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基于农业水文耦合模型的区域控排技术对水文循环与作物涝旱胁迫的调控机制及优化策略研究
在全球气候变化和人类活动加剧的背景下,干旱和涝渍灾害频发,导致全球作物减产分别达11%和20%,仅中国年损失就超过3500万吨。雨养农业占全球耕地80%且提供60%粮食,在东南亚、美国中西部和中国东北等地区极易受降雨变率影响。控排(Controlled Drainage, CD)作为通过调节沟渠水位(Ditch Water Level, DWL)来缓解涝旱的双重调控措施,其效果受土壤、地形和气候条件制约,且区域尺度水文与作物生长的耦合效应及定量化管理策略尚未明确。针对这一研究空白,武汉大学水资源工程与管理国家重点实验室团队在《Agricultural Water Management》发表研究
来源:Agricultural Water Management
时间:2025-10-15
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平均体积含水率对埋入点源湿润球扩张的影响研究——基于Philip模型的校准与验证
在全球气候变化和水资源日益紧缺的背景下,灌溉农业的高效用水管理显得尤为重要。地下滴灌(SDI)作为一种节水灌溉技术,通过将滴头埋设于地下,能够有效减少地表蒸发和杂草生长,提高水分利用效率。然而,准确预测湿润球在土壤中的形状和扩张动态一直是SDI系统设计与管理的难点。这主要源于土壤水力特性与滴头特性之间复杂的相互作用,特别是平均体积含水率(θavg)这一关键参数的选择缺乏明确指导,导致现有模型预测存在较大不确定性。为了深入探究θavg对湿润球扩张的影响,来自意大利巴勒莫大学农业、食品和森林科学系的Giorgio Baiamonte、Loris Franco和Girolamo Vaccaro等研究
来源:Agricultural Water Management
时间:2025-10-15
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多指标协同解析长江中下游地区水旱灾害时空格局及其对农业风险的影响
随着全球气候变化加剧,干旱与洪涝灾害频发对农业生产构成严重威胁。长江中下游地区作为中国重要的农业生产基地,既是主要棉花产区又是油菜籽主产区(占全国产量50%),但该区域水文灾害时空格局复杂,不同水文气象指标的表征性能存在显著差异,导致灾害评估结果不一致,直接影响农业防灾减灾策略的制定。为解决多指标评估标准不统一的问题,湖南农业大学水利与土木工程学院的研究团队在《Agricultural Water Management》发表研究,系统比较了五种常用水文气象指标(SPI、SPEI、SAPEI、CZI和PA)在1961-2020年间长江中下游地区140个气象站的数据表征性能。研究通过计算各指标的干
来源:Agricultural Water Management
时间:2025-10-15
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基于叶绿素荧光的华北平原冬小麦物候量化研究及其对气候变化的响应
在保障粮食安全的重大需求背景下,准确掌握作物生长节律对农业水资源管理和产量预测至关重要。华北平原作为中国最重要的冬小麦生产基地,贡献着全国约50%的产量,但该地区同时面临着严重的水资源短缺问题。随着全球气候变暖加剧,近二十年来地表温度已上升1.1°C,这对冬小麦物候产生了显著影响,进而影响作物产量和灌溉需求。目前冬小麦物候监测主要依赖遥感技术,但常用的植被指数如归一化植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)等存在局限性。这些基于绿色度的指标对早期生理变化不敏感,且容易产生空间不一致性。虽然叶面积指数(LAI)能提供结构信息,总初级生产力(GPP)反映碳同化过程,但它们都无法完全捕捉快速的
来源:Agricultural Water Management
时间:2025-10-15
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基于气象-农业干旱传播机制与Vine Copula的复合干旱框架下农业干旱概率评估
干旱是最具破坏性的自然灾害之一,显著降低农业产量并破坏生态系统服务。自1950年代以来,气候变化和人类活动加剧了全球水循环,导致干旱更加频繁和严重。21世纪以来,全球干旱灾害的频率、强度和空间分布均显著增加,例如2016年黄河流域极端骤旱、2015年北欧多次极端干旱以及2018年德国破纪录的干旱热浪等。这些干旱事件呈现出复合特性,即两种或更多干旱类型同时发生,具有持续时间长、范围广和强度高的特点。干旱通常分为四类:气象干旱(MD)、农业干旱(AD)、水文干旱(HD)和社会经济干旱。由降水异常触发的MD通过水文循环传播,可能导致AD和HD。当MD触发AD时,它可能持续存在并与AD共存形成复合干旱
