发布时间：2024-01-19 15:13:13
绪论：一篇引人入胜的生态环境的影响，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
环境农业是人类有意识改造大自然以获得食物来源的一种生产活动，是承载着人类文明延续与发展的根基。但发展到现代农业之后，农药和化肥的过度使用在生产出大量农产品的同时，也造成了严重的食品安全隐患以及土壤肥力下降、自然环境污染严重、生物多样性被破坏等严峻的环境问题[1]，人们必须要意识到现代石油农业并不是解决人类温饱问题的最佳途径，应该寻求一种对环境友好的农业生产方式。而有机农业在保障农产品安全、防止水土流失、改善生态环境等方面都能起到积极的作用[2]，是一种可持续发展的环境友好型农业生产方式，应该得到大力推广。但在传统农业种植区域，政府与农民在应用和推广有机种植模式上的积极性不高。鉴于此，本文综述近年来有机农业生产活动对生态环境积极影响的相关文献，以期为我国有机种植模式的进一步推广提供科学依据。
1有机农业的概念界定与生产准则准确地界定
有机农业的概念是研究有机农业的首要步骤，根据国家标准叶有机产品曳渊GB/T19630.1要2011冤，有机农业是指遵照有机农业生产标准，在生产中不采用基因工程获得的生物及其产物，不使用化学合成的农药、化肥、生长调节剂、饲料添加剂等物质，而是遵循自然规律和生态学原理，协调种植业和养殖业的平衡，采用一系列可持续发展的农业技术以维持持续稳定的农业生产体系的一种农业生产方式[3]。在有机生产体系中，以农业清洁生产为指导思想，核心要求是建立、恢复农业生态系统包括动物、植物和土壤微生物在内的生物多样性以及由这些生物参与、推动的物质和能量循环，以保持、提高土壤的长效肥力和易耕性[4]；具体的土壤培肥措施是激发系统内禀的自然肥力供给，如将作物秸秆、畜禽粪便和有机废弃物等腐熟还田以及轮作豆科作物、绿肥等，并采用农作物渊间冤轮作、耕种抗性作物品种以及物理措施、生物措施和生态措施作为控制农田病虫草害的主要手段，同时配合合理的耕作方式以保持水土，达到维护农业生产体系、保护生态环境的目的[5-7]。现代常规农业是目前我国耕作面积最大的农业生产方式，其长期、大量地施用农药、化肥等会抑制农田生物多样性的发展，而且残留在农田里的农药和化肥会严重污染、破坏土壤环境，并可能经淋失和径流进入地下水和河流、湖泊等水域环境造成严重的水污染[8-12]。而有机农业作为一种环境友好、可持续的农业生产方式，坚持不使用农药、化肥等物质，强调以自然、环保、不破坏农田生态的方式进行耕作、生产，避免了对水体、土壤及大气环境造成污染；而且有机农业重视科学、合理的耕作制度，采用间作、轮作等科学栽培法，不仅可以改善耕作土壤的理化性质，还能有效减少病虫害发生的机率，进一步达到保护土壤环境和生物多样性的目的[4-7，13]。总的来说，有机农业的生产过程对环境友好，能够控制农业生产过程中可能对水域环境产生的面源污染，促使土地肥力恢复，增加农业生态系统中的生物多样性，能够切实有效地保护和修复当地的生态环境。
2有机农业的生态效益
有机农业将动物、植物和土壤视作一个整体，强调在这个整体内部的资源循环利用，而且生产过程更注重保护自然环境及生物多样性，会充分考虑环境的承载力，使农业生产能与自然环境保护相协调，真正做到对环境友好。相关实践表明，开展有机农业可以使农业生产所造成的面源污染情况得到有效控制，包括动物、植物、土壤动物和土壤微生物在内的生物多样性也能迅速增加，同时减轻土地、水体和动植物界的受损程度，进而恢复和改善农业生产环境[14]。
2.1增加生物多样性
