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中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
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摘要:文章通过梳理生物降解地膜的研发应用历程,挖掘其存在的问题挑战,发现利用生物降解地膜解决地膜残留污染问题在我国尚属起步阶段.在此基础上,提出加强生物降解地膜的原材料、配方和生产工艺的研究,以提高产品质量和降低成本的建议....
摘要:生物降解地膜对农田环境可持续发展起重要作用,分析了该技术在我国农业应用中遇到的问题和挑战,供同行参考。...
摘要:根据1967-1999年气象资料,依据布达哥夫斯基连乘原理,估算了寿阳县的光合生产潜力、光温生产潜力和光温水生产潜力,其多年平均值分别为19.3、12.9和4.9万kg/hm2.4-9月作物生育期内气候生产潜力总值的逐年变化趋势为:光合、光温生产潜力呈总体减小变化,而光温水生产潜力总体减少趋势不明显;4-9月逐月气候生产潜力等值线图表明,20世纪90年代末光合、光温及光温水生产潜力均有不同程度的降低,1999年后的三种气候生产潜力保持继续减少的趋势....
[期刊论文] 严昌荣 刘勤
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北大核心
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摘要:地膜覆盖有增温保墒、防病抗虫和抑制杂草等功能,可使作物增产20%-50%,对保障中国食物安全供给做出了重大贡献.但同时,地膜覆盖广泛应用也带来了一系列问题,如技术泛用和回收不利、地膜残留导致的“白色污染”等,生物降解地膜的研发已成为塑料工业和农业发展的重要战略方向....
[期刊论文] 姜帅 居辉 刘勤
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CSTPCD 北大核心
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摘要:  农业是对气候变化反应最为敏感部门,CO2浓度升高又是气候变化的主要特征之一,同时CO2作为作物的光合底物,对作物的生长发育以及生理生化过程具有重要影响。气候变化对农业影响关系到国家粮食安全,明确CO2浓度升高对作物的生理影响是客观评价气候变化对作物生产影响的重要组成部分,对正确认识粮食供给能力具有重要意义。综述了高浓度CO2对作物光合作用的影响,包括作物光合作用对短期和长期高CO2浓度的响应;归纳了高浓度CO2对蒸腾作用的影响;总结了高浓度CO2对水分利用率的影响;分析了高浓度CO2对作物呼吸的影响。分析认为,短期CO2浓度升高提高了作物光合作用,但持续性的高CO2浓度对光合的促进作用由于光合适应而有所减弱,CO2浓度升高使气孔开张度减小或关闭,气孔导度下降,作物蒸腾作用降低,水分利用效率提高,最后提出了目前研究中的一些不足和今后需要深入研究方向。...
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:[目的]在全球气候变化背景下,分析中国玉米播种期和成熟期的变动情况以及气候资源变化特征.[方法]在收集整理全国2 414个县的玉米生育期数据的基础上,绘制了1970s和2000s中国玉米的播种期收获期分布图;在整理全国618个气象站点1971-2010年气象资料的基础上,绘制了1970s时段和2000s时段中国年均温度、降雨和太阳辐射量空间分布图.以农业种植一级区为基本单位,建立不同区域农业气候资源变化玉米生育期变化的回归方程,并将PRECIS模型中B2情景数据代入方程组预测2030s中国玉米的生育期.[结果]1970s时段相比,2000s时段东北大豆春麦甜菜区的玉米播种期基本保持不变;其它各农业种植一级区的玉米播种期均提前约1-15 d;除东北大豆春麦甜菜区和北部高原小杂粮甜菜区春玉米的成熟期平均推迟了11 d和3d,2000s时段其它玉米种植区域的成熟期平均提前3-12 d.2000s时段云贵高原稻玉米烟草区的玉米生育期缩短约5d,黄淮海棉麦油烟果区、华南双季稻热带作物甘蔗区和西北绿洲麦棉甜菜葡萄区的玉米生育期基本保持不变;其它各区域玉米生育期均有所延长.2000s时段相比,B2情景下,2030s东北大豆春麦甜菜区的春玉米播种期将推迟2-5 d,其它各农业种植一级区的玉米播种期将提前2-19 d;东北大豆春麦甜菜区、北部高原小杂粮甜菜区和华南双季稻热带作物甘蔗区的玉米成熟期将推迟4-15 d,黄淮海棉麦油烟果区、长江中下游稻棉油桑茶区、川陕盆地稻玉米薯类柑橘桑区和云贵高原稻玉米烟草区的玉米成熟期将提前2-12 d,南方丘陵双季稻茶柑橘区和西北绿洲麦棉甜菜葡萄区的玉米成熟期则基本保持不变.2030s时段黄淮海棉麦油烟果区和云贵高原稻玉米烟草区的玉米生育期则将缩短3-6 d,其它区域的玉米生育期将延长2-15 d.[结论]中国气候正朝着增温、变干和低辐射的方向发展.受温度、降雨和太阳辐射量变化的影响,中国不同农业种植区域内玉米生育期变动明显,其中除东北大豆春麦甜菜区外玉米播种期以提前为主,玉米成熟期的变动则较为复杂,玉米的生育期则以延长为主....
