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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 33 卷 第 4 期摇 摇 2013 年 2 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程及计量方法 王晓学,沈会涛,李叙勇,等 (1019)………………………
植物叶片水稳定同位素研究进展 罗摇 伦,余武生,万诗敏,等 (1031)……………………………………………
城市景观格局演变的生态环境效应研究进展 陈利顶,孙然好,刘海莲 (1042)…………………………………
城市生物多样性分布格局研究进展 毛齐正,马克明,邬建国,等 (1051)…………………………………………
基于福祉视角的生态补偿研究 李惠梅,张安录 (1065)……………………………………………………………
个体与基础生态
土著菌根真菌和混生植物对羊草生长和磷营养的影响 雷摇 垚,郝志鹏,陈保冬 (1071)………………………
干旱条件下 AM真菌对植物生长和土壤水稳定性团聚体的影响 叶佳舒,李摇 涛,胡亚军,等 (1080)…………
转 mapk双链 RNA干扰表达载体黄瓜对根际土壤细菌多样性的影响 陈国华,弭宝彬,李摇 莹,等 (1091)…
北京远郊区臭氧污染及其对敏感植物叶片的伤害 万五星,夏亚军,张红星,等 (1098)…………………………
茅苍术叶片可培养内生细菌多样性及其促生潜力 周佳宇,贾摇 永,王宏伟,等 (1106)…………………………
低温对蝶蛹金小蜂卵成熟及其数量动态的影响 夏诗洋,孟玲,李保平 (1118)…………………………………
六星黑点豹蠹蛾求偶行为与性信息素产生和释放的时辰节律 刘金龙,荆小院,杨美红,等 (1126)……………
氟化物对家蚕血液羧酸酯酶及全酯酶活性的影响 米摇 智,阮成龙,李姣蓉,等 (1134)…………………………
不同温度对脊尾白虾胚胎发育与幼体变态存活的影响 梁俊平,李摇 健,李吉涛,等 (1142)……………………
种群、群落和生态系统
生态系统服务多样性与景观多功能性———从科学理念到综合评估 吕一河,马志敏,傅伯杰,等 (1153)………
不同端元模型下湿地植被覆盖度的提取方法———以北京市野鸭湖湿地自然保护区为例
崔天翔,宫兆宁,赵文吉,等 (1160)
………………………
……………………………………………………………………………
基于光谱特征变量的湿地典型植物生态类型识别方法———以北京野鸭湖湿地为例
林摇 川,宫兆宁,赵文吉,等 (1172)
……………………………
……………………………………………………………………………
浮游植物群落对海南小水电建设的响应 林彰文,林摇 生,顾继光,等 (1186)……………………………………
菹草种群内外水质日变化 王锦旗,郑有飞,王国祥 (1195)………………………………………………………
南方红壤区 3 种典型森林恢复方式对植物群落多样性的影响 王摇 芸,欧阳志云,郑摇 华,等 (1204)…………
人工油松林恢复过程中土壤理化性质及有机碳含量的变化特征 胡会峰,刘国华 (1212)………………………
不同区域森林火灾对生态因子的响应及其概率模型 李晓炜,赵摇 刚,于秀波,等 (1219)………………………
景观、区域和全球生态
快速城市化地区景观生态安全时空演化过程分析———以东莞市为例 杨青生,乔纪纲,艾摇 彬 (1230)………
海岸带生态系统健康评价中能质和生物多样性的差异———以江苏海岸带为例
唐得昊,邹欣庆,刘兴健 (1240)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
干湿交替频率对不同土壤 CO2 和 N2O释放的影响 欧阳扬,李叙勇 (1251)……………………………………
西部地区低碳竞争力评价 金小琴,杜受祜 (1260)…………………………………………………………………
基于 HEC鄄HMS模型的八一水库流域洪水重现期研究 郑摇 鹏,林摇 韵,潘文斌,等 (1268)……………………
基于修正的 Gash模型模拟小兴安岭原始红松林降雨截留过程 柴汝杉,蔡体久,满秀玲,等 (1276)…………
长白山北坡不同林型内红松年表特征及其与气候因子的关系 陈摇 列,高露双,张摇 赟,等 (1285)……………
资源与产业生态
河西走廊绿洲灌区循环模式“农田鄄食用菌冶生产系统氮素流动特征 李瑞琴,于安芬,赵有彪,等 (1292)……
施肥对旱地花生主要土壤肥力指标及产量的影响 王才斌,郑亚萍,梁晓艳,等 (1300)…………………………
耕作措施对土壤水热特性和微生物生物量碳的影响 庞摇 绪,何文清,严昌荣,等 (1308)………………………
基于改进 SPA法的耕地占补平衡生态安全评价 施开放,刁承泰,孙秀锋,等 (1317)…………………………
学术争鸣
基于生态鄄产业共生关系的林业生态安全测度方法构想 张智光 (1326)…………………………………………
中国生态学学会 2013 年学术年会征稿须知 (玉)…………………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*318*zh*P* ￥ 90郾 00*1510*34*
室室室室室室室室室室室室室室
2013鄄02
封面图说: 石羊河———石羊河流域属大陆性温带干旱气候,气候特点是:日照充足、温差大、降水少、蒸发强、空气干燥。 石羊河
源出祁连山东段,河系以雨水补给为主,兼有冰雪融水成分。 上游的祁连山区降水丰富,有雪山冰川和残留林木,是
河流的水源补给地。 中游流经河西走廊平地,形成武威和永昌等绿洲,下游是民勤,石羊河最后消失在腾格里沙漠
中。 随着石羊河流域人水矛盾的不断加剧,水资源开发利用严重过度,荒漠化日趋严重,民勤县的生态环境已经相
当恶化,继续下去将有可能变成第二个“罗布泊冶。
彩图及图说提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 33 卷第 4 期