有研究表明，在过去40年内，集约化的农业生产活动是许多农田鸟类、杂草、土壤动物和土壤微生物等物种丰富度及多度下降的重要原因[8-9]。而有机农业拒绝使用农药、化肥，对生产区域内各种动物、植物、土壤动物与土壤微生物的危害极小，可以有效地恢复和保持生产区域内生物的多样性[15-16]。益鸟等动物天敌是有机农业体系中生物防治虫害的重要环节。与常规农田相比，有机农田中鸟类渊尤其是地面孵化的鸟类冤的种类和数量更高。如李现华等[17]对内蒙古磴口县境内常规农业系统和有机农业系统中动物多样性的调查结果表明，有机农业种植区的有益鸟类等生物的数量较多，而且有益昆虫渊尤其是七星瓢虫冤的数量也明显增加，而蚜虫等害虫的虫口密度则明显降低。节肢动物也是农田中数量较多的一类动物，根据相关的研究发现，有机农田内节肢动物的物种丰富度与多度都明显高于常规农田[18-19]，有助于实现对农田害虫的生态控制。与传统农业生产对杂草等植物的敌对态度不同，有机农业生产允许相对多样化的杂草生长，甚至在农田休耕时期还会轮作某些能起到绿肥作用的草类。有机农业对于杂草的态度较为温和，因而在有机农田中杂草密度、生物量或地面覆盖物通常高于常规农田系统[20-23]；还有相关研究发现，采用有机种植的农田内有较高的阔叶杂草[24]以及除草剂敏感型杂草[25]的物种丰富度和多度。有机种植方式下，农田中土壤动物的种类和数量也会有所增加，如蚯蚓就是土壤肥力的重要指示动物，蚯蚓的数量能反映土壤的结构、微气候、营养和毒性等土壤状况。
有研究表明，采用有机管理方式的农田中，土壤内蚯蚓的密度、数量均比常规农田高，如Brown[26]的研究报导发现，有机农田内蚯蚓的密度约为常规农田的2倍；还有其他相关研究也发现，有机农田较常规农田拥有较多的蚯蚓种群数量[27]。土壤中的微生物体渊细菌、真菌等冤在维持、增强土壤肥力方面发挥着关键作用，比如有益微生物群落会参与腐殖质的形成，能改善农田土壤的团粒结构，从而提高农田土壤的肥力状况。而有机农田拒绝农药和化肥的施用，减少了对土壤的破坏，在一定程度上改善了土壤微生物的生活环境。已有多项研究表明，采用免耕、轮作、施有机肥等有机种植模式的农田土壤微生物的生物量和生物活性均高于常规农田[28-32]。此外，秸秆还田作为有机农业种植体系中非常重要的土壤培肥手段之一，有大量研究发现，秸秆还田是有机农田中土壤微生物数量增加、活性增强的重要原因，如Ocio等[33]研究发现，在将秸秆翻压还田7d后，土壤中微生物的生物量增加了2倍；高美英等[34]对山西农业大学教学果园各层土壤中固氮菌数量的调查研究也发现，秸秆覆盖还田可明显增加果园各土层中固氮菌的数量，在整个0~60cm耕作层内固氮菌数量年平均增加95.47%，尤其在0~20cm土层中的固氮菌年平均增加量更达到了123.80%。总的来说，有机种植方式能有效提高种植区域内动植物、土壤动物和微生物的多样化组成，而生物多样性又具有重要的生态作用，有利于控制有害生物的发生，也有利于实现土壤营养的优化循环和保持土壤肥力等。因此，农业种植活动应采取对环境友好的技术措施，以保护种植区域内的生物多样性。
2.2改良土壤
现代农业长期、大量地使用农药、化肥、植物生长调节剂等物质，在提高作物产量的同时也严重损害了土壤环境，造成了如土壤中有机质减少、土壤微生物活力下降、土壤的蓄水保肥能力降低等恶果；而土壤是农业生产的根基，没有健康、肥沃的土壤就没有健康、营养的农产品，农业可持续发展的第一个要求就是保护和改良土壤。有机农业作为一种环境友好型的可持续农业，其发展初衷即是改善现代农业生产所造成的环境恶化，因而有机农业对于培肥、改良土壤极其重视。有机农业的培肥理论认为土壤是一个有生命的系统，施肥是在培育土壤，进而由肥沃土壤为农作物提供所需养分。因此，有机农业种植的第一步就是采取各种措施渊如施用有机肥和合理轮作等冤改良、培肥土壤，激活土壤的生命。对于有机农业中培肥土壤的方式，欧阳喜辉等[35]总结了国内外多项关于有机农业的研究，得出有机农业通过施有机肥、秸秆还田、免耕和轮作等措施可以有效增加土壤有机质、促进土壤团聚能力以及提高土壤微生物活性，从而达到培肥土壤的目的。秸秆还田与轮作也是有机农业提倡的改良土壤、维持地力的重要手段，如王宁等[36]的研究表明，秸秆还田能改善土壤环境，而且还能减少土壤碱性物质的流失，可以在一定程度上减缓土壤的酸化，维持土壤肥力；杨景成等[37]的研究也发现，与传统种植制度相比，粮草轮作结合秸秆还田可以有效地降低对土壤有机质的衰减效应。土壤微生物量碳是土壤有机库中的活性部分，是表征土壤质量和肥力的一个重要指标。