东北玉米根系生物量模型的构建

开展根系生物量的观测和研究,建立通用性的根系生物量模型对于开展生态系统生物量的监测和评估具有重要意义。为得到根系生物量的实时信息,2016年9月末利用挖土法和根系扫描系统,获取玉米根系的生物量及生态指标,分析了玉米根系生物量的垂直分布特征并建立了根系生物量与根系生态指标之间的模拟方程。结果表明：玉米根系生物量主要集中于0~30 cm,占玉米根系垂直分布量的94.44%。利用普通最小二乘法建立根系生物量模型均存在异方差问题,增加根长作为自变量建立的根系生物量模型显著提高了模拟精度,决定系数（R²）达0.91以上。采用对数转换消除方程的异方差及比较不同的模拟方程后发现,玉米根系生物量与根径和根长的组合变量（D²H）建立的指数函数是模拟玉米根系生物量的最优方程,决定系数（R²）最高,为0.90,平均绝对误差（MAE）、估计值的标准误差（SEE）、平均预估误差（MPE）均最小,满足了模拟方程的精度要求。对该方程进一步验证发现,模拟值和实测值之间的相关系数为0.92,说明此模型能较好地模拟根系生物量。利用根系生物量模型结合微根管法,可解决根系生物量实时观测难的问题。     

东北春玉米不同发育期干旱胁迫对根系生长的影响

分别在玉米拔节期(BJ)和抽雄期(CX)进行水分胁迫试验,利用微根管技术观测不同发育期干旱过程中根分布动态,并利用根分布模型模拟相关参数(d_(50)和d_(95):累积根比例分别为50%和95%的土层深度),对不同干旱胁迫处理的土壤湿度、根系分布及相关参数时空动态特征进行分析。结果表明:水分控制后的土壤湿度在130cm以上基本达到预期干旱效果,即BJ和CX处理在控水时段0~100 cm土层土壤相对湿度都降至40%以下,但深层土壤湿度并未受到水分控制影响;拔节和抽雄期干旱胁迫条件下,根长密度(RLD)最大值分别为2.18±0.89cm·cm~(-3)和2.10±0.47 cm·cm~(-3),所在土壤深度为60 cm,对照(CK)RLD最大值为1.24±0.77 cm·cm~(-3),所在深度为40 cm,CK和BJ处理的RLD在最大值深度以下随土层深度增加而减小,CX处理的RLD在80 cm以下仍保持较大值;BJ和CX比CK的d50分别增大45%和59%,d95分别增大8%和41%,证明玉米根系因干旱胁迫而向深层土壤生长。     

黑龙江省大兴安岭林区森林气象火险指数的适用性研究

基于1996～2005年黑龙江省大兴安岭林区的气象数据及林火数据,比较研究了3种常用的气象火险指数（KBDI、FFDI和NMCI）在大兴安岭林区的适用性。结果表明,FFDI适用于日和月尺度的大兴安岭林区森林火险预报,而NMCI更适于年尺度的大兴安岭林区潜在森林火险评价,但3种气象火险指数与发生林火的相关系数均不高,需要进一步修正其初始条件或选择更合适的参数,以达到更好的预报效果。     

土壤-植被-大气连续体中的尺度转换问题

土壤-植被-大气间的相互作用强度高度地依赖于时空尺度。其中,反馈机制贯穿于土壤-植被-大气相互作用的始终。在各个时空尺度中,多因子交互作用,尺度不同起主导作用的过程和控制因子可能有所不同,从而增加了土壤-植被-大气连续体尺度转换研究的难度。从空间和时间尺度上总结了近年来有关学者对尺度转换及反馈机制在模拟中如何应用的研究结果,并在该基础上指出了当前合理描述土壤-植被-大气连续体区域尺度系统行为需要关注的问题和挑战。     

气候变化对植被带影响研究进展

人类活动造成的温室气体持续增长形成的全球气候变化得到了世界的关注,随着气候的变化必将影响植被带的范围和面积。综述了气候变化对植被带影响的研究方法,主要分析在我国影响的预测方法和对植被带分布影响趋势,并对未来研究进行了展望。     

盘锦芦苇湿地凋落物土壤微生物量碳研究

基于盘锦湿地生态系统野外观测站芦苇群落6-10月的定位观测资料,分析了芦苇湿地凋落物土壤微生物量C的动态变化.结果表明,盘锦芦苇湿地凋落物土壤微生物量C未收割区大于河岸区;未收割区和河岸区垂直层次变化不明显.并进行了未收割区和河岸区土壤微生物量C与环境因子的相关分析和通径分析.     

