一、内蒙古地区变一年一熟为一年两熟的试验研究(论文文献综述)
高睿瑜[1](2021)在《豫东北黄泛区耕地易蚀性土壤与风蚀特征研究》文中认为黄泛平原区(以下称“黄泛区”)耕地广泛分布,冬春季的强风和干旱导致区域极易出现以耕地风蚀为主的水土流失。黄泛区土壤类型较多且性质各异,具有易蚀性的土壤范围内更易出现耕地风蚀。因此,界定易蚀性土壤并研究耕地风蚀特征对黄泛区风蚀治理和水土保持工作具有重要意义。本研究选取豫东北黄泛区为研究区域,以多源遥感影像、风蚀定位观测数据、土壤类型图等为主要数据源。研究借助遥感解译研究区域耕地特征;采用野外取样、室内实验分析结合的方法测定粒径、可蚀性因子K值等指标,界定易蚀性土壤;通过耕地风蚀模型研究耕地风蚀及其影响因子特征。成果可为黄泛区土壤深入研究提供参考,为防治耕地风蚀、改善区域生态环境提供科学依据。主要研究结果如下:(1)豫东北黄泛区土地利用以耕地为主,耕地以水浇地为主。耕地面积占研究区面积的65.98%,主要分布在≤2°的坡度范围内。水浇地面积占耕地的98.94%,多为一年两熟制耕作;一年一熟制耕作水浇地主要在中牟县、祥符区。(2)豫东北黄泛区土壤类型共11种,沙土、草甸风沙土、灌淤潮土、盐化潮土和脱潮土为易蚀性土壤。土壤以小两合土、沙土为主。土壤颗粒粒径组成上,沙土、草甸风沙土、盐化潮土、淤土以砂粒为主;其余类型以粉粒为主。易蚀颗粒(粒径0.075~0.4mm)含量方面,沙土、草甸风沙土、灌淤潮土、盐化潮土含量较高,处于28.30~31.36%的范围内;各类型土壤可蚀性因子K值均较高,其范围为0.010~0.060。沙土、草甸风沙土、灌淤潮土、盐化潮土和脱潮土有1/3以上样本的易蚀颗粒含量≥25%,且有1/2以上样本可蚀性属中等及以上,因此将其界定为易蚀性土壤,主要在中牟县、祥符区、尉氏县等区域。(3)豫东北黄泛区风蚀影响因子时间特征、空间分布特征明显。风力因子值全年变化呈“M型”,2~5月较高;空间上,呈“自东南向西北阶梯性递减”的特征,兰考县东部、杞县东部值较高。表土湿度值全年变化呈“波浪型”,7~9月表土较高;空间上,呈“中部向四周递减”的特点,兰考县西北部、杞县南部值较高。地表粗糙度3~10月较高,且一年两熟制高于一年一熟制;中牟县、祥符区和兰考县存在粗糙度较低的区域。(4)豫东北黄泛区耕地风蚀主要出现在2~5月和11~12月,强度以轻度为主,主要分布在中牟县等区域。研究区内,半月耕地风蚀模数变化呈“M型”,2~5月、11~12月模数较高,模数全年累计值处于0~694.77 t/(km2·a)范围内。耕地风蚀以轻度侵蚀为主,占耕地面积的58.07%,主要在中牟县、祥符区西部等区域。易蚀性土壤范围内,半月耕地风蚀模数变化同样为“M型”,2~5月、11~12月模数较高。模数全年累计值处于0~689.33 t/(km2·a)范围内,平均值为287.66 t/(km2·a),高于全区域平均值(245.52 t/(km2·a));耕地风蚀以轻度侵蚀为主,占范围内耕地面积的74.09%,主要在中牟县、祥符区西部、杞县东北部、尉氏县西北部、通许县北部、兰考县东部和南部等区域。
张顺风[2](2020)在《冀中平原作物农业资源高效利用与种植模式优化研究》文中指出冀中平原位于华北平原北部,光热资源“一季有余,两季不足”,年均降雨量不能满足小麦-玉米的需求。长期超采地下水引发地下水位连续下降,传统种植模式与当前水资源供需矛盾日趋严重,亟需进行传统种植制度改革,建立与当前生态条件相适应的新型种植制度。本试验于2018-2019年分别在河北农业大学清苑试验站和河北农业大学辛集马庄试验站进行。采用4个小麦品种,8个玉米品种为试验材料,比较分析了春玉米一熟制、青贮-粒用玉米、双季甜玉米3种种植模式与传统冬小麦-夏玉米种植模式的周年产量、资源利用率、经济效益,以期筛选出与冀中平原农业资源相适宜的种植模式,为农业可持续发展和作物高产高效实践提供理论依据。本试验主要研究结果如下:(1)4种种植模式以冬小麦-夏玉米传统模式生物产量最高,平均为37.3t·hm-2,显着高于其他种植模式;其次是青贮-粒用玉米模式和双季甜玉米模式,平均分别为28.7t·hm-2,23.0t·hm-2;春玉米一熟种植生物产量最低,仅为18.8t·hm-2。不同种植模式周年能量生产率变化趋势与生物产量相同,较传统模式依次降低47.8%、22.0%、38.5%。(2)不同种植模式年光能利用率以传统模式的最高,为1.1%,其次为青贮-粒用玉米模式和双季甜玉米,分别为0.85%和0.67%,春玉米一熟模式最低,仅为0.57%。不同种植模式的水分生产效率以青贮-粒用玉米和传统模式最高,分别为45.5kg·hm-2·mm-1和42.3 kg·hm-2·mm-1,显着高于其他模式,春玉米一熟和双季甜玉米模式分别比传统模式降低7.6%和9.0%。(3)在周年光能和水分生产效益中,3种种植模式均高于传统模式,分别依次高出14.5%、10.9%、42.5%和11.0%、7.5%、39.0%,双季甜玉米的温度生产效益比传统种植模式高30.2%,而春玉米一熟和青贮-粒用玉米模式的积温生产效益分别比传统2熟模式降低13.5%和10.8%。3种种植模式的周年耗水量分别低于传统模式45.4%、28.6%、32.1%,且土壤水消耗量均远低于150mm,均能维持冀中平原地下水平衡。(4)4种种植模式中以双季甜玉米种植模式收益最高,为2.3万元·hm-2,显着高于其他模式,其次是传统模式和青贮-粒用玉米模式,分别为2.1万元·hm-2和1.6万元·hm-2,春玉米一熟模式的收益最低,仅为1.3万元·hm-2。(5)不同小麦和玉米品种对农业资源利用效率具有一定差异性。春玉米可选择中晚熟的高产品种,青贮玉米应选择早熟品种。夏玉米宜采用中早熟品种,利于降低收获期玉米籽粒含水率,并推动玉米籽粒机械收获技术的推广,提高种植收益。综上所述,符合冀中平原农业资源现状的种植模式为:传统模式与春玉米一熟相结合的种植模式,降低农业水资源的过度消耗,提高农业资源利用效率和经济效益、利于冀中地区农业的可持续发展和国家粮食安全。
朱利叶[3](2020)在《河北平原不同种植制度及全田地膜覆盖小麦、玉米周年产量与资源利用研究》文中研究表明河北平原是我国地下水匮乏最严重的农业生产区,粮食生产与水资源高耗矛盾日益突显。与此同时,全球变暖而导致的暖干化现象日益加重,随着温度上升降雨量日趋降低。传统两熟种植获得高产稳产需要消耗大量水资源。为缓解水资源高耗压力,提高水分利用效率,维持较高产量,探寻新式种植模式至关重要。本研究比较分析了一年两熟、两年三熟与一年一熟在地膜覆盖与节水灌溉种植模式下,小麦-玉米产量形成、周年水、热资源利用效率、经济收益和对环境的影响,以期为河北平原减少地下水消耗和实现农业可持续生产提供理论依据。本研究结果如下:在一个轮作周期四种种植模式下,总产量以一年两熟最高,两年三熟与一年一熟分别较一年两熟减产6.2%~26.9%和33.8%~47.5%。同一种植制度下,增加灌水量有利于产量提升;而在灌水条件下,覆膜增产优势高于露地,尤其是在玉米生产中。雨养种植冬小麦、春玉米容易受干旱影响而减产。生育前期遭受干旱,即使灌浆期降雨充足亦无法弥补穗粒数与有效穗数减少所造成的产量损失。通过对不同种植制度小麦、玉米耗水分析,改变种植制度、减少灌溉量、增加地膜覆盖均降低了灌溉用水。两年三熟与一年一熟减少小麦种植次数,周期内总耗水量显着低于一年两熟。相同制度下实施节水灌溉与地膜覆盖,轮作周期耗水量较常规种植在一年两熟、两年三熟与一年一熟下分别减少18.9%~28.8%、18.1%~27.4%、5.0%~17.9%,水分利用效率分别提升 8.8%~39.5%、14.7%~30.6%、2.8%~23.1%。覆膜节水灌溉模式下,冬小麦、春玉米生育期仅灌溉一次水,但地膜的蓄水保水能保证关键生育期有足够的水分使用,达到增产节水的目的。此外,通过地膜覆盖玉米收获后土壤水量得到有效保蓄,实现了“秋储春用”达到了“覆膜保墒”的效果。一年两熟露地常规种植,休耕期仅数天,周期有效积温累积量占全周期总积温量的97.7%。两年三熟与一年一熟周期内有效积温量的分别占总累积量的67.9%~72.4%、41.8%~46.2%。地膜覆盖与雨养种植缩短了小麦、玉米生育期,在干旱年份,雨养小麦生育期缩短9~14d,覆膜春玉米生育期缩短5~15d。而对于夏玉米而言,生育期长短一致,但地膜增加了夏玉米灌浆持续期。生育期的缩短减少了冬小麦、春玉米生育期内的有效积温,但增加了有效积温利用效率。雨养模式产量降低,其有效积温利用率低于灌水处理,而覆膜节水灌溉促进了产量提升,增加了有效积温利用效率,能充分利用周期内热量资源。地膜覆盖提高了小麦、玉米花前叶面积指数和干物质累积。花后叶面积指数衰减、干物质累积与补灌有关。补灌增加可减缓LAI衰减,维持较高的相对叶绿素含量,增加叶片光合特性,促进花后干物质累积。花前营养器官干物质向籽粒转运受开花期干旱影响较大。在干旱年份,覆膜与露地雨养种植可促进小麦花前营养器官干物质向籽粒转移,而玉米在吐丝期间遭遇干旱影响,不利于花前营养器官干物质向籽粒转运。通过对经济收益进行分析,一年两熟覆膜与常规种植经济效益高于其他处理,而露地下雨养种植小麦产量降低导致其经济收益低于两年三熟(除覆膜雨养),一年一熟经济效益最低。与一年两熟和一年一熟相比,两年三熟植模式产投比最高。能值分析结果表明,一年两熟常规种植单位能量能值最高,所产生的环境负荷潜力率以一年一熟覆膜节水灌溉最高,能值可持续指数露地高于覆膜,且两年三熟露地种植最高。一个轮作周期结束一年两熟对环境影响高于两年三熟与一年一熟,分别增加26.6%~27.2%、53.4%~54.9%,其中一年两熟常规种植对环境的影响最高。基于以上内容,本文结论为在各种植制度中覆膜下节水灌溉与雨养旱作、露地雨养旱作均能减少耗水,增加水分利用效率。一年两熟和两年三熟有较高的产量优势与经济效益。通过增加地膜覆盖与减少灌溉来替代一年两熟常规种植是未来发展的趋势。