2013 年 2 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 4
Feb. ,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:财政部国家社会公益项目绿色农业科学研究示范项目(2007鄄04); 暨甘肃省科技重大专项(1102NKDJ031)
收稿日期:2012鄄05鄄24; 摇 摇 修订日期:2012鄄10鄄26
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: gsyuanfen@ 126. com
DOI: 10. 5846 / stxb201205240770
李瑞琴,于安芬,赵有彪,车宗贤,苏永生. 河西走廊绿洲灌区循环模式 “农田鄄食用菌冶生产系统氮素流动特征. 生态学报,2013,33 (4):
1292鄄1299.
Li R Q,Yu A F, Zhao Y B, Che Z X, Su Y S. Nitrogen flows in“crop 鄄edible mushroom冶production systems in Hexi Corridor Oasis Irrigation Area. Acta
Ecologica Sinica,2013,33(4):1292鄄1299.
河西走廊绿洲灌区循环模式“农田鄄食用菌冶
生产系统氮素流动特征
李瑞琴1,2,于安芬1,2,*,赵有彪1,车宗贤2,苏永生1,2
(1. 甘肃省农业科学院畜草与绿色农业研究所, 兰州摇 730070; 2. 甘肃省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所, 兰州摇 730070;
3. 甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所,兰州 730070)
摘要:河西走廊绿洲灌区在农业产业化进程加快的同时,也带来了水资源和生态环境的压力。 本文利用养分流动和模型分析的
方法,分析河西走廊绿洲灌区典型“农田鄄食用菌冶生产系统(农田鄄食用菌集约生产模式、农田鄄食用菌单户生产模式、农田单作)
的氮元素流动特征。 结果表明:农田作物秸秆通过食用菌体系还田使氮素利用率提高了 10%左右,秸秆还田氮输入量(165. 6
kg·hm-2·a-1)占农田氮素总输入量的 37郾 1% ,使化肥氮输入量减少,因此秸秆氮的合理循环利用可作为减少化肥投入的有效途
径。 但农田氮素仍有盈余,单位面积氮盈余量高达 217. 0 kg·hm-2·a-1,未能实现循环模式内养分平衡的理想效果,因此优化氮
素管理、确定合理的大田作物和食用菌面积、调整农业产业结构是解决该问题的关键。
关键词:绿洲灌区;循环模式;“农田鄄食用菌冶生产系统;氮素流动
Nitrogen flows in“crop 鄄edible mushroom冶production systems in Hexi
Corridor Oasis Irrigation Area
LI Ruiqin1,2,YU Anfen1,2,*, ZHAO Youbiao1, CHE Zongxian2, SU Yongsheng1,2
1 Gansu Academy of Agricultural Sciences,Institute of Green Agricultural and Animal & Pasture Improvement, Lanzhou 730070,China
2 Gansu Academy of Agricultural Sciences,Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology Research, Lanzhou 730070 China
3 Gansu Academy of Agricultural Sciences,Institute of Soil,Fertilizer and Water鄄saving Agricultural, Lanzhou 730070,China
Abstract: With the rapid development of agricultural industrialization process, has resulted in greatly negative effects on
the water resources and ecological environment in the Hexi corridor oasis irrigation area. In this study, three types of “crop鄄
edible mushroom冶 production systems in the Oasis Irrigation Area of Hexi Corridor were selected. The first type was an
“crop鄄edible mushroom intensive production mode冶, which included edible mushroom and crop production consisting of 100
hm鄄2 farmland holders; the second type was so called “crop鄄edible mushroom single peasant production mode; the third one
was a “single cropping region which had no edible mushroom production. The characteristics of nitrogen (N) flows in these
three systems were analyzed using the nutrient flows method. The results showed that it is increased by 10% of nitrogen use
