华北平原农业生产方式的效应研究——以山东省宁津县为例
文献类型：学位论文
| 作者 | 王爽 |
| 答辩日期 | 2023-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 甄霖 |
| 关键词 | 农业生产方式 小麦 玉米 效应评价 华北平原 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然资源学 |
| 英文摘要 | 随着保障粮食供给与资源环境承载力的矛盾日益尖锐，集约化农作区发展观念已由过度依赖资源消耗、主要满足量的需求，向追求绿色生态可持续、更加注重满足质的需求转变，因此，协调农业生产与环境保护是日后农业发展的重要导向，探究农业生产方式的效应从而科学合理地进行集约化农业生产活动是实现集约化农作区可持续发展的重要保障。 本研究的主要目的是以山东省宁津县为例，刻画华北平原集约化农作区不同阶段、不同村落农业生产方式的特点及演化规律，从社会、经济和环境3个维度构建农业生产方式效应的评价指标体系，评价不同阶段、不同农业生产方式的效应。本文基于机构座谈、关键人物访谈以及农户调研数据，对比分析了2001年、2011年和2021年典型乡镇农业生产方式的异同及变化规律，对比分析了社会效应（家庭收入结构、农户认知、对农户健康状况影响、农业技术推广状况）、经济效应（化肥-产量关系、氮肥贡献率、灌溉贡献率）和环境效应（氮肥利用利率，土壤硝酸盐含量，N2O排放、灌溉水利用效率、作物需水量、灌溉需水量、灌溉耗水量）。主要结论如下： （1）过去20年间宁津县肥料施用特征呈现出有机肥+化肥主导转变为化肥主导，且施肥频次不足，但单次施肥量和施肥总量超标的特征。灌溉用水来源由井水（地下水）转向河水（地表水），灌溉方式仍为大水漫灌，小麦和玉米的单次灌溉量均远高于推荐灌溉量，但年总灌溉量仍处于不足的状态，主要由灌溉频次低所导致。农药类型由高毒性转向低毒性，小麦和玉米农药超标量呈现持续下降的状态，农药用量由严重超标向趋于合理的方向转变。总的来看，与2011年和2001年相比，2021年宁津县农民的农业生产方式更加合理，灌溉、施肥和农药的使用频次和用量逐渐接近推荐水平，肥料和农药种类也都在转向环境友好型，其主要受国家政策和农户认知水平的影响。 （2）与2011年相比，2021年农户务工的收入占比均减少，补贴收入占比均显著增加。农户并未认识到目前化肥和农药过度施用带来的环境危害，包装袋使用说明是农户农药使用依据的普遍来源。90.91%的农户认为目前耕地面积足够使用，并且81.82%的农户都不愿意再承包更多的土地。同时，2021年农户在施肥、打药等作物生产过程中佩戴防护工具的意识有所增强，但仍有42%的农户在农作季期间出现了皮肤过敏的情况，18%的农户出现了恶心呕吐的情况。2021年接受农业技术推广服务的农户占比较2001年明显增加，但仍有84%的农户从未主动寻求过农业技术指导，教育水平影响是其中的原因之一。 （3）研究期间宁津县小麦产量呈现小幅增加-大幅增加-大幅下降的趋势，玉米产量呈现波动下降-大幅增加-大幅下降的趋势。化肥使用量与小麦产量关系近似呈现倒“U”型，与玉米产量关系类似于“S”型，即随着化肥使用量增加，小麦产量呈现出先增后减的特征，玉米产量呈现先增后稳定的特征，其影响因素主要包括政策、农户年龄及受教育水平、作物品种以及病虫害等。小麦和玉米的最佳施氮量分别为210和200 kg/ha，氮肥对小麦和玉米产量贡献率的年均值分别为47.51%和32.99%，整体均呈现波动增加的趋势。小麦和玉米产量随灌溉量增加均呈现先显著提升后趋于平稳的变化趋势，灌溉对小麦和玉米产量贡献率的年均值分别为57.33%和17.71%，其中枯水年灌溉对小麦和玉米产量的贡献率明显高于平水年和丰水年。 （4）与2001年相比，2021年土壤氮、磷、钾含量分别提高了11.98%、29.89%、110.17%，且2021年农户地块土壤氮、磷、钾含量高于90 mg/kg、15 mg/kg和15 mg/kg的占比越来越大。小麦和玉米的氮肥利用效率年均值分别为9.77和10.53 kg/kg，且氮肥利用效率随施氮量的增加而下降。N2O排放总量的年均值为1.66 kg/ha，且呈现先增后降的变化趋势，整体以0.91%/年的速率降低，化肥的N2O排放量占总量的54.90%，是主要的N2O排放来源。土壤硝态氮累积量随土壤深度呈现出增加-下降-增加的趋势，且小麦收获期的土壤硝态氮含量呈现累积效应，玉米收获期土壤硝态氮含量表现出淋溶效应。 （5）小麦和玉米的灌溉水利用效率平均值分别为16.22和25.31 kg/ha/mm，且枯水年＞丰水年＞平水年。小麦和玉米的需水量年均值分别为403.73和358.33 mm，分别以9.80mm/年和11.56 mm/年的速率下降。小麦和玉米灌溉年均需水量分别为222.78和83.08 mm，分别以8.66 mm/年和1.03 mm/年的速率下降。小麦和玉米的灌溉耗水量均值分别为10.48和2.28 mm，且2021年小麦灌溉耗水量比2011和2001年明显降低了3.53和6.97mm，玉米灌溉耗水量比2011年明显降低了19.55mm，2001年玉米灌溉不足，意味着灌溉方式对水资源的消耗有所好转，但灌溉方式仍需在科学指导下合理进行。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 174 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199758]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王爽. 华北平原农业生产方式的效应研究——以山东省宁津县为例[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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