蒲罗曼[4](2020)在《气候与耕地变化背景下东北地区粮食生产潜力研究》文中提出粮食是关系国计民生和社会稳定的重要战略储备资源,粮食安全是国家安全的重要组成部分。多种因素均可以影响粮食产量,而气候和耕地资源是决定区域粮食产量的两个基本条件。耕地变化是通过耕地的数量和质量发生改变来影响粮食产量,而气候变化改变了粮食作物生长发育中光、温、水条件,进而对粮食产量造成影响。东北地区幅员辽阔,耕地分布集中连片,气候资源丰富,粮食生产潜力巨大,是我国的粮食主产区和商品粮生产基地,在国家粮食安全中承担重要的任务。因此,本研究以中国东北地区为研究区,通过输入气候、土壤、地形和耕地数据,利用GAEZ模型模拟了东北地区1990-2015年主要粮食作物(玉米、大豆和水稻)的生产潜力,并与作物实际产量对比得到产量差距。接下来,采用“控制变量法”进一步单独且深入研究了1990-2015年气候和耕地变化对东北地区粮食生产潜力的影响。最后,通过模拟东北地区2050年气候和耕地情景,实现对东北地区未来粮食生产潜力的模拟。研究结果可为相关的农业规划管理部门的相关政策的制定提供决策参考,对保障未来粮食作物的增产增收和粮食安全,提高农民收入,维护社会稳定,都具有十分重要的意义。本研究得到的主要结论如下:(1)通过利用GAEZ模型对东北地区粮食生产潜力进行模拟,得到东北地区三种主要粮食作物生产潜力的变化特征。1990-2015年,近一半耕地内的玉米和大豆生产潜力均有所提升,其中大部分耕地的玉米生产潜力提升1500kg/ha以上,大豆生产潜力提升500-1500kg/ha。水稻生产潜力在黑龙江省大部分地区提升1500kg/ha,而在吉林省、辽宁省和内蒙古东四盟大部分地区有所下降。通过比较三种粮食作物的实际单产与潜在单产,可知东北地区40个市中,玉米实际与潜在产量的比例大于80%的市有22个,大豆为19个,水稻高达30个,说明东北地区大部分市的旱地和水田的利用率较高,且具有较高的人为投入与先进的管理措施。但仍有个别市的粮食产量差距较大。(2)通过将GAEZ模型估算的粮食生产潜力与农业遥感技术方法估算而来的作物产量进行相关性和空间差异性分析,计算得到玉米、大豆和水稻的两种产量的决定系数R2分别为0.66、0.64与0.72,两种产量结果之间的线性相关性较强。通过空间差异性分析发现,由于2015年东北地区旱地中精确的作物种植布局是未知的,通过将2015年东北地区旱地中的NPP全部转化为玉米产量,则大部分地区YGAEZ高于YNPP;而将2015年东北地区旱地中的NPP全部转化为大豆产量,则大部分地区YGAEZ比YNPP低,尤其在三江平原区部分地区、松嫩平原区与辽河平原区,YGAEZ比YNPP低2000-4000kg/ha。将水田中的NPP转化为水稻产量后,大部分地区的YGAEZ比YNPP低2000kg/ha以内。(3)在研究气候变化对东北地区粮食生产潜力的影响时发现,玉米和大豆生产潜力的变化与太阳辐射量、相对湿度、雨天频率和降雨量的变化呈现较为明显的正相关性,但与风速、平均最高和最低气温的变化的相关系数约-0.30,呈现较为明显的负相关。水稻生产潜力的变化在前一时段也与太阳辐射量、相对湿度、雨天频率和降雨量的变化呈较为明显的正相关,但后一时段与平均最高气温和太阳辐射的变化呈正相关,与相对湿度和雨天频率呈负相关。(4)本研究分析了1990-2015年东北地区旱地和水田与其他土地利用类型的转换特征。1990-2000年,大规模的毁林毁草开垦的现象较为严重,水田和旱地的相互转化也较为剧烈。旱地面积净增加293.51万公顷,总增加431.28万公顷,其中林地与草地转化为旱地的面积占全部旱地总增加面积的77.05%。水田的面积净增加67.89万公顷,总增加138.77万公顷,主要由旱地、未利用地和草地转化而来。2000-2015年,退耕还林还草现象明显,但水田和旱地转化仍十分剧烈。旱地的面积净减少148.78万公顷。旱地总流失741.62万公顷,转化为林地、水田和草地的面积占据所有旱地流失面积的74.10%。水田的面积净增加104.38万公顷,总增加262.19万公顷,大部分水田仍由旱地转化而来。在研究耕地变化对东北地区主要粮食作物的生产潜力的影响时,发现前10年东北地区玉米和大豆潜在总产量的增加主要是由于开垦大量天然林地与草地资源,以及水田的转化导致的旱地面积的大量增加。后15年玉米和大豆潜在总产量仍有所增加的主要原因为水田、林地和草地转化成优质旱地。1990-2015年两个时段东北地区水稻潜在总产量的增加均主要归因于旱地和未利用地向水田的转化导致水田面积大量增加。(5)本研究将CMIP5中的12种大气环流模型的未来气候模拟数据利用多模式集合方法进行简单平均,得到东北地区2050年生长季内六种气候变量的模拟结果。然后,利用CA-Markov模型预测了2050年东北地区土地利用情景。最后,利用GAEZ模型模拟了东北地区2050年气候和耕地条件下三种粮食作物的生产潜力。研究发现,东北地区三种粮食作物的潜在单产和潜在总产量均有所提升,且RCP4.5情景比RCP6.0情景的气候条件更有利于粮食作物生长。因此,未来需要尽量将温室气体的排放控制在RCP4.5情景范围内,同时注重提升粮食单位面积产量,这样才能在建立环境友好型社会的基础之上,保证东北地区的粮食安全。
王仁杰[5](2020)在《长期施肥对黄土高原旱地土壤有机碳库的影响》文中认为土壤有机碳(Soil organic carbon SOC)是土壤肥力的核心,也是陆地生态系统最大的有机碳库。农田土壤SOC含量的高低不仅影响土壤养分供应和作物生产力,还会影响农田土壤温室气体的排放和全球气候变化。提高土壤SOC,减少CO2的排放成为实现农业可持续发展、缓解温室效应的重要方法和途径。农田土壤SOC的变化取决于外源碳的添加与矿化,其中外源有机碳能否高效固持由土壤性质、团聚性、原土有机碳组分等多种因素共同决定。黄土高原是我国旱地农业的中心。以一年一熟轮作为主要种植模式,小部分一年两熟灌溉农业体系。本研究利用黄土高原四个具有代表性的长期定位试验(陕西杨凌,甘肃天水,甘肃平凉和陕西合阳),通过对历史数据的总结和采集样品的分析,研究了不同种植体系长期施肥作物产量、有机碳还田量、有机碳及其活性组分动态变化、土壤固碳效率及速率、固碳潜力;利用干湿筛相结合的方法研究了土壤团聚体及粉黏粒组成和其有机质的分布特征;采用粒径-密度分组方法对原土和团聚体保护有机质进行分组,研究施肥对不同碳库的影响;通过不同温度室内培养,研究不同施肥及秸秆添加对土壤有机碳矿化和温度敏感性的影响。四个长期定位试验的施肥处理为:杨凌(灌溉试验:不施肥CK、单施氮肥N、氮钾配施NK、磷钾配施PK氮磷配施NP、氮磷钾肥配施NPK、化肥与秸秆还田SNPK低量有机肥配施化肥M1NPK和高量有机肥配施化肥M2NPK;旱地试验:CK、N、NK、PK、NP、NPK和MNPK);天水(CK、NP和MNPK);平凉(CK、NP和MNP);合阳(CK、低量化肥N1P1、高量化肥N2P2和有机肥配施高量化肥MN2P2)。主要结果如下:(1)无论是灌溉地还是旱地,长期偏施化肥处理(N、NK、PK)相比CK对作物籽粒产量均无显着影响,产量范围分别为3.3-4.7 Mg ha-1(小麦和玉米总产)和1.4-2.0 Mg ha-1;平衡施用化肥(NP、NPK)和有机无机配施(M1NPK、M2NPK和MNPK)的籽粒产量也未见显着差异,灌溉地和旱地产量分别为11.8-13.2 Mg ha-1和4.7-4.9 Mg ha-1,显着高于对应的偏施肥处理。与作物产量结果类似,偏施肥处理相比CK处理有机碳投入量没有显着差异,灌溉地和旱地偏施肥有机碳投入量分别为21.4-24.4 Mg ha-1和9.8-14.6 Mg ha-1;灌溉地和旱地平衡施用化肥处理有机碳还田量平均值分别为61.2和28.8 Mg ha-1;灌溉地有机无机配施有机碳投入量为109.6-162.1Mg ha-1,旱地MNPK处理有机碳投入量为69.7 Mg ha-1。25年长期施肥后,平衡施肥相比偏施肥和对照,可以提高SOC储量30%以上,有机无机配施相比对照提高SOC储量50-156%。灌溉地和旱地土壤每5年土壤固碳速率变化范围分别为0.37-1.89 Mg ha-1 y-1和-0.06-0.93 Mg ha-1 y-1;灌溉地和旱地平均固碳效率分别为19%(14-32%)和28%(14-32%)。灌溉地和旱地土壤POC含量相比试验开始时增加范围分别为4%-180%和112%-160%。当灌溉地和旱地土壤有机碳含量分别为9.97 g kg-1和8.77 g kg-1时,作物产量可分别达到最大产量的93%和92%。(2)黄土高原旱地土壤以大团聚体(?025 mm)为主,占70%以上,微团聚(0.053-0.25 mm)占13-17%,粉黏粒组分(<0.053 mm)只占10%左右。施肥可以增加大团聚体占比,降低微团聚体和粉黏粒占比,MNP/K相比CK处理平均增加大团聚体21%,降低微团聚体和粉黏粒21%和16%。施肥相比CK可以增加MWD值9.3%。土壤团聚体间SOC和TN含量没有差异,平均为10.6和1.08 g kg-1,但是显着高于粉黏粒组分(分别为7.36和0.75 g kg-1)。土壤SOC和TN主要储存在大团聚体中(79%和77%),其次为微团聚体(14%和15%),粉黏粒储量最低(7%和8%)。有机碳和全氮富集因子在团聚体中值接近1,显着高于粉黏粒组分。(3)黄土高原长期施肥显着增加土壤SOC和TN储量,相比CK,施肥处理SOC和TN年增量为87.5-483.1 kg ha-1 y-1和8.9-52.5 kg ha-1 y-1。矿质结合态碳(MOC)和矿质结合态氮(MON)分别占SOC和TN的45%-75%和64%-89%,相比CK,施肥处理该组分年增量为81.6-237.6 kg ha-1 y-1和3.6-31 kg ha-1 y-1。土壤颗粒有机碳(POC)和颗粒有机氮(PON)储量分别占SOC和TN储量的25%-55%和11%-36%,施肥处理相比CK该组分的年增量为84.9-306.7 kg ha-1 y-1和3.2-24.2 kg ha-1 y-1。轻组有机碳(Light-POC)和轻组氮(Light-PON)储量分别占SOC和TN储量的8-32%和6-24%。施肥增加其年增长率为27.2-198.9 kg ha-1 y-1和2.4-17.0 kg ha-1 y-1。土壤重组有机碳(Heavy-POC)和重组氮(Heavy-PON)储量分别占SOC和TN储量的13%-28%和4%-16%。施化肥不增加该组分储量,MNP/K相比CK,增加速率为1.6-107.5 kg ha-1y-1和3.4-9.2kg ha-1 y-1。施用化肥对各组分有机质在土壤中的分配没有显着影响,但MNP/K处理可以增加POC和PON占比3-19%。施肥对原土C/N比没有显着影响,但有降低POM组分C/N的趋势。(4)黄土高原旱地土壤团聚体有机质物理组分以微团聚体分离得到的团聚体内细颗粒有机质(53 f)含量最高,该组分C和N平均含量分别为3.54和0.21 g C kg-1aggregates,其次为由0.25-2 mm团聚体分离得到的团聚体内细颗粒有机质(250 f),该组分C和N平均含量分别为2.45和0.15 g C kg-1 aggregates,其余组分含量之间没有差异,平均C和N含量为1.60和0.07 g C kg-1 aggregates。团聚体分离的物理组分以矿质结合态有机碳(Mineral-associated OC)和氮(Mineral-associated ON)在土壤中含量最高,分别为4.01-9.81和0.39-1.07 g C kg-1 soil,占土壤SOC和TN的68%和71%。其次为总的细颗粒有机碳(Total fine intra-POC)和氮(Total fine intra-PON),含量分别为1.03-3.08和0.12-0.43 g C kg-1 soil,占土壤SOC和TN的18%和19%。不受团聚体保护的游离态颗粒有机碳(Free light POC)和氮(Free light PON)含量最低,仅占土壤SOC和TN的5%和3%。Mineral-associated OM不随有机碳含量增加而增加,其余组分仍有一定的增加潜力。施化肥对Mineral-associated OM占比没有显着影响,但MMNP/K分别降低Mineral-associated OC/SOC和Mineral-associated ON/TN 11%和12%。