efficiencies through the “crop鄄edible mushroom冶 systems for crop straw returning to field. The N application rate of chemical
fertilizers was 165. 6 kg·hm-2·a-1, which accounted for 37. 1% of total N input. Consequently, this confirmed that the
recycling of straw N is an efficient way to reduce the application rate of chemical N fertilizer. Positive cropland N balances
resulted across all three types of “crop鄄edible mushroom冶systems, the cropland nitrogen surplus reached 217. 0 kg·hm-2·a-1,
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indicating that the purpose of nutrient balance in circulation mode was not achieved as planned. It is concluded that a
proper area of crop and edible mushroom with the optimization of N management and adjustment of the agricultural industrial
structure are the keys to solve this issue.
Key Words: Hexi Corridor Oasis Irrigation Area; cycle mode; “ crop鄄edible mushroom冶 production systems; Nitrogen
Flows.
河西走廊绿洲灌区在农业产业化进程加快的同时,也带来了水资源和生态环境的压力。 物质循环是农业
生态系统内相对稳定的因素,物质循环的研究有助于调节整个系统养分的平衡,掌握生产中养分的投入效
率[1鄄3]。 翁伯琦[4]探讨了如何在农业领域内开发高效循环生产体系,涉及了绿色农业、循环农业、生态文明、
可持续发展理念,提出低碳农业是一个复合技术体系、发展低碳农业是实现低碳经济的目标之一、发展低碳经
济是解决气候变化与经济发展矛盾的有效途径。 我国 20 世纪 80 年代以来,各地以沼气为纽带的生态农业得
到了较大发展,如南方出现了以广西恭城、江西赣州和广东梅州为代表的“猪鄄沼鄄果冶生态农业循环模式,取得
了良好的经济、社会与环境效益,大大提高了农业生产系统的生产力和资源综合利用率[5鄄6]。 氮、磷、钾是物
质的基本组成元素,目前国内外对土壤鄄植物单一系统中物质循环研究较多。 孟庆岩等[7]研究了海南省文昌
市胶鄄茶鄄鸡农林复合系统模式的 N循环规律,系统 N循环率为 43% ,N输出量为 196. 5 kg / hm2,土壤 N 盈余
量为 237. 6 kg / hm2。 吴珊眉等[8]对有机鄄无机态氮肥在微型农业生态系统的转移和循环进行了研究,认为在
“土壤鄄黑麦草鄄兔冶亚系统中,农业生态系统的生态稳定性和发育程度优于单一种植系统,有机肥能明显地促
进无机态肥料 N从稻秆向稻谷运输,同时有机肥使无机态肥 N在土壤中的固化作用增加,从而使无机肥料 N
向环境转移量下降。 陈金湘等[9]研究表明在棉田生态系统 N循环中,低、中、高、超高产棉田 N素的输入与输
出不平衡,其棉田产物 N输出,分别为棉田生态系统总输出 N 的 54. 4% ,46. 5% ,44. 9%和 43. 4% ,若将 8O%
的棉铃壳还田,则能大体保持棉田生态系统 N素的平衡。 杜会英等[10]研究了化肥氮在保护地土壤一蔬菜系
统中的当季利用与损失,在保护地莴苣种植系统中,施入土壤中的化肥氮有 18. 98%—42. 5%损失。 在保护
地西芹种植系统中,有 11. 7%—18. 9%损失。 在保护地生菜种植系统中,施入土壤中的化肥氮有 16. 0%损
失。 曹兵等[11]研究发现小青菜生长期间有氮素淋溶,大白菜和番茄分别有 9. 2%—10. 9%和 10%—10. 2%
的标记氮素被淋溶到 40cm 以下土层。 对于农业复合生态系统的研究多集中在能流及效益分析上[12鄄16]。
Velthof[17]和 Oenema[18]等研究结果表明,通过综合评价农业复合生产系统的养分流动状况,阐明养分流动特
征,对于解决其养分损失和环境污染问题具有重要指导作用。 然而,我国农业生态系统养分管理的研究仅局
限于农田等各体系内,针对循环农业模式生产系统养分流动的综合评价尚不多见。 阐明河西走廊典型农业生
产模式生产系统的养分流动规律,对于优化区域养分资源配置、协调农业各产业发展与生态环境之间的关系
有着重要的指导意义。 本文以甘肃省河西走廊绿色农业示范区凉州区谢河村集约经营户和单一经营示范户
为例,研究分析农田单作、“农田鄄食用菌冶单户模式及集约模式 3 个生产系统的氮素流动特征,探讨氮素资源
优化管理策略,从而为研究区域农业产业集约化发展的合理规划、降低环境压力以及实现农业生态系统的良
性循环提供科学依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 研究区域
本研究选择甘肃省武威市凉州区谢河绿色农业试验站为试验点。 该区域地处河西走廊沿山冷凉灌区,海
拔 1 720 m,年均降水量 161 mm,年蒸发量 2020 mm,年平均气温 7. 9 益,日温差 15 益,年无霜期 155 d,年日