来源:Agricultural Water Management
时间:2025-10-15
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土地利用变化对土壤全碳库影响的全球整合分析:有机与无机碳的权衡机制
Highlight土地利用变化对土壤全碳库的影响:一项整合分析Effects of six land-use changes on soil total carbon 0.05),其对数响应比(lnRR)分别为-0.02和-0.03。尽管全碳保持稳定,但GC导致有机碳(SOC)显著下降(p < 0.001)而无机碳(SIC)明显上升;FC也呈现类似的有机碳与无机碳反向变化趋势。Discussion本研究通过整合土壤有机碳与无机碳,揭示了土地利用变化对全碳库的影响:六种主要土地利用类型下,全碳得以维持或增加,源于有机碳与无机碳的互补或协同作用。降水、温度、时间跨度及土壤深度等因素对不同土地利用变
来源:Agriculture, Ecosystems & Environment
时间:2025-10-15
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热带牧场土地利用变化与农业管理对土壤碳储量的影响机制研究
碳储量在0-40厘米深度范围内,粗放牧场(EP)的平均土壤有机碳储量(SOCS)显著高于自然植被(NV)(p < 0.05),但5-10厘米层例外(表4)。该层及40-60厘米、60-80厘米层中,不同区域间SOCS无显著差异(p 0.05)(表4)。仅在80-100厘米层,NV的SOCS高于EP(p < 0.05)(表4)。EP表层平均累积SOCS达50.96兆克/公顷,显著高于NV的41.08兆克/公顷(p < 0.05)(图3)。土地利用从原生植被向牧场转换对土壤碳储量的影响NV转为EP29年后,0-30厘米层SOCS在EP中显著更高(5-10厘米层除外)。这种碳储量提升可能源于热带牧场
来源:Agriculture, Ecosystems & Environment
时间:2025-10-15
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作物轮作阶段对土壤生物群落的影响大于轮作多样性
在追求全球粮食安全和生态系统可持续发展的背景下,农业生态系统的生物多样性保护与功能强化已成为21世纪的重要课题。众所周知,农业集约化会导致相关生物多样性的下降,而生态集约化和农业系统生物多样化则被提议为增加生态系统服务供给、提高粮食生产系统韧性的有效途径。土壤作为地球59%物种的栖息地,其生物群落对人类农业活动等干扰的响应机制却仍未被充分认知。特别是地上植物多样性与地下土壤生物多样性之间的关系并不总是一致,这为农业管理策略的优化带来了挑战。在这种背景下,厘清作物轮作这一常见的农业多样化措施如何影响地下土壤食物网,显得尤为重要。以往研究多表明,作物轮作相比连续单作能增加土壤总碳含量、微生物生物量
来源:Agriculture, Ecosystems & Environment
时间:2025-10-15
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多年生花带增加传粉者和天敌丰度但对邻近作物害虫控制效果有限
在现代农业集约化生产的背景下,农田生物多样性正面临严重威胁,这不仅影响了自然生态平衡,更直接削弱了农业生产所依赖的关键生态系统服务,如作物传粉和害虫天然控制。随着欧盟等地区推行农业环境计划,花带作为一种重要的生境恢复措施被广泛采用,旨在为有益节肢动物提供花卉资源和栖息地。然而,这些措施的实际效果究竟如何?它们是否能同时促进多种生态系统服务?会不会在帮助益虫的同时也"资助"了害虫?这些问题成为农业生态学研究的热点,也是影响农民采纳意愿的关键。为了回答这些问题,由瑞典农业科学大学Neus Rodríguez-Gasol领衔的研究团队在《Agriculture, Ecosystems and Env
来源:Agriculture, Ecosystems & Environment
时间:2025-10-15
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土壤水分与植物功能性状协同调控树木液流密度的格局与机制
Section snippetsSap flow density我们通过谷歌学术和中国知网(CNKI)检索关键词“sap flux density”、“sap flow density”、“transpiration”和“China”,构建了液流密度(SFD)数据库。然而,液流测量存在多种误差来源,包括方法学差异(例如热消散法、热平衡法、热脉冲法)和探针安装参数等。Variation of the daytime mean sap flow density across species白天平均液流密度(SFD)表现出显著的种间变异,范围从13.46 g cm−2 day−1(杉木)到惊人的19
