宁夏中北部春季沙尘暴与气候及环流背景关系的研究

本文利用1961-1999年宁夏中北部有代表性的5站的地面观测资料及NCEP资料,分析了宁夏中北部春季各月沙尘暴与气候及环流背景的关系。结果表明:春季3、4月宁夏中北部的沙尘暴天气发生频数与其前冬的气温呈显著反相关关系,而冬季气温对5月份宁夏中北部沙尘暴天气的发生频数影响并不显著。而3、4月份宁夏中北部春季沙尘暴发生频数与我区上游沙源区的地面低压系统发生的频数与强度密切相关。     

播娘蒿花部综合征与传粉模式的适应性研究

被子植物中花部特征和形态多变性显示出对多种传粉模式的适应性。前期观测发现,早春短命植物播娘蒿(Descurainia sophia)因花小、不够醒目表现出与自花传粉相适应的花部特征,而花药状的花瓣、宿存的花萼似乎与吸引传粉者有一定的关系。为了探讨其花部综合征与传粉模式的相互关系,通过野外观测、人工控制试验等对其开花习性、花部特征、花瓣的广告效应和交配系统等进行了研究,结果表明:播娘蒿为兼性自交的交配系统类型,自交亲和但保持异交能力。晴朗天气,10:00左右开放,17:00左右闭合,花期1~2 d;开放后的单花,雌蕊不断伸长,经历了低于雄蕊、与雄蕊等高和高于雄蕊3个阶段。播娘蒿有传粉者,但访花频率极低,分别为(0.062±0.027)flower·h^-1(2015年)和(0.01±0.005)flower·h^-1(2016年)。控制试验显示花药状花瓣和宿存花萼不具有增强吸引传粉者的广告效应。播娘蒿柱头花粉主要来源于自花粉,自花粉的传递发生在雌蕊与两轮雄蕊分别等高的时期。播娘蒿极小的花、花药状花瓣、较低的胚珠比(P/O值)等是花器官资源投入减少的结果,是与自花传粉模式相适应的繁殖对策。     

新疆阿尔泰山森林上树线树轮宽度的气候响应

利用阿尔泰山南坡森林上树线西伯利亚落叶松(Larix sibirica)树芯样本,建立了4个采样点的树轮宽度年表。树轮标准化年表与气候的相关分析结果表明,位于阿尔泰山中部的塔尔阿沙（TEA）年表与其东南端的巴腊朔克萨依（BLS）年表之间的相关系数最大（R=0.411,P<0.01）,4个树轮年表中高频变化的同步性要强于低频变化。阿尔泰山森林上树线树轮宽度年表的气候响应显示,位于阿尔泰山脉西北端的阿库里年表（AKL）树轮生长的主要气候限制因子为气温;位于中部的TEA年表和吐孜巴依（TZB）年表影响其树轮宽度的主要气候因子是降水,气温也有一定的影响;位于东南端的BLS年表的主要气候限制因子为降水。随着树轮采样点沿阿尔泰山体自西北至东南,气温变化对森林上树线树木年轮宽度生长的影响逐渐减弱,而降水的作用则逐渐增强。     

不同栽培模式及施氮量对土壤团聚体的影响

通过长期定位试验研究了不同栽培模式(休闲,常规,覆草,垄沟覆盖)和施氮量(N0,N120,N240)条件下西北旱地土壤团聚体组成、稳定性及其与土壤有机碳、土壤水分、产量等的相关关系,结果表明:干筛法0.25~10mm团聚体含量垄沟覆盖显著低于常规和覆草栽培模式,而>10mm的大团聚体显著高于常规和覆草模式,垄沟覆盖栽培促进0.5~5 mm团聚体向更大级别进一步团聚;干筛法0.25~10mm团聚体总量N240处理显著高于N0。湿筛法>0.25 mm水稳性团聚体含量覆草和垄沟覆盖栽培显著高于常规,不同施氮量间无显著差异。干筛法团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)垄沟覆盖显著大于覆草和常规模式;水稳性团聚体MWD覆草模式显著大于常规,覆草模式GMD显著大于垄沟覆盖模式;不同施氮量下水稳性团聚体MWD差异不显著,N0处理的GMD显著大于N120、N240。覆盖栽培可以提高土壤团聚体的稳定性,不同施氮量间团聚体稳定性差异不显著。历年2m土层土壤贮水量平均值与水稳性团聚体GMD呈显著正相关,不同栽培模式主要通过影响土壤水分来影响土壤团聚体状况;历年平均产量与水稳性团聚体GMD呈显著负相关,说明干旱半干旱地区土壤水稳性团聚体直径应较小,利于提高土壤保水和水分有效性,进而促进作物产量的提高。     

