长江中下游地区是我国稻麦主产区,辨析该区农业生产过程的环境效应,可为实现农业绿色发展提供理论指导。以稻麦轮作典型生产区江苏南京为例,应用生命周期评价方法对该系统生命周期的资源消耗和污染物排放清单进行分析和评价。结果表明:在该稻-麦轮作体系中,水稻生命周期的环境影响主要是富营养化、水体毒性、环境酸化和土壤毒性,环境影响指数分别为2.32、0.76、0.33和0.27;而小麦生命周期的环境影响主要为富营养化、水体毒性、土壤毒性和环境酸化,环境影响指数分别为2.50、2.09、0.32和0.23。肥料、农药、柴油的生产和使用是引起能源消耗和气候变暖的主要因素;农户超量施用氮肥是造成潜在环境酸化和富营养化的关键;农药的使用是造成水体毒素和土壤毒素的最主要原因;而氮肥和农药投入对人类毒性均有较大影响。因此,在工业领域加快新型能源开发,实施清洁生产;在农业领域优化田间管理措施(如减少氮肥施用、研发多功能一体化农机及推广低毒高效农药)能有效控制长江中下游地区稻麦生产负面环境影响,提高该区农业可持续发展能力。

本试验采用连续两个轮作周期的稻麦轮作定位试验,研究了氮肥减施对作物氮素吸收、利用和土壤氮素平衡的影响。结果表明,在传统推荐施肥(小麦N 195 kg/hm2,水稻210 kg/hm2,均按底肥40%、分蘖肥30%、拔节肥30%分3次施用)的基础上,氮量减施20%,并配合综合调控技术措施,产量并没有降低,而且氮肥表观利用率、农学利用率、氮肥偏生产力和贡献率均得到提高。氮素在作物体内累积随着施量的提高而提高,土壤无机氮残留量和氮素表观损失也有相同的规律。生产相同数量的籽粒产量的需氮量小麦高于水稻,而氮素表观损失,则水稻高于小麦。

[目的]稻麦轮作是我国长江下游粮食主产区一种主要的种植制度,系统分析稻麦轮作系统碳足迹构成对于实现该地区低碳农业具有重要的意义。[方法]文章基于农户调研数据,运用农业碳足迹理论及生命周期法定量研究长江下游地区稻麦轮作系统碳足迹大小及组成,并进一步分析碳足迹影响因素。[结果](1)长江下游地区稻麦轮作系统单位产量、单位生物量、单位产值碳足迹分别为0.50kgCO_2-eq/kg、0.22kgCO_2-eq/kg和0.22kgCO_2-eq/CNY。CH_4和N_2O排放、柴油、肥料为长江下游地区稻麦轮作系统碳排放主要来源,分别占稻麦生产碳足迹的65%、53%、11%～22%和15%～20%。(2)在调研的稻麦田中发现农资投入中氮肥的施用量和柴油消耗量都与碳足迹呈现显著正相关关系,而种植规模与碳足迹呈现显著负相关关系,与小规模稻麦种植相比,大规模稻麦种植单位产量碳足迹分别降低了7.4%和20.9%。(3)作物生产的碳足迹可能受到农场规模、气候条件以及作物管理实践的影响。[结论]发展稻麦轮作系统节肥、节水及免耕技术,构建规模化的低碳种植模式必将成为未来中国长江下游地区稻麦轮作模式应对气候变化发展低碳农业的重要举措。

