应用粒子滤波同化条件植被温度指数的土壤水分估测

为了准确地获取2013—2015年关中平原冬小麦主要生育期土壤含水量(0~20 cm)的时空信息,基于Landsat-8遥感数据反演条件植被温度指数(CVTI),并结合CVTI和实测土壤水分间的线性相关性构建土壤水分反演模型。应用粒子滤波(PF)算法同化基于CVTI反演的和CERES-Wheat模型模拟的土壤水分,得到以天为步长的土壤水分同化值,利用土壤水分实测值分别检验土壤水分模拟值、反演值和同化值的精度。结果表明,CVTI和实测土壤水分间的线性相关性显著,尤其在小麦拔节期和抽穗~灌浆期,其相关性达到极显著水平(P0.01);土壤水分同化值和实测值间的线性相关性(r=0.96,P0.001)大于土壤水分模拟值和实测值间的相关性(r=0.71,P0.01)以及土壤水分反演值和实测值间的相关性(r=0.89,P0.001);土壤水分同化值的均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)比土壤水分模拟值的RMSE和MRE分别降低了0.025 cm~3·cm~(-3)和2.70%,比土壤水分反演值的RMSE和MRE分别降低了0.016 cm~3·cm~(-3)和4.15%,同化过程提高了时间序列土壤含水量的估测精度。因此,基于CVTI和PF算法能够较为准确估测关中平原小麦主要生育期的土壤含水量。     

不同湿润比下滴灌土壤入渗特性模拟试验研究

为了研究滴头流量和设计湿润比对土壤水分运移规律及湿润体特性的影响,前期利用粘壤土进行试验研究,然后依据非饱和土壤水动力学理论和滴灌条件下土壤水分运移特征,建立了土壤水分运动模型,利用HYDRUS-3D对不同湿润比下滴灌土壤入渗模型进行求解。通过所建模型,对11个观测点的模拟结果与实测结果进行了对比,得出灌水结束时各观测点模拟与实测含水率的相对误差均小于10%,实测与模拟湿润比的相对误差为4.75%~11.78%。利用所建模型对不同情景下湿润体运移规律进行了模拟,获得了湿润体特征变化规律:滴头流量主要影响水平湿润锋的运移距离,而设计湿润比对垂直湿润锋运移距离的影响较大;滴头流量相同时,设计湿润比越大,湿润体内平均含水率越大,高含水区(含水率0.410 cm~3·cm~(-3))半径也越大;设计湿润比相同时,湿润体内含水率高于0.410 cm~3·cm~(-3)的湿润半径随流量增大而增大。     

覆膜开孔条件下植物混掺对土壤蒸发的影响

为探讨覆膜开孔条件下植物混掺对土壤蒸发规律的影响,测定了不同植物混掺物(玉米叶和玉米芯)、土壤容重(1.35 g·cm~(~(-3))和1.40 g·cm~(~(-3)))、膜孔直径(2、4 cm和6 cm)在植物混掺比例为1%时的土壤水分扩散率、土壤水分特征曲线和土壤累计蒸发量。结果表明:相同土壤容重条件下的土壤水分扩散率呈现1%玉米芯纯土1%玉米叶;纯土及同种植物混掺物相同混掺比例处理中,土壤水分扩散率均表现为土壤容重1.35 g·cm~(~(-3))处理高于1.40 g·cm~(~(-3))处理;低吸力阶段,各处理土壤含水率下降较快,土壤水分特征曲线较陡,随土壤水吸力逐渐增大,曲线呈现变缓趋势;在相同土壤水吸力下,各添加植物混掺物处理的土壤含水率均高于纯土处理;不同土壤容重的土壤累计蒸发量呈现1%玉米芯1%玉米叶纯土;各处理土壤累计蒸发量随膜孔直径变化呈现出6 cm4 cm2 cm的规律;相同膜孔直径条件下,各处理土壤累计蒸发量均表现为土壤容重为1.40 g·cm~(~(-3))的处理高于1.35 g·cm~(~(-3))处理。     

