进作用。

农业废弃物还田对小白菜农艺性状的影响

梁天财, 王德全

2022, 61(5): 41-44. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.009

摘要 ( 462 )

PDF (1415KB) ( 188 )

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通过小区试验,探究了农业废弃物还田对小白菜（Brassica chinensis L.）农艺性状的影响。结果表明,菌渣不同还田量对小白菜农艺性状的影响不同,与对照相比,高量还田效果最好,小白菜株高、叶片长、叶片宽、叶柄长和单株鲜重分别提高了20.8%、15.8%、26.1%、26.2%、35.9%,均显著高于对照;锯末直接还田对小白菜农艺性状具有抑制作用,不宜直接还田,应进行发酵腐熟处理;西红柿秸秆中量还田对小白菜株高、叶片长、叶片宽、叶柄长和单株鲜重提高幅度分别为15.7%、11.5%、39.4%、15.1%和19.8%,均显著高于对照;菌渣还田处理的小白菜株高、叶片长、叶片宽、叶柄长和单株鲜重与对照相比,增幅分别为12.4%、7.9%、18.2%、14.3%和22.0%,差异均达极显著水平。总之,菌渣还田小白菜生长指标优于西红柿秸秆和锯末还田,可在今后蔬菜生产上加以推广应用。

浙江凤阳山蝴蝶群落多样性变化规律研究

李秀芳, 刘萌萌, 姬婷婷, 李泽建

2022, 61(5): 45-55. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.010

摘要 ( 459 )

PDF (1522KB) ( 449 )

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2017年4—9月和2018年4—9月,选取浙江凤阳山作为研究区域,以蝴蝶为研究对象,采用样线监测法对凤阳山区域7条样线每月进行蝴蝶物种监测,并运用Excel软件对7条样线蝴蝶群落的多样性指数（H′）、物种丰富度（R）、优势度指数（D）、均匀度指数（J）与样线间相似性系数（j）等数据进行分析。结果显示,2017—2018年凤阳山共监测蝴蝶5科108属228种4 688只;蛱蝶科最为丰富,42属107种2 255只,占比分别为38.9%、46.9%和48.1%,是凤阳山的优势类群;蝴蝶物种多样性指数（H′）以大赛村样线（ Ⅰ ）最高,以炉岙村样线（ Ⅵ ）最低;蝴蝶物种丰富度（R）以沙田村样线（Ⅲ）最大。调查发现5—7月蝴蝶种类和数量较多,8、9月次之,4月最少。研究结果表明生境类型、公路建设、旅游开发和气候变化对凤阳山蝴蝶物种分布有一定的影响。

从江田鱼肠道微生物多样性分析

李小义, 申晓东, 张效平, 杨星, 关梅, 王雪

2022, 61(5): 56-59. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.011

摘要 ( 475 )

PDF (3684KB) ( 203 )

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对不同养殖时间点（1 d、2个月、5个月）的从江田鱼肠道细菌进行了测序分析。结果表明,RS1（1 d）和RS3（5个月）组样品肠道细菌多样性高于RS2（2个月）组。门水平分析,RS1组样品中厚壁菌门（Firmicutes,33.43%）、蓝细菌（Cyanobacteria,28.15%）、变形菌门（Proteobacteria,22.94%）和拟杆菌门（Bacteroidetes,9.79%）为主要优势菌;RS2组样品中的优势菌门为变形菌门,所占丰度为94.05%,其次为厚壁菌门（2.58%）、梭杆菌门（Fusobacteria,2.05%）和放线菌门（Actinobacteria,0.68%）。RS3组样品中优势菌门为蓝细菌（40.69%）、变形菌门（31.65%）、梭杆菌门（10.30%）和厚壁菌门（8.89%）。属水平分析, RS1组微生物多样性较高,未分类的蓝细菌（unidentified Cyanobacteria,28.11%）丰度最高,其次为Romboutsia（13.33%）、未分类的梭菌属（unidentified Clostridiales,8.37%）、鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas,4.62%）等菌属。RS2组样品中,气单胞菌属（Aeromonas）相对丰度最高,为68.86%。RS3组样品中,未分类的蓝细菌相对丰度最高,为40.63%;其次是气单胞菌属（12.41%）、鲸杆菌属（Cetobacterium,10.20%）等菌属。研究结果表明,稻田养殖系统中从江田鱼的肠道细菌群落在不同生长阶段变化明显。

陕西省能源植物黄连木种植土地资源分析与预测

周熙, 马智民

2022, 61(5): 60-65. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.012

摘要 ( 467 )