董博等[38]通过长期定位试验发现，长期施用有机肥渊或有机肥与化肥配施冤可以明显增加耕作层土壤中的土壤微生物量碳和土壤有机碳。胡诚等[39]通过多年施肥试验发现，随着有机肥施用量的提高，农田土壤中微生物量碳、土壤可溶性碳、总有机碳等含量都随之增加。改良土壤、保护土壤环境是有机农业能够持续发展的根本，而长期的有机种植反过来又能提高土壤肥力、增强土壤生产力，并通过改变土壤的通透性和孔隙度等自然结构性状改善土壤环境，同时还在一定程度上增强土壤生物与微生物的活性，这都说明了有机农业是对环境友好且可持续的一种农业生产方式。
2.3保护环境
现代农业生产过程中，农药、化肥的过度使用会破坏农田土壤的理化性质，加剧水土流失、旱涝灾害，加剧对水、土和大气环境的污染，威胁生态环境安全。而有机农业采取对环境友好的方式、措施进行农业生产，能有效地保护环境，众多学者通过调查研究认为，相较于现代常规农业，有机农业具有防止水土流失、减少土壤污染、保护生物多样性、减少地下水污染、保护地表水水质以及控制温室气体排放等良好的生态效益[40-45]。有机农业在改善土壤环境、保持水土方面具有重要贡献，如卢东等[46]在多个有机种植基地中的试验表明，在控制好有机肥原料的情况下，有机农业土壤重金属污染的威胁较常规农业小；许恒周等[47]通过试验研究得出了有机农业有利于防止水土流失及土壤沙化、有助于农业可持续性发展的结论；RigbyD等[48]关于有机农业的研究也显示有机农业可以改善土壤养分缺乏状况，实现土壤肥力的持续供应和永久利用；此外，杜相革等[49]也认为有机农业可以改善土壤环境及其中的营养循环、改善土壤动植物的生存条件等，能有效增加土壤生物多样性，进而促进整个农田生态系统的可持续功能。有机农业对水环境的保护则主要体现在减少农药和化肥对地下水和地表水的污染，据相关学者估测，全世界施用于土壤中的氮肥有30%~50%经淋失进入到地下水中[50]，而我国相关部门的统计也发现农业面源污染对河流和湖泊富营养化现象的贡献率达到60%耀80%[51]，可以说现代农业是造成地下水和地表水环境污染的主要原因。而有机农业采用了轮作和休耕培肥地力、拒绝施用农药和化肥等，减少农业生产对水环境的污染，有效地保护了地表水和地下水的水质安全，据席运官等[42]对有机稻田与常规稻田排水污染进行比较研究发现，有机水稻种植方式可减少农田排水中氮的排放量，还会降低排水中的总磷浓度；徐田伟[52]也发现了有机种植业的发展可以控制区域水土流失、降低非点源污染的水平，认为发展有机农业是我国控制农业面源污染的有效途径之一。
现代农田生态系统是主要的温室气体排放源，尤其是近年来CH4和N2O的排放量增加更是主要来源于现代农业生产活动[53]，而有机农业鼓励系统内的资源循环利用，减少了内部资源的浪费和外部资源的消耗，进而减少了温室气体的排放，改善了大气环境状况。在一项针对丹麦农业的研究中发现，如果将丹麦所有的农业用地全部转换成有机农业，则农业体系中的能量消耗和氮流通的减少可使丹麦全国温室气体渊CO2、CH4和N2O冤的排放量相应减少13%耀38%[54]。综合可知，有机农业可以不断改善农业生产环境，保护农业耕作范围内的土壤、水体和大气环境，尤其是在生态环境处于亚健康的地区发展有机农业还能够有效地减轻农业面源污染，加快地区生态环境的恢复，促进有机农业的可持续发展。
试验于2011年在云南省大理白族自治州宾川县和云龙县进行,供试土壤为砂壤土。宾川县地处云南省西部,金沙江南岸干热的河谷地带,属中亚热带冬干夏湿高原季风气候区,热量丰富,干旱少雨;试验地力角镇海拔1420m,土壤pH6.51,有机质20.69g•kg1,速效氮、磷、钾含量分别为136.05mg•kg1、100.71mg•kg1和18.40mg•kg1,土壤肥力中等偏上。云龙县地处云南西部,滇西澜沧江纵谷区,属北亚热带季风气候区,夏秋季节降水丰富,雨热同期;试验地旧州镇海拔1400m,土壤pH6.40,有机质23.89g•kg1,速效氮、磷、钾含量分别为142.54mg•kg1、1080.89mg•kg1和19.18mg•kg1,土壤肥力中等偏上。