基于MaxEnt模型的绞股蓝潜在适生区预测

【目的】研究药食同源植物绞股蓝在全国范围的潜在分布情况,旨在为绞股蓝的引种及种植推广工作提供依据。【方法】结合绞股蓝地理分布数据和生物气候变量,利用ArcGIS 10.3及MaxEnt模型预测该物种当前在全国的潜在分布区,基于Jackknife检验法和Pearson相关分析,筛选影响绞股蓝生长的关键环境因子,并探讨在未来气候下即中低排放（PCR4.5）和高排放（PCR8.5）气候情景下的分布格局。【结果】预测结果与实际拟合度较高。Jackknife检验结果显示年降水量、最干月降水量和最冷月最低温度是影响绞股蓝分布的主要气候因子,累积贡献率达92.9%;最适宜绞股蓝生长的年降水量在960～2220 mm,最干月降水量>10 mm,最冷月气温在-5～8℃。当前绞股蓝主要分布于我国南方,适宜区面积为218.3万km2,极适宜区和高适宜区在大巴山—武陵山山区和长江中下游平原形成两大核心区。在未来气候下,至2050年绞股蓝适生区总面积变化较小但不同等级适生区面积变化明显,适生区北至点自山东半岛向高纬地区延伸至辽宁半岛。在RCP4.5气候情景下,极、高适宜区面积分别从当前25.1万和46.1万km2增加至42.9万和61.3万km2,中、低适宜区面积分别减少4.2万和12.0万km2;在RCP8.5气候情景下,极、高适宜区面积将分别增加至60.3万和65.9万km2,中、低适宜区面积进一步减少;两种气候情景下适宜区的重心向东北移动,其中极适宜区东移明显,在RCP4.5气候情景下东移115.4 km,在RCP8.5气候情景下进一步东移195.1 km。【建议】基于地理信息技术加强中药农业的区划研究,建立最佳种植适宜区;建立政企研合作发展机制,科学有效地推动种植规模化和产业现代化。     

未来气候变化下贵州杜仲气候适宜性区划研究

为实现气候变化下杜仲的科学种植布局,基于CMIP6发布的2021-2040年的4种气候情景,利用最大熵模型研究了未来气候变化情景下贵州省杜仲种植的气候适宜性区划。结果表明,高气候适宜区主要分布在黔中、黔西南地区,低适宜和不适宜区主要分布于西北高海拔区和北部、东南部高温地区。4种未来气候情景下的杜仲生长气候适宜度体现出不同的空间分布。低排放情景下与现状接近,高排放表现为适宜度的降低和不适宜区的扩大。不适宜区的扩大主要分布于贵州省西北、北部和东南地区。综合4种气候情景绘制了杜仲气候适宜性区划图,高气候适宜区面积占全省面积的10.62%;高气候适宜区和中气候适宜区面积占全省面积的42.85%,开发潜力较大。研究同时统计了各县区杜仲适宜性种植潜力,分析了贵州杜仲适宜生长的气候条件。温度类变量对杜仲适宜度影响较大,贵州杜仲生长最适宜气候条件为年均温度在15~17.5 ℃、最暖季平均温度在23~26 ℃、最湿季节平均温在22.4~24.7 ℃,最热月极高温度在27.5~32 ℃、年均降水量在1 000 mm以上。海拔亦是影响杜仲适宜性区划的重要因素,贵州杜仲更适合海拔在700~1 400 m的区域生长。研究结果可作为未来杜仲种植布局的参考,以实现优质杜仲资源的高品质和高产。     

乌兰布和沙漠沙蒿灌丛的潜在适宜区及其自然驱动力

【目的】研究典型荒漠物种地理分布变化及驱动因素,可为恢复荒漠植被提供科学依据。【方法】本文以乌兰布和沙漠优势植物沙蒿为研究对象,通过实地调查及遥感影像识别的方法收集整理沙蒿灌丛的地理分布数据,结合29个环境变量数据,筛选得到最优物种分布模型。采用最优模型,基于NorESM1-M气候模式,预测了在两种排放情景下、不同时期乌兰布和沙漠沙蒿灌丛的潜在适宜区,分析得到其适宜分布的主要环境因子阈值范围;预测未来气候变化对沙蒿灌丛潜在地理分布的影响,并划分适宜分布区。【结果】沙蒿灌丛地理分布的决定因子为年均温,适宜区间为7.4～9.0℃,最适值为8.4℃。主要自然驱动因子是坡度及最湿润季节平均温度,温度因子相对于降雨量因子更为重要。在2050s RCP2.6排放模式下,沙蒿灌丛的质心将向西南方向迁移4.55 km,随着CO₂排放强度增强,将转向北迁移1.21 km,到2070s,在RCP2.6排放模式下,沙蒿灌丛的质心将向东北方向迁移2.60 km,随着CO₂排放强度增强,将继续向北迁移0.83 km。随着时间推移及气候变暖,沙蒿适宜生境不断破碎化且适宜...     