照时数 2968 h。 耕地面积年配水量 4800 m3 / hm2。 属温带大陆性干旱气候,太阳辐射强,日照充足,夏季炎
热,冬季严寒,空气干燥,昼夜温差悬殊。
根据产业类型和经营方式的差异将试验点农业生产系统划分为以下 3 种类型:农田、食用菌单作及“农
3921摇 4 期 摇 摇 摇 李瑞琴摇 等:河西走廊绿洲灌区循环模式“农田鄄食用菌冶生产系统氮素流动特征 摇
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田鄄食用菌冶集约循环模式 3 个生产系统。 一是农户单一种植粮食作物生产系统,其特点是仅种植粮食作物。
单一种植区主要包括两个种植基地,分别为小麦种植基地和玉米良种培育基地,单一种植区农田耕地面积
240 hm2。 二是单户型“农田鄄食用菌冶生产系统,其特点是单个农户承包日光温室栽培食用菌,还包括少量以
设施辣椒、番茄栽培为主的小型农户,食用菌生产面积 6. 7 万 m2,设施果菜生产面积 3. 8 hm2。 三是集约型
“农田鄄食用菌冶循环模式生产系统,其特点是生产经营大户承包日光温室栽培食用菌及葡萄,同时还种植小
麦、玉米等大田作物。 试验点循环模式小麦种植 60 hm2,双孢菇生产面积 6. 7 万 m2,红提葡萄栽培面积
35 hm2。
1. 2摇 系统的界定
本研究通过文献资料分析、实地调研和专家建议构建了“农田鄄食用菌鄄果冶生产系统氮素养分流动模式
(图 1)。 化肥、购买有机肥、大气沉降、灌溉、生物固氮和购买双孢菇培养基配料为该系统的外源输入项,作物
产品、出售或运出的农业生产废弃物以及在储藏处理过程中的损失为该系统的输出项。 “农田鄄食用菌冶生产
系统包括农田和食用菌两个子体系。 子体系内和子体系间也存在氮素的循环流动,将其视为“农田鄄食用菌冶
生产系统内部循环。 子体系内氮素循环如农田收获副产品的还田,子体系间氮素循环如农田收获主副产品作
培养基配料以及培养基废料返还农田。
图 1摇 “农田鄄食用菌冶生产系统氮素流动模式(kg·hm-2·a-1)
Fig. 1摇 Demonstration of nitrogen flow in the “grain fields鄄edible mushroom冶production system
1. 3摇 模型算法和数据来源
1. 3. 1摇 农田体系氮素流动模型算法和数据来源
(1)输入项
化肥输入氮量=化肥施入量伊化肥含氮量
购买有机肥输入氮量=购买粪肥施入量伊有机肥含氮量
灌溉输入氮量=灌溉量伊灌溉水含氮量
作物副产品还田氮量=作物副产品收获氮量伊还田比例摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
(2)输出项
作物主产品收获氮量=主产品产量伊主产品含氮量
作物副产品收获氮量=主产品产量伊副产品与主产品质量比值伊副产品含氮量
化肥施入量、化肥含氮量、购买有机肥施入量、还田比例、灌溉量、作物主产品产量和副产品还田比例通过
实地调查获得;购买有机肥含氮量参考《中国有机肥料养分数据集》 [19];灌溉水含氮量参考刘宏斌[20]和刘培
财[21]等研究成果;大气沉降输入氮量参照崔健等[22]和 Shen[23];生物固氮量参考王平等研究结果[24];氮素损
失参照王家玉等人的研究[25,26]。 根据以上数据来源,淋溶、渗漏、挥发等氮损失量与降雨、灌溉水携入、生物
固氮等基本可以互相抵消。
4921 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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小麦籽粒、秸秆含氮量通过实验室测定值得。 小麦秸秆籽粒比采用 1. 1颐1. 2[27]。
1. 3. 2摇 食用菌体系氮素流动模型算法和数据来源
(1)输入项
小麦秸秆输入氮量=小麦秸秆施入量伊小麦秸秆含氮量
购买培养基配料输入氮量=购买培养基配料粪肥施入量伊培养基配料含氮量
灌溉输入氮量=灌溉量伊灌溉水含氮量
培养基废基料还田氮量=培养基废基料收获氮量伊还田比例
(2)输出项
食用菌主产品收获氮量=食用菌主产品产量伊食用菌主产品含氮量
作物副产品收获氮量=主产品产量伊副产品与主产品质量比值伊副产品含氮量
小麦秸秆施入量、小麦秸秆含氮量、购买培养基配料施入量、培养基废基料还田比例、灌溉量、食用菌主产
品产量通过实地调查、实验室测定获得。
1. 4摇 氮、磷元素流动评价指标
本研究选用流量指标来描述“农田鄄食用菌冶生产系统各流动项之间氮、磷素的转移和交换状况。 此外,选
择效率指标描述各养分库中氮、磷素产出数量和投入数量的关系。 在生产体系中,氮素利用效率是指作物主
产品收获带走氮量占总输入氮量的比率。 废弃物养分循环利用是减少系统养分环境排放的有效途径,因此,
本研究选用循环模式体系氮素循环效率,即循环到农田的氮量占体系总输入氮量的比率来描述系统氮素的循
环利用状况。
2摇 结果与分析
2. 1摇 各生产系统氮素流动分析
3 种类型“农田鄄食用菌冶生产系统单位面积(农田面积)氮素流动情况见图 2—图 4 所示。
图 2摇 “农田鄄食用菌冶集约生产系统氮素流动模式(kg·hm-2·a-1)
Fig. 2摇 Demonstration of nitrogen flow in the “grain fields鄄edible mushroom冶 production system
2. 1. 1摇 “农田鄄食用菌冶集约生产系统氮素流动
“农田鄄食用菌冶集约生产模式中农田体系氮素输入量 446. 5 kg·hm-2·a-1,化肥氮贡献率仅为 42. 3% ;食用
菌体系氮素输入量 281. 1 kg·hm-2·a-1,主要来源于购买的培养基配料及基料牛粪、秸秆,添加的秸秆全部来源
于农田体系的副产品,秸秆氮占基料氮素输入量的 17. 0% 。 与单户模式不同的是农田体系产生的全部秸秆
氮素进入食用菌体系中,食用菌体系的培养基废料氮素全部进入农田体系中,还田氮占总输入氮的 37郾 1% 。
5921摇 4 期 摇 摇 摇 李瑞琴摇 等:河西走廊绿洲灌区循环模式“农田鄄食用菌冶生产系统氮素流动特征 摇