团聚体内总的粗颗粒有机质C/N显着高于其余组分。(5)CK,NP和MNP/K处理土壤在不同温度(15℃,25℃和35℃)下有机碳累积释放量分别为54-246 mg CO2-C kg-1,81-507 mg CO2-C kg-1和122-641 mg CO2-C kg-1,分别占SOC的0.65-2.99%,0.81-5.11%和0.86-4.50%;添加秸秆后土壤有机碳累积释放量分别为476-1691 mg CO2-C kg-1,547-2031 mg CO2-C kg-1和787-2678 mg CO2-C kg-1,分别占SOC的4.9-17.44%,4.8-17.82%和5.05-17.09%。利用双库指数模型模拟得出,未添加秸秆的土壤,不同温度和施肥处理活性碳库(Ca)为6-38 mg CO2-C kg-1,惰性碳库(Cs)为61-1853 mg CO2-C kg-1;添加秸秆处理Ca和Cs大小分别为30-60 mg CO2-C kg-1和536-8718 mg CO2-C kg-1。低温(15/25℃)条件下未添加秸秆土壤有机碳矿化的温度敏感性(Q10)较高温(25/35℃)高28%,添加秸秆土壤Q10高温时更高。未添加秸秆时,MNP/K相比CK增加Q10(15/25℃)7%,Q10(25/35℃)以NP处理最高,CK处理最低;添加秸秆时,Q10低温和高温时分别是NP和MNP/K最高。添加秸秆可以降低Q10(15/25℃),平均下降42%。未添加秸秆时,各施肥处理在不同温度下Cs Q10比Ca高31-399%;添加秸秆时,高7-418%。综上所述,黄土高原地区长期施肥可以显着提高作物产量和土壤有机碳储量,促进土壤大团聚体形成,增加团聚体稳定性。其中有机无机配施可以增加土壤活性有机碳组分占比,进而提高土壤有机质质量。施肥虽然能提高农田土壤有机质固存,但作物产量随有机碳含量增加存在阈值,并且施肥存在增加土壤CO2排放及有机碳矿化的温度敏感性的风险。因此,该地区农田土壤在施肥选择时既应保证稳产高产,还应当兼顾考虑作物产量阈值和环境效益。
李帅[6](2020)在《1961-2017年中国主要粮食作物有效积温的时空变化及未来情景模拟》文中认为中国幅员辽阔,地形结构复杂多样,气候变暖对农业生产的影响存在区域性差异,了解气候变化如何影响作物所需有效积温是农业生产应对增温变暖的首要前提。本文使用惩罚最大F检验对站点温度集进行非均一性检验并插补修正,通过泰勒图确定最佳的历史数据集与插值方法的组合和CMIP6模拟中国有效积温最佳的模式,使用Manner-Kendall检验、REOF、k-means聚类分析等方法,分析1961-2017年水稻、小麦、玉米所需有效积温的空间分布、时间变化、突变前后的变化情况及物理区划;预测在未来情景下,全球升温1.5℃、2℃会对中国粮食作物热量资源的潜在积极或消极影响。本研究旨在全面了解中国农业热量资源时空格局及长期变化趋势,帮助种植者制定更好的长期决策,为全国综合农业区划的更新提供理论依据和科学支撑。研究主要得到如下结论:(1)1961-2017年水稻、玉米、小麦有效积温整体均表现出自南向北随纬度更替变化的地带性分布规律和自东向西随海拔变化的阶梯状分布规律。全国可种植小麦面积最多,其次为水稻,玉米最少。三种作物有效积温整体均呈显着的升高趋势,其中小麦的积温增幅最大(约40-90℃·d/10a),其次为玉米,水稻增幅较小;呈减小趋势的地区主要为澜沧江中游地区。三种作物的有效积温均于1991-2005年之间发生突变,突变前后,三种作物的积温界线均表现为北移、西移趋势显着。除青藏高原地区外,全国约80%的地区水稻、玉米积温增幅在100-300℃·d,小麦增幅在150-350℃·d;三种作物有效积温均表现出北方升幅整体高于南方地区。(2)使用REOF与k-means聚类分析结合的方法对三种作物进行区划,其中水稻积温划分为5个分区,玉米积温有4个分区,小麦有7个分区。对比三种作物的区划结果,发现水稻与玉米区划结果相似;三种作物的高值区及长江流域均能成为一个单独的分区,并且均有两个分区以大凉山为界,区域划分比较合理客观。(3)在4种不同的共享社会经济路径(SSP)下,全球升温1.5℃、2℃时,三种作物的有效积温仍均表现出自南向北随纬度更替变化的地带性分布规律和自东向西随海拔变化的阶梯状分布规律。有效积温均呈上升趋势,各种植界限均向北、向西、向高海拔方向移动,2℃情景下积温增幅整体高于1.5℃情景。SSP3-7.0、SSP5-8.5情景下积温增幅相对较高,但三种作物积温变化趋势不一致,变化结果比较复杂,没有统一的增加或下降趋势。SSP1-2.6、SSP2-4.5情景下的三种作物积温变化趋势一致,且这两种情景模拟的人类社会发展都是朝着相对乐观的趋势进行的。(4)SSP1-2.6情景下,全球平均温度于2017年升温达到1.5℃,于2034年达到2.0℃。1.5℃情景下,全国约60%的地区三种作物的积温增幅在100-600℃·d,北方地区三种作物积温增幅整体高于南方地区;2℃情景下,约60%的地区积温增幅在250-900℃·d,北方地区积温增幅整体低于南方地区。SSP2-4.5情景下,全球平均温度于2023年升温达到1.5℃,于2038年达到2.0℃。1.5℃情景下,全国约60%的地区三种作物的积温增幅在100-700℃·d左右;2℃情景下,全国约60%的地区积温增幅在250-800℃·d左右;两种情景下三种作物积温均表现出西部地区升幅整体高于中东部地区。整体来说,高温区增高更快,低温相反不明显,寒冷区可能霜冻等会影响更明显,具体表现为南北方积温升幅的差异。
赵昕[7](2019)在《关中—天水经济区粮食生产格局与调控机制研究 ——基于粮食作物水分生产力测度》文中研究表明关中—天水经济区(以下简称关天经济区)是我国重要的农产品生产基地和试验示范基地。因地下水资源过量开采、降水量时空分布不均匀,地表径流调蓄能力差等因素,决定了经济区是一个水资源贫乏的地区。随着区域内人口数量的不断增加,粮食需求量也将进一步增加,如何在稳产高产前提下提高农业水资源的利用率,提升粮食作物水分生产力,成为解决区域水资源短缺与保障粮食安全的关键问题。本文将GIS、RS技术与Matlab软件相结合,利用长短期记忆网络提取经济区逐年的作物分布区,在作物分布区内通过BP神经网络对粮食产量进行空间化处理,并借助Penman-Monteith方法估算得到经济区作物蒸散量数据;利用多种时间序列统计学方法时空动态演变研究,分析关天经济区的粮食产量与粮食作物实际蒸散量动态变化特征,基于此对经济区粮食作物水分生产力动态进行综合定量测评,利用地理探测器挖掘出粮食作物水分生产力的关键影响因素和影响机制。本研究对实现农业现代化(精准灌溉、节水灌溉)与生态环境协调发展,对增加区域粮食产量和稳固我国粮食安全格局,对实现农业的可持续发展和我国全面建成小康社会,都具有重要的理论意义和实践指导。主要结论如下:1.2001-2016年关天经济区粮食产量呈下降趋势,粮食产量Hurst指数为0.48,未来变化呈下降→增加趋势。(1)2001-2016年耕作区粮食产量下降趋势为-1.21 t/(km2·a),反映出关天经济区粮食安全受到了一定程度的威胁。(2)空间上,粮食产量较高区主要分布于冲洪积平原和黄土台塬。从粮食作物熟制来看,一年两熟粮食作物单产为119.15 t/km2,其次为两年三熟粮食作物和一年一熟粮食作物。空间上,近16年粮食产量的显着增加区主要分布于陕西省渭南市东部;显着减小区域分布较为零散,主要分布在天水地区,其次为城区周边。(3)粮食产量变化的表现出反持续性,结合粮食产量16年间呈降低趋势,反映出关天经济区粮食产量未来变化总体上由降低转为增加趋势。2.2001-2016年关天经济区实际蒸散量呈上升趋势,实际蒸散量Hurst指数为0.50,整体上未来变化不明确。(1)2001-2016年耕作区蒸散量升高趋势为10.69 kg/(m2·a)。从不同熟制来看,一年一熟粮食作物和两年三熟粮食作物实际蒸散量均与整个耕作区粮食作物实际蒸散量增加趋势相当;一年两熟粮食作物实际蒸散量增加趋势低于整个耕作区蒸散量趋势。(2)粮食作物耕作区蒸散量均值为476.00 kg/m2,蒸散量高值区主要分布于经济区西部;蒸散量低值区主要分布于西安城区周边以及经济区北部的黄土台塬区。(3)蒸散量变化的随机性较强,反映出关天经济区耕作区总体上蒸散量未来变化趋势不明确。3.2001-2016年关天经济区粮食作物水分生产力呈下降趋势,粮食作物水分生产力Hurst指数为0.51,未来变化呈持续下降趋势。(1)2001-2016年耕作区粮食作物水分生产力降低趋势为-0.59×10-2 kg/(m3·a),反映出农业水资源利用效率降低。从不同熟制来看,一年两熟粮食作物水分生产力较高,其次分别为两年三熟和一年一熟粮食作物。从变化趋势来看,整个研究区粮食作物水分生产力下降趋势主要是由一年一熟粮食作物水分生产力变化引起。(2)2001-2016年粮食作物水分生产力高值区主要分布于天水西部、西安周边、渭南中北部、咸阳西南部以及宝鸡西部;中值区分布面积较广主要分布于渭河盆地与天水耕作区东部;低值区主要分布于渭南和咸阳以南区域。(3)粮食作物水分生产力变化呈现出可持续性,结合粮食作物水分生产力变化趋势呈现出降低趋势,从而反映出关天经济区粮食作物水分生产力未来变化总体上呈现出持续降低趋势。4.关天经济区地表参数对粮食作物水分生产力空间分异影响以及其与其他因子交互作用均较强;地形参数、地表参数和气象因子对粮食作物水分生产力空间分异影响随时间变化呈增强趋势。(1)地表参数对粮食作物水分生产力空间分异的解释力相对最高,其中蒸散发与地表温度决定了粮食作物与土壤水分耗散快慢与多少,植被覆盖决定了粮食产量的高低,土壤水分和降水量均为粮食作物的水分补给源,两者解释力相当,而高程与气温具有高度相关性,因此两者解释力也相差不大。(2)各个因子均与地表参数对粮食作物水分生产力的交互作用较强,其次为与气象因子的交互作用,与地形参数交互最弱,其中地表参数中蒸散发与其他因子交互作用最强,其次为地表温度、植被覆盖与土壤湿度与其他因子的交互性;各个因子与气象因子对粮食作物水分生产力的交互作用较弱,其中降水与气温之间的交互值为0.29,其次分别为降水与DEM、坡度的交互性,其交互值分别为0.23和0.16;气温除与降水交互性较高外,与DEM、坡向的交互值均为0.12。(3)坡度与坡向、气温与高程相比较对粮食作物水分生产力分异的影响不存在显着差异,其中气温与高程具有很强的相关性,因此两者对粮食作物水分生产力分异的影响差异性不明显;而经济区耕作区一般均分布在较为平坦的区域,坡度和坡向的变化原本就不明显,两者对粮食作物水分生产力分异的影响也不存在显着差异。(4)从灌溉时间来看,一年一熟粮食作物需水关键期分别为3月下旬和7月中旬;两年三熟粮食作物需水关键期主要集中分布于一年内的中间时刻以及下半年,其中主要分布于粮食作物萌芽期之前,以及6月中旬到9月中旬之间;对于一年两熟粮食作物,第一熟粮食作物需水关键期主要集中于该粮食作物植被覆盖峰值之后的时段;第二熟粮食作物需水关键期主要分布于萌芽期和粮食作物植被覆盖峰值到生长季末期之间。本文创新之处以及取得的重要进展具体如下:(1)本文基于深度学习方法,针对多波段时间序列数据,从时间角度考虑,建立年内多波段时序与土地类型之间的长短期记忆网络,为地物类别的遥感识别提供了较为新颖的方法。(2)本文基于地理探测器,分别探讨了影响粮食作物水分生产力空间分异的关键影响因素,并从时间角度出发,分析了各个因素对粮食作物水分生产力空间分异影响程度的时间变化规律。(3)本文基于地理探测器,探讨了年内各个时刻土壤水分对粮食作物水分生产力的影响程度,并结合关天经济区粮食作物年内植被覆盖、土壤水分变化以及q均值,分析了粮食作物年内生长与土壤水分之间的关系,以及土壤水分对粮食作物影响的时效性,以准确掌握粮食作物需水关键期。
