长期施用有机肥和秸秆还田对土壤有机质含量与土壤养分作物有效率的影响

为了揭示长期使用有机肥和秸秆还田对土壤有机质含量与土壤养分作物有效率的影响,通过6个长期肥料定位试验站的数据分析.结果表明,长期连续施用有机肥和秸秆还田能够显著提高土壤的有机质的含量,与只施用化肥的处理(NPK,NP,N)相比,施用有机肥(NPK,NP,N)和秸秆还田(NPKS,NPS,NS)处理的土壤有机质含量分别提高了18.8%和20.9%.施用有机肥还可以显著提高土壤磷素的作物有效率,但时土壤氮素作物有效率作用不明显.秸秆还田对土壤养分作物有效率没有明显的影响.     

近20年来中国大陆农田表土有机碳含量的变化趋势

调研并分析了中国大陆1993年以来关于区域农田土壤有机碳变化的文献200余篇. 为了客观评价中国大陆农田有机碳的变化, 从中选出132篇具有代表性的文献, 这些文献涵盖了不同地区60000余个土壤样品的测定结果. 分析结果表明, 近20年来占中国大陆农田面积53%~59%的土壤有机碳含量呈增长趋势, 30%~31%呈下降趋势, 4%~6%基本持平. 进一步分析结果指出, 中国大陆农田表土有机碳贮量总体增加了311.3~401.4 Tg. 其中, 华东和华北地区增加明显, 但东北地区呈下降趋势. 有机碳含量增加明显的土壤类型为水稻土和潮土, 黑土下降显著. 有机碳含量增加主要归因于秸秆还田与有机肥施用、化肥投入增加与合理的养分配比以及少(免)耕技术的推广; 黑土区有机碳含量下降的主要原因是水土流失和投入不足. 为了有效地促进农田土壤碳固定, 最大限度地遏制东北地区土壤有机碳下降的趋势, 未来应通过配套技术的研究、农户培训和政府补贴等措施, 进一步推广秸秆还田、平衡施肥、少(免)耕等保护性耕作措施, 加大水土流失的综合治理力度. 与此同时, 为了应对后《京都议定书》时代对中国可能产生的减排压力, 未来需加强4个方面的研究: (1)第二次土壤普查期间及目前中国农田土壤有机碳贮量, (2)由自然因素和人为因素控制的农田土壤有机碳变化机理, (3)增加土壤碳固定及减少碳损失的有效途径, (4)农田土壤的固碳潜力及未来演变趋势.     

秸秆还田影响汞污染地区“稻田汞”环境行为的研究进展

秸秆还田是一项正大力推广的农业措施,既可避免秸秆焚烧导致的空气污染,又可通过提升土壤肥力、改善土壤性质而促进作物生长.与此同时,秸秆还田对农田重金属生态风险的影响值得关注.已有不少研究报道了秸秆还田导致铜、镉、锌等重金属生物有效性下降,然而秸秆还田对土壤中汞环境行为与风险的影响却鲜有报道.本文综述了近年来秸秆还田影响汞污染地区"稻田汞"行为与风险的研究进展.近期研究揭示秸秆还田可显著提升"稻田汞"的生态风险:秸秆还田可影响"稻田汞"的地球化学相态分布、汞的微生物甲基化、汞的生物有效性,以及汞的植物累积,并讨论了这些影响可能的内在机制(如微生物活性上升、秸秆产生溶解性有机质导致汞活性上升等).本文所阐述的信息,有助于从机理层面理解陆生系统中汞的行为与风险,并有助于汞污染地区有关秸秆处理方式的决策.     

