成都平原直播稻田杂草群落构成及植保无人机防控效果

于2019—2021年，采用五点取样法调查成都平原崇州集贤乡、眉山东坡区及绵阳三台县等地直播稻田杂草的种类及数量；针对优势杂草，在崇州直播稻田开展了植保无人机防控试验(植保无人机IDK–015喷头加迈飞助剂处理和常规植保无人机喷雾处理)，采集喷雾雾滴在水稻上层、中层和下层的沉积情况。3年调查结果表明，成都平原直播稻田的主要杂草分属于13科24种，其中稗草(Echinochloa crusgalli(L.) Beauv.)、异型莎草(Cyperus difformis L.)、鳢肠(Eclipta prostrata(L.) L.)和空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.) Griseb.)相对多度均大于20%，是优势杂草。植保无人机防控杂草试验结果表明，试验组单位面积的药液沉积量(平均0.23 μL/cm2)和药液有效沉积率(50.23%)均显著高于对照组(0.14 μL/cm2，42.75%)；试验组施药后30 d，对稗草、千金子、鳢肠的株防效和鲜重防效均达到94%以上，显著高于常规组处理。     

1961-2019年松嫩平原盐碱地区域水稻生长季气候资源的时空变化特征分析

基于1961-2019年松嫩平原盐碱地区域的13个气象站的逐日气象资料，分析了松嫩平原全年及水稻生长季内的平均气温、活动积温、昼夜温差、降水量和日照时数等农业气候资源的时空变化特征。结果表明，与第Ⅰ阶段（1961-1990年）相比，第Ⅱ阶段（1991-2019年）松嫩平原盐碱地区域的热量资源明显增加，年均气温升高了1.1℃，年均气温的气候倾向率分布在0.23℃/10a~0.41℃/10a，5℃等值线向北推移了约2.2°。最冷月和最热月的平均气温分别增加了1.4℃和0.7℃。水稻生长季内≥10℃的活动积温增加了248.7℃·d，活动积温3000℃·d等值线北移了约2.6°，昼夜温差降低了0.6℃。年日照时数和生长季内日照时数均呈降低趋势，分别降低了184.0和17.4h。以松花江为界，吉林省部分地区的降水量减少，黑龙江省部分地区的降水量略增加。该区域农业气候资源的整体变化特征表现为暖湿趋势，这必然会对该区域的盐碱地水稻生产产生一定的影响。     

模拟雪被变化下三江平原湿地土壤理化性质的动态响应

为了研究不同雪被处理下土壤温度变化对土壤理化性质影响的动态贡献,采集三江平原小叶章湿地原状土样品,通过室内模拟实验对4个雪被处理W0 (31.05%)、W1200 (42.66%)、W3000 (51.21%)和W6000 (76.66%)下的土壤理化性质进行检测。结果表明：W6000处理显著的增加了土壤pH;3个雪被添加处理均显著增加了土壤可溶性有机碳含量;W3000和W6000处理均显著增加了土壤铵态氮含量;W6000处理显著降低了土壤硝态氮含量;不同雪被处理对土壤全磷和速效磷均未产生显著影响;W1200处理显著的增加了土壤微生物量碳,而W6000处理显著的降低了土壤微生物量碳;W1200处理显著的增加了土壤微生物量氮,W3000处理显著的降低了土壤微生物量氮。不同雪被处理下土壤温度是土壤理化性质变化的主要影响因子。不同雪被处理会改变冻融期土壤理化性质,进而对湿地生态系统碳氮循环产生重要影响。     

基于APSIM模型小麦-玉米不同灌溉制度作物产量和水分利用效率分析

针对海河平原地下水位持续下降和维持小麦—玉米两熟较高产量之间的矛盾,对不同降水年型小麦—玉米不同灌溉制度下产量和水分利用效率(WUE)进行模拟分析,结果对平衡该区域地下水可持续利用与粮食生产提供重要科学决策依据。利用研究区域站点长时间序列气象数据,以小麦不同水分处理地上部生物量、叶面积和周年土壤水分动态田间试验数据为基础,对APSIM小麦玉米遗传参数和土壤水分等相关参数进行了校准和验证。利用校准和验证的APSIM模型,对不同降水年型小麦—玉米不同生长阶段水分亏缺指数(CWDI)进行了分析,并模拟了8种不同灌溉制度情景下小麦玉米产量、水分利用效率和灌溉水利用效率(IWUE)。结果表明:不同降水年型小麦各生育阶段CWDI均较高,说明无论干旱、平水和湿润年份小麦需水量远大于降水量,尤其是拔节—成熟期水分严重亏缺,属极旱;玉米抽雄前基本不受干旱胁迫影响,但抽雄后的灌浆阶段处于中旱或重旱,对水分需求迫切。兼顾产量和水分利用效率的灌溉制度,干旱、平水及湿润年份全年灌溉3次,灌水量为225 mm(小麦播种75 mm+拔节期75 mm+开花期75 mm)时可获得较高的周年产量和最大WUE。不同降水年型周年产量和WUE在干旱年份分别为17 357.6 kg/hm~2和29.6 kg/(hm~2·mm),平水年份分别为18 827.9 kg/hm~2和25.9 kg/(hm~2·mm),湿润年份分别为19 685.2 kg/hm~2和25.8 kg/(hm~2·mm)。此灌溉制度下,小麦、玉米可获得较高的产量和水分利用效率,为该区域水—粮权衡的重要灌溉策略和措施。     

基于"三层"融合的松嫩平原盐碱地资源特征

构建盐碱地资源系统分析框架，清晰界定盐碱地概念与分类，对于盐碱地资源调查、治理与利用具有重要的意义。本研究基于地球关键带理论与逻辑，构建涵盖利用层、土壤层和DEM三层融合的盐碱地资源系统分析框架，界定盐碱地与盐碱土概念及类型，结合土地利用现状图、土壤图和DEM图，采用GIS叠加分析方法，分析松嫩平原盐碱地资源特征。结果表明：1）基于地球关键带理论和逻辑，以立体空间作为组织和联系各层级的纽带，以数字高程为基底，按照垂直和水平纬度，构建起的土地利用层、土壤层、DEM层"三层融合"的盐碱地资源系统分析框架清晰地界定和表达了盐碱地概念和特征；2）盐碱地是一种土壤类型为盐碱土的土地利用类型，下属盐碱耕地、盐碱林地、盐碱草地、盐碱湿地、盐碱未利用地和其他盐碱地6个类别，盐碱土分为盐土、碱土和盐碱化土3种类型；3）松嫩平原盐碱地总面积254.77万hm2，主要分布于松嫩平原西南部地区，类型以盐碱耕地和盐碱未利用地居多，土壤类型以盐-碱化土为主；4）盐碱耕地和盐碱未利用地海拔集中在100～150 m，坡度平缓。该研究可为盐碱地资源调查提供理论和方法支撑，为松嫩平原盐碱地治理与开发提供科学依据。