未来气候变化情景下基于APSIM模型的黄土高原冬小麦适宜种植区域模拟

为探究气候变化对于黄土高原冬小麦适宜种植区域的影响,通过APSIM作物模型与降尺度气象数据集的耦合,模拟了RCP 4.5和RCP 8.5情景下2020-2060、2061-2100年间黄土高原冬小麦的产量及其稳定性,并依据产量及其稳定性分析了黄土高原冬小麦适宜种植范围对于气候变化的响应。结果表明,在RCP 4.5和RCP 8.5情景下,当前黄土高原冬小麦种植范围内产量将显著提高。同时,除RCP 4.5情景的2020-2060年外,其余情景和时间段内黄土高原冬小麦适宜种植范围存在向北扩大趋势,且RCP 8.5情景下种植区域北扩的面积更大。在RCP 4.5情景下,2020-2060年间,小麦适宜种植面积占黄土高原总面积的46.8%,较1981-2010年平均值减少13 095 km~2;2061-2100年间,小麦适宜种植面积占黄土高原总面积的65.2%,较1981-2010年平均值增加101 763 km~2。在RCP 8.5情景下,2020-2060年间,小麦适宜种植面积占黄土高原总面积的56.4%,较1981-2010年平均值增加46 968 km~2;2061-2100年间,小麦适宜种植面积占黄土高原总面积的65.7%,较1981-2010年平均值增加107 671 km~2。     

海南岛东北部5种森林土壤有机碳分布特征

为揭示海南岛东北部森林土壤有机碳分布特征,本文对该区湿加松林（Pinus elliottii×P. caribaea）、木麻黄林（Casuarina equisetifolia）、椰树林（Cocos nucifera）、次生林和混交林等5种典型森林土壤有机碳含量和储量进行了比较研究。结果表明,5种森林0~100 cm土壤有机碳平均含量差异显著（P<0.05）,其中次生林最高,为3.78 g/kg,木麻黄林最低,仅有0.90 g/kg;5种森林0~100 cm土壤有机碳储量分别为次生林46.06 t/hm ²、混交林40.52 t/hm ²、湿加松林39.08 t/hm ²、椰树林31.26 t/hm ²和木麻黄林15.22 t/hm ²。浅海沉积土上的次生林、滨海沙土上的混交林均具有相对较高的土壤有机碳储量,分别显著地高于同一母质上的椰树林和木麻黄林（P<0.05）。综上,该区不同类型森林的建立深刻地影响了土壤有机碳库储量,次生林和混交林的建立可能有助于该区增加土壤固碳。     

不同施氮水平下甘蔗内源激素、产量和糖分的变化特征

桂糖42号是我国甘蔗推广面积最大的自育品种,探讨该品种的氮肥需求特性,可以为指导该品种在蔗区科学管理提供理论依据。以桂糖42号为供试材料,在分蘖前施用不同水平的氮肥（CK：尿素0 kg/hm ²;低水平：尿素150、300 kg/hm ²;中水平：尿素450 kg/hm ²;高水平：尿素600、750 kg/hm ²）,研究不同氮肥水平甘蔗内源激素含量（GA、CTK、BR和ABA）、产量和糖分的变化特征。结果表明,不同施肥水平下甘蔗产量顺序为150 kg/hm ²>300 kg/hm ²> 0 kg/hm ²>450 kg/hm ²>600 kg/hm ²>750 kg/hm ²,其中150 kg/hm ²和300 kg/hm ²分别比对照提高了5.40%和2.54%（P<0.01）,超过300 kg/hm ²施肥量后甘蔗产量呈下降趋势;不同施肥量下的每公顷含糖量从大到小顺序与产量顺序相同,但施氮肥多少不同不会对糖分产生影响;经济效益顺序为150 kg/hm ²>0 kg/hm ²>300 kg/hm ²>450 kg/hm ²> 600 kg/hm ²>750 kg/hm ²;不同施氮肥水平下GA含量和BR含量的表现一致,在150 kg/hm ²施肥条件下达到最高值,随后随施氮肥量的增加而呈下降趋势;ABA则呈相反趋势,即含量随着施肥量的增加而增加;而CTK则呈先升高后下降再升高的趋势。     