供试烟草品种为“TN86”,前茬作物为蚕豆,供试肥料为硝铵、硫酸钾和烟草专用复合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)。宾川县和云龙县试验地的施氮量均是225kg•hm2。5月5日移栽,行株距为1.1m×0.55m。基肥在起垄前全部条施,追肥于移栽后25d、55d在烟株根部两侧穴施后中耕。烟田移栽后75d打顶,统一留叶数为每株25片,8月17日烟叶成熟,宾川县和云龙两地同时进行采收,半整株成熟砍收置于标准化晾房[14]内晾制。
1.2试验处理与取样
烟株成熟前在宾川县选择80株健壮整齐的烟株,收获后取40株挂在宾川县本地标准晾房晾制,另取40株于砍收当日(2011年8月17日)运至云龙县标准晾房晾制;烟株成熟前在云龙县选择80株健壮整齐的烟株,收获后取40株挂在云龙县本地标准晾房晾制,另取40株于砍收当日(2011年8月17日)运至宾川县标准晾房晾制。成熟采收的白肋烟置于晾房内,自然条件下,空气流动带走烟株水分,晾制60d后取样,取上部叶(20、21、22叶位)1.5kg待测定。为了使样品具有更广泛的代表性,采用半叶取样法,样品烟叶中取半片烟叶,烟叶在60℃下烘干后,用碾子磨碎后过60目筛子,测定烟叶中的常规化学成分和中性致香物质含量。
1.3气象数据采集
采用奥作生态仪器公司生产的HOBOU23系列数据采集器,记录白肋烟晾制期间晾房内的温度和湿度,设置每小时记载一次。白肋烟成熟砍收置于晾房内,自动温湿度仪开始记录,直到烟叶晾制结束后终止记录,通过HOBOwarePro软件下载读取温度和湿度的数据。
1.4单料烟感官质量评吸
将半叶取样的4个处理烟叶外观质量评定后的片烟进行切丝卷制单料烟,卷烟感官评吸鉴定聘请新郑卷烟厂和河南农业大学评吸专家进行,分别按香气量、香气质、浓度、劲头、刺激性、杂气、余味等7项指标进行打分,每项满分10分,燃烧性5分,总分75分,各评委分别打分,然后取平均数。
1.5香气物质含量的测定
香气物质测定的前处理采用“水蒸气蒸馏二氯甲烷溶剂萃取”法[15]。在500mL圆底烧瓶中加入10.0g烟样、1.0g柠檬酸、500L内标(302g•mL1硝基苯)、350mL蒸馏水。安装同步蒸馏萃取装置,从冷凝管上方加入40mL二氯甲烷于250mL烧瓶中,待开始沸腾时进行同时蒸馏萃取,装置中出现分层时开始计时。2.5h后,收集250mL烧瓶中的有机相,加入10g左右无水硫酸钠摇匀至溶液澄清,转移有机相到鸡心瓶,水浴浓缩有机相至lmL左右。所得分析样品以GC/MS鉴定结果和NIST库检索定性。采用美国HP5890II-5972气质连用仪对烟叶样品进行定性分析。色谱柱为HP-5[60m×0.25mm(i•d)×0.25m(d.f.)];载气(He)的流速为0.8mL•min1;进样口温度为250℃,传输线温度为280℃,离子源温度为177℃;升温程序为在50℃停留5min,以5℃•min1的升温速度升至120℃,停留5min,再以5℃•min1的升温速度升至180℃,停留5min,然后以6℃•min1的升温速度升至250℃,停留15min;分流比为1︰15,进样量为2L,电离能为70eV;电离方式为EI;质量数范围为50~500Da。采用NIST02谱库检索定性。假定相对校正因子为1,采用内标法定量。
1.6质体色素测定
采用高效液相色谱法测定质体色素[15],略作修改。样品前处理:干烟叶磨碎后过100目筛,准确称取样品2.50g,置于50mL三角瓶中,加入30mL丙酮,超声波萃取lh,在20℃下静置1h,取10mL至离心管,加入0.10g醋酸铅,10000r•min1和4℃下离心10min,用0.45μm针头过滤器过滤进样,每个样品平行测定3次,取平均值。整个处理过程在避光条件下进行。液相色谱条件:色谱柱为SunfireC18反相色谱柱(3.9mmi.d×150mm,5μm)。流动相:A,甲醇︰异丙醇=1︰1(体积比);B,超纯水(R>18M)。流速:0.5mL•min1。梯度洗脱:0~10min(90%A+10%B)、10~27min(100%A)、27~30rain(90%A+10%B),平衡5min后自动进下一样。进样量10L,柱温25℃。各组分在最大波长下提取色谱图计算峰面积定量,各组分校正曲线R2>0.99。甲醇、异丙醇为J.T.Baker公司(美国)生产的色谱纯试剂;叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、紫黄质、新黄质和β-胡萝卜素等标准物由WAKO公司生产,纯度>95%。
