Contribution of green manure legumes to nitrogen dynamics in traditional winter wheat cropping system in the Loess Plateau of China

Excessive application of N fertilizer in pursuit of higher yields is common due to poor soil fertility and low crop productivity. However, this practice causes serious soil depletion and N loss in the traditional wheat cropping system in the Loess Plateau of China. Growing summer legumes as the green manure (GM) crop is a viable solution because of its unique ability to fix atmospheric N₂. Actually, little is known about the contribution of GM N to grain and N utilization in the subsequent crop. Therefore, we conducted a four-year field experiment with four winter wheat-based rotations (summer fallow-wheat, Huai bean–wheat, soybean–wheat, and mung bean–wheat) and four nitrogen fertilizer rates applied to wheat (0, 108, 135, and 162 kg N/ha) to investigate the fate of GM nitrogen via decomposition, utilization by wheat, and contribution to grain production and nitrogen economy through GM legumes. Here we showed that GM legumes accumulated 53–76 kg N/ha per year. After decomposing for approximately one year, more than 32 kg N/ha was released from GM legumes. The amount of nitrogen released via GM decomposition that was subsequently utilized by wheat was 7–27 kg N/ha. Incorporation of GM legumes effectively replaced 13–48% (average 31%) of the applied mineral nitrogen fertilizer. Additionally, the GM approach during the fallow period reduced the risk of nitrate-N leaching to depths of 0–100 cm and 100–200 cm by 4.8 and 19.6 kg N/ha, respectively. The soil nitrogen pool was effectively improved by incorporation of GM legumes at the times of wheat sowing. Cultivation of leguminous GM during summer is a better option than bare fallow to maintain the soil nitrogen pool, and decrease the rates required for N fertilization not only in the Loess Plateau of China but also in other similar dryland regions worldwide.     

吉林省西部新开发水田遥感动态监测研究

为了响应土地整理开发项目的政策,吉林省西部地区开发了大面积的水田。为掌握新开发水田的动态变化,有必要对吉林省地区进行土地利用分类。以吉林省前郭县为例,利用2010年环境卫星数据进行不同土地利用分类方法的比较,进而对另外3景图像进行信息提取,分析4个年份新开发水田的分布及变化情况。结果表明,支持向量机法比最大似然法的耕地分类精度高约5%,其产品和用户精度分别为95%和84%。加入纹理信息没有显著提高分类精度。2009~2012年水田面积分别增加-67.7 km2,111.7 km2和265.01 km2。     

Preliminary recovery of coastal sharks in the south‐east United States

Relative abundance of many shark species in the Atlantic is assessed by compiling data from several independently conducted, but somewhat spatially limited surveys. Although these localized surveys annually sample the same populations, resulting trends in yearly indices often conflict with one another, thereby hindering interpretation of abundance patterns at broad spatial scales. We used delta‐lognormal generalized linear models (GLMs) to generate indices of abundance for seven Atlantic coastal shark species from six fishery‐independent surveys along the US east coast and Gulf of Mexico from 1975 to 2014. These indices were further analysed using dynamic factor analysis (DFA) to produce simplified, broad‐scale common trends in relative abundance over the entire sampled distribution. Effects of drivers including the North Atlantic Oscillation index, the Atlantic Multidecadal Oscillation index, annually averaged sea surface temperature and species landings were evaluated within the DFA model. The two decadal oscillations and species landings were shown to affect shark distribution along south‐east US coast. Estimated common trends of relative abundance for all large coastal shark species showed similar decreasing patterns into the early 1990s, periods of sustained low index values thereafter and recent indications of recovery. Small coastal shark species exhibited more regional variability in their estimated common trends, such that two common trends were required to adequately describe patterns in relative abundance throughout the Gulf of Mexico and Atlantic. Overall, all species’ (except the Gulf of Mexico blacknose shark) time series concluded with an increasing trend, suggestive of initial recovery from past exploitation.     

2016/2017冬中国气温偏暖的基本特征及可能成因

利用中国740余站观测的月平均2 m气温资料以及NCEP/NCAR再分析资料,通过动力学诊断的方法,对2016—2017年中国冬季异常偏暖现象进行了研究。结果发现：中国2016—2017年冬季气温偏暖主要是由于西伯利亚高压和阿留申低压偏弱导致东亚冬季风偏弱,在中国存在异常的偏南风。阿留申低压偏弱由两个因素引起,一是由于阿留申群岛地区的海温偏低,冷源对应异常高压导致阿留申低压偏弱;二是阿留申低压在东亚副热带高空西风急流出口区以北,然而该冬季高空西风急流出口区位置偏南,导致阿留申地区偏离急流出口减压区,从而导致阿留申低压偏弱。此外,西风带偏北,中高纬亚洲大陆上空以纬向环流为主,不利于冷空气南下。     

三江源区不同建植年限人工草地根系动态特征

根系动态特征能够反映人工草地植物利用土壤资源的效率和群落恢复演替的程度。本研究以三江源区不同建植年限（5、6、9和13年）人工草地植物根系为研究对象，利用“微根管”技术，连续两个生长季（2015年5-9月和2016年5-9月）探究了4个建植年限人工草地根系动态特征。结果表明：地上生物量和丰富度在建植5~9年呈下降趋势，建植9~13年显著上升；土壤理化性质呈“N”字型变化，不同建植年限间差异显著；随建植年限增加，根系寿命、累积生产量和累积死亡量均波动上升，根系的生长和死亡主要发生在0~10 cm土层；根系平均现存量随建植年限增加持续增加，建植6~9年趋于深层化；根系生产量、死亡量和现存量具有明显季节变化，6月为生长高峰期，7月为现存量高峰期，8月为死亡高峰期，建植9年人工草地根系正生长高峰期迟于其他建植年限；建植年限和土层深度直接影响根系寿命，其余环境因子通过影响土壤速效养分或地上生物量间接影响根系现存量。综上所述，建植人工草地能够增加地上生物量和丰富度，改善土壤质量，促进根系现存量的增加，建植6~9年人工草地的二次退化现象只是暂时性过渡阶段，可在此阶段制定合理的人工管理措施来保证土壤养分的稳定输入，加快群落正向演替的进程，从而提高人工草地的群落稳定性和恢复力。     

