謝建明1,2 & 餘繼華1,2 & 陳百紅1,2 &志峰1,2 & 呂建1,2 & 胡琳麗1,2 & 煙台甘3 &
卡丹博特 HM Siddique4
1. 甘肅農業大學甘肅省乾旱區作物科學重點實驗室, 甘肅 蘭州 730070
2. 甘肅農業大學園藝學院 蘭州 730070
3. 加拿大農業和農業食品部,Swift Current 研發中心,Swift Current,SK S9H 3X2,加拿大
4. 西澳大利亞大學西澳大學農業學院和農業與環境學院, Perth, WA 6001, Australia
抽象
在非洲、中國和印度等經濟發展較快的人口稠密地區/國家,由於城市建設和土地的其他工業用途,耕地正在迅速縮小。 這為生產足夠的糧食以滿足日益增長的糧食需求帶來了前所未有的挑戰。 數百萬類似沙漠的不可耕地面積能否用於糧食生產? 大量可用的太陽能能否用於受控環境(如太陽能溫室)中的作物生產? 在這裡,我們回顧了一個創新的培養系統,即 “戈壁農業。“ 我們發現,創新的戈壁農業系統具有六個獨特的特點:(i)它利用沙漠般的土地資源,以太陽能為唯一能源,全年生產新鮮水果和蔬菜,不像傳統的溫室生產,能源需求是通過燃燒化石燃料或電力消耗來滿足; (ii) 使用當地可得的材料,例如用於設施北牆的粘土,將單個種植單元集群化; (iii) 土地生產力(每年每單位土地的新鮮農產品)為 10 - 提高 27 倍,作物用水效率提高 20 - 是傳統露地灌溉栽培系統的 35 倍; (iv) 作物養分主要通過當地製造的有機基質提供,減少了作物生產中合成無機肥料的使用; (v) 由於太陽能是唯一能源且單位投入的作物產量高,因此產品的環境足跡低於露天種植; (vi) 它創造了農村就業機會,從而提高了農村社區的穩定性。 雖然該系統被描述為 “戈壁奇蹟“ 對於社會經濟發展,需要解決許多挑戰,例如水資源限制、產品安全和生態影響。 我們建議制定相關政策,以確保該系統在保護脆弱的生態環境的同時促進糧食生產和農村社會經濟發展。
簡介
農業耕地是一種有限的資源(Liu et al. 2017)。 在中國、印度和非洲等經濟發展較快的國家,大量耕地已轉為工業用地(Cakir et al. 2008; 徐等人。 2000)。 由於快速的城市化進程與農業競爭土地(Zhang et al. 2016; 穆勒等人。 2012),增加作物產量以滿足不斷增長的人口的飲食需求和偏好面臨著前所未有的挑戰(Godfray 等人。 2010)。 澳大利亞、加拿大和美國等擁有大面積耕地的發達國家,有可能將草地變成耕地,用於世界糧食市場。 然而,這樣做可能會加速碳儲量的流失並對環境產生重大的負面影響(Godfray 2011).
在許多乾旱和半乾旱環境中,有大面積的 “戈壁之地“ (定義為非耕地),包括中國西北六省的沙漠型土地1.95萬公頃(劉等。 2010)。 中國正齊心協力開發這片戈壁土地用於糧食生產,採用一種創新的耕作制度,稱為 “戈壁農業。“ 我們將這種培養系統定義為 “一種由本地建造的太陽能塑料溫室狀種植單元集群組成的種植系統,用於以有效、高效和經濟的方式生產高產、優質的新鮮農產品(蔬菜、水果和觀賞植物)“ (謝等人。 2017)。 在一些複雜的集群系統中,可以使用數據記錄器監測各個單元的氣候條件。 與傳統溫室或溫室不同,加熱和冷卻(溫室生產中涉及的兩項主要成本)通常通過燃燒增加二氧化碳的化石燃料(柴油、燃料油、液態石油、天然氣)來提供2 排放,或使用消耗更多能量的電加熱器(Hassanien et al. 2016; 王等人。 2017), “戈壁農業“ 系統完全依賴太陽能進行加熱、冷卻以及將自然能源轉化為植物生物質。
近年來,利用戈壁土地生產糧食在中國發展迅速(Zhang et al. 2015)。 在西北地區,戈壁土地種植系統生產了該地區消費的大部分蔬菜。 該系統在確保糧食安全、提高社會生態可持續性和增強農村社區活力方面發揮著至關重要的作用。 許多人認為這片戈壁土地農業 “新發現的土地“ 栽培體系。 該系統的一個顯著特點是有機會在曾經非生產性的土地上進行糧食生產。 這種創新的栽培系統可能是邁向現代農業的革命性一步。 然而,缺乏關於戈壁耕作系統科學進步的信息。 許多問題仍未得到解答:該系統是否會可持續發展成為主要的蔬菜生產行業? 戈壁耕作制度長期對生態環境有何影響? 這個可以嗎 “中國製造“ 耕作模式適用於其他可耕地面積減少的干旱地區,如哈薩克斯坦北部(Kraemer et al. 2015)、西伯利亞(哈利基和庫利日斯基 2015),以及非洲中部到北部地區(de Grassi 和 Salah Ovadia 2017)?
考慮到這些問題,我們對栽培系統的最新發展和主要研究成果進行了全面的文獻回顧。 本文的目的是 (i) 突出中國北方戈壁耕作系統的科學進步,包括作物生產力、水分利用效率 (WUE)、養分和能源利用特徵以及潛在的生態和環境影響; (ii) 討論該系統面臨的主要挑戰,例如灌溉用水的供應、產品的質量和安全,以及對農村社區穩定和發展的潛在影響; (iii) 為戈壁土地耕作系統的健康探索和長期可持續發展提供政策制定和研究重點的建議。
戈壁土地系統基礎設施簡述
為了了解戈壁土地耕作系統的功能,我們對其設計、工程和建設進行了簡要說明。 關於基礎設施的更多細節在最近的一篇評論中(Xie et al. 2017)。 戈壁耕作制度建立在無法進行傳統農作物生產的荒地戈壁上。 戈壁土地設施建設於 “集群“ 個別生產單位。 典型的集群設施由幾個(多達數百個)單獨的種植單元或房屋組成(圖 XNUMX)。 1一個)。 每個種植單元的小氣候條件由一個中央控制中心監控,其中遠程傳感器,
一些栽培單元可以調節小氣候條件,例如氣溫和濕度,而其他監測系統則允許自動施肥。 一些先進的技術,例如物聯網(Wang 和 Xu 2016) 或物聯網 (Li et al. 2013) 可以安裝在控制中心,以更準確地讀取各個種植單元傳輸的小氣候數據。 然而,由於成本高昂,這些都沒有得到廣泛實施。
集群設施內的典型種植單元面向東方 - 西,在結構的北,東和西側有三堵牆。 結構的南側是一個傾斜的屋頂,由鋼架支撐,覆蓋著透明的熱塑性塑料薄膜(圖 XNUMX)。 2)。 屋頂適當傾斜以確保白天的有效透光率(Zhang et al. 2014)。 來自太陽的能量儲存在牆壁的熱質量中,並在夜間以熱量的形式釋放出來。 在冬季,屋頂每晚都用自製的草蓆覆蓋以保持內部溫度(Tong et al. 2013).
