关键生育期持续水分胁迫对春玉米土壤水分动态变化和产量的影响

为探讨关键生育期水分胁迫对春玉米土壤水分动态变化和产量的影响,在典型干旱区武威开展了关键生育期水分胁迫模拟试验,试验设置了CK(整个生育期供水充足的对照处理)、T1(拔节期持续干旱直至生育期结束)、T2(抽雄期持续干旱直至生育期结束)3种处理。结果表明,受水分胁迫影响,T1和T2干旱处理0—20cm和0—40cm土壤温度均高于CK处理,并且T2处理土壤温度高于T1处理;七叶期后,干旱处理剖面土壤含水量各层变化较大,至乳熟期,T1和T2处理土壤贮水量较CK分别减少了72%和57%;关键生育期的水分胁迫主要通过影响春玉米营养生长和生殖生长来影响最终的产量,T1和T2干旱处理产量分别减少了66.4%和54.2%,产量水平WUE分别减少了23.4%和13.1%。研究结果可为春玉米关键生育期干旱发生进行定量评估提供依据,为生态系统响应阈值的确定提供了思路。     

拔节和抽雄期水分胁迫对春玉米生长和产量的影响

本试验设置了三种水分处理,包括CK（整个生育期供水充足）、T1（从拔节期开始控水,持续不灌水直至生育期结束）、T2（从抽雄期开始控水,持续不灌水直至生育期结束）,讨论水分胁迫对玉米生长和产量的影响。结果表明：玉米株高和叶面积指数对拔节期水分胁迫T1处理比较敏感,T2处理下的影响不是很显著;水分胁迫作用下营养器官积累的干物质对籽粒的贡献率显著下降,特别是叶片和茎秆积累的产物下降明显,叶鞘的干物质积累量仅对T1处理比较敏感;水分胁迫对玉米的穗部性状影响较大,最终导致T1、T2处理较CK处理减产62.8%和37.8%;水分胁迫作用下,对产量影响大小的因子排序为穗粒数>穗长>百粒重>干物质转运率>穗粗>叶面积指数>生物量。     

CO2浓度增加对半干旱区马铃薯生长动态及产量、品质的影响

为了解CO₂浓度升高条件下马铃薯生长动态及其产量、品质的变化特征,在典型半干旱区（甘肃定西）利用开顶式气室(OTC)试验平台,以马铃薯‘新大坪’为供试品种,设对照(390 μmol·mol^-1)和590 μmol·mol^-1共2个CO₂浓度梯度,开展CO₂浓度增加模拟试验。结果表明：CO₂浓度增加至590 μmol·mol^-1时,马铃薯发育加快,生育期提前,全生育期天数缩短3 d;CO₂浓度升高对马铃薯株高、叶面积指数、叶绿素含量和叶片水势有明显促进作用。随着生育进程的推移,马铃薯地上部干物质生产对CO₂浓度的响应值呈现先变大再变小的趋势。CO₂浓度增加促进了马铃薯块茎产量的提高,单株结薯数和单株薯块质量也有所增加。与对照相比,590 μmol·mol^-1CO₂处理马铃薯块茎水分、蛋白质、维生素C含量以及铁、锌、铜元素含量分别下降3.43%、11.78%、13.09%、25.58%、31.94%和9.76%,而粗淀粉、粗脂肪、粗纤维和还原糖含量分别增加10.56%、240.00%、14.28%、106.38%。     

黄河首曲流域草地生态与自然环境退化成因及对策研究

近50年来黄河首曲流域草场退化、沙化,水土流失,生物多样性减少,生态系统功能弱化.分析了黄河首曲流域气候、生态观测资料及统计资料,结果表明:造成生态与自然环境退化的主要原因是气候变化和环境蠕变.黄河首曲大部分区域降水量年际变化呈下降趋势,气温年际变化呈上升趋势,增温速度均大于全国增温速度.草地年干燥指数呈显著上升趋势,20世纪80年代末至2004年明显趋于干旱化,气候变化是草地生态退化的自然诱发因素.超载过牧、滥采乱挖、人为破坏、生物链失衡等环境蠕变是造成生态退化的人为因素.二者共同作用导致黄河首曲流域草地与湿地生态与自然环境退化.控制放牧、防止滥采乱挖、建立自然生态保护区是维护该区域生态系统平衡的措施.     

