中国玉米生产消费的时空格局及供需平衡态势

玉米是近年来中国粮食增长的主力军。本文从系统的角度出发,采用经验模态分解、标准差、生产集中度及空间重心统计等方法,以分省为基本研究单元,全面揭示了1978-2014年中国玉米生产、消费的时空格局,并综合生产和消费的情况,分析了玉米的供需平衡态势。结果表明:1)1978-2014年,中国玉米生产量呈波动上升趋势,并以1984、1993和2003年为节点划分为四个阶段;近30 a来,中国玉米生产趋于集中,生产重心向东北方向移动了174.65 km。2)1980-2014年,中国玉米消费量总体呈现上升趋势;饲用消费是中国玉米消费的主要组成部分,占总消费量的3/5以上,工业消费近年来增长显著,接近总消费量的30%;从空间分布上看,中国饲用玉米消费的区域分布广泛,工业消费相对集中。3)中国玉米生产与消费在空间上具有不均衡性,导致玉米大致呈由北向南、由西向东方向流出。     

基于点轴理论的农村居民点布局优化

为合理确定农村居民点整治范围和布局优化方向,揭示农村居民点布局的点-轴空间作用机制。该文系统分析了村镇增长极点(城镇、中心村和基层村)与发展轴(道路)对农村居民点规划布局的空间作用机制,引入空间引力修正模型,测算村镇之间的相互作用值,采用加权Voronoi图划分各增长极点空间作用范围,结合道路与地形对农村居民点的综合作用,构建面向点-轴空间作用的农村居民点布局优化体系。研究以大冶市大箕铺镇为例进行实证研究,通过点-轴空间综合作用分析与测算,将大箕铺镇农村居民点用地空间划分为城镇化型、内部改造型、迁村并点型(包括中心村建设、村中心建设)3种模式;通过不同优化模式的空间引导与整合,实现村镇层次农村居民点科学规划与合理布局。     

黄土丘陵区引入阔叶树种枯落叶对针叶林土壤极化防治效应

人工纯林的长期连续生长或连栽所引起的土壤性质极化是导致土壤退化和影响人工林生态系统稳定及可持续发展的重要原因,防治的根本途径是引入种间关系协调的其他树种形成针阔混交林。该研究针对陕北半湿润黄土丘陵区的针叶纯林,通过野外采集典型林地腐殖质层土壤和不同针阔树种当年枯落叶后进行室内混合培养试验结果表明,受自身枯落叶的影响,油松林地土壤会向偏碱化、土壤贫养(缺N)化和富啡酸含量减少的负向极化,最适宜引入的树种是小叶杨、辽东栎,其次为白桦,而刺槐不适宜;落叶松林地土壤会向偏碱化、土壤碱解N和速效K的缺乏及细菌、真菌数量减少的负向极化,最适宜引入的树种是小叶杨,其次为刺槐,而白桦和辽东栎不适宜;侧柏林地土壤会向土壤胡敏酸含量减少、部分酶酶活性降低和细菌数量明显减少的负向极化,最适宜引入的树种是小叶杨和辽东栎,而白桦和刺槐不适宜。     

中国粮食生产发展特征及土地资源承载力空间格局现状

首先分析了1949－2008年中国粮食生产发展过程特点,随后以粮食为判据,基于人口与粮食关系,建立土地资源承载力模型和土地资源承载指数模型,从分县尺度对中国土地资源承载力空间格局现状进行了分析。结果表明： 1949－2008年中国粮食生产呈台阶式上升特征,且伴随周期性波动,具有明显的不稳定性;人口增幅小于粮食产量增幅,人均粮食占有量从建国初期的不足209 kg,增长至21世纪初期的400 kg,呈稳步提升态势;2007年我国分县土地资源承载力主要以人口超载、粮食短缺为主要特征。东北平原、华北平原、长江中下游、河西走廊、河套地区及四川盆地等主要粮食生产区表现为粮食盈余,而人口压力较大的东南沿海以及粮食生产水平较低的西北干旱半干旱地区则表现为人口超载。国家尺度上,中国粮食尚处于盈余状态,因此粮食短缺地区需通过贸易、调配来满足超载人口的粮食需求。东、中部城市密集地区人粮关系尤为紧张,随着城市化进程不断加快,这些地区人粮矛盾会进一步加剧,粮食贸易和调配趋势也会越来越明显。该研究可为国家粮食安全与区域可持续发展提供科学依据和决策支持。     