每個種植單元的一個關鍵組成部分是北牆,它是用當地可用的材料建造的,例如粘土磚(Wang 等人,XNUMX 年)。 2014), 作物秸稈塊 (Zhang et al. 2017), 用泡沫塑料製成的普通磚塊 (Xu et al. 2013)、粉煤灰砌築單元 (Xu et al. 2013)、粘土塊與水泥砂漿混合 (Chen et al. 2012), 夯土 (Guan et al. 2013),或與混凝土塊結合的原始土壤。 在某些單元中,北牆由 “相變材料“ 優化熱儲存和交換,從而減少植物生長的溫度波動(Guan et al. 2012).
戈壁土地集群設施與傳統溫室或溫室的顯著區別之一是電源。 集群戈壁土地系統中的每個耕作單元完全由太陽能供電。 太陽輻射白天被北牆吸收,晚上被釋放。 白天未使用的能量是晚上的活躍能量來源。 一個 “水簾式“ 系統通常用於在冬夜提供補充熱量,此時單元內的一小部分地面充滿水以用作熱交換介質(Xie et al. 2017)。 白天,水循環並通過吸水簾,太陽輻射產生的多餘熱量儲存在水體中; 晚上,溫水循環並通過水簾,熱量釋放到單元內的空氣中。 儲能係統的有效性 “水簾式“ 系統取決於許多因素,例如直接太陽輻射、來自天空的各向同性漫射太陽輻射、大氣透明度和屋頂塑料薄膜的熱透射率(Han et al. 2014)。 隨著栽培系統的發展,正在開發更複雜的加熱系統以改善熱量的儲存和釋放。
戈壁耕作制度的科學進步
戈壁土地耕作系統不同於傳統的露地作物種植,後者的作物要么是雨養,要么是灌溉。 它們也與傳統溫室或溫室中的作物種植不同,後者的能源主要由天然氣或電力提供。 戈壁土地耕作系統具有獨特的特點,下面重點介紹其中的一些。
提高作物生產力
在戈壁土地設施中種植的作物產量高,土地利用效率(即每單位土地使用的作物產量)明顯高於傳統的露地種植。 例如,中國西北河西走廊東部地區有一個長期(1960 - 2009) 年日照時數 2945 h,年平均氣溫 7.2 ℃,無霜期 155 天 (Chai et al. 2014c); 在傳統的露天系統下,熱量單位足以每年生產一種作物,但不足以每年生產兩種作物。 在戈壁系統中,作物可以在大多數月份甚至全年種植。 超過 5 年的平均年作物產量(2012 - 2016) 酒泉試驗站種植面積為 34 t ha - 1 甜瓜用 (黃瓜 L.), 66 噸公頃 - 1 西瓜用 (西瓜(Citrullus lanatus) L.), 102 噸公頃 1 辣椒用 (辣椒辣椒, 果果 C.), 168 噸公頃 1 黃瓜 (黃瓜 L.),以及 177 噸公頃 1 番茄 (番茄 L.),即 10 - 在相同氣候條件下,是傳統露天系統的 27 倍(Xie et al. 2017)。 在中國北方其他地方也觀察到了類似的結果,例如東端的武威區。
河西走廊。 這些產量值是根據種植單位佔用的土地面積以及同一控制系統內各個單位共享的公共面積計算的。 公共區域用於輸入材料運輸和產品營銷。
提高用水效率
在許多乾旱和半乾旱地區,農業面臨的主要挑戰之一是缺水。 節水或提高 WUE(單位供水的作物產量,以 kg ha 表示 - 1 產量米 - 3 水)在作物生產中對農業生存能力至關重要。 戈壁土地耕作系統具有顯著的節水優勢,與傳統露地系統種植的相同作物相比,作物用水量要少得多。 例如,超過 4 年(2012 - 2015)酒泉縣某戈壁土地設施系統測量,番茄需量385 - 總灌溉量 466 毫米,季節性蒸發量為 350 至 428 毫米,番茄鮮重為 86 至 152 噸/公頃 - 1. 一些主要蔬菜作物實現了高 WUE(kg 新鮮農產品 m - 3),包括 15 - 21 甜瓜用水,17 - 23 辣椒,22 - 28個西瓜,28個黃瓜 35 和 35 - 番茄51公斤。 在這個系統中,例如番茄的 WUE 是 20 - 比耕地、露地系統種植的相同作物產量高 35 倍(Xie et al. 2017).
對戈壁土地系統中 WUE 增強的機制知之甚少。 我們認為,主要影響因素包括:(a)對戈壁土地系統中作物的灌溉量是基於植物對最佳生長的需求(Liang et al. 2014),這是通過安裝的水錶預先確定和控制的(圖 XNUMX)。 3一個)。 取決於單位操作員 根據知識和經驗,經常使用調節虧缺灌溉法(圖 XNUMX)。 3b) 減少非關鍵生長階段的灌溉量(Chai 等人。 2014b)。 輕度虧缺灌溉可以刺激植物防禦系統以增強對乾旱脅迫的耐受性(Romero 和 Martinez-Cutillas 2012; 王等人。 2012)。 調節虧缺灌溉對作物生長的影響程度因作物種類和其他因素而異(Chen et al. 2013; 王等人。 2010); (b) 戈壁土地耕作系統的灌溉技術不斷改進,例如地下滴灌(圖 XNUMX)。 3c) 是現在最流行的灌溉方法; (c) 使用各種覆蓋方法來減少土壤地表水分蒸發。 栽培單元內的種植區域通常在生長季節用塑料薄膜覆蓋(圖 XNUMX)。 3d),包括植物行之間的區域(圖XNUMX)。 3e)。 減少蒸發和增加相對空氣濕度可能是有效用水的兩個最重要因素; (d) 由於種植是在一個相對封閉的系統中,一定比例的土壤表面蒸發的水在種植單元內循環使用; (e) 複雜的農藝實踐用於種植單位的作物管理(圖 XNUMX)。 3f),例如修剪樹枝以增加光線穿透(Du et al. 2016),優化通風以平衡 CO2 植物光合作用和疾病發病率(Yang et al. 2017),並在灌溉後對生根區通風幾天,以盡量減少土壤蒸發 (Li et al. 2016); 所有這些都有助於提高作物產量並提高 WUE。
提高養分利用效率
與合成肥料是植物養分主要來源的傳統露地栽培不同,有機材料(如農作物秸稈、牲畜糞便和食品工業、能源生產過程和人類廢物回收利用的副產品) - 是戈壁土地耕作系統的主要養分來源。 廢料代表了傳統溫室生產中使用的商業培養基的替代品。 要成為戈壁土地種植的基質,有機材料必須具有以下特徵(Fu et al. 2018; 傅和劉 2016; 傅等人。 2017; 玲等人。 2015; 宋等人。 2013): (i) 低堆積密度、高孔隙率和高保水能力; (ii) 高陽離子交換容量和礦物質養分含量,以及適當的 pH 值和 EC; (iii) 增強酶活性,通常通過添加適當的微生物菌株來實現; (iv) 降解速度慢; (v) 不含雜草種子和土傳病原體。 生產基材的材料類型、加工方法、分解程度和氣候條件可能會影響有機材料的物理、化學和生物特性,從而影響基材質量(Fu et al. 2017; 宋等人。 2013).