【目的】明确长江中下游稻区不同水旱轮作模式与氮肥水平对稻田CH_4排放的影响。【方法】以2003年至今的4种水(水稻)旱轮作长期定位试验为基础(分别为水稻-休闲(RF),水稻-紫云英(RC-G),水稻-小麦(RW)和水稻-稻草覆盖种植马铃薯(RP)),并设置3个氮肥水平,分别为N_0(0)、N_1(142.5 kg N·hm~(-2))和N_2(202.5 kg N·hm~(-2))。于2016—2017利用静态箱-气象色谱法,在田间采集并测定水稻生长季CH_4排放。【结果】(1)轮作模式与氮肥互作对稻田CH_4排放的影响主要集中在移栽后7—30 d内,其CH_4累积排放量约为整个生育期的51.9%—72.3%。(2)轮作模式与氮肥水平对稻田CH_4排放存在显著的互作效应;N_0水平下,冬季作物栽培(包括RP、RW和RC-G)显著提高稻季CH_4累积排放量,与RF相比分别增加74.1%—145.1%、68.5%—109.9%和56.4%—108.6%。(3)增施氮肥(N_1和N_2)后,CH_4排放对轮作模式的响应出现分化。其中,RF、RP和RW模式下稻季CH_4排放量随氮肥施用量的增加而逐渐增加;N_2水平下,RP、RW和RF的CH_4累积排放量分别为51.2—55.8、45.3-51.5和25.0—30.5 g·m~(-2),分别比N_0水平提高23.0%—38.4%、26.7%—33.7%和35.3%—43.5%;而与N_1相比,则提高9.9%—19.7%、20.8%—23.1%和17.4%—18.8%。而RC-G模式下则表现为增施氮肥一定程度上降低了稻季CH_4排放;与N_0相比,N_1和N_2下稻季CH_4累积排放量分别降低20.7%—42.4%和10.6%—16.6%。(4)进一步解析与土壤CH_4排放相关微生物菌群产甲烷菌(mcrA)和甲烷氧化菌(pmoA)丰度变化,发现N_0水平下秸秆及绿肥全量还田能够显著增加产甲烷菌和甲烷氧化菌丰度;相关微生物对氮肥的响应机制因轮作模式而有所差异,增施氮肥促进产甲烷菌的增殖,却抑制了甲烷氧化菌的生长,但其变化幅度因轮作处理而有所不同。随着氮肥增施,RP、RW和RF的mcrA丰度增加191.4%、160.6%和143.3%,而RC-G则仅有62.6%。(5)另外,随着氮肥施用量的增加,RF、RP和RW模式下mcrA/pmoA比值增加,其增加比例分别为71.4%—141.1%、197.1%—258.2%和84.6%—165.5%,而RC-G则相反,下降26.8%—42.3%。其变化规律与CH_4排放基本一致。【结论】稻田系统中秸秆还田C/N的相对含量可能是干扰氮肥水平对稻田CH_4排放作用的关键,当系统中碳冗余时,相关微生物活性受到土壤中有效氮制约,投入无机氮可以减轻氮的限制作用从而显著提高CH_4排放;而碳不足时,继续投入无机氮,相关微生物繁殖由于受到土壤中有限碳源的限制其活性也会受到抑制,CH_4排放相对减少。

为探索南方紫花苜蓿(Medicago sativa)种植新途径，建立长江中下游地区紫花苜蓿和玉米(Zea mays)周年轮作栽培模式，本研究开展了紫花苜蓿冬闲田栽培技术和轮作玉米栽培技术研究。紫花苜蓿栽培试验设置了对照(不施肥)和施肥(NPK复合肥)处理；轮作玉米试验设置了原位添加苜蓿绿肥(紫花苜蓿种植地)、异地添加苜蓿绿肥(未种植紫花苜蓿地)和不添加苜蓿绿肥(对照) 3个处理，添加量为3 000 kg·hm~(-2)苜蓿干草。结果表明：秋播紫花苜蓿可分别于次年4月初和5月中旬刈割两茬。其中，施肥显著提高了苜蓿产量和叶蛋白质含量(P <0.05)。本研究结果表明，紫花苜蓿与饲用玉米周年轮作是长江中下游地区一种高效、可持续的轮作栽培模式，既可获得紫花苜蓿和玉米双丰收，又可有效改善农田土壤质量。

将干旱作为定性事件,以长江中下游地区为研究对象,基于生态系统过程模型的动态模拟,根据IPCC有关脆弱性的概念,以生态系统功能特征量偏离多年平均状况的程度及其变化趋势分别定义生态系统对降水变化的敏感性和适应性,在生态系统的尺度上评估其对干旱的脆弱性。结果表明,长江中下游区域生态系统对降水脆弱性的空间分布有较为明显的区域差异。轻度脆弱及以下的生态系统占区域总面积的65%,主要分布在区域的中南部。重度脆弱和高度脆弱区域约占20%,主要分布在长江中下游的西北部。区域内生态系统对降水变率的平均脆弱度为轻度脆弱。干旱会显著增加研究区生态系统的脆弱性,具体表现为干旱导致原本不脆弱的生态系统脆弱度增加,而对脆...