淮河流域小麦-水稻种植制度的气候适宜性

 【目的】定量研究淮河流域小麦-水稻种植制度对气候变化的响应,揭示种植制度适宜性的变化规律,明确种植制度适宜区的变动趋势,为因地制宜地制定科学可靠的种植制度提供依据。【方法】运用生态适宜度理论和模糊数学的方法,建立作物适宜度函数,同时结合空间插值的方法研究淮河流域麦-稻制的温度、降水、日照和气候适宜度。【结果】小麦-水稻种植制度的气候适宜度呈下降趋势;其中,温度适宜度呈上升趋势,降水适宜度和日照适宜度呈递减趋势。淮河流域麦-稻制气候适宜度的空间分布由东南沿海向西部山地递减,西南山区适宜度低于平原地区。在未来气候变化情景下,淮河流域麦-稻制的气候适宜度有所升高,但空间格局变化不大。【结论】淮河流域麦-稻制气候适宜度对近几十年来的气候变暖有明显的响应。     

基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算系统建立

 【目的】建立基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算计算机系统,实现中国温室的动态区划,明确中国温室作物周年生产光热资源与能耗分布状况。【方法】针对温室作物生产特点,确定10个温室气候区划指标,采用模糊C-均值聚类方法进行气候区划,并建立基于光热资源的中国温室气候区划系统。将温室气候区划系统与温室作物周年生产能耗预测模型相结合,建立基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算计算机系统,并以Venlo型玻璃温室及温室主栽作物黄瓜和番茄作物为例,利用中国621个标准气象站30年(1971—2000)的逐日气象资料,对系统进行应用实例分析。【结果】系统将中国区划为温室作物生产适宜、次适宜和不适宜3个一级区域和9个二级区(每个一级区分为I级、II级、III级区)。适宜区的特点是一年中适宜温室作物生产时期长,温室冬季加温能耗低,决定温室作物生产经济效益的主要因子是适宜温室作物生产时期的总太阳总辐射量。次适宜和不适宜区的特点是温室冬季加温时间长、能耗高,夏季降温能耗少,决定温室作物生产经济效益的主要因子是温室需要进行加热时期的负积温。【结论】本研究建立的系统一方面可以根据历史气候资料年代的变化进行温室气候动态区划,明确不同气候区温室作物生产光热资源分布动态,另一方面可以应用于计算不同类型温室和不同作物在不同温室温度控制目标下,各个温室气候区域的温室作物周年生产能耗,为中国不同类型温室投资风险评估、以及从能耗角度优化温室结构设计和环境调控提供理论依据与决策分析工具。     

黄土高原地区4种常见树种适宜区对气候变化响应

【目的】分析黄土高原地区4个常见树种（樟子松、油松、柠条、华北落叶松）在当前和未来的潜在分布，揭示气候变化对植物空间分布格局的影响。【方法】基于19个气候因子结合来自Ho1dridge生命地带模型和Kira指标体系的5个指标：年生物温度（ABT）、潜在蒸散率（PER）、温暖指数（WI）、寒冷指数（CI）、干燥指数（HI），运用Maxent模型，模拟预测了4个树种在当前、未来（2041-2060年、2061-2080年）ssp126、ssp245、ssp585气候情景下的潜在地理分布。运用刀切图分析影响其分布的主要环境因子，并采用受试者工作特征曲线（ROC）下的面积（AUC）对预测结果进行检验。【结果】（1）Maxent模型可以较好地模拟黄土高原4个主要常见种的地理分布范围，各物种的10次平均AUC结果均大于0.8;(2)对于樟子松、油松、柠条来说，温度和水分共同限制其分布，而对于华北落叶松来说，影响其分布的主导因子是降水。温度季节性变化标准差、潜在蒸散率、最湿润季节降雨量、最干燥月降水都影响樟子松分布。年均温变化范围、温度季节性变化标准差、最冷月最低温度，最暖季度降水量、潜在蒸散率是影...     