典型的自製底物的生產涉及幾個步驟(圖 XNUMX)。 4a): (i) 農作物秸稈(如玉米)從當地村莊的傳統露地生產系統中收集,運送到設施附近的地點,切成 3 - 5厘米長的塊,在加入小劑量氮肥(每1.4公斤幹玉米秸稈1000公斤氮)調節堆肥C:N比為15:1左右之前; (ii) 每 1 公斤有機材料添加約 1000 公斤微生物接種產品; (iii) 第一階段發酵包括將秸稈堆放在地上(例如,高 1 m x 底部寬 1.2 m,頂部寬 3.0 m),然後用塑料薄膜包裹; (iv) 監測樁內的溫度並加水以將水分含量保持在 2.0 - 65% 用於最佳微生物活性; (v) 第二階段的發酵需要每 6 次攪動煙囪8 天,檢查頂部 30 厘米的溫度。 這種週期性干擾確保溫度和濕度保持在微生物活動的最佳水平; (vi) 第 32 天左右 - 34 發酵後,將材料轉移到準備用於設施培養的儲存設施。 自製基材通常在 2 - 3 噸公頃 1 到種植單位內的種植區域,可以在種植前使用幾年再更換。 通過添加外購養分可以將底物的養分含量恢復到生產水平(圖XNUMX)。 4乙)。 有機基質的秸稈材料可在當地獲得,並且大部分製造步驟使用內部製造的機器。
向作物提供基質養分的方式因集群設施而異。 中國西北部的大多數種植者使用(1)溝佢係統,其中溝渠(通常為 0.4 - 0.6 m 寬,0.2 - 0.3 m 深,0.8 - 1.0 m 向北的溝槽之間 - 南向)在栽培單元內的地面上製作,用混凝土、木塊或磚塊鑲邊,在種植前填充基質(圖 XNUMX)。 5a),並用塑料薄膜覆蓋,以便幼苗生長(圖XNUMX)。 5乙)。 溝渠建成後可連續生產20年以上; 或 (2) 整袋基材,在封閉的微環境中,將基材包裹在單個塑料袋中(袋的典型尺寸為直徑 0.5 m,長 1.0 m)。 隨著植物的發育,營養物質從袋子中釋放出來(圖 XNUMX)。 5C)。 在袋子的頂部打孔用於播種(圖 XNUMX)。 5d) 並通過孔進行滴灌。
這兩種方法的特點不同。 溝槽方法允許種植者在需要時輕鬆地向基質添加肥料。 對於某些作物,例如西瓜,需要添加無機肥以確保高產。 一些研究表明,使用有機肥料和無機肥料可以提高作物產量,但會導致土壤中的養分過剩,表層土壤中的硝酸鹽-N 濃度較高(Gao et al. 2012)。 其他研究表明,整袋方法比溝佢係統更有效率(Yuan et al. 2013) 因為包裹的袋子可以使基材與地面物理分離; 因此,降低了土壤傳播病原體污染基質的可能性。 儘管如此,基質(在溝渠或包裝袋中)的物理和化學特性會隨著每個種植季節而惡化(Song et al. 2013),這會降低營養供應的能力(Song et al. 2013)。 因此,基質更新是必要的。
提高能源使用效率
戈壁土地耕作系統完全基於太陽能。 該結構旨在通過使用和儲存來自太陽的能量來盡可能多地保持溫暖。 日照時數、太陽輻射強度和年無霜天數對於加熱栽培單元很重要。 河西走廊東至中部,如無為縣(37°96“ 北緯 102° 64“ E)甘肅省是戈壁集聚設施集中的代表性區域。 平均 6150 MJ m 2 每年的太陽輻射和 156 天無霜期使多種蔬菜作物高質量成熟。 為提高太陽輻射利用效率,養殖單位管理人員採用多種方式增加蓄熱,增強熱量釋放,如在北牆上貼雙層黑色塑料薄膜(徐等,XNUMX)。 2014), 安裝在屋頂上的保溫彩板 (Sun et al. 2013),淺層土壤吸熱系統以提高室內空氣溫度(Xu et al. 2014),以及用作地被植物以保溫的地面土工布。 此外,太陽能熱泵用於調節一些種植單位的蓄熱水箱中的水溫(Zhou et al. 2016)。 最近,已經在屋頂頂部放置了保溫彩板以增加熱量吸收(Sun et al. 2013)。 在集群設施栽培的一些複雜的日光溫室中,先進的太陽能技術被用於改善蓄熱、光伏發電和光利用(Cuce et al. 2016)。 在許多地區/國家,將太陽能用於溫室作物生產已經取得了進展(Farjana 等人。 2018),包括澳大利亞、日本 (Cossu et al. 2017), 以色列 (Castello et al. 2017) 和德國 (Schmidt 等人。 2012),以及尼泊爾等發展中國家(Fuller 和 Zahnd 2012) 和印度 (Tiwari et al. 2016)。 在中國,目前安裝現代太陽能組件的成本很高,預計投資回收期為 9 年(Wang et al. 2017)。 我們設想,隨著種植系統隨著更先進的太陽能技術的發展,投資回收期將會縮短。
在中國北方寒冷的冬季,集群設施內外的氣溫可能在 20 至 35°C 之間。 例如,凌源的太陽能設施(41° 20“ 北緯 119° 31“ E)中國東北遼寧省,一座跨度12米、高5.5米、長65米的蓄熱釋放日光溫室內,夜間氣溫達到13℃,而室外則為 - 25.8 °C,相差 39 °C(Sunetal. 2013).
利用太陽能進行糧食生產是中國的一個顯著特點 “戈壁農業“ 中國西北地區的系統。 這不同於需要外部能源投入來種植農作物的傳統溫室或溫室,後者在經濟和環境方面都可能付出高昂的代價(Hassanien et al. 2016; 卡納奇等人。 2013; 王等人。 2017)。 例如,傳統溫室的年平均電能消耗可超過 500 kW hmy (Hassanien et al. 2016),成本高達 65,000 美元每年 150,000 人(在土耳其案例研究中)(Canakci 等人。 2013)。 在全球範圍內,由於密集的能源消耗和對碳排放的擔憂,傳統溫室作物生產的擴張受到限制。
環境效益
用煤、石油和天然氣等化石燃料加熱農業溫室會導致碳排放和氣候變化。 太陽能戈壁土地耕作系統提供了更大的環境效益,因為 (i) 減少了能源使用,因為作物種植完全依賴太陽能,這與通過電力或天然氣提供大量溫室氣體排放的傳統溫室不同; (ii) 改進節水,因為作物種植在塑料覆蓋的屋頂下進行,土壤蒸發量低,蒸騰:蒸發比高。 灌溉由中央計算機監控和控制,能夠以最小的水損失進行精確澆水; (iii) 減少整個系統的溫室氣體排放(Chai et al. 2012) 或基於生命週期評估的新鮮蔬菜單位重量的足跡 (Chai et al. 2014a)。 在集群設施中種植的作物每單位投入(如肥料、土地使用面積)的產量顯著更高,大氣二氧化碳含量更高2 與露地栽培系統相比,通過增強的光合作用轉化為植物生物量(Chang et al. 2013); (iv) 堆肥基質的使用可能會隨著時間的推移增加土壤碳含量(Jaiarree 等人。 2014; 柴等人。 2014a).