生物圈二号内生长在很高CO2浓度下的几种植物光合能力的变化

植物对CO_2浓度升高的响应表现在短期反应和长期适应两个方面。在短期反应方面:(1)光合作用起初随CO_2浓度升高而得到促进;(2)但随时间的延长表现为光合强度下降。这种现象主要与实验控制条件如光照、水分、养分及植物的生长空间受限有关。因而在对全球变化引起的植物适应研究方面,进行长期反应即适应(Acclimation)实验研究更有意义。但目前所进行的有关研究,植物生长的空间仍很小,且对幼苗处理为主,不能进行较大植株(尤其是高大树木)的实验。生物圈二号建于1991年,占地面积1.28hm~2,植物生长空间12.9×10~(14)m~3。原设计目的是为今后太空探险作准备,试图寻找适应人类生存的人工生态系统。但住人封闭实验后,CO_2浓度升高很快。1991年6月为500μmol·mol~(-1),到1992年2月即达到2500μmol·mol(-1);1993年2月升至4000μmol·mol~(-1);以后CO_2浓度维持在1000(夏季)～4000μmol·mol~(-1)(春季)之间。封闭实验2.5年后即不再继续住人实验。但是,生物圈二号却提供了世界上独一无二的全球变化研究的理想场所。里面的植物生长在很高的CO_2浓度里(平均>2200μmol·mol~(-1)约4.5年,且大多从种子或幼苗开始生长。生物圈二号内有热带雨林、沙漠、萨王纳群落、红树林、海洋、农田等多种类型的生态系统,约1000     

中国马铃薯化肥农药减施的现状与挑战

马铃薯(Solanum tuberosum L.)在维系我国粮食安全过程中起着至关重要的作用,然而当前生产中过度依赖化学肥料和农药,不仅导致资源浪费和生产成本增加,而且引发耕地肥力下降、土壤生态退化、农田面源污染、肥药残留超标等严重的生态环境和食品安全问题,致使马铃薯产业的可持续发展受到限制.针对我国马铃薯种植中化肥农药使用的现状,本文详细剖析了肥药使用过量、利用率低下的原因,介绍了国内外减施增效技术的研究进展和发展趋势,并借鉴先进国家的有益经验,提出了加快制定肥药限量国家标准、研发肥料农药高效利用及替代技术、研制智能精准控施机械以及开展区域性技术集成研究等具体应对策略和产业发展建议.     

局域性高频强电场引起的电子加速

本文以共振吸收理论所导出的临界密度区电场E(x,t)=E_d Cos[ωt φ(x)]/【(x/L~c)~2 a~2]~(1/2)[E_d、a、L_c分别为驱动场强、阻尼系数及定标长度,而φ(x)=ctg~(-1)(x/aL_c)!],代替DeNeef和DeGroot(见Phys.Fluids,20(1977),1074.)假定的高斯型     

超级杂交稻研究进展

1996年农业部正式立项中国超级稻育种计划,以期为满足我国日益增长的粮食需求目标服务.其中,一季中稻相继设置了4期产量目标:10.5,12.0,13.5和15.0 t/hm~2.1997年,袁隆平提出"形态改良与杂种优势利用相结合"的杂交水稻超高产育种技术路线,成为中国超级杂交稻育种的灵魂思想.在该技术路线指引下,各个时期的超级杂交稻育种目标陆续实现.其中,先锋品种两优培九于2000年实现第1期超级杂交稻产量目标,累计推广超过700万公顷;第2期超级杂交稻产量目标于2004年实现,其代表品种Y两优1号自2010年以来即成为我国年推广面积最大的杂交水稻品种,累计推广已达400万公顷;2011年,Y两优2号百亩连片平均亩产达926.6 kg(13.9 t/hm~2),实现了第3期超级杂交稻单产13.5 t/hm~2的目标;2014年,第4期超级杂交稻代表品种Y两优900创造百亩连片平均亩产1026.7 kg(15.4 t/hm~2)的高产新纪录,两倍于中国水稻的平均产量.迄今为止,国家农业部已认定了125个超级稻品种,累计推广面积达7000万公顷.然而,随着人口不断增加、耕地面积显著减少以及环境的持续恶化,进一步提高水稻产量潜力以及在不同生态环境下的多抗性和适应性仍然是超级杂交稻育种的主要挑战.我们认为,形态改良与杂种优势利用相结合并辅以分子设计育种技术,将是下一阶段超级杂交稻育种寻求突破的最有效途径.     

