基于SWAT模型的清水河流域年径流侵蚀功率空间分布

为了从能量学的角度解释流域水力侵蚀的空间分布情况,选取可以更好表示流域下垫面条件、降雨及其产生的径流对水力侵蚀综合作用的径流侵蚀功率,以宁夏回族自治区水土流失严重的清水河流域为研究对象,基于SWAT模型模拟研究了清水河流域年径流侵蚀功率的空间分布特征及其空间尺度效应。结果表明:(1)清水河流域多年平均径流侵蚀功率在流域内呈现“支流大,干流小; 东部大,西部小”的空间分布规律;(2)当子流域出口断面控制面积小于4 000 km²时,子流域多年平均径流侵蚀功率与子流域出口断面集水面积间呈显著的幂函数关系; 当子流域出口断面集水面积大于4 000 km²时,子流域多年平均径流侵蚀功率稳定在1.56×10^-5 m⁴/(s·km²)左右;(3)优先选择处于清水河上中游区域且出口断面集水面积小于84.85 km²的小流域进行生态治理,可取得良好的水土流失治理效果。因此径流侵蚀功率具有一定空间分布规律且与流域集水面积间具有显著相关关系,掌握这一规律和相关关系可为流域生态治理提供理论支持。     

黄土旱塬区麦田休闲期降水与土壤贮水的变化特征

为提高休闲期降水资源利用效率和确保区域粮食安全,利用1981—2020年陇东黄土高原旱作麦田定位土壤水分和气象观测资料,分析了冬小麦田休闲期间降水与土壤水分的变化特征及其影响因素。结果表明:(1)近40年陇东黄土高原休闲期降水以14 mm/10 a的速率增加,降雨总日数和小雨日数呈减少趋势,中雨、大雨日数呈弱增加趋势;(2)近40年休闲期1 m土层平均以9.5 mm/10 d的速率充水,贮水量平均增加97 mm,21世纪以来贮水量增加明显;(3)休闲期降水与1 m土层贮水增量符合二次函数关系,1 m土层开始贮存水分的降水阈值为175 mm,贮水增量与中、大雨总日数相关性最高,前期降水主要以土壤蒸发消耗为主,后期降水则大部贮存于土壤中;(4)休闲期1 m土层平均贮水效率为0.27,贮水效率随着麦收时的土壤墒情增加而线性递减,当麦收时1 m土层贮水量小于田间持水量的45%～48%时,贮水效率较高,1 m土层水分得到充分补充的降水阈值为388 mm。该研究成果揭示了近40年陇东黄土高原休闲期降水和土壤贮水的转化规律,同时为指导区域水资源高效利用提供科学依据。     

盐胁迫对水稻恢复系发芽的影响

以种子发芽势、发芽率、相对盐害率、芽长、根长和根数为测定指标,设5个不同NaCl浓度模拟盐胁迫,对8个水稻恢复系进行耐盐性试验。结果表明,随着NaCl浓度的增大,各恢复系种子的萌发抑制作用明显增强。8个参试恢复系间耐盐性存在明显差异,其中国际水稻研究所选育的FL478属于强耐盐材料,台州市农业科学研究院筛选的ST500属于中耐盐材料,台州市农业科学研究院筛选的ST1040和ST1050与大面积应用的9311为弱耐盐材料,台州市农业科学研究院筛选的ST940,D159和ST1054等3个恢复系为极弱耐盐材料。     

1种基于Otsu算法的植物病害叶片图像分割方法

植物叶片图像分割是植物分类和植物病害检测中的一个关键步骤,旨在把叶片图像分成各具特性的区域并提取出感兴趣的部分。在分析自然场景下植物叶片图像几种分割方法的优缺点的基础上,基于Otsu算法,提出了1种叶片图像分割方法,并进行分割算法试验。结果表明,该叶片图像分割方法对叶片中目标(叶片或病斑)-背景类的图像具有较好的分割效果。     

有机、无机磷肥配施对宁夏引黄灌区露地蔬菜磷素吸收利用与磷平衡的影响

2011—2013年,在宁夏引黄灌区利用田间定位试验研究了不同有机、无机磷肥配施对露地蔬菜的产量、磷素吸收利用、土壤无机磷残留和磷平衡的影响,并提出了合理的磷肥投入阈值。结果表明,过量增施磷肥对露地蔬菜的增产作用不显著。露地蔬菜经济产量与施磷量都符合二次曲线关系,花椰菜、紫甘蓝和大白菜最大产量施磷量分别为P2O5332.3、304.5、377.8 kg/hm2,最佳经济施磷量分别为P2O5282.9、271.2、365.3 kg/hm2。增施磷肥能促进露地蔬菜地上部磷素吸收累积,磷肥利用率随化学磷肥用量增加而降低。随着施磷水平的提高,0~20 cm土壤Olsen-P和Ca Cl2-P含量都呈增加趋势。土壤磷平衡与施磷量呈线性正相关关系,化肥磷施用量越高土壤磷素盈余越大。2011—2013年花椰菜、紫甘蓝和大白菜季合理的磷肥投入阈值范围分别为[141.0,332.3]、[107.1,304.5]和[104.9,377.8],施磷量、蔬菜产量及地上部吸磷量是影响该阈值范围的主要因素。     