干旱条件下南方红壤丘陵地区水分平衡

全球变暖背景下近些年中国南方地区干旱气候事件频发,水土资源匹配态势并不乐观。论文以吉泰盆地为案例区,采用标准化降水指数,系统诊断吉泰盆地近50a的干旱态势,识别干旱的类型与强度;构建水分平衡模型,重演历史干旱气候条件下南方红壤丘陵地区耕地、林地等主要用地类型的水分平衡。研究表明,1960-2010年,吉泰盆地近30%的年份发生了干旱,频率较高。其中,轻旱发生的频次最高,特旱位居其次,吉泰盆地干旱大多发生于伏秋期间;无旱气候条件下,吉泰盆地水分平衡量约为448mm,自然降水整体可以满足林地和耕地等主要用地类型的水分需求,水分盈余是其平衡关系的基本特征,盈余量整体呈现河谷、平原低于丘陵、山地的空间格局;轻、中、重和特旱气候条件下,吉泰盆地耕地水分平衡量由无旱态势下的盈余转为亏缺,林地的水分盈余量下降幅度在37.87%～77.80%;轻、中、重旱气候条件,吉泰盆地的水分平衡量较无旱时依次下降了55.07%、70.28%和96.08%;在特旱气候条件下,缺水量达72mm;随着干旱程度的加剧,吉泰盆地水分盈余量降低、亏缺量增加。     

QTL identification of kernel composition traits with popcorn using both F2:3 and BC2F2 populations developed from the same cross

Quantitative trait loci (QTL) influencing three main kernel composition traits, starch, protein and oil concentrations, in unselected F_2:3 and selected BC₂F₂ maize populations derived from the same cross of a dent corn inbred Dan232 × an elite popcorn inbred N04 under the same conditions were detected. Four and two QTL for starch, four and three QTL for protein, and four and one QTL for oil were detected in the two populations, respectively, with three QTL jointly detected. The proportion of phenotypic variation explained by a single QTL was 5.2–10.6%, 5.0–14.3%, and 6.2–8.5% for the three traits. Ten QTL had favorable alleles contributed by Dan232. Several QTL detected in this study had identical or similar chromosome regions to those previously identified with other maize germplasms. No QTL with opposite effects for kernel composition traits and popping characteristics were detected in the same or near marker intervals. This reflected that some QTL detected in this study seemed to contribute to trait variation in a diverse array of maize populations and environments, and the opportunity existed for improving popcorn's nutritional quality while maintaining acceptable popping characteristics. Inconsistent broad sense heritability and trait correlation estimates were also observed in the two populations.     

三连栋日光温室温度场分布及应用

针对冀中南地区冬季雾霾天气严重,日光温室不能充分发挥其应有的保温功能,设计建造了三连栋日光温室,为进一步验证其性能,应用MATLAB软件对三连栋日光温室进行二维温度场的拟合和图像绘制。结果表明：00:23三连栋日光温室的温度为8日>9日>10日;06:23为温室一天的最低温度,10日的06:23为3天最低温度;12:23为多云~阴的8日温室的最高温度,14:23为阴~晴的9日温室的最高温度,12:23—14:23为晴天的10日温室的最高温度,3天温室最高温均能达到30℃,16:23温度下降较快。多云~阴的8日、阴~晴的9日09:23—10:23依次从温室的北、中、南栋的上中部开始升温,16:23先从温室下部开始降温;晴天的10日09:23—10:23依次从温室的南、中、北栋开始升温,16:23依次从温室的北、中、南栋开始降温。在温室温度最低时或最高时,北栋北后侧中下部区域为温度的最高点或最低点。8—10日09:23与18:23(15~20℃)、08:23与20:23(10~15℃)温室温度各栋之间及各区域基本相同。同一天内温室地温中栋最高,地温白天北栋最低、夜间南栋最低;10日夜间南栋地温最低,最低地温13℃,白天中栋地温最高,最高地温22℃。光照强度9日<8日<10日。三连栋日光温室在2月中旬喜温果菜类即可定植,较单膜塑料大棚提早定植25~30天,同时又规避了冬季低温阴雪雾霾天气出现频次高的时段,三连栋日光温室优势明显。     