PDF (2244KB) ( 278 )

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针对当前化石能源日渐短缺的问题,结合当前生态文明建设的发展主题,对作为最有潜力的可再生能源之一的能源植物黄连木（Pistacia chinensis Bunge）种植的土地资源利用情况进行分析与预测。采用多因素法,结合相关政策和黄连木生长习性设立指标,利用土地利用、温度、坡度等因素对陕西省境内可种植黄连木的土地资源进行分析;基于CA-Markov模型对2020年陕西省土地利用覆被情况进行预测,从而预测2020年可用于黄连木种植的土地数量。结果表明,陕西省种植黄连木潜力较大,可种植土地以疏林地、草地为主,适宜种植土地较少,较适宜种植土地面积较大。基于“多规”思想,结合陕西省“双退”工作,有利于推广黄连木的种植。

信阳市浉河野生草本植物资源调查及应用研究

袁德强, 代人杰, 张云, 王鹏飞

2022, 61(5): 66-69. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.013

摘要 ( 505 )

PDF (1411KB) ( 384 )

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以河南省信阳市浉河河道区域内草本植物为研究对象,采取样地调查和线路调查的方法,对该区域内草本植物种类及分布情况进行调查,并对其应用价值进行研究。结果表明,该区域草本植物具有饲用价值8科20属20种、食用价值9科18属18种、药用价值24科59属62种、可用于园林绿化14科17属17种、有害植物2科6属6种。通过对信阳市野生草本植物的调查以及应用价值研究,对当地草本植物资源的保护和合理开发应用提出参考建议。

餐厨垃圾两段式厌氧消化的性质研究

李春艳, 吕育财, 龚大春, 刘陈杰, 朱佳琪, 李宁

2022, 61(5): 70-75. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.014

摘要 ( 451 )

PDF (2541KB) ( 388 )

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为实现餐厨垃圾资源化利用,采用水解酸化-厌氧消化两段式发酵,将餐厨垃圾水解酸化5 d后,利用活性污泥对酸化液进行16 d的厌氧消化,考察以餐厨垃圾为原料的生物甲烷的生产效率。结果表明,经水解酸化后,产酸现象明显,pH下降至4.69,乙酸浓度达3.11 mg/mL,酸化液的sCOD浓度达174.34 g/L。厌氧消化段产气效果明显,2 d内产气量达最高峰,pH由7.89下降至7.54,但未产生明显抑制。第6天产气量出现第二个峰值,而后随着消化体系有机质含量变少产气量逐渐降低。产气期间消化体系一直维持碱性状态,甲烷产率平均值为315.47 mL/g VS,累积沼气中平均甲烷含量为53.79%,甲烷最高含量达67.49%。可见两段式厌氧消化能够有效进行餐厨垃圾处理。

沱江流域地表水中重金属含量分布及风险评价

陈嘉洛, 魏峣, 汪涛

2022, 61(5): 76-82. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.015

摘要 ( 529 )

PDF (4162KB) ( 536 )

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为了解四川盆地沱江流域重金属分布情况和污染水平下的健康风险,2018年对沱江流域24个站点地表水中7种重金属Hg、Pb、Cu、Zn、As、Cd、Cr（Ⅵ）含量进行监测,并对其时空分布特征进行分析,然后利用重金属污染指数法（HPI）和健康风险评价模型对沱江流域水体重金属进行风险评价。结果表明,沱江流域水体重金属浓度整体维持在较低的水平,低于《地表水环境质量标准》Ⅰ类标准,无明显污染情况,在一些人口密集地区部分河段的重金属浓度略有增加,但都低于《地表水环境质量标准》Ⅰ类标准;在沱江干流段除Cu和Zn浓度存在一定的季节变化外,其他重金属浓度季节变化不明显。从空间分布上看,Cu的浓度峰值出现在球溪河,Zn的浓度在毗河和球溪河较高,Cd的浓度峰值出现九曲河和阳化河,As和Pb的浓度在沱江中下游段都较高,Hg和Cr（Ⅵ）浓度的空间分布差异不明显;HPI和健康风险评价结果表明沱江流域地表水重金属污染对人体的健康风险较低。

三种植物对土壤镉的富集效果研究

冯敬云, 聂新星, 刘波, 段小丽, 张志毅, 杨利

2022, 61(5): 83-86. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.016

摘要 ( 499 )

PDF (1431KB) ( 165 )