中国橡胶树种植气候适宜性区划

【目的】天然橡胶是国民经济建设不可缺少的重要战略物资,受气候因素限制,中国种植橡胶树范围有限,迫切需要厘清天然橡胶树种植的气候适宜性区域。本研究旨在划分出中国橡胶树种植气候适宜性分布,以阐明中国橡胶树种植的气候差异格局。【方法】根据中国橡胶树种植区的自然气候特点和生物学特征,基于橡胶树种植存在概率、橡胶树台风影响概率和橡胶树寒害影响概率,分别采用最大熵模型和影响橡胶树种植的5个主导气候因子（最冷月平均温度、极端最低温度平均值、月平均温度≥18℃月份、年平均气温、年平均降水量）计算橡胶树种植气候适宜性指数。根据台风历史资料和橡胶林台风灾害分级标准计算橡胶树台风灾害指数、参照《橡胶寒害等级（QX/T169-2012）》行业标准计算橡胶树综合寒害指数。根据确定的橡胶树种植的气候区划指标（气候适宜性指数、橡胶树台风灾害指数、橡胶树综合寒害指数）,结合模糊综合评价模型,进行中国橡胶树种植气候适宜性区划,区划结果划分为高适宜区、中适宜区、低适宜区。【结果】橡胶树种植的气候高适宜区面积约4.99×10⁴ km²,占研究区面积的20.94%,主要分布在海南儋州、澄迈、定安、乐东、保亭,广东徐闻、雷州、湛江、阳江,云南景洪、勐腊,福建诏安、云霄,广西防城等地。该区域气候条件优越,但部分区域属于台风高影响区,因此需要防御台风灾害对橡胶树的影响。气候中适宜区面积约8.85×10⁴ km²,占研究区面积的35.86%,主要分布在在海南琼中、东方、昌江、万宁、琼海等,广东廉江、高州、茂名、信宜、惠来、潮州,福建漳州、漳浦等,云南瑞丽、旧过,广西北海、合浦。与高适宜区相比,该区域橡胶树寒害发生概率增加,部分区域受台风影响概率也增加,应针对不同灾害特点,加强橡胶寒害和风害的防御。气候低适宜区面积约10.3×10⁴ km²,占研究区面积的43.20%,主要分布在在云南盈江、永德、思茅、屏边等一线,广西玉林、浦北,广东阳春、海丰、陆河,福建华安等地。该区域主要受寒害影响为主。【结论】该方法考虑了农业气候资源与农业气象灾害的综合影响,可以较好地反映中国橡胶树种植的气候优势区域分布,对橡胶树种植的区域布局和科学规划具有重要的参考意义。     

中国双季稻种植区的气候适宜性研究

【目的】从国家层次和年尺度阐明影响中国双季稻种植分布的主导气候因子,揭示中国双季稻种植分布及其气候适宜性,可为优化双季稻生产布局、改进种植制度和确保粮食生产安全提供科学依据。【方法】从中国区域和年尺度选取影响中国水稻种植分布的潜在气候因子,利用双季稻的地理分布信息及其对应的气候资料,结合最大熵模型和ArcGIS软件的空间分析功能,阐明影响中国双季稻种植分布的主导气候因子并构建中国双季稻种植分布与气候的关系模型。【结果】影响中国双季稻种植分布的主导气候因子有：年降水量、最暖月平均气温和稳定通过18℃持续日数,它们对双季稻种植分布的累积贡献率达潜在气候因子的99.1%;基于主导气候因子和最大熵模型构建的中国双季稻种植分布与气候的关系模型能够很好地模拟中国双季稻种植区分布;中国适宜种植双季稻的国土面积达174万km2,远大于目前种植面积;根据待预测区双季稻的存在概率给出了中国双季稻种植区的气候适宜性分区,并分析了各气候适宜区的主导气候因子特征。【结论】利用最大熵模型构建的中国双季稻分布与气候的关系模型揭示了中国双季稻种植区的潜在分布及其气候适宜性,从气候适宜性角度来说,中国双季稻种植面积还有很大的扩展潜力。     