中国草地资源的现状分析

中国草地面积广阔,自然资源丰富,准确评估草地资源既是合理开发和利用草地的基础,也对生态环境的保护具有重要意义.但是,关于中国草地面积、生产力和承载力等本底数据至今为止尚没有系统的梳理.本文收集、整理了过去几十年来我国草地资源研究的各类数据,并利用1982~2011年的遥感影像(NOAA/AVHRR-NDVI)和气候数据重新估算了我国天然草地生物量和生产力及其近30年的变化.由于草地的定义、数据来源和分析方法不同,现存资料对中国天然草地面积的估算差异很大,变动范围达2倍以上(1.67×10~6~4.31×10~6 km~2),这些资料也表明,我国目前的天然草地面积在2.80×10~6~3.93×10~6 km~2之间比较合适.草地生物量的估算值也存在显著差异,平均地上生物量在79~123 g m~(-2)之间,但本文对最近30年(1982~2011年)天然草地地上生物量的重新估算结果为178 g m~(-2),在此期间平均每年增加0.4 gm~(-2).我国天然草地平均净初级生产力的估算差异更大,为89~320 g Cm~(-2)a~(-1)(平均176 g Cm~(-2) a~(-1)),但许多研究都发现近年来有增加趋势.而基于过去30年平均气候估算,我国天然草地的潜在生产力可高达348 gCm~(-2) a~(-1).另一方面,我国人工草地面积比较小,约为2.09×10~7 hm~2,但生产力高,可达天然草地的2.7~12.1倍.由于我国对天然草地缺乏有效管理,加上人工草地的比例低,目前我国草地对放牧家畜的承载力比较低,很多地方的超载现象较为严重,平均超载率估计为20%.此外,降水的不足始终是影响我国草地生物多样性、生物量和生产力的重要因素,进一步探讨气候变化和过度放牧等人为活动对我国草地资源的数量和质量的影响是十分必要的.     

中国区域农田秸秆露天焚烧排放量的估算

算了中国区域农田秸秆露天焚烧排放的各种污染物的量. 由于秸秆被大量露天焚烧, 已在中国一些地区引起了严重的环境问题. 根据有关政府部门对2000～2003年全国粮食作物和经济作物产量的县级统计资料, 结合谷草比, 估算的秸秆年产生量约6亿吨/年, 其中水稻、小麦、玉米秸秆共占76%左右. 依据农村生活水平等基础资料, 得到了秸秆被露天焚烧比例的县级数据, 估算出了被焚烧的总量, 约1.4亿吨/年. 结合采用了公开发表文献和试验得到的排放因子, 估算了秸秆露天焚烧PM, SO₂, NO_x, NH₃, CH₄, BC, OC, VOC, CO, CO₂的排放总量和地区排放量. 其中的一些污染物排放量, 如BC, VOC, OC, CO, CO₂, 对全国总排放量的贡献已经非常明显. 以2003年PM的排放为例, 用0.2°×0.2°的网格图显示了排放的地区分布. 结果表明, 排放在地区间的分布极不均衡, 单位面积排放量较高的地区主要来自东部地区、东北地区, 从东北至华东呈带状分布. 最后, 给出了估算排放量的误差分析.     