1.7常规化学成分的测定
烟叶晾制结束时,上部叶测定的常规化学成分:总糖、烟碱、总氮,其中采用消化法测定总氮[9],采用比色法测定总糖和烟碱[9],采用气相色谱法对烟碱含量进行分析。气相色谱仪为Agilent6890,检测仪为FID,具体操作和参数设定按照Burton等[15]的方法进行。1.8统计方法采用SAS(statisticalanalysissystem)v6.12软件进行相关数据的统计分析。
2结果与分析
2.1不同生态环境下白肋烟晾制期间温、湿度差异及对晾制进程的影响
2.1.1白肋烟晾制期间晾房内的温度、湿度差异云南省宾川县和云龙县均处于滇西地区,宾川县地处金沙江南岸干热的河谷地带,云龙县地处滇西澜沧江纵谷区。由于地势地貌影响,两地的气候特征差异较大,云龙自然降雨偏多,空气相对湿度较高,而宾川自然降雨量较少,空气相对湿度较低。采用温湿度自动记录仪对宾川县和云龙县的标准化晾房内温度、湿度进行连续测定,结果表明,云龙县晾房空气相对湿度显著高于宾川县晾房(图1),整个白肋烟晾制期间,云龙县空气相对湿度比宾川县高出4.42%~16.54%,以晾制后第4~6周两地晾房内的相对湿度差最大。白肋烟晾制期间两地的晾房内空气温度差异相对较小,无显著差异,且变化趋势较为一致(图1)。
2.1.2不同生态环境对白肋烟晾制进程及不同时期温度、湿度的影响宾川县晾房烟叶整个晾制过程为46d,而云龙县晾房烟叶晾制持续55d,其中烟叶的凋萎期、变黄期、褐变期和干筋期分别比宾川县晾制的烟叶多1d、2d、3d和3d。4个时期云龙县晾房的空气相对湿度分别比宾川县晾房高10.49、4.73、13.23和13.88个百分点,分别增加13.90%、6.65%、18.85%、21.05%,而相应的温度差异较小,两地空气湿度差异是造成烟叶晾制进程不同的主要因素(表1)。
2.2不同生态环境下白肋烟晾制后的外观质量和物理特性
不同生态环境下生长的烟叶分别在不同环境中晾制,上部烟叶的外观质量存在明显差异。烟叶产地不同,同一晾制环境下外观基本相同,在空气相对湿度较大的云龙县晾制出的烟叶颜色较深、身份较适中、油分较多、烟叶颜色分布均匀,而在相对湿度偏低的宾川县晾制出的烟叶颜色稍淡、叶片身份适中、烟叶颜色分布不均、油份稍少、结构较为紧密。烟叶外观的差异与晾房内湿度差异密切相关,烟叶在云龙县晾制期间,空气中的水蒸气含量高,烟叶内自由水随之增多,烟叶晾制时间长,大分子物质降解程度高,烟叶内物质转化充分,烟叶身份稍薄较适中;在空气中相对湿度低的宾川县晾制的烟叶,烟叶的褐变时间短,烟叶内的物质降解和转化不充分,烟叶颜色稍浅,身份适中(表2)。不同生态环境下烟叶的叶面积差异达到极显著水平(F=1146.0026**),表现为同一晾制环境下,宾川县生产的烟叶叶面积极显著大于云龙县生产的烟叶。不同生态环境下烟叶的烟叶厚度差异达到极显著水平(F=2281.4596**),表现为同一产地烟叶,在宾川县晾制的烟叶厚度极显著高于在云龙晾制的烟叶。烟叶的叶面积与烟叶厚度呈负相关关系。白肋烟的烟叶物理特性与生长环境、调制环境相关。两组烟叶的单叶重和含梗率差异达到极显著水平(F=1146.0026**,193.9045**)。同一产地,烟叶的单叶重均表现为在云龙县晾制的烟叶小于在宾川县晾制的烟叶,烟叶的含梗率均表现为在云龙县晾制的烟叶大于在宾川县晾制的烟叶。同一产地烟叶表现为云龙县晾制的烟叶含梗率较高、单叶重较小。
2.3不同生态环境下白肋烟晾制后的质体色素含量