滴灌条件下核桃园土壤水分动态变化的数值模拟研究

为探究滴灌条件下核桃根系对土壤含水量的影响,试验以8 a生核桃树为研究对象,使用分层分段挖掘法分析核桃根系的空间形态分布,通过构建HYDRUS-2D模型,对有根系吸水下的土壤水分变化进行求解,并利用实测点数据校验2D模型的可用性。经过实际计算与理论分析,得出如下结论:在垂直二维剖面中,水平距树0~30 cm、垂直40~60 cm土层的细根根长密度分布最大,为1 618.216 m·m~(-3)。对比实测数据与模拟数据,结果显示RMSE均小于0.0186 cm~3·cm~(-3),ME绝对值小于0.0108 cm~3·cm~(-3),证明数值模拟效果较好,HYDRUS模型可应用于实际试验研究。将根系模块纳入模型模拟,并比照单独水流模块作用,结果显示根系对土壤含水量产生影响,使体积含水率曲线整体低于单独水作用下的含水率曲线,且两者关系差异性显著。模拟核桃生育前期土壤含水量变化,结果表明灌水后6 d至7 d内,土壤含水量存在明显减小现象,故可将生育前期灌水周期设定为6 d或7 d。     

基于Sentinel-2A遥感数据对吉林白城市土壤含盐量的反演

基于Sentinel-2A遥感数据,结合白城市表层土壤采样的全盐含量化验值,利用统计与拟合分析的方法,建立土壤盐渍化遥感监测模型,对研究区表层土壤含盐量进行反演分析。结果表明:①研究区土壤的反射率与含盐量呈正相关,相关系数在Sentinel-2A第5波段(中心波长为0. 705μm)达到最大值,为r=0. 902,利用第5波段反射率建立的土壤含盐量反演模型TSC=50. 776R_5-8. 262,模型的决定系数R~2=0. 813,检验样本的均方根误差RMSE=0. 814 g·kg~(-1);②将反射率进行指数、幂、S曲线等数学变换后,可以显著提高拟合精度,其中,第8波段反射率的幂函数变换后,建立土壤含盐量的单波段反演模型TSC=77. 51x~(2. 346)精度最好,模型的决定系数R~2=0. 888;③利用多元逐步回归分析的方法建立土壤含盐量的多波段反演模型TSC=-13. 810+38. 973R5-14. 122e~(R_5)+23. 896R_8~(2. 248)+1. 743ln(R_9),模型的决定系数为R~2=0. 924,检验样本的均方根误差为RMSE=0. 736 g·kg~(-1)。     

2003-2019年蒙古高原多年冻土时空动态变化及其影响因素分析

基于1km的MODIS地表温度产品(MOD11A1和MYD11A1),使用地表冻结数模型反演2003-2019年蒙古高原多年冻土分布.在此基础上,提出了一种将识别冻土分布的逻辑值转化为定量计算多年冻土变化率的方法,分析蒙古高原多年冻土时空变化特征及其影响因素.主要结果表明:蒙古高原多年冻土面积约57.07×104km2...     