长江流域禁捕补偿政策的实施使数十万捕捞渔民失去原有生计手段，有效识别渔户受到禁捕政策的外部冲击时生计能力的变化是帮助退捕渔户改善生计的前提。以安徽、江苏、湖北三省份退捕渔户为研究对象，构建适用于退捕渔户生计资本评价指标体系，从生计资本的总量、结构和流动性3个方面分析长江禁捕补偿政策对渔户生计的影响。结果表明：(1)退捕渔户生计资本总指数显著提升，人力资本、物质资本、金融资本和社会资本指数均得到显著增长。(2)退捕渔户生计资本耦合协调度指数得到显著增长，生计资本结构总体由失调向协调转变。(3)退捕渔户生计资本表现出较高流动性，渔户群体贫富差距缩小。(4)不同地区间政策对生计资本产生的影响存在异质性。安徽省渔户各项生计资本指数及生计资本耦合协调度指数均得到显著提升，生计资本的流动性最高；江苏、湖北省渔户心理资本指数显著下降，退捕前后金融资本指数、生计资本总指数及生计资本耦合协调度指数无显著性差异。根据研究结果，禁捕补偿政策的实施对退捕渔户生计的可持续产生了积极影响，但渔户生计发展停滞，退捕地区的社会和谐稳定及渔户生计资本阶层的重新固化仍是十年禁渔需要持续关注的问题。

[目的]脆弱性是贫困的深层次原因，也是贫困的重要表现，识别和降低农户的脆弱性是解决相对贫困、长效性脱贫问题的关键。[方法]基于湖北、湖南、安徽3省974份农户调研数据，运用内生转换模型，分析了农户采纳稻虾工作技术对其脆弱性的影响。[结果]（1）农户采纳稻虾共作技术能切实降低其脆弱性，采纳该技术的农户较未采纳时脆弱性降低280.659%，未采纳该技术的农户若采纳该技术脆弱性将降低44.255%。（2）非农就业水平在农户技术采纳和脆弱性之间起到正向的调节作用。（3）农户的个体特征、家庭特征、社会服务的便利性及村庄特征均会显著影响农户的稻虾共作技术采纳决策和脆弱性。[结论]农户采纳稻虾共作技术能有效降低其脆弱性，但随着农户非农就业水平的提高，稻虾户反而更脆弱，因此要完善农技推广机制，健全非农就业保障和帮扶机制，进而发挥稻虾共作技术长效脱贫功效。

耕地系统健康与“三位一体”的耕地保护目标密切相关，对于保障社会经济的可持续发展具有重要意义。以粮食主产区长江中下游地区为例，基于系统论和生态系统健康理论构建了耕地系统健康评估模型，综合运用Sen-MK趋势分析、景观格局指数、多尺度地理加权回归、GIS空间分析等方法量化了2000—2020年长江中下游地区耕地系统健康的时空演变，并揭示了自然和社会经济等多要素对耕地系统健康的影响。研究结果表明：（1）从时间维度看，2000—2020年间长江中下游地区的耕地系统健康总体上呈现轻微下降趋势，这与耕地系统的组织结构稳定性和韧性变差有关；从空间维度看，安徽北部、江苏北部和东部沿海区域的耕地系统健康状况持续向好，长江三角洲、湖南和江西南部耕地呈现出由差转好的态势，但江汉平原呈现出明显的恶化趋势。（2）自然环境变化和人类活动对耕地系统健康的影响具有显著的空间异质性。其中，地表温度、日照时数、相对湿度、降水变化对整个区域的耕地系统健康变化起负向作用，年均GDP变化和耕地空间密度变化对耕地系统健康表现出正向影响。本文所构建的耕地系统健康评估模型可为构建“三位一体”耕地保护绩效评估提供参考，对于完善耕地系统评估的理论研究和推动区域耕地健康管理具有重要意义。