质体色素存在于烟叶植物细胞器的质体中,包括绿色素(叶绿素a、叶绿素b)和黄色素(叶黄素、新黄质、紫黄质和β-胡萝卜素)。叶绿素是烟叶成熟和调制过程中变化最剧烈的标志性物质,包括叶绿素a、叶绿素b、脱镁叶绿素等[16]。烟叶调制过程中,类胡萝卜素和叶绿素都降解,叶绿素剧烈减少,但类胡萝卜素的降解速度缓慢,在调制中期叶绿素大量减少后类胡萝卜素呈现出黄色。调制结束,黄色素也因分解而大量减少。在晾制过程中,白肋烟色素的含量减少可以从视觉上明显观察到[17]。质体色素是烟叶中的一类重要香气前体物,在烟叶成熟、调制、醇化和燃烧过程中可降解形成多种体现烟草特征香味的物质[1819]。叶黄素在9~10位发生双键断裂,氧化降解后形成烟草别重要的香味物质——巨豆三烯酮;叶黄素在6~7位发生碳链断裂,可以形成重要的香味成分——氧化异佛尔酮;叶黄素在21~22位发生断裂,氧化降解后形成β-大马酮。β-大马酮具有玫瑰特征香气,能使烟气香气质量明显提高[16]。质体色素降解产物酸、醛、酮、醚类等都是次生代谢产物,它们的积累转化受环境因子的影响极大[20]。对晾制后烟叶的质体色素(绿色素和黄色素)含量进行测定,试验结果表明(表4),对宾川县和云龙县生产的烟叶:(1)宾川县晾制的烟叶β-胡萝卜素比云龙县晾制的分别高6.06%、14.45%;(2)云龙县晾制的烟叶新黄质比宾川县晾制烟叶分别高出55.56%、67.47%;(3)云龙县晾制的烟叶叶黄素比宾川县晾制烟叶分别高出89.74%、27.54%;(4)云龙县晾制的烟叶紫黄质比宾川县晾制烟叶分别高出19.78%、205.26%;(5)云龙县晾制的烟叶叶绿素a比宾川县晾制烟叶分别高出50.49%、8.97%;(6)云龙县晾制的烟叶叶绿素b比宾川县晾制烟叶分别高出177.22%、9.76%;(7)云龙县晾制的烟叶叶绿素总量比宾川县晾制烟叶分别高出54.29%、9.00%。同一产地烟叶不同地点晾制,烟叶中质体色素含量的差异表现为宾川县生产的烟叶大于云龙县生产的烟叶。云龙县生产的烟叶,在云龙县晾制紫黄质含量极显著高于在宾川县晾制,这可能与云龙县低湿的调制环境和底物反应浓度相关;宾川县生产、云龙县晾制的烟叶中叶绿素含量极显著高于宾川县晾制的烟叶,这可能与宾川县的高温低湿晾制条件促进了叶绿素降解。同一产地烟叶,类胡萝卜素/叶绿素的比值表现为宾川县晾制的烟叶大于云龙县晾制烟叶,反映出云龙县晾制的烟叶中类胡萝卜素降解彻底,宾川县晾制的烟叶类胡萝卜素降解不充分。
2.4不同生态环境下白肋烟晾制后的中性香气成分含量
上部烟叶中的中性香气成分存在差异:宾川县生产的烟叶中芳香族氨基酸降解产物、美拉德反应产物、西柏烷类降解产物、类胡萝卜素降解产物、叶绿素降解产物和中性香气成分的总量均表现云龙县晾制的烟叶比在宾川县晾制的烟叶极显著高,分别提高77.81%、83.688%、56.91%、47.62%、45.23%、47.31%;云龙县生产的烟叶中美拉德反应产物、西柏烷类降解产物、类胡萝卜素降解产物、叶绿素降解产物和中性香气成分的总量均表现为云龙县晾制的烟叶比宾川县晾制的烟叶极显著高,分别提高48.00%、42.34%、18.17%、19.16%、20.37%。同一晾制环境,烟叶中性香气成分含量表现为宾川县生产的烟叶大于云龙县生产的烟叶,这可能与宾川和云龙两地生长的烟叶的大田干物质积累量相关;同一产地烟叶的中性香气成分含量表现为云龙县晾制的烟叶大于宾川县晾制的烟叶,这可能与烟叶物质降解和环境温湿度密切相关。同一产地烟叶在湿度偏高的云龙县晾制的烟叶中叶绿素降解产物、类胡萝卜素降解产物、类西柏烷类降解产物、糖类降解产物、苯丙氨酸降解产物含量比湿度偏低的宾川县晾制的烟叶含量高。云龙县湿度大,烟叶晾制期间失水速度缓慢,香气前体物质降解转化充分,故香气含量高;宾川县湿度小,烟叶晾制期间失水快,物质转化不充分,故香气含量偏低。
2.5不同生态环境下白肋烟晾制后的主要化学成分