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图 3摇 “农田鄄食用菌冶单户生产系统氮素流动模式(kg·hm-2·a-1)
Fig. 3摇 Demonstration of nitrogen flow in the “grain fields鄄edible mushroom冶 production system
摇 图 4摇 农田单一生产系统氮素流动模式(kg·hm-2·a-1)
Fig. 4摇 Demonstration of nitrogen flow in the single grain fields
production system
2. 1. 2摇 “农田鄄食用菌冶单户生产系统氮素流动
“农田鄄食用菌冶单户生产模式中农田体系氮素输入
量 380. 0 kg·hm-2·a-1,化肥氮贡献率达到 56. 58% ;食用
菌体系氮素输入量 246. 1 kg·hm-2·a-1,主要来源于购买
的培养基配料及基料牛粪、秸秆,秸秆氮占基料氮素输
入量的 9. 6% ;子体系间除少部分秸秆进入食用菌子体
系外,没有其它的养分循环。
2. 1. 3摇 农田单一体系生产系统氮素流动
农田单一种植区农田体系氮素输入量为 330郾 9
kg·hm-2·a-1,化肥作为主要氮素输入项其贡献率高达
72郾 53% ;在输出项中,作物主副产品收获氮量占农田氮
素输入量的 54. 5% 。
2. 2摇 各生产系统氮素利用效率的分析
由表 1 可见,“农田鄄食用菌冶集约模式的农田体系
氮素利用效率最低,但也在 30%以上,远远大于文献所报道的氮素利用率,主要原因是本研究未计算土壤淋
失、渗漏及氮的挥发等各种生产过程中氮的损失。 由于“农田鄄食用菌冶集约模式中秸秆的再循环利用使得食
用菌体系氮素利用效率最高。
表 1摇 各生产系统氮素利用效率
Table 1摇 Nitrogen use efficiencies of different production systems in the study area
农业生产系统
Agricultural production system
氮素利用效率 Nitrogen use efficiencies
农田体系
Cropping system
食用菌体系
Edible mushroom system
“农田鄄食用菌冶生产系统
“Cropping 鄄edible
mushroom冶system
“农田鄄食用菌冶集约模式
“Cropping 鄄edible mushroom冶 Intensive mode 31. 3 47. 1 37. 4
“农田鄄食用菌冶单户模式
“Cropping 鄄edible mushroom冶 Single mode 32. 5 45. 7 37. 7
单一种植模式
Single cropping region 32. 6 — 32. 6
6921 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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2. 3摇 各生产系统中氮素产投比
由表 2 可见,“农田鄄食用菌冶集约模式的农田体系氮素产投比最低,仅在 0. 50 左右。 食用菌体系氮素产
投比最高,大于 1. 0。 “农田鄄食用菌冶生产系统氮素产投比在 0. 7 左右。 由此可见,在循环模式中,投入和产
出处于一个相对较均衡的水平。
表 2摇 各生产系统氮的产投比
Table 2摇 Nitrogen use efficiencies of different production systems in the study area
农业生产系统
Agricultural production system
农田体系
Cropping system
食用菌体系
Edible mushroom
system
“农田鄄食用菌冶生产系统
“Cropping 鄄edible
mushroom冶system
“农田鄄食用菌冶集约模式
“Cropping 鄄edible mushroom冶 Intensive mode 0. 51 1. 06 0. 72
“农田鄄食用菌冶单户模式
“Cropping 鄄edible mushroom冶 Single mode 0. 53 1. 05 0. 74
农田单作模式
Single cropping region 0. 54 — 0. 54
2. 4摇 各生产系统氮素盈余造成的环境压力
本研究区域各生产系统均出现农田氮盈余现象,其中集约型“农田鄄食用菌冶循环模式农田单位面积氮盈
余量高达 217. 0 kg·hm-2·a-1,分别高出单户型和粮田体系 1. 2 倍和 1. 4 倍。 由此可见,集约型“农田鄄食用菌冶
循环模式由于系统内和系统间的物质循环利用,虽然化肥氮减少了使用量,但农田氮素仍有盈余,循环模式的
氮素投入产出尚需进一步研究。
3摇 讨论
3. 1摇 单户型“农田鄄食用菌冶生产系统氮素流量与流向分析结果表明,粮田子体系和食用菌子体系之间生产脱
节。 食用菌生产后产生的废基料等有机资源未能得到循环利用,致使农田体系氮素输入全部依靠外源氮的投
入,其中 56. 58% 的氮素来源于化肥,不必要的化肥投入增加了作物生产的成本,而且大量有机资源未能被利
用也加剧了周围环境的污染潜力。 相比之下,集约型“粮田鄄食用菌冶生产体系结合较紧密,食用菌废基料氮还
田比例达到 37. 1% ,这也大大降低了农田单位面积化肥氮输入量。
3. 2摇 本研究区域 3 种生产体系均存在不同程度的农田氮素盈余,虽然原因各不相同,但主要原因均为肥料氮
(化肥和粪肥)投入量超过了作物生长的需求量。 一般认为,农田盈余的氮素去向有两种可能,一是残留在土
壤中供下一季作物利用,二是排入大气和水体造成环境污染。 Sun[28]等研究建议采用农田氮素年盈余量 100
kg·hm-2·a-1 和 180 kg·hm-2·a-1,分别作为中国农田评价潜在环境污染和高风险环境污染的指标。 从本研究结
