黄土高原植被净初级生产力时空变化及其影响因素

为了探明黄土高原地区植被生产力变化的驱动机制,该文基于MODIS传感器获得的MOD17A3数据,分析了黄土高原2000-2010年间植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)的时空变化及其主要影响因素,并借助多元统计分析方法对引起NPP变化的自然和人为因素进行量化分析。结果表明:黄土高原植被总NPP从2000年的119 Tg(以C计)增加到2010年的144 Tg(以C计),年增速4.57 g/(m2·a)(P0.05)(以C计)。黄土高原约91%的区域NPP呈增加趋势,37%的区域增加趋势显著,主要分布在陕西、青海大部分地区、甘肃南部及宁南山区。整个黄土高原近11 a间NPP变化受自然和人为因素共同影响,其中退耕还林还草累计面积、帕尔默干旱指数(palmer drought severity index,PDSI)、耕地面积和人口数量是影响NPP变化的主要因素。退耕还林还草累计面积占四者总贡献率的43%,PDSI占40%,耕地面积和人口数量分别占13%和4%。对区域而言,由退耕还林还草工程引起的土地利用覆被变化是退耕区(陕北、甘肃东南部等)NPP增加的主要因素,而近年来干旱情况的缓解(PDSI呈上升趋势)则是青海、内蒙古等地NPP增加的主要因素。该研究对于黄土高原各区域生态资源管理,以及生态系统的建设具有一定的指导和借鉴意义。     

浙江安吉主要植被类型根系分布特征研究

采用土柱法对黄浦江源区—浙江省安吉县主要植被类型林木细根分布特征进行了研究,结果表明：不同植被类型细根分布有较大差异,茶园、毛竹林、灌木林的根长、根表面积都要明显高于其他几种植被类型,而落阔林的根体积最大,常阔林的根重最大;细根随土层深度的增加而减少,林地细根主要分布在0-40cm土层。草地主要分布在0-30cm土层,这对抵抗径流侵蚀、保持水土资源具有重要意义;各样地根长均以〈0．5mm径级的根长含量最高,0．5-1mm径级次之,而2-5mm径级的最少。根系体积和根重具有相同的分布趋势。大小顺序均为：2—5mm〉1—2mm〉0．5-1mm〉0．5mm,与根长的分布状况正好相反。不同径级根表面积分布差异较大。     

Analysis of genotypic and environmental effects on rice starch. 1. Apparent amylose content, pasting viscosity, and gel texture

Eight rice varieties with wide diversity in apparent amylose content (AC) were selected and planted in the early season and late season of Hangzhou and in the winter season of Hainan for two consecutive years to study the genotype x environment effects on the starch properties of the grain. Analyses of variance showed that AC, cool paste viscosity, breakdown viscosity, setback viscosity, peak time, gel hardness, adhesiveness, and cohesiveness were mainly affected by genotypic variation, whereas peak viscosity and hot paste viscosity were mainly affected by environmental variation. The year x season, year x variety, seasonx variety, and year x season x variety effects were significant for most traits, indicating significant genotype x environment interactions. AC was significantly correlated with all other parameters except PV. Because the Wx gene controls the synthesis of amylose in rice, the mechanism of how the environment affects starch properties is discussed in relation to Wx expression and regulation. The implications of the results for rice breeders and starch-based food manufacturers are discussed.     

气候与下垫面变化对黄土高原蒸散发变化的影响评估

为了揭示近20年黄土高原蒸散发(evapotranspiration,ET)时空变化规律,明晰气候和下垫面变化对蒸散发的影响作用。基于黄土高原295个气象站数据、PML_V2 ET产品及MOD13A1 EVI产品,采用趋势分析和多元回归分析等统计方法,分析了2000—2018年黄土高原蒸散发时空变化特征,并评估了降雨、温度、日照时间、饱和水汽压差、植被和非植被下垫面等影响要素的相对贡献率。结果表明:(1)2000—2018年黄土高原蒸散发年际变化率为4.47 mm/a,62.8%的区域蒸散发呈显著增加趋势,主要分布在山西、青海、陕西省北部地区;不同土地覆盖ET为森林＞农田＞草地＞灌木。(2)植被显著增加是黄土高原ET变化的主导因子,其相对贡献率最大(32.1%);不同气象要素对黄土高原ET相对贡献率大小为降雨(14.6%)＞饱和水汽压差(13.2%)＞温度(12.4%)＞日照时数(10.0%);非植被下垫面变化(水土保持工程措施等)对ET变化的影响作用不容忽视。(3)气象要素和增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)对林草覆被ET影响作用＞农田覆被ET,而非植被下垫面要素对农田覆被ET的影响作用较大。研究结果为黄土高原生态建设、水资源消耗恢复和水资源可持续性评价提供科学支撑。     

半咸水人工湿地净化越冬养殖循环水的效果

为拓展人工湿地在水产养殖上的应用,该文研究了半咸水人工湿地的循环水越冬系统中暗纹东方鲀越冬养殖效果和净化效能。结果表明,经过166d越冬养殖,暗纹东方鲀越冬成活率(76.94±13.87)%,饵料系数5.49±1.77。在无任何外源能源加温的情况下,系统水温保持在暗纹东方鲀幼鱼的生存最低温度以上。在半咸水环境下(7.6‰～9.9‰),人工湿地对养殖水有良好的净化效果:总氮去除率为30.5%、总氨氮为69.6%、亚硝酸盐为96.1%、硝酸盐为9.7%、总磷为18.4%、COD为38.8%、总悬浮物为79.7%,循环水经过人工湿地后水质符合国家渔业用水标准;越冬期间,越冬养殖池水质状况良好;除TN和NO3-N在越冬期间的去除率比在夏季的明显低外,其他主要污染物的去除率与夏季比较没有明显变化。在试验负载范围内,系统去除量随进水污染负载量的增加而增加;通过建立预测模型预测出湿地养殖面积比值0.36～0.97,与实际值1.26相比,养殖密度尚有提高的空间。因此,人工湿地能持续有效地去除暗纹东方鲀越冬循环水养殖系统中的主要污染物,说明该系统能在越冬养殖生产实际应用。     