一些案例研究估計了淨 CO2 太陽能塑料栽培系統中植物的固定率是傳統露天系統的八倍(Wang et al. 2011)。 更多一氧化碳2 固定在種植單位意味著更少的二氧化碳2 排放到大氣中(Wu et al. 2015)。 影響的大小因地理位置和種植單位的結構而異(Chai et al. 2014c)。 研究還表明,設施栽培可以讓植物固定更多的二氧化碳2 來自大氣,同時每公斤產品排放的溫室氣體更少(Chang et al. 2011)。 即使在冬季,也不向種植單位提供額外的加熱,節省約 750 毫克/公頃 - 1 與傳統的燃煤溫室生產相比,能源消耗(Gao et al. 2010)。 Gobiland 種植是一種減少溫室氣體排放的碳智能係統。 然而,文獻中缺乏設施栽培的生命週期評估,需要更深入的研究來評估這些栽培系統的環境影響。
生態效益
中國西北地區日照和熱能資源豐富,年日照2800~3300小時。 太陽能戈壁集聚式耕作系統的發展可以將光熱資源轉化為糧食生產,並提供顯著的生態效益,其中一些將在下文重點介紹。
首先,戈壁土地用於生產優質農作物以保障糧食安全。 在中國,每 100 人的平均耕地為 8 公頃(FAOSTAT 2014),明顯少於美國的 52 公頃、加拿大的 125 公頃和澳大利亞的 214 公頃。 由於快速的城市化進程,中國的農田資源正在迅速減少。 面對人均耕地有限,加上耕地用於城市建設,中國邁出了探索豐富的戈壁種植作物的重要一步(Jiang et al. 2014)。 在沙漠型、非生產性的戈壁土地上無法進行傳統農業(圖 XNUMX)。 6一個)。 在戈壁土地上建設集群耕作設施,為緩解農業與其他經濟部門之間的土地衝突提供了獨特的功能(圖XNUMX)。 6b) 並幫助確保人口稠密國家的糧食供應。
其次,生產系統主要使用本地可用資源。 系統中的每個栽培單元均由木、竹或鋼棒製成的框架建造和支撐。 在寒冷的冬天,當地製作的草墊或保暖衣毯鋪在傾斜的屋頂上,以提供額外的隔熱效果。 種植單元的北牆也使用當地可用的材料建造,例如鋼架和稻草填充塊(圖XNUMX)。 7a), 沙袋 (圖. 7b)、一塊石頭 - 水泥混合物(圖 7c) 或普通磚塊(圖 XNUMX)。 7d)。
當地可獲得的材料提供了顯著的生態和經濟效益,因為它們可以廉價獲得或免費收集(例如,附近沙漠地區的石頭和岩石),運輸要求最低。 此外,運輸材料、製造基質、種植作物的設備也逐漸可用於集群設施種植; 這有助於解決中國部分農村地區的農業勞動力短缺問題。
第三,這種培育體係為增強區域生態提供了機會。 在中國西北部的大部分地區,戈壁沒有植被(圖 XNUMX)。 6a) 導致生態環境脆弱。 風蝕很常見,並且隨著氣候變化而變得更加嚴重。 頻繁的沙塵暴起源於西北部,經常延伸到亞洲其他地區。 太陽能集群設施栽培系統的發展不僅具有同時應對中國適宜土地供應減少的潛力,而且在緩解中國西北荒漠乾旱環境中的生態系統脆弱性方面發揮了作用(Gao et al. 2010; 王等人。 2017)。 荒廢戈壁變為農田,有助於建立新的生態系統,改變原始自然風貌,美化生態環境。
對農村社區穩定的影響
西北地區社會經濟發展滯後於中東部地區,許多社區低於國家貧困線。 開發大片戈壁果蔬生產地,為該地區加快社會經濟發展打開了大門。 它將戈壁荒漠化的劣勢轉化為明顯的區域經濟優勢,不僅帶動了農業產業,還帶動了其他產業,有助於穩定農村社區。 這種低成本的農業系統正在成為凝聚農村社區的重要里程碑。
戈壁耕作制度刺激糧食生產,增加家庭收入。 在溫度高於 - 冬季28℃,太陽能溫室全年充分利用太陽能和非耕地生產水果和蔬菜。 在投入產出比較高的情況下,集群種植單位的作物產量明顯高於露地生產。 我們分析了 14 項研究的經濟產出,涉及 120 個太陽能設施種植單位(Xie et al. 2017) 求平均總收入 56,650 美元公頃 1 y 1, 為 10 - 比同地質場地露天生產高30倍。 結果,設施蔬菜種植的淨利潤為10 - 是露地蔬菜產量的 15 倍和 70 - 比露地玉米大 125 倍 (Zea mays) 或小麥 (普通小麥) 生產。
這些新種植系統的建立創造了農村就業機會。 設施種植將冬季停工期轉變為繁忙的生產季節,從而創造了農村就業機會,尤其是在農戶經常出沒的冬季 “獨自在家“ 沒有工作。 水果和蔬菜的生產和銷售是勞動密集型的。 許多農村勞動力可以分配到設施種植(圖XNUMX)。 8a),而其他人則可以分配給當地或附近社區的農產品運輸和營銷(圖 XNUMX)。 8乙)。 最重要的是,新鮮農產品的加工、儲存、保鮮和銷售提供了曾經缺乏的就業機會,有助於構建社會和諧社區(圖XNUMX)。 8c) 凝聚農村社區精神。
沒有關於集群耕作系統如何影響農村社區發展的報告。 我們建議這些系統有助於農村社區的生存能力和穩定性。 戈壁耕作體系的建立,使中國西北地區的農業能夠擴展到初級生產邊界之外。 因此,社區活力和長期穩定性得到了增強,因為 (i) 不斷開發新技術來改善戈壁土地的耕作,例如作物育種、基質開發和害蟲防治措施,這些成為農村社區發展的重要手段。可持續的方式; (ii) 設施種植為社區提供常年新鮮果蔬供應,滿足中產階級對更多營養和健康食品的日益增長的需求; (iii) 建立新的耕作制度有助於加強少數民族的內部凝聚力,因為少數民族公民需要多樣化的、有特色的食物,這些食物可以從耕作制度的常年新鮮農產品中得到滿足。
主要挑戰
近年來,中國的戈壁土地耕作系統發展迅速,具有擴大設施面積和生產水平的潛力(Jiang et al. 2015)。 但是,需要解決一些限制和挑戰。
水資源限制
中國西北地區農業面臨的最大挑戰之一是水資源短缺。 年淡水供應量低於 760 m3 人均y 1 (柴等人。 2014b)。 甘肅河西走廊年降水量< 160 mm,年蒸發量> 1500 mm(Deng et al. 2006)。 絲綢之路沿線許多曾經豐產的農田 “已暫停“ 近年來由於缺水。 大多數露地作物種植使用傳統的 “洪水“ 灌溉面積超過 10,000 米3 ha - 1 每個種植季節 (Chai et al. 2016)。 水資源的過度開採可能會進一步惡化生態環境並耗盡不可再生的地下水資源(Martinez-Fernandez 和 Esteve 2005)。 蔬菜生產在較長的生長期需要大量的水分,降水不能滿足植物最佳生長的需要。 在甘肅省河西走廊,近年來集群設施耕作系統迅速增加,各部門的主要水源來自冬季祁連山的積雪,夏季融雪補給河流和地下水。山谷(Chai et al. 2014b)。 在過去的 0.2 年裡,祁連山的可測雪位以每年 1.0 到 XNUMX m 的速度上升(Che 和 Li 2005),而山谷中的地下水位(由山上的水供應)持續下降,地下水的可利用性大幅下降(張 2007)。 因此,舊絲綢之路沿線的一些天然綠洲正在逐漸消失。 一些開挖的水窖已被用來節省雨水以提供補充水,但功效普遍較低。 如何在作物生產中節水或提高 WUE 對戈壁土地耕作系統的長期生存能力至關重要。
脆弱的生態環境
中國西北地區,土地禀賦貧乏。 高山、峽谷、綠洲、戈壁,構成了複雜的生態環境。 頻繁的干旱和沙塵暴使生態環境惡化。 甘肅河西走廊總面積的88%左右已經荒漠化,荒漠化線正在南移至農田。 中國西北地區的自然條件被描述為 “風把石頭吹得四處亂草,草也無處生長,“ 脆弱的生態環境的寫照。 設施種植中大量使用殺蟲劑對工人造成潛在的環境危害和健康危害。 缺乏對可回收有機基質的適當處理可能會污染地下水源,引起公眾的關注。
勞動力資源限制
農業勞動力供給普遍偏低、不足,越來越多的青年勞動力進城謀生,導致農村農業勞動力資源短缺。 目前政府鼓勵農民耕地意願的政策不利於農村社區發展,加劇了農村勞動力短缺。 此外,家庭農場作為獨立的農業單位仍然是農場經營的主要模式,而現行的土地所有權政策可能會禁止農民買賣土地,這可能會限制設施耕作系統的廣泛發展。 此外,西北地區的教育水平普遍低於中東部地區。 中央對全國實行了義務教育政策,但西北地區很多人無法完成9年的教育。 以上種種都可能為農村勞動力供給創造不利的環境,從而阻礙戈壁土地設施系統的廣泛發展。
經濟可持續性