孙楠[8](2019)在《我国北方典型农田土壤氮动态对施肥的响应及模拟》文中研究指明土壤氮素是决定土壤肥力和作物产量的重要因素,我国过量施氮、氮肥利用率低的问题普遍存在。因此,研究土壤氮素对长期不同施肥措施的响应,寻求保持土壤肥力、保障农业环境可持续发展的施肥措施十分必要。同时,愈发突出的全球气候变化问题给农业带来了很大的挑战,量化未来气候变化对土壤氮素的影响对应对未来环境风险、提高土地质量、保障粮食安全具有重要意义。目前土壤氮动态及氮肥利用率的研究大多集中于点位特征及其施肥的影响,对不同施肥下土壤氮动态的时空演变及气候变化下的未来趋势鲜见报道。因此,本研究选取我国北方跨越不同气候带、土壤类型和轮作制度具有代表性的8个典型长期试验,系统分析了典型农田土壤全氮与碱解氮及氮肥表观利用率对长期不同施肥的响应特征,利用整合分析(Meta-analysis)研究了我国北方农田土壤微生物量氮对不同施肥的响应特征。最后,评价了SPACSYS模型在我国北方典型农田土壤全氮演变模拟中的适用性;并预测了未来气候变化和不同施肥下我国北方典型农田土壤全氮及氮平衡特征。主要结果和结论如下:1.配施有机肥提升土壤氮素肥力效果最佳,东北高于华北和西北,较不施肥(CK)提升幅度试验后期大于试验前期,且土壤氮固持效率较高,其氮固持效果基本呈现为东北高于华北和西北。不同施肥措施在所有或部分试验点均显着或极显着提升土壤氮素肥力,提升效果基本呈现为:高量化肥配施有机肥(hNPKM)>化肥配施有机肥(NPKM)>化肥与秸秆还田(NPKS>氮磷钾化肥(NPK)。hNPKM和NPKM施肥措施提升土壤氮素肥力效果最佳,在所有试验点显着或极显着提升土壤氮素肥力,提升速率分别为0.025~0.054 g kg-1 yr-1和0.006~0.042 g kg-1 yr-1;较不施肥显着提升土壤氮素肥力分别达50.4~107.8%和29.9~113.2%,较NPK施肥措施显着提升土壤氮素肥力分别达43.5~75.8%和18.9~55.9%;hNPKM和NPKM施肥措施不同试验点土壤全氮含量大小为:公主岭>杨凌>乌鲁木齐>昌平>郑州和公主岭>杨凌>徐州>乌鲁木齐>张掖>平凉>昌平>郑州,总体表现为东北高于华北和西北;hNPKM和NPKM施肥措施下土壤氮固持效率较高,氮固持效率分别为12.0~74.2%和10.8~54.8%;不同施肥措施不同阶段仅在部分试验点显着或极显着提升土壤氮素肥力,提升效果基本与整个试验期间相类似,试验前10年hNPKM和NPKM施肥措施较不施肥显着提升土壤氮素肥力分别达27.7~59.8%和12.7~52.1%,11~20年左右则分别达73.6~161.8%和30.7~112.2%。21~30年左右,NPKM施肥措施仅在徐州、平凉试验点较不施肥显着提升土壤氮素肥力分别达161.3%和37.6%。不同阶段比较表明,hNPKM和NPKM施肥措施较不施肥提升土壤氮素肥力幅度为:11~20年左右>试验前10年。2.配施有机肥增加土壤氮素速效养分(碱解氮)效果最好,东北高于华北和西北,相比不施肥增加幅度试验后期大于试验前期。不同施肥措施仅在部分试验点显着或极显着增加土壤氮素速效养分,增加效果基本呈现为:hNPKM>NPKM>NPKS>NPK。hNPKM和NPKM施肥措施增加土壤氮素速效养分效果最佳,其中hNPKM施肥措施仅在公主岭、郑州和乌鲁木齐试验点极显着增加土壤氮素速效养分,增加速率为2.69~4.69 mg kg-1 yr-1,在公主岭、昌平、郑州和乌鲁木齐试验点较不施肥显着增加土壤氮素速效养分为28.8~145.2%,在公主岭、郑州和乌鲁木齐试验点较NPK施肥措施显着增加土壤氮素速效养分为29.0~93.6%;NPKM施肥措施仅在公主岭、郑州、乌鲁木齐和张掖试验点显着或极显着增加土壤氮素速效养分,增加速率为2.15~2.90 mg kg-1 yr-1,在公主岭、郑州、平凉、乌鲁木齐和张掖试验点较不施肥显着增加土壤氮素速效养分为29.4~84.1%,在公主岭、郑州、平凉和乌鲁木齐试验点较NPK施肥措施显着增加土壤氮素速效养分为16.1~45.3%;hNPKM和NPKM施肥措施不同试验点土壤碱解氮含量大小为:公主岭>乌鲁木齐>郑州>昌平和公主岭>徐州>乌鲁木齐>郑州>平凉>张掖,总体表现为东北高于华北和西北。不同施肥措施不同阶段仅在部分试验点显着或极显着增加土壤氮素速效养分,增加效果基本与整个试验期间相类似,试验前10年hNPKM和NPKM施肥措施较不施肥显着增加土壤氮素速效养分分别达23.3~60.8%和27.7~37.7%,11~20年左右则分别达33.1~212.8%和42.3~121.3%。21~30年左右,NPKM施肥措施较不施肥显着增加土壤氮素速效养分达55.4~56.6%。不同阶段比较表明,hNPKM和NPKM施肥措施相比不施肥增加土壤氮素速效养分幅度均为:11~20年左右>试验前10年。3.施用有机肥能促进农田土壤微生物的生长和繁殖,进而提高土壤肥力。我国农田北方地区施用有机肥相比不施肥(CK)和施用化肥(NPK),土壤微生物量氮(SMBN)含量分别增加了97.5%和57.3%。施用有机肥相比施化肥对SMBN含量的提高幅度在东北地区最大(67.2%)。相比施化肥,施用有机肥后SMBN含量的增加幅度在温带大陆性气候区(54.4%)和温带季风性气候区(60.7%)没有显着的差别。相比施化肥,在酸性土壤上施用有机肥对SMBN含量的增加幅度最大(111.6%),显着高于在碱性和中性土壤(53.6%和48.8%)。对不同土壤SOC水平来说,相比施化肥,施用有机肥在低土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)水平施用有机肥对SMBN含量的增加幅度高于高SOC和TN水平。SMBN与TN含量之间存在极其显着的线性相关关系。施用有机肥相比施用化肥处理SMBN增加百分数与每年有机肥氮的投入量呈显着的正相关关系(P<0.01)。4.施用有机肥能够提高作物的氮肥表观利用率和作物吸氮量。公主岭试验点玉米平均氮肥表观利用率NPKS处理(88.1%)显着低于其他处理(93.9~95.8%)。昌平试验点不同施肥处理的氮肥表观利用率没有显着差异(38.5~51.0%)。徐州试验点只有NPK和NPKM处理,NPK处理(69.3%)显着高于NPKM处理(53.8%)。而郑州试验点NPKM处理氮肥表观利用率最高为61.5%,且NPKM处理显着高于施用秸秆处理(NPKS:51.8%)。平凉试验点不管是在小麦季还是玉米季不同处理的氮肥表观利用率没有显着的差异,其中平均氮肥表观利用率在小麦季为56.9~67.3%,在玉米季为59.1~78.4%。乌鲁木齐试验点NPK处理在不同生长季都是最高,其在小麦季和玉米季氮肥表观利用率分别为51.9%和44.4%。NPKM处理的氮肥表观利用率和氮吸收量在不同试验点随着试验年限增加呈现一个显着上升的趋势,且年增长速率显着高于其他处理。5.未来年均温升高、年均降雨增加和CO2浓度增高导致东北的土壤全氮含量降低,华北和西北全氮含量增加,施用有机肥处理的土壤可以更好的应对未来气候变化,增加土壤-植物体系的氮汇水平。利用土壤-作物-大气模型SPACSYS进行我国北方典型农田土壤全氮含量的模拟,结果发现,校准和验证的R2分别为0.78(n=158)和0.70(n=418),RMSE分别5.33%和6.98%,模拟精度较高。在不考虑品种变化的情况下,借助政府间气候变化专门委员会IPCC最新Representative Concentration Pathway(RCP)气候情景预测发现,未来气候变化会使东北的土壤全氮含量降低0.1~14.4%,华北和西北分别增加2.2~26.2%和4.7~34.5%。不同施肥措施中,NPKM处理土壤全氮含量最高,东北、华北和西北分别为3.67~4.30 t N ha-1,3.32~5.68 t N ha-1和3.40~5.58t N ha-1。此外,未来气候变化会减弱东北NPKM处理的植物-土壤系统的氮汇水平(8.75 kg N ha-1yr-1-17.78 kg N ha-1 yr-1),呈现Baseline≥RCP2.6,RCP4.5>RCP8.5,增加华北地区的氮汇水平且RCP情景下的氮汇水平无明显差异(91.14~174.82 kg N ha-1 yr-1),不改变西北植物-土壤系统的氮汇水平(4.67~49.24 kg N ha-1 yr-1)。不同施肥措施中,东北仅NPKM处理的土壤-植物体系为氮汇,华北和西北地区土壤-植物体系在NPKM处理的氮汇最大,分别为120.84~174.82 kg N ha-1 yr-1和31.62~49.24 kg N ha-1 yr-1。综上所述,我国北方农田,采取化肥配施有机肥的施肥措施,均有利于土壤全氮、碱解氮、微生物量氮水平即土壤氮素肥力的提升,相对具有较高氮固持效率和氮肥利用率;未来气候变化下,我国华北和西北较东北具有较强的氮素固持潜力,是农田可持续利用的施肥模式,且施用有机肥可以更大程度地增加土壤-植物体系的氮汇水平。
