气候变化对甘肃农牧交错带主要粮食作物生产潜力的影响

为探讨热量、降水量及辐射资源变化对甘肃农牧交错带作物气候生产潜力的影响,基于甘肃农牧交错带45个气象站点1971-2020年的逐日气象资料以及主要粮食作物（春小麦、冬小麦和春玉米）生育期资料,利用数量统计分析方法计算3种粮食作物的气候生产潜力。结果表明,近50年来,甘肃农牧交错带春小麦、冬小麦和春玉米生育期内平均气温和降水量均呈上升趋势,太阳辐射量呈下降趋势;光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力分别从北到南、东北到西南和南到北呈递减趋势。热量变化对甘肃农牧交错带3种粮食作物的气候生产潜力有正效应,气候生产潜力平均增速分别为32.17、48.11和48.35 kg·hm^-2·a^-1。降水变化对该区域大部分地区春小麦和春玉米气候生产潜力有正效应,气候生产潜力平均增速分别为5.10和7.16 kg·hm^-2·a^-1;降水变化对部分区域冬小麦气候生产潜力产生负效应,气候生产潜力平均降速为0.12 kg·hm^-2·a^-1。辐射变化对该区域大部分地区3种粮食作物的气候生产潜力有负效应,气候生产潜力平均降速分别为1.81、2.35和8.66 kg·hm^-2·a^-1。总体来看,气候资源变化对甘肃农牧交错带大部分地区春小麦、冬小麦和春玉米气候生产潜力表现出正效应,但对临洮、灵台和靖远等地区的春玉米气候生产潜力有负效应。     

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。     

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。     

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。     

节水减氮对甘肃河西灌区青贮玉米生长及水氮利用效率的影响

针对当前青贮玉米(Zea mays L.)生产中灌溉水资源不足和施氮过量的问题，本研究以河西灌区规模化种植青贮玉米为研究对象，布设4个灌水水平(W₁,6 150 m³·hm^-2;W₂,5 535 m³·hm^-2;W₃,4 920 m³·hm^-2;W₄,4 305 m³·hm^-2)和4个施氮水平(N₁,311 kg·hm^-2;N₂,279.9 kg·hm^-2;N₃,248.8 kg·hm^-2;N₄,217.7 kg·hm^-2)的二因素田间实验，探究不同节水减氮对青贮玉米生长及水氮利用效率的影响。结果表明：W₂处理青贮玉米的总耗水量与W...     

黄土丘陵区春小麦水分调控下植物—土壤碳氮磷化学计量学及其稳态性特征

为探究黄土丘陵区农田生态系统土壤养分限制及其循环规律,明确水分调控下春小麦叶片及根的内稳态特征,以5个灌水量处理(W₀、W₅₀、W₁₀₀、W₁₅₀、W₂₀₀)下春小麦成熟期叶片、根和0～40 cm土层土壤为研究对象,测定不同灌水处理下春小麦植株叶片、根、土壤有机碳（OC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量及其化学计量比,揭示春小麦叶片和根随土壤养分变化的稳态性特征。结果表明:不同灌水处理下春小麦土壤OC、TN含量均具有表聚性特征,且在0～40 cm土层含量均随灌水量增加呈现出先增加后降低的趋势,表现出W₁₅₀灌水量处理最高(1.757 g·kg^-1、0.165 g·kg^-1),而土壤TP在不同土层及灌水处理下较为稳定,适当灌水(W₁₅₀)有助于提高作物根系OC含量,过度灌水(W₂₀₀)会降低其含量;春小麦土壤、根、叶片化学计量比均值表现为:C∶N（9.56、12.92、1...