广东省冬种马铃薯施肥现状调查与施肥对策

为了解广东省近年来马铃薯肥料使用现状及在施用过程中存在的问题,对粤东、粤西、粤北和珠三角4个马铃薯种植区160户马铃薯种植户的种植情况进行了调查、分析和评价。结果表明,广东省冬种马铃薯大多数品种为费乌瑞它系列,播种时间集中在10月底至11月初,施肥方式为一次性基施复合肥和鸡粪有机肥,并覆盖地膜。大部分马铃薯产量范围为33.5~45.0 t/hm ²,其中珠三角区域和惠东县的平均产量分别高达到40.40 t/hm ²和42.39 t/hm ²。全省化肥投入量为2289 kg/hm ²,其养分氮（N）、磷（P₂O₅）、钾（K₂O）投入量分别为360 kg/hm ²、288 kg/hm ²、430 kg/hm ²,N∶P₂O₅∶K₂O为1∶0.8∶1.19,与马铃薯配方施肥比[1∶0.53∶(1.46~1.95)]不符;有机肥平均投入量为8615 kg/hm ²。综上所述,广东省马铃薯施肥方法不科学,化肥用量大,尤其是氮肥和磷肥投入过多,建议按照马铃薯需肥规律施肥,减少化肥投入,适当增补钾肥,增加有机肥,推广水肥一体化技术,提高马铃薯产量和种植效益,最终达到节本增效和农田可持续利用。     

不同释放期缓控释复合肥和氮磷钾比例施用下冬作马铃薯产量及经济效益

为了解决广东省种植户普遍存在的冬作马铃薯生育前期供肥过猛、后期脱肥严重和肥料养分供需不平衡等问题,采用随机完全区组设计方法,以‘费乌瑞它’品种马铃薯为供试作物,在不同氮磷钾比例下,研究不同释放期缓控释复合肥对冬作马铃薯产量及经济效益的影响。结果表明,当氮磷钾比例为N∶P₂O₅∶K₂O=1.0∶0.5∶2.0时,配施CRF60d的缓控释复合肥处理的冬作马铃薯的总产量、较CK（无肥处理）增产率、经济效益和较CK增效率都为最高,分别达到56 550 kg/hm ²、68.24%、92 575元/hm ²和69.12%;其次,当氮磷钾比例为N∶P₂O₅∶K₂O=1.0∶0.5∶2.0时,配施CRF90d的缓控释复合肥处理的总产量、较CK增产率、经济效益和较CK增效率分别为55 034 kg/hm ²、63.73%、88 186元/hm ²和61.10%。兼顾产量和经济效益等因素,适宜广东冬作马铃薯主产区的施肥方案为配施释放期60~90 d的缓控释复合肥,且总氮磷钾量应达到N 240 kg/hm ²、P₂O₅ 120 kg/hm ²、K₂O 480 kg/hm ²。     

海南岛气候区划研究

根据海南岛18个市县气象站1981～2010年共30年的气象资料,参照中国科学院《中国自然地理》编辑委员会制定的气候区划三级指标体系,对海南岛进行新的气候区划,以阐释全球气候变化背景下海南岛的气候概况。区划结果显示：海南岛划分为2个温度带、3个干湿区、8个气候区。区划结果中对8个气候区进行了分区简述,概括了其气候及自然地理条件,这对于适应国际旅游岛建设以及绿色崛起发展战略的要求,合理开发利用气候资源具有重要的参考价值。     