吕晴晴[9](2019)在《基于APSIM模拟模型的两种种植制度的适应性研究》文中提出应用APSIM模型模拟了19612015年55年的冬小麦-夏玉米一年两熟和不同播期玉米一熟的气候、灌溉、经济效果,对水分利用效率、氮素利用效率和偏生产力等方面进行了分析。主要结果如下:(1)1961-2015年55年的气候变化主要体现在温度上,平均温度、最高温度和最低温度呈显着上升趋势,每5年增温0.3℃左右,太阳辐射量呈先降低后升高的趋势,降雨总量年际波动较大,但总体来看没有明显的减少趋势。(2)过去55年冬小麦越冬前日均温增长了0.32℃,积温升高了25.80℃,其余各生育阶段温度变化不明显。春播玉米升温造成抽雄吐丝期温度略高,且其间降雨较多,遭遇阴天降雨的概率较大,对授粉有一定影响。4月10日7月20日11个播期玉米在抽雄吐丝期遭遇高温和低温风险的总天数概率分别为82%、87.1%、76.9%、57.3%、68.3%、57.1%、41.4%、45.7%、51.5%、130.7%和167%,遭遇阴天降雨风险的天数概率分别为42.7%、49.6%、53.1%、53.8%、48.6%、52.4%、50.3%、32.5%、36.6%、25.1%和21.9%,6月20日播种遭遇温度和阴天降雨的概率低于其他10个播期。可见,6月10日6月20日播种的玉米抽雄吐丝期温度最适宜。5月10日5月20日期间播种的产量最高,在13666.414678.1kg/ha之间。(3)冬小麦-夏玉米周年产量在16177.520306.8kg/ha之间时,麦-玉两熟的田间耗水量在578.4848.4mm之间,水分利用效率在26.7335.86kg/ha/mm之间。春玉米的产量在12152.413542.6kg/ha的范围时,田间耗水量和水分利用效率分别为466.7736.0mm,21.9833.38kg/ha/mm,冬小麦-夏玉米的产量、田间耗水量和水分利用效率显着高于春玉米一熟。春玉米一熟55年模拟产量变异系数在12.6%15.2%之间,而麦-玉两熟在7.4%13.7%之间。在同一灌溉方案相同产量水平下麦-玉两熟比春玉米一熟的所需灌溉量分别减少42.4%(12749.1kg/ha)、39.9%(13075kg/ha)、48.4%(13361.2kg/ha)、49.9%(13542.6kg/ha)。(4)冬小麦-夏玉米一年两熟随着施肥量增加产量显着增加,最高达20455.5kg/ha,当施肥量为180kg/ha时,产量在17114.5kg/ha左右,氮素利用效率最高为26.00kg/kg,施肥量120kg/ha时,产量在14540.8kg/ha左右,氮肥偏生产力最高为43.22kg/kg;春玉米施肥量达到120kg/ha时,产量为13221.3kg/ha基本不再增加,施肥量60kg/ha时,氮素利用效率最高为30.91kg/kg,施肥量为180kg/ha时氮肥偏生产力最高为35.37kg/kg。在同一施肥方案相同产量水平下,春玉米一熟的需氮量分别高出麦-玉两熟10.7%(13134.0kg/ha)、29.6%(13207.2kg/ha)、43.4%(13215.1kg/ha)、54.7%(13221.3kg/ha)。(5)冬小麦-夏玉米一年两熟不同产量水平的净产值在14628.636510.9元/ha之间,春玉米一熟的在1158517819.8元/ha之间,春玉米一熟比麦-玉两熟可节省69.1%72.6%的物质成本。且两种种植制度都是在化肥上投入资金最多,麦-玉两熟化肥占物质总成本的37.2%,春玉米一熟的占33.5%。
张慧娴[10](2018)在《中国农田植被时空变化特征及其气候影响因子分析》文中进行了进一步梳理植被是地球系统研究中物质与能量循环的关键环节,其监测与动态机制研究是目前研究的重点与热点问题。农田作为重要的陆地植被类型之一,约占全球非冰冻陆地面积的12%左右。随着全球变暖和人类活动的影响呈现了增加趋势。因此,研究农田植被的时空变化特征及其影响因子变得日益重要。农田植被相比自然植被具有独特的物候特征,造成这一特征的主要原因是农田的熟制。本文将中国农田作为研究对象,使用植被指数(GIMMS NDVI3g)、气象数据、中国农业区划数据以及土地利用类型等数据,以农田熟制为研究切入点。基于HANTS方法和农田植被的物候特征,提取出1982年至2013年的农田熟制信息,并进一步分析了我国农田熟制多年时空变化特征。结合农田复种的生长季特征,进而分析了我国农田植被时空特征与多年变化,并从温度和降水的角度分析了潜在气候影响因子。本文主要内容与结果有:(1)基于1km 土地利用数据分析表明,1980-2015年间,农田增加区域主要位于我国北方,而南方区域呈现了下降趋势。然而这种变化并未引起我国农田在空间分布格局特征的变化,即农田始终主要分布在东北平原、华北平原、四川盆地和西北灌溉区。植被指数NDVI分辨率为1/12度,时间为1982-2013年。因此采用2010年的1km分辨率土地利用类型数据作为参考,对农田在1/12度上进行提取。依据农田比重将1/12度农田分为三类:低农田比重区(LC:0-50%)、中农田比重区(MC:50%-75%)、高农田比重区(LC:75%-100%),其中MC与LC可视为农田区,而LC区域信号更侧重自然植被的影响。利用中国农业区划数据将我国分为9个农业区。在各农业区,对三类农田比重区的NDVI多年平均季节特征进行对比分析。结果表明,农田区(MC和HC)与LC(即自然植被为主导)有着明显物候差异,特别是复种农田为主的区域。而MC与HC的物候差异较小,仅存在于个别农业区。(2)我国农田种植制度从北往南逐渐从单一走向多样化,复种指数逐渐增加。多熟制农业区的种植制度则复杂多样,但仍以二熟制为主。1982-2013年间,我国农田复种指数呈上升趋势(0.156%yr-1),全国仅华南区的复种指数呈下降趋势(-0.248%yr-1)。全国大部分农田的复种指数无显着变化。(3)本文使用二熟制的农作物的物候特征和自然物候划分生长季,包括一般生长季(GS:4月-10月)、夏播作物的夏秋生长季(SCS:6月-10月)、秋播作物的冬春生长季(WSC:11月-5月)。1982-2013年间,MC和HC农田区域的年平均NDVI年际变化呈显着的上升趋势,趋势值分别为0.485×10-3yr-1、0.508×10-3yr-1。年均增长主要是由夏秋生长季的生长贡献的。在国家和区域尺度上,不同生长季(SCS vs WCS)农田植被年际变化出现了很强的不对称变化趋势。特别是农田分布最为广泛的东北地区、黄淮海地区和长江中下游地区。东北地区农田NDVI在SCS和WCS期间分别呈现了上升与下降趋势。与之相对的,在黄淮海区和长江中下游区,农田NDVI的增加主要出现在WCS期间,其变率远大于SCS期间。(4)温度与降水1982-2013年间的多年变化趋势表明,温度多年变化在全国大范围呈显着上升趋势。尤其是在多熟制区域,温度在冬春生长季的上升趋势大于其他生长季。降雨在全国尺度无显着变化,在一熟制区域冬春生长季有显着的上升趋势。相关分析表明,气温与多熟制农田NDVI在WCS期间相关性较高。因此,黄淮海区和长江中下游区的农田NDVI不对称变化趋势的主要气候驱动因子是温度,这是因为冬春生长季变暖相对夏秋生长季的变暖更能刺激植被的生长。而降水与东北地区农田在WCS季节呈现较强负相关性。因此,东北地区(一熟制)不对称变化趋势则主要是降水导致的。但具体的影响机制有待进一步的研究。
二、内蒙古地区变一年一熟为一年两熟的试验研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、内蒙古地区变一年一熟为一年两熟的试验研究(论文提纲范文)
(1)豫东北黄泛区耕地易蚀性土壤与风蚀特征研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 风蚀研究方法 |
1.2.2 土壤易蚀性与可蚀性 |
1.2.3 黄泛区风沙化土地及土壤侵蚀 |
2 材料与方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 研究范围 |
2.1.2 自然概况 |
2.1.3 社会经济 |
2.2 研究内容 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 数据源获取及处理 |
2.3.2 耕地解译 |
2.3.3 土壤样品野外采集 |
2.3.4 土壤理化性质测定 |
2.3.5 易蚀性土壤类型界定 |
2.3.6 耕地风蚀计算与分析 |
2.4 技术路线 |
3 结果与分析 |
3.1 豫东北黄泛区耕地特征 |
3.1.1 土地利用总体特征 |
3.1.2 耕地特征 |
3.2 豫东北黄泛区易蚀性土壤界定 |
3.2.1 各类型土壤不同粒径颗粒含量 |
3.2.2 各类型土壤的土壤有机质含量 |
3.2.3 各类型土壤的土壤可蚀性因子K值 |
3.2.4 易蚀性土壤界定 |
3.3 豫东北黄泛区风蚀影响因子及耕地风蚀特征 |
3.3.1 风蚀影响因子特征 |
3.3.2 研究区全区域耕地风蚀特征 |
3.3.3 易蚀性土壤范围内耕地风蚀特征 |
4 讨论 |
4.1 易蚀性土壤界定过程及结果 |
4.2 易蚀性土壤范围内的耕地风蚀情况 |
4.3 土壤可蚀性因子K值计算结果 |
4.4 遥感影像选取与处理 |
5 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表论文情况 |
致谢 |
(2)冀中平原作物农业资源高效利用与种植模式优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 立题背景 |
1.2 冀中平原种植制度的变化及发展趋势 |
1.3 冀中平原生态资源与种植制度的关系 |
1.3.1 冀中平原气候变化与种植制度的影响 |
1.3.2 冀中平原水资源变化与种植制度的影响 |
1.3.3 青贮、甜糯玉米的现状及趋势 |
1.4 研究目的、内容与技术路线 |
1.4.1 研究的目的 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
2 材料与方法 |
2.1 试验条件概况 |
2.2 试验采用的品种 |
2.3 试验设计 |
2.4 田间测定项目与方法 |
2.4.1 生育时期 |
2.4.2 小麦茎蘖数测定 |
2.4.3 叶片SPAD值测定 |
2.4.4 叶面积指数测定 |
2.4.5 玉米株高、穗位高和空秆率的测定 |
2.4.6 干物质积累量与产能 |
2.4.7 玉米籽粒灌浆特性测定 |
2.4.8 产量及产量构成因素测定 |
2.4.9 土壤含水量及水分利用效率计算 |
2.4.10 气象数据 |
2.4.11 光、温、水生产效率 |
2.5 数据处理与分析方法 |
3 结果与分析 |
3.1 不同作物的生育进程及农艺性状 |
3.1.1 生育进程 |
3.2 春玉米一熟模式生长发育及产量情况 |
3.2.1 不同品种穗位叶SPAD含量 |
3.2.2 不同品种群体LAI变化情况 |
3.2.3 不同品种干物质增长动态 |
3.2.4 不同品种收获期干物质积累与分配 |
3.2.5 不同品种籽粒灌浆期粒重增加动态 |
3.2.6 不同品种籽粒灌浆特性参数 |
3.2.7 不同品种收获期穗部性状 |
3.2.8 不同品种产量及其构成 |
3.3 青贮-粒用玉米模式生长发育及产量情况 |
3.3.1 不同青贮品种群体LAI变化 |
3.3.2 不同青贮品种灌浆期鲜重变化 |
3.3.3 不同青贮品种干物质增长动态 |
3.3.4 不同青贮品种收获期产量 |
3.3.5 不同粒用品种叶片SPAD值 |
3.3.6 不同粒用品种群体LAI变化 |
3.3.7 不同粒用品种干物质增长动态 |
3.3.8 不同粒用品种收获期干物质积累与分配 |
3.3.9 不同品种籽粒灌浆期粒重增加动态 |
3.3.10 不同粒用品种籽粒灌浆参数 |
3.3.11 不同粒用品种收获期穗部性状 |
3.3.12 不同粒用品种收获期产量及其构成 |
3.4 双季甜玉米模式生长发育及产量情况 |
3.4.1 不同播期玉米植株性状 |
3.4.2 不同播期玉米收获期穗部性状 |
3.4.3 不同播期玉米收获期产量 |
3.5 冬小麦-夏玉米一年两熟生长发育及产量情况 |
3.5.1 不同冬小麦品种群体LAI变化 |
3.5.2 不同冬小麦品种群体总茎(穗)数动态变化 |
3.5.3 不同冬小麦品种各生育时期干物质积累量变化 |
3.5.4 不同冬小麦品种收获期产量及其构成 |
3.5.5 不同夏玉米品种叶片SPAD含量 |
3.5.6 不同夏玉米品种群体LAI变化情况 |
3.5.7 不同夏玉米品种干物质增长动态 |
