低纬高原冬季与春季降水特征及其环流背景差异分析

利用经验正交函数分解(EOF)、相关分析、小波分析等方法对低纬高原地区148站的气象观测数据进行分析,以揭示该区域冬、春季的降水时空分布及其环流背景差异,了解低纬高原干旱的原因。结果表明：冬、春季降水时空分布特征差异显著,春季降水量较大幅度高于冬季,差异最大区域位于低纬高原的西部和南部,呈“L”型区域分布;冬季降水在1985-1990年和2005年以后存在4～6a的振荡周期,1990年以后存在准2a和10a左右的振荡周期;春季降水在1995年以前存在较明显的4～6a振荡周期,2001年以后存在准2a的振荡周期。导致冬、春季降水差异显著的环流背景主要为：与冬季相比,春季青藏高原北侧的东亚大槽较弱;但高原南侧的南支槽活跃;海洋上的西太平洋副热带高压偏强偏西,沿着高压外围的气流更容易到达低纬高原,从而水汽输送更强;副高与南亚高压的两高辐合区向北延伸的范围更大,有利于低纬高原降水。进一步研究表明,低纬高原冬季降水主要与青藏高原南侧孟加拉湾附近区域的热力作用密切相关,春季降水则与该地区的比湿关系显著。     

Predicting spatio-temporal variability in fire return intervals using a topographic roughness index

The shapes of landscapes are fundamental to ecosystem processes at various spatial scales. Topographic roughness index (TRI) is a measure of variability in the landscape surface and a proxy of the potential of disturbances to propagate across the earth's surface, such as a wildland fire burning across a landscape. We describe the significance of TRI, present methods for calculation, and demonstrate the utility of the index in a fire frequency prediction model. The model was used to show how the relationships between topography, fire, and humans changed during the period of AD 1620–1850 for a study area (5180 km²) in Missouri, USA. The model predicted historic mean fire return intervals from TRI and two human population variables. The model explained 46% of the variation in mean fire return intervals and demonstrated that topographic roughness was most important in controlling fire frequency during the period AD 1620–1780 when human population density was lowest (<0.35 humans/km²). Due to increases in human population, mean fire return intervals were shortened by up to one-fourth of their original length and the landscape became more homogeneous with respect to fire frequency despite topographic roughness. The use of TRIs in wildland fire research aid in quantifying and visualizing topographic variability and could be applicable to multiple scales and ecosystem processes.     

山地丘陵区耕地利用的长效机制-以湖北省十堰市为例

我国虽然幅员辽阔,但人均耕地少,耕地的后备资源有限,因此促进耕地资源的长效利用是保护耕地的关键.我国是个多山地的国家,大部分耕地分布在山地丘陵区,建立山地丘陵区耕地利用的长效机制,对保护我国耕地资源起着重要的作用.为此,以湖北省十堰市为例,针对山地丘陵地区的耕地利用特点和存在的问题进行了分析,提出了如何在该区域建立耕地利用的长效机制,对保证耕地资源的可持续利用、社会经济的可持续发展和农业的基础地位具有重要的意义.     

渭北旱塬东部小麦不同播种方式试验

为了探索旱地小麦(Triticum aestivum L.)增产新途径,在渭北旱塬东部设置了小麦不同行距试验。结果表明,行距10、17、13 cm处理667 m2产量分别为231.7、229.2、225.8 kg,极显著高于20和23 cm。从群体结构上看,不同行距处理冬、春分蘖数无明显差异,但成穗数窄行距显著高于宽行距,单株穗数、千粒重也高。拔节期窄行距处理总分蘖数、4叶以上分蘖数和次生根数均高于宽行处理。抽穗期土壤水分测定结果表明,窄行距处理表土层高出宽行距2.3~3.3个百分点,耕作层高出3.4~4.6个百分点。从抗倒性上看,窄行距处理均无倒伏现象,随着行距的加宽倒伏愈加严重。     

渭北黄土高原沟壑区土地整治中新增耕地土壤养分现状分析

【目的】以渭北黄土高原沟壑区为例,研究土地整治中新增耕地的土壤养分特征,为判别新增耕地能否实现可持续利用提供参考。【方法】以位于渭北黄土高原沟壑区的白水、蒲城和富平3县新增耕地为研究对象,每20 ha新增耕地作为一个采样单元,采集0~30 cm耕层土壤,共采集土样30个,测定土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量及土样质地等指标,分析土壤养分状况。【结果】渭北黄土高原沟壑区新增耕地土壤质地均为粉壤土,有机质、全氮、有效磷及速效钾平均含量分别为16.69 g/kg、0.67 g/kg、15.79 mg/kg和173.28 mg/kg;有机质和速效钾含量表现为白水县>富平县>蒲城县;全氮含量表现为蒲城县>白水县=富平县;有效磷含量表现为白水县>蒲城县>富平县。相关性分析结果表明,土壤有机质含量与全氮含量呈显著正相关(P<0.05),与有效磷、速效钾含量呈极显著正相关(P<0.01,下同);有效磷含量与速效钾含量呈极显著正相关。除全氮外,其他土壤养分含量与砂粒含量呈正相关,与黏粒和粉粒含量呈负相关。参照黄土高原养分分级指标对渭北黄土高原沟壑区新增耕地的土壤养分进行分级评价,土壤有机质含量整体处于中等水平,全氮含量较低,有效磷和速效钾含量较高。【结论】渭北黄土高原沟壑区不同采样县新增耕地土壤养分存在地区差异性。土壤有机质含量对土壤养分含量影响较大。     

