近30年湟水流域土壤全氮时空变异及影响因素

基于湟水流域1985年第二次土壤普查的45个剖面数据和2015年土壤调查的61个剖面数据,采用统计和地统计学法,分析了流域0~15 cm和15~30 cm土层近30年全氮(TN)的时空变异及影响因素。结果表明:从1985年至2015年,0~15 cm和15~30 cm层TN均值分别由1.33 g kg-1和1.15 g kg-1升高至2.25 g kg-1和2.08 g kg-1,增幅为69.20%和80.87%;近30年来,湟水流域0~15 cm和15~30 cm土层全氮呈现增加趋势,其中西部、北部、中部以增加为主,东南部以递减为主;空间相关性由强变为中等,1985年TN含量在东西和南北两个方向均呈现先减后增的趋势,2015年则整体呈从东南向西北增加的趋势;气候因子、海拔、土壤质地、土壤类型等自然因素和土地利用、施肥、种植结构以及农业机械化等人为因素共同导致了TN时空分异,人类对土壤养分干预作用表现出增强的趋势。考虑到TN含量存在较大的时空变异,建议建立湟水流域土壤TN含量长期监测点,并对农业氮肥的施用实行分区管理,以保障整个农业流域的可持续发展。     

近25年来典型红壤区土壤pH变化特征——以江西省余江县为例

近些年中国南方红壤区土壤酸化问题的受关注程度有所下降,但酸化一直是红壤生态系统面临的主要问题之一,查明土壤pH时空演变特征对该地区制定合理高效的农业和环境管理措施具有重要意义。基于江西省余江县1982年和2007年的土壤采样数据,分析了全县两个采样时期的土壤pH空间分布格局及近25年来的演变趋势。结果表明,余江县土壤pH已由1982年的5.66,降至2007年的4.74。从土壤类型来看,潮土的pH下降幅度最大,达到1.02,水稻土和红壤的下降幅度较为接近,分别为0.89和0.88;从土地利用方式来看,林地和水田pH降幅分别为1.00和0.92,旱地降幅为0.82。从全县范围来看,绝大部分地区土壤pH出现大幅下降,中北部和西南部的部分地区下降幅度较突出;相对于1982年,2007年土壤pH降幅分别以0.8～1.2和0.4～0.8区间为主,分别占全县面积的73.82%和15.46%;全县土壤1982年以微酸等级为主,而2007年除全县近13.0%的区域土壤已成为强酸土壤外,其余大部分地区土壤也已接近强酸等级。可见,自全国第二次土壤普查以来近25年间,余江全县及各土壤类型和土地利用方式的土壤pH大幅下降,土壤酸化形势严峻,亟需采取相应措施加以应对。     

2007～2008年大连地区闪电时空分布特征分析

采用大连地区不同地理位置的4个雷击探测仪组成的闪电监测定位系统获取的2007-2008年云地闪电资料,从闪电的极性分布、日变化、强度、闪电密度等方面,研究了大连周边地区云地闪电时空分布特点。结果表明,云地闪中负闪电占闪电总数的93.9%,平均闪电强度为27.99 kA;正闪电占闪电总数的6.1%,平均闪电强度为35.56 kA;闪电频次的日变化呈明显的双峰双谷结构,17：00-18：00和04：00-05：00为2个峰值,2个谷值分别出现在09：00-10：00和00：00-01：00;5-9月闪电次数占全年闪电总数的91.5%,其中6-8月闪电次数最多;正、负闪电的强度主要集中在15-35 kA,80%以上闪电强度小于40 kA,100 kA以下的闪电次数约占闪电总数的99.3%;大连周边地区闪电空间分布呈明显的地域性差异,辽东湾和大连东部沿海地区是对流发生的主要发生地,远离海区的内地区域闪电发生的频率要低的多,沿海地区是大连周边地区雷电灾害防御工作重点。     