APSIM模型中胡麻干物质分配与器官生长模型构建及其精度检验

胡麻器官生长与干物质分配的准确模拟是预测胡麻产量的关键模型。利用2012-2013年定西和榆中试验站胡麻不同播种方式(残膜直播、覆盖新膜播种、揭残膜后直接播种),种植密度(3×106(D1)、4.5×106(D2)、6×106(D3)、7.5×106(D4)、9×106(D5)、1.05×107(D6)、1.2×107(D7)粒·hm-2)和氮磷水平的试验,采用关键遗传参数叶片生物量、蒴果生物量、收获指数增长率、最大收获指数、籽粒含油量、碳水化合物含油率、籽粒水分含量等确定各器官物质分配比例,基于农业生产系统模型(APSIM)构建胡麻干物质分配与器官生长模拟模型,2014-2015年试验数据用于模型验证。结果表明,定西试验区不同肥料、播种方式的地上部总干重模拟结果分别为:RMSE值平均1.7652 g·plant-1,R2平均0.8649,不同播种方式模拟RMSE值平均1.8928 g·plant-1,R2平均0.8453;不同种植密度、氮磷处理水平的地上部总干重平均RMSE值分别为1.5344 g·plant-1、1.9371 g·plant-1,平均R2分别为0.9135、0.8267,各器官干重茎、叶、果的平均RMSE值分别为1. 7751、2. 6371、1. 9785 g·plant-1,R2分别为0.9344、0.8077、0.9118。检验结果表明,模型可较好模拟胡麻地上部总干重和地上部各器官干重的变化动态。     

山西吕梁地区三种林分土壤养分与碳密度关系研究

通过在山西吕梁地区分别在山杨(Populus davidiana Dode)、落叶松(Larix principisrupprechtii)、油松(Pinus tabulaeformis)林内设置样地进行林分结构和土壤调查采样,测定了土壤有机碳密度和养分含量,分析了不同林分对土壤有机碳积累的差异性及其影响因素。结果表明:该研究区三种林地土壤有机碳密度山杨林(57.08kg/m2)>落叶松林(16.54kg/m2)>油松林(6.71kg/m2);油松林、落叶松林土壤有机碳密度随着土层深度递减,山杨林则在10-30cm土层土壤有机碳碳密度最低,土壤表层与深层都具有富集作用。土壤中的TN、TP和有机质的含量与土壤有机碳之间的差异变化规律基本相同,山杨林也表现出表层和深层含量较高的特点,相关分析结果说明三种林分类型土壤养分与土壤有机碳碳密度密切相关。     

气候因素和人类活动对砒砂岩区植被净初级生产力的影响

砒砂岩区是黄土高原水土流失最严重的地区之一,其植被生长状况对该区控制土壤侵蚀和维护生态平衡起着重要作用。本文基于CASA模型和Rclimdex 1.0分别计算了2001—2021年砒砂岩区植被净初级生产力NPP和18个极端气候指数,采用趋势分析、相关分析、随机森林重要性排序、残差分析等研究了砒砂岩区NPP时空变化及其对气候因素的响应特征,并量化了气候因素和人类活动对砒砂岩区NPP的相对贡献。结果表明：（1）2001—2021年砒砂岩区NPP变化呈显著增加趋势,但未来82.5%的区域NPP将由增加趋势变为减少趋势。（2）年际尺度上,砒砂岩区NPP与年均气温、年总降水量、极端强降水指数主要呈正相关,与冷夜日数TN10P、气温日较差DTR呈负相关。季节尺度上,春季均温以及暖夜日数增加有利于NPP增加,且存在滞后影响。夏季暖昼日数增加不利于植被生长,且NPP对夏季暖昼日数存在3个月的滞后响应。夏季极端强降水有利于NPP增加,而夏季干旱不利于植被生长,且NPP对持续干燥日数CDD存在3个月的滞后响应。（3）气候因素和人类活动共同促进了砒砂岩区NPP增加,裸露区和覆沙区气候贡献占主导地位,气候因素...     