植物染色体重排在作物遗传改良中的应用研究进展

染色体重排是一种可能导致DNA片段丢失、重复、易位和倒位的机制,从而改变基因组结构,为创造新的变异性状提供可能。植物染色体重排事件的准确鉴定有助于更深入地理解植物基因组的结构、功能及它们在植物演化和作物育种中的作用。该文深入探讨了植物染色体重排的基本概念,介绍了植物染色体重排的自然发生和人工诱导的技术方法,阐述了植物染色体重排的细胞生物学、分子遗传学和高通量测序鉴定方法。同时,系统总结了植物染色体重排技术在作物遗传育种中的应用,结合具体实践,着重强调了染色体重排技术在提高农作物的遗传多样性、改良农作物的重要性状、增强农作物的环境适应性等方面极具优越性。然而,目前染色体重排的发生概率较低,技术上仍存在挑战,需要更多精准的工具和策略来实现染色体片段的精准定位和重排。通过全面了解染色体重排及其相关技术,研究人员和育种家可以更好地利用植物基因组,为全球粮食安全和环境可持续发展提供创新解决方案。相关研究不仅为深入认识植物基因组提供新途径,也为未来创新作物育种奠定坚实基础。通过挖掘植物基因组的多样性和可塑性,染色体重排技术有望为培育高产、优质、多抗的农作物新品种提供更多可能性,对解决全球日益严峻的...     

保护地小果型西瓜品种比较试验

以漯河市场上大面积种植的小果型西瓜品种为试材,进行了保护地栽培试验,分析其生物学特性,筛选出适易漯河市设施栽培的小果型西瓜品种。结果表明:"朝霞""全美2K"的产量突出,比"黄小玉"(CK)增产了28.8%、26.0%,达差异极显著水平(P0.05)。"朝霞""全美2K""玲珑瓜之宝"的中心糖含量和边糖含量均超过对照,其中"全美2K"的中心糖含量最高,为13.5%。"朝霞""全美2K"的全生育期均比对照长,其中"朝霞"的果实发育天数最短,为35.6d,"全美2K"最长,为39.3d。因此,"朝霞""全美2K"适宜在漯河市大力推广种植。     

基于智能体和元胞自动机的鱼道内鱼类行为模拟

为建立基于智能体和元胞自动机(Agent-CA)的鱼道内鱼类行为模型,该研究以计算流体力学软件得到的水流流场数据为基础,根据过鱼试验研究认识到的鱼上溯行为特征和规律,定义了不同场景下鱼的避开障碍、寻找主流、逆流向前、逆流后退、冲刺、随机6种行为和行为规则,将鱼道划分成多个二维元胞空间,将元胞空间中元胞状态为"鱼"的网格看作是一个智能体(Agent)。在3种体型的竖缝式鱼道中应用该模型对草鱼幼鱼的上溯行为进行模拟,并将模拟结果与实际过鱼轨迹进行对比。结果表明:该研究构建的模型能够较好地描述实际过鱼的主要上溯轨迹,针对3种体型竖缝式鱼道的模拟特征轨迹范围相对误差分别为23.5%、7.7%和2.3%。本研究提出的基于智能体和元胞自动机的鱼道内鱼类行为模型具有较好的适用性,可为鱼类行为模拟研究提供重要基础数据。