果看,有两种生产体系氮盈余量超过了上述限量标准,粮田单作体系也接近这个限量指标,研究区域均存在比
较高的环境污染风险。 因此,研究区域应将氮素优化管理放到重要位置,以降低氮素盈余量以及由此带来的
环境污染风险。
3. 3摇 “农田鄄食用菌冶循环模式建设的最初目的是建立一个“大田作物鄄秸秆鄄食用菌鄄大田冶的生态循环农业生
产模式,以提高秸秆资源的综合利用,促进养分的良性循环,实现农业生产系统的协调发展。 然而本研究发现
食用菌生产规模是整个系统的关键因子,而同时,食用菌生产规模又受制于研究区的秸秆量,目前示范区最佳
资源配置量为:1hm2 小麦产出的秸秆约 1 万 kg,全部用于栽培双孢菇,可栽培双孢菇 666. 7m2,产生的培养基
废料全部还田,可栽培设施红提葡萄 3. 2伊666. 7m2。 如此配置,不但可以减少种植区化肥投入量,而且还能缓
解化肥投入带来的环境压力问题。
References:
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ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 33,No. 4 February,2013(Semimonthly)
CONTENTS
Frontiers and Comprehensive Review
Concepts, processes and quantification methods of the forest water conservation at the multiple scales
WANG Xiaoxue, SHEN Huitao, LI Xuyong, et al (1019)
………………………………
…………………………………………………………………………
Advances in the study of stable isotope composition of leaf water in plants LUO Lun, YU Wusheng, WAN Shimin, et al (1031)……
Eco鄄environmental effects of urban landscape pattern changes: progresses, problems, and perspectives
CHEN Liding, SUN Ranhao, LIU Hailian (1042)
………………………………
…………………………………………………………………………………
An overview of advances in distributional pattern of urban biodiversity MAO Qizheng, MA Keming, WU Jianguo,et al (1051)………
Ecological compensation boosted ecological protection and human well鄄being improvement LI Huimei,ZHANG Anlu (1065)…………
Autecology & Fundamentals
Effects of indigenous AM fungi and neighboring plants on the growth and phosphorus nutrition of Leymus chinensis
LEI Yao, HAO Zhipeng, CHEN Baodong (1071)
……………………
…………………………………………………………………………………
Influences of AM fungi on plant growth and water鄄stable soil aggregates under drought stresses
YE Jiashu, LI Tao, HU Yajun, et al (1080)
………………………………………
………………………………………………………………………………………
The effect of transgenic cucumber with double strands RNA of mapk on diversity of rhizosphere bacteria
CHEN Guohua, MI Baobin, LI Ying, et al (1091)
………………………………
…………………………………………………………………………………
The ambient ozone pollution and foliar injury of the sensitive woody plants in Beijing exurban region
WAN Wuxing, XIA Yajun, ZHANG Hongxing, et al (1098)
…………………………………
………………………………………………………………………
Diversity and plant growth鄄promoting potential of culturable endophytic bacteria isolated from the leaves of Atractylodes lancea
ZHOU Jiayu, JIA Yong, WANG Hongwei, et al (1106)
………
……………………………………………………………………………
Effects of the low temperature treatment on egg maturation and its numerical dynamics in the parasitoid Pteromalus puparum
(Hymenoptera: Pteromalidae) XIA Shiyang,MENG Ling,LI Baoping (1118)……………………………………………………
