日光诱导叶绿素荧光反演及其在植被环境胁迫监测中的研究进展

日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)作为光合作用的直接探针,能对植物的生理状态作出快速、灵敏的响应,与传统监测方法相比具备早期监测植被环境胁迫的能力,弥补了当前植被遥感监测的不足.因此,SIF在植被环境胁迫监测中具有良好的应用前景.然而,有很多因素会对SIF产生影响,使得SIF对植被环境胁迫监测的应用变得更为复杂.本文首先介绍了SIF的来源和反演方法,对比分析了各种反演方法的优缺点,剖析了SIF的影响因素,总结了目前SIF在植被环境胁迫监测中的应用研究,在此基础上指出目前SIF在植被环境胁迫监测应用领域中的不足,最终提出今后可以从SIF的影响因素、反演过程及SIF与植被环境胁迫之间的机制关系等方面开展进一步的研究,旨在为陆地生态系统碳循环及植被胁迫监测等提供理论支持.     

质量不平衡对单叶片叶轮径向受力的影响

为了寻找改善单叶片离心叶轮径向受力的方法,通过对一单端面配重的单叶片叶轮进行研究,在外特性试验验证定常数值计算精度的前提下,进行非定常数值计算,获得了单叶片叶轮的径向力矢量分布规律,发现设计工况附近,叶轮所受径向力的方向与叶片相对位置基本固定.基于整周期内径向力的矢量平均,获得平均径向受力的大小和方向.利用虚拟样机仿真技术,获得了质量平衡的叶轮,以及质量不平衡的叶轮;该叶轮的不平衡质量在旋转作用下产生的离心力,正好与平均水力径向力大小接近、方向相反.通过单向流固耦合仿真,发现偏心质量叶轮在实际运行中径向受力大幅度减小,证明了通过精确控制不平衡质量大小及相位角,减小和改善单叶片叶轮径向受力的方法是可行的.     

葡萄越冬冻害研究进展

葡萄越冬冻害是制约葡萄产业发展的障碍性因素之一,近年来国内外的研究表明,不同葡萄品种抗寒性差异很大,砧木嫁接可显著改善葡萄抗寒性;葡萄不同部位的抗寒力有明显差别,表现为枝条芽眼根系;低湿度日数与葡萄枝条死亡率的相关性最大,受冻后失水是树体死亡的直接原因;最主要的越冬防寒方式是埋土,研究者对不埋土越冬做了很多技术探索;通过可溶性糖、可溶性蛋白、组织含水量、相对电导率等指标可衡量葡萄枝条和根系的抗寒力。通过品种选育提高葡萄抗寒性、通过沟栽等栽培技术的改进保护根系免受冻害、通过选择保温又保湿的特殊材料覆盖是预防葡萄越冬冻害的有效途径。     

基于GIS技术的常山胡柚栽培气候适宜性区划应用

[目的]研究浙江省常山县胡柚气候适宜性区划,为胡柚的种植提供科学指导。[方法]考虑对胡柚树体生长发育和产量有较大影响的气候生态因子,分析胡柚产量与气象、地形要素的关系,采用专家打分法对综合指标进行量化分级,建立胡柚种植的综合区划指标,并建立评估模型。利用层次分析法,得到各区划指标权重值,采用加权指数求和模型计算得到常山胡柚栽培综合区划图。[结果]除了东北部及南部的山地丘陵一带,常山大部分位于胡柚适宜与较适宜区,其中中部的长风电站一带为适宜种植区,可大面积种植胡柚。胡柚种植受温度及热量资源影响最大。[结论]该区划结果可为胡柚种植的合理布局及可持续发展提供科学依据。     

基于DNDC模型的不同秸秆还田填埋深度下农田N2O气体排放模拟

利用2013年吴江试验区水稻种植季定点、连续监测N_2O气体排放量数据、气象数据、土壤理化性质等资料,运用DNDC模型(脱氮-分解模型)研究该模型是否可以预测不同秸秆还田填埋深度下N_2O排放速度、排放总量和排放变化趋势,并对影响N_2O排放的主要因子进行了灵敏度分析。结果表明,DNDC模型可以对不同秸秆还田填埋深度下N_2O的排放速度、排放总量和变化趋势进行模拟;年平均温度、土壤pH、土壤有机碳含量、施肥量和秸秆还田量对不同秸秆还田填埋深度下N_2O气体排放非常敏感。     