基于统计降尺度模型的河西走廊未来气温和降水的时空变化

【目的】预测未来大气环流模式HadCM3下,河西走廊在人口较快增长、温室气体高排放情景(A2)和区域可持续发展、温室气体低排放情景(B2)下气温和降水的变化趋势。【方法】选取河西走廊14个气象站的日平均气温、日最低气温、日最高气温和日降水量作为预报量,以全球大气NCEP再分析资料作为预报因子,采用统计降尺度模型(SDSM)预测研究区未来气温和降水的变化。【结果】SDSM对河西走廊气温和降水模拟的解释方差分别为0.54~0.85和0.09~0.64。2070-2099年A2情景下,河西走廊日平均气温、日最低气温、日最高气温分别增加4.8,2.4和5.4℃,B2情景下分别增加3.5,2.0和4.0℃;河西走廊西部部分地区2070-2099年A2情景年降水量增加20.0%,B2情景增加6.7%,而中东部地区2070-2099年A2情景年降水量减少22.0%,B2情景年降水量减少15.4%。未来河西走廊极端最低气温和极端最高气温均有所增加,极端降水事件发生的频率有所减小。【结论】SDSM对气温的模拟效果明显优于降水;河西走廊未来A2、B2情景下日最低气温、日最高气温、日平均气温总体呈上升趋势,其中日最低气温的增幅小于日最高气温和日平均气温的增幅;河西走廊未来降水量的变化趋势具有区域特征,西部部分地区呈增加趋势,而中东部地区呈减少趋势。     

气候变化对黄土高原丘陵区制干红枣适生区影响预估

【目的】预估未来黄土高原丘陵区红枣种植气候资源与适生区空间分布的变化,为气候变化对陕晋黄河沿岸红枣生产的影响和产业可持续发展提供科学依据。【方法】基于GIS技术,利用RCP4.5和RCP8.5排放气候情景下气候变化预估数据,对未来35年(2016-2050年)黄土高原丘陵区红枣种植气候资源和适生区空间分布的变化进行预估,并与基准期(1985-2014年)进行对照分析。【结果】与基准期相比,预计未来黄土高原红枣产区增温明显,年平均气温升高1℃左右;年平均降水量和红枣脆熟-采收期降水量均有所增加,大部分地区增幅为100mm和20mm左右;红枣花期降水量除南部地区增加较明显外,大部地区为持平略增;黄土高原丘陵区红枣气候适宜种植区面积明显减少,次适宜区面积增加,其中南部区域可能变为气候不适宜区。【结论】陕晋黄河沿岸北部适宜区可根据地形特点,充分挖掘气候资源潜力,适当扩大适应本地发展的制干红枣栽植面积;中部黄河两岸次适宜区应及时进行抗裂果品种改良,采取提前或推迟枣果成熟期、枣果套袋等措施减轻灾害性天气的影响与危害;南部次适宜区应及时进行产业结构调整,促进地方特色农业产业可持续发展。     

气候变化背景下药用植物何首乌在中国适生区分布预测

【目的】预测中国境内药用植物何首乌[Fallopia multiflora(Thunb.)Harald]在气候变化背景下的适生区分布格局变迁及其相对稳定适生区。【方法】基于何首乌的138个分布数据以及当代(1995-2000年)和未来(21世纪20-80年代)的气候数据,同时考虑3种温室气体排放情景,用最大熵模型预测其地理分布。【结果】1何首乌的当代适生区主要分布于四川、重庆、陕西、广西、云南、湖北等地境内;2何首乌当代适生区总面积为205.38×104 km2,占中国国土面积的21.39%;3何首乌当代适生区面积53.86%的区域为相对稳定适生区,受气候变化影响相对较弱;4在气候变化背景下,何首乌总适生区及低度适生区面积将大幅减少,中度适生区面积将保持相对稳定,而高度适生区面积将大幅增加。【结论】未来气候变化对何首乌分布的负面影响主要体现在总适生区面积的缩减,预测何首乌相对稳定适生区的面积为110.61×104 km2,该地区可作为其规范化种植候选地,剩余受气候变化影响显著的区域可作为何首乌野生种质资源调查和收集的优先区域。     