鄂伦春旗耕地土壤有机质含量的时空变化趋势及其与大豆产量的关系

为全面分析鄂伦春旗土壤有机质含量随着时间推移发生的变化及在空间上的分布情况,比较该区域不同土壤类型有机质含量的差异,探讨土壤有机质和全氮含量之间的关系,对2008—2014年在鄂伦春旗域内均匀采集的7722个耕地土壤样品进行土壤类型判别及有机质、全氮含量测定,并与1986年全国第二次土壤普查数据进行对比,同时通过盆栽试验研究土壤有机质含量及施肥水平对大豆农艺性状和产量的影响。分别采用油浴加热重铬酸钾容量法和半微量凯氏定氮法测定土壤有机质含量和全氮含量。通过相同区域近30年间有机质、全氮含量的比较分析鄂伦春旗土壤肥力变化动态。盆栽试验供试品种为‘北豆26’,设置23.24、41.45、60.21、81.37、98.71 g/kg等5个土壤有机质含量水平,在大豆开花期、成熟期分别记载发育进度和农艺性状,收获后考种获得产量性状数据。近30年来,鄂伦春旗耕层土壤有机质含量平均由127.24 g/kg下降到64.82 g/kg,降幅达49.06%。对不同土壤类型有机质含量变化进行分析,发现沼泽土有机质含量由165.9 g/kg下降到67.89 g/kg,降幅为59.08%;暗棕壤由120.9 g/kg下降到63.83 g/kg,降幅为47.20%;棕色针叶林土由149.2 g/kg下降到103.79 g/kg,降幅为30.44%;草甸土由111.5 g/kg下降到66.61 g/kg,降幅为40.26%;黑土由88.7 g/kg下降到65.63 g/kg,降幅为26.01%。土壤有机质与全氮含量显著正相关。施用化肥对大豆的增产效果因土壤有机质含量而异,当土壤有机质含量高于81.37 g/kg时,化肥对大豆的增产作用效果不明显。鄂伦春旗耕层土壤有机质含量下降49.06%,表明缺少有效土壤培肥措施的耕种对土壤有机质消耗极大。不同土类有机质平均含量随耕作年限的延长而下降的幅度存在明显差异,其中沼泽土降幅最大,黑土降幅较小,暗棕壤居中。土壤有机质含量丰富的土壤,即使不施用化肥,也能获得较高产量。因此,提高有机质含量是提高土壤生产能力和农业生产效益的根本性措施。作者认为,轮作倒茬和秸秆还田是最重要的土壤培肥措施。     

2000—2015年滦河流域植被净初级生产力时空分布特征及其驱动因子分析

植被净初级生产力(NPP)可以反映植被生长状况,是表征地区生态质量的重要指标。本文以滦河流域为研究区,调查采集植被NPP、气象、土地利用结构及变化等多时空数据,利用Sen趋势、Hurst指数及残差分析等多种方法,综合考虑自然环境和人为利用的影响,对2000—2015年植被NPP的时空变化特征、未来演变趋势及驱动因子进行分析和研究,并定量识别不同区域内的主导驱动因子,旨在为该流域的生态环境治理工作提供依据。研究结果表明:1)2000—2015年,滦河流域植被NPP年均值为455.04g(C)·m~(-2)·a~(-1),整体呈波动上升趋势,显著增加区占流域总面积的32.94%,且未来同向变化趋势略强于反向变化趋势;2)该流域植被NPP空间差异较为显著,表现为东南高西北低的格局,受地形影响较大,流域中游的低山丘陵区为植被NPP高值区;3)驱动机制上,流域植被NPP变化与温度和降水均为正相关关系,水热耦合共同作用于植被NPP的积累,人类活动则是通过改变土地利用强度或生态建设工程等影响植被NPP的变化,且在不同地形区域内,植被NPP变化的主导驱动因子不同,整体上以气候和人类活动共同正向促进作用为主,但在平原区以单因子的反向抑制作用为主。     

北京郊区土壤有机质含量的时空变异及其影响因素

【目的】揭示土壤有机质时空变化规律及其影响因素，为土壤肥力评价和管理提供指导。【方法】通过收集和实测北京南郊-大兴区1980、1990和2000年3个不同时期耕层土壤有机质含量的资料，应用地统计学方法对共进行分析。【结果】3个时期土壤有机质的平均含量分别为9.64、12.76和12.89 g·kg-1，它们的空间相关距离分别为80.5、59.2和49.0 km，呈递减趋势。大兴区土壤有机质含量空间分布呈北高南低之势。从1980年到2000年，有机质含量表现为由低向高逐级累积的规律，具体变化为有机质含量一级和二级的土地面积从无增加到分别占土地总面积的8.0%和14.3%，含量三级的土地面积从23.0%增加到37.1%，四级土地面积减少很少，约为2.19%，五级土地面积减少幅度最大，为50.4%。【结论】秸秆还田和施用有机肥是有机质含量普遍上升的原因，随着作物产量的不断提高，部分地区的有机质入不敷出，呈下降的趋势，应注意土壤的培肥管理。     

Modelling of the spread of a potential invasive pest,the Siberian moth （Dendrolimus sibiricus） in Europe

Background： The Siberian moth （Dendrolimus sibiricus） （SM） defoliates several tree species from the genera Larix, Piceo and Abies in northern Asia, east of the Urals. The SM is a potential invasive forest pest in Europe because Europe has several suitable host species and climatic conditions of central and northern Europe are favourable for the SM.
Methods： This study developed a grid-based spatio-temporal model for simulating the spread of the SM in case it enters Europe from Russia via border stations. The spread rate was modeled as a function of the spatial distribution of host species, climatic suitability of different locations for the SM, human population density, transportation of moth-carrying material, and flying of moths from tree to tree.
Results and conclusions： The simulations showed that the SM is most likely to spread in the forests of northeast Belarus, the Baltic countries, and southern and central Finland. Climatic conditions affected the occurrence of the SM more than human population density and the coverage of suitable host species.     

