超级稻宁粳1号与常规粳稻CH4排放特征的比较分析

以超级稻宁粳1号和常规稻镇稻11为材料,采用盆栽试验,系统比较了两个品种的生产力及CH4排放的差异,并分析了其主要原因。结果表明,虽然两个品种的CH4排放通量的动态特征和生物学产量均基本相似,但宁粳1号的CH4排放总量比镇稻11低35.22%(P<0.05),土壤水溶液中CH4平均浓度也低41.31%(P<0.01)。两个品种的CH4排放差异主要出现在水稻生长中期,前期和后期的差异不明显。比较两个品种的生物学产量、株高、叶面积、根系等生长特性,发现宁粳1号强大的根系是降低CH4排放的最关键因素。综合比较植株生产力和CH4排放强度,发现宁粳1号不仅具有更高产量,而且单位干物质和籽粒产量的CH4排放量均分别比镇稻11低42.42%和81.38%(P<0.05)。上述结果显示,水稻产量的提高不一定伴随CH4排放的增加,选育高产低排放的水稻品种是可能的。大面积推广应用超级稻,可能不仅利于粮食安全,也有利于温室气体减排。     

昕水河流域径流变化及其对气候和人类活动的响应

开展流域尺度气候变化和人类活动对径流的影响研究是科学制定流域综合管理规划,并实现流域可持续管理的基础。以黄土高原丘陵沟壑区的典型流域——昕水河流域为研究对象,结合流域多年(1958—2015年)气象水文数据,采用M-K趋势检验法分析年降水、年潜在蒸发散和年径流量的变化趋势,运用双累积曲线法分析年径流量序列的突变年份,并根据生态水文分析法与水量平衡原理定量解析流域尺度气候变化和人类活动对年径流的影响。结果表明:1958-2015年,流域年径流量变化呈显著下降趋势(Z=-5.84,p<0.0001),而降水(Z=-0.72,p=0.31)和潜在蒸散发(Z=-0.5,p=0.88)变化趋势不显著。双累积曲线法表明径流量突变点为1974年和2000年,其中,1975—2000年间影响径流减少的主要因素是气候变化,气候变化导致径流量减少的贡献率为73.14%,土地利用方式仅为26.86%;而2001—2015年土地利用变化是影响径流减少的主要原因,其贡献率高达103.81%,可见土地利用变化已成为昕水河流域径流量变化的主要驱动因素。在今后的流域治理中,需合理制定土地利用方案,实现昕水河流域水土资源协调发展。     

尕海湿地植被退化过程中土壤有机碳矿化特征

为了揭示植被退化对湿地土壤碳矿化过程的影响,以甘南尕海4种不同植被退化梯度的湿地(未退化(UD)、轻度退化(LD)、中度退化(MD)及重度退化(HD))为研究对象,采用室内恒温培养和碱液吸收法研究不同土层土壤有机碳(SOC)矿化速率和累积矿化量,结合一级动力学方程,分析土壤半矿化分解时间(T1/2)、有机碳矿化潜势(C0)等参数对植被退化的响应。结果表明:(1)不同植被退化梯度湿地SOC矿化速率在培养期内呈现出基本一致的变化趋势,表现为,培养初期(0~4天)矿化速率快速下降,且数值较高,培养中后期缓慢下降(4~41天)并趋于平稳;各培养温度下,不同植被退化梯度湿地土壤在各土层有机碳矿化速率大小均为UD>LD>MD>HD。(2)在整个培养期间,各植被退化梯度湿地土壤有机碳矿化速率均随土层加深而降低,表层0-10 cm的矿化速率(1.14~16.23 mg/(g·d))均显著高于10-20 cm(1.05~2.85mg/(g·d))和20-40 cm土层(0.94~1.26 mg/(g·d))。(3)4种植被退化梯度湿地在不同温度下的土壤有机碳累积矿化量均值排序为5°C(34.54 mg/g)<15°C(46.67 mg/g)<25°C(58.28 mg/g)<35°C(86.46 mg/g)。(4)一级动力学方程的C0值随植被退化程度增加呈递减趋势,而C0/SOC随着温度的升高而降低。因此,植被退化能显著降低高寒湿地土壤有机碳矿化速率,而气候变暖能够显著增加湿地土壤有机碳矿化量。     

新疆玛纳斯河流域植被变化的特征与归因

植被覆盖是旱区生态环境状况的重要表征和直接反馈。气候变化和人类活动干扰加剧的背景下,亟需明确植被覆盖的变化状况和归因,但当前研究缺乏对各驱动因子贡献率的量化。为此,选取新疆玛纳斯河流域为研究区域,基于1982—2015年NDVI和气候数据,在分析植被时空变化格局的基础上,量化了气候变化和人类活动的贡献率。1982—2015年,流域年均NDVI值呈东高西低、北高南低的空间分布格局。34年间NDVI呈显著上升趋势（+0.60%/10 a）,但存在年际变异;1995年发生突变,1982—1995年NDVI显著上升（+1.50%/10 a）,而1996—2015年显著下降（-0.40%/10 a）。较1982—1995年,1996—2015年的植被变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,其对植被变化的贡献率分别为52%和48%。采取的贡献率量化方法有效地甄别了不同因子对植被变化的影响,量化的结果表明玛纳斯河亟需采取措施进行植被管理以提升其生态环境状况。     