柴达木盆地枸杞种植气候适宜度等级及区划研究

利用柴达木盆地11个气象站点1991—2018年气象要素和枸杞（Lycium barbarum）发育期观测资料,建立柴达木盆地枸杞种植气候适宜度模型,计算柴达木盆地各地近28年来枸杞气候适宜度,建立枸杞气候适宜度评价指标,并基于GIS对柴达木盆地枸杞种植适宜性进行区划。结果表明,柴达木盆地枸杞种植的气候适宜区分布在海拔相对较低的地区,包括德令哈中南部、都兰县西北部、格尔木及茫崖中北部等地区;较适宜区分布在大柴旦西北部及适宜区周边等地区;不适宜种植区分布在德令哈北部、天峻、乌兰东部及盆地海拔较高的周边等地区。研究结果可为开展柴达木盆地枸杞特色农业种植结构调整,合理利用气候资源,提高农业生产的经济、社会和生态效益提供科技支撑。     

不同保护性耕作模式对农田的温室气体净排放的影响

 【目的】研究吉林省不同保护性耕作模式农田的温室气体的净排放。【方法】以吉林省玉米主产区农田4种保护性耕作模式（玉米留茬垄侧种植技术、玉米宽窄行交替休闲种植技术、玉米留茬直播种植技术和玉米灭高茬深松整地种植技术）为例，分别计算土壤固碳量、农田土壤温室气体排放量及农业物资投入造成的温室气体排放量，并系统计算其温室气体净排放。【结果】4种保护性耕作模式均提高了耕层土壤有机碳（SOC）的含量，其中，玉米宽窄行交替休闲种植技术（CT2）固碳潜力最大，土壤有机碳含量提高了1 955.07 kg C&;#8226;hm-2&;#8226;a-1，玉米留茬直播种植技术（CT3）固碳能力最小，仅提高了1 492.26 kg C&;#8226;hm-2&;#8226;a-1，传统耕作模式（CK）则减少了173.70 kg C&;#8226;hm-2&;#8226;a-1；4种保护性耕作模式的CO2排放当量（CO2-eq）排放总量平均为5 259.25 kg&;#8226;hm-2&;#8226;a-1，而CK的CO2-eq排放总量为5 367.96 kg&;#8226;hm-2&;#8226;a-1；4种模式的温室气体排放均主要发生在农业生产物资投入环节，其中氮肥投入为主要的排放促进因素。综合计算表明，4种保护性耕作模式的温室气体减排潜力不同，CT2的温室气体减排潜力最大，其CO2-eq减排量为1 897.56 kg&;#8226;hm-2&;#8226;a-1，而CT3则最小，其CO2-eq减排量为225.75 kg&;#8226;hm-2&;#8226;a-1，而CK模式则为-6 004.87 kg&;#8226;hm-2&;#8226;a-1。【结论】吉林省4种保护性耕作模式均提高SOC含量，且抵消了土壤和物资投入排放的温室气体，是温室气体的汇，而传统耕作没有提高SOC含量，没有抵消土壤和物资投入排放的温室气体，是一个温室气体源。     

余杭蜜梨种植适宜性分析与区划

【目的】精细化了解余杭蜜梨种植适宜区域,为推广蜜梨种植、促进余杭特色农业增收起到生产指导作用。【方法】基于气候和地形因子对浙江省余杭区蜜梨种植适宜性进行分析与区划研究,选择3个气候因子,分别为≥10℃活动积温、年降雨量和年日照时数,选择2个地形因子,分别为海拔高度和坡度。首先利用分布式模型,对所有气候因子进行空间分布的精细化模拟。其次,利用层次分析法确定各个因子的权重,利用加权求和法建立蜜梨种植适宜性区划评估模型。最后,结合各因子适宜度等级的量化指标,得到蜜梨适宜性综合评价得分的精细化空间分布。【结果】根据余杭地区蜜梨种植适宜性综合评分,将种植区划分为适宜、较适宜和不适宜3种。余杭区蜜梨种植较适宜区在各个乡镇都有分布,适宜区主要分布在余杭西部地区,不适宜区较少,主要分布在百丈镇、鸬鸟镇、黄湖镇等地区的地形背阴地带。【结论】通过适宜性分析评价,为余杭区蜜梨种植提供了地理位置选择参考。     