[期刊论文] 刘勤 严昌荣 何文清
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CSTPCD 北大核心
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摘要:利用黄河流域102个气象站点1961-2013年气象数据,选用相对湿润度指数作为干旱指标,探讨年尺度和季节尺度干旱的时空分布特征,并尝试利用偏导数方法计算分析相对湿润度指数的气候要素敏感性及其气候要素间的相关关系。结果表明:黄河流域上游旱情比中游和下游地区偏重,春夏秋冬各季分别处于中旱、轻旱、中旱和特旱状态,全年尺度处于特旱程度,季节和全年尺度的相对湿润度指数均呈现从西北到东南递增的变化趋势,春季、秋季和全年尺度特旱区域主要分布在陕西、山西、宁夏北部以及内蒙古地区,而气象干旱减缓的站点主要分布在黄河流域上游地区,干旱增强的站点主要分布在黄河流域东南部。相对湿润度指数对太阳辐射和相对湿度呈正向敏感,对温度和风速呈负向敏感。上游和中游地区夏季相对湿润度指数最敏感要素分别为太阳辐射和平均温度,全流域春季、秋季、冬季和全年尺度对相对湿度最敏感。全流域春季和夏季相对湿润度指数相关性最强的要素均为相对湿度,上游和下游地区秋季的主控要素为太阳辐射,上游、中游和下游地区冬季则分别温度、风速和风速相关性最强。全年尺度上,上游、中游和下游地区相对湿润度指数变化的主控要素则为太阳辐射、相对湿度和相对湿度。...
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北大核心 CSTPCD CSCD CBST
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摘要:根据国家气象局整编的1957~2001年(45 a)黄河流域93个气象站点气象资料,应用1998年FAO最新推荐的Penman-Monteith法计算干燥度中的潜在蒸散项,并在此基础上使用克里格(kriging)插值法生成黄河流域干燥度的分布图.研究结果显示,黄河流域多年平均干燥度空间分布格局受气候、地形地貌等多种因素的影响,具有明显的地域性差异,干燥度总的特点是北大南小,呈现由北向南逐渐递减趋势;从时间尺度上看,自1957年以来,干燥度总体上呈波动增大趋势,干燥度季节变化为冬季>春季>秋季>夏季,全年以7~9月份干燥度最小,11月~翌年3月最大,且不同区域之间存在着明显的差异....