将两组白肋烟置于两种晾制环境内调制,烟叶内的总氮、烟碱和总糖的含量差异达到极显著水平:同一产地烟叶,烟碱和总糖含量表现为在宾川县晾制的烟叶中烟碱和总糖含量极显著高于在云龙县晾制的烟叶;而总氮含量均表现为在云龙县晾制的烟叶极显著高于宾川县晾制的烟叶。不同的晾制环境下烟叶内的化学成分产生显著差异,湿度大的环境(云龙县)晾制出的烟叶总氮含量高,但其烟叶的烟碱和总糖含量显著低于低湿环境(宾川县)晾制的烟叶,这与晾制环境的湿度对烟叶内物质降解此消彼长相关,这方面的环境因素对烟叶内物质降解影响有待进一步研究(表6)。
2.6不同生态环境下白肋烟晾制后卷制的单料烟感官质量鉴定
将不同晾制环境中晾制的烟叶卷制单料烟进行感官评析,分别按香气(包括香气量、香气质和杂气,每项各10分)、吸味(浓度、劲头、刺激性和余味,每项各10分)和燃烧性(5分)进行打分,所得结果如表7所示。结果表明,在云龙晾制上部烟叶的香气量、香气质、浓度、刺激性、余味和燃烧性均比宾川晾制的烟叶得分高,表明云龙晾制的烟叶香气量多、香气质纯净、香气浓度大、杂气少、余味干净。同一产地烟叶,云龙晾制的烟叶单料烟评吸综合得分均比宾川晾制的高(宾川产地的烟叶高1.9分,云龙产地的烟叶高1.7分);同一晾制环境,宾川生产的上部叶单料烟评吸综合得分均比云龙生产的高(宾川晾制的烟叶高0.3分,云龙晾制的烟叶高0.5分)。在湿度大的环境(云龙)晾制烟叶有利于烟叶感官质量提高,主要表现为香气量充足、香气质好(表7)。
2研究方法
2．1栅格单元
采用栅格单元作为评价单元，可以把行政区内部各指标在空间上的差异性列入其中，打破了行政界线的限制和约束，使指标具有空间性，能结合GIS把评价结果落实到每一个栅格单元中［9］，从而对土地利用总体规划的生态环境影响进行评价。在土地利用类型矢量数据栅格化过程中，通常采用主要类型法、中心点法、重要性法、长度占优法和比例分成法对栅格进行赋值［10］，综合比较这几种方法，为了保证栅格内各土地利用类型无面积信息损失，本文采用比例分成法对栅格单元进行赋值。比例分成法最大的特点就是针对每个土地利用类型单独生成一个栅格数据，各栅格数据中每一个格网的值源于该类型要素在本单元中所占的面积比例。
2．2生态系统服务价值法
生态系统服务功能是指生态系统服务与生态系统功能的综合［11］。土地利用总体规划引起的土地利用结构和分布格局的变化必然会影响土地这个陆地生态系统的生态环境，进而影响包括农用地、水体、草地等在内的生态功能，因此对这些用地类型变化导致的生态服务功能和价值的变化进行核算，可以定量评价土地利用总体规划对生态环境的影响程度。在土地利用规划用途分类的基础上，综合考虑各地类的生态服务价值，将南川区的土地类型整理合并为耕地、园地、林地、草地、建设用地、水体6大类。由于裸地和交通用地的生态价值很小，故本文中不考虑其生态服务价值。参考Costanza［12］、冉圣宏［6］、陈仲新［13］等人对土地利用生态系统服务功能的研究结果，并根据式（1）进行适当修正，确定南川区各种土地类型生态系统服务功能的单价，并将南川区的生态系统服务功能分为10项。
3数据来源及数据处理
3．1数据来源
本文所采用的数据主要来自于《南川区土地利用总体规划（2006—2020年）》。本轮规划基期年为2005年，规划的基础数据采用的是2009年南川区第二次土地利用现状调查数据，规划年数据采用规划方案确定的2020年土地利用数据。评价选取的数据主要包括基期地类图斑、土地规划地类、基期线状地物等面状和线状矢量数据。
3．2数据处理
3．2．1比例分成法评价模型根据南川区区域特征和区内各土地类型的空间分布特点，在ArcGIS9．3平台中按平面坐标和区域范围建立大小为100m×100m的格网，建立格网单元编号字段，并通过Fieldcalculator计算赋值。采用Overlay空间叠加分析工具，将格网图层与基期地类图斑、土地规划地类分别进行叠加，计算各图斑内各土地利用类型所占的比例。通过属性选择工具输出各土地利用类型的栅格图层，利用格网面积、地类所占比例和该地类单位生态服务价值计算各格网该地类的生态服务价值。最后通过外部表格连接法将各土地利用类型的生态服务价值累加赋值给各格网单元，在此基础上根据生态服务价值对格网图层栅格化，得到基期年和规划年各格网单元的生态服务功能价值的栅格图层。