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为筛选出适应中轻度重金属镉（Cd）污染农田的富集植物,以生物质高粱、甜高粱（Sorghum bicolor ‘Dochna’）和蓖麻（Ricinus communis L.）为材料,通过田间试验研究这3种植物的生长情况及其对Cd的富集特征。结果表明,生物质高粱地上部生物量为22.574 8 t/hm²,是甜高粱和蓖麻地上部生物量的1.2、5.1倍。3种富集植物各器官中Cd的富集含量均表现为茎秆>叶片>穗,生物质高粱和甜高粱茎秆和叶片中Cd的富集系数均超过1。生物质高粱、甜高粱和蓖麻当季地上部可移除Cd的总量分别为24.66、17.72、1.57 g/hm²。在3种富集植物中,生物质高粱生物量最大,对Cd富集能力强,是一种潜在的Cd 污染修复植物资源。

镉对堇叶碎米荠生长生理特性的影响

黄东华, 麦淑华, 仇曙, 陈大清

2022, 61(5): 87-90. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.017

摘要 ( 477 )

PDF (1671KB) ( 170 )

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以堇叶碎米荠（Cardamine violifolia O.E.Schulz）作为研究材料,以氯化镉（CdCl₂）的不同浓度（0、 50、100、150、200 mg/L）处理50 d苗龄的堇叶碎米荠,测定其株高、鲜重、过氧化氢酶（CAT）活性、过氧化物酶（POD）活性和超氧化物歧化酶（SOD）活性。结果表明,当镉盐浓度高于50 mg/L时,镉对堇叶碎米荠的株高和鲜重都有显著的抑制效应;随着镉盐浓度的升高,堇叶碎米荠的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素和叶绿素a/b下降;随着镉盐浓度的升高,堇叶碎米荠叶片和根系体内的保护酶活性先升高后降低,当镉盐浓度为150 mg/L时,各保护酶的活性达到最大。结果表明,堇叶碎米荠为资源植物,可作为土壤和水体镉污染的指示植物。

氯苯类化合物污染现状及其修复技术研究进展

刘乐, 张国良, 王芳, 牛远, 齐波, 刘新海

2022, 61(5): 91-97. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.018

摘要 ( 767 )

PDF (1481KB) ( 442 )

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氯苯类化合物（Chlorobenzenes,简称CBs）不仅是一种广泛使用的化工原料,还是一种持久性有机污染物,进入环境后难以分解,带来一系列潜在危害。鉴于CBs污染带来的严重性与技术修复的急迫性,综述了氯苯类化合物的使用状况及其在环境中的污染水平,论述了生物修复、物理化学修复、联合修复等对氯苯类污染物的修复技术研究进展;认为开发绿色环保、反应高效、价格低廉的单元技术或联合工艺是今后研究的重点,同时指出实现氯苯类污染物无害化处理是未来的发展方向。

微藻对抗生素的毒性响应及去除作用

李雅琪, 秦海天, 黄河

2022, 61(5): 98-105. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.019

摘要 ( 980 )

PDF (1527KB) ( 793 )

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抗生素在水环境中残留带来的环境隐患不容小觑,作为一种新型的环境污染物,急需一种经济有效的方法将其去除。近几年,微藻水处理技术受到广泛关注,其对抗生素的去除有一定的效果。将抗生素对微藻的毒性效应、微藻去除抗生素的影响因素、去除效率及去除机理的研究进展进行了综述。讨论了未来利用微藻去除抗生素的研究方向,以期对藻类的综合利用提供帮助。

偃师区不同坡度带植被覆盖度分布研究

王国重, 李中原, 程焕玲, 张继宇, 高镜清, 杨丹, 李秀红, 卢圆章

2022, 61(5): 106-110. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.020

摘要 ( 450 )

PDF (4059KB) ( 444 )

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为了探寻坡度分布与植被覆盖度的关系,通过Landsat 8和DEM提取了偃师区坡度与植被覆盖度信息,分析二者之间的关系。结果表明,偃师区坡度较缓、植被覆盖状况良好,适宜人类居住、生活;植被覆盖度分布受2°、6°、15°、25°坡度影响较大,在≤15°坡度范围内10%~30%植被覆盖度占总面积的比重最大,但2°~6°带内60%~80%植被覆盖度占总面积比重最大,6°~15°带内>80%植被覆盖度占比最大;坡度超过15°后60%~80%、>80%植被覆盖度占总面积的比重占据优势地位,坡度超过25°后,>80%植被覆盖度所占比重又超过60%~80%的植被覆盖度,居于领先地位;>80%、60%~80%植被覆盖度随着坡度的增加呈先减少再增加而后逐渐减少的趋势,45%~60%、30%~45%、10%~30%、<10%植被覆盖度分布则是随着坡度的增加逐渐减少。偃师区生态清洁小流域建设成效显著,植被覆盖状况大幅增加,治理经验值得推广、借鉴。