羧甲基纤维素钠与土壤复合后对吸附磷素的影响

用不同浓度的羧甲基纤维素钠处理土壤(土),研究土被处理前后对磷素的吸附特性特征。结果表明:土壤经0.1%、0.2%CMC处理后,与对照相比,在低加入磷浓度(小于50μg/ml)时,增加了磷的吸附量,在高加入磷浓度(大于50μg/ml)时,减小了磷的吸附量;0.4%CMC处理土样,总体增加了磷的吸附量。吸附热力学参数显示,CMC处理土壤后(0.4%CMC处理除外),土壤对磷的最大吸附量(Xm)降低,但吸附强度和最大缓冲容量(MBC)呈增大趋势。     

基于标准化降水指数SPI的泾惠渠灌区干旱演变对冬小麦气候产量的影响

为了研究干旱变化对于作物产量的影响机制,以泾惠渠灌区为例,选用标准化降水指数SPI作为干旱评判指标,采用Mann-Kendall趋势检验、最大熵谱分析等方法分析了灌区干旱的变化特征,以及干旱演变下冬小麦气候产量的变化规律。研究表明:(1)灌区冬小麦实际产量呈显著增加趋势(Z=7.6482),气候产量呈不明显减少趋势(Z=-0.5686);(2)灌区总体干旱化趋势明显(通过了99%的显著性检验),这种趋势在春、夏、秋三季都达到了显著水平;(3)干旱存在16 a的年代际周期波动,4~5 a的年际周期;(4)播种前7—9月份和播种后的10、11月的干旱情况对于冬小麦气候产量的影响最大,是影响作物气候产量的关键期;(5)SPI3-9与冬小麦气候产量关系最密切,可以解释46.21%的产量变异;(6)随着干旱的年代际周期变化,SPI3-9与冬小麦气候产量之间的相关系数从0.44上升至0.74,干旱对于冬小麦气候产量的影响有增强的趋势。     

中国北方沙尘暴研究的若干进展

为了回顾总结中国北方沙尘暴研究的现状,本文评述了近20多年来中国北方沙尘暴研究的三个主要阶段,从沙尘观测、气候学、预报、变化趋势以及防御对策等6方面简要评述了它的研究进展和问题。指出北方沙尘主要源于中国西北及蒙古地区;随沙尘天气强度逐渐加强,不同沙尘天气时地面沙尘浓度约按3倍的比率依次递增;揭示了我国北方的五大沙尘暴多发区;主要有纯冷锋型和冷锋加中系统混合型两类沙尘暴爆发环流型;近50年来的沙尘暴活动呈波动变化,这与生态环境恶化,特别是东亚大气环流的年代际变化有关;防御沙尘暴重点要抓五大多发区生态环境的治理及沙尘暴预警系统的建立。     

Climate change in the Tianshan and northern Kunlun Mountains based on GCM simulation ensemble with Bayesian model averaging

Climate change in mountainous regions has significant impacts on hydrological and ecological systems. This research studied the future temperature, precipitation and snowfall in the 21~(st) century for the Tianshan and northern Kunlun Mountains(TKM) based on the general circulation model(GCM) simulation ensemble from the coupled model intercomparison project phase 5(CMIP5) under the representative concentration pathway(RCP) lower emission scenario RCP4.5 and higher emission scenario RCP8.5 using the Bayesian model averaging(BMA) technique. Results show that(1) BMA significantly outperformed the simple ensemble analysis and BMA mean matches all the three observed climate variables;(2) at the end of the 21~(st) century(2070–2099) under RCP8.5, compared to the control period(1976–2005), annual mean temperature and mean annual precipitation will rise considerably by 4.8°C and 5.2%, respectively, while mean annual snowfall will dramatically decrease by 26.5%;(3) precipitation will increase in the northern Tianshan region while decrease in the Amu Darya Basin. Snowfall will significantly decrease in the western TKM. Mean annual snowfall fraction will also decrease from 0.56 of 1976–2005 to 0.42 of 2070–2099 under RCP8.5; and(4) snowfall shows a high sensitivity to temperature in autumn and spring while a low sensitivity in winter, with the highest sensitivity values occurring at the edge areas of TKM. The projections mean that flood risk will increase and solid water storage will decrease.     