来源:Agricultural and Forest Meteorology
时间:2025-10-15
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温带缺水区植被生长的生物地球物理增温效应:多时间尺度能量平衡机制解析
Highlight本研究深入探讨了不同土地利用类型(特别是农田、森林和草地)各要素的空间分布和时间演变,以及它们在昼夜和季节尺度上的变化。采用缓冲区分析和FEM(固定效应模型)量化了SM(土壤湿度)、LAI(叶面积指数)、ET(蒸散发)和Albedo(反照率)对LST(地表温度)的影响。研究结果表明,在温带缺水区,植被恢复导致了白天降温和夜间增温的趋势。白天LST(地表温度)的降低主要归因于ET(蒸散发)的增强,而夜间LST(地表温度)的升高则主要由Albedo(反照率)的变化所驱动。在生长季,SM(土壤湿度)是关键的冷却驱动因子,而在非生长季,LST(地表温度)的增温则受到Albedo(反照
来源:Agricultural and Forest Meteorology
时间:2025-10-15
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空间异质性与植被演替对废弃泥炭开采区碳平衡的影响机制研究
在应对气候变化的全球行动中,泥炭地作为最重要的陆地碳库之一,其碳储存功能备受关注。这些仅占全球陆地面积3%的生态系统,却储存着约30%的土壤碳,堪称地球的"碳保险库"。然而,人类活动特别是泥炭开采,已经使大量天然泥炭地退化为温室气体的排放源。爱沙尼亚作为北欧泥炭资源丰富的国家,拥有大量废弃泥炭开采区,这些区域在停止开采后的碳循环动态成为科学家们关注的焦点。Lavassaare地区就是这样一个典型代表,经过数十年开采后弃置十年,其生态系统正处于关键的恢复阶段。理解这类区域的温室气体通量变化规律,对于制定科学的生态恢复策略至关重要。为了深入探究废弃泥炭开采区的碳循环机制,由塔尔图大学Kadir Y
来源:Agricultural and Forest Meteorology
时间:2025-10-15
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基于逆向数据包络分析的畜牧业与牧场保护平衡策略研究
Section snippetsA new inverse DEA model虽然传统DEA模型(包括松弛度量SBM和方向距离函数DDF)被广泛用于评估决策单元(DMUs)的相对效率,但它们主要作为诊断工具。这些模型通过径向或非径向调整假设来评估当前效率状态并识别改进潜力,但无法直接处理输入或约束被外部修改的前瞻性规划或场景模拟。Application and data马赞达兰省牧场面积达584,712公顷,承载超过150万头轻型牲畜(主要为绵羊和山羊),贡献全省约25%的牲畜产量。尽管该省牧场潜力巨大,但仅约6%处于优良状态,超过66%的牧场存在退化现象。Result and discuss
来源:Agricultural Systems
时间:2025-10-15
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中国生猪生产的政策响应与空间调整:对氮损失及社会经济成本的影响
猪养殖业在中国农业体系中占据重要地位,同时其对环境和人类健康的影响也日益受到关注。特别是在氮素流失方面,氨气(NH₃)排放是主要的环境问题之一,不仅影响空气质量,还对土壤酸化、水体富营养化、生物多样性减少以及气候变化产生深远影响。近年来,随着国家对猪养殖业环境影响的重视,一系列政策被出台以调控其空间分布,从而减轻环境负担。然而,这些政策在不同省份的执行力度和效果存在显著差异,这使得理解区域政策响应如何影响氮排放及其相关的社会经济成本成为一项关键任务。本研究聚焦于中国三个典型省份——广东、浙江和河北,分析它们在应对国家猪养殖政策时采取的不同策略及其对氮排放和相关社会经济成本的影响。广东作为主要的
来源:Agricultural Systems
时间:2025-10-15
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中国农业创新生态系统的时空分异与关联网络演化研究
研究亮点农业创新生态系统的整体特征如图3所示,中国农业创新生态系统平均水平呈现总体上升趋势。观测期可分为两个明显阶段:第一阶段为2012年至2015年的稳步增长期。2015年,财政部与农业部联合发布《关于调整完善三农补贴政策的指导意见》,在该文件指引下,"三农补贴"改革显著激发了各类创新主体的活力。第二阶段为2016年后的波动上升期,得益于《"十三五"国家科技创新规划》等政策的持续推动,系统整体水平稳步提升。空间关联网络形态农业创新生态系统的空间关联网络是指与各省份农业创新生态系统发展水平相关的省际联系体系。本文运用ArcGIS 10.8生成空间网络结构图(图8)。分析显示,省份间存在明显的多
