【摘 要】
:
黄土高原是世界上最大的优质苹果主产区,种植面积和总产量居世界第一,苹果作为一种兼具良好生态服务功能和经济效益的特色经济林在黄土高原得到了迅猛发展,因此黄土高原苹果园具有巨大的生态系统服务效益。但是农业生产和调节服务经常处于矛盾之中,苹果园在确保最大生产力的同时应适当考虑环境和自然资源,如何权衡其生态系统服务是苹果园可持续发展面临的重要问题之一。针对以上问题,本研究以黄土高原不同管理措施的苹果园为研
【基金项目】
:
国家重点研发计划课题(编号:2016YFCO400204)陕北黄土高原特色经济林节水增效技术研究与集成应用;
论文部分内容阅读
黄土高原是世界上最大的优质苹果主产区,种植面积和总产量居世界第一,苹果作为一种兼具良好生态服务功能和经济效益的特色经济林在黄土高原得到了迅猛发展,因此黄土高原苹果园具有巨大的生态系统服务效益。但是农业生产和调节服务经常处于矛盾之中,苹果园在确保最大生产力的同时应适当考虑环境和自然资源,如何权衡其生态系统服务是苹果园可持续发展面临的重要问题之一。针对以上问题,本研究以黄土高原不同管理措施的苹果园为研究对象,采用野外试验和数值模拟相结合的方法,研究农业管理措施和气候对苹果园生态系统服务的影响,同时基于不同管理模式的情景模拟对苹果园多生态系统服务之间的关系进行量化、分析及优化,并在此基础上对黄土高原地区土壤氮可利用性、气候调节、水循环调节和果实生产四种苹果园关键生态系统服务指标和生态系统服务效益进行系统的评估。得出以下主要结论:(1)STICS模型能够较好的模拟苹果园生态系统服务指标和量化苹果园生态系统服务概况。农业管理措施对果园生态系统服务概况影响较显著,是苹果园生态系统服务重要的驱动因子。其中,地布覆盖和中度亏缺灌溉的果园生态系统服务概况较相似且最平衡,是较理想的果园;综合果园有较平衡的服务概况,且与灌溉果园相似,雨养果园服务能力比灌溉果园弱,但与清耕果园服务概况较为相似。(2)明确了不同管理措施下的苹果园生态系统服务协同和权衡关系特征。综合果园中,土壤含水量、产量、单果重、ET和N2O之间是协同关系,土壤硝态氮与ET、单果重、土壤含水量、储水量和N2O之间是权衡关系,总固碳量与ET、N2O和土壤含水量是权衡关系;灌溉果园中,土壤含水量、ET和N2O之间是协同关系,产量、单果重、土壤硝态氮和总固碳量分别与ET、N2O和土壤含水量是权衡关系;雨养果园大部分是协同关系,土壤硝态氮与土壤含水量之间是权衡关系。(3)阐明了不同管理措施下的苹果园生态系统服务关键驱动因子和影响因素。土壤固碳、树体固碳和水分充足指数是综合果园生态系统服务关键的驱动因子;土壤固碳、树体固碳和NNI是灌溉果园生态系统服务关键的驱动因子;单株果实数、土壤固碳、树体固碳、NNI和果实碳数量是雨养果园生态系统服务关键的驱动因子。其中,Min 800(矿肥800kg N/year)、Com(充分灌溉)以及Dm(地布覆盖)是促进苹果园生态系统功能的最佳管理措施。(4)量化了不同管理措施对苹果园生态系统服务协同和权衡关系的影响程度。农业管理措施能够减轻果实生产与调节服务之间的矛盾,而地布覆盖和中度水分亏缺灌溉最佳地缓和了权衡作用。灌溉提高了2.5%的协同和71.7%的权衡;覆盖降低了3.5%的协同和1.7%的权衡;施肥降低了16.2%的协同,提高了55.9%的权衡。(5)农业管理措施对苹果园关键生态系统服务效益的提升和改善具有决定性作用。灌溉果园的生态系统服务总价值为181748.36 yuan/hm2/a,均大于综合果园的179857.29yuan/hm2/a和雨养果园的155333.78 yuan/hm2/a,果实生产>水文调节>气候调节>土壤保氮;而水文调节、土壤保氮和气候调节价值量均表现为雨养果园>灌溉果园>综合果园,其中雨养果园的水文调节、土壤保氮和气候调节价值量最高,分别为16498.61、4007.58和6103.88 yuan/hm2/a;施加氮肥800 kg/ha、重度水分胁迫灌溉和秸秆覆盖提高苹果园生态系统服务效益的效果最佳,故可推荐为该地区增产增效的最佳管理措施。综上,对于苹果园生态系统服务概况来说,地布覆盖和中度亏缺灌溉的果园,是较理想的果园;不同管理措施的苹果园生态系统服务协同和权衡作用有显著区别,覆盖降低权衡和灌溉提高协同的效果最佳;农业管理措施对苹果园生态系统服务效益具有促进作用。本研究为黄土高原苹果园生态和经济相结合的可持续生产提供理论依据。
其他文献