施硅量对旱作水稻产量和干物质积累的影响

【目的】明确直接播种雨养为主的旱作水稻的硅肥最佳施用量并揭示硅肥增加产量的机制。【方法】以绥粳18为材料进行两年大田试验,设计0、15、30、45、60和75 kg/hm ²的有效硅用量(用Si₀、Si₁₅、Si₃₀、Si₄₅、Si₆₀和Si₇₅表示),研究不同硅肥用量对旱作水稻生理指标、干物质转运和产量构成因素的影响。【结果】施加硅肥显著增加了旱作水稻的产量,二次回归方程分析表明施用有效硅量47.68 kg/hm ²可获得最大理论产量,当有效硅用量为30~47.68 kg/hm ²时,硅肥显著提高了根系活力、叶片SPAD值和叶面积指数,协调了茎叶干物质向穗部的转移,延缓了后期叶片的衰老,每穗粒数提高了23.62%~24.63%,千粒重提高了8.94%~10.08%,优化了穗粒结构进而增产38.42%~110.20%;有效硅施用量为47.68~75 kg/hm ²时,生育后期加快了茎叶干物质向穗部转移,加速了叶片衰老,不利于籽粒的持续性灌浆,影响了每平方米穗数、每穗粒数和千粒重进而影响产量。【结论】对于绥粳18而言,适宜吉林省中部地区旱作水稻高产高效的最佳有效硅肥施用量为30~47.68 kg/hm ²。     

基于MODIS遥感数据的海南岛橡胶林碳密度空间分布研究

天然橡胶林作为经济林在海南森林碳汇中占有很大的比例,具有较大的碳汇价值,准确的获取橡胶林碳密度空间分布信息对开展橡胶林碳汇功能进行评价具有重要的意义。为了能在空间上体现同一区域不同地点橡胶碳密度的差异,在MODIS遥感数据和橡胶普查数据的基础上,采用CASA模型和降尺度的方法,得到了海南岛天然林橡胶碳密度空间分布图。结果表明:该方法能在一定程度上体现出海南岛天然橡胶林碳密度的空间分布,天然橡胶林碳密度高值区分布在海南岛的中部,平均碳密度在25~33 t/hm2之间,而低值区域分布在海南岛北部,平均碳密度小于20 t/hm2。     

施用新型土壤调理剂改善烟草产量品质及土壤理化性质

为了考察新型土壤调理剂施用对植烟酸性障碍土壤的调理效果,在田间条件下以不施用调理剂以及传统调理剂为对照,研究了不同用量的新型土壤调理剂对烟草产量品质以及土壤理化性质的影响。结果表明：施用调理剂可以显著提高烤烟根层土壤pH（P<0.05）,比不施调理剂的处理提高0.7~1.3,土壤pH和烤烟的产量以及上等烟比例呈极显著正相关关系。和传统调理剂（白云石粉）相比,新型土壤调理剂在1100（三分之二用量）和1500（等量）kg/hm ²用量下,上等烟叶比例比传统调理措施分别提高了6.5和6.9个百分点,烟叶产量分别增加4.8%和5.1%,烟叶产值分别提高4830.0、3989.3元/hm ²。同时,1100、1500 kg/hm ²这2个用量下烟草无论在农艺性状、烟叶产量、上等烟比例和烟叶产值上均无差异,因此从节约成本的角度出发,1100 kg/hm ²为最佳的调理剂施用量。     