辽河流域玉米籽粒脱水特点及适宜收获期分析

辽河流域处于中国东北春玉米区南部,积温资源相对丰富,在该区域推广玉米机械粒收技术具有较好的热量资源基础,但区域内玉米收获时籽粒含水率偏高,机械粒收的破碎率、损失率偏高等质量问题突出。分析区域内主推品种的籽粒脱水特征、基于热量资源条件确定机械粒收的适宜时间,是解决上述问题的合理途径。2017年选择该区域主推的29个不同熟期玉米品种,在开鲁县和铁岭县开展了籽粒脱水动态观测试验。结合流域内常年春玉米播种日期、不同品种生长发育及籽粒脱水积温需求、历史气象数据等分析结果,建立不同品种在辽河流域适宜机械粒收时期的预测方法。结果显示, Logistic Power模型可以很好地模拟春玉米籽粒含水率变化过程。不同品种籽粒实收含水率与模拟含水率间存在极显著的线性关系,决定系数R2为0.916 (n=45),均方根误差RMSE为1.217。研究建立的不同品种籽粒含水率模型具有极佳的区域适用性,以2017年国审的4个宜机收品种及流域内2个主栽品种研究,明确了不同品种适宜机械粒收时期的分布规律。国审品种中,德育919和京农科728自播种至籽粒含水率降至25%活动积温需求低于3200°C d,在辽河流域大部地区可于9月中下旬达到高质量机械粒收的籽粒含水率要求。泽玉8911和吉单66积温需求低于3400°C d,可于10月上中旬在流域内实现机械粒收,较上述德育919和京农科728晚10～20d。而当地主栽的辽单575和京科968脱水至适宜籽粒含水率的积温需求较泽玉8911和吉单66多200°Cd,无法在当地常规收获期实现高质量的机械粒收。本研究检验了基于LogisticPower模型的籽粒含水率预测模型在区域分析应用中的精度。通过比较国审宜机收品种与当地主栽品种的籽粒含水率变化、成熟和脱水的积温需求以及适宜机械粒收日期的空间分布规律,更新现有品种有助于在辽河流域实现常规收获期内的高质量机械粒收。     

冬小麦生物量及氮积累量的植被指数动态模型研究

利用遥感技术实时监测小麦生长状况,依据监测结果适时促控,可提高产量。本研究以高产小麦品种周麦27为试验材料,在不同试验地点设置了水氮耦合的大田试验,筛选出了适宜监测冬小麦地上部氮积累量和生物量的植被指数,并构建了不同产量水平下优选植被指数的动态模型。结果表明,(1)不同的水氮耦合模式显著影响小麦冠层光谱变化,在350～700nm和750～900nm表现相反的反应特征;(2)对2个农学生长指标反应敏感且兼容性好的植被指数主要有修正型红边比率(mRER)、土壤调整植被指数[SAVI(825,735)]、红边叶绿素指数(CI_(red-edge))和归一化差异光谱指数(NDSI),其与产量间相关性较好的时期为拔节至灌浆中期;(3)双Logistic模型可以很好地拟合植被指数的动态变化,高产和超高产水平下拟合精度较高(R~20.82),而低产水平下相对较低(R~2=0.608～0.736)。比较而言,CI_(red-edge)和SAVI (825, 735)用于评价小麦长势较为适宜。研究结果对作物因地定产、以苗管理、分类促控具有重要意义。     

我国渔业装备科研机构专利分析与对策研究

为分析我国渔业装备科研机构的专利发展现状和科技创新能力,以中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所为例,使用PatSnap平台和文献计量法,分析了专利申请类型、申请趋势、国际专利申请情况、专利合作情况、技术领域、法律状态和重点专利等指标。结果表明,该研究所主要专利类型为发明专利,专利申请量增长迅速,但国际专利申请较少,有效专利占比不高；主要通过与其他高校或科研院所进行专利合作,其次是企业；专利优势集中在网箱、自动、鱼类、清洗、池塘；循环水、去除、海水；生物、水体、净化；监测、测试方法、救生筏；射流、真空；返回舱、船用、补偿、液压等领域。针对当前存在的问题,提出加强产学研协同创新、稳步推进国际合作、提高专利存活率和技术转化率等对策及建议。     

旅游产业与文化产业融合的动力系统研究

旅游与文化具有共同的融合基因，旅游产业与文化产业融合的动力机制与融合路径是指导两者融合的重要理论基础。从产业融合的推力、拉力、支持力和阻力四个层面构建旅游产业与文化产业融合的动力模型，并依照旅游和文化双方经营主体在跨界资源重组中的角色与融合深度，提出旅游产业与文化产业融合的四种路径：整合融合、吸纳融合、渗透融合和重组融合。     

自动清粪机器人路径规划方法的研究与实现

自动清粪机器人的工作环境复杂,不仅有静态障碍物(如牛栏),且动态障碍物众多(如人和牲畜等)。为此,提出了一种基于行为方法的路径规划法。该方法非常适合于动态环境下机器人的运动规划,其原理简单、计算快捷、容易实现。根据该算法,确立了一套完整的软件系统和设计方案,并在此基础上制造出了样机。经过样机在奶牛养殖场的工作和测试,验证了该方法的实时性、准确性和可操作性。