環(huán)渤海區(qū)域農(nóng)業(yè)碳氮平衡定量評價及調(diào)控技術(shù)研究

內(nèi)容概要

邱建軍等編著的《環(huán)渤海區(qū)域農(nóng)業(yè)碳氮平衡定量評價及調(diào)控技術(shù)研究》系統(tǒng)地總結(jié)了環(huán)渤海地區(qū)不同尺度農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡定量評價及其碳氮調(diào)控策略與技術(shù)研究的成果。主要系統(tǒng)概述了點位、小流域和大區(qū)域尺度開展農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡定量評價研究的方法學(xué)——野外生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測與生物地球化學(xué)模擬模型結(jié)合；在系統(tǒng)監(jiān)測層面，論述了典型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)作物碳氮代謝規(guī)律、溫室氣體排放規(guī)律、土壤氮素礦化及淋失過程以及典型畜禽養(yǎng)殖場碳氮循環(huán)規(guī)律與特征；在點位尺度定量評價方面，驗證和校正了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學(xué)模型，定量評價了典型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡、典型畜禽養(yǎng)殖場碳氮平衡特征；在區(qū)域尺度定量評價方面，構(gòu)建了區(qū)域尺度農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡定量評價系統(tǒng)，定量評價了小清河流域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡特征、環(huán)渤海區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡特征；在調(diào)控策略與技術(shù)層面，論述了環(huán)渤海區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮調(diào)控策略，闡明了環(huán)渤海地區(qū)典型模式系統(tǒng)碳氮調(diào)控技術(shù)。本書可為開展不同尺度農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡定量評價研究和同類區(qū)域制訂農(nóng)業(yè)非點源污染綜合防控方案提供借鑒。
《環(huán)渤海區(qū)域農(nóng)業(yè)碳氮平衡定量評價及調(diào)控技術(shù)研究》可供農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、土壤與肥料學(xué)、環(huán)境科學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的研究人員使用，也可供農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣人員、農(nóng)業(yè)及環(huán)境管理決策部門人員閱讀與參考。

