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本书面向可持续农业与农田生态安全的战略需求和前沿科学问题，以中国环渤海地区为例，研究建立了基于农田地域分区的农田土壤碳氮平衡综合评价与格局分析方法。运用DNDC区域模型和GIS技术系统，深入分析了环渤海地区农业生产区域差异与土地利用的空间变化，揭示了农田生态系统碳氮分布格局及其平衡状况，可为环渤海地区农田保育、田园综合体建设，以及农业绿色发展和农田生态环境保护决策提供参考依据。

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  丛书序一
  丛书序二
  前言
  第1章 绪论 1
  1.1 选题背景 1
  1.1.1 农田碳氮格局研究具有重要的理论与实践意义 1
  1.1.2 环渤海地区类型典型，农业发展具有重要地位 2
  1.1.3 农田施肥不当带来的突出问题日益受到关注 3
  1.1.4 深入开展科学施肥决策支撑研究势在必行 4
  1.2 研究进展 5
  1.2.1 农田土壤碳库及其影响因素 5
  1.2.2 农田土壤氮库及其影响因素 6
  1.2.3 农田生态系统碳氮平衡研究 7
  1.2.4 农田土壤碳氮研究模型及应用 8
  1.2.5 农田耕作管理措施对土壤碳氮影响 9
  1.2.6 农田施肥及其存在问题研究 11
  1.3 研究目的与内容 12
  1.3.1 环渤海地区农田地域分区研究 13
  1.3.2 环渤海不同区域农田DNDC 模型构建与验证 13
  1.3.3 环渤海地区不同养分投入下土壤碳氮含量空间差异 14
  1.3.4 环渤海地区农田土壤碳氮合理性及农业生态环境适应性探讨 14
  1.4 研究方法和技术路线 14
  1.4.1 研究方法 14
  1.4.2 技术路线 15
  1.4.3 主要创新点 15
  第2章 研究区域及其农业发展 18
  2.1 环渤海地区概况 18
  2.1.1 地理位置与区位条件 18
  2.1.2 气候特征 19
  2.1.3 地貌类型与土壤条件 19
  2.1.4 水文条件 20
  2.2 区域农业发展 21
  2.2.1 农业用地现状 21
  2.2.2 农业生产状况 22
  2.2.3 种植制度分析 24
  2.2.4 农业要素投入 25
  2.3 土地利用变化 27
  2.3.1 数据来源及处理 27
  2.3.2 分类与研究方法 29
  2.3.3 土地利用变化时空格局分析 30
  第3章 农田化肥施用评价 36
  3.1 区域农田化肥投入量的变化 36
  3.1.1 化肥总用量变化 36
  3.1.2 单位农作物播种面积的化肥使用量变化 38
  3.2 区域农田化肥利用率的变化 39
  3.2.1 农田化肥肥效的变化 39
  3.2.2 农田化肥利用率的变化 41
  3.3 化肥适宜量分析 43
  3.4 优化对策及建议 47
  3.4.1 优化化肥施用比例和产品结构 47
  3.4.2 优化区域化肥配置 47
  3.4.3 改进化肥使用技术 48
  3.4.4 推广科学施肥，提高化肥利用率 49
  第4章 农田土壤本底碳氮分布格局 50
  4.1 土壤养分空间变异及定量分析 50
  4.1.1 土壤养分空间变异的形成与影响因素 51
  4.1.2 土壤养分空间处理方法 52
  4.1.3 土壤类型与数据库 52
  4.1.4 定量评价与分析方法 53
  4.2 土壤本底有机碳分布格局 54
  4.3 土壤本底全氮分布格局 56
  第5章 环渤海地区农田地域分区 62
  5.1 分区原则 62
  5.2 分区方法 63
  5.3 指标体系 64
  5.3.1 农业生态一级分区 64
  5.3.2 二级分区 64
  5.4 农田地域分区图编制 64
  5.5 农田地域分区特征 66
  5.5.1 一级分区 66
  5.5.2 二级分区 66
  第6章 农田土壤碳氮平衡定量评价 69
  6.1 DNNC 模型简述 69
  6.2 数据来源与处理 70
  6.2.1 图形数据 70
  6.2.2 调查数据 71
  6.2.3 统计数据 71
  6.2.4 农业统计数据的检验与校正 71
  6.2.5 文献资料中数据的提取 73
  6.3 DNNC 模型数据库的建立与模型运行方案 73
  6.3.1 DNNC 模型数据库的建立及链接 73
  6.3.2 模型基本参数设置及运行方案 77
  6.4 农田土壤碳氮平衡评价 79
  6.4.1 农田土壤氮平衡评价 80
  6.4.2 农田土壤有机碳平衡评价 83
  6.4.3 农田土壤碳氮平衡不确定性分析与讨论 87
  第7章 结论与讨论 88
  7.1 主要结论 88
  7.1.1 综合运用GIS 和农田生态系统生物地球化学模型揭示区域土壤碳氮平衡及其空间差异 88
  7.1.2 环渤海地区化肥投入量、施用结构变化及其区域差异分析研究 89
  7.1.3 环渤海地区单位农作物播种面积化肥施用及其肥效变化评价分析 89
  7.1.4 环渤海地区单位农作物播种面积化肥施用的适宜量分析及优化对策研究 90
  7.1.5 建立环渤海地区农田土壤本底有机碳及全氮数据库，揭示了土壤本底碳氮分布格局 91
  7.1.6 完成了环渤海地区县域尺度农田土壤碳氮平衡定量评价与分析 91
  7.2 研究讨论 92
  参考文献 94
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