应用浮游植物生物完整性指数评价长江上游河流健康

2013年11月-2014年6月对长江上游宜宾至江津段五个断面的浮游植物进行了四次调查,共鉴定出浮游植物6门38属95种。对13个备选指标进行分布范围、判别能力及Pearson相关性分析,构建了适合长江上游的浮游植物生物完整性指数(P-IBI)指标体系,即香农多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、浮游植物密度、硅藻密度百分比等参数指标。采用3分制法、4分制法和比值法分别对生物指标计分,评价结果显示:高庄桥、羊石处于"健康"状态;白沙处于"亚健康"状态;而江安、德感处于"亚健康"向"一般"过渡状态。综合来看,三种评价方法所反映各样点的健康状况基本一致,只是4分制法和比值法在划分评价等级上更细致,评价结果更精确。Pearson相关性分析显示:TN、pH与P-IBI值呈显著负相关(P0.05)。     

东部岛屿旅游地气候舒适度及变化趋势研究

基于地面气象观测资料和通用热气候指数,研究了中国东部沿海17个海岛旅游地1979~2018年40年平均的气候舒适度以及这40年间的变化趋势。结果显示:依据气候舒适期年内分布特征,17个海岛旅游地的年均舒适日数都为140~200d以内;依据气候舒适度的年内分布特征,海坛岛和崇武两岛为全年舒适型,葫芦岛、长山岛、秦皇岛、月岛、长岛、芝罘岛、刘公岛、秦山岛、嵊泗列岛9个岛屿旅游地为春、夏、秋舒适型,南澳岛、万山群岛、东升岛、湛江海岛、上川岛、涠洲岛6个岛屿旅游地为春、秋、冬舒适型。     

放牧强度对无芒隐子草空间分布的多重分形结构影响

以内蒙古高原短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,设置不放牧(对照区, CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG) 4个放牧强度处理,分析丛生类禾草空间分布状态及其对放牧强度的响应。结果表明,随着放牧强度增加,无芒隐子草(Cleistogenes songorica)空间分布的多重分形度逐渐增大。无芒隐子草空间分布多重分形特征在CK处理下最为复杂,随放牧强度增加,空间分布的多重分形特征复杂程度增加,但均小于CK处理。无芒隐子草空间分布的均匀度在LG和MG处理下较大。CK处理下无芒隐子草空间分布的复杂性主要由母株株丛繁殖能力、扩散能力和群落中种群竞争决定,HG处理下无芒隐子草空间分布的复杂性由放牧家畜选择性采食、随机游走践踏和种群本身的耐受能力决定。     

播量和播期对苏中地区小麦生长发育及产量的影响

为确定苏中地区小麦最佳播期和播量,以获得最大产量。以春性弱筋小麦品种宁麦13为材料,采用2因素裂区试验设计,研究小麦生育期、农艺性状、叶面积指数、干物质积累量、产量及其构成等变化规律和相关指标间的相关性。研究结果显示,影响宁麦13生长和产量的主要因素是播期,其次是播量。播期显著影响小麦播种至出苗时间,播期越迟出苗越晚,播种至出苗时间最短为7 d,最长可达27 d。播期对产量、有效穗数、穗粒数影响极显著,对千粒质量影响显著,对结实率影响不显著;穗长、小穗数、第5节间长呈显著差异,第2节间长呈极显著差异,其他农艺性状差异不显著;扬花期单茎叶质量、单穗质量、LAI呈极显著差异,成熟期单茎叶质量、单穗质量差异不显著。茎秆形态特征、穗长、植株叶面积指数和干物质量,以及产量及产量构成因子之间相关性密切。总体来看,在本试验条件下,播量为300 kg/hm~2时,宁麦13在苏中地区高效种植的合理播种时间为11月中下旬;若播量为450 kg/hm~2,则在11月上旬至12月上旬均可播种。     

1961—2018年黑龙江省干湿气候的时空格局特征

黑龙江省作为中国粮仓和东北亚生态屏障,旱涝对该区域农业生产及生态安全具有重要影响。为明确区域气候干湿状况的时空格局特征,根据黑龙江省62个气象站点1961—2018年逐日降水量资料,采用标准化降水指数(I_(SP)),利用气候趋势、Mexican Hat小波分析、经验正交函数(EOF)等方法,分析了黑龙江省近60年的气候干湿时空格局特征。结果表明:1961—2018年,黑龙江省年尺度标准化降水指数(I_(SP12))值在波动中呈微弱的增加态势,气候状况总体表现为湿润化趋势;季节尺度上,春季、秋季、冬季的气候均呈湿润化趋势,其中春季和冬季湿润化趋势较明显,均通过了0.01水平显著性检验,夏季总体呈不显著的干旱化趋势。年尺度I_(SP12)存在7 a主周期、28 a次周期,春季I_(SP3)(3个月尺度的I_(SP)值)存在24 a主周期,夏季I_(SP3)存在7 a主周期,秋季I_(SP3)存在7 a主周期、3 a次周期,冬季I_(SP3)存在28 a主周期、2 a次周期。且在未来一段时间内,黑龙江省年和季节气候在其主周期内均将处于湿润期。年气候干湿状况的空间变化具有3种典型模态,4个季节则均具备2种典型模态,年和四季的第一典型模态对应的典型场分布均为正值,具有全局一致型的空间变化特征,年季节尺度的气候整体干湿变化基本同步。松嫩和三江两大平原区是区域气候干湿变化的敏感区域。     