基于自然-经济-景观多源体系的吕梁山土地生态风险评价

宋晓静, 周淑琴, 王勇, 荆耀栋, 刘立文, 王贝贝

2022, 61(5): 111-119. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.021

摘要 ( 443 )

PDF (7387KB) ( 277 )

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生态风险评价是山水林田湖草沙生命共同体安全研究的基础。当前不合理的资源开发和低效土地利用导致植被退化、生态系统服务功能弱化、区域生态风险加剧,生命共同体保护和建设面临新挑战。以吕梁山2000年、2010年和2018年3期土地利用动态监测数据为数据源,在ArcGIS、Fragstats及R的支持下构建自然-经济-景观多源评价体系,基于5 km×5 km格网核算19年以来区域植被退化趋势、生态系统服务价值、生态风险指数的时空分异特征及相关性,评价全域生态风险并提出保护建议。结果表明,吕梁山植被覆盖整体增加,植被变化具有显著性,显著区面积占比达84.94%。2000—2010年生态系统服务价值从507.803×10⁸元增至507.874×10⁸元,增幅较小,2010—2018年降至499.761×10⁸元,共减少1.597%,林地、草地、耕地为主要贡献类型。景观生态风险整体呈上升趋势。风险指数与生态系统服务价值成负相关,聚集趋势有所增强。研究旨在为吕梁山更好发挥生态屏障作用,提高该地区风险预警和管控能力提供参考。

孤立绿洲传统农业生产对自然灾害的响应研究——以新疆和田地区为例

王万茹, 何秉宇

2022, 61(5): 120-126. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.022

摘要 ( 439 )

PDF (1797KB) ( 304 )

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以孤立绿洲为研究背景,选取新疆和田地区为研究区,通过分析和田地区传统农业生产与自然灾害现状,运用灰色关联分析法构建传统农业生产与自然灾害的关联度模型和耦合度模型,揭示传统农业生产对自然灾害的响应特征及耦合演变特点,从而为孤立绿洲传统农业生产提供参考。

2000—2018年陕西省县域PM_2.5质量浓度时空演化特征分析

刘宇峰, 原志华, 杨军军, 郭玲霞, 许晓婷, 安彬

2022, 61(5): 127-134. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.023

摘要 ( 464 )

PDF (7426KB) ( 259 )

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PM_2.5是形成雾霾天气的重要污染物,探索PM_2.5污染的时空演化规律及空间异质性特征对空气污染的精准治理具有重要意义。基于2000—2018年陕西省县域PM_2.5浓度数据,采用重心模型、空间自相关分析等方法,对PM_2.5污染的时空演化态势进行了系统研究。结果表明,2000—2018年,陕西省PM_2.5浓度年均值经历了前期小幅波动下降、中期急剧上升、后期大幅波动下降的倒“N型”波动变化过程,2011年是PM_2.5浓度年均值波动变化的重要“拐点”;PM_2.5浓度年均值低于一级浓度限值（15 μg/m³）的低污染县（区）占比较少且变化不稳定,15~35 μg/m³（二级浓度限值）比例有所增加,35~70 μg/m³的比例持续减少,反映大多数县（区）未来的PM_2.5污染将逐步控制在二级浓度限值以下,空气质量持续好转;在空间分布上,PM_2.5浓度年均值具有明显的区域分异;PM_2.5浓度年均值在2000—2005年、2005—2010年、2010—2015年、2015—2018年4个阶段有8种“升—降”时序演化类型,以“D-R-D-D”类型的县（区）占绝对比例（59.81%）。重心分析表明陕西省PM_2.5污染重心出现西南向东北方向移动轨迹,在空间上大致呈现关中污染突出且西高东低、陕北和陕南污染较轻且相对均衡的空间格局与趋势。PM_2.5浓度年平均值在空间上表现出正的空间自相关,空间集聚性总体呈现先降后平再升的时间演化趋势;绝大多数县（区）为“高-高”类型集聚和“低-低”类型集聚,趋同趋势明显,两极分化较严重。

近60年柳州市人居气候舒适度评价及变化趋势

黄维, 刘永裕, 蒋丽媛, 裔传祥, 吴炫柯

2022, 61(5): 135-138. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.024

摘要 ( 477 )