15种柑橘砧木出苗期耐盐碱性评价

以不同盐浓度和pH 值为试验因子,采用双因素正交试验设计,对15种柑橘砧木的种子进行离体培养,以 种子出苗率为指标评价不同砧木的耐盐性和对pH 值的适应性.结果表明:盐害是影响大多数砧木材料出苗率的最 主要因素.不同种类砧木对盐碱的耐性存在着显著的差异.在15个砧木中,扁平桔表现出较强的耐盐性和对不同 pH 值的适应性.     

露地栽培条件下大白菜氮肥投入阈值研究

通过田间试验,研究了不同施氮量对大白菜产量、氮肥利用率、硝态氮残留量的影响。结果表明,施氮对大白菜有显著的增产作用,但随着施氮量的增加产量变化不大,产量对施氮量的反应呈平台模式。氮肥利用率在3.3%-12.6%,并且随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,在施氮量为656.4 kg/hm^2（纯氮300 kg/hm^2＋有机肥12 000 kg/hm^2）时,氮肥利用率和作物产量最高。合理控制氮肥用量会促进作物对土壤氮素的吸收。施氮可明显提高0-180 cm剖面土壤NO3--N的累积量,残留的NO3--N的分布随施氮量的增加而显著增加,并且随施氮量的增加残留深度下移,表现出明显的底层累积。各处理土壤氮均集中在0-100 cm土层中,100 cm土层以下,各处理氮含量渐趋一致。综合不同施氮量对大白菜产量以及环境指标的影响,在本试验肥力水平下,大白菜氮肥投入阈值为656.4 kg/hm^2（纯氮300 kg/hm^2＋有机肥12 000 kg/hm^2）时,能够兼顾作物高产与环境安全。     

基于DEM的西辽河流域河网水系提取研究

河网水系是对流域进行水文分析的重要数据,其生成的准确性会直接影响水文模型模拟的精度。以西辽河流域为研究区,在ARCGIS软件操作平台上对研究区的数字高程模型数据进行河网水系提取,设定不同的流域汇流累积阈值,分别计算出各模拟河网的分形维数及河网密度,取二者拟合趋势变化相同处阈值对应的河网与实际河网进行比较,发现此处的模拟河网与实际河网具有较高的拟合度,从而避免阈值确定的随机性、主观性等问题,有效地提高流域河网水系提取的精度。     

降雪天气物理量阈值研究

使用2012年12月1—3日一次暴雪过程和一次小雪过程资料,将A指数、整层比湿积分、总指数、修正总指数、沙氏指数、K指数、修正K指数逐日变化与观测站天气对比,得出:当A>20、520时,本站就可能降雪天气,利用单点A指数、沙氏指数和修正K指数的指数变化曲线预报降水有一定规律可循;在当IQ>350以上时,观测时刻前后6 h内都有一定降水出现;总指数、修正总指数在本站有降雪天气现象发生或是临近时间有天气现象发生时,值的分布无明显区别,不能对降雪天气起到指示作用。     

盐胁迫下不同粳稻品种的形态和生理特性

用国际水稻所标准营养液培养60个粳稻品种,发芽14 d后加入125 mmol/L NaCl胁迫处理,于盐胁迫后第3、6d分别取样测定叶片伤害率、叶片丙二醛含量;叶片盐害症状明显时(盐胁迫6d后),根据盐害症状评价水稻耐盐级别,分别测定株高、地上部和根的干鲜重等耐盐相关生理指标.结果表明,叶片伤害率、叶片丙二醛含量等生理指标均与耐盐级别呈极显著负相关,耐盐品种的相对干鲜重极显著高于盐敏感品种,而叶片伤害率、盐胁迫6d后叶片丙二醛含量则均极显著低于盐敏感品种;利用耐盐级别将各品种分为耐盐组(T)、中间组(M)和盐敏感组(S)3组,3组品种盐胁迫3d叶片丙二醛含量差异不显著,而耐盐组(T)的叶片伤害率(盐处理3、6d),盐胁迫6d叶片丙二醛含量均极显著低于盐敏感组(S)和中间组(M),且在分布范围上与盐敏感组没有重叠部分.表明这两个指标能有效区分苗期耐盐和盐敏感水稻品种,可作为定量生理指标评价水稻苗期耐盐性,为水稻种质资源苗期耐盐鉴定,耐盐基因发掘和品种培育奠定了基础.