青藏高原草地降水利用效率时空动态及对气候变化的响应

本研究利用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型模拟了2000—2013年青藏高原草地净植被生产力(Net Primary Production,NPP),结合实测数据、气象数据和土地覆被数据计算了草地降水利用效率（PUE）,探究其时空分布特征,以及不同草地类型PUE及其对气候变化的响应。结果表明：青藏高原草地PUE在研究年限内呈现波动增加趋势,增加速率为每年0.0035 g·m^-2·mm^-1,14 a的平均值为0.38 g·m^-2·mm^-1。PUE的空间分布具有明显的异质性,呈现东部高、中西部低的基本格局。PUE分布在0.2～0.4 g·m^-2·mm^-1之间的比例最大,占青藏高原总面积的55.63%,呈减少趋势的区域主要分布在青藏高原的北部和西部,以及东部的边界地区,呈增加趋势的地区集中在研究区的中部和南部。研究年限内PUE的变异系数分布在0.07～0.85之间,变化稳定的区域所占面积最大,为总面积的43.43%,主要分布在唐古拉山脉和横断山脉附近。不同草地类型间PUE均值存在差异,具体表现为：草甸（1.06 g·m^-2·mm^-1）>坡面草地（0.80 g·m^-2·mm^-1）>平原草地（0.30 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草甸（0.29 g·m^-2·mm^-1）>荒漠草地（0.23 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草地（0.094 g·m^-2·mm^-1）。总体上,青藏高原草地PUE与降水成负相关关系,而与气温呈正相关,PUE的变化对降水响应更加敏感。     

基于"量-质-域-流"四维指标体系的水资源荷载状况评价——以黑河流域三地市为例

随着社会经济用水不断增加,水资源供需矛盾加剧,水资源系统出现荷载不均衡现象,制约了区域发展,危及生态环境良性循环。本文从水资源系统的负荷需求和承载能力出发,基于“量、质、域、流”四个维度构建水资源荷载均衡评价指标体系,采用指标规范化的正态云模型,评价2015年黑河流域张掖市、酒泉市、阿拉善盟水资源配置方案的荷载均衡状况,并依据负荷与承载能力评分二维坐标,分出低负荷-高承载能力、低负荷-低承载能力、高负荷-高承载能力和高负荷-低承载能力四个分区。评价结果表明：2015年三地水资源荷载状况均为Ⅳ级,张掖市综合评分为3.697,酒泉市为3.657,阿拉善盟为3.901,三地均处于高负荷-低承载能力区域;三地在水质维度上处于低负荷-高承载能力区间,水质维度评分均处于Ⅱ级,酒泉市水质评分优于张掖市,张掖市水质评分优于阿拉善盟;在水量、水域、水流维度上均处于高负荷-低承载能力区间,水量方面三地处于Ⅳ级,张掖市优于酒泉市,酒泉市优于阿拉善盟;水域方面张掖和阿拉善盟评分均处于Ⅴ级,酒泉评分处于Ⅳ级;水流方面三地均处于Ⅴ级。需要采取调控手段在水量、水域、水流方面上进行“增强承载”和“卸荷”。     

短花针茅荒漠草原斑块尺度物种多样性及其共存格局

阐明斑块尺度上物种共存格局,对于深入认识荒漠草原破碎化草地生物多样性的维持机理具有重要意义。按斑块的土壤生境退化程度,选取短花针茅荒漠草原3类典型群落斑块为研究对象,对比分析不同斑块的物种构成、多样性及物种间的共存关系格局。结果表明：① 斑块A属单优种短花针茅（Stipa breviflora）群落;斑块B为短花针茅+草木樨状黄耆（Astragalus melilotoides）群落;斑块C为苦豆子（Sophora alopecuroides）+老瓜头（Cynanchum komarovii）+猪毛蒿（Artemisia scoparia）群落。② 群落结构中斑块A和斑块B多样性相近,均高于无短花针茅生长的斑块C。③ 基于零模型的分析结果显示,物种共存格局的复杂性和强度为：斑块A>斑块B>斑块C,且下降趋势明显,斑块A存在的16组显著物种对中有4组为显著竞争关系,而斑块C中的物种对减少到7组,且仅存在猪毛蒿与苦豆子组显著竞争物种对。结论：表明未沙化的土壤生境斑块是荒漠草原破碎化草地生物多样性维持的一个重要前提,土壤生境的退化显著降低了斑块内部群落组织的复杂性和物种间相互作用的强度,不利于群落的自我维持。     

