长江中下游地区水稻生长季节内农业气候资源变化

基于长江中下游地区1960-2016年153个气象台站的地面观测资料,分析了长江中下游地区水稻生长季节内热量、光照和水分资源的时空变化特征。结果表明:1960-2016年长江中下游地区水稻生长期内≥10℃积温平均为4 944.53℃·d,10年倾向率为47.76℃;积温有效率平均为86.920%,10年倾向率为-0.279%;高温日数平均为21.93 d,10年倾向率为0.84 d;低温日数平均为5.81 d,10年倾向率为-1.26 d;日照时数平均为1 228.94 h,10年倾向率为-41.04 h;降水量平均为1 048.91 mm,10年倾向率为7.52 mm;降水日数平均为61.04 d,10年倾向率为-1.38 d;降水强度平均为11.24 mm/d,10年倾向率为0.25 mm/d。长江中下游地区水稻生长期在1960-2016年热量资源增加明显,但积温有效率呈下降趋势,光照资源呈减少趋势,降水量及降水强度呈现增加趋势,这将对该地区水稻生产产生负面影响。     

3种遥感产品检测黄土高原森林变化及差异比较

基于Landsat Vegetation Continuous Fields（LVCF）、MODIS Vegetation Continuous Fields（MVCF）和MODIS Land Cover（MODLC）等遥感产品和森林清查数据（NFI）检测2000-2015年黄土高原森林分布及变化。结果表明:1）2000-2015年黄土高原森林覆盖度升高,基于LVCF和MVCF的全区森林覆盖度均值分别由2000年的7.8%和9.6%增加到2015年的9.7%和13.2%。2）遥感产品估算的森林分布空间格局和面积差异较大,基于LVCF、MVCF和MODLC估算的黄土高原森林面积在2000年分别为726.6×10⁴、604.7×10⁴ hm²和325.1×10⁴ hm²,2015年分别为926.2×10⁴、998.3×10⁴ hm²和400.1×10⁴ hm²。3）遥感产品估算的省级尺度上森林面积与NFI的不一致性因省份和年份而异,LVCF与NFI一致性整体略优于MVCF,MODLC与NFI差异最大且估算的森林面积远低于LVCF、MVCF和NFI。4）遥感产品检测的陕西和山西2省的森林面积增加值与NFI一致性高于宁夏;基于遥感产品估算的宁夏森林面积及增加幅度均远低于NFI。     

江淮流域稻麦轮作蒸散特征及其影响因子

蒸散(ET)是水分交换的重要过程,对理解地表水平衡至关重要。基于安徽省寿县国家观测站多年的通量和气象数据,分析了江淮流域稻麦轮作作物ET变化特征,并利用通径分析方法分别对冬小麦和水稻ET的影响因子进行辨识。结果表明:①江淮流域稻麦轮作田多年均ET年总量为740.3 mm,其中冬小麦、水稻、裸地分别占比40.7%、52.3%、7.0%。冬小麦ET的日均值为1.40 mm/d,在生长季内ET变化表现为弱"双峰型"特征,两峰值分别位于出苗-三叶和开花期。水稻ET的日均值为3.23 mm/d,在生长季内ET变化表现为"单峰型",峰值位于拔节期。②冬小麦ET主要受净辐射(R_n)和叶面积指数(LAI)影响,R_n的直接作用最明显,而LAI主要通过R_n路径对ET产生间接影响。水稻ET主要受R_n和20 cm土壤体积含水量(VSWC_(20))影响,R_n直接作用更明显。对比两种作物,R_n对其ET都起决定性作用,LAI对冬小麦ET作用明显高于水稻,而VSWC_(20)对水稻ET促进作用明显,对冬小麦ET变化促进作用可以忽略。     