書籍目錄

前吾
 第一篇 緒 論
第1章 研究背景與研究內(nèi)容
 1.1 研究背景和意義
 1.2 國內(nèi)外研究進展
 1.3 研究目標與主要研究內(nèi)容
 參考文獻
第2章 技術(shù)路線和研究方法
 2.1 技術(shù)路線
 2.2 研究方法
 2.3 農(nóng)田監(jiān)測點試驗設(shè)計
 2.4 農(nóng)田試驗指標測定
 2.5 畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)試驗設(shè)計及樣品采集與分析
 參考文獻
第3章 研究區(qū)域概況
 3.1 環(huán)渤海區(qū)域概況
 3.2 環(huán)渤海區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展情況
 3.3 環(huán)渤海區(qū)域主要農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境問題及其成因
 3.4 小清河流域概況
 參考文獻
 第二篇 生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測研究
第4章 典型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)作物碳氮代謝規(guī)律研究
 4.1 冬小麥／夏玉米輪作系統(tǒng)
 4.2 冬小麥／露地蔬菜(大蔥)輪作系統(tǒng)
 4.3 設(shè)施蔬菜農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)
 4.4 春玉米農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)
 參考文獻
 第5章 典型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放規(guī)律研究
 5.1 冬小麥／夏玉米輪作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)
 5.2 冬小麥／露地蔬菜(大蔥)輪作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)
 5.3 設(shè)施蔬菜種植系統(tǒng)
 5.4 春玉米農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)
 參考文獻
第6章 典型農(nóng)田土壤氮素礦化及淋失過程研究
 6.1 冬小麥／夏玉米輪作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)
 6.2 冬小麥／露地蔬菜(大蔥)輪作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)
 6.3 設(shè)施蔬菜農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)
 6.4 春玉米農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)
 6.5 果園生態(tài)系統(tǒng)
 參考文獻
第7章 畜禽養(yǎng)殖場典型監(jiān)測點碳氮循環(huán)特征
 7.1 典型規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場碳氮循環(huán)特征
 7.2 典型規(guī)模化肉雞養(yǎng)殖場碳氮循環(huán)特征
 7.3 典型規(guī)?；半u養(yǎng)殖場碳氮循環(huán)特征
 7.4 典型規(guī)?；i養(yǎng)殖場碳氮循環(huán)特征
 參考文獻
 第三篇 點位尺度定量評價
第8章 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡定量評價模型有效化研究
 8.1 DNDC和Manure—DNDC模型系統(tǒng)概述
 8.2 DNDC模型的參數(shù)校正
 8.3 Manure—DNDc模型的改進和參數(shù)校正
 8.4 DNDC和Manure—DNDC模型的驗證
 8.5 DNDC模型敏感性分析
 參考文獻
第9章 典型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡定量評價
 9.1 冬小麥／夏玉米輪作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡評價
 9.2 冬小麥／露地蔬菜(大蔥)輪作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡評價
 9.3 設(shè)施蔬菜農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡評價
 9.4 春玉米農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡評價
 參考文獻
第10章 畜禽養(yǎng)殖場典型監(jiān)測點碳氮平衡定量分析
 10.1 典型規(guī)模化奶牛養(yǎng)殖場碳氮平衡定量評價
 10.2 典型規(guī)模化肉雞養(yǎng)殖場碳氮平衡定量評價
 10.3 典型規(guī)?；半u養(yǎng)殖場碳氮平衡定量評價
 10.4 典型規(guī)?；i養(yǎng)殖場碳氮平衡定量評價
 參考文獻
 第四篇 區(qū)域尺度定量評價
第11章 流域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)定量評價
 11.1 Manure—DNDC—SWAT模型的構(gòu)建及有效化
 11.2 小清河流域GIS數(shù)據(jù)庫的建立
 11.3 小清河流域碳氮平衡的模擬研究
 11.4 小清河流域氮素污染負荷模擬研究
 11.5 小流域尺度模擬結(jié)果的驗證
 11.6 研究結(jié)果的不確定分析
 參考文獻
第12章 環(huán)渤海區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡定量評價
 12.1 區(qū)域農(nóng)田化肥投入量的變化
 12.2 區(qū)域農(nóng)田化肥利用率的變化
 12.3 化肥適宜量分析
 12.4 農(nóng)田土壤本底碳氮分布格局
 12.5 區(qū)域數(shù)據(jù)庫的建立與模型的連接
 12.6 環(huán)渤海區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡定量評價
 12.7 區(qū)域模擬結(jié)果不確定性分析
 參考文獻
 第五篇 調(diào)控策略與技術(shù)
第13章 環(huán)渤海區(qū)域農(nóng)業(yè)碳氮調(diào)控策略研究
 13.1 環(huán)渤海地區(qū)農(nóng)業(yè)非點源氮素污染控制關(guān)鍵區(qū)分析
 13.2 環(huán)渤海區(qū)域農(nóng)業(yè)碳氮調(diào)控策略
 13.3 典型小流域優(yōu)化管理措施分析
 13.4 環(huán)渤海區(qū)域碳氮調(diào)控及農(nóng)業(yè)非點源污染防治工程
 參考文獻
第14章 環(huán)渤海地區(qū)典型模式系統(tǒng)碳氮調(diào)控技術(shù)研究
 14.1 環(huán)渤海典型農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮調(diào)控技術(shù)體系
 14.2 典型種植模式氮肥施用總量控制
 14.3 典型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳氮調(diào)控技術(shù)
 14.4 典型畜禽養(yǎng)殖場碳氮調(diào)控技術(shù)
