基于WOFOST模型的吉林省春玉米干旱复水模拟研究

干旱是吉林省春玉米生长发育阶段面临的主要农业气象灾害,如何合理地进行灌溉,减轻干旱缺水造成的不利影响,是吉林省春玉米生产中急需解决的问题之一。本研究利用气象、土壤等数据资料,对WOFOST模型进行了修订;利用修订的WOFOST模型,模拟了不同干旱条件下,不同的复水方案对玉米生长发育以及产量的影响,结果表明:修订的WOFOST模型在干旱条件下对春玉米的叶面积、地上部分干物质重以及产量具有较好的模拟效果。干旱复水模拟结果显示,在拔节-抽雄和抽雄-乳熟阶段,随着干旱程度的加剧,榆树和白城两地的玉米地上部分干物质重和产量的损失都随之增加;相同的复水方案下,榆树地区的春玉米地上部分干物质重和产量损失要小于白城地区;抽雄-乳熟阶段的干旱对春玉米的产量影响更大。从复水方案上来看,连续复水方案整体上要优于一次性复水方案,并且干旱过程中的及时、足量复水对春玉米抵御干旱、减少产量损失具有重要的作用。研究结果表明,WOFOST模型在农业干旱和灌溉模拟方面也具有较好的应用前景。     

淮河流域典型农田生态系统碳通量变化特征

为了准确评价农田生态系统在全球碳平衡中的作用,利用涡度相关技术对安徽省寿县冬小麦／水稻生态系统进行了碳通量的监测,并在数据校正、剔除和插补的基础上,研究生长季农田净生态系统碳交换（NEE）的变化特征。结果显示,2008年寿县农田生态系统CO2通量的日变化进程为单峰型,冬小麦和水稻最大的CO2吸收速率分别为2．45和2．48mg·m^-2·s^-1。从物候期的角度来看,冬小麦在抽穗期碳通量值最小,乳熟期最大;水稻拔节时期碳通量值最小,即固碳能力最强。冬小麦,水稻生态系统不同月份碳通量月均日变化也呈U型曲线,作物生命活动越旺盛,NEE峰值越高,夜间CO2排放则在8月份达到最高值。2008年冬小麦和水稻月平均最大日CO2吸收峰分别出现在4月和8月,分别为1．30和1．07mg·m^-2．s^-1。冬小麦生态系统NEE的日最大累积吸收量出现在4月16日．可达11．76gC·m^-2·d^-1,水稻生态系统的出现在8月3日,为10．40gC·m^-2·d^-1。冬小麦从拔节到成熟时间段内的固碳能力为326．87gC·m^-1,水稻从返青到成熟时间段内的固碳能力也达到了300．05gC·m^-2。     

温度对克氏针茅草原生态系统生长季碳通量的影响

草地生态系统碳通量的驱动机制研究是碳循环研究的重要方面。利用涡度相关技术观测了克氏针茅草原生态系统的净生态系统碳交换（NEE）、生态系统初级生产力（GEP）、生态系统呼吸（Reco）的变化,探讨了2010年生长季内温度对该系统NEE、GEP和Reco的影响。结果表明,2010年生长季内,克氏针茅草原日尺度上NEE和GEP只出现了1个明显的吸收峰,Reco则呈现倒＂U＂型变化规律。克氏针茅草原空气温度与NEE、GEP和Reco呈极显著相关关系,气温日较差对该系统碳通量的影响程度较小;土壤温度与NEE、GEP和Reco之间也呈极显著相关关系,土壤温度的增加会同时提高克氏针茅草原生态系统的固碳能力、初级生产力及呼吸作用。空气温度和土壤温度都是影响克氏针茅草原生态系统碳收支的重要驱动因子。     

野生大豆群落主要种群生态位特征研究

野生大豆(Glycine soja Sieb.et Zucc.)属豆科(Leguminosae),为我国二级濒危保护植物。为给野生大豆种群保护提供科学依据,对北京地区野生大豆群落环境进行系统调查,通过对区域、生境和群丛组3种不同尺度下28个优势种生态位宽度和生态位重叠分析,结果表明:在3种尺度下,优势种的生态位宽度同频度有相同的变化趋势,频度越大,生态位宽度越大;在石质河床、土质河床和水库撂荒地3种不同基质生境下分布的野生大豆群落具有一定相似性,但在优势种组成上仍有差异;每个群丛组生态位宽度较大的物种在一定程度上可以代表其群丛组生境特点,生境条件影响物种分布;生态位重叠值较高的各种对,因为具有相似的生物学特征,对生境要求比较相近;生态位宽度较大的种群之间,生态位重叠值并不一定高。     

克氏针茅草原生态系统生长季碳通量变化特征

植被和大气之间CO2通量的观测有助于理解陆地生态系统的碳循环及其控制机理.以中国北方典型草原克氏针茅草原为研究对象,以涡度相关法为主要技术手段,探讨了2008年生长季内克氏针茅草原净生态系统碳交换(NEE)的变化特征.结果表明,克氏针茅草原生态系统CO2通量的日变化进程可以依据高峰出现的时间分为两种,一种具有一个吸收高峰,出现在11:00左右,另一种则具有两个吸收高峰,在正午前后出现碳释放现象.2008年克氏针茅草原生态系统最大的CO2吸收速率为-0.4 mg·m-2·s-1.克氏针茅草原在4月和10月的NEE昼夜变化比较平缓,在5-9月日间CO2吸收量和夜间CO2排放量都开始增大,出现了明显的CO2日吸收峰值,但各月的日动态格局差异较大.2008年生长季中7-9月白天碳吸收活动最强,6-9月夜间CO2释放量较大.克氏针茅草原碳通量日累积量在2008年出现了3个明显的碳吸收峰;NEE的日最大累积吸收量和最大累积释放量分别为-2.38和1.47 gC·m-2·d-2,并且出现在植被生长最旺盛的7、8月份.研究表明,温度和水分是影响克氏针茅草原生态系统碳通量变化的重要因子.     