关中平原小麦产量对气候变化区域响应的评价模型研究

根据关中地区宝鸡、西安、渭南与咸阳 4地 (市 )的 1 949～ 1 999年的逐年小麦单产记录序列以及 4地 (市 )的气象观测站点自建站以来至 2 0 0 0年近 5 0年的气象记录序列 ,对关中地区小麦产量与年均温、年降水作相关分析 ;探讨了关中地区小麦单产对气候变化区域响应的评价模型。结果发现 :关中平原气候具有暖干化趋势 ;随着气温变暖 ,小麦产量增加幅度减小 ;小麦产量对降水波动的响应比对气温波动的响应显著。     

13ka以来呼伦湖湖面波动与泥炭发育、风沙-古土壤序列的比较及其古气候意义

呼伦湖是我国东北地区面积最大、纬度最高的湖泊 ,1 3 ka以来湖面波动、泥炭发育与风沙 -古土壤堆积是呼伦湖地区环境演化的显著特征 ,对比 1 3 ka以来呼伦湖地区湖面波动、泥炭发育与风沙 -古土壤堆积的时间序列及其与古气候的关系 ,结果显示古气候变化对湖面波动、泥炭发育、风沙 -古土壤堆积有重要影响。全新世早期 (1 0 0 0 0— 72 0 0 a B.P.)呼伦湖地区气候由冷干向暖干变化 ,伴随风沙活动加强、泥炭发育缓慢和低湖面环境演化特征。 72 0 0—5 0 0 0 a B.P.气候暖湿 ,呼伦湖地区泥炭、古土壤发育进入盛期 ,同时出现高湖面。 3 0 0 0 a B.P.以来气候冷干 ,伴随风沙堆积加强。     

梨黑星病流行动态模拟模型程序设计

梨黑星病流行动态模拟模型(PSSM)能以一日为一个步长模拟整个生长季节梨黑星病的流行动态。PSSM的计算机程序采用了面向对象的程序设计。模型中,梨园每一天的状态,如寄主、病原物的相对数量,果园环境的温度、湿度,果园管理措施等,由一个果园状态对象表示。果园状态对象由18个子对象和10个子模型构成。18个子对象分别表示寄主、病原物的相对数量、果园环境条件和管理措施等。10个子模型模拟孢子传播、侵染、病斑显症等病害流行动态过程。模型运行时,子模型根据果园前期状态和当日环境,计算获得数据,创建表示当日果园状态的对象,并依次类推。程序结构清晰自然,能较好地再现病害发生与流行的生物学过程。     

甘肃临夏高寒地区春玉米螟动态气候预测模型

利用临夏地区1990-2007年的气温、降水、日照等气象资料,采用数理统计及多元回归方法,分析高寒地区干旱和阴湿两种不同气候背景下玉米螟生成的主要气候影响因子,按不同气候种植区,建立玉米螟动态气候预测模式。经检验,临夏地区玉米螟的发生与当地的气象条件有直接的关系,且玉米螟发生期早期和晚期预测准确率达70%以上,效果良好。     

甘肃第四纪气候期划分

第四纪时期气候变化是由冷和暖及干和湿组成的。冷和暖及干和湿是相对的，是呈循环变化的，是有强、弱之分和持续时间长短不同的。本文根据第四纪地层中植物孢粉和ＣａＣＯ３的含量及岩石风化系数、黄土中古土壤、第四纪泥炭的造炭期等资料，通过分析研究，用比拟方法确定第四纪气候期的性质，用冷和暖及干和湿作为第四纪气候期划分的尺度。将第四纪气候期划分为四次温暖期、五次寒冷期、一次冷热频繁交替期。     