不同质地黑土净氮转化速率和温室气体排放规律研究

为探讨黑龙江省半干旱地区不同质地黑土的净氮转化速率和温室气体排放规律,以壤砂土和粉壤土为研究对象开展室内培养试验,对土壤净硝化速率和净矿化速率、N2O和CO2排放速率与累积排放量进行研究。结果表明:7d培养期间壤砂土的平均净矿化速率和CO2平均排放速率分别为0.49mgN kg-1 d-1和0.30mgCO2-C kg-1 h-1,显著低于粉壤土的平均净矿化速率(1.37 mgN kg-1 d-1)和CO2平均排放速率(0.47mgCO2-C kg-1 h-1)。壤砂土的平均净硝化速率和N2O平均排放速率分别为1.65mgN kg-1 d-1和212.6ngN2O-N kg-1 h-1,显著低于粉壤土的5.02mgN kg-1 d-1和521.3ngN2O-N kg-1 h-1。壤砂土和粉壤土的N2O排放比率分别为0.081%~0.301%和0.210%~0.254%。研究表明,土壤质地显著影响土壤净氮转化速率和温室气体排放,壤砂土较低的pH、有机碳和水溶性有机碳含量是导致其净硝化速率、净矿化速率以及N2O、CO2排放速率显著低于粉壤土的主要原因。     

围垦对滨海稻田土壤N2O还原潜力的影响

稻田湿地生态系统的N₂O还原消耗潜力对缓解大气温室气体效应具有重要意义,而滨海自然湿地围垦改造成稻田后耕层土壤的N₂O还原速率及其微生物机制却鲜有报道。选取崇明岛光滩湿地为对照（WK0）,比较研究不同围垦年限（19、27、51、86 a）的围垦区稻田耕作层土壤N₂O还原速率演替规律及其微生物数量变异特征。结果表明,土壤总有机碳含量（TOC）随围垦年限增长而显著增加,而土壤pH值、SO₄^2-浓度和EC值则均随围垦年限增长而呈逐渐下降趋势。土壤N₂O还原速率随围垦年限增长而显著增加,其中围垦86 a稻田土壤达到25.5 μg N₂O·g^-1·d^-1,与光滩湿地相比增加了58.4%。定量PCR结果发现,功能基因nosZ Ⅰ和nosZ Ⅱ拷贝数也随着围垦年限增长而显著增加,其中围垦86 a的稻田土壤功能基因分别为1.72×10⁸ copies·g^-1和4.36×10⁸ copies· g^-1,比光滩湿地稻田高出一个数量级。相关性分析发现土壤N₂O还原速率与功能基因nosZ Ⅰ拷贝数呈显著正相关,而功能基因nosZ Ⅱ拷贝数随围垦年限的增加率远高于功能基因nosZ Ⅰ;N₂O还原速率、功能基因nosZ Ⅰ、nosZ Ⅱ拷贝数与3个土壤理化指标（pH、EC、SO₄^2-）均呈负相关。因此,围垦造田促进了滨海湿地土壤N₂O还原过程,而功能基因nosZ Ⅰ数量的大幅增加是N₂O还原速率增加的重要原因。     

高温胁迫下番茄临界氮模型的建立及氮素营养诊断

临界氮浓度（Nc）是在一定生长时期内获得最大生物量时的最小氮浓度，对实时了解作物氮素营养状况，提高作物品质与产量，避免肥料浪费具有重要意义。为了研究高温胁迫下设施番茄植株氮素运营规律，确定番茄临界氮浓度，以番茄品种“金粉一号”（Jinfen 1）为试材，在南京信息工程大学Venlo型温室开展高温和施氮量双因素全面试验。设置昼温/夜温4个温度水平，即T1（25℃/15℃，CK）、T2（30℃/20℃）、T3（35℃/25℃）和T4（40℃/30℃），5个施氮量水平，即不施用氮肥N1、0.5倍推荐施肥N2（1.3g·株−1）、0.75倍推荐施肥N3（1.95g·株−1）、正常推荐施肥N4（2.6g·株−1，CK）、1.25倍推荐施肥N5（3.75g·株−1）。在盆栽番茄植株开始吸收肥料后于不同温度处理的气候箱内进行高温试验，高温处理7d后，移至常温下Venlo型试验温室内继续培养，第2日开始，通过定期破坏性取样，系统测定植株生物量和各器官含氮量。结果表明：各高温氮素处理下番茄植株的干物质量（DM）均随着生育期的发展而逐渐增大，设施番茄临界氮浓度与地上部生物量之间符合幂指数关系，即Nc=a·DM−b，其中，T1：Nc= 4.167DM−0.252；T2：Nc= 4.689DM−0.375；T3：Nc= 3.287DM−0.353；T4：Nc=3.812DM−0.403。随着高温胁迫程度加重，番茄临界氮浓度呈现先增大后减小的趋势，低氮处理下的干物质积累量高于高氮处理；随着施氮量的增加，各温度处理下的植株营养指数（NNI）增大，且随着处理时间延长植株营养指数大体呈现降低趋势。     