Geographic variability of sardine growth across the northeastern Atlantic and the Mediterranean Sea

This study describes broad-scale spatial variations in sardine growth across the northeastern Atlantic and Mediterranean waters using opportunistic samples collected in recent years. More detailed information on spatial, decadal and seasonal growth variations is provided for the Iberian-Biscay region using data collected in acoustic surveys since the mid-1980s. Growth curves are fitted to annual or monthly length-at-age data using a robust Von Bertalanffy model; parameters for recent samples are compared with literature information using an auximetric plot while differences between areas within the Iberian-Biscay region are tested by log-likelihood ratio tests. Sardine growth performance is generally lower in the Mediterranean and declines across the northeastern Atlantic from the English Channel to north Morocco but increases sharply off Mauritania. Lower growth of Mediterranean sardines is possibly associated to the overall oligotrophy of this Sea while differentiation from the Atlantic is likely sustained by reproductive isolation between populations from the two areas. Within the northeastern Atlantic, size- and age related migrations may partly explain differences in maximum length/age and mean length-at-age between neighbouring areas but the broad-scale latitudinal decline in growth is consistent with adaptation to the north–south decline in seasonal temperature gradients and to the annual cycles of plankton production. Within the Atlantic Iberian waters, sardine grows and improves in condition during spring and summer when the allocation of energetic resources for gonad development cease, temperature is close to the annual maxima and plankton production is high. Variation in sardine length-at-age and growth within the Atlanto-Iberian stock area has implications for stock structure and needs to be taken into account in the calculation of weight and maturity-at-age for assessment purposes. No evidence of broad temporal changes in sardine growth within the Iberian-Biscay region is obtained.     

近60年东北地区春玉米旱涝趋势演变研究

区域作物旱涝趋势的演变是区域应对气候变化、制定防灾减灾决策的理论依据,是保证我国粮食安全的基础。本文以东北地区为研究区,依据春玉米的生长特征将其划分为14个分区,利用研究区1958—2017年78个站点的逐日气象数据,计算春玉米生育期内的累积水分盈亏指数(CWSDI?),并将其划分为8个旱涝等级,结合M-K趋势检验和突变检验法及GIS空间分析技术,揭示了东北地区春玉米生长期旱涝趋势的时空演变规律。结果表明:在春玉米生育期内,播种—抽穗期的3个生育阶段, CWSDI?值大体呈上升趋势,抽穗—成熟期CWSDI?值呈下降趋势,其中乳熟—成熟阶段的下降趋势最重,但无明显区域性。研究区内春玉米干旱的发生频率远高于洪涝的发生频率,干旱自20世纪90年代逐渐加重,洪涝情况无明显变化趋势;拔节—抽穗阶段和乳熟—成熟阶段分别是旱涝灾害最轻和最重的阶段,春玉米各生育阶段各旱涝等级的发生频率大体上是特旱轻旱其余旱涝等级;吉林省西部和辽宁省西部的中旱及重旱频率高于其他地区,特旱主要集中在研究区西部,轻涝集中在黑龙江省中、南部,吉林省东部和辽宁省东部,研究区内几乎不发生中、重涝。应在春玉米的生育初期和后期注意旱涝灾害的预防,研究区西部的旱情较重应重点防范,做到适时有效灌溉。研究结果可为区域预测农业旱涝灾害、优化水资源配置提供决策依据。     

不同载畜率对荒漠草原建群种短花针茅种群时空变异性的影响

为探讨不同载畜率下短花针茅（Stipa breviflora）种群的时空变异性特征及差异，本研究于2020年7—9月以荒漠草原建群物种短花针茅为研究对象，分析了对照（无牧）、轻度放牧、中度放牧和重度放牧等不同载畜率下的短花针茅出现频率、种群多度、相对多度及其时空变异性，并运用地质统计学软件进行平面空间分布模拟。结果表明：随着载畜率增大，短花针茅种群多度增加（P<0.05），但群落总多度随载畜率增大而呈现出先增加后降低的趋势；在9月时，与对照相比，放牧造成短花针茅种群变异性显著降低（P<0.05），但不同月份间短花针茅种群变异性无显著差异；通过对7月与9月的短花针茅种群空间分布进行平面模拟发现，在9月时，与对照相比，放牧造成短花针茅种群分布相对均匀，使得其种群变异性降低。综上，在长期放牧过程中，短花针茅种群趋向于均匀分布。