Circadian rhythm of calling behavior and sexual pheromone production and release of the female Zeuzera leuconotum Butler
(Lepidoptera: Cossidae) LIU Jinlong, JING Xiaoyuan, YANG Meihong, et al (1126)…………………………………………
Influence of fluoride on activity of carboxylesterase and esterase in hemolymph of Bombyx mori
MI Zhi, RUAN Chenglong, LI Jiaorong, et al (1134)
………………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of water temperature on the embryonic development, survival and development period of larvae of ridgetail white prawn
(Exopalaemon carinicauda) reared in the laboratory LIANG Junping, LI Jian, LI Jitao,et al (1142)……………………………
Population, Community and Ecosystem
Diversity of ecosystem services and landscape multi鄄functionality: from scientific concepts to integrative assessment
L譈 Yihe, MA Zhimin, FU Bojie, et al (1153)
…………………
……………………………………………………………………………………
Research on estimating wetland vegetation abundance based on spectral mixture analysis with different endmember model: a case
study in Wild Duck Lake wetland, Beijing CUI Tianxiang, GONG Zhaoning, ZHAO Wenji,et al (1160)………………………
Identifying typical plant ecological types based on spectral characteristic variables: a case study in Wild Duck Lake wetland,
Beijing LIN Chuan, GONG Zhaoning, ZHAO Wenji,et al (1172)…………………………………………………………………
Responses of phytoplankton community to the construction of small hydropower stations in Hainan Province
LIN Zhangwen,LIN Sheng,GU Jiguang,et al (1186)
…………………………
………………………………………………………………………………
Diurnal variation of water quality around Potamogeton crispus population WANG Jinqi,ZHENG Youfei,WANG Guoxiang (1195)……
Effects of three forest restoration approaches on plant diversity in red soil region, southern China
WANG Yun, OUYANG Zhiyun, ZHENG Hua, et al (1204)
……………………………………
………………………………………………………………………
Dynamics of soil physical鄄chemical properties and organic carbon content along a restoration chronosequence in Pinus tabulaeformis
plantations HU Huifeng, LIU Guohua (1212)………………………………………………………………………………………
Probability models of forest fire risk based on ecology factors in different vegetation regions over China
LI Xiaowei, ZHAO Gang, YU Xiubo,et al (1219)
………………………………
…………………………………………………………………………………
Landscape, Regional and Global Ecology
Landscape ecological security dynamics in a fast growing urban district: the case of Dongguan City
YANG Qingsheng, QIAO Jigang, AI Bin (1230)
…………………………………
……………………………………………………………………………………
The difference between exergy and biodiversity in ecosystem health assessment: a case study of Jiangsu coastal zone
TANG Dehao, ZOU Xinqing, LIU Xingjian (1240)
…………………