隨著生活水平的提高,消費者需要一系列高質量和營養價值的新鮮農產品。 西北地區有大量少數民族人口(主要是回族和東鄉族),飲食習慣以蔬菜為主,需要多樣化的產品來滿足他們的需求。 這為新產品的新市場創造了機會。 然而,由於西北六省人口僅佔全國的6.6%,戈壁土地種植系統供應的新鮮農產品市場很容易飽和。 s 總量,人均可支配收入極低。 2012年西北六省人均GDP為26,733元(折合4100美元),比全國低31% s 平均。 低收入、少消費者可能會限制當地新市場的發展,從長遠來看對經濟可持續發展帶來重大風險。 需要研究來調查這個系統的可持續性,以及可以做些什麼來確保其長期的經濟可持續性。 我們意識到向該國人口稠密的中部和東部地區銷售新鮮農產品的潛力巨大。 我們建議市場拓展的優先事項集中在:(i) 建立所謂的 “龍鏈“ 鏈接的營銷物流 “養殖 - 批發商 - 零售商 - 消費者“ 在價值鏈中; (ii) 改善專門用於農產品運輸的區域間運輸系統; (iii) 發展質量控制、安全保險和公平定價機制。
產品質量與健康
一些設施土壤中的重金屬濃度高於露天場地。 設施種植的農產品有時比露天蔬菜含有更高的重金屬目標危害商(Chen et al. 2016),部分原因是人類排泄物和其他廢物被摻入基材中。 在一些設施中,過量的合成肥料高達 670 kg N ha 1,以及 1230 kg N ha 1 有機材料(如糞肥)每年用於蔬菜生產(Gao et al. 2012)。 此外,用於種植單元屋頂和地面覆蓋的塑料薄膜通常與在塑料薄膜製造過程中添加的鄰苯二甲酸酯有關。 暴露於污染物的種植者可能存在長期的健康風險(Ma et al. 2015; 王等人。 2015; 張等人。 2015)。 中國土壤中的鄰苯二甲酸鹽水平普遍處於全球範圍的高端(Lu et al. 2018),而重度塑化設施中的農作物可能含有高水平的鄰苯二甲酸鹽 (Chen et al. 2016; 馬等人。 2015; 張等人。 2015)。 工人接觸鄰苯二甲酸鹽可能帶來健康風險(Lu et al. 2018)。 需要進行研究以開發有效的方法來最小化產品中的鄰苯二甲酸酯濃度。 微量鄰苯二甲酸酯對人體健康的風險可能沒有或很小,但需要確認。 需要在最終產品中指定重金屬濃度的閾值水平。 可能需要開發一些複雜的生物修復方法來修復高金屬污染的土壤,以盡量減少潛在重金屬濃度的影響。
制定戈壁土地系統的可持續發展政策
集群設施栽培系統在中國西北地區發展迅速。 2017年3000月,僅甘肅省就有約XNUMX公頃的戈壁土地進行設施耕作。 該地區有蔬菜的地理優勢 生產,包括日照時間長、晝夜溫差大、天空晴朗、空氣污染少/無。 設施栽培系統被認為是 “戈壁奇蹟“ 為中國 社會經濟發展。 我們建議以下政策制定優先事項,以確保系統健康發展並長期穩定。
勘探與保護的平衡
我們建議制定政策,重點關注 “在開拓新土地的同時保護生態環境,“ 這意味著戈壁土地耕作系統的發展不應對環境產生負面影響。 該政策應詳細說明如何在促進生態可持續性的同時加強系統生產力。 環境信用, “綠色保險,“ 和 “綠色採購“ 應考慮並包括在系統可持續性的評估中。 化肥、重金屬和有害物質的使用、高殘留農藥、塑料薄膜回收等方面也需要政策。 應該針對關鍵的地方問題制定一些具體的政策。 例如,在河西走廊西端的設施栽培單元旁邊應建設蓄水設施,目前可用的明渠輸水灌溉栽培單元,在運輸和灌溉過程中存在很大的失水風險。
制定係統的用水和節水措施
為充分利用中國西北豐富的戈壁土地,必須制定嚴格、務實的用水政策。 近期優先事項包括:(i) 水資源保護法 “水量測量,“”水鑽控制,“ 和 “溪流和泉水管理局“ 對水權、配額、收費和質量控制有詳細的規定; (ii) 利用集水區地窖蓄水技術建設雨水集蓄水設施,優化利用地表水資源,有計劃地開發地下水,實施取水許可製度; (三)強化各級行政機關控制水資源配置、杜絕水資源浪費、促進水資源合理利用的職責; (iv) 發展節水農業系統,包括從洪水或溝灌轉向地下滴灌,使用覆蓋物減少蒸發,以及改善田間灌溉佢係統; (v) 從長遠來看,促進耐旱品種選育,改革耕作制度,完善設施建設基礎設施。
加強農業技術創新
技術在戈壁土地耕作系統的可持續發展中發揮著至關重要的作用; 因此,技術政策應包括:(i) 建設區域創新中心和試驗站,建立 “目標資金“ 專門針對戈壁耕地系統解決緊迫問題,並增加對研究/示範和技術創新平台的投資; (ii) 發展技術推廣系統——政府政策推動各級研究機構進行技術推廣——並設立地方技術辦公室,在農村地區開展技術服務; (iii) 採取措施吸引和留住員工到欠發達的西北地區工作; (iv) 提高農民九年義務教育水平,通過職業技能培訓提高農村人口的技術素養,培養新一代農民實施創新農業技術; (v) 大學和研究機構為農業技術人員制定專門的培訓計劃,以推廣先進技術。
調節食物鏈
在集群設施中生產的新鮮水果和蔬菜的數量通常超過當地和附近農村和城市社區所需的數量。 將新鮮農產品及時運往國內外其他市場,確保產銷平衡。 需要製定政策來促進營銷機制和物流。 栽培品種應滿足廣泛市場的需求,涵蓋適合不同種族和宗教群體的各種產品和口味。 該政策應支持批發市場、零售店、冷鏈物流和信息監控系統。 交通系統可能需要製定政策,包括建設通往中國中部和東部的干線鐵路,以及通往俄羅斯、外蒙古、西亞和歐洲的陸路通道。
培養專業農民
農民是農村社會經濟發展的主要參與者,但許多年輕農民為了其他收入而搬到城市,使農田多年荒蕪,在某些地區幾乎沒有生產力(Seeberg 和 Luo 2018; 葉 2018)。 需要一項支持增加糧食生產農業收入的政策,以鼓勵年輕農民留在農場,這最終將改善農村社區的社會經濟穩定性。 該政策的一個重點是培養具有更高素質和管理技能的新型農民,幫助有潛力從傳統的、自給自足的小規模家庭農場轉向大型農場企業——這是中國發展現代農業的一種途徑。 當前的土地政策可能需要更新,允許熟練的專業農民在適當的情況下擴大他們的農場並優化農場管理。
建立健全社會服務體系
與中國中部和東部相比,西北地區的農村社區在歷史上一直處於欠發達狀態。 需要製定政策來建立有效的社會服務體系,重點是改善教育、健康和就業,提高整體生活水平。 農業是農村社區的核心業務。 需要製定政策鼓勵發展大型農業合作社,以有效利用土地和水資源,增加農民家庭的收入。 對於戈壁耕作系統,需要製定一項政策來提高當地和附近社區的作物生產、食品加工和產品分配的效率。 需要對不同生態區域的種植設施進行優化佈局/分佈,以滿足區域/地方層面對新鮮水果和蔬菜的多樣化消費者需求,並在國際層面探索機會。 還需要一項政策來確保設施系統中農產品的安全和質量,詳細說明反季節新鮮農產品的儲存、運輸和流通,以最大限度地降低失去新鮮度和質量的風險。
結論
土地資源是農業的核心,與糧食安全和數百萬農村人口生計面臨的全球挑戰有著內在聯繫。 到 9.1 年,世界人口預計將達到 2050 億,發展中國家的糧食產量需要在 2015 年的基礎上翻一番。 由於快速城市化與農業競爭可用土地,發展中國家的土地資源面臨巨大壓力。 中國在戈壁土地上建立了新的農作物種植體系,即 “戈壁農業,“ 它由許多(多達數百個)由當地可用材料製成並由太陽能供電的個體種植單元組成。 塑料屋頂的溫室狀種植單元全年生產優質新鮮水果和蔬菜。 我們估計,到 2.2 年,這些系統將覆蓋約 2020 萬公頃,成為中國糧食生產的基石 的農業史。 在這篇綜述中,我們確定了耕作系統的一些獨特特徵,包括增加每單位投入的土地生產力、改善 WUE 以及增強的生態和環境效益。 這種耕作系統為探索當地可用資源以豐富農村人口並確保農村社區的長期生存能力提供了極好的機會。 該系統還面臨需要解決的重大挑戰。
我們確定了一些關鍵問題及其相應的近期研究重點領域(3 - 5 年),這將有助於提高這種獨特栽培系統的可持續性。 我們強烈建議在農村地區製定相關的政府政策和社會服務體系,以確保戈壁耕作系統的經濟盈利能力和生態環境可持續性。
致謝 作者感謝所有為本研究付出時間和精力的人員,以及酒泉蘇州區蔬菜技術服務中心和甘肅武威武威農業推廣服務中心的工作人員提供的一些數據和文章中介紹的照片。
資金 本研究由 “國家農業科學研究公共利益專項基金(批准號201203001),“”中國農業研究系統(授權號 CARS-23-C-07),“”甘肅省科技重點項目基金(批准號17ZD2NA015),“ 和 “甘肅省科技創新發展專項資金(2018ZX-02)。“
遵守道德標準
利益衝突 作者聲明他們沒有利益衝突。
打開Access 本文根據知識共享署名 4.0 國際許可 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 的條款分發,該許可允許在任何媒體中不受限制地使用、分發和復制,前提是您給予適當的信任給原始作者和來源,提供知識共享許可的鏈接,並說明是否進行了更改。