3.5.8 不同夏玉米品种收获期干物质积累与分配 |
3.5.9 不同夏玉米品种籽粒灌浆期粒重增加动态 |
3.5.10 不同夏玉米品种籽粒灌浆参数 |
3.5.11 不同夏玉米品种收获期穗部性状 |
3.5.12 不同夏玉米品种产量及其构成 |
3.6 不同种植模式的综合效益比较 |
3.6.1 不同种植模式周年干物质产量与季节分配 |
3.6.2 不同种植模式周年能量生产 |
3.6.3 不同种植模式光能分配与其生产效率 |
3.6.4 不同种植模式积温量与其生产效率 |
3.6.5 不同种植模式田间耗水量及其构成 |
3.6.6 不同种植模式周年水分水分生产效率 |
3.6.7 不同种植模式光、温、水生产效益分析 |
3.6.8 不同种植模式经济效益分析 |
4 讨论与结论 |
4.1 讨论 |
4.1.1 不同熟性品种的生态适应性 |
4.1.2 不同种植模式的产量与生物量 |
4.1.3 不同种植模式光温资源配置与利用效率 |
4.1.4 不同种植模式水分资源利用 |
4.1.5 不同种植模式生产与经济效益分析 |
4.2 结论 |
参考文献 |
在读期间发表的学术论文 |
作者简介 |
致谢 |
附件 |
(3)河北平原不同种植制度及全田地膜覆盖小麦、玉米周年产量与资源利用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 前言 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 不同种植制度及覆膜条件下小麦、玉米耗水和水分利用特性 |
1.2.2 不同种植制度及覆膜条件下土壤水分时空变化 |
1.2.3 不同种植制度及覆膜条件下小麦、玉米温度效应的比较 |
1.2.4 不同种植制度及全田地膜覆盖小麦、玉米产量与产量形成比较 |
1.2.5 不同种植制度及覆膜条件下的投入、产出和经济效益比较 |
1.2.6 不同种植制度及地膜覆盖小麦、玉米环境影响 |
1.3 研究目标和研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容与技术路线 |
2 材料与方法 |
2.1 试验地基础情况 |
2.2 试验设计 |
2.3 测定项目与方法 |
2.3.1 气象数据 |
2.3.2 土壤含水量测定 |
2.3.3 积温与生育期天数 |
2.3.4 叶面积测定 |
2.3.5 干物质积累与转运 |
2.3.6 测产与考种 |
2.3.7 投入与产出 |
2.4 数据分析 |
3 结果与分析 |
3.1 不同种植制度及覆膜条件下小麦-玉米产量与生物量比较 |
3.1.1 不同种植制度覆膜条件下小麦-玉米产量分析 |
3.1.2 不同种植制度生物量分析 |
3.2 不同种植制度及全田地膜覆盖小麦、玉米耗水与水分利用特性比较 |
3.2.1 不同种植制度土壤水分动态 |
3.2.2 不同种植制度水分平衡 |
3.2.3 不同种植制度耗水与水分利用效率 |
3.2.4 周年耗水、水分利用与产量的关系 |
3.3 不同种植制度及全田地膜覆盖小麦、玉米生育期与温度效应比较 |
3.3.1 不同种植制度小麦、玉米生育期与有效积温累积 |
3.3.2 不同种植制度有效积温利用率 |
3.4 全田地膜覆盖对小麦、玉米生长发育与群体性状的影响 |
3.4.1 小麦、玉米产量构成 |
3.4.2 小麦、玉米叶面积指数变化 |
3.4.3 干物质累积与转运 |
3.5 不同种植制度经济与环境效益比较 |
3.5.1 不同种植制度经济投入和产出比较 |
3.5.2 不同种植制度能值评价 |
3.5.3 生命周期评价 |
3.5.4 不同种植制度综合评价 |
4 讨论 |
4.1 不同种植制度及全田地膜覆盖小麦、玉米产量与生物量分析 |
4.2 不同种植制度及全田地膜覆盖小麦、玉米耗水与水分利用特性 |
4.3 不同种植制度及全田地膜覆盖小麦、玉米积温效应 |
4.4 不同种植制度下全田地膜覆盖小麦、玉米群体性状分析 |
4.4.1 全田地膜覆盖对小麦、玉米产量构成分析 |
4.4.2 全田地膜覆盖对小麦、玉米叶面积指数与干物质累积分析 |
4.5 不同种植制度及全田地膜覆盖小麦、玉米经济效益、环境影响与综合评价 |
4.5.1 不同种植制度及全田地膜覆盖小麦、玉米经济效益评价 |
4.5.2 不同种植制度及全田地膜覆盖小麦、玉米环境影响评价 |
4.5.3 不同种植制度及全田地膜覆盖小麦、玉米综合评价 |
5 结论 |
参考文献 |
附录 |
在读期间发表的学术论文 |
个人简历 |
致谢 |
附件 |
(4)气候与耕地变化背景下东北地区粮食生产潜力研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 粮食生产潜力估算研究进展 |
1.2.2 粮食产量的影响因素研究进展 |
1.2.3 未来气候与土地利用分布情景模拟研究进展 |
1.3 研究内容、技术路线与创新点 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
1.3.3 创新点 |
第2章 研究区概况和数据准备 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 自然环境 |
2.1.2 人文环境 |
2.2 数据收集与处理 |
2.2.1 气候数据 |
2.2.2 地形数据 |
2.2.3 土壤数据 |
2.2.4 土地利用数据 |
2.2.5 社会经济数据 |
2.2.6 自然-人文数据库集成 |
2.3 本章小结 |
第3章 全球农业生态区划模型 |
3.1 GAEZ模型简介 |
3.2 GAEZ模型的计算过程 |
3.2.1 农业-气候数据分析 |
3.2.2 生物量和产量计算 |
3.2.3 农业-气候限制 |
3.2.4 农业-土壤地形适宜性 |
3.2.5 农业-气候与土壤评估集成 |
3.2.6 作物潜在生产力 |
3.3 GAEZ模型的输入与输出 |
3.3.1 GAEZ模型的输入 |
3.3.2 GAEZ模型的输出 |
3.4 GAEZ模型估算结果验证 |
3.5 本章小结 |
第4章 粮食生产潜力变化及与实际产量的差距分析 |
4.1 东北地区主要粮食作物 |
4.2 近25 年东北地区主要粮食作物生产潜力变化 |
4.2.1 近25 年东北地区粮食生产潜力时间变化特征 |
4.2.2 近25 年东北地区粮食生产潜力空间变化特征 |
4.3 粮食生产潜力与实际产量的差距分析 |
4.3.1 粮食实际产量与生产潜力的差距 |
4.3.2 粮食实际产量与生产潜力的差距分析的局限性 |
4.4 本章小结 |
第5章 GAEZ模型与农业遥感估算作物产量的对比 |
5.1 农业遥感估算作物产量的原理 |
5.2 VPM模型介绍 |
5.3 耕地NPP及作物产量估算 |
5.4 GAEZ模型与农业遥感估算的作物产量结果对比 |
5.4.1 GAEZ模型与农业遥感估算的作物产量相关性分析 |
5.4.2 GAEZ模型与农业遥感估算的作物产量空间差异性分析 |
5.4.3 两种作物产量估算方法对比研究的局限性 |
5.5 本章小结 |
第6章 气候与耕地变化对粮食生产潜力的影响 |
6.1 气候变化对粮食生产潜力的影响 |
6.1.1 1990-2015年东北地区气候变化 |
6.1.2 1990-2015年气候变化条件下东北地区粮食生产潜力变化 |
6.1.3 1990-2015年气候变化对东北地区粮食生产潜力的影响 |
6.2 耕地变化对粮食生产潜力的影响 |
6.2.1 1990-2015年东北地区耕地面积及分布变化特征 |
6.2.2 1990-2015年耕地变化条件下东北地区粮食生产潜力变化 |
6.2.3 1990-2015年耕地变化对东北地区粮食生产潜力的影响 |
6.3 本章小结 |
第7章 未来气候与耕地情景下粮食生产潜力模拟 |
7.1 未来气候情景模拟 |
7.1.1 未来气候模型模拟结果 |
7.1.2 东北地区未来气候变化模拟 |
7.2 未来耕地情景模拟 |
7.2.1 CA-Markov模型 |
7.2.2 基于CA-Markov模型的 2050年东北地区土地利用现状模拟. |
7.3 未来气候及耕地情景下粮食生产潜力模拟 |
7.3.1 2050年东北地区主要粮食作物生产潜力模拟 |
7.3.2 2015- 2050年东北地区主要粮食作物生产潜力变化模拟 |
7.4 本章小结 |
第8章 结论与展望 |
8.1 研究结论 |
8.2 不足与展望 |
8.2.1 研究不足 |
8.2.2 未来展望 |
参考文献 |
附表 |
作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(5)长期施肥对黄土高原旱地土壤有机碳库的影响(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 研究目的和意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 施肥影响作物产量 |
1.2.2 施肥影响土壤有机质 |
1.2.3 土壤团聚体及其有机质含量 |
1.2.4 原土及团聚体碳组分 |
1.2.5 长期不同施肥土壤有机碳矿化 |
1.2.6 长期试验的作用 |
1.3 存在的问题 |
1.3.1 该地区固碳特征尚不明确 |
1.3.2 该地区土壤及团聚体碳组分研究不足 |
1.3.3 该地区土壤有机碳矿化及温度敏感性缺乏研究 |
第二章 研究内容与技术路线 |
2.1 研究内容 |
2.1.1 长期施肥对黄土土壤固碳特征的影响 |
2.1.2 长期施肥对黄土土壤团聚体及粉黏粒分布和碳氮含量的影响 |
2.1.3 长期施肥对黄土有机质组分的影响 |
2.1.4 长期施肥对团聚体有机质组分的影响 |
2.1.5 长期施肥土壤有机碳矿化及温度敏感性 |
2.2 技术路线 |
第三章 雨养及灌溉条件下长期施肥对土壤碳库的影响 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 试验地概况 |
3.2.2 试验设计 |
3.2.3 样品采集与处理 |
3.2.4 测定项目及方法 |
3.2.5 数据计算与分析方法 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 长期施肥作物籽粒产量和生物量的变化 |
3.3.2 长期施肥土壤碳投入量的差异 |
3.3.3 长期施肥土壤碳储量的动态变化 |
3.3.4 长期施肥土壤固碳速率及固碳效率动态变化 |
3.3.5 长期施肥土壤总体及不同处理固碳效率 |
3.3.6 长期施肥土壤有机碳组分的动态变化 |
3.3.7 长期施肥土壤有机碳组分占原土有机碳的百分比 |
3.3.8 长期施肥土壤有机碳与有机碳组分之间的关系 |
3.3.9 长期施肥土壤有机碳平衡 |
3.3.10 长期不同施肥作物产量与土壤有机碳含量关系 |
3.4 讨论 |
3.4.1 长期施肥作物产量与有机碳投入量 |
3.4.2 长期施肥土壤固碳效率 |
3.4.3 土壤固碳速率 |