APSIM玉米模型中辐射估算的误差传输

以华北地区3个典型站点(山东省莒县站、河南省郑州和南阳站)为研究对象,分析计算玉米生长期间Angstrom-Prescott模型、Ogelman模型、Bahel模型、日照百分率和气温日较差综合模型(简称综合模型)和刘可群等太阳总辐射估算模型的相对误差,分别将该5个模型估算结果和太阳辐射实测值(依次命名为模拟方案1-5和模拟方案0)输入APSIM玉米模型,计算各模型驱动APSIM玉米模型模拟产量的相对误差,分析由于太阳辐射估算误差对模型产量模拟结果造成的误差传输。结果表明,5个日太阳辐射模型在生长期内的平均估算误差(εi)在莒县站以A-P模型最小,在郑州和南阳站点以综合模型最小;各辐射估算模型对APSIM模型的产量模拟结果均有明显影响,综合模型模拟结果最好,其驱动APSIM模拟的玉米产量误差最小;5个辐射模型估算误差对APSIM模型模拟玉米产量的误差均有放大效应,Angstrom-Prescott模型、Ogelman模型、Bahel模型、综合模型和刘可群等模型辐射误差分别以2.23、2.28、1.63、1.85、1.90倍传输到APSIM玉米模型模拟的产量误差,可见,一定要重视辐射模型的选取和辐射模型经验系数的确定;评价5个辐射模型的误差传输到产量的误差,要综合考虑辐射模型本身的误差和辐射误差传输到产量误差中放大的效应两方面的影响,综合模型传输到产量的误差最小。因此,在华北地区无太阳总辐射实测值的地区使用APSIM模型时,本研究推荐辐射方案4即综合模型为首选模型。     

花期低温寡照对番茄开花坐果特性及果实品质的影响

以"金粉5号"番茄为试材,在人工气候箱内设置4个低温寡照处理,即14/4℃(日最高/最低温度)′400μmol·m~(-2)·s~(-1)(光合有效辐射PAR),14/4℃′200μmol·m~(-2)·s~(-1),12/2℃′400μmol·m~(-2)·s~(-1),12/2℃′200μmol·m~(-2)·s~(-1),每个处理持续时间均分别为2、4、6、8、10d,以适宜生长条件25/18℃′800μmol·m~(-2)·s~(-1)为对照(CK),观察番茄开花、坐果特性,并测定果实产量及品质等指标。结果表明:(1)低温寡照胁迫使番茄现蕾和开花速度明显减慢,且胁迫程度越强增长速度越慢,12/2℃′200μmol·m~(-2)·s~(-1)处理不同天数后单株花蕾增长数均为0,开花数也最少,处理6d后才有新开花朵,为每株0.33朵。(2)番茄坐果数随处理时间呈"S"型变化,低温寡照处理4d以上番茄植株的坐果期明显延迟,其中12/2℃′400μmol·m~(-2)·s~(-1)处理10d的坐果时间最晚,较CK延迟了10.5d。(3)低温寡照胁迫下,番茄畸形果发生率随胁迫程度的加深而增加,单株产量与处理天数呈负相关关系,其中不同低温寡照处理2d对番茄产量无明显影响,而处理8d以上的番茄减产率则达到70%以上。(4)同一温度相同处理天数下,果实的维生素C、可溶性固形物含量和糖酸比随PAR的减弱而减小,而在相同PAR和相同处理天数下,维生素C、可溶性固形物含量和糖酸比随处理温度的降低而降低;有机酸含量则呈相反趋势。     

外源铬对延胡索生理指标及抗氧化系统变化的影响

为探究不同浓度外源Cr6+处理下，延胡索（Corydalis yanhusuo）生理指标及抗氧化系统的变化情况，测定了延胡索植株内铬含量、株高、生物量以及抗氧化系统各项指标。结果表明：当土壤中Cr6+浓度在67.32~323.32 mg·kg-1范围内，随着土壤中Cr6+浓度的升高，延胡索体内Cr6+累积量增加。延胡索植株株高、生物量表现为先升后降趋势，当土壤中Cr6+浓度低于131.32 mg·kg-1时，延胡索生长受到促进，而且这种作用具有一定的浓度依赖性：当土壤中Cr6+浓度低于131.32 mg·kg-1时，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）有较高活性,将超氧阴离子自由基歧化分解为H2O2，此时过氧化物酶（peroxidase, POD）、过氧化氢酶（catalase, CAT）活性均呈上升趋势，将H2O2分解，延胡索植株的生长受到促进作用；当土壤中Cr6+浓度达到195.32 mg·kg-1后，延胡索受到的胁迫严重，SOD活性有较大幅度的下降，植株体内超氧阴离子自由基大量累积，延胡索植株生长受到抑制。