洞庭湖区滩地及稻田洼地资源分布研究

洞庭湖是我国第二大淡水湖,也是承接湘、资、沅、澧四水和吞吐长江洪道调蓄型湖泊。随着三峡的建成,以及全球气候的变化,湖区受到洪水及干旱季节交替变化,呈现涨水为湖,落水为洲的变化规律,稻田洼地及滩地的面积伴随着改变。但是对于其时空分布规律、与水位变化的关系及资源总量没有确切的数据。而系统地掌握其演替规律,对洞庭湖生态经济区的建设与发展意义重大。因此,本研究利用1996—2016年的18期Landsat TM遥感影像数据,提取三峡建成前后,洞庭湖区滩地及稻田洼地面积,结合城陵矶水文及气象数据,分析洞庭湖区水面、水陆交错带滩地及稻田洼地资源的时空演变规律。结果显示：湖区滩地平均面积为21.93×10⁴ hm²,空间上呈聚集型分布与湖堤内、湖岸带及三口四水的河堤内,三峡蓄水前（23.27×10⁴ hm²）较蓄水后（21.26×10⁴ hm²）减幅达8.62%,面积东洞庭（12.43× 10⁴ hm²）>南洞庭（5.71×10⁴ hm²）>西洞庭（3.80×10⁴ hm²）,与行政区划面积正相关,年际变化与湖区水位变化呈负相关的变化规律;稻田洼地平均面积为4.75×10⁴ hm²,空间上呈随机且较均匀斑块分布于湖区围湖造田后形成的堤垸及三口四水冲积而成的湖盆地内,远离湖心的区域,蓄水前（5.14×10⁴ hm²）较蓄水后（4.56×10⁴ hm²）减幅达11.34%,面积岳阳市（2.29×10⁴ hm²）>常德市（1.61×10⁴ hm²）>益阳市（0.85×10⁴ hm²）。各县级行政区划的滩地及稻田洼地在三峡建成前后减幅明显;采用Pearson相关性分析及主成分分析可知,影响滩地及稻田洼地分布因子可分为2个主成分,第一主成分为“枯水期”性状,包括冬季月平均温度、冬季水位、冬季降雨量、稻田洼地面积及冬季流量等指标;第二主成分可称“丰水期”性状,包括夏季月平均温度、夏季流量、夏季水位、滩地面积、夏季降雨量等指标,构建的分析模型较可靠,能为湖区滩地及稻田洼地综合利用提供较好的理论基础。     

基于多源遥感数据的海南岛2007—2018年森林时空变化研究

海南岛作为中国仅有的两大热区之一,森林资源极其丰富,具有非常重要的生态和经济价值。本世纪以来,海南省的经济一直呈高速增长态势,橡胶林作为当地森林的重要组成部分,其种植面积因全球胶价的快速攀升增加了约50%,经济的快速发展和橡胶等人工林的增长将对森林的结构和分布产生重要影响,在此背景下监测森林现状及动态变化可为海南岛森林可持续经营管理和国家生态文明试验区建设提供重要依据。本文联合Landsat/Sentinel-2光学和PALSAR/PALSAR-2雷达多源遥感影像为数据源,以海南岛为研究对象,基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine, GEE）监测海南岛2007—2018年的森林变化特征。研究结果表明：（1）2007—2018年海南岛森林面积增长显著,从2007年的1.94×10⁴ km²增长至2018年的2.15×10⁴ km²,覆盖率从56.43%上升到62.59%,森林面积年平均增长率为0.99%;（2）2007—2018年,在海南岛18个市（县）中有15个市（县）的森林面积呈正增长趋势,其中增长排前5的市（县）（儋州市、澄迈县、琼海市、临高县、定安县）增长面积占正增长市（县）总增长面积的68.78%,仅有东方市、三亚市和琼中县3个市（县）的森林面积有所下降,分别下降了13、76、113 km²;（3）森林增长集中分布在海拔小于200 m和坡度小于8°的区域,分别占增长总面积的92.88%和91.43%;（4）橡胶林的增长是森林面积快速增长的主要原因,橡胶林面积增长最多的5个市（县）其森林面积也增长最多,这5个市（县）的橡胶增长总面积占森林总增长面积的63.40%;（5）森林损失区域集中在海南岛南部、西南部和东北部沿海地区,主要是因为高郁闭度森林（如橡胶林）逐步转换为郁闭度较底的热带果园（如芒果园等）,另外旅游建设开发、城市化和水利建设等也导致了部分森林损失。研究总体显示,海南岛2007—2018年森林在低海拔平缓区域增长显著,森林消长具有一定的空间差异性,中部山区森林持续保持较高的覆盖度且较少大面积森林损失,总体增长模式良好。     

