青藏高原地区积雪变化及特征分析

利用我国高原地区1963-2002年的逐月积雪日数资料,以及1972-2011年的格点积雪月频率资料,分析、对比了两种资料在该地区的时空演变特征。结果表明：同时段的(1972-2002)站点资料与格点资料相比,空间分布其高值区与积雪日数增值区均偏西北,偏北程度大致为3~4°,偏西程度大致为2~3°,且中心更为明显。在青藏高原西侧(85°E以西),积雪日数呈整体下降趋势。两种资料的积雪日数EOF分析存在一定的偏差,这与其对应的空间分布差异及气候趋势空间分布存在的偏差相吻合。     

陇东旱塬区复种不同藜麦品种(系)的适应性初步评价

为分析不同藜麦品种(系)在陇东雨养地区夏播复种的生态适应性,以12个藜麦品种(系)为材料,对其物候期、农艺性状、经济性状、品质性状等指标进行考察,采用相关性分析、主成分分析和聚类分析法对其适应性进行综合评价。结果表明:供试的12个藜麦品种(系)除LY-2无法复种成熟外,其余的11个品种(系)均能完成生育期;对其19个性状进行相关性分析表明,单位面积籽粒产量与单株粒质量和千粒质量呈极显著正相关(P0.01),而与根倒率、茎倒率呈极显著负相关(P0.01);株高与千粒质量呈极显著正相关(P0.01),籽粒粗蛋白和淀粉分别与籽粒直径和千粒质量呈极显著正相关(P0.01);对其15个性状指标进行主成分分析和聚类分析,对提出的5个主成分累计贡献率达85.04%,根据综合得分,筛选出适应性最好、得分最高的2个品种(系)‘陇藜4号’和‘Q2’;聚类分析表明,11个藜麦品种(系)系统聚为3大类型,各品种(系)间性状与遗传距离方面存在较大差异,其中第三类产量最高,第二类有矮秆、早熟等特性,可根据生产需要和育种目标进行综合考虑。     

黄土高原苜蓿草业开发利用探讨

从苜蓿草业在黄土高原生态环境建设中的作用、黄土高原发展苜蓿草业的地域优势及显著的经济效益等方面,分析了黄土高原地区发展苜蓿草业的意义,并结合黄土高原实际提出了发展苜蓿草业的对策。     

景观格局分布特征的区域差异分析--以鄂尔多斯高原伊金霍洛旗为例

以内蒙古鄂尔多斯高原伊金霍洛旗为研究区域 ,以TM遥感影像解译的 1998年土地利用图为基础资料 ,将伊金霍洛旗划分为毛乌素沙地亚区、乌审凹地亚区和黄土丘陵亚区。从区域尺度 ,利用多样性、优势度、均匀度、分维数、平均斑块形状指数、平均斑块大小、斑块密度指数和斑块体平均斑块边缘等指数 ,对不同景观亚区的景观格局进行了数量分析。结果表明 ,在景观亚区这一尺度上 ,毛乌素沙地亚区一方面对该旗景观格局起控制作用 ,另一方面该亚区所承受的人类活动强度最大 ,景观的破碎化程度最深。而乌审凹地亚区的景观破碎化程度最小 ,人类活动强度最弱。从景观要素来看 ,无论哪一亚区均以天然草地为景观基质 ;不同类型斑块总的格局特点是 ,受人类影响程度愈深的斑块 ,其破碎化程度愈深 ,斑块的复杂性降低。总体而言 ,天然类型的斑块体 ,其斑块复杂性以乌审凹地亚区最为复杂 ,斑块的破碎化程度则以毛乌素沙地亚区最深 ;而人工斑块类型的变化规律在不同斑块类型之间稍有不同。     

乌兰察布高原土壤腐殖质地理分布规律

本文研究了乌兰察布高原的地带性土壤府殖质的地理分布规律：（碱溶性腐殖质可提取的部分）以深厚黑色土为最高：８０－８７％；向北过渡至栗钙土、棕钙土明显降低在２０％左右，ＨＡ／ＦＡ亦是以深厚黑色土最高：土层中部达２以上；栗钙土１－１．５；至棕钙土０．６－１，并且表层最高，下部土层减少＜１；山地土壤ＨＡ／ＦＡ最高层在Ａ１层：１－１．３左右，向下锐减。光密度特性Ｅ４：Ｅ６：深厚黑色土最小＜４；草原土壤在４－５；山地土壤：＞５。土壤Ｃ／Ｎ也反映了土壤类型之间差异：深厚黑色土：表层低：６－７，下层高：１２－１３；草原土壤多在９－１０；山地土壤则较大１１－１３。通过对土壤以上各化学指标分析研究，明确了土壤类型的划分依据，对本区土壤分类中存在的几个问题进行初步探讨。     