土壤水分下限调控灌溉对春青稞生长、产量和水分利用的影响

为探究林芝河谷地区利于春青稞生长发育和产量提高的大田调控灌溉模式,以喜马拉22号为试材,在全生育期分别设置了80%～85%θ_f(W_1)、75%～80%θ_f(W_2)、65%～70%θ_f(W_3)、55%～60%θ_f(W_4)和45%～50%θ_f(W_5)5个土壤水分下限调控水平和1个旱作处理(CK),研究了不同土壤水分调控下限对春青稞生长、耗水、干物质积累及产量的影响。结果表明:灌水处理对春青稞中后期株高生长影响显著,抽穗期、乳熟期株高较CK分别提高了37.28%和44.33%;W_1、W_2及CK处理的春青稞单株叶面积在抽穗期后率先降低,平均衰减速率为-0.20 cm~2·cm~(-2)·d~(-1),且乳熟期后各处理的叶面积相对生长率呈显著负增长;春青稞生育期总耗水量随水分调控下限的降低直线下降,耗水强度基本在5 mm·d~(-1)左右;灌水处理较CK提高了春青稞干物质积累量,平均增幅13.95%,以抽穗期最大。不同处理的春青稞产量及水分利用效率均随水分调控下限的降低呈先升高后降低的趋势,其中W_4的水分利用效率和作物收获指数分别为1.15 kg·m~(-3)和0.40,明显高于W_1(0.28 kg·m~(-3),0.28)、W_2(0.91 kg·m~(-3),0.30),且该处理在较低的灌水量(252.52 mm)下获得最高的产量(6 237.05 kg·hm~(-2))。综合认为,基于本试验条件下的春青稞全生育期土壤水分调控下限为55%～60%θ_f时,节水增产效应显著。     

典型草原禁牧条件下土壤水分对降雨模式的响应

通过在锡林郭勒草原设置禁牧和放牧试验点,对气象、植被、土壤要素和5 cm、10 cm、15 cm、30 cm层土壤水分进行监测分析,揭示典型草原禁牧条件下降雨和土壤水分的变化及转化规律,结果表明:禁牧3 a后土壤垂向异质性增强,降雨过程中各土层土壤含水量差异显著,放牧区则相反;土壤水分对降雨响应的滞后时间随土层深度增加而增加,相对于禁牧区,放牧区浅层土壤(5 cm、10 cm)持水性能较弱,入渗完成用时较短;5 mm以下的降雨对禁牧和放牧区土壤水分均无明显补给作用,当降雨连续均匀且强度不超过5 mm·h~(-1)时最有利于入渗,放牧区入渗深度达到15 cm和30 cm层分别需要7.9 mm和大于25 mm的降雨,而禁牧区大于5 mm的降雨就可以入渗到30cm土层;强度5～6 mm·h~(-1)的独立降雨只能入渗到表层土壤中(5 cm),强度大于15 mm·h~(-1)的降雨在禁牧区能通过大孔隙快速入渗到30 cm及更深层土壤,放牧区则表层入渗较快(0～5 cm),深层入渗较慢,会形成地表径流甚至洪水灾害。该研究的结果可以为草地生态水文过程研究和制定合理的放牧政策提供参考。     

垄作沟灌条件下灌溉定额对土壤水盐分布和制种玉米耗水的影响

通过田间试验对垄膜沟灌条件下,不同灌溉定额对土壤水盐分布及制种玉米产量和水分利用效率的影响进行了研究。结果表明:灌溉定额对垄顶和沟底0~100 cm土层水盐分布具有不同的影响,随着灌水定额的增加,垄顶土层盐分累积效应明显高于沟底土层,深层土壤水分含量高于浅层土壤水分含量;灌水阶段,表层土壤脱盐量随着灌水定额的增加而增大,土壤蒸发阶段,灌水定额大的处理表层土壤盐分累积效应明显;作物耗水量及土壤的储水能力受灌溉定额影响显著,当灌水定额大于400 m~3·hm~(~(-2))时能显著增加沟底土壤水分的垂直运动,促进水分在深层土壤中储存;随着灌溉定额的增加,制种玉米的穗长、穗行数、行粒数呈增加的趋势。从节水增产角度考虑,制种玉米全生育期灌水5次(播后、拔节期、大喇叭口期、抽穗期、灌浆期),灌水定额为500 m3·hm~(~(-2)),灌溉定额为2 500 m~3·hm~(~(-2)),土壤盐分累积效应最低且作物水分利用效率(0.825 kg·m~(~(-3)))和产量效应(4 219.91 kg·hm~(~(-2)))最优。     