[期刊论文] 姜帅 居辉 韩雪 刘勤
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CSTPCD 北大核心
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摘要:CO2是作物光合作用重要底物,其浓度升高对作物产量形成具有正向促进作用.本文全面介绍CO2浓度控制及模拟研究方法,具体阐述CO2浓度升高对作物产量和品质的影响,揭示了氮肥和水分条件CO2肥效的互作关系.本文分析认为,在适宜条件下,CO2浓度升高会提高作物产量,但对作物品质影响以负面为主,仅少数特征指标有正向提高.在大田生产实践中,CO2肥效作用以往控制气室试验相比,产量提升作用减低.水、肥、土以及作物品种等是限制CO2肥效发挥的重要作用因子.在一定施用范围内,CO2肥效随N肥量增加而提高,但超过限度后,N肥对CO2的增效作用降低,N肥和CO2肥效作用存在最佳互馈机制.CO2肥效作用在低水分土壤环境中发挥程度更高,且CO2浓度升高可提高作物水分利用效率,对于缓解作物干旱胁迫具有积极作用....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:以分析华北区太阳辐射量时空格局变化特征为研究目标,应用国家气象局整编的华北地区120个气象站点48a(1961-2008)的气象资料和中国数字高程模型,对48a来华北地区太阳辐射量进行计算及验证,并对空间格局及变异特征进行了探讨,结果表明:(1)华北地区太阳辐射量的年际间变化较大,总体呈下降趋势,线性倾向值为-7.72 MJ·m(-2)·a(-1);(2)太阳辐射量由多到少突变发生在1981年,1981-2008年太阳辐射量平均值较1961-1981年降低了203.92 MJ·m(-2)·a(-1).从1981年突变年开始,华北地区太阳辐射量表现出明显的下降趋势,且在分析期内,下降的态势得到持续发生;(3)1981/1982年度发生的太阳辐射量由多到少突变,大部分地区突变幅度在150 MJ/m2以上.突变严重的华北中部和南部地区,突变值可达300 MJ/m2;(4)突变年后,华北大部分地区均表现出持续下降的态势,下降速度在6 MJ·m(-2)·a(-1)以上,其中华北东北部下降严重,下降速度可达15MJ·m(-2)·a(-1)....
[期刊论文] 刘爽 何文清 严昌荣 刘勤
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北大核心 CSTPCD CSCD CBST
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摘要:通过在山西寿阳地区设置的田间试验,分析比较秸秆还田、免耕覆盖、浅旋耕和常规耕作等4种耕作措施不同时期土壤紧实度、容重、入渗速率、土壤含水量以及土壤温度的变化情况,以了解各耕作措施对旱地农田土壤物理特性的影响程度.结果表明,秸秆还田措施除引起旱地农田土壤入渗速率显著降低外,其他物理特性常规耕作基本一致;免耕覆盖措施对旱地农田土壤物理特性的影响最大,可导致0~10 cm表层土壤紧实度和容重显著增加,土壤入渗速率在播前显著降低,但随着生育期推进其他处理间差异逐渐减小,蓄水保墒效果显著,同时会引起土壤温度显著降低,播前较常规耕作平均降低2.0℃;浅旋耕措施则在改善表层土壤紧实度,增加土壤入渗速率方面较秸秆还田和免耕覆盖措施要好,土壤含水量显著高于其他处理,较常规耕作措施平均能提高10%,但同时会引起40~60 cm土层土壤容重增加....
摘要:地膜覆盖通过改变地表环境间的物质能量交换,能够显著提高光、热、水、养分等农业生产资源的利用效率,实现增温保墒、减少土壤及养分流失、抑盐保苗、抑灭杂草等重要作用,获得农作物高产、优质、早熟的良好效果.自地膜覆盖技术引入中国,得到了迅速的推广应用.经过30多年的应用发展,地膜覆盖的作物从最初的经济价值比较高的蔬菜、花卉,到现今的花生、西瓜、甘蔗、烟草、棉花等多种经济作物,以及玉米、小麦、水稻等大宗粮食作物上[1].地膜覆盖技术的应用区域从北方干旱、半干旱地区扩大到了西南冷凉山地.据统计数据,全国地膜覆盖面积从1981年的1.5万h m2上升到2015年的 1831.8万hm2,增长了1221.2倍[2-3],且增加趋势仍在持续,具体情况见图1.依据1981—2015年中国地膜覆盖面积数据建立ARIMA模型,预测到2024年中国地膜覆盖面积将达到2200万hm2,具体见图2....