參考
Cakir G、Un C、Baskent EZ、Kose S、Sivrikaya F、Kele5 S (2008) 評估土耳其伊斯坦布爾市 1971 年至 2002 年的城市化、碎片化和土地利用/土地覆蓋變化模式。Land Degrad Dev 19:663 - 675. https://doi.org/10.1002/ldr.859
Canakci M、Yasemin Emekli N、Bilgin S、Caglayan N(2013 年)溫室結構中的加熱要求及其成本:土耳其地中海地區的案例研究。 更新維持能源 Rev 24:483 - 490. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.03.026
卡斯特羅一世,D Emilio A, Raviv M, Vitale A (2017) 土壤日曬作為控制溫室番茄假單胞菌感染的可持續解決方案。 Agron 維持開發 37:59。 https://doi.org/10.1007/ s13593-017-0467-1
柴麗,馬春,倪錦清(2012)中國北方溫室采暖地源熱泵系統性能評價。 生物系統工程 111:107 - 117. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2011.11.002
Chai L, Ma C, Liu M, Wang B, Wu Z, Xu Y (2014a) 基於生命週期評估的采暖日光溫室地源熱泵系統碳足跡。 Trans Chinese Soc Agr Eng 30:149 - 155. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2014.08.018
Chai Q, Gan Y, Turner NC, Zhang RZ, Yang C, Niu Y, Siddique KHM (2014b) 中國農業節水創新。 進階阿格隆 126:149 - 201. https://doi.org/10.1007/s13593-015-0338-6
Chai Q, Qin AZ, Gan YT, Yu AZ (2014c) 乾旱灌區玉米與油菜、豌豆和小麥間作提高產量和降低碳排放。 Agron 維持開發 34:535 - 543. https://doi.org/10. 1007 / s13593-013 - 0161-X
Chai Q, Gan Y, Zhao C, Xu HL, Waskom RM, Niu Y, Siddique KHM (2016) 調節乾旱脅迫下作物生產的虧缺灌溉。 回顧。 Agron 維持開發 36:1 - 21. https://doi. org/10.1007/s13593-015-0338-6
Chang J, Wu X, Liu A, Wang Y, Xu B, Yang W, Meyerson LA, Gu B, Peng C, Ge Y (2011) 中國塑料大棚蔬菜種植淨生態系統服務評估。 生態經濟 70:740 - 748. https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2010.11.011
Chang J, Wu X, Wang Y, Meyerson LA, Gu B, Min Y, Xue H, Peng C, Ge Y (2013) 塑料大棚種植蔬菜是否增強了食物供應之外的區域生態系統服務? 前生態環境 11:43 - 49. https://doi.org/10.1890/100223
車天,李雪 (2005) 1993年中國雪水資源的空間分佈和時間變化 - 2002. J Glaciol Geocryol 27:64 - 67
Chen C, Li Z, Guan Y, Han Y, Ling H (2012) 建築方式對日光溫室相變蓄熱複合材料熱性能的影響。 Trans Chinese Soc Agr Eng 28:186 - 191. https:// doi.org/10.3969/j.issn。 1002-6819.2012.z1.032
Chen J, Kang S, Du T, Qiu R, Guo P, Chen R (2013) 溫室番茄產量和品質對不同生長階段水分虧缺的定量響應。 農業水資源管理 129:152 - 162. https:// doi.org/10.1016/j.agwat.2013.07.011
Chen Z, Tian T, Gao L, Tian Y (2016) 中國環渤海灣地區日光溫室土壤中的養分、重金屬和鄰苯二甲酸酯:種植年份和生物地理學的影響。 環境科學污染研究 23:13076 - 13087. https://doi.org/10.1007/ s11356-016-6462-2
Cossu M、Ledda L、Urracci G、Sirigu A、Cossu A、Murgia L、Pazzona A、Yano A(2017 年)一種計算光伏溫室光分佈的算法。 索爾能源 141:38 - 48. https:// doi.org/10.1016/j.solener.2016.11.024
Cuce E, Cuce PM, Young CH (2016) 隔熱太陽能玻璃的節能潛力:實驗室和現場測試的關鍵結果。 能源 97:369 - 380. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.12.134
de Grassi A, Salah Ovadia J (2017) 安哥拉大規模土地徵用動態的軌跡:多樣性、歷史和對非洲發展政治經濟的影響。 土地使用政策 67:115 - 125. https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2017.05.032
Deng XP, Shan L, Zhang H, Turner NC (2006) 提高中國干旱和半乾旱地區的農業用水效率。 農業水管理 80:23 - 40. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2005.07.021
杜勝, 馬志, 薛麗 (2016) 優化滴灌施肥量提高覆砂地塑料大棚甜瓜產量、品質及水氮利用效率. Trans Chinese Soc Agr Eng 32:112 - 119. https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2016. 05.016
糧農組織統計數據庫(2014 年)糧農組織統計年鑑——世界糧食和農業。 聯合國糧食及農業組織 2013 年。 https://doi.org/10.1073/pnas.1118568109
Farjana SH, HudaN, Mahmud MAP, Saidur R (2018) 工業系統中的太陽能過程熱 - 全球審查。 更新維持能源 Rev 82:2270 - 2286. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.08.065
傅國華, 劉文康 (2016) 一種新型栽培方法對甜椒降溫增產的影響: 日光溫室土埂基質埋藏。 Chin J Agrometeorol 37: 199 - 205. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-6362.2016.02.09
Fu H, Zhang G, Zhang F, Sun Z, Gen G, Li T (2017) 番茄連續單作對日光溫室土壤微生物特性和酶活性的影響。 可持續性(瑞士) 9. https://doi.org/10.3390/su9020317
傅國志,李志,劉偉,楊奇 (2018) 日光溫室土壟基質埋植栽培提高根區溫度緩衝能力提高甜椒產量。 國際農業生物學雜誌 11:41 - 47. https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20181102.2679