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利用柳州国家基本气象站1961—2020年气象数据,以温湿指数和风效指数为人居气候舒适度评价指标,对柳州市近60年的月和年人居气候舒适度进行评价和变化趋势分析。结果表明,1—12月温湿指数和风效指数均表现为先增后减的变化趋势,1—12月温湿指数和风效指数年际变化不明显,最终评价1、2月和12月为寒冷,3月为冷,4、5、9—11月为舒适,6—8月为热;近60年温湿指数均处于舒适范围,并呈显著上升趋势,同时存在4年和8年尺度的周期变化,风效指数在1961—2017年处于舒适范围,2018—2020年处于冷范围,未表现明显变化趋势和周期变化规律。

大型河道工程对流域LUCC的影响评价——以淮河入海水道二期工程为例

王之昱

2022, 61(5): 139-147. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.025

摘要 ( 480 )

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大型河道工程建设对流域内经济社会发展意义重大,但基于其工程特点,会对沿线地区土地利用/覆被（LUCC）造成一定的影响。研究以淮河入海水道二期工程为例,利用Markov-Flus模型预测2018—2030年流域内无河道工程影响下自然发展以及有工程建设下耕地保护、保障发展3种情景的区域LUCC变化情况,以期对流域内土地高效利用、空间协调发展提供参考。结果表明, 2010—2018年研究区域LUCC变化主要以耕地转化为建设用地为主要趋势;相较于自然发展情景,保障发展情景下耕地、草地和林地数量分别减少88.70、1.73和2.48 km²,水域和建设用地分别增长79.51和13.40 km²。耕地保护情景下耕地与建设用地分别减少37.55和42.11 km²,草地、林地和水域分别增长0.12、0.03和79.51 km²。对比多情景模拟结果可知,大型河道工程建设占用沿线地区大量土地,主要表现为建设用地供给量减少与耕地流失加剧,短期内会造成区域土地利用结构性矛盾。但其建设能改善农业生产要素以及提升区域经济发展区位条件,对地区社会经济高质量、可持续发展具有重大意义。

2010—2017年郑州市“三生空间”时空演化分析

高莎, 毕正晴, 张静静, 肖子卉, 李雨洁, 康婷婷

2022, 61(5): 148-151. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.026

摘要 ( 498 )

PDF (6056KB) ( 293 )

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基于土地利用、DEM等数据,借助ArcGIS、Excel等软件操作平台,采用转移矩阵法,从时空格局、不同海拔高度、时空转型3个方面对2010—2017年郑州市“三生空间”时空演化作出分析。结果表明,2010—2017年郑州市生产空间呈大面积缩减趋势,面积占比下降8.13个百分点,生活空间和生态空间面积均呈增加趋势,面积占比分别增加5.21和2.92个百分点。从不同海拔高度上来看,2010—2017年间,生产空间在海拔低于1 200 m的区域内呈减少趋势;生活空间在海拔低于1 200 m的区域内呈增加趋势;生态空间在海拔为200~1 200 m的区域内呈增长趋势。郑州市“三生空间”之间的转换较为频繁,尤其是生产空间与生活空间、生产空间与生态空间的相互转化量较大。

塔克拉玛干沙漠地表温度时空变化特征研究

王远弘, 吴新萍, 买买提艾力·买买提依明, 刘凯露, 刘永强

2022, 61(5): 152-159. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.027

摘要 ( 669 )

PDF (8035KB) ( 140 )

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地表温度（LST）是重要的气候变量之一,是陆面过程地-气相互作用的一个重要参数。研究利用塔克拉玛干沙漠腹地2017年观测数据,分析该地区地表温度年内变化特征。结果表明,沙漠腹地地表温度季节变化明显,昼夜温度变化波动幅度大,年内日均温最高值出现在7月,最低值出现在1月,四季的日内温度变化特征基本一致,日最低温均出现在当地时间6：00,最高温出现在13：00。利用实测值验证了CLDAS地表温度产品在沙漠地区的适用性,在四类不同天气下与观测值的相关系数均大于0.8,晴天相关系数可达0.99,故利用CLDAS产品对塔克拉玛干沙漠区域晴天的地表温度时空变化进行分析和研究。整个沙漠区域的昼夜温差比沙漠周围的绿洲高6 ℃。

WOFOST模型在德州市的适用性研究

王萌萌, 杨学斌, 王吉顺, 来剑斌

2022, 61(5): 160-164. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.028

摘要 ( 475 )