长期施肥对黄土旱塬农田土壤微生物量碳、氮、磷的影响

为研究长期不同施肥方式对土壤微生物量碳、氮、磷含量的影响,以国家黄土高原农业生态试验站长期定位施肥试验为研究对象,选取不施肥(CK)、单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、施氮磷肥(NP)、单施有机肥(M)、氮肥配施有机肥(NM)、磷肥配施有机肥(PM)、氮磷肥配施有机肥(NPM)8个处理,应用氯仿熏蒸-浸提法和生态化学计量比,研究了30 a不同施肥方式下土壤微生物量碳、氮、磷含量变化及其与土壤基本理化性状的关系。结果表明:长期施肥较CK处理均能提高土壤微生物量氮、磷含量;与CK相比,施用化肥处理的微生物量碳含量均有所降低,而微生物量氮、磷含量显著提高;除NM处理外,施用有机肥处理的土壤微生物量碳、氮、磷含量较CK处理均显著提高。长期单施化肥、有机肥和化肥有机肥配施处理的微生物量C∶N显著低于CK处理,等量施磷处理(P、NP、PM、NPM)的微生物量C∶P、N∶P均低于CK和其余施肥处理,而NM处理的微生物量C∶P、N∶P显著高于其余处理。冗余分析显示,土壤全氮(F=13.9,P=0.002)对土壤微生物生物量影响最大,解释了微生物量变化的5.3%,各理化性质的影响顺序为全氮全磷pH有机质;相关性分析表明,土壤微生物量碳、磷分别与土壤有机质、全氮、全磷呈显著正相关,土壤微生物量氮与有机质、全氮呈显著正相关。长期单施化肥使土壤酸碱度发生改变,对微生物的生命活动产生抑制作用。而长期化肥配施有机肥能不同程度提高土壤养分含量,促进土壤微生物的生长繁殖,进而增强微生物对碳、氮、磷等元素的吸收利用,对于提高土壤肥力和肥料利用率具有重要意义。     

布氏乳杆菌和甲酸对青藏高原不同物候期燕麦青贮饲料发酵品质和细菌群落的影响

为探讨布氏乳杆菌和甲酸对青藏高原不同物候期燕麦（Avena sativa L.）青贮饲料发酵品质和细菌群落的影响，本试验以开花期、乳熟期和蜡熟期燕麦为原料，设置对照、添加甲酸和添加布氏乳杆菌3个处理，青贮90 d后，测定其营养成分、发酵指标和细菌群落组成。结果表明：布氏乳杆菌和甲酸处理均改变不同物候期燕麦青贮饲料中细菌群落组成（P<0.05），并提高其乳酸细菌相对丰富度；与对照相比，用布氏乳杆菌和甲酸处理不同物候期的燕麦青贮后，蜡熟期的燕麦pH值降低（P<0.05），乙酸均增加9.7%，丙酸分别降低11.6%和8.6%，氨态氮分别降低11.3%和19.2%。综合细菌群落组成、发酵品质和营养成分来看，蜡熟期的燕麦添加布氏乳杆菌和甲酸后，其青贮品质较佳。     

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.     

基于迁移学习的棉花叶部病虫害图像识别

针对传统图像识别方法准确率低、手工提取特征等问题,该研究以棉花叶部病虫害图像为研究对象,利用迁移学习算法并辅以数据增强技术,实现棉花叶部病虫害图像准确分类。首先改进AlexNet模型,利用PlantVillage大数据集训练取得预训练模型,在预训练模型上使用棉花病虫害数据微调参数,得到平均测试准确率为93.50%;然后使用数据增强技术扩充原始数据集,在预训练模型上再训练,得到最终平均测试准确率为97.16%。相同试验条件下,该研究方法较支持向量机(Support Vector Machine,SVM)和BP(Back Propagation,BP)神经网络以及深度卷积模型(VGG-19和GoogLeNet Inception v2)分类效果更好。试验结果表明,通过迁移学习能把从源领域(PlantVillage数据集)学习到的知识迁移到目标领域(棉花病虫害数据集),数据增强技术能有效缓解过拟合。该研究为农作物病虫害识别技术的发展提供了参考。     

黄河未来输沙量态势及其适用性对策

[目的] 探索黄河输沙预测的新思路，预估黄河未来输沙态势与输沙量水平，为黄河流域生态治理规划提供参考。[方法] 结合黄河流域水土保持生态修复现状，采用单累积曲线法、滑动平均及频率分析方法，分析1950—2019年黄河主要来沙区间的实测输沙量变化特征及其未来态势。[结果] 1950—2019年黄河输沙量呈现阶梯式减少。1950—2019年黄河中游各站累积实测输沙量随时间的变化可用“左半抛物线”表征。黄河输沙量自1997年以来已进入相对稳定态势，目前已达企稳状态；黄河潼关站未来年输沙量在90%频率下为1.00×10⁸ t左右，在10%频率下为5.00×10⁸ t左右，未来多年平均输沙量为1.40×10⁸ t。[结论] 为了维持黄河输沙量低稳状态，提升水土保持措施质量与标准，补齐“后水土保持”短板，构建完善的水沙关系调控体系，维持黄河下游河道冲淤平衡，是黄河流域生态保护与高质量发展的保障。