黄土丘陵区雨养梨枣树生长对初始土壤含水率的响应

以6年生矮化密植梨枣树(Ziziphus jujuba Mill.)为试材,在雨养条件下,设置4种不同初始土壤体积含水率水平(1区,15.17%;2区,14.33%;3区,11.34%;4区,8.61%),测定并分析土壤水分变化、枣树生长、枣树耗水及其产量。结果表明:在雨养条件下,随着时间的推进,4个小区的土壤体积含水率不断接近,由最初的有显著差异变为没有显著差异;梨枣林地在低土壤水分情况下,可以通过自然降雨修复干层;4个小区的生物量和产量都是随着初始土壤含水率的减小在减小,且小区之间产量差异显著;4种初始土壤水分条件下,4个小区获得的产量分别为21 744.9、18 648.0、12 354.3 kg·hm~(-2)和6 660.0 kg·hm~(-2),说明即使在初始土壤水分亏缺情况下,在平水年也可以得到一定的产量;高度为0.9~1.2 m,冠幅为0.5~0.9 m的梨枣树,产量却达到最高21 744.9 kg·hm~(-2),说明梨枣获得高产不需要高大的树体,所以矮化密植具有很大潜力。     

新疆奇台县近42a气候变化特征分析

根据新疆奇台县气象站的气温及降水资料,利用线性趋势函数及M ann-kendall突变检测法分析了该地区近42年的气候变化。结果表明:年平均气温与极端最低气温均呈上升趋势,而极端最高气温呈下降趋势;年降水量呈上升趋势。从季节变化来看,除夏季平均气温呈下降趋势,其它各季平均气温均呈上升趋势,其中以冬季增幅最大,秋季次之;各季降水均呈上升趋势,其中以夏季增幅最大,冬季次之。年平均气温未发生突变,而年降水量在1984年发生由少向多的突变。对气温和降水的异常分析得出,暖温年多发生在上世纪80年代后,冷温年多发生在上世纪60、70年代;多雨年主要在近20年,少雨年则多在上世纪60、70年代。此外,该县近42 a来增暖幅度小于全疆和北疆;增湿幅度大于全疆,小于北疆。     

真菌甲硫氨酸生物合成途径研究进展

 甲硫氨酸是蛋白质的重要组分,同时还可通过生成S-腺苷甲硫氨酸（SAM）调控细胞内多种生理过程。本文根据酿酒酵母、粗糙脉孢菌和构巢曲霉3种模式真菌中甲硫氨酸生物合成的最新研究进展,勾画出真菌的甲硫氨酸合成途径,综述了该途径中关键酶的生物学功能,探讨了该途径的调控机制,为病原真菌甲硫氨酸合成的研究提供理论基础,同时为新杀菌剂的研发提供新思路。     

我国苜蓿病害研究进展

综述了我国苜蓿主要病害的分布和危害、病原学、发生规律、抗性种质材料的遗传筛选和鉴定及综合防治等方面的主要研究进展,并提出了今后的研究方向和发展目标。     

Major Changes in Fusarium spp. in Wheat in the Netherlands

The re-emergence of fusarium head blight throughout the world and especially in Western Europe prompted a survey of the situation in the Netherlands. To allow for a high throughput screening of large numbers of samples, a diagnostic PCR method was developed to detect the most common species of Fusarium occurring on wheat. Seven primer pairs were tested for their ability to identify isolates of Fusarium avenaceum, F. culmorum, F. graminearum, F. poae, F. proliferatum and Microdochium nivale var. majus and M. nivale var. nivale. Each primer pair only generated a PCR product with the corresponding Fusarium species and all PCR fragments had different molecular sizes. This allowed the generation of these amplicons using a mixture of all seven primer pairs. The robustness of this multiplex PCR encouraged us to screen a large series of isolates collected in 2000 and 2001. In both years 40 fields were sampled leading to a collection of 209 isolates from 2000 and 145 isolates from 2001. The results of the multiplex PCR demonstrated that F. graminearum was the most abundant species in the Fusarium complex on wheat in both years. This is in sharp contrast to reports from the 1980s and early 1990s, which found F. culmorum as the predominant species. Primers derived from the tri7 and tri13 genes, which are implicated in the acetylation and oxygenation of the C-4 atom of the backbone of the trichothecene molecule, were used to discriminate between deoxynivalenol and nivalenol (NIV) producers. The populations of F. culmorum and F. graminearum both showed a slight increase in NIV-producers in 2001.     