PDF (2074KB) ( 225 )

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WOFOST模型是世界粮食研究中心和荷兰瓦赫宁根大学共同开发的作物生长模拟模型,为评价其在德州市的适用性,采用2015—2016年的冬小麦生长观测资料对模型进行本地化,采用1981—2017年的逐日气象观测数据以及冬小麦产量数据验证模型在产量模拟中的适用性。结果表明,校准后的WOFOST模型对冬小麦生物量、产量及生育期的模拟效果较好,验证期茎干重、地上部分总干重以及产量的模拟值与观测值的RMSE分别为29.3、92.1、86.7 g/m²,NRMSE分别为13%、15%和14%,生育期模拟值与实测值的平均误差为4 d,可见WOFOST模型能较准确地模拟冬小麦的生长动态及产量形成,适用于德州市冬小麦生长模拟和产量预测。

陇东黄土高原塬区夏季气候变化对春玉米发育及产量的影响

张红妮, 张洪芬, 何树洲, 周忠文, 车向军

2022, 61(5): 165-170. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.029

摘要 ( 472 )

PDF (1465KB) ( 159 )

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利用地处陇东黄土高原塬区的庆阳市西峰区1990—2018年夏季平均气温、降水量、日照时数、春玉米发育期及产量资料,分析了夏季平均气温、降水量、日照时数的变化特征及其对春玉米发育期和产量的影响。结果表明,夏季平均气温呈上升趋势,上升速率为每10年0.46 ℃;降水量呈波动增加趋势,增加速率为每10年4.22 mm;日照时数呈减少趋势,减少速率每10年为4.76 h 。夏季平均气温偏高年较偏低年春玉米各平均发育期均提前,全生育期日数缩短,平均气候产量偏低;夏季降水量偏多年较偏少年春玉米各平均发育期均推迟,全生育期日数延长,平均气候产量偏高;夏季日照时数偏多年较偏少年春玉米各平均发育期均提前,但对全生育期日数和平均气候产量的影响不明显。夏季气象因子影响气候产量最显著的是降水量,其次是气温,日照时数与气候产量的相关性不显著。平均气温影响气候产量相关最显著的是拔节-抽雄期;降水量影响气候产量相关最显著的是拔节-抽雄期;日照时数影响气候产量相关最显著的是开花-吐丝期。

基于SWAT模型的开都河上游气候变化和人类活动对径流的影响

陈世雪, 玉素甫江·如素力, 张发, 迪里胡玛尔·阿汗木江

2022, 61(5): 171-176. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.030

摘要 ( 499 )

PDF (3783KB) ( 652 )

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基于SWAT模型运用情景分析方法设置3类气候变化和土地利用情景,定量分析气候变化和人类活动对开都河上游径流量的影响。以决定系数R²、Nash-Sutcliffe效率系数NSE和偏差系数PBIAS作为模型的评价指标。结果表明,模型率定期R²、NSE和PBIAS分别为0.85、0.84和6.2%,验证期R²、NSE和PBIAS分别是0.78、0.69和1.6%,说明SWAT模型适用于开都河流域径流模拟;综合情景得出,气候变化是径流变化的主要影响因素。气候变化和人类活动共同作用下年平均径流量减少1.83 m³/s,气候变化导致年平均径流减少1.38 m³/s,占总变化量的75.47%;人类活动导致年平均径流减少0.45 m³/s,占总变化量的24.53%。极端土地利用情景得出,草地情景使年平均径流减少0.27 m³/s,未利用土地情景使年平均径流增加1.32 m³/s;气候变化情景得出,径流变化与降水变化呈现正相关关系,与气温变化呈现负相关关系。降水量减少20%和10%,年平均径流分别减少29.31和14.32 m³/s;降水增加10%和20%,年平均径流分别增加15.72和30.91 m³/s。气温增加1和2 ℃,年平均径流分别减少0.58和1.12 m³/s。

1970—2019年滁州市降水特征分析

蒋琳, 贾天山, 熊世为, 凌遵斌, 华俊玮, 荀静

2022, 61(5): 177-180. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.031

摘要 ( 724 )

PDF (3639KB) ( 249 )