[期刊论文] 刘勤 严昌荣 何文清 刘爽
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA EI CBST
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摘要:北方旱区是中国最具开发潜力的农业生产基地,土地生产潜力作为土地最本质的属性,它的研究越来越受到人们的重视.该文以山西寿阳县33 a气候数据、土壤理化数据和图件资料为基础,采用"机制法"对土地生产潜力分别进行了光合、温度、水分和土壤的逐级订正,估算土地生产潜力.研究结果表明:水分不足是气候生产潜力的主要限制因子,经水分订正后,多年平均气候生产潜力相对光温生产潜力减少了三分之二:土地生产潜力分布特点基本满足地形地貌类型的分布特点,河谷盆地生产潜力较高,山地部位生产潜力较低,而土壤养分总体含量较低,存在重用轻养现象,肥力补偿差....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:为了探究气候变化背景下作物降水亏缺变化规律和影响因素,该文基于华北地区1971-1980年和2001-2010年气象数据和冬小麦生育期资料,研究了冬小麦生育期内降水亏缺变化特点,利用构建的敏感度分析模型探讨了降水亏缺量对主要气候要素的敏感性特征.研究结果表明,2001-2010年华北中部地区全生育期内干旱加重,降水亏缺面积略有增加;播种—返青期内降水亏缺程度自江苏徐州一河南许昌一线往北都有所加剧,返青—拔节期内降水亏缺程度缓解,拔节—抽穗期内降水亏缺程度加重,仅在山西中部太原地区降水略有盈余,抽穗—成熟期内降水亏缺有所缓解;冬小麦拔节—抽穗期降水亏缺量对日照时数高度正向敏感站点最多,主要分布在河北北部地区和安徽省,其次是风速,对温度和降水的高度正向敏感站点最少.该文为制定灌溉定额,农业水资源管理和缓解水资源供需矛盾提供科学依据....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:以黄河流域春玉米生育期和气象站点气象数据为主要数据源,采用多元逐步回归法分析了各生育期和经度、纬度、海拔高度、降水、年均温、≥10℃积温和日照时数等影响因子的关系,建立逐步回归方程,对各生育期空间栅格化方法进行了探讨,结果表明:(1)生育期空间拟合插值的统计检验说明春玉米"播种期"、"抽雄期"和"收获期"3个时期模拟效果最好,"拔节期"效果精度相对较好;(2)播种期基本满足从西南到东北延后的变化趋势,而拔节期、抽雄期和收获期基本上表现了从南北向中部、中部向东西两侧延后的现象.研究得到的生育期地理和气象要素之间的逐步回归方程,可为气候条件变化下作物生育期栅格化模拟试验以及农业生产应该采取的适应机制研究提供一定的依据....
[期刊论文] 刘爽 严昌荣 何文清 刘勤
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:为探讨耕作措施对旱地农田土壤呼吸的影响,采用动态气室法在山西寿阳地区对秸秆还田、免耕覆盖、浅旋耕、常规耕作4种耕作措施下玉米生长季土壤呼吸及影响因子进行了测定和分析.结果表明,4种耕作措施下土壤呼吸速率的日和季节变化规律明显,均呈单峰型,呼吸速率的日峰值出现在11:30-13:30,呼吸速率的季节峰值出现在7月上旬至中旬.浅旋耕、秸秆还田、常规耕作、免耕覆盖措施整个生长季平均土壤呼吸速率分别为2.82、2.77、2.64μmolCO2·m-2·s-1和2.49μmolCO2·m-2·s-1,处理间元显著差异.研究结果还显示土壤温度和湿度是影响旱地农田土壤呼吸的主要因子,二者分别解释了土壤呼吸季节变化的55%-78%,20%-43%.4种措施下土壤呼吸的温度敏感系数Q10值在2.19-3.07之间,大小依次为免耕覆盖>浅旋耕>秸秆还田>常规耕作.对水分的敏感性依次为免耕覆盖>秸秆还田>浅旋耕>常规耕作....