攀西地区烤烟气候适宜性评价指标建立及应用

【目的】建立攀西地区烤烟大田生长期气候适宜性评价指标。【方法】运用模糊数学方法建立单因子及多因子气候适宜度模型,对比两种方法确定权重建立气候适宜指数的优劣;建立产量丰歉指数和气候适宜指数的关系模型,确定气候适宜性评价指标。【结果】标准化法优于绝对值法;产量丰歉指数与气候适宜指数呈显著相关;指标回代检验准确率较高。【结论】指标可以用于评价气候条件对大田烤烟生长发育和产量形成的适宜程度。     

不同覆盖时期和覆盖方式对旱地冬小麦经济和环境效应的影响

【目的】明确不同覆盖时期（夏闲期和周年覆盖）以及不同覆盖方式（垄沟覆盖、全膜覆盖和秸秆覆盖）对旱地冬小麦产量、经济效益和温室气体排放的影响,为选择适合当地小麦生产的高产、高效和环境友好型覆盖措施提供科学依据。【方法】于2017—2019年2个小麦生长季在黄土高原典型旱作区陕西省永寿县开展大田试验,试验设6个处理,采用裂区设计。不同覆盖时期为主区,设置夏闲期覆盖和周年覆盖（生育期覆盖+夏闲期覆盖）2个处理,不同覆盖方式为副区,分别为垄膜沟秸秆全地面覆盖、全膜覆盖以及秸秆全地面覆盖3个处理。研究分析小麦产量、土壤蓄水量、生育期耗水量、水分利用效率、经济利润以及温室气体排放强度。【结果】与夏闲期覆盖相比,周年覆盖2季平均增产9.5%,周年秸秆覆盖平均产量较周年垄覆沟播处理高出622 kg·hm^-2,而与全膜穴播处理没有显著差异;周年覆盖生育期耗水量和水分利用效率较夏闲期覆盖分别提高5.6%和4.0%;周年覆盖可显著提高冬小麦经济效益,较夏闲期覆盖年平均净利润提高17.8%,周年覆盖中秸秆覆盖平均净利润>全膜穴播>垄覆沟播;同时,周年覆盖2季平均温室气体排放强度较夏闲期覆盖降低11.0%,差异达显著水平。其中,以周年秸秆覆盖的温室气体排放强度最低。【结论】与夏闲期覆盖相比,周年覆盖措施能够提高水分利用效率和生育期耗水量从而提高冬小麦产量和经济效益,同时减少温室气体排放强度。其中,周年秸秆覆盖措施具有较好的经济效益和最低的温室气体排放强度,适宜在黄土旱塬区冬小麦生产中推广应用。     

未来气候条件下秸秆还田和氮肥种类对夏玉米产量及土壤氨挥发的影响

【目的】秸秆还田配施氮肥可以提高作物生产力,但在气候变化条件下,不同管理措施对夏玉米农田氮素利用存在很大的不确定性。明确在未来气候条件下秸秆还田与氮肥种类对夏玉米产量和土壤氨挥发的影响,以应对气候变化。【方法】利用DNDC模型预测未来不同情景下,秸秆还田和不同氮肥种类对关中地区夏玉米产量和土壤氨挥发的影响。通过田间土壤温度、水分、产量和土壤氨挥发累积量试验数据的验证,DNDC模型可以很好地模拟未来气候条件下不同处理的作物产量和土壤氨挥发累积量。【结果】模拟和实测结果均表明,在当前气候条件下秸秆还田会提高作物产量并促进土壤氨挥发,稳定性氮肥与普通尿素相比对产量无显著影响但会显著减少土壤氨挥发累积量。敏感性分析表明,作物产量与土壤氨挥发累积量均对施氮量最敏感。在RCP4.5排放情景下,单施稳定性氮肥（NF1）和单施尿素（NF2）分别在2050s—2090s和2070s—2090s产量显著降低,秸秆配施稳定性氮肥（SF1）和秸秆配施尿素（SF2）均在2050s—2090s产量显著升高;在RCP8.5排放情景下,单施稳定性氮肥（NF1）在2070s—2090s产量显著降低,单施尿素（NF2）产...     