未来气候变化情景下我国主要粮食作物产量变化模拟

采用气候模式BCC-T63与作物模式WOFOST相结合的研究方法,在多年试验数据和模型适宜性验证的基础上,模拟分析了未来100 a(2000～2100年)气候变化情景下我国主要粮食作物发育和产量变化趋势.主要的粮食作物选取东北区域的玉米、华北区域的冬小麦和南方区域的双季稻.东北区域为东经120°～135°,北纬40°～50°,主要以黑龙江、吉林和辽宁三省区为研究对象;华北区域为东经111°～123°,北纬35°～41°,主要包括京、晋、冀和鲁等地;南方区域为东经109°～120°,北纬25°～30°,主要包括湖南、湖北以及江西等地.结果表明:东北地区玉米生育期会缩短,其中,中熟玉米平均缩短3.8 d,晚熟玉米平均缩短1.4 d,产量也会相应地下降,中热玉米平均减产3.3%,晚熟玉米平均减产2.7%;华北地区冬小麦的生育期平均缩短8.4 d;产量平均减产10.1%;南方早稻生育期平均缩短4.9 d,晚稻生育期平均缩短4.4 d,早稻的产量变化范围为1.9%～-9.5%,平均减产3.6%,晚稻的产量变化范围为2.2%～-7.3%,平均减产2.8%.     

陇中旱地春小麦产量对降水与温度变化的响应模拟

为了探索降水与温度变化对旱地春小麦产量的影响,本研究以定西市安定区1971—2012年共42年的逐日气象数据为基础,运用APSIM(agricultural production system simulation)模型对不同降水(逐日降水±20%、±15%、±10%、±5%、±0%)与温度(逐日温度±2℃、±1.5℃、±1℃、±0.5℃、±0℃)变化下的旱地春小麦产量进行了模拟,并采用二次多项式回归、单因素边际效应和通径分析研究了温度和降水变化对春小麦产量的影响机制。结果表明:在试验设计范围内,春小麦产量(Y)与降水(X_1)和温度(X_2)变化编码值的回归方程为Y=1452.24+2693.88X_1-287.25X_2-200.38X_2~2-344.47X_1X_2(R~2=0.999,P0.01)。当温度不变时,降水与春小麦产量呈正线性关系,由模拟结果可知,降水每增加5%,春小麦产量最大增幅为21.38%,平均增幅为14.31%;当降水不变时,温度与春小麦产量呈开口向下的二次函数递减关系。根据模拟结果,温度每升高0.5℃,春小麦产量最大降幅为4.92%,平均降幅为3.24%;通径分析显示,温度和降水之间存在负互作效应,但降水增加对春小麦产量的增产效应远大于温度升高所造成的减产效应。     

西藏拉萨地区5000a来古气候古环境变迁

根据西藏拉萨桑达第四系剖面的研究,采用植硅体、分子化石等气候待用指标,并配以TL测年,探讨了拉萨地区5000a来气候及环境变迁.结果表明:1)在5.889Ka.BP-2.3 Ka.BP,植硅体形态类型为齿形-平滑棒型、石屑型、网脊块状,反映的植被景观为森林-草原景观,气候温凉;C27+C29/C31+C33值>1,木本...     

不同气候情景下中国东北与华北作物产量变化趋势模拟

采用意大利ICTP中心的区域气候模式RegCM3输出的多情景加权平均值简称REA情景和英国Hadley中心的区域气候模式PRECIS输出的A2和B2情景,结合WOFOST作物生长模拟模型,模拟研究了未来40 a(2011—2050年)气候变化对我国华北东北农作物产量的影响。模拟结果表明:从40 a平均结果来看,对于东北玉米区,三种气候情景资料下可能减产区域主要是东北三省的偏西南地区,其中减产高值区主要集中在吉林省的西部地区白城、通榆等地。对于华北冬麦区,REA情景下可能减产区主要是河北省的东部和山东省的东部,其中减产高值区主要集中在京津及其以东地区;A2和B2情景下可能减产区主要是河北省的中部和东部、山东省的东部以及河南省的南部偏南地区,其中减产高值区主要集中在天津及其以东地区和山东省的东部沿海地区。