气候变化对甘肃农牧交错带春小麦种植区划的影响

为探索气候变化对甘肃农牧交错带春小麦种植区划的影响，科学合理地调整春小麦种植格局。该研究以甘肃农牧交错带30个气象站点1971—2020年的气温和降水时序数据为基础，用BP神经网络对异常和缺失数据进行了插补，依据春小麦生长关键期和整个生育期对光、热和水的需求选取了年均温（温度因子）、年均降水量（水分因子）和≥0 ℃积温（热量因子）作为春小麦种植适宜性区划指标。采用线性倾向率法、累计距平法及Mann-Kendall突变检验法对3个区划指标进行了时间变化特征分析及突变检验，运用ArcGIS技术对区划指标进行了空间分析。结果表明：研究区多年年均温为6.84 ℃，年均温以0.56 ℃/10 a的速率增加，增温趋势明显，于1998年发生突变；年降水量以6.10 mm/10 a的速率呈略微增加趋势，1980年发生突变；≥0 ℃积温以155.41 ℃/10 a的速率呈显著升温趋势，≥0 ℃积温没有发生突变现象。从空间分布来看，年均温和≥0 ℃积温呈现出西部地区气温低，其他地区气温高的空间格局，而年均温倾向率和≥0 ℃积温倾向率则呈现出由西向东、由北向南逐步递增的变化趋势；年降水量表现为由南向北逐步递减的空间分布格局，而年降水量倾向率则呈现出自南向北逐步递增的趋势。气候变化导致甘肃农牧交错带春小麦可种植区海拔提升了565 m，使适宜春小麦种植的范围显著扩大，空间上向南、西扩展，总面积增加到1.66×10⁶ hm²，比1998年前增加了0.80×10⁵ hm²，占总耕地面积的5.06%，其中最适宜区范围扩大最为显著，增加了24.44个百分点。同时，春小麦种植适宜程度区划的区域分配呈现出明显的差异性，1998年后甘肃农牧交错带春小麦种植最适宜区耕地面积较1998年前增加了4.18×10⁵ hm²，适宜区缩小了2.20×10⁵ hm²，次适宜区缩小了1.17×10⁵ hm²，不适宜区缩小了0.68×10⁵ hm²。研究结果可为气候变化背景下甘肃农牧交错带春小麦种植结构的优化调整提供科学依据，有助于区域决策，制定合理利用气候资源的策略，以促进甘肃农牧交错带农业可持续发展和春小麦高产优质。     

不同耕作措施下春小麦产量对温度变化的敏感性分析

为了研究温度变化对不同耕作条件下春小麦产量的影响,利用修正参数后的APSIM模型,自变量因子分别为最低温度、最高温度,在9种变化条件下对传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕(NT)、免耕覆盖(NTS)3种耕作措施下的春小麦产量进行了模拟,并利用Surfer软件对产量变化率进行了敏感性分析。结果表明:在三种不同耕作措施下,春小麦产量变化率对最高温度的变化更为敏感,最高温度升高,产量变化率呈负敏感;在传统耕作+秸秆还田和免耕覆盖耕作措施下,春小麦平均产量分别是2 268.8 kg·hm-2和2 274.0 kg·hm-2,明显高于免耕耕作措施下的春小麦平均产量1 815.4 kg·hm-2;传统耕作+秸秆还田和免耕覆盖耕作措施下,小麦产量随温度变化相对稳定;当最低温度和最高温度在一定区域范围内变化时,传统耕作+秸秆还田和免耕覆盖产量表现更稳定。     

施用炭化苹果枝粉末对平邑甜茶生长及根系构型的影响

选取冬季修剪下来的‘红富士’苹果枝条,分别在400、600 和700 ℃下厌氧炭化后粉碎过筛,按照1%和2%的质量比施入2 年生盆栽平邑甜茶的盆土中,调查平邑甜茶光合性能、植株生长量、根系活力和根系构型参数等。结果表明,3 种温度热解制备的炭化苹果枝粉末明显提高平邑甜茶叶片净光合速率、株高、干径和植株干质量,明显增加根活力、根系总长度、根系直径、根系表面积和根系体积,并且明显增大根系分形维数,使根系结构复杂化;在400 ~ 700 ℃的范围内,随着炭化温度升高,炭化苹果枝粉末对平邑甜茶的作用效果也逐渐升高;土壤施用2%的炭化苹果枝粉末的作用效果大于施用1%的处理。     

榆中县近42年降水突变及周期变化分析

【目的】掌握黄土丘陵区降水特征、趋势变化和周期演变规律.【方法】利用榆中1971-2012年的日降水量资料,采用Mann-Kendall法和小波分析等方法,对榆中42a来的降水变化和突变现象进行了研究.【结果】近42a来区域年降水量变化在231.1~555.5mm,整体呈现减少趋势,气候倾向率为-3.68mm/10a,1971-1979年属于降水最多的年代,榆中年降水量的突变不太明显.四季降水量变化呈现不同的趋势,其中春季和冬季降水量呈现增多的趋势,夏季和秋季降水量呈现减少的趋势.四季降水突变情况有所差异.夏季降水从2009年开始发生了由多到少的突变.秋季降水在20世纪80年代初发生了突变.春季和冬季降水量没有发生突变.区域年降水量存在21a的最强显著周期和28a、8a的尺度变化周期,且8a尺度是榆中最稳定的变化周期.【结论】黄土高原丘陵区降水呈下降变化趋势,具有一定的周期和规律变化.     