秸秆还田深度对土壤温室气体排放及玉米产量的影响

【目的】秸秆还田是培肥地力、增加土壤有机质和改善土壤结构的重要技术手段,但以往的研究表明秸秆还田会加速土壤温室气体的排放。本研究通过对秸秆不同还田深度下农田土壤温室气体排放特征和产量的研究,明确降低温室气体排放量的最佳还田深度,以期为合理利用秸秆、提高作物产量,实现农业可持续发展提供科学依据。【方法】采用大田微区试验,以玉米为供试作物,设置4个还田深度,采用静态箱-气相色谱法测定整个玉米生长季不同还田深度下温室气体（CO₂、CH₄、N₂O）的排放特征,产量及产量构成因素。试验共设5个处理,还田深度分别为0—10 cm（T1）、10—20 cm（T2）、20—30 cm（T3）和30—40 cm（T4）,同时以不还田处理作为对照（CK）。【结果】（1）在整个玉米生长季CO₂和N₂O均表现为排放,CH₄表现为吸收。CO₂累积排放量为T3处理最高,较CK显著增加了28.6%,T4处理增加最少,较CK显著增加了17.1%（P<0.05）,但T1与T4处理之间差异不显著;而N₂O的累积排放量T2处理为最高,与CK相比,累积排放量显著增加111.3%,T4处理增加最少,与CK相比显著增加了12.8%（P<0.05）;CH₄则表现为吸收,且秸秆还田后降低了农田土壤对CH₄的吸收能力,吸收量表现为CK处理>T4处理>T3处理>T1处理>T2处理,且各还田处理与CK之间差异显著（P<0.05）。（2）秸秆不同还田深度下,与对照相比,各处理玉米产量均显著增加,增产在5.6%—20.8%（P<0.05）,但各处理之间的穗长、穗粗和行粒数差异不显著。当秸秆还至30—40 cm时,产量最高,较CK增加了20.8%,表明秸秆还田对提升土壤肥力及作物增产有重要作用。（3）从温室气体综合增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）来看,在100年尺度上,GWP表现为T2处理>T3处理>T1处理>T4处理>CK处理,而GHGI表现为T2处理>T3处理>T1处理>CK处理>T4处理,表明与CK相比,各处理均增加了玉米季温室气体的综合增温潜势,而T4处理则降低了玉米季温室气体排放强度,说明秸秆深还至30—40 cm可在一定程度上缓解全球增温潜势。【结论】秸秆还田会显著增加CO₂和N₂O排放,降低对CH₄的吸收能力;秸秆深还至30—40 cm可相对降低综合增温潜势,降低温室气体排放强度,同时显著增加玉米产量。因此,为实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,秸秆深还至30—40 cm是较为合理的土壤改良培肥方式。     

油菜花期降水适宜度变化趋势及风险评估

 【目的】评估油菜花期降水适宜度变化及气候风险。【方法】应用气候倾向率确定油菜花期降水适宜度变化趋势;根据降水适宜度与油菜气象产量的关系,应用Beta分布评估油菜花期湿害气候风险。【结果】浙江省油菜花期降水适宜度总体呈现正效应,适宜度以平均0.0075/10a的速度上升,浙江省油菜花期湿害呈现减弱趋势;油菜成灾年、歉收年的降水适宜度风险概率空间分布呈现西南向东北逐渐降低,增产年的风险概率由西南向东北逐渐增高。【结论】气候变化使油菜花期降水适宜度偏好、风险降低,总体上有利于浙江省油菜生产。     

不同种植模式对农田土壤呼吸速率的影响

【目的】探讨不同种植模式对农田土壤CO_2排放的影响,以期为农田固碳减排提供理论参考.【方法】以河西绿洲灌区的7种种植模式为研究对象,采用CFX-2开放式呼吸测定系统进行土壤呼吸速率测定.【结果】7类种植模式下农田土壤呼吸速率具有明显的季节变化规律,其中,单作玉米的波动幅度最大,呈先上升再下降的趋势;平均土壤呼吸速率表现为单作玉米玉米间作豌豆小麦间作玉米春小麦复种冬油菜春小麦复种冬小麦春小麦复种春油菜春油菜复种马铃薯,且不同处理间平均土壤呼吸速率差异显著(P0.05);单作玉米农田土壤呼吸速率最强,春油菜复种马铃薯最小,且单作玉米农田土壤呼吸速率为春油菜复种马铃薯的4.6倍.间作模式下小麦、玉米带土壤呼吸速率较相应的单作分别降低20.9%和26.3%.【结论】7种种植模式中,单作玉米潜在温室气体排放量最大,春油菜复种马铃薯最有利于农田温室气体减排,而间作模式可有效降低配置作物的土壤呼吸速率强度.