…………………………………………………………………………………
Impacts of drying鄄wetting cycles on CO2 and N2O emissions from soils in different ecosystems
OUYANG Yang, LI Xuyong (1251)
…………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Evaluation of low鄄carbon competitiveness in Western China JIN Xiaoqin, DU Shouhu (1260)…………………………………………
Flood return period analysis of the Bayi Reservoir Watershed based on HEC鄄HMS Model
ZHENG Peng, LIN Yun, PAN Wenbin,et al (1268)
………………………………………………
………………………………………………………………………………
Simulation of rainfall interception process of primary korean pine forest in Xiaoxing忆an Mountains by using the modified Gash
model CHAI Rushan, CAI Tijiu, MAN Xiuling, et al (1276)……………………………………………………………………
Characteristics of tree鄄ring chronology of Pinus koraiensis and its relationship with climate factors on the northern slope of
Changbai Mountain CHEN Lie, GAO Lushuang, ZHANG Yun, et al (1285)……………………………………………………
Resource and Industrial Ecology
Nitrogen flows in“crop 鄄edible mushroom冶production systems in Hexi Corridor Oasis Irrigation Area
LI Ruiqin,YU Anfen, ZHAO Youbiao,et al (1292)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
Effects of fertilization on soil fertility indices and yield of dry鄄land peanut
WANG Caibin, ZHENG Yaping, LIANG Xiaoyan, et al (1300)
………………………………………………………………
……………………………………………………………………
Effect of tillage and residue management on dynamic of soil microbial biomass carbon
PANG Xu,HE Wenqing,YAN Changrong,et al (1308)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………
Evaluation of eco鄄security of cultivated land requisition鄄compensation balance based on improved set pair analysis
SHI Kaifang,DIAO Chengtai,SUN Xiufeng, et al (1317)
……………………
…………………………………………………………………………
Opinions
Methodology for measuring forestry ecological security based on ecology鄄industry symbiosis: a research framework
ZHANG Zhiguang (1326)
……………………
……………………………………………………………………………………………………………
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是由中国科学技术协会主管,中国生态学学会、中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊,创刊于 1981 年,报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果。 坚持“百花齐放,百家
争鸣冶的方针,依靠和团结广大生态学科研工作者,探索自然奥秘,为生态学基础理论研究搭建交流平台,促
进生态学研究深入发展,为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务、为国民经济建设和发展服务。
《生态学报》主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果。 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方法、新技术介绍;新书评价和
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第 33 卷摇 第 4 期摇 (2013 年 2 月)
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Vol郾 33摇 No郾 4 (February, 2013)
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