渭北旱塬气温变化及对小麦生产的影响

摘要：利用陕西渭北旱塬12个气象站1960-2007年各月平均气温资料,计算月、季、年平均气温异常偏高和偏低出现频次,并分别对其时空分布特征和演变规律进行了分析。最后对农业生产的影响作了分析。研究表明： （1）渭北旱塬近48年来气温呈现明显的增暖趋势,这与全球气温增暖趋势一致。季节增暖程度差异明显,冬季增暖最为显著,其次为春季,夏季增暖趋势最不明显。冬季气温增暖,将会使小麦安全越冬北界向北移动。随着气温增高蒸发量加大,旱灾更加严重;（2）1960年以来渭北旱塬月平均气温异常偏高出现频率最大的在8月份,6月份没有发生过气温异常偏高。气温异常偏低在频率最大在2月份,5月是一年唯一未发生气温异常偏低的月份;（3）季气候变暖, 冬温偏高, 增加了冬季农田土壤水分蒸发, 还使越冬病虫卵蛹死亡率降低, 病虫群数量上升, 易造成小麦病虫害, 增大了病虫害防治难度,气温上升带来了不利影响;（4）渭北旱塬冬季和春季气温异常偏高从90年代开始明显增加,秋季气温异常偏高出现的频数相对稳定,冬季气温异常偏低明显减少,使小麦冻害减少。     

基于灰色关联投影法的森林生态系统健康评价

【目的】探寻一种简便易行、可操作性强的渭北黄土高原地区人工刺槐林健康评价方法,为渭北地区人工林的健康经营提供理论依据。【方法】基于灰色系统理论和矢量投影原理,建立森林生态系统健康评价灰色关联投影模型,并以永寿县槐平林场为例,利用21个刺槐林小班的调查数据,通过建立健康评价指标体系,采用灰色关联投影法,对该林场人工刺槐林的健康状况进行评价。【结果】建立的森林生态系统健康灰色关联投影模型将参评小班及各级指标视为矢量,分别向同一矢量(健康标准)进行投影,根据投影值的大小确定小班的健康级别,并对小班的健康状况进行排序。利用该评价模型对永寿槐平林场的评价表明,研究区健康的刺槐小班约占样本总数的38.10%,亚健康、不健康的刺槐小班分别占样本总数的19.05%和42.85%,表明该区域人工刺槐林整体上健康状态较差,评价结果与实际相符。【结论】建立的森林生态系统健康评价方法简便易行,能够比较客观地反映所调查森林的健康状况,具有一定的科学性和可操作性,对森林生态系统健康经营具有一定参考价值。     

秸秆覆盖对旱地冬小麦灌浆动态及产量的影响

为了研究不同秸秆覆盖量处理下冬小麦籽粒灌浆的动态及产量变化,在渭北旱塬设置秸秆覆盖量9000 kg/hm2(SM9)6、000 kg/hm2(SM6)3、000 kg/hm2(SM3)及无覆盖(CK)4个处理进行旱地冬小麦栽培试验。结果表明,在灌浆渐增期,不同处理的灌浆速率表现为:CKSM3SM6SM9;速增期和缓增期灌浆速率大小为:SM3SM6CKSM9。SM9灌浆持续时间长,较CK多6 d,SM6、SM3与CK灌浆持续时间近乎一致。在灌浆速增期和缓增期,覆盖处理的灌浆贡献率均大于CK,在渐增期则均小于CK。相对于CK而言,覆盖一年后3 000 kg/hm2处理提高了冬小麦产量,较CK显著增产5.9%,且速增期和缓增期灌浆速率保持较高水平。     

渭北旱塬近40年降水波动特征及作物干旱指标分析计算

利用陕西渭北地区24个气象台站1968~2007年40 a的逐日降水资料,分析了该区域近40 a降水波动特征。结果表明:渭北地区降雨量多年平均值在空间分布上呈"两高一低"型,由东向西逐渐增多;季节分布极不均匀,降水主要集中在夏秋两季,占全年降水的75%~80%;年际变化较为复杂,在24个测站中,呈上升趋势的有9个,呈下降趋势的3个,12个测站变化不明显,总体降水变化呈上升趋势。根据土壤水分平衡原理,提出了渭北旱塬农田土壤水分简易计算公式,计算分析了渭北旱塬主要农作物干旱指标。     

渭北旱塬土壤的生化活性指标

采用非缓冲液法,对渭北旱塬长武试区25个土样中影响碳、氮、磷、硫等循环的7种生化活性进行测定,并借助相关分析和主成分分析探讨土壤酶活性与土壤肥力关系。结果表明,供试土壤酶活性变化幅度较大;脲酶、脱氢酶、呼吸强度变异系数较大,对外界环境变化反应较为敏感;转化酶、脲酶、磷酸酶、脱氢酶、呼吸强度和芳基硫酸酯酶与大多数理化性质达显著或极显著正相关,说明此6种生化活性在一定程度上可表征土壤肥力高低;对土壤酶活性与理化性质进行主成分分析,获得土壤肥力信息系统也可较好揭示土壤肥力水平差异;土壤总体酶活性TEI与土壤性质也达到了较高相关水平,尽管其相关系数略低于主成分获得的综合得分,但由于其没有单位量纲,计算简便易行,相关性较好,因此可作为土壤肥力水平监测指标之一。