基于AquaCrop模型的夏玉米生长模拟及灌溉制度优化

为评价AquaCrop模型在关中地区的适用性并寻求最佳的灌溉制度,对夏玉米在不同灌溉与施氮水平下的生长进行模拟和验证,并利用校验后的模型研究了3种不同降雨年型以及11种灌溉模式下夏玉米产量和水分利用效率的变化特征。结果表明：AquaCrop模型可以较好地模拟关中地区不同灌溉与施氮水平下夏玉米产量和生物量,模型模拟的产量与实测值之间的决定系数（R²）、均方根误差（RMSE）、标准均方根误差（NRMSE）、符合度指数（d）和纳什效率系数（E_NS）分别为0.919、0.249 t·hm^-2、4.112、0.977和0.915;对于地上部生物量,模拟值与实测值的R²、RMSE、NRMSE、d和E_NS分别为0.860、0.977 t·hm^-2、6.407、0.933和0.694。利用校验后的模型分析了试验区内3种不同降水年型条件下11种灌溉模式的夏玉米产量和水分利用效率的变化特征,依据模拟结果及夏玉米生理需水规律,同时为了实现高产和高水分利用效率,得出不同年型的优化灌溉制度为：若能保证出苗整齐,湿润年可不灌水,此时也能获得较高产量和水分利用效率;平水年推荐在拔节期灌水60 mm,能节约50%水资源,亦能保证稳产;干旱年推荐在拔节期和抽雄期各灌水60 mm,可获得高产和高水分利用效率。     

基于GIS和迈阿密模型的全球灌溉需水量计算

通过计算光温生产潜力、气候生产潜力、光温潜力需水量、灌溉需水量以及衍生的可持续垦殖率指标,以解决农业生产潜力、农田熟制、灌溉定额、宜农荒地垦殖适宜性评价等农业发展问题。以迈阿密模型为理论基础,利用GIS空间分析的研究方法,计算出了上述指标的高精度全球分布场,得出全球光温生产潜力为2 260×10⁸ t干物质,气候生产潜力为1 253×10⁸ t干物质,灌溉需水量总计为12 441 km³。主要结论有：热带雨林区除外,全球气候生产潜力高值区同当前农业区高度吻合,表明农田气候潜力已经被人类充分利用;在温带地区,可持续覆膜雨养垦殖率＞2/3的地区适宜开垦宜农荒地,发展雨养农业。根据迈阿密模型计算得出的灌溉需水量可作为制定农田喷灌定额的重要依据;覆膜滴灌节水效果最佳,可持续覆膜滴灌垦殖率为各种垦殖率中最大值,可作为指导宜农荒地资源开发和多熟制农业发展的主要指标。     

基于光合有效辐射瞬时值估算日均值的方法

光合有效辐射是太阳辐射的一部分,是植被进行光合作用和陆地生态系统碳循环的核心因素,对估算植被生产力具有重要影响。本文基于SURFRAD多年观测数据,建立了一个线性回归模型,由上午、下午瞬时光合有效辐射值估算日均值。该模型模拟效果较好,单个观测站的均方误差低于9 W·m^-2,判定系数不低于0.96,并适用于不同经纬度、气候条件和海拔高度下的区域,总的均方误差为8.863 1 W·m^-2,判定系数R2为0.977,表明该模型和方法有较好的可行性和可靠性。     

中国三大城市群全要素能源效率与节能减排潜力研究

文中运用考虑非期望产出的SBM模型对中国三大城市群53个城市全要素能源技术效率和全要素能源相对效率进行测算,在此基础上对其节能潜力与减排潜力进行分析,并运用二维矩阵法探索各城市节能减排实施路径。研究表明:三大城市群全要素能源效率整体偏低,全要素能源技术效率与全要素能源相对效率大致上呈现正相关关系;三大城市群节能潜力与减排潜力总体上处于较高水平,减排潜力远大于节能潜力,其中城市群之间呈现"京津冀>长三角>珠三角"的分布;三大城市群53个城市分别落在节能减排潜力状态矩阵的A、B、C区域,B区域的城市可以选取单边突破式节能减排实施路径,C区域的城市可以选取渐进式和飞跃式两种节能减排实施路径。     

上海地区梨木虱发生预警模型

目前,上海地区梨木虱上升为梨园的重要灾变性害虫。通过分析2009—2018年梨木虱成虫调查数据,结合各年度气象要素变化,建立了较为有效的预警模型,经观察值与模型预测值的对比验证,平均符合率达到99.1%,并归纳出偏重发生预警参数基准值,为指导防治梨木虱提供了技术支撑。     

茄子株高性状鉴定与遗传分析

以长茄高代自交系125 和126 构建的茄子6 个不同世代的遗传群体〔P₁、P₂、F₁、F₂、 B₁（125×F₁）、B₂（126×F₁）〕 为试材,利用主基因+ 多基因混合数量性状遗传模型对茄子的株高性状进行多世代遗传联合分析。结果表明：供试亲本株高 性状差异显著,分离世代株高性状数值均呈单峰的偏正态分布,属于数量性状遗传。多世代遗传联合分析结果显示茄子株高 性状的最适遗传模型为C-0 模型,不存在主基因遗传效应,表现为多基因控制的加性- 显性- 上位性遗传模式。采用二阶 遗传参数进一步分析株高的多基因遗传效应,结果显示,茄子分离世代F₂、B₂ 的多基因遗传率分别为49.24%、22.77%,茄 子株高以多基因遗传为主。