来源:Agricultural Systems
时间:2025-10-15
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巴西南里奥格兰德州食品零售环境的社会不平等性研究:2010-2022年社区食物可获得性的时空演变分析
在全球化与营养转型的浪潮中,社区食物环境正经历深刻变革。当超市货架被琳琅满目的工业化食品占据,当街头巷尾的传统杂货店逐渐消失,我们是否曾思考:不同社会群体获取健康食物的机会是否平等?巴西作为新兴经济体代表,其食品系统变革尤为剧烈,但相关研究多集中于北美发达国家,拉丁美洲的实证证据严重匮乏。南里奥格兰德州作为巴西发展水平第五的州(HDI 0.771),却存在显著区域发展差异,为观察食物环境与社会不平等的关系提供了天然实验室。这项发表于《Public Health Nutrition》的生态学研究,首次对巴西整个州级行政区开展长达12年的食物环境监测。研究团队创新性地采用Locais-Nova分类
来源:Public Health Nutrition
时间:2025-10-15
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草甘膦与磷配体在Al2O3界面吸附机制与可逆性的实验证据与计算模型研究
随着草甘膦(Glyphosate, Gly)成为全球用量最大的除草剂,其环境归趋与生态风险日益引发关注。尽管草甘膦在土壤和水体中半衰期较短,但其主要降解产物氨甲基膦酸(AMPA)却表现出更强的环境持久性。这两种氨基膦酸类化合物(APs)与环境基质中矿物表面的强烈相互作用,主导着它们的迁移性和最终归宿。尤其在干旱条件下,APs易在土壤中积累,并通过地表径流或垂直迁移进入地下水与地表水系统。值得注意的是,草甘膦和AMPA会与天然存在的磷物种——主要是磷酸盐(PO4)和亚磷酸(HPO3)——竞争吸附位点。这些竞争性磷源来自农业施肥、家庭洗涤剂、废水排放和雨水径流等多重途径。然而,与广泛研究的铁(氢)
来源:Water Research
时间:2025-10-15
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SS/MS/C/CaO2复合材料协同去除氨氮与抗生素的机理研究及生态应用
Section snippetsChemicals and standards本研究使用的CaO2和活性碳购自商业渠道,而钢渣(SS)和锰渣(MS)分别来源于富含铁和锰的工业废渣。所有试剂均为分析纯。NH4+-N和抗生素(包括磺胺甲恶唑SMX、恩诺沙星ENR、氧氟沙星OFX和氟苯尼考FLO)标准品的纯度均高于98%。实验用超纯水由Cascada™ IX系统提供,HPLC分析所用溶剂均为色谱纯。Optimization of the Component Ratios in the SS/MS/C/CaO₂ Composite为提升NH4+-N与抗生素的同步去除效率,对SS/MS/C/CaO2复合
来源:Water Research
时间:2025-10-15
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突破实际废水中Cr(VI)与抗生素的氧化还原困境:界面电荷调控机制及其规模化应用
†Highlight†材料与表征关于材料、表征和光电化学测试的详细信息列于文本S1-10中。催化剂制备将均苯四甲酸二酐(2.18克)和三聚氰胺(0.84克)在研钵中手动研磨混合。随后将混合物在325°C下煅烧4小时。得到的固体用甲醇清洗并在60°C真空干燥获得聚酰亚胺(PI)。对于PM的制备,将PI和MIL-100(Fe)粉末以1:1、1:2、1:5、1:10和1:20的不同摩尔比混合。混合物经过球磨处理以形成紧密耦合的界面。催化剂的形貌与结构表征催化剂材料的合成过程如图1a和图S1所示。如图1b所示,纯MIL-100(Fe)呈现出定义清晰的八面体或多面体结构,表面光滑,粒径在0.6-1微米范
来源:Water Research
时间:2025-10-15
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重金属诱导天然有机物特性转化及其与膜表面相互作用的积极效应研究
研究亮点通过分子模拟和光谱分析揭示重金属(HMs)与天然有机物(NOM)的络合模式及其对膜过滤性能的调控机制。发现HMs通过改变NOM的偶极矩和电子传递能力,显著影响其亲水性及界面行为,为膜法水处理技术提供新视角。化学品与水样选择腐殖酸(HA)、牛血清白蛋白(BSA)和海藻酸钠(SA)作为天然水体中典型污染物的模型化合物。使用Pb(NO3)2、Cr(NO3)3·9H2O和Cd(NO3)2·4H2O制备含Pb2+、Cr3+和Cd2+的测试溶液,以CaCl2和MgCl2作为背景电解质对照。重金属存在时的通量变化与污染物去除0.8),而SA-HMs体系改善幅度最小。结论本研究证实重金属(HMs)通过
来源:Water Research
时间:2025-10-15