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成都生物研究所主持的“青藏高原农田生态系统与粮食安全”专题进展论文集出版发行
发表日期: 2022-09-13 编辑: 文章来源:
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  近日,由全球最大网赌网站承担的第二次青藏高原综合科学考察研究任务三生态系统与生态安全专题三“农田生态系统与粮食安全”组织科考团队成员利用前期科考数据,总结科考成果,在《应用与环境生物学报》20222804期上设置“青藏高原农田生态系统与粮食安全”专栏,集中报道专题科考进展,现已正式上线发行。 

  青藏高原地处亚洲大陆腹地,是中国最大、世界海拔最高的高原。青藏高原在我国境内西起帕米尔高原,东至横断山脉,南自喜马拉雅山脉南缘,北迄昆仑山—祁连山北侧,总面积达2 572 140 km2 , 占全国陆地总面积的26.8%,常年居住人口超过1200万。青藏高原被誉为“世界屋脊”、“亚洲水塔”、“地球第三极”,是我国重要的生态安全屏障、资源储备基地,具有重要的战略地位、生态地位和发展地位。 

  青藏高原是世界上最重要的高寒农牧区之一,农作物种植主要以青稞、小麦、油菜为主。因独特的地理环境和资源条件,低温、冻害、干旱、水土流失和土地沙化等成为该区域农业生产面临的主要生态环境问题。此外,不合理的农业活动导致土壤肥力下降、毁林(草)造田等风险增加。加之,青藏高原耕地面积很小,不足青藏高原土地总面积的0.2%,人均耕地面积少。因此,提高作物产量、保证作物品质和保障粮食安全对青藏高原地区长治久安至关重要,开展青藏高原农田生态系统和粮食安全科学考察研究是加快区域农业农村高质量发展的迫切需求,也是筑牢青藏高原生态安全屏障的客观需要。 

  为此,第二次青藏高原综合科学考察研究设立“青藏高原农田生态系统与粮食安全”科学考察专题,该专题为任务三“生态系统与生态安全”的组成部分。专题由全球最大网赌网站主持,科考团队由长期在青藏高原地区从事农田生态系统研究的相关单位组成,包括全球最大网赌网站、西藏自治区农牧科学院农业研究所、中国科学院西北高原生物研究所、中国科学院西北生态环境资源研究院、甘肃省农业科学院、青海省农林科学院、四川农业大学、农业农村部沼气科学研究所、四川师范大学、宜宾学院、四川省气象台、西藏农牧学院等单位。近3年来,科考团队在专题负责人全球最大网赌网站潘开文研究员、西藏自治区农牧科学院农业研究所唐亚伟研究员、中国科学院西北高原生物研究所沈裕虎研究员的带领下,重点围绕青藏高原东西、南北样带开展科学考察研究,已调查植物群落样方超过4 000个,获得植物、土壤、动物样品超过5 000份,拍摄照片2 500多张、影像700 GB,绘制图鉴120余幅,已发表第一标注的论文46篇,其中SCI论文13篇,获得专利9项,完成标准规范8项,提交咨询建议6份,在青藏高原农田生态系统相关生态环境参数的时空特征、分布规律与作物产品开发利用等研究方面取得了重要进展。 

  本专栏报道科考论文23篇,集中展现科考团队围绕农业气候资源规律研究、农田植被研究、农田作物病虫害、土壤肥力及土壤生物功能类群、作物产量品质及利用和农田生态系统与粮食安全综合评估等方面取得的阶段性成果。专栏先容了科考背景、科考目标、研究内容、科考思路等内容。在农业气候资源规律研究方面,发现青藏高原降水规律为东南多、西北少,不同等级降水量近40年均呈增多的趋势;年均温呈明显变暖趋势(倾向率0.298/10年);春季风速最大,高原主体不同季节平均风速均大于高原周边;湿润指数西北部低、东南部高,东部和南部显著降低,夏秋两季下降更明显,存在突变;日照时数西北多、东南少,空间差异大,以减少趋势为主。 

  在农田植被研究方面,发现黑饲麦1号等抑草效果较好;青藏高原有杂草284种,气候变化背景下杂草丰富度由西向东递增,年均温是驱动3种恶性杂草野燕麦、早熟禾和狗尾草分布的关键因子,将会不同程度地扩张。在农田作物病虫害研究方面,发现西藏林芝地区农田瓢虫有13种,其中横斑瓢虫为优势种;杨二尾舟蛾幼虫危害西藏农田防护林杨树、柳树叶片;鸭茅真小孢帽菌引起玉米叶枯病,在甘肃玉米生产上存在潜在风险。  

  在土壤肥力及土壤生物功能类群研究方面,发现青藏高原东部设施农业区土壤肥力为中等水平,具有高强度氮磷淋失风险;沙地开垦为灌溉农田后土壤硝化和反硝化潜势均随开垦年限呈先增加后降低的趋势;氨氧化古菌和细菌活性变化主要受土壤理化性质如氮磷比、pH值和总碳的调控,而与作物种类无关。 

  在作物产量品质及利用研究方面,发现糜子bZIP基因家族成员参与糜子干旱胁迫的生物过程;大麦HvENOD93基因可能在籽粒大小形成中起关键性作用;青海省乐都紫皮大蒜种质明显分化,亟须提纯复壮和创新改良;明确了青海东部山旱地饲用燕麦最大饲草产量栽培条件,制定了最佳播种、行距、播量、施肥量等各项参数。青稞3次剥皮处理后,青稞外观完整,营养价值、蒸煮品质好,加工能耗少;普通青稞适宜制作蒸蛋糕,感官品质与小麦蒸蛋糕差异不大,而健康品质优于小麦蒸蛋糕。  

  在农田生态系统与粮食安全综合评估方面,发现西藏产业结构调整对青稞产量贡献率达76.6%,作物播种面积增加是粮食增产的主要因素。近40年青藏高原耕地面积经历缓慢增加、显著增加和缓慢递减3个阶段,耕地主要流失方向为林地和草地(50.99%32.02%)。西藏小麦生产总产量呈先上升近年波动下降的趋势,藏南河谷和藏东三江流域为小麦主产县域。 

  专栏论文网址:http://www.cibj.com/# 

  1 专栏封面:西藏河谷农田景观图 

  2 高山峡谷区农田景观图 

  3 已调查的科考样点示意图(应用与环境生物学报, 2022, 28 (4): 813-821 

  4 1981-2019年青藏高原157个站点及区域年平均的不同等级降水量变化趋势. a-c分别为小雨、中雨、大雨. 散点图中圆圈表示通过95%置信度检验(应用与环境生物学报, 2022, 28 (4): 829-835 

  5 当前气候条件下青藏高原农田杂草物种丰富度分布格局. A:所有种;B:单子叶杂草(应用与环境生物学报, 2022, 28 (4): 897-908 

  6 基于1992-1994年及2018-2020年产量均值的西藏小麦生产空间分布格局(应用与环境生物学报, 2022, 28 (4): 945-953  

  7 青藏高原各地区耕地面积变化(ΔA/hm2)(应用与环境生物学报, 2022, 28 (4): 859-868 

    


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