北京地区野生大豆种群及群落的分布格局

通过对北京地区北沙河流域不同生境下,含有128个小样方的2条样带的分析,研究了野生大豆Glycine soja群落中优势种和群落的格局规模,结果表明：2个样带中的优势种为集群分布。群落的格局是主要优势种格局的综合反映。样带1群落的格局规模与野生大豆和野艾蒿Artemisia lavandulaefolia的格局规模是一致的,说明在该群落斑块形成中,最主要优势种野生大豆和野艾蒿起着关键作用。样带2群落的格局规模与野生大豆和荩草Arthraxon hispidus的格局规模是一致的。样带2群落的格局规模要大于样带1群落的格局规模。     

基于不同植被指数的VSWI在河南省春季干旱监测中的应用分析

干旱是一种常见的自然灾害,严重影响着我国的农业生产,而河南省的春旱发生最为频繁。因此,以河南省为研究区,在分析河南省春季归一化植被指数（NDVI）、增强型植被指数（EVI）以及修正土壤调节植被指数（MSAVI）变化规律的基础上,构建其相应的遥感植被供水指数（VSWI）,分析比较了这3种植被指数构建的VSWI在反映土壤干湿状况时的差异,讨论了VSWI_N、VSWI_E以及VSWI_M与长时间序列降水的相关性。结果表明：VSWI与河南春季土壤相对湿度具有一定的正相关关系,VSWI_E、VSWI_M较VSWI_N更适合监测表层水分变化信息,总体来说,VSWI_E效果最好,而且,通过比较春季降水距平百分率（PA）发现,2000年是近30年春季最旱的一年。因此,选择利用EVI构建的VSWI监测2000年河南省春季干旱的时空演变规律,利用EVI构建的VSWI_E总体上更适用于监测河南省的春季干旱。     

野生大豆重金属含量及富集特征

[目的]研究野生大豆不同部分对重金属的积累和转移能力。[方法]通过用重铬酸钾容量法、酸度计法、中和滴定法,测得有机质、pH和碳酸盐含量。[结果]野生大豆对Cu、Zn、Cd、Pb这4种重金属富集特征都呈现出地下部分明显大于地上部分,且野生大豆生长越旺盛,积累重金属的量越多。野生大豆各部分在不同群落对Cu和Cd的积累规律是一致的,表现为地下种子土壤地上,对Pb的积累表现为地下土壤地上种子。Cd的富集系数最高,因为Cd是水易溶性元素。[结论]该研究为野生大豆的重金属富集规律提供理论依据。     

基于作物水分亏缺指数的河南省冬小麦干旱时空特征分析

以河南省1961—2014年14个站点的逐日气象数据以及冬小麦生育期数据为基础资料,以作物水分亏缺指数(CWDI)作为干旱指标,利用多种数理统计方法分析河南省冬小麦干旱时空分布特征。结果表明:河南省冬小麦干旱覆盖范围广,其CWDI指数存在准2～4年及准2～6年的周期变化;各干旱等级中,轻旱无突变发生,而中旱与重旱及以上分别在1973年和1965年发生了突变;轻旱的覆盖范围以3.25/10年的速率下降,中旱、重旱、特旱的覆盖范围则分别以2.52/10年、0.68/10年、0.47/10年的速率上升,以轻、中旱为主,重旱次之,特旱最少,其中,轻旱频率高发区集中在豫南及豫西南,中旱频率高值区以许昌、商丘、宝丰、卢氏等地为主,重、特旱主要发生在豫北一带;极重风险区分布为拔节-抽穗期全生育期乳熟-成熟期,重度风险区分布为全生育期拔节期-抽穗期乳熟-成熟期,中度风险区分布为乳熟-成熟期拔节-抽穗期全生育期。     

基于闪烁通量和土壤水分的春玉米干旱研究

为了识别河北省怀来县春玉米生长季内不同生育期的干旱情况。基于大孔径闪烁仪观测系统的数据,本研究用河北省怀来县2021年春玉米的实际蒸散量代替潜在蒸散量,计算了修订的水分亏缺指数(RCWDI)。根据土壤相对湿度得到的春玉米实际干旱等级,重新构建了RCWDI的干旱等级,并利用2019年的数据进行了验证。结果表明：2021年怀来县春玉米生育期内降水量和实际蒸散量之间有显著的相关关系,降水量与蒸散量差值的累积值可以反映春玉米的干旱状况。2021年怀来县春玉米干旱主要发生在播种到拔节期。2019年利用RCWDI获得的干旱等级与基于土壤水分得到的干旱等级相似度高达80%。研究表明基于闪烁通量修订的水分亏缺指数及其干旱等级具有一定的适用性。