Duffing方程周期解存在的构造性证明

考虑下列Duffing方程周期边值问题x″(t)+Cx′(t)+g(t,x)=e(t),(1)x(0)-x(2π)=x′(0)-x′(2π)=0.(2)其中g:R×R→R是关于x连续可微,关于t连续且以2π为周期的连续函数,C为常数.e:R→R是连续的且以2π为周期.若存在两个几乎处处连续的实函数a(t),b(t)使得n~2≤a(t)≤g′_x(t,x)≤b(t)≤(n+1)~2,(3)且在[0,2π]的一个正则集上a(t)>n~2,b(t)<(n+1)~2,方程(1)存在唯一的2π-周期解.这种存在唯一性证明一般分作两类:一类是纯粹理论性证明,一类是构造性证明.前一类理论深刻,一般涉及较多的非线性分析的工具,参见文献[1～6].后一种的最大优点是可形成算法,求得数值解,但技巧性较强,一般较为少见.本文受文献[7]的启发,从易于数值计算的角度出发,从初值问题和矩阵特征值入手,采用连续法构造性地证明了(1),(2)式在条件(3)下解的存在唯一性.此方法不仅简单,而且提供了一种可数值求解周期解的方法.     

黄土丘陵区小流域侵蚀产沙对坡耕地退耕响应的137Cs法

通过赵家沟小流域1993年前后坝库泥沙淤积量和137Cs含量的对比, 分析了黄土丘陵区梁峁坡地退耕后流域输沙模数和沟谷地、沟间地相对产沙量的变化. 梁峁坡耕地大面积退耕后, 短期内流域产沙量不但没有减少, 反而有所增加; 沟间地输沙模数和相对产沙量迅速减少, 沟谷地输沙模数和相对产沙量增加. 1994~1996年3年的输沙模数为29650 t·(km2·a)-1, 是该流域多年平均输沙模数13413 t·(km2·a)-1的2.2倍. 沟间地输沙模数不断下降, 从1994年的14335 t·(km2·a)-1下降到1995年的7034 t·(km2·a)-1和1996年的3517 t·(km2·a)-1, 沟谷地平均输沙模数变化于44944和62136 t·(km2·a)-1之间, 远高于1993年前的21118 t·(km2·a)-1. 沟间地相对来沙量从1994年的23%减少到1995年的15%及1996年的6%, 而沟谷地相对来沙量从1994年的77%增加到1995年的85%及1996年的94%. 退耕后耕作土逐渐密实, 抗蚀性增强, 侵蚀减弱, 但土壤密实后入渗率降低, 梁峁坡地产流量增加, 梁峁坡地流入沟谷的径流量加大, 加剧了沟谷地的冲沟侵蚀和重力侵蚀, 沟谷地的侵蚀量和相对产沙量增大, 从而导致流域产沙量增加.     

富里埃级数绝对求和因子的一个边缘问题

设f(t)是L可积的以2π为周期的周期函数,它的富里埃级数是 [f]=1/2a_0+sum from n=1 to ∞(a_ncos nt+b_nsin nt)==sum from n=0 to ∞ A_n(t) (1) 程民德、Pati以及Prasad等都先后提出了如下的一个问题:“假如t=x是f(t)的勒贝克点,卽integral from n=1 to t |(x+u)+f(x-u)--2f(x)|du=0(t)(t→0) (2)那么对于满足sum from n~(-1)λ_n<∞的任意凸数列     

关于Banach空间中无限时滞自治线性泛函微分方程的指数稳定问题

设E是一个Banach空间,||·||代表其范数,R、R_-、R_+分别表示区间(-∞,∞),(-∞,0]和[0,∞)。设x(t)是一个定义在(-∞,a]上的E值函数,对每一个t∈(-∞,a],记x_t(θ)=x(t+θ),θ≤0。设B是映R_-到E的映射的一个线性集合,它按范数||·||_B构成一个Banach空间,并满足下列公理:     

Klein-Gordon方程的球对称数值解

用h,τ分别表示ρ和t的网格步长,ρ_j=(j+1/2)h,j=-1,0,1,……,t_k=kτ,k≥0.u_j~k=U(ρ_j,t_k),u_(t,j)~k,u_(t,j)~k-和u_(t,j)~k分别表示u_j~k对t的向前、向后与中心差商,u_(lt,j)~k-表示u_j~k对t的     