不同种源黑果枸杞种子萌发对盐碱胁迫的响应

以甘肃、新疆2种不同种源的黑果枸杞(Lycium ruthenicum)种子为材料,将2种中性盐(NaCl、Na_2SO_4)按照一定比例混合,保证各盐溶液pH值均为7.0的条件下,模拟出5个浓度梯度(0、50、100、150、200 mmol/L)盐胁迫;另将2种中性盐(NaCl、Na_2SO_4)和2种碱性盐(NaHCO_3、Na_2CO_3)分别按照不同比例混合,配制成不同pH值的混合盐溶液,比较不同盐碱胁迫处理下不同种源黑果枸杞种子萌发状况。结果表明,在中性盐的胁迫下,低浓度的盐胁迫对黑果枸杞种子萌发具有促进作用,在种子萌发过程中各项萌发参数随着中性盐浓度的增加而降低,而高浓度胁迫对种子具有一定的迫害性。在不同pH值的盐碱胁迫下,2个种源种子萌发的变化趋势相同并具有显著差异,各项萌发参数随着pH值的增大而降低。甘肃种源在盐、碱胁迫下的发芽参数基本上高于新疆种源,相对盐害率低于新疆种源,表明甘肃种源种子具有较强的抗逆与抗盐碱能力。     

45年来内蒙古兴安盟作物生长季干旱时空特征

基于内蒙古兴安盟8个气象观测站1973~2017年的逐日降水量、气温、日照时数、风速、水汽压等要素,选用国家标准中相对湿润度指数分析了兴安盟近45年生长季干旱时空分布特征。结果表明:近45年来,兴安盟干旱发生频率平均为4. 12n/a,其中轻旱和重旱发生频率较高,其次为中旱,特旱发生频率较低。全盟多年平均干旱频率空间分布差异不大,各地平均干旱频率在3. 36n/a~4. 58n/a。干旱频率气候倾向率为0.19n/10a,增加趋势不显著。历年生长季各月干旱指数分布结果显示,全盟春旱发生范围大、强度强,秋旱次之,夏旱强度总体较小。兴安盟生长季干旱变化经历了4个明显的阶段变化,20世纪70年代到80年代初期,干旱程度逐渐增强; 80年代初期到90年代末期,干旱强度逐渐减弱; 90年代末期到2010年,干旱强度再一次增强;2011年以后,干旱强度有所减弱。M-K突变检测显示,兴安盟生长季干旱指数在1975年、1976年、1978年、1995年、2012年和2017年均存在突变。     

种植绿肥与稻秸协同还田对单季稻田土壤有机碳库和酶活性的影响

种植绿肥和秸秆还田是稻田土壤培肥的重要措施。研究江汉平原单季稻田冬闲期种植绿肥及稻秸不同利用模式对土壤有机碳库和土壤酶活性的影响,为合理利用秸秆和土地资源提供科学依据。该研究基于3 a田间定位试验,以稻秸不还田不种绿肥(CK1)和不施肥空白(CK0)为对照,分析了冬闲期稻秸全量覆盖单独还田(RSM)、稻秸原位焚烧还田(RSB)、单种绿肥(GM)以及稻秸全量覆盖与种植绿肥协同还田利用(RSM+GM)等处理模式下土壤有机碳各组分含量、碳库管理指数、酶活性的变化及其与水稻产量的关系。结果表明:与CK1和CK0相比,RSB处理3 a后显著降低了土壤稳态有机碳含量,对土壤总有机碳、活性有机碳含量以及碳库管理指数均无显著影响;而GM、RSM及RSM+GM处理3a后显著提高了土壤活性有机碳含量、碳库指数、碳库活度、碳库活度指数和碳库管理指数,尤其是RSM和RSM+GM处理还可显著提高土壤总有机碳含量,且多数指标均以RSM+GM处理增幅为最大,其次是RSM处理。与CK1相比,RSB处理3a后显著提高了过氧化氢酶和蔗糖酶活性,但对土壤脲酶活性无显著影响;而RSM、GM及RSM+GM处理模式3 a后均可显著增加土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性,其中RSM+GM处理模式在1 a后即可显著提高土壤脲酶活性,2 a后显著提高土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性,3 a后土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性增幅均是最大。相比于CK1,RSM和RSB处理模式3 a的稻谷增产效果均不显著,而GM和RSM+GM处理模式连续3 a显著提高了稻谷产量,增幅分别为6.88%～11.67%和6.00%～13.40%。相关性分析表明,土壤总有机碳、活性有机碳、碳库管理指数、土壤酶活性与水稻产量之间均呈极显著正相关关系。综上,在江汉平原单季稻作条件下,冬闲期稻秸全量覆盖还田或种植绿肥均可改善土壤肥力,增加作物产量,但前者更有助于土壤有机碳积累,后者更利于作物产量提升。为了兼顾秸秆资源利用、土壤质量改善和作物增产稳产,稻田冬闲期稻秸全量覆盖与种植绿肥协同还田利用模式是一种较好的选择。