基于气候适宜度的橡胶树产胶年景预测模型

为准确评估不同橡胶树种植区的年产胶潜力的变化,根据2000—2015年遥感和气候数据,分别建立了橡胶产量气象影响指数和橡胶树气候适宜性指数序列,通过统计分析和利用ArcGIS空间分析功能,研发了基于年综合气候适宜度指数的橡胶树产胶年景评估模型,模型空间分辨率1 km×1 km,实现了橡胶树种植区产胶潜力精细化评估,克服了传统意义上依靠单站数据预测橡胶产胶年景的缺陷。结果表明：该模型实现了依靠气候数据客观、定量预测种植区橡胶树在不同区域的年产胶能力变化,能从宏观上区分不同区域的差异,为橡胶树精细化气象决策服务提供技术支撑。     

Effects of ecological restoration‐induced land‐use change and improved management on grassland net primary productivity in the Shiyanghe River Basin,north‐west China

To address severe grassland degradation, the Chinese government implemented national restoration programmes, which in turn drove a research focus towards assessment of the environmental effectiveness of such initiatives. In this study, net primary productivity (NPP) was used as an indicator for assessing the impacts of land use and cover change (LUCC), improved land‐use management and climate change on the grassland ecosystem of the Shiyanghe River Basin. NPP was calculated on the basis of the Carnegie–Ames–Stanford Approach model, which is driven by a Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) normalized difference vegetation index and meteorological data. The LUCC data for 2001 and 2009 were derived from MODIS land‐cover data. During the study period, the net increase in grassland development was 5105·5 km², with 80·4% of the newly developed grasslands attributed to desert‐to‐grassland conversion. The total NPP of grasslands in 2009 increased by 659·62 Gg C compared with that in 2001. The contributions of human activity and climate change to total NPP increase were 133 and ?33% respectively. Land conversion and improved management measures directly increased grassland NPP. These factors are dominant positive driving forces, whereas warm and dry climates impose adverse effects on grassland restoration in the study site.     

5个淮山新品种在海南幼龄橡胶林下的间作表现

为解决海南热区淮山种性退化、品种单一、不能周年上市等问题,引进‘桂淮2号’、‘桂淮5号’、‘桂淮6号’、‘桂淮7号’和‘黑美人’共5个品种,以海南当地品种‘云选1号’作为对照,采用橡胶/淮山间作模式进行试种试验,利用双因素裂区试验法,观察各品种植物学性状,收获后测定块茎产量与商品率。结果表明：5个品种植物学性状与广西没有差异;与当地品种‘云选1号’相比,‘黑美人’产量最高（54.6 t/hm ²）,其次是‘桂淮7号’,‘桂淮5号’最低;‘黑美人’生长周期最短,成熟最早;‘桂淮2号’生长周期最长,成熟最晚。‘桂淮2号’可作为晚熟品种进行推广种植;‘桂淮5号’和‘桂淮6号’可作为中晚熟品种进行推广种植;‘黑美人’、‘桂淮7号’可作为早熟品种推广。     

海南岛芒果园施肥现状调查及土壤养分状况分析

本文主要通过了解海南岛芒果园施肥现状及对应的土壤养分状况,综合分析施肥管理现状,为芒果种植科学施肥提供理论基础。研究结果表明,海南岛芒果主产区肥料投入平均水平为 N 334.01 kg/hm2、P2O5 177.10 hm2、K2O 184.21 hm2,其中 N∶P2O5∶K2O 为 1∶0.53∶0.55,芒果化肥消耗系数为 0.059 01 kg/kg,纯氮消耗系数为 0.020 7 kg/kg,施用有机肥农户比例为 76.92%,有机肥平均施用量低于 333.33 kg/hm2。海南岛芒果主产区土壤有机质含量偏低,范围为11.16~17.22 g/kg;碱解氮含量偏高,范围为 278.86~859.10 mg/kg;速效磷含量差异较大,为21.74~81.73 mg/kg;速效钾含量在 96.56~97.19 mg/kg。综上所述,海南岛芒果园氮磷钾肥料投入比例不科学,钾肥投入量偏低,建议增施钾肥;有机肥投入严重不足,建议提高施用有机肥农户比例,增大有机肥施用量。