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为了探明气候变化对长江中下游地区冬小麦潜在产量的影响,基于政府间气候变化专门委员会(IPCC) AR5提出的BCC-CSM1-1(Beijing Climate Center Climate System Model version1-1)气候系统模式输出的基于典型浓度RCP各情景(基准时段baseline、RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5)主要气象要素的逐日模拟数据和历史观测数据.通过DSSAT模型模拟历史时期(2001-2009年)冬小麦的物候期和产量,并计算模拟数据实测数据二者的均方根误差和一致性指数(开花、成熟期和产量模拟结果的相对均方差根误差分别在0.83%-2.98%之间和7%以下,符合度D均接近于1)明确最优遗传参数,应用最优参数模拟加以验证,完成模型参数区域化.结合历史阶段(1961-1990年)和未来时期(2021-2050年)主要气象要素变化趋势,利用DSSAT模型模拟分析未来30年长江中下游地区气候变化对小麦产量的影响及变化趋势,以期为未来作物生产提供理论依据.结果表明,DSSAT-CERES-Wheat品种遗传参数本地化后能准确模拟冬小麦的生长发育过程及产量潜力.较基准年相比,2021-2050年RCP情景下,冬小麦生育期内≥10℃积温除RCP 2.6情景外呈现逐渐增加趋势,增加幅度为RCP 8.5>RCP 2.6>RCP 4.5;降水量年际波动都比较大,区域性差异明显;太阳总辐射量较基准年均有所降低,但降低的幅度随着年份的增加逐渐减小,变化率均呈现显著或极显著的增加趋势.除昆山外冬小麦开花期、成熟期较基准年均有所提前,开花期到成熟期天数则随之缩短.仅考虑气候条件时,长江中下游地区冬小麦产量潜力基准年减少,昆山、英山下降幅度较滁州、钟祥大(3%-59%),且区域差异明显.分析可得,一定范围内冬小麦产量随积温的增加逐渐增加,超过一定阈值时则逐渐减少,其他气候因子增加或减少并不能弥补积温过低产生的负效应....
摘要:地膜是我国农业生产中重要的物质生产资料之一,其广泛应用促进了农业生产方式的改变,提高了农业生产力,但同时地膜残留也带来严重的"白色污染".近年来,由于降解新材料加工工艺的不断创新,降解地膜得到了快速发展.就生物降解地膜出现的背景、发展过程、应用现状、面临的问题及其产业化前景进行了论述和分析.随着技术进步和环境问题的日益突出,生物降解地膜将成为21世纪农业新材料发展的重要领域....
摘要:以5年的不同耕作措施处理的长期试验为基础,研究了不同耕作措施对土壤总有机碳、微生物量碳、颗粒有机碳和可溶性有机碳的影响.试验结果显示,秸秆还田、免耕覆盖、浅旋耕和常规耕作等不同耕作措施对0~40 cm土壤有机碳有显著影响,而对40 cm以下土层土壤有机碳的影响较小.免耕覆盖处理可以提高0~10 cm土层有机碳含量,但10~40 cm土层有机碳含量低于秸秆还田和常规耕作处理.浅旋耕和常规耕作相比,连续5年秸秆还田和免耕覆盖可显著提高0~100 cm土壤有机碳储量.同时,不同耕作措施也影响活性有机碳含量,在0~5 cm土层中,免耕覆盖处理的颗粒有机碳、可溶性有机碳和微生物碳含量最高,其次为秸秆还田、浅旋耕和常规耕作处理.常规耕作处理相比,秸秆还田处理 20~40 cm土层的颗粒有机碳、可溶性有机碳和微生物碳含量分别提高了7.3%~121.8%、31.8%~49.3%和44.2%~84.6%....
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北大核心 CSTPCD CSCD
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摘要:利用冀京津地区20个气象站点1961-2010年气象资料和1980-2009年冬小麦生育期资料,采用美国农业部土壤保持局推荐方法计算有效降水量,同时利用FAO推荐的Penman-Monteith方法计算冬小麦全生育期和4个主要生育阶段的需水量,并对冬小麦生育阶段灌溉需水量进行探讨.结果表明,过去50a来,冀京津冬小麦生育期内有效降水量呈增加趋势,空间上呈经向分布特点,表现为从西向东梯状增加的趋势.而冬小麦的需水量呈减少趋势,其中抽穗-乳熟期减少幅度最大,全生育期需水量的空间分布呈带状特征,全区差异较大.抽穗-乳熟期分布由东南向北递减.为满足冬小麦需水要求,全生育期灌溉需水量为291 ~381mm,灌溉需水量较多的地区为沧州市和衡水市一带.其中需水较多的生育阶段为拔节-抽穗期和抽穗-乳熟期.在空间上,拔节-抽穗期灌溉需水量以沧州市为中心,向南北两侧递减;抽穗-乳熟期灌溉需水量南高北低,有明显的带状分布特征.研究结果可为冀京津冬小麦适时定量灌溉和提高水分利用效率提供基础数据支撑....
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