3.4.4 长期施肥土壤有机碳组分动态 |
3.4.5 长期不同施肥土壤固碳潜力 |
3.5 结论 |
第四章 长期施肥黄土高原旱地土壤水稳性团聚体和粉黏粒组分及其碳氮分布 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 试验地概况 |
4.2.2 试验设计 |
4.2.3 样品采集与处理 |
4.2.4 测定项目及方法 |
4.2.5 数据计算及分析方法 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 长期施肥土壤团聚体及粉黏粒组分分布及其稳定性 |
4.3.2 长期施肥土壤团聚体及粉黏粒组分有机碳含量 |
4.3.3 长期施肥土壤团聚体及粉黏粒组分全氮含量 |
4.3.4 长期施肥土壤团聚体及粉黏粒组分中有机碳分配比例 |
4.3.5 长期施肥土壤团聚体及粉黏粒组分中全氮分配比例 |
4.3.6 长期施肥土壤团聚体及粉黏粒组分的有机碳富集因子 |
4.3.7 长期施肥土壤团聚体及粉黏粒组分碳氮比 |
4.4 讨论 |
4.4.1 长期施肥土壤团聚体及粉黏粒组分分布及其稳定性 |
4.4.2 长期施肥土壤团聚体及粉黏粒组分碳、氮分布 |
4.5 结论 |
第五章 长期施肥对黄土高原旱地农田系统土壤有机碳库的影响 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 试验地概况 |
5.2.2 试验设计 |
5.2.3 样品处理 |
5.2.4 数据计算及分析方法 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 长期不同施肥土壤原土有机质储量 |
5.3.2 长期不同施肥土壤各组分有机质储量 |
5.4 讨论 |
5.4.1 长期施肥对有机质固存的影响 |
5.4.2 长期施肥对矿质结合态有机质(MOM)的影响 |
5.4.3 长期施肥对颗粒有机质(POM)的影响 |
5.4.4 长期施肥对轻组(Light-POM)和重组颗粒有机质(Heavy-POM)的影响 |
5.4.5 长期施肥对土壤有机质质量的影响 |
5.5 结论 |
第六章 长期施肥对黄土高原旱地农田系统土壤团聚体有机质库的影响 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 试验地概况 |
6.2.2 试验设计 |
6.2.3 样品处理 |
6.2.4 测定项目及方法 |
6.2.5 数据计算及分析方法 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 长期施肥土壤团聚体中颗粒有机质组分 |
6.3.2 长期施肥土壤两种有机质库 |
6.3.3 长期施肥原土有机碳含量与团聚体各组分有机碳含量之间关系 |
6.3.4 长期施肥土壤团聚体组分有机质碳氮比 |
6.3.5 长期施肥土壤团聚体分组各组分有机质百分比 |
6.4 讨论 |
6.4.1 长期施肥团聚体不同组分有机质含量 |
6.5 结论 |
第七章 长期不同施肥黄土高原旱地土壤有机碳库的矿化及温度敏感性 |
7.1 引言 |
7.2 材料与方法 |
7.2.1 试验设计 |
7.2.2 项目测定及方法 |
7.2.3 数据计算及分析方法 |
7.3 结果与分析 |
7.3.1 长期施肥土壤有机碳累积释放量和活化能 |
7.3.2 长期施肥土壤有机碳库矿化特征 |
7.3.3 长期施肥土壤有机碳累积矿化动态 |
7.3.4 长期不同施肥土壤有机碳含量与响应比(LnRR)之间关系 |
7.3.5 施肥土壤有机碳矿化温度敏感性(Q10) |
7.3.6 长期不同施肥土壤有机碳活化能 |
7.3.7 长期施肥土壤Q10与各组分Q10之间关系 |
7.3.8 长期施肥土壤Q10与土壤性质之间关系 |
7.4 讨论 |
7.4.1 长期不同施肥土壤有机碳累积矿化量 |
7.4.2 长期不同施肥土壤有机碳矿化温度敏感性 |
7.5 结论 |
第八章 主要结论、创新点及研究展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(6)1961-2017年中国主要粮食作物有效积温的时空变化及未来情景模拟(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 国外研究进展 |
1.2.2 国内研究进展 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究目的及研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 资料与方法 |
2.1 研究资料 |
2.2 研究方法 |
2.3 数据选择及最优空间插值模型验证 |
3 粮食作物有效积温的时空变化分析 |
3.1 水稻有效积温的时空变化及区划 |
3.1.1 水稻有效积温空间分布 |
3.1.2 气候倾向率 |
3.1.3 有效积温突变前后的空间变化 |
3.1.4 水稻有效积温时空区划 |
3.2 玉米有效积温的时空变化及区划 |
3.2.1 玉米有效积温空间分布 |
3.2.2 气候倾向率 |
3.2.3 有效积温突变前后的空间变化 |
3.2.4 玉米有效积温时空区划 |
3.3 小麦有效积温的时空变化及区划 |
3.3.1 小麦有效积温空间分布 |
3.3.2 气候倾向率 |
3.3.3 有效积温突变前后的空间变化 |
3.3.4 小麦有效积温时空区划 |
3.4 本章小结与讨论 |
3.4.1 讨论 |
3.4.2 小结 |
4 全球增温1.5℃、2℃情景下中国粮食作物有效积温的空间模拟 |
4.1 未来气候模型与情景的选择 |
4.2 SSP1-2.6情景下三种作物有效积温的时空变化 |
4.2.1 SSP1-2.6情景下全球升温1.5℃、2℃的时间 |
4.2.2 中国水稻有效积温的时空变化 |
4.2.3 中国玉米有效积温的时空变化 |
4.2.4 中国小麦有效积温的时空变化 |
4.3 SSP2-4.5情景下三种作物有效积温的时空变化 |
4.3.1 SSP2-4.5情景下全球升温1.5℃、2℃的时间 |
4.3.2 中国水稻有效积温的时空变化 |
4.3.3 中国玉米有效积温的时空变化 |
4.3.4 中国小麦有效积温的时空变化 |
4.4 SSP3-7.0情景下三种作物有效积温的时空变化 |
4.4.1 SSP3-7.0情景下全球升温1.5℃、2℃的时间 |
4.4.2 中国水稻有效积温的时空变化 |
4.4.3 中国玉米有效积温的时空变化 |
4.4.4 中国小麦有效积温的时空变化 |
4.5 SSP5-8.5情景下三种作物有效积温的时空变化 |
4.5.1 SSP5-8.5情景下全球升温1.5℃、2℃的时间 |
4.5.2 中国水稻有效积温的时空变化 |
4.5.3 中国玉米有效积温的时空变化 |
4.5.4 中国小麦有效积温的时空变化 |
4.6 本章小结与讨论 |
4.6.1 讨论 |
4.6.2 小结 |
5 主要结论与展望 |
5.1 历史时期研究结论 |
5.2 未来模拟研究结论 |
5.3 研究不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
个人简历 |
在学期间发表的学术论文及研究成果 |
(7)关中—天水经济区粮食生产格局与调控机制研究 ——基于粮食作物水分生产力测度(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的和意义 |
1.3 国内外研究进展 |
1.3.1 粮食产量空间化研究进展 |
1.3.2 土壤水分遥感反演研究进展 |
1.3.3 蒸散发反演进展 |
1.3.4 作物水分生产力研究进展 |
1.3.5 深度学习研究进展 |
1.4 研究内容 |
1.5 技术路线 |
1.6 论文结构 |
第二章 研究区概况与数据处理 |
2.1 自然环境状况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地质地貌 |
2.1.3 气候条件 |
2.1.4 土壤类型 |
2.1.5 植被类型 |
2.2 社会经济状况 |
2.2.1 行政区划 |
2.2.2 人口及经济 |
2.2.3 农业状况 |
2.2.4 交通体系 |
2.3 数据来源与处理 |
2.3.1 遥感数据 |
2.3.2 粮食产量数据 |
2.3.3 土地利用数据 |
2.3.4 粮食作物熟制数据 |
2.3.5 地貌类型数据 |
2.4 研究方法 |
2.4.1 数据平滑 |
2.4.2 MODIS数据重构 |
2.4.3 土壤水分估算 |
2.4.4 卷积神经网络 |
2.4.5 长短期记忆网络 |
2.4.6 变异系数 |
2.4.7 Hurst指数 |
2.4.8 趋势分析 |
第三章 粮食作物分布区域提取及粮食产量空间化研究 |
3.1 粮食作物分布区域提取 |
3.2 粮食作物物候提取 |
3.3 粮食产量空间化 |
3.3.1 粮食产量时间变化特征 |
3.3.2 粮食产量空间变化特征 |
3.4 小结 |
第四章 粮食作物蒸散量时空格局研究 |
4.1 作物蒸散量的背景及算法 |
4.1.1 能量划分 |
4.1.2 Penman-Monteith |
4.2 粮食作物实际蒸散量时间分布特征 |
4.3 粮食作物实际蒸散量空间分布特征 |
4.4 小结 |
第五章 粮食作物水分生产力时空格局研究 |
5.1 作物水分生产力估算 |
5.2 粮食作物水分生产力时间变化特征 |
5.3 粮食作物水分生产力空间变化特征 |
5.4 小结 |
第六章 粮食作物水分生产力关键影响因素研究 |
6.1 影响因素研究 |
6.1.1 地理探测器研究背景 |
6.1.2 地理探测器研究方法 |
6.2 粮食作物水分生产力空间分异的驱动力分析 |
6.2.1 粮食作物水分生产力空间分异及因子探测 |
6.2.2 各因子对粮食作物水分生产力交互作用探测 |
6.2.3 两两因子对粮食作物水分生产力分异的生态探测 |
6.3 粮食作物水分生产力空间分异驱动力的时间变化特征 |
6.4 粮食作物需水关键期识别 |
6.5 粮食作物水分生产力提升途径 |
6.6 小结 |
第七章 关天经济区粮食作物增产调控 |
7.1 关天经济区粮食作物增产调控目标 |
7.1.1 提高粮食作物水资源利用效率 |
7.1.2 促进人为影响对粮食作物分布区地表参数的干预和影响 |
7.1.3 增强粮食作物灌溉时间和灌溉需水量识别 |
7.1.4 粮食产量稳步增长和保证粮食安全格局 |
7.2 关天经济区粮食作物增产调控对策 |
7.2.1 增强农业用地土壤保水性和减小蒸散发 |
7.2.2 促进合理灌溉、精准灌溉大范围推广 |
7.2.3 提高粮食作物应对极端气候事件的能力 |
第八章 主要结论与讨论 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 问题讨论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间的研究成果 |