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采用具有自适应性的EEMD方法（Ensemble Empirical Mode Decomposition）重点研究滁州市1970—2019年7个国家基本站年降水和汛期降水的非线性变化特征。结果显示,以滁州站为例,其近50年的降水量变化存在年际尺度和年代际尺度,分别为2.3年和8.0年以及16年和32年,同时发现具有2.3年和8.0年时间尺度的年际变化占主导地位;全市7个国家站汛期降水量对年降水量贡献率均在60%以上,且在空间上总体呈东南多西北少的特征;全市7个国家站汛期多年平均暴雨降水量占汛期多年平均降水量的比率均在33%以上。7个国家站近50年汛期暴雨频数除来安站和天长站呈下降趋势外其余皆呈增加趋势,而汛期小雨频数皆呈下降趋势。

荒漠绿洲区干旱遥感监测指数的对比分析

岳胜如, 徐振鑫, 杨明豪, 彭海峰, 孟福军

2022, 61(5): 181-185. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.032

摘要 ( 476 )

PDF (2832KB) ( 308 )

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绿洲农业在南疆经济社会发展进程中意义非凡,及时获取荒漠绿洲区土壤相对湿度数据,对有限水资源合理分配、促进绿洲农业和生态环境的健康持续发展至关重要,选择适宜的干旱遥感监测指数是干旱监测面临的问题。基于Landsat 8 和实测土壤相对湿度数据,对比分析NDWI、VSWI、TVDI、MEI在荒漠绿洲区的有效性。结果表明,受人类活动等各种因素影响,4种指数在农田区域（棉田、枣地）效果不理想;4种指数均能反映研究区荒漠土壤相对湿度的空间特征,最佳监测深度为0~10 cm;从相关系数分析,NDWI、MEI监测效果优于VSWI和TVDI。受水资源分布和人类活动影响,塔里木河两岸及农田周边荒漠土壤相对湿度较高。

中国西北半干旱区植被净初级生产力驱动力分析

韩焕焕, 高敏华, 昝梅

2022, 61(5): 186-192. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.033

摘要 ( 477 )

PDF (4256KB) ( 215 )

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为探究半干旱区特殊的生态环境下净初级生产力（NPP）驱动因子及其贡献率,揭示半干旱区不同环境属性分区内各环境因子对NPP的驱动能力,以新疆伊犁河谷为研究区,采用逐步回归方法对 NPP、NDVI、气象、地形、土地利用和土壤侵蚀数据进行统计分析,用于构建NPP环境因子模型。应用相关性分析探讨各因子与NPP间的相关性及各因子间的相关性,使用因子贡献率来阐明环境因子对NPP的驱动能力。研究表明,研究区NPP主导因子为NDVI、湿润指数和年均气温。半干旱区环境下NDVI、年均降水量、湿润指数、年均气温、干燥度与NPP有显著相关性（P<0.01）。不同湿润指数范围下,各环境因子对NPP的驱动能力差异明显,湿润指数小于0的区域NPP最强驱动因子为NDVI（P<0.01）,而大于0的区域则为降水（P<0.01）。不同土壤侵蚀类型与土地利用类型间NPP主要贡献因子及贡献率差异显著（P<0.01）,揭示了各环境条件下气象、NDVI与地形因子对NPP的驱动特点,为半干旱区NPP驱动力研究提供了科学依据。

基于CMADS驱动的SWAT模型在浏阳河流域的应用研究

周滢, 毛德华, 邓美容

2022, 61(5): 193-199. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.034

摘要 ( 407 )

PDF (2133KB) ( 457 )

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以浏阳河流域为研究区域,对1961—2015年径流序列资料进行了水文突变检验,采用中国大气同化驱动数据集（CMADS）驱动SWAT模型,对该流域2009—2015年径流进行逐月模拟,并采用SUFI-2算法进行参数敏感度和不确定性分析。结果表明,浏阳河流域径流序列于1987年发生突变,不具有一致性。基于CMADS驱动的SWAT模型可以较好地模拟非一致性水文序列条件下浏阳河流域径流过程,决定系数、纳什系数、偏差百分比、均方根误差与标准值偏差5个指标均在误差范围内。与径流相关的11个参数指标中,SCS径流曲线系数、地下水的时间延迟、土壤有效水量、基流α因子和土壤饱和渗透系数较为敏感。验证期和率定期的P-factor均大于0.5,R-factor均小于1.0,模拟的不确定性较小。研究结果可为浏阳河流域水资源管理和调控分配提供科学参考依据,并为后续模型间耦合提供有力支撑。

基于PSR模型的雷电灾害风险定量化方法研究

黄惺惺, 鲁峻麟, 庄燕洵, 叶泽文, 殷启元

2022, 61(5): 200-204. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.035

摘要 ( 461 )

PDF (4617KB) ( 303 )