黄河源地区植被净初级生产力对气候变化的响应

基于黄河源区1959—2008年月平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度、降水量、风速和日照百分率等气候要素资料,应用修订的Thornthwaite Memorial模型计算了50 a植被净初级生产力(NPP),分析其年际和年代际变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:1959—2008年间,研究区年NPP变化呈显著上升趋势,NPP变化曲线线性拟合倾向率在95.502～190.72 kg/(hm2.10a)之间,20世纪90年代后NPP较高。20世纪70年代表现为"冷干型"气候特征,NPP距平百分率偏少1.1%～2.1%;2001—2008年均为"暖湿型"气候特征,NPP距平百分率偏多2.1%～4.5%。影响黄河源区NPP变化的主要气候因子是降水量、最大蒸散量和平均最低气温。"暖湿型"气候对植被净生产力增加最有利,黄河源区NPP可增加5.5%～8.5%。而"冷干型"气候造成植被净生产力下降5%～9%。若2050年在"暖湿型"气候情景下,黄河源区未来NPP较多年平均值增加7%～17%。     

亚高山草甸类草地退化评估及草地保护对策

为研究亚高山草甸类草地退化及草地保护对策,在实地测定大量样方和统计分析的基础上,选取了盖度、物种多样性指数、丰富度指数、物种数、草地质量指数、优良牧草比例等指标作为评估指标,制定了亚高山草甸类草地生态质量评估的4级指标值。选择各级别典型生态区域,对其现状和指标值进行了对比分析。结果表明,该方法反映了植被生态的量化指标,各项指标相互联系和相关,具有易获得性和实用性,符合当地生态质量现状,可以科学、客观地评估区域生态质量。超载过牧,滥采乱挖,人为破坏,生物链失衡等是造成生态退化的人为因素。控制放牧,防止滥采乱挖,建立自然生态保护区是维护该区域生态系统平衡的措施。     

天水市农业气象灾害对主要粮食作物产量的影响

通过对1985—2004年实测气象和粮食产量资料的分析,得出：影响天水市玉米、冬小麦两大粮食作物产量的主要农业气象灾害分别是春旱、初夏旱、伏期连阴雨和上年秋旱、当年春旱及倒春寒天气,在此基础上建立了基于农业气象灾害强度的天水市玉米、冬小麦的气候产量数学模型,可为气象灾情评估和定量分析农业气象灾害对粮食作物产量的影响提供依据。     

甘南草地地上生物量的高光谱遥感估算研究

为了促进高光谱分辨率遥感技术在草地畜牧业动态监测和遥感估产中的应用,选择甘南草原为研究区,通过野外观测,测量了天然牧草的冠层高光谱和地上生物量数据,分析了4种主要草地类型的冠层光谱曲线特征,并分析了地上鲜生物量与冠层反射光谱和一阶微分光谱之间的相关关系,构建了光谱特征参数作为变量,建立了甘南草原牧草地上鲜生物量的高光谱估算模型,并对模型进行检验,结果表明：特征参数D723的对数回归模型,不仅相关系数较高,而且均方根和相对误差都较小,因此,估算精度较高,可作为甘南草地地上鲜生物量的最佳高光谱估算模型。     

模拟增温对半干旱雨养区春小麦物质生产与分配的影响

为了明确未来气候变化对半干旱区春小麦生产的影响,了解增温条件下春小麦不同生长阶段物质生产的响应特点以及光合产物在不同器官中的分配特征,利用开放式红外增温系统设置不同的温度梯度,即不增温（对照）、增温1和2℃,模拟田间增温对春小麦物质生产与分配的影响。结果表明：温度增加,春小麦发育加快,全生育期明显缩短,增温1和2℃,比对照分别缩短7和11 d;从各器官干物质生产来看,相对于对照,在增温1、2℃处理下,叶干物质质量在三叶期分别增加了11.23%和27.49%,在拔节期及其以后分别平均降低了20.12%和30.83%。茎干物质质量在拔节期及其以前分别平均增加了17.30%和30.30%,拔节期以后分别平均降低了13.19%和22.09%。根干物质质量在孕穗期及其以前分别平均增加了10.26%和23.30%,孕穗期以后分别平均降低了15.79%和26.05%。穗干物质质量分别平均降低16.43%和29.00%;增温处理下春小麦物质生产随时间的响应规律主要是由净同化率的变化所致;从各器官干物质分配来看,与对照相比,增温1、2℃处理下,春小麦叶和穗干物质质量占全株干物质质量的比例在整个生育期分别平均下降了8.32%、12.01%和0.56%、3.40%,且增温幅度越大,下降的越多。增温1、2℃处理下,茎和根干物质质量占全株干物质质量的比例在整个生育期分别平均增加了3.92%、6.25%和3.86%、8.71%,且增温幅度越大,增加的越多。结果为中国半干旱区春小麦对全球气候变化下的敏感性及适应性研究提供理论参考。     

甘肃省年有效降水次数的异常特征分析

利用1958-2001年甘肃省45个气象站的逐日降水资料,统计出年有效降水次数,通过经验正交展开(EOF)和旋转经验正交展开(REOF),研究其异常的空间结构及时间演变规律,同时利用墨西哥帽子波变换技术,对甘肃省年有效降水次数进行多时间尺度分析.结果表明:大范围区域一致性异常是甘肃省年有效降水次数的首要特征;甘肃省年有效降水次数异常区域大致分为4个关键区;从总体上看(较大时间尺度),甘肃省年有效降水次数是增加的,而从较小时间尺度看,则表现为增中有减,减中有增的复杂变化.