1981-2015年中国区域极端气候事件的时空分布特征

[目的]阐明中国区域连续时空范围内极端气候事件的高发区域和时段，增强对我国极端气候事件发生规律的认知，进而为人类社会减缓和适应气候变化提供重要科学依据。[方法]基于CRUNCEP的温度和降水量数据，在1.5倍标准差极端值判别法的基础上结合连续时空极端事件分析方法，分析了1981—2015年中国区域不同类型极端气候事件的变化规律特征。[结果](1)全国极端降水和温度事件出现年份的极端气候事件具有明显的区域差异性。1983年、1998年、2012年为全国极端强降水年，极端强降水事件的主要发生区域分别位于长江中下游、长江上游和内蒙古东部，以及长江中下游和内蒙古地区。对于全国极端干旱年、1986年全国大部分区域均较常年偏干，而2011年干旱区域集中出现在亚热带—热带季风气候区。全国极端高温和极端低温年分别出现在1998年、2012年，其中1998年全国大部分地区温度偏高，而2012年极端低温事件主要发生于温带大陆性气候区。(2) 1981—2015年，46%的极端强降水事件发生在2001—2015年；13%的极端干旱事件发生在2001—2015年的亚热带-热带季风气候区；极端高温事件频发于19...     

低温和寡照单因素胁迫对温室黄瓜叶片光合、器官干物质分配及果实品质的影响

以黄瓜品种"南杂系列二号"(‘Nan ZaⅡ’)为试材,2017年4—5月在南京信息工程大学农业气象试验站利用人工气候箱分别对黄瓜进行低温和寡照单因素胁迫处理,持续1、3、5、7d。日最低气温设置为4.0℃;寡照设置光合有效辐射为250μmol·m~(-2)·s~(-1);以昼/夜温度分别为25℃/18℃,光合有效辐射800μmol·m~(-2)·s~(-1)为对照(CK);研究了不同低温和寡照单因素胁迫对黄瓜叶片光合、器官干物质分配以及果实品质的影响。结果表明:短期低温处理后,黄瓜叶片的光合参数变化并不显著,低温处理5d和7d的最大光合速率显著降低,分别较CK下降33.8%、41.4%;随着低温时间的持续,果实干物质分配比值降低,根、茎、叶分到了较多的光合产物;黄瓜单果质量、果长、最大果径、最小果径随处理时间呈下降趋势;果实含水率和维生素C含量随低温处理的延长呈下降趋势,可溶性蛋白质含量先增加后减少,可溶性糖含量先减少后增加。寡照胁迫后,黄瓜叶片的各项光合参数显著降低,处理7d的最大光合速率较CK下降84.4%;果实干物质分配比值显著降低,处理1、3、5、7d果实干物质比值分别较CK降低21.2%、21.8%、26.5%和18.3%;果实外在品质发生显著变化,单果质量、果长、最大果径、最小果径显著降低,寡照处理7d的畸形果比例为100%;含水率和维生素C含量随处理时间的延长显著降低,处理7d较CK分别下降了20.6%、52.3%,可溶性糖和可溶性蛋白质含量有增加的趋势,但变化幅度不显著。该研究结果可为设施黄瓜栽培温光调控提供科学依据。