Fuller R, Zahnd A (2012) 用於糧食安全的日光溫室技術:來自尼泊爾西北部 Humla 區的案例研究。 水庫開發 32:411419. https://doi.org/10.1659/MRD-JOURNAL-D-12-00057.1
高麗華,曲敏,任海中,隋小林,陳清揚,張志新(2010)中國單坡節能日光溫室的結構、功能、應用及生態效益。 園藝技術 20:626 - 631
高建軍,白小雪,周斌,周建斌,陳志軍(2012)北方新建日光溫室土壤養分含量及養分平衡。 營養循環農業生態系統 94:63 - 72. https://doi.org/10.1007/ s10705-012-9526-9
Godfray HCJ (2011) 食品和生物多樣性。 科學 333:1231 - 1232. https://doi.org/10.1126/science.1211815
Godfray HCJ、Beddington JR、Crute IR、Haddad L、Lawrence D、Muir JF、Pretty J、Robinson S、Thomas SM、Toulmin C(2010 年)糧食安全:養活 9 億人的挑戰。 科學 327:812 - 818. https://doi.org/10.1126/science. 1185383
Guan Y, Chen C, Li Z, Han Y, Ling H (2012) 相變蓄熱牆改善日光溫室熱環境。 Trans Chinese Soc Agr Eng 28:194 - 201. https://doi.org/10. 3969 / j.issn.1002-6819.2012.10.031
關毅,陳C,凌H,韓毅,閆琪(2013)日光溫室相變蓄熱三層牆體傳熱特性分析。 Trans Chinese Soc Agr Eng 29:166 - 173. https://doi. 組織/10.3969/j.issn.1002-6819.2013.21.021
Halicki W, Kulizhsky SP (2015) 20 世紀西伯利亞耕地利用的變化及其對土壤退化的影響。 Int J Environ Stud 72:456 - 473. https://doi.org/10.1080/00207233.2014.990807
韓宇,薛雪,羅雪,郭麗,李天(2014)日光溫室內太陽輻射估算模型的建立。 Trans Chinese Soc Agr Eng 30:174 - 181. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819. 2014.10.022
Hassanien RHE, Li M, Dong Lin W (2016) 太陽能在農業溫室中的先進應用。 更新維持能量 Rev 54:989 - 1001. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.095
Jaiarree S、Chidthaisong A、Tangtham N、Polprasert C、Sarobol E、Tyler SC(2014 年)用堆肥處理的沙質土壤中的碳收支和封存潛力。 土地退化開發 25:120 - 129. https://doi. 組織/10.1002/ldr.1152
姜大,郝敏,付佳,莊大,黃毅(2014)1990-2010年中國適合能源植物的邊際土地的時空變化。 科學代表 4:e5816。 https://doi.org/10.1038/srep05816
姜文, 鄧俊, 於紅 (2015) 保護園藝產業發展的發展現狀、問題與建議. 科學農業罪 48:3515 - 3523
Kraemer R、Prishchepov AV、Muller D、Kuemmerle T、RadeloffVC、Dara A、Terekhov A、Fruhauf M(2015 年)哈薩克斯坦前處女地的長期農業土地覆蓋變化和農田擴張潛力。 Environ Res Lett 10。 https://doi. org/10.1088/1748-9326/10/5/054012
Li Z, Wang T, Gong Z, Li N (2013) 基於物聯網的日光溫室低溫災害監測預警技術及應用。 Trans Chinese Soc Agr Eng 29:229236. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2013.04.029
Li Y, Niu W, Xu J, Zhang R, Wang J, Zhang M (2016) 加氣灌溉提高塑料溫室甜瓜的質量和灌溉用水效率。 Trans Chinese Soc Agr Eng 32:147 - 154. https://doi.org/10.11975/j.issn. 1002-6819.2016.01.020
梁曉,高昱,張曉,田昱,張志,高麗(2014)優化日施肥對日光溫室黃瓜(Cucumis sativus L.)土壤水分和鹽分遷移、根系生長和果實產量的影響。 公共科學圖書館一號 9:e86975。 https://doi.org/10.1371/journal. 電話.0086975
凌華, 魏嬌S, 蘇麗, 閆瑩, 顯昌Y, 超星H (2015) 日光溫室蔬菜連作土壤有機質基質的變化。 ActaHortic (1107):157 - 163. https://doi. 組織/10.17660/ActaHortic.2015.1107.21
劉軍,張志,許新,匡偉,周偉,張勝,李瑞,閆春,於丹,吳勝,江寧 (2010) 21世紀初中國土地利用變化的空間格局和驅動力世紀。 地理科學雜誌 20:483494. https://doi.org/10.1007/s11442-010-0483-4
Liu Y, Yang Y, Li Y, Li J (2017) 1985年北京快速城市化下的農村聚落和耕地轉換 - 2010. J 農村研究 51:141 - 150. https://doi.org/10.1016/jjrurstud.2017.02.008
Lu H, Mo CH, Zhao HM, Xiang L, Katsoyiannis A, Li YW, Cai QY, Wong MH (2018) 中國的土壤污染和鄰苯二甲酸鹽來源及其健康風險:綜述。 環境資源 164:417 - 429. https:// doi.org/10.1016j.envres.2018.03.013
Ma TT, Wu LH, Chen L, Zhang HB, Teng Y, Luo YM (2015) 中國南京郊區地膜大棚土壤和蔬菜中的鄰苯二甲酸酯污染及其對人體健康的潛在風險。 環境科學污染研究 22:12018 - 12028. https://doi.org/10. 1007/s11356-015-4401-2
Martinez-Fernandez J, Esteve MA (2005) 西班牙東南部荒漠化辯論的批判觀點。 土地退化開發 16:529539. https://doi.org/10.1002/ldr.707
Mueller ND、Gerber JS、Johnston M、Ray DK、Ramankutty N、Foley JA(2012 年)通過養分和水管理縮小產量差距。 自然 490:254 - 257. https://doi.org/10.1038/nature11420
Romero P, Martinez-Cutillas A (2012) 部分根區灌溉和調節虧缺灌溉對田間種植的 Monastrell 葡萄藤的營養和生殖發育的影響。 灌溉科學 30:377 - 396. https://doi.org/10.1007/s00271-012-0347-z
Schmidt U, Schuch I, Dannehl D, Rocksch T, Salazar-Moreno R, Rojano-Aguilar A, Lopez-Cruz IL (2012) 夏季條件下的封閉日光溫室技術和能量收集評估。 園藝學報 932:433 - 440. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2015.1107.21