二次系统(Ⅲ)_(δ=-m)的极限环之唯一性问题

考虑二次系统(川)。二一一一y+占x(y一1)+l扩+n夕,夕~x(1+ax+by),(l)·X心f‘t其中0<,<1.不失一般性,取b一一1.注意到y~l为无切直线.令二~xl(l一yl),y~y:,dt~(l一y:)dt,,并仍以x、y、r记之,系统(1)化为分一一y+。y,+(l一y),[一占x+(l+1)犷+ax31-夕一(l一y),x(l+ax).(2) 定理1当a占(21一l))o时,系统(1)无环. 证取Dulae函数丑(,)~(1一y),‘一‘,对系统(z), (BpZ)二+(BQZ),一(1一y),‘+‘[一舀+a(l一21)x2],定理即可得证.1一zV不妨取.为研究系统(l)的极限环,仅需考虑“>0.不妨取a。,8>。,可作变换劣l~一苦,t:~一t.从而,不失一…     

一阶泛函微分方程振动性的一些结果

从而定理1证明了Hunt和Yorke(J.Diff.Equ.,53(1984),139—145)对于超前型方程的猜想。 定理2 若(R_1)g(t,ζ)≤t,ζ∈[a,b],R~*=[t_0,+∞)g(t,ζ) 是从 R~*×[a,b]到R~+的连续函数,关于ζ不减     

一个Simons型Pinching常数的最佳值

设S~(n+p)(1)是n+p维单位球面,M~n为其具有非零平行平均曲率向量的紧致子流形,S为M~n的第二基本形式长度的平方.丘成桐曾证明,若(3+n~(1/2)-(p-1)~(-1))S≤n,则M~n为S~(n+p)(1)的一个n+1维全测地子流形的超曲面.莫小欢改进到若S≤n/((n-1)~(1/2)+1),则M~n是全脐的.许洪伟接着证明,如果S≤min{2n/(1+n~(1/2)),n/(2-(p-1)~(-1)},则M~n包含在一个全测地子流形S~(n+1)(1)之中.他也削弱了前二者的条件.     

非线性定常系统极限环的存在与唯一性

1.设a,l、m、n、b为实数,对于非线性定常系统 dx/dt=ax-y+lx~2+mxy+ny~2 dy/dt=x+bxy (1) 得到定理1 若a=0,且l-b=0或m~2-4n(n+b)≥0,则系统(1)在整个平面上不可能有极限环。定理2 当真a≠0,但l=0或l-b=0时,系统(1)可分别在两奇点O(0,0)、N(0,1/n)外围出现极限环,但不能同时存在,如存在必唯一。定理3 若n=0或n+b=0成立,则当a≠0时,系统(1)可存在包含原点O的极限环,但最多一个。     

二阶线性微分方程的振动条件

二阶线性微分方程 (沫t),‘(t))‘+宁(t),(t)~0,P>0, p,q(C[0,co)(1)有许多振动条件.Leighton的一个典型结果是:若!了,一(t)*一{了,(,,‘,一‘,,则方程(1)是振动的.一个似未考虑的问题在于,如果(2)式中的两个积分有一个收敛,能否通过加快另一个积分的发散速度来保持方程(l)的振动性.我们通过定义函数、..”“J、、.J 至3 得(1门J,.....刀 由 、.声矛 价,于产o尹.....户 ,石玲,一exP!-Q(,,一exn【-,芡f(,)公试r),(q一(Pf)其中f〔Cto,定班l若扩)(t),co)且Pf〔C,[0,OO),l了,一(,,d,一{了Q(,,‘:一 考虑两个方程(Pi(t)y‘(t))‘+价(t)y(t…     

富里埃级数的负阶蔡查罗绝对求和因子

设级数Σa_(?)的α阶蔡查罗平均是σ_(?)~a,σ_(-1)~a=0.当级数Σ|σ~(?)~a-σ~(?)~a|收敛时,称级数Σa_(?)是|C,a|可和.设f(x)∈L(0,2π),φ(t)=1/2[f(x+t)+