对长江中下游洪湖、巢湖和太湖沉积物采用210Pb和137Cs相结合的方法测定沉积速率。洪湖钻孔中210Pbex随深度的增加没有呈现指数衰减分布,因此获得的平均沉积速率并不可靠;而根据137Cs蓄积峰计算得出洪湖钻孔在1963~1986年沉积速率最大,这可能是因为当时大规模开垦导致湖区周围水土流失,大量的侵蚀物质被带入湖中,从而导致沉积速率上升。对巢湖钻孔用210Pb法和137Cs得到的沉积速率具有可比性,研究发现20世纪70年代以来随着深度的减少,巢湖钻孔中沉积通量在增加,说明巢湖流域内水土流失逐步加重,可能与土地开发、植被破坏等人为活动有关。对太湖钻孔利用137Cs1963年对应的蓄积峰进行...

本文通过对水稻种植模式和机械移栽方式的对比分析，置水稻种植机械化于农业生产全盘中考虑，提出要研究开发兼取抛秧和插秧优点的翻秧技术，并预计其技术能使水稻种植机械化走出一条新路。

2018年,结合大田和盆栽试验比较了9个供试杂交中稻品种的平均生育期、平均产量、平均光能生产效率、平均积温生产效率、温室气体(CH_4、N_2O)累积排放、开花期耐热性和再生力,并采用隶属函数法综合评价了供试品种对于长江中下游气候变暖和作再生稻种植的适应性。结果表明:供试品种综合农艺性状表现不同程度的差异;根据平均隶属函数值的大小,从9个杂交水稻品种中筛选出综合性状较优的品种C两优华占、两优6326、荃优华占和隆两优3188;其中,隆两优3188的产量较高,耐热性强,生育期为140d,作再生稻种植时要适时早播;两优6326、C两优华占和荃优华占适宜在长江中下游地区作再生稻种植;筛选出的4个杂交中稻作再生稻大面积种植可以减缓水稻生产对在长江中下游稻区气候变暖的不利影响。

结合我国水稻生产实际,构建了水稻产量差定量化研究模型,并对长江中下游地区水稻产量差进行了定量化研究。结果表明:长江中下游地区早稻、中稻、晚稻的潜在产量、高产试验产量、品种区试产量和大田平均产量之间存在显著的产量差,其中大田平均产量与品种区试产量间的产量差(GV)分别为2 024、1 455和1 835kg/hm2;与高产试验产量间的产量差(GE)分别为3 864、5 196和4 601kg/hm2;与潜在产量间的产量差(GM)为9 990、15 135和13 246kg/hm2,区内水稻产量提升空间较大。早稻、中稻、晚稻不同层次产量差在各省份间的分布差异很大;同一省内,同一层次产量差在不同季节...

[目的]分析长江中下游地区水稻生产波动特征和规律,有利于采取有效措施降低水稻生产周期波动的强度,消除波动带来的不利影响,对于稳定发展水稻生产、保障国家粮食安全具有重要意义。[方法]采用HP滤波分析法,对1949—2016年长江中下游地区水稻生产的长期波动和短期波动进行了测定和分析。[结果]将长江中下游地区水稻产量的短期波动分为6个波动阶段,系统剖析制度变革、要素投入、科技进步、市场走势以及气候变化等因素对水稻面积、单产以及总产波动的影响。[结论]水稻生产波动与政策导向密切相关,长江中下游水稻生产面临下行压力;水稻产量波动的波幅较大且波峰绝对值小于波谷绝对值,水稻持续稳定增产难度较大;现阶段面积与水稻生产波动的趋势契合度更高,科技创新亟需突破瓶颈;水稻生产集中度进一步提高,区域性气象灾害带来的风险将越来越大。

长江中下游地区水稻低温冷害防御专家系统,包含预测、诊断及咨询3部分.该系统采用了一些新设想及方法:如建立一个以大中型机为宿主机的后援子系统,利用不同手段处理静态(即符号推理类)知识及动态(科学计算类)知识的方法,以及成功地运用人工智能语言及科学计算语言接口技术构造知识处理系统的方法和技术.