农田土壤碳氮及其与气象因子的关系

为揭示土壤碳氮受外界环境因子的影响,基于辽宁省51个农业气象站的代表性,分析了土壤有机碳和全氮的剖面分布及其与气象因子、地理因子的关系。结果表明,土壤表层（0~20 cm）有机碳和全氮含量总体高于土壤下层（20~40 cm）;不同土层土壤有机碳和全氮受年降水量、年平均气温的影响程度不同。土壤表层有机碳和全氮受年降水量、年平均气温的显著或极显著影响（P〈0.05,P〈0.01）;土壤下层有机碳和全氮均与年平均气温呈显著负相关（P〈0.01）,而与年降水量不成显著相关。经度与土壤表层有机碳和土壤下层全氮呈显著正相关（P〈0.05）,而纬度和海拔不影响土壤有机碳和全氮。不同土层有机碳、全氮与气象因子的回归方程为农田生态系统的碳收支评估及养分循环提供基础资料。     

盘锦芦苇湿地土壤微生物生物量C的季节动态

基于盘锦湿地生态系统野外观测站芦苇群落2005年4月￣10月的定位观测资料,分析了盘锦芦苇湿地土壤微生物生物量C的季节变化规律及生态特性:盘锦湿地土壤微生物量生物量C在三个土壤层次都表现出随着芦苇生长季的变化呈现先增长、后下降的"M型"变化趋势。相关分析结果表明:气候因子中降水量和空气相对湿度对微生物生物量碳的影响大于气温;土壤因子中土壤热通量和土壤平均温度的影响大于土壤含水量。通径分析结果表明:在环境因子的综合作用中,起直接作用的因子主要是气温和土壤平均温度,其它因子影响较小。     

森林凋落物组分的气象影响分析

凋落物是连接植被与土壤的“纽带”,直接影响森林生态系统的物质循环和能量流动。基于1977年以来森林的凋落量及气象资料,分析中国天然林和人工林凋落量不同组分的气象影响状况。结果表明,无论是天然林还是人工林,叶、枝和花果凋落量之间达到显著或极显著相关(P<0.05, P<0.01)。天然林凋落量各组分与气象因子的相关系数明显高于人工林。天然林叶、枝和花果凋落量与年平均最低气温相关性较高,相关系数分别为0.51、0.45、0.58(P<0.01);树皮凋落量与年平均风速呈显著负相关,相关系数为-0.76(P<0.05)。气温明显影响着人工林叶、枝、花果凋落物的凋落,相关系数在0.26~0.37之间(P<0.05, P<0.01)。通径分析发现,年平均气温、年平均最低气温和年平均最高气温是影响叶、枝和花果凋落量的主要气象因素。森林类型来源不同,凋落物不同组分受气温的影响存在差异。     

基于Matlab的玉米根系图像拼接、根系提取分析系统

为了对玉米根系生长进行准确的观察、取样、测定。通过采用沈阳大气环境研究所自主研发的根系监测系统(SYIAE-01)获取玉米根系的图片,基于Matlab数字图像识别方法(IBR)采用SIFI和OTSU法编写了由图像几何畸变校正、图像拼接、根系图像提取及根系面积计算三部分组成的根系图像软件,利用这一软件研究分析所采集的根系数字图像。结果表明,以Matlab为基础编写的根系图像拼接、提取分析系统初步实现了玉米根系特征的原位识别,通过该系统可以为提高玉米根系图像整理的工作效率,为计算根系面积提供帮助。