3．2．2规划前后生态环境状况
分别计算各格网单元规划基期年和规划年的土地利用类型生态服务功能总价值，并据此将生态环境状况分为优、良、一般、将各格网单元规划年与基期年的土地利用类型生态服务功能价值相减，并求得其所占基期年值的比例，得出土地利用总体规划实施后生态环境状况的变化幅度。
4评价结果与分析
对研究区域基期年和规划方案规划目标年的土地利用类型的生态环境状况进行了综合评价。评价结果表明，在土地利用类型数量与结构上，研究区域在规划方案实施后整体的生态环境状况明显变好，全区土地利用类型生态服务功能总价值从基期年的101157．13万元上升到规划年的108936．49万元，提高了7．69％（表5），说明该规划方案对南川区建设特色生态旅游区和现代农业发展区的发展目标具有重要的指导和推动作用。通过相关系数分析得出规划期间各土地利用类型的面积变化值和其生态服务价值变化值的相关系数达到了0．95，说明区域土地利用结构和布局的调整对其生态环境状况能够产生非常大的影响，同时也说明了该规划方案中土地利用结构调整和布局优化对生态环境改善的积极作用。该规划方案中通过生态绿地和防护绿地等生态工程建设、土地整治、金佛山水库建设和为建设现代特色生态农业园区进行的农业产业结构调整大大增加了园地、林地、水体等生态用地的规模，生态用地总面积比2009年增加了7790．73hm2，总规模扩大到108756．15hm2，尤其是林地规模的扩大对生态环境状况的改善起了重要作用，其面积增加了12361．12hm2，生态服务价值贡献值增加了6722．87万元。同时，该规划方案中城乡建设用地总规模减少了603．65hm2，通过土地整治，有3136．93hm2的农村居民点得到综合整治，其中规划至耕地1591．22hm2，林地826．62hm2；且新增农村居民点控制在1948．53hm2，新增城镇用地控制在741．65hm2，新增城乡建设用地占用耕地控制在1012hm2。城乡建设用地总体规模的减少，新增建设用地规模和占用耕地面积得到合理控制，有效地增加了耕地和林地等生态用地的规模，并很好地促进了建设用地的集约节约利用，这也很好地促进了全区生态环境状况的改善。
南川区在规划基期年生态环境状况一般的地区占全区面积的44．24％，52．28％的地区生态环境状况低于一般水平，生态环境状况优良的地区仅占全区面积的3．48％。规划目标年生态环境状况低于一般水平的地区下降到45．32％，生态环境状况一般的地区占51．03％，并且生态环境状况优良的地区所占比例上升到3．65％。同时，比较基期年与规划目标年，生态环境状况变化幅度R为正的地区占全区总面积比例高达92．32％，生态环境状况明显变好的区域更是达到了13．09％；而生态环境状况变化幅度R为负的地区仅占全区面积的7．68％，只有2．65％的区域生态环境状况明显变差，说明该规划方案对全区的生态环境整体状况产生了极大的有利影响。从图1—2可知，基期年和规划年南川区的生态环境状况均以南部金佛山特色生态旅游区为最佳，北部现代生态农业示范区次之，中部城乡一体化示范区最差；这主要是因为方案中南川区规划前后生态服务值最大的林地主要分布在南部金佛山区，生态服务价值次之的耕地、园地等主要分布在北部现代生态农业示范区，生态服务功能较低的建设用地则相对集中分布于中部城乡一体化示范区。全区生态环境状况优良的地区则主要集中在龙岩河、黎香湖水库、肖家沟水库、金佛山、楠竹山、山王坪、黎香湖等主要河流、重大水库、自然保护区、风景名胜区以及城市规划的绿心绿带等生态环境保护的重点区域。由图3可知，南川区大部分地区的生态环境状况在规划期间无明显变化，但明显好转的区域占了很大比例，尤其是在新规划的金佛山水库、退耕还林等生态工程建设的重点区域如金佛山区、城镇和场镇规划确定的永久性生态绿地区等体现的最为明显，这主要是由于林地和水体等生态用地的增加给这些地区带来了有利影响；生态环境状况变差的地区主要分布在新增建设用地占用耕地等生态用地的地区，尤其是新增的龙岩河、水江、南平等工业园区和南涪铁路、渝湘高速等交通用地周围表现的最为明显。