GFDL-ESM2M气候模式下京津冀地区未来潜在蒸散量时空变化

为探究未来潜在蒸散量时空变化特征,该研究以京津冀地区为例,基于美国GFDL提供的GFDL-ESM2M全球气候模式,得到京津冀地区92个格点2000-2050年的平均气温、最高气温、最低气温、太阳总辐射、平均相对湿度和近地面平均风速,应用Penman-Monteith公式计算京津冀地区未来92个格点的逐日潜在蒸散量(ET0),分析其时空分布特征及其与气象要素的相关关系。结果表明:未来年ET0总体呈增加趋势,RCP8.5情景下ET0上升速度最快,且随着时间推移增幅越来越大。夏季ET0增长速度最快,其次为春季、秋季与冬季,意味着未来ET0季节差异将愈加明显,可能出现更为严重的季节性干旱。ET0空间分布呈由西南向东北逐渐递减趋势,其中中部地区增速最快,增长趋势由中部向南北递减。不同气候情景下平均气温均呈逐年上升趋势,风速、太阳总辐射略微上升,而相对湿度下降。ET0与太阳总辐射的相关系数最大,呈由东北向西南递增趋势,其次为最高气温,呈由西北向东南递增趋势。ET0与相对湿度变化呈显著负相关,相关系数绝对值呈东北向西南递增趋势,ET0与风速相关度不明显。该研究可为农业需水预测与灌溉管理、科学应对气候变化提供基础支撑。     

新疆区域高空气温变化特征分析

运用再分析资料(NCEP/NCAR)分析了新疆区域高空年均气温变化特征,同时运用逐步回归法对新疆高空冷月(1月)、暖月(7月)实测气温数据进行缺测插补,并通过交叉验证法对插补数据进行精度检验,在此基础上分析了新疆区域冷月、暖月高空气温变化特征,运用插补重建后的高空实测数据对1月、7月再分析资料(NCEP/NCAR)进行...     

华莱士瓜含糖率农业气象指标与气候品质评价

华莱士瓜含糖率农业气象指标体系,是定量评价其品质优劣的基础,更是华莱士瓜农业气象业务服务的基础。在解释华莱士瓜农业气象指标内涵的基础上,参照华莱士瓜农业气象指标体系构建的通则,综合农业气象指标研究方法的优缺点,确定关键生育期温度、水分、湿度、蒸发等农业气象指标。20个通过0.01显著水平检验的因子,6个通过0.05显著水平检验的因子。所选因子生物学意义与农业气象学意义明显,符合生产实际。将所有指标划分为最适宜、次适宜、不适宜。便于农业气象服务工作开展。评估模型通过0.01的显著性检验,拟合率达94.4%,拟合效果较好,可用于华莱士瓜品质评估。     

Fish assemblages in the Southern California Current: relationships with climate, 1951–2008

We examined the dominant patterns of variability in the fish fauna of the southern California Current based on a principal component (PC) analysis of the California Cooperative Oceanic Fisheries Investigations ichthyoplankton data set, 1951–2008. Eighty‐six taxa were analyzed, including all ecologically dominant fish species, both exploited and unexploited. The first three PCs accounted for 20.5, 12.4 and 6.8% of the variance of the data, respectively (total: 39.7%). Each was dominated by taxa from particular adult or larval habitats. PC 1 predominantly represented the coherent response of 24 mesopelagic taxa from 10 families and was most highly correlated with long‐term trends in midwater oxygen levels. PC 2 was dominated by six of the seven most abundant ichthyoplankton taxa in the region, predominantly California Current endemics including key pelagic species (northern anchovy, Pacific sardine and Pacific hake), rockfishes (genus Sebastes) and two midwater taxa. It was correlated primarily with sea surface temperature and exhibited a significant declining trend. PC 3 was dominated by coastal and reef‐associated fishes with predominantly southerly affinities. It was positively correlated with sea surface temperature and sea level height, a proxy for diminished flow of the California Current. The taxa dominating PCs 2 and 3 mostly spatially co‐occur as ichthyoplankton. These results suggest that fish assemblages in the California Current are predominantly influenced by environmental forcing of their ocean habitats as adults or larvae, or both.     

不同气候模态下西北太平洋柔鱼渔场环境特征分析

柔鱼冬春生群体广泛分布于西北太平洋,其种群分布与大小受气候变化和环境因子调控。本实验根据中国鱿钓组提供的1995—2011年渔业捕捞数据和海洋环境数据包括海表温度(SSTA)、海表面高度(SSHA)和混合层深度(MLDA)的距平值,分析不同气候模态下(PDO暖期和PDO冷期)柔鱼渔场环境的变化。结果显示,PDO暖期时,柔鱼CPUE高;PDO冷期时,CPUE变低。柔鱼渔场SSTA、SSHA和MLDA年间变化显著,各环境变量的时间变化与PDO冷暖相位对应。SSTA和SSHA与PDO指数负相关,滞后时间分别为–9~10月和–20~17月,且均在0月时相关系数最大;而MLDA与PDO指数呈正相关,滞后时间为–6~5月,在–1月相关系数最大。利用经验正交函数分析了SSTA、SSHA和MLDA时空变化的主要模态,前5个模态特征向量分别反映了西北太平洋柔鱼渔场SSTA、SSHA和MLDA分布场78.73%、32.82%和64.57%的信息。研究表明,气候模态变化驱动柔鱼渔场环境的变化,进而对西北太平洋柔鱼资源丰度产生显著影响。