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。     

甘南尕海湿地不同退化程度植物碳、氮、磷的化学计量特征及动态变化

以甘南尕海沼泽化草甸湿地为研究对象,测定3种退化程度（未退化、轻度退化、中度退化）植物根系和植物地上部分的化学计量特征。结果表明,植物根系与地上部分P含量呈显著的负相关性,而植物根系与地上部分N含量呈现极显著的正相关性。3种不同退化程度下植物根系C、N含量在整个生长季内的变化较为平缓,而根系P含量在整个生长季内呈下降的趋势;植物根系C：N随着月份的推移基本持平,而根系C：P和N：P呈逐渐上升的变化趋势。湿地植物C含量与N含量之间存在极显著的正相关关系,与P含量呈现负相关关系;而N与P含量之间呈现出负相关性;同时发现P元素已经成为尕海湿地沼泽化草甸植物生长发育过程中的主要限制性因子。因此,在对尕海沼泽化草甸湿地种群进行保护和开发中适量增施P肥,将会促进湿地植被的恢复。     

尕海沼泽化草甸湿地不同地下水位土壤理化特征的比较分析

为了研究地下水位与土壤理化性质之间的关系,依据自然原因和地形原因形成的水位梯度,对尕海沼泽化草甸湿地区内高水位（SI）、中间水位（SⅡ）和低水位（SⅢ）的土壤理化性质进行了研究。结果表明：尕海沼泽化草甸湿地随着地下水位的降低,土壤颗粒组成中细砂（<0.2 mm）比例下降,粗砂（2~0.2 mm）含量增加,土壤容重显著升高,且土壤容重随土层深度的增加而增大。SI样地平均土壤总孔隙度、最大持水量分别是SⅡ样地的1.19和1.36倍、SⅢ样地的1.93和2.75倍。尕海湿地SI土壤有机碳、全氮、全磷含量比SⅡ和SⅢ分别高出了86.87%和167.35%、99.88%和115.95%、22.32%和58.97%,地下水位的降低显著影响了有机质的分解转化,加快了氧化分解的速率,造成土壤养分（碳、氮、磷）含量的减少,使得湿地土壤环境恶化。     

保护性耕作对黄土高原半干旱区农田土壤N2O排放的影响

一氧化二氮(N2O)是大气中重要的温室气体之一,在全球气候变暖问题中备受关注,而农田土壤是其主要排放源.在影响农田N2O排放的诸多因子中,耕作措施作为关键因素,其对旱地农田土壤N2O的排放规律尚不明确.为此,本试验以传统耕作(T)为对照、布设免耕(NT)、传统耕作+秸秆覆盖(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)3种保护性耕...     

室内小流域降雨产流过程试验

该研究采用新型的小水流流量自动观测系统,在室内小流域模型上进行了不变雨强和变雨强模拟降雨试验,实时观测了模型流域各沟道的产流过程。试验进行了不同降雨强度(25、50、75、120mm/h)和不同降雨历时(5、10、15min)组合的12次降雨试验,同时进行了30-70mm/h和70-30-70mm/h的变雨强降雨试验。在不变雨强的条件下,仪器与人工测量所得稳定流量的最大平均相对误差仅为2.02%。测量得到的流量过程线呈现出起流、稳定和退水3个明显的阶段。其中,起流和退水过程涨落的剧烈程度、稳定阶段的流量大小随雨强增大而增大,稳定阶段的持续时间与降雨历时成正比。空间上,主沟出口的产流过程明显滞后于支沟出口的产流过程,且其两者之间具有一致的流量过程。在变雨强的情况下,流量过程线没有稳定的阶段,流量随雨强变化而变化。该研究对于深入理解流域产流过程具有重要意义,可为相关的模型研究提供可靠的试验支持。     

黄土丘陵区4种典型植被对土壤养分及酶活性的影响

土壤酶积极参与土壤系统的生物化学过程,是联系"植物-土壤酶-土壤养分"的关键纽带。为探讨植被类型对黄土高原丘陵区土壤养分及酶活性的影响,以黄土丘陵区4种典型植被(荒草地、文冠果林地、柠条灌丛、沙棘林地)为研究对象,通过采集0—10,10—20,20—40 cm层土壤样品,测定和分析土壤养分(碳、氮、磷)及土壤酶活性(蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、淀粉酶)的变化特征。结果表明:文冠果林地0—40 cm层土壤有机碳和全氮含量比荒草地、柠条灌丛、沙棘林地高出了19.42%和35.15%、82.98%和40.49%、67.27%和24.12%,土壤全磷含量最大值(沙棘林地)比最小值(柠条灌丛)高出了12.45%。随着土层深度的增加,土壤有机碳、全氮、全磷含量在柠条灌丛中呈现"升-降"的变化规律,在其他3种植被类型中均呈逐渐减小的趋势。4种植被类型下土壤淀粉酶、脲酶和蔗糖酶活性差异显著(P0.05),土壤酶活性随着土层深度的增加逐渐减弱。其中土壤淀粉酶最大值出现在荒草地,脲酶和蔗糖酶活性最大值为文冠果林地,3种酶的最小值均出现在柠条灌丛。相关分析表明,土壤有机碳与全氮、蔗糖酶、脲酶极显著正相关(P0.01)。土壤全氮与脲酶在0.01水平上极显著正相关,与全磷、蔗糖酶在0.05水平上显著正相关。土壤全磷与硝态氮呈极显著的负相关(P0.01),与蔗糖酶呈极显著的正相关(P0.01),与淀粉酶呈显著正相关(P0.05)。因此,植被类型是影响黄土高原土壤酶活性和养分变化的重要因素。