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选取地闪密度、雷电流强度、GDP、人口密度、经济损失和人身伤亡6种评价指标,搭建PSR雷电风险定量化模型,利用克里金插值法、熵值法和主成分分析法分别对区域压力、区域状态和区域响应进行统计分析,获得广东省雷电灾害风险定量化结果。结果表明,高风险区位于广州、深圳、东莞、中山、佛山、惠州、珠海,主要集中在珠三角地区,从南往北区域风险逐渐降低;粤东区域有一片次高风险区,位于汕头西北大部、揭阳中东部和潮州西南大部分区域;粤西风险次高区主要位于茂名和湛江北部。通过广东省内1 075个雷灾伤亡发生位置进行对比分析,发现雷电风险区与实际雷灾发生情况相符,两者的二次回归相关系数达0.882 0。该雷电灾害风险等级的直观显示能够为雷电安全资料不完整的地区（如偏远的农村地区）的雷电安全防护策略制定提供技术支撑,进一步做好各地尤其是农村地区的防雷减灾工作。

未来RCPs情景下湖北省中稻高温热害风险研究

叶佩, 刘可群, 刘凯文, 秦鹏程, 赵小芳, 杨青青

2022, 61(5): 205-213. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.036

摘要 ( 443 )

PDF (9782KB) ( 245 )

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基于典型浓度路径下（稳定路径RCP4.5和高端路径RCP8.5）全球气候模式HadGem2-ES输出的未来2021—2080年气候变化预估结果,采用双线性内插、方差订正等方法进行订正及检验,研究RCPs情景下湖北省中稻高温热害发生规律及其风险变化。结果表明,RCPs情景数据经过方差订正,可降低模拟数据与观测值的相对误差和均方根误差,更加真实反映未来气候变化趋势。未来RCPs情景下,2051—2080年湖北省中稻高温热害强度、频率及风险较基准时段变幅大于2021—2050年,尤以RCP8.5情景显著。高温热害风险增幅最大的为鄂东南大部和鄂西南低山带,该地区高温热害增幅较大,且主要以中度和重度为主;其次为江汉平原和鄂东北,其高温热害主要以轻度为主;鄂西北局部高温热害风险有减缓的趋势,部分地区高温热害频率、强度有减小的趋势。

东北地区农业水足迹的空间差异及其影响因素分析

张瀚亓, 李璐骥, 高坤

2022, 61(5): 214-221. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.037

摘要 ( 506 )

PDF (3739KB) ( 360 )

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为解决中国东北地区农业基础设施建设不完善,农业生产效率不高等诸多问题,本研究根据水足迹理论测算东北地区2009—2018年主要农作物水足迹总量,运用对数均值指数分解法,将影响水足迹总量驱动因素分解为产量因素、种植规模因素、虚拟水含量因素和作物结构因素,从时间和空间格局双重视角下进行驱动因素贡献情况的分析。结果表明,农业生产水足迹总量总体呈现上升趋势。从时间角度看,作物产量和种植面积占主导地位,作物结构因素的贡献相对较小,虚拟水因素从抑制作用逐渐转变为促进作用;在空间格局上,东北地区水足迹总量存在由南向北的递增趋势。前期各省主要的水足迹总量增长由产量和面积因素贡献,后期种植结构变化以及作物自然因素的不同需求,导致虚拟水因素加剧了各省之间水足迹的差异。从优化空间布局和作物结构,提高农作物生产效率及灌溉用水资源利用率,推动绿色农业发展等方面提出建议。

洛阳市偃师区不同坡度带用地类型分布研究

李中原, 王国重, 张继宇, 程焕玲, 杨丹, 高镜清

2022, 61(5): 222-225. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.05.038

摘要 ( 497 )

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为探寻坡度分布与用地类型的关系,根据Landsat8影像和DEM提取了洛阳市偃师区坡度与用地类型数据,对其关系进行分析,得出偃师区坡度较缓、用地类型分布较为合理,适宜人类居住、生活;用地类型主要受6°、15°、35°坡度影响较大,草地面积分布在≤6°范围内低于建设用地, >6°后则大于建设用地;坡度<15°时耕地面积占据主导地位,>15°坡度林地面积则居于支配地位;坡度>35°后除林草地外,其他用地鲜有分布;用地类型多样性指数在6°~15°坡度内达到最大,是人类活动的密集区。偃师区根据地形坡度合理布局用地类型,既降低了水土流失、增加了土壤有机质含量,也提高了人民生活水平,其经验值得借鉴与推广。

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