中国植物弹状病毒研究进展

弹状病毒含有单链负义RNA基因组,寄主范围比较广泛,能侵染无脊椎动物、脊椎动物以及植物等寄主,对人类的健康、农作物产量和自然生态系统造成严重威胁。植物弹状病毒主要根据复制场所分为细胞质弹状病毒属Cytorhabdovirus和细胞核弹状病毒属Nucleorhabdovirus,其基因组由单股负链RNA组成。此外,Dichorhavirus和Varicosavirus病毒属是两个新鉴定的植物弹状病毒属,其特征是具有二分体基因组。本文着重介绍危害我国农作物的几类植物弹状病毒,对它们的病理学、病害流行、基因组信息以及传播媒介进行概述,为中国植物弹状病毒病害的研究提供理论依据。     

昆虫组蛋白修饰的研究进展

组蛋白修饰作为表观遗传修饰的一种主要形式,对基因表达和表型调控具有重要作用.组蛋白修饰的N端尾区可通过乙酰化、甲基化、磷酸化等修饰来改变染色质的状态以及调控基因的表达.与脊椎动物相比,昆虫种类繁多,且有变态发育、表型复杂等特征,可以成为探索动物社会行为、发育调控和毒理作用等表观遗传基础的模型.本文总结了昆虫组蛋白修饰的...     

Variability in initial spray deposit in apple trees in space and time

Variation in pesticide residues in space and time has not been investigated systematically in spite of the large variability found at single scales (e.g. between trees or orchards). Information on variability at different scales will support the development of sampling methods and more reliable prediction of residues. Experiments were conducted to quantify the spatiotemporal variability in initial spray deposit on apple leaves and fruit using a substitute tracer (zinc EDTA chelate). Five hierarchical spatial scales were defined as (1) between orchards, (2) between plots within an orchard, (3) between trees within a plot, (4) between zones within a tree and (5) between leaves/fruit within a zone. Similarly, two temporal scales were defined as (1) between applications within a single year and (2) between years. The initial zinc concentration was approximately log-normally distributed; the variability in initial deposit concentration was greater on leaves than on fruit. The average initial zinc deposition was significantly greater in the top and outside zones than in the middle zones within individual trees. The most important scale for driving residue variability is the within-zone unit-to-unit variation, contributing to 71 and 49% of the observed variability for leaf and fruit samples respectively. Variability at other scales was related to the variation in the tree architecture. The results indicated that stratified sampling on the basis of within-tree zone structures, with the effort focused on within-zone sampling, should be used for the determination of pesticide residues.     

西安地区丰水年农田深层土壤含水量研究

通过对西安南郊吴家坟、长安区郭杜镇大学城和双竹村附近丰水年(年降雨量883 mm)麦地、玉米地土壤含水量的测定,以及与正常年份该地土壤含水量的对比,研究丰水年该地区农田0~6 m土壤含水量的变化。结果显示,正常年份西安地区麦地0~2 m土层含水量高于12%,2~6 m土层含水量高于13%;丰水年西安地区麦地0~2 m的土壤含水量在18%以上,2~6 m土层含水量达24%以上,远远高于正常年份这一层位的土壤含水量。分析得出,西安地区农田深层土壤含水量高的主要原因是重力水带分布范围大于或等于农作物的强烈耗水层范围。     

磴口县农林复合生态系统农田子系统能流分析

采用Odum能流分析理论以及主成分分析法,结合磴口县1992～2008年统计年鉴,选取有机能、无机能、能量总投入和总产出、产投比、能量循环指数和投能结构6个指标,对磴口县农林复合生态系统农田子系统的能流特征进行定性、定量分析.结果表明:该地区有机肥使用量逐年降低,而无机肥却在增加;该系统能量产出大于投入,产投比为:3....