Seeberg V, Luo S (2018) 遷移到中國西北城市:年輕的農村婦女 s 賦權。 J Human Dev Capab 19: 289 - 307. https://doi.org/10.1080/19452829.2018.1430752
宋文君, 何先興, 於學成, 張志斌, 李玉生, 閆玉 (2013) 不同栽培年限下有機土壤基質性質的變化及其對日光溫室黃瓜生長的影響. 中國應用生態學雜誌 24:2857 - 2862
孫志,黃偉,李T,童X,白玉,馬傑(2013)彩板組裝節能日光溫室的光溫性能。 Trans Chinese Soc Agr Eng 29:159 - 167. https://doi.org/10. 3969 / j.issn.1002-6819.2013.19.020
Tiwari S, TiwariGN, Al-Helal IM (2016) 溫室乾燥機的發展和最新趨勢:areview。 更新維持能源 Rev 65:10481064. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.07.070
Tong G, Christopher DM, Li T, Wang T (2013) 被動式太陽能利用:中國日光溫室橫截面建築參數選擇綜述。 更新維持能量 Rev 26: 540 - 548. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.06.026
王華新, 徐宏華 (2016) 設施農業物聯網監控系統可靠性研究. 關鍵工程母校 693:14861491 https://doi.org/scientific.net/KEM.693.1486
王芳,杜天,邱瑞,董萍 (2010) 虧缺灌溉對日光溫室番茄產量和水分利用效率的影響。 Trans Chinese Soc Agr Eng 26:46 - 52. https://doi.org/10.3969Zj.issn. 1002-6819.2010.09.008
Wang Y, Xu H, Wu X, Zhu Y, Gu B, Niu X, Liu A, Peng C, Ge Y, Chang J (2011) 量化塑料溫室蔬菜種植的淨碳通量:全碳循環分析。 環境污染 159:1427 - 1434. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2010.12.031
Wang Y, Liu F, Jensen CR (2012) 虧缺灌溉和部分根區交替灌溉對番茄木質部 pH、ABA 和離子濃度的比較影響。 J Exp Bot 63:1907 - 1917. https:// doi.org/10.1093/jxb/err370
王杰,李S,郭S,馬C,王杰,金S(2014)中國蘇北日光溫室模擬與優化。 能源建築 78:143 - 152. https://doi.org/10.1016/j. 構建.2014.04.006
Wang J, Chen G, Christie P, Zhang M, Luo Y, Teng Y (2015) 郊區地膜大棚蔬菜和土壤中鄰苯二甲酸酯(PAEs)的發生及風險評估。 科學總環境 523:129 - 137. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.02.101
Wang T, Wu G, Chen J, Cui P, Chen Z, Yan Y, Zhang Y, Li M, Niu D, Li B, Chen H (2017) 太陽能技術與中國現代溫室的整合:現狀、挑戰和展望。 更新維持能量 Rev 70:1178 - 1188. https://doi.org/10.1016/j.rser. 2016.12.020
Wu X, Ge Y, Wang Y, Liu D, Gu B, Ren Y, Yang G, Peng C, Cheng J, Chang J (2015) 中國五個氣候區塑料溫室集約化種植驅動的農業碳通量變化。 J 清潔產品 95:265 - 272. https://doi.org/10.1016/jjclepro.2015.02.083
Xie J, Yu J, Chen B, Feng Z, Li J, Zhao C, Lyu J, Hu L, Gan Y, Siddique KHM (2017) 設施栽培系統 “®Ж^Ф“ ——地球的中國模式。 進階阿格隆 145:1 - 42. https://doi.org/10. 1016/bs.agron.2017.05.005
徐華, 王曉, 小國 (2000) 城市化及其對耕地影響的遙感與GIS綜合研究:中國福建省福清市。 土地退化開發 11:301 - 314. https://doi.org/10. 1002/1099-145X(200007/08)11:4<301::AID-LDR392>3.0.CO;2-N
Xu H, Zhao L, Tong G, Cui Y, Li T (2013) 中國日光溫室的微氣候變化與牆體配置。 Appl Mech Mater 291294:931 - 937 https://doi.org/scientific.net/AMM.291-294.931
Xu J, Li Y, Wang RZ, Liu W (2014) 用於溫室應用的具有地下季節性儲能的太陽能供暖系統的性能研究。 能源 67:63 - 73. https://doi.org/10.1016/j. 能源.2014.01.049
Yang H, Du T, Qiu R, Chen J, Wang F, Li Y, Wang C, Gao L, Kang S (2017) 改善西北地區調控虧缺灌溉下溫室作物的水分利用效率和果實品質。 農業水管理 179:193 - 204. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.05.029
Ye J (2018) 在中國的逗留者 s “掏空“ 村莊:大規模農村的反敘事 - 城市遷移。 大眾空間廣場 24:e2128。 https://doi.org/10.1002/psp.2128
袁海,王海,龐S,李麗,Sigrimis N (2013) 日光溫室封閉栽培系統的設計與試驗。 Trans Chin Soc Agric Eng 29:159 - 165. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2013.21.020
Zhang J (2007) 中國西北黑河流域水市場的障礙。 農業水管理 87:32 - 40. https://doi.org/ 10.1016/j.agwat.2006.05.020
張艷,鄒志,李傑(2014)傾斜屋頂太陽能溫室採光蓄熱性能試驗。 Trans Chinese Soc Agr Eng 30:129 - 137. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819. 2014.01.017
張艷,王平,王立,孫國,趙杰,張海,杜南(2015)設施農業生產對東北黑土中鄰苯二甲酸酯分佈的影響。 科學總環境 506-507:118 - 125. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.10.075
Zhang W, Cao G, Li X, Zhang H, Wang C, Liu Q, Chen X, Cui Z, Shen J, Jiang R, Mi G, Miao Y, Zhang F, Dou Z (2016)賦權小農。 自然 537:671 - 674. https://doi.org/10.1038/nature19368
張傑,王杰,郭S,魏B,何X,孫杰,舒S(2017)日光溫室秸稈砌塊牆體傳熱特性研究。 能源建築 139:91 - 100. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.12.061
週S,張Y,楊Q,程R,Fang H,Ke X,Lu W,Zhou B (2016) 熱泵輔助主動蓄熱釋放裝置在中國新型日光溫室中的性能。 應用工程農業 32:641 - 650. https://doi.org/10.13031/aea.32.11514