基于整合驱动因素和适宜性评价的乡村聚落重构模式研究

为了破解乡村发展过程中的土地供需矛盾,保护农户合法权益,减少农村居民点整合过程中的争议,推进乡村振兴战略的实施,该研究以陇中黄土丘陵区通渭县四合村为案例区,综合“参与式农村评估(participatory rural appraisal,PRA)+结构方程模型(structural equation modeling, SEM)+适应性评价(suitability evaluation, SE)”方法,剖析农户对乡村聚落的整合意愿及驱动机制,并在适宜性评价的基础上探究乡村聚落重构模式,为陇中黄土丘陵区乡村聚落的空间格局优化与整合提供一种方法与案例研究。结果表明:1)190户受访农户中79.5%的农户不愿意整合,整合意愿受到家庭、居住和社会等因素的综合影响,其中房屋建造时间、交通通达度及家庭非农收入是影响农户整合意愿主要驱动因素;2)四合村域由外向内依次可分为不适宜居住区、较适宜居住区和适宜居住区3级,其中位于适宜居住区的农户共计168户,占四合村农户数量的51.38%,超过半数的农户位于不适宜居住区和较适宜居住区,具有一定程度的整治潜力和较大的乡村聚落居住质量提升空间;3)构建基于整合驱动因素和适宜性评价的乡村聚落重构模式:生态转化模式、异地搬迁模式、旧村整治模式和改造提升模式,并对现有聚落进行空间重构。重构后,四合村宅基地数量将由354个减少至275个,面积由102 105.63 m2减少至79 708.79 m2,节约土地22 396.84 m2。研究结果对于引导宜居乡村建设具有指导意义,亦可为陇中黄土丘陵区乡村聚落重构提供科学依据。     

甘肃南部小麦条锈病越夏考察

考察确认甘肃南部是小麦条锈菌越夏的适宜地区。在甘南州和临夏州大部分地区,条锈菌在晚熟春麦上越夏,越夏菌源主要侵染临近地区自生麦苗。在陇南地区和甘南州的舟曲等地,条锈菌主要在海拔1600 m以上地带的自生麦苗上越复,越夏后侵染冬小麦秋苗。文中讨论了甘肃省小麦条锈病越夏区划以及越夏调查与越夏区治理所面临的主要问题。     

基于4D-VAR和条件植被温度指数的冬小麦单产估测

条件植被温度指数(VTCI)综合了地表主要参数——归一化植被指数(NDVI)和地表温度(LST),能够较为准确地对干旱进行监测,可为抗旱救灾、作物估产等提供科学依据。为了提高VTCI的区域估产精度,以陕西省关中平原为研究区域,将遥感反演的VTCI与CERES-Wheat小麦生长模型模拟的土壤浅层含水率相结合,通过四维变分(4D-VAR)同化算法实现2008—2014年冬小麦主要生育期旬尺度VTCI的同化。将同化和未同化的VTCI分别运用改进的层次分析法、熵值法及两者组合赋权法建立冬小麦单产估测模型,选择最优估测模型对2011年关中平原各县(区)进行单产估测和精度评价,并分析2008—2014年关中平原冬小麦单产的时空分布特征,结果表明:无论是在单点尺度还是区域尺度,同化的VTCI均能更好地响应外部观测数据,区域VTCI纹理性更好,更符合VTCI的先验知识。与未同化VTCI构建的估测模型相比,应用同化的VTCI所建的估测模型的估测精度明显提高,相关系数达到0.784(P0.001)。应用最优估测模型对2011年关中平原29个县(区)估产结果中,有16个县(区)的估测单产相对误差小于10%,28个县(区)的估测单产相对误差小于15%,总体平均相对误差为8.68%,均方根误差为421.9 kg/hm~2。近年来关中平原的冬小麦单产呈现个别年份波动、总体增长的年际变化规律,且呈现出中部单产最高、西部次之、东部最低的空间分布特征,与实际情况符合。     

蘑菇低温气调保鲜的初步研究

采用正交实验方法，探讨了NaCl浓度、护色时间及控制贮藏环境温度等3个因素对蘑菇子实体的开伞率、PPO酶活变化量及ADF质量分数的影响。结果表明，蘑菇经适当处理，可有效抑制其开伞和品质变化。采用均匀试验设计回归分析程序对实验结果进行拟合，得到以蘑菇开伞率、PPO酶活变化及ADF质量分数为因变量，3个因素的水平编码号为自变量的回归方程估计值与实测值吻合。相对于单纯低温保鲜，采用低温气调保鲜的蘑菇，其品质和理化指标更为理想。     

濒危东乡野生稻遗传多样性及其生态保护学研究进展

东乡野生稻蕴含大量优异性状和有利基因,是栽培稻遗传改良重要的种质资源。然而“东野”正面临着急剧减少甚至是灭绝的威胁,为此评价并保护现存“东野”的遗传多样性刻不容缓。同时“东野”的多样性研究对解析其遗传进化机理以及在水稻育种上的利用有着重要意义。为此,综述了近年来不同保存方式、不同年份、不同世代以及与其他生态类型野生稻和栽培稻等多个角度有关“东野”遗传多样性及其保护研究成果。通过对存在的相关问题分析,笔者认为应该建立科学统一的遗传多样性评价体系,并提出了“东野”遗传多样性研究前景和生态保护建议。