(8)我国北方典型农田土壤氮动态对施肥的响应及模拟(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 引言 |
1.1 土壤全氮和碱解氮对施肥和气候的响应 |
1.2 施肥对微生物量氮含量的影响 |
1.3 施肥对作物吸氮量和氮肥利用率的影响 |
1.4 土壤全氮及氮平衡模拟研究进展 |
1.5 研究切入点 |
第二章 研究内容和研究方法 |
2.1 研究内容 |
2.2 研究目标 |
2.3 技术路线 |
2.4 材料与方法 |
2.4.1 长期定位试验点概述 |
2.4.2 试验设计 |
2.4.3 长期试验数据的统计分析 |
2.4.4 整合分析方法 |
2.4.5 SPACSYS模型模拟方法 |
第三章 我国北方典型农田土壤全氮含量对长期施肥的响应特征 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 试验点概况 |
3.1.2 试验设计 |
3.1.3 样品采集与分析 |
3.1.4 土壤氮固持效率的计算 |
3.1.5 统计分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 土壤全氮含量对长期不同施肥的动态响应特征 |
3.2.2 土壤全氮含量对长期施肥动态响应的区域差异 |
3.2.3 长期不同施肥下土壤全氮含量差异 |
3.2.4 长期施肥下土壤全氮含量区域差异 |
3.2.5 长期不同施肥下土壤氮固持效率差异 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第四章 我国北方典型农田土壤碱解氮含量对长期施肥的响应特征 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验点概况 |
4.1.2 试验设计 |
4.1.3 样品采集与分析 |
4.1.4 统计分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 土壤碱解氮含量对长期不同施肥的动态响应特征 |
4.2.2 土壤碱解氮含量对长期施肥动态响应的区域差异 |
4.2.3 长期不同施肥下土壤碱解氮含量差异 |
4.2.4 长期施肥下土壤碱解氮含量区域差异 |
4.3 讨论 |
4.4 小结 |
第五章 我国北方农田土壤微生物量氮含量对施肥的响应特征 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 数据来源 |
5.1.2 研究方法 |
5.1.3 数据分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 我国北方农田不同施肥下SMBN含量 |
5.2.2 不同条件下施用有机肥对SMBN含量的影响 |
5.2.3 不同施肥下土壤微生物量氮含量与土壤全氮含量之间的关系 |
5.2.4 施用有机肥相比施用化肥对SMBN的响应比与有机肥氮投入量的关系 |
5.3 讨论 |
5.4 小结 |
第六章 长期施肥对我国北方典型农田作物氮吸收和氮肥表观利用率的影响 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 试验点概况 |
6.1.2 试验设计 |
6.1.3 样品采集与分析 |
6.1.4 氮肥利用率的选择与计算 |
6.1.5 统计分析 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 作物氮吸收对长期不同施肥的动态响应特征 |
6.2.2 作物氮肥表观利用率对长期不同施肥的动态响应特征 |
6.2.3 长期不同施肥下作物氮肥表观利用率差异 |
6.3 讨论 |
6.4 小结 |
第七章 我国北方典型农田土壤全氮及氮平衡特征预测 |
7.1 材料和方法 |
7.1.1 试验点概况 |
7.1.2 试验设计 |
7.1.3 SPACSYS模型输入参数选择 |
7.1.4 模型评价指标 |
7.1.5 未来气候情景介绍 |
7.1.6 统计分析 |
7.2 结果与分析 |
7.2.1 我国北方典型农田土壤全氮含量的校准与验证 |
7.2.2 未来气候变化和不同施肥下我国北方典型农田土壤全氮含量的特征 |
7.2.3 未来气候变化和不同施肥下我国北方典型农田土壤氮平衡的特征 |
7.3 讨论 |
7.3.1 模型模拟效果 |
7.3.2 气候变化和施肥对我国北方土壤全氮含量和氮平衡的影响及区域差异 |
7.4 小结 |
第八章 全文结论 |
8.1 主要结果与结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简历 |
(9)基于APSIM模拟模型的两种种植制度的适应性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 两种种植制度的水分相关研究 |
1.2.2 两种种植制度有关氮肥使用的相关研究 |
1.2.3 两种种植制度经济效果的相关研究 |
1.2.4 APSIM的简介及应用该模型的相关研究 |
2 材料与方法 |
2.1 研究区域背景 |
2.2 数据来源及参数的确定 |
2.2.1 气象数据 |
2.2.2 管理模块数据 |
2.2.3 土壤数据 |
2.2.4 作物品种参数的确定 |
2.3 相关指标计算公式 |
2.4 模型参数调试及有效性验证 |
3 结果与分析 |
3.1 APSIM校准与验证 |
3.1.1 冬小麦-夏玉米一年两熟制的校验 |
3.1.2 春玉米一熟制的校验 |
3.2 两种种植制度对气候因素的适应性 |
3.2.1 气候要素年际变化特征 |
3.2.2 冬小麦-夏玉米生长季内气候要素变化特征 |
3.2.3 春玉米生长季内气候要素变化特征 |
3.3 河北平原不同播期玉米的气候适应性 |
3.3.1 模型情景设置 |
3.3.2 抽雄吐丝期温度分析 |
3.3.3 抽雄吐丝期遇高温、低温及阴天降雨危害的风险概率 |
3.3.4 1986 ~2015年7-10 月份玉米灌浆期温度分析 |
3.4 两种种植制度对水分利用的适应性分析 |
3.4.1 水分模型校验和情景设置 |
3.4.2 水分管理对作物产量的影响模拟 |
3.4.3 不同种植制度的田间耗水量和水分利用效率 |
3.4.4 不同种植制度产量 |
3.5 两种种植制度的氮素效率 |
3.5.1 氮肥管理对作物产量的影响模拟 |
3.5.2 不同施肥水平下小麦和玉米的氮素利用效率和氮肥偏生产力 |
3.6 两种种植制度的经济效果 |
3.6.1 2003 ~2014 年小麦、玉米的价格波动 |
3.6.2 小麦玉米不同产量水平下的经济效果 |
3.6.3 春玉米一熟制的经济效果 |
4 讨论与结论 |
4.1 讨论 |
4.1.1 两种种植制度的水分适应性 |
4.1.2 两种种植制度氮肥的利用 |
4.1.3 两种种植制度经济效果 |
4.2 结论 |
参考文献 |
在读期间发表的学术论文 |
作者简介 |
致谢 |
(10)中国农田植被时空变化特征及其气候影响因子分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 基于遥感的种植制度提取研究进展 |
1.2.2 基于遥感的农田植被变化研究进展 |
1.3 主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 主要技术路线 |
第二章 研究区域概况、数据与方法 |
2.1 中国农田分布概况 |
2.2 研究数据 |
2.2.1 综合农业区划数据 |
2.2.2 基于卫星的遥感植被指数 |
2.2.3 全国网格化气象数据 |
2.2.4 农田复种指数的验证数据 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 用于NDVI插值的三维间隙填充法算法介绍 |
2.3.2 时间序列谐波分析法HANTS |
2.3.3 Kappa检验 |
2.3.4 一元线性回归趋势分析 |
2.3.5 Manner-Kendall(M-K)检验 |
2.3.6 Pearson相关系数 |
第三章 1980-2015年中国农田分布与演变特征 |
3.1 基于土地利用数据的中国农田分布信息统计 |
3.2 中国农田变化的空间格局 |
3.3 中国综合农业区划各区域农田分布与演变 |
3.4 1/12度农田比重分析 |
3.5 结果与讨论 |
第四章 中国农田复种指数提取及其时空变化分析 |
4.1 NDVI时间序列重建方法 |
4.2 NDVI时间序列重建的HANTS方法 |
4.2.1 HANTS方法参数的敏感性实验 |
4.2.2 NDVI时间序列曲线重建结果及分析 |
4.3 农田NDVI峰值频数提取方法 |
4.4 农田复种指数提取及其结果的精度验证 |
4.5 农田复种指数多年变化提取及分析 |
4.5.1 农田复种指数多年平均值的空间分布 |
4.5.2 中国农田复种指数多年变化趋势分析 |
4.6 结果与讨论 |
第五章 中国农田植被多年变化趋势及其气候因子分析 |
5.1 农田植被在区域尺度上的多年变化趋势 |
5.2 农田植被多年变化趋势的空间分布 |
5.3 降雨、气温等气候背景多年变化分析 |
5.4 农田植被变化的气候驱动因子分析 |
5.5 结果与讨论 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论与讨论 |
6.2 本文研究特色及创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
四、内蒙古地区变一年一熟为一年两熟的试验研究(论文参考文献)
- [1]豫东北黄泛区耕地易蚀性土壤与风蚀特征研究[D]. 高睿瑜. 山东农业大学, 2021(12)
- [2]冀中平原作物农业资源高效利用与种植模式优化研究[D]. 张顺风. 河北农业大学, 2020(01)
- [3]河北平原不同种植制度及全田地膜覆盖小麦、玉米周年产量与资源利用研究[D]. 朱利叶. 河北农业大学, 2020(01)
- [4]气候与耕地变化背景下东北地区粮食生产潜力研究[D]. 蒲罗曼. 吉林大学, 2020(08)
- [5]长期施肥对黄土高原旱地土壤有机碳库的影响[D]. 王仁杰. 西北农林科技大学, 2020
- [6]1961-2017年中国主要粮食作物有效积温的时空变化及未来情景模拟[D]. 李帅. 西北师范大学, 2020(01)
- [7]关中—天水经济区粮食生产格局与调控机制研究 ——基于粮食作物水分生产力测度[D]. 赵昕. 陕西师范大学, 2019(01)
- [8]我国北方典型农田土壤氮动态对施肥的响应及模拟[D]. 孙楠. 中国农业科学院, 2019
- [9]基于APSIM模拟模型的两种种植制度的适应性研究[D]. 吕晴晴. 河北农业大学, 2019(03)
- [10]中国农田植被时空变化特征及其气候影响因子分析[D]. 张慧娴. 南京信息工程大学, 2018(01)