苹果带分枝大苗建园具有成形快、早果性好、省工省力等优点,成为了世界苗木繁育的发展方向。在我国肥水条件好的地区,采用带分枝大苗是实现高标准建园的必要条件之一,具有较好的分枝状况也是衡量优质苹果苗木的一个重要指标,然而苹果幼苗在整形带内分枝不理想,制约着苹果苗木繁育技术的发展。当前苹果生产上化学促分枝一般采用含6-BA(6-Benzylaminopurine)的外源植物生长调节剂处理,但有关细胞分裂素
铬鞣法是近现代制革工业中应用最多最广的鞣法。铬鞣革柔软性、耐光性好,收缩温度可高达120°C,其产品性能是目前所有其他鞣法坯革都无法达到的,因此,铬鞣法成为世界上使用范围最广的鞣制方法。但是,铬在皮革加工过程中吸收率不高,废水中的铬对人体和环境危害很大,另外铬不可再生。基于此,以铬鞣法为主的皮革加工注定会受到很大挑战,面临极大压力。因此,少铬、无铬鞣剂及其鞣法是现在所有皮革鞣制领域研究者们研究的重
日光温室在我国北方地区被广泛推广使用,也是我国设施农业板块的重要组成部分。对于日光温室采光屋面骨架的研究,主要集中在骨架整体受力性能及优化与新型骨架的开发。日光温室装配式骨架具有自重轻、布置灵活、无焊接、工厂预制现场安装速度快等优点,适合大量推广使用。目前对于日光温室装配式骨架的研究较少,装配式骨架节点关乎整个温室的安全性,重要性不言而喻,因此对日光温室装配式骨架的开发与性能研究至关重要。基于此,
金属腐蚀不仅带来了巨大的经济损失,还引起了严重的环境污染等问题,因此亟待开发有效的金属防护技术。光生阴极保护是利用半导体的光电转换保护金属材料的一种新型阴极保护技术,由于节能环保的优点受到了广大学者们的关注。在众多的半导体材料中,钛(Ti)基复合纳米材料由于良好的光电性能被广泛地应用于光电催化领域。其中,半导体TiO2由于特殊的光电催化性能、高稳定性和低毒性,是光生阴极保护领域的研究热点。然而,由
论文利用陕西省30个气象站台1960-2018年59年的气象资料,使用气候倾向率,层次分析法(AHP),空间插值法及加权叠加法等,基于Arc GIS技术研究了1961-1980年(时段I)、1981-2000年(时段Ⅱ)、2001-2018年(时段Ⅲ)3个时间段及1960-2018年的气候指标和苹果种植气候适宜性的变化情况和分布状况,探究苹果关键生育期气象指标适宜范围,揭示了陕西省苹果种植气候适宜
镁及其合金是下一代最有前途的合金材料,因其重量轻、刚度高、机械可加工性好被广泛应用于各个领域。然而,镁及其合金具有高的化学反应活性,并且它们在潮湿环境或含氯化物的侵蚀性介质中容易降解,这严重限制了它们的大规模使用。虽然传统的表面涂层处理技术能有效保护金属基底免受腐蚀,但其操作繁琐,会对环境造成危害。近年来,受自然界生物启发的超疏水涂层具有优异的拒水性能,操作简单高效,在镁合金表面构筑超疏水涂层能大
陕西苹果产量占全国的1/4和世界的1/7,苹果产业已成为陕西提升农业、富裕农民的重要支柱型产业。陕西苹果产区自然地理条件得天独厚,但容易受到各种自然灾害的影响,其中花期冻害对苹果产量影响最大,花期水分不足同样也会严重影响产量。为了增强陕西苹果产区精准防御花期冻害的能力和及时进行灌溉补水,有效提高苹果产量和品质,促进陕西苹果产业的可持续发展,对陕西苹果产区富士系苹果花期冻害和水分适宜度的进行深入研究
西北黄土高原沟壑区作为中国重要的优质苹果生产基地,由于多数果园管理措施不合理、盲目灌溉施肥,阻碍了该地区果品生产的发展,因此提高灌溉水生产力和果业产值、解决因不合理施肥导致的环境污染等问题,是该地区果业可持续发展的根本前提和重要保证。滴灌施肥是提升水肥利用效率,发展节水农业的一种主要技术手段。不同滴灌施肥技术参数通过影响水肥供应和分布而影响果树生长,间接导致产量和果品的差异。因此,研究滴灌条件下不
黄土高原水土流失严重,生态环境问题突出,苹果种植作为当地退耕还林(草)主要引导产业,促进了当地经济发展。但是,由于该地区年际降水量较少且分布不均、不合理的果园管理措施以及大量的施肥导致当地苹果园土壤水环境状况逐渐恶化和土壤炭库含量降低,加速了土壤碳排放速率,增加了温室气体排放量,进而导致一系列环境问题。为了实现“碳达峰、碳中和”的国家战略目标,应对全球气候变化,切实增加黄土高原地区生态碳汇,争取实
镍钴基铁氧体具有与一般磁性材料不同的铁氧体磁性材料,它作为尖晶石结构的铁氧体纳米磁性材料,具有十分独特物理化学性质,尤其是机械性能、电学性能、磁学和光磁性能。特别是以矫顽力、磁化强度、磁晶各向异性常数为代表的磁学性能。镍钴基铁氧体纳米磁性材料较高的矫顽力、较大的高频磁导率和磁晶各向异性常数,以及优异的化学性与耐腐蚀性使得样品广泛的应用在不同的领域:例如磁记录材料、永磁体、吸波材料和气敏传感材料方面