 參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章研究背景與研究內(nèi)容　　農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是指以發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為目的，以人地協(xié)調(diào)共生為特征的、人工可調(diào)控的陸地生態(tài)系統(tǒng)。碳氮元素是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的自然物質(zhì)基礎(chǔ)，涉及農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)從環(huán)境生物環(huán)境的生物地球化學(xué)循環(huán)過程（李長生，2001；Schlesinger，1997）。近年來，隨著全球變化和環(huán)境污染的日益加劇，全球碳氮循環(huán)尤其是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)及其平衡成為當前研究的難點和熱點（Lal，2004；韓興國等，1995）。本項目面向國家農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全的戰(zhàn)略需求，針對環(huán)渤海地區(qū)集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與渤海近海水域環(huán)境污染所面臨的現(xiàn)實問題，定量分析流域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡特點，探明典型流域的農(nóng)業(yè)氮污染負荷，提出區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳氮平衡和非點源污染的調(diào)控策略和管理技術(shù)措施?！　?.1研究背景和意義　　1.1.1環(huán)渤海作為北方農(nóng)業(yè)集約化地區(qū)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨資源環(huán)境的巨大制約　　環(huán)渤海地區(qū)陸域面積112萬km2，總?cè)丝?.6億，被譽為中國經(jīng)濟第三個“增長極”。這里是我國經(jīng)濟發(fā)展的熱點區(qū)域，沿海城市化與臨海工業(yè)發(fā)展迅猛，同時該區(qū)還是我國重要的農(nóng)業(yè)基地，耕地面積占全國耕地面積的1/4多，糧食產(chǎn)量占全國糧食產(chǎn)量的23%以上，特別是渤海沿岸13個地市（天津、大連、營口、唐山、濰坊、煙臺等）屬于農(nóng)業(yè)集約化程度較高的地區(qū)，種植、養(yǎng)殖業(yè)十分發(fā)達。但高度集約化生產(chǎn)的弊端已經(jīng)顯現(xiàn)，以山東為例，單位耕地面積化肥用量高達685kg/hm2，相當于全國平均用量的1.92倍；養(yǎng)殖場的畜禽糞便幾乎不經(jīng)任何處理；由于利用率低（氮肥利用率僅為30%～35%），大量化肥和養(yǎng)殖場廢棄物以地表徑流、淋溶、氣態(tài)揮發(fā)等形式進入環(huán)境，造成污染。特別是在集約化蔬菜種植區(qū)，地下水氮污染更為嚴重。2008年5月，國家海洋局北海分局首次發(fā)布《2008年渤海海洋環(huán)境公報》，公報指出渤海中部海域環(huán)境良好，近岸海域污染較重，海水中主要污染物是無機氮、活性磷酸鹽和石油類。渤海三大灣中，萊州灣海水環(huán)境污染程度較重，渤海灣次之，遼東灣相對污染程度較輕。環(huán)渤海地區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須破解集約化生產(chǎn)與保護資源環(huán)境、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力與節(jié)本增效等諸多新的難題與矛盾?！　?.1.2有效控制農(nóng)業(yè)非點源污染，是確保渤海水域水體安全的迫切需要　　渤海水域的水體污染治理已經(jīng)刻不容緩，國家雖然啟動了“碧海行動計劃”，但與滇池、太湖富營養(yǎng)化治理一樣收效甚微?？偟膩砜矗捎谵r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村生活方式的不合理，陸源污染物是引起渤海近岸海域污染的主要原因，調(diào)查表明，87%的入海污染物來自陸地，其中由入海河口排入的占95%（趙章元和孔令輝，2000）。除工業(yè)和生活污水外，種植業(yè)生產(chǎn)、畜禽養(yǎng)殖等污染通過河流入海攜帶或隨徑流入海也占很大比例。以山東省主要入海河流小清河為例，小清河流域?qū)贉貛Ъ撅L(fēng)氣候，降水變率大，大約70%的降水集中在每年的6～9月，由于豐水期降水相對比較集中，在暴雨期間，小清河攜帶大量污染物進入萊州灣，成為萊州灣陸源污染物的重要來源。1996年冬，山東省開始小清河綜合治理工程，到2000年，流域內(nèi)主要排放口濃度排放達標率為95%，點源污染已得到一定程度的控制，但是水質(zhì)卻沒有較大的改觀（惠二青，2003）。根據(jù)2007年山東省環(huán)境質(zhì)量狀況公報，小清河干流9個斷面中，除源頭睦里莊斷面以外，其他8個斷面水質(zhì)均劣于Ⅴ類標準，主要污染物為化學(xué)需氧量、氨氮（譚永明，2009）。黃現(xiàn)民和王洪濤（2008）分析了山東省環(huán)渤海地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村發(fā)展現(xiàn)狀，指出面源污染的產(chǎn)生主要是由種植業(yè)化肥及農(nóng)藥的施用量大、利用率低，畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模發(fā)展快，缺乏糞污處理設(shè)施，大量排放未經(jīng)處理的糞污、農(nóng)村生活垃圾和生活污水收集處理率低、隨意排放等原因造成的。農(nóng)業(yè)非點源污染已經(jīng)嚴重影響環(huán)渤海地區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時也限制社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展。因此，推廣農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)，有效控制農(nóng)業(yè)非點源污染已經(jīng)到了刻不容緩的地步?！　?.1.3開展區(qū)域尺度農(nóng)業(yè)碳氮平衡評價、組裝集成調(diào)控技術(shù)，是建立環(huán)渤海地區(qū)農(nóng)業(yè)污染綜合防控技術(shù)體系的現(xiàn)實需要　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的環(huán)境問題，主要來源于種植和養(yǎng)殖過程中農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的碳氮收支平衡過程。碳氮平衡與循環(huán)過程既是單獨循環(huán)途徑又是相互聯(lián)系、相互影響的。從世界范圍來看，氮素污染是農(nóng)業(yè)面源污染的最主要形式，其有效控制成為農(nóng)業(yè)非點源污染綜合防治的關(guān)鍵。我國已基本提出了“源頭控制、過程阻斷、末端利用”、發(fā)展清潔生產(chǎn)和開展鄉(xiāng)村清潔工程的農(nóng)業(yè)面源污染防控策略，但與之相配套的技術(shù)體系還遠遠沒有建立起來?？傮w而言，國內(nèi)對非點源污染負荷及控制研究，主要集中在人工模擬試驗和野外觀測研究階段，雖然在揭示污染物存在形態(tài)、分布特征上具有一定進展，但是非點源污染是一個復(fù)雜的自然過程，對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的氮平衡、畜禽養(yǎng)殖過程中氮的循環(huán)、徑流和土壤侵蝕的模擬以及污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程的研究并不完善，而且高昂的投入使得觀測只能在極為有限的范圍內(nèi)進行，這就給非點源污染的識別帶來了不確定性，更形成不了區(qū)域?qū)用娴暮暧^認識，進而造成調(diào)控策略的偏差。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，簡單化的指令性管理與技術(shù)不能完全有效地指導(dǎo)區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境保護。因此，有必要在引進消化國外先進模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國區(qū)域農(nóng)業(yè)碳氮平衡特征，進行系統(tǒng)的研究、集成和創(chuàng)新，為非點源污染研究提供有效手段，更為區(qū)域現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和流域污染綜合防控提供科學(xué)依據(jù)?！　　?/pre>








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