山东省环渤海平原区粮食产出潜力与技术途径分析

为了给国家新增粮食生产能力规划布局提供依据,基于山东环渤海平原区目前耕地资源、种植制度及其生产力现状,估算了该区域内30个县(市、区)的粮食产出潜力。结果表明:通过扩大粮食种植面积和提高粮食单产具有新增粮食4.034 1×109 kg的潜力,具体技术途径为:①调整种植制度,通过将一年1熟种植棉花调整为小麦/玉米一年2熟种植粮食作物,可增加粮食产出2.364 7×109 kg;②开发利用耕地资源,通过改造治理盐碱荒地种植粮食作物可增加粮食产出7.755 5×108 kg;③实施均衡增产措施,通过提高现有粮田单产水平可增加粮食产出8.938 5×108 kg。无论是扩大种植面积,还是提高单产,增粮增产潜力较大的县(市、区)主要分布在黄河三角洲地区。粮食生产潜力开发的核心技术措施是进行洗盐排盐抑制耕层土壤返盐,改土培肥提高中低田地力,筛选配置耐盐作物品种、优化耕作制度,实施适度规模集中连片标准化技术。     

基于SEM三江平原湿地生态系统健康与扰动因素分析

依据三江平原湿地生态系统特点,用SPSS20.0和Lisrel8.7软件建立了结构方程模型。根据结构方程模型分析,确定湿地生态系统健康的主要影响因子及其相互关系。结果表明:自然扰动和人类扰动,直接影响湿地自我免疫与抗扰动能力的发挥;湿地自我免疫与抗扰动能力,又影响湿地满足人类社会需求能力,具有中介变量的属性。湿地满足人类社会需求能力,是湿地生态系统健康的直接表现;湿地自我免疫与抗扰动能力,是湿地生态系统健康的间接反映。     

The effect of elevating temperature on the growth and development of reproductive organs and yield of summer maize

Compared to other crops, maize production demands relatively high temperatures. However, temperatures exceeding 35℃ lead to adverse effects on maize yield. High temperatures(≥35℃) are consistently experienced by summer maize during its reproductive growth stage in the North China Plain, which is likely to cause irreversible crop damage. This study investigated the effects of elevating temperature(ET) treatment on the yield component of summer maize, beginning at the 9th unfolding leaf stage and ending at the tasseling stage. Results demonstrated that continuous ET led to a decrease in the elongation rate and activity of silks and an elongated interval between anthesis and silking stages, and eventually decreased grain number at ear tip and reduced yield. Although continuous ET before tasseling damaged the anther structure, reduced pollen activity, delayed the start of the pollen shedding stage, and shortened the pollen shedding time, it was inferred, based on phenotypical and physiological traits, that continuous ET after the 9th unfolding leaf stage influenced ears and therefore may have more significant impacts. Overall, when maize plants were exposed to ET treatment in the ear reproductive development stage, the growth of ears and tassels was blocked, which increased the occurrence of barren ear tips and led to large yield losses.     

三江平原农田地表和地下土壤螨群落空间自相关性研究

多尺度空间自相关性是土壤动物空间异质性和空间共存格局研究的重要基础。在中国科学院三江平原沼泽湿地生态实验站的农田内,以5 m为步长设置一个50 m×50 m的样地,结合全局Moran’s I和局部Moran’s I指数,研究地表、地下和地表—地下土壤螨群落多尺度空间自相关性特征。结果表明,地表和地下土壤螨群落的物种数量和平均密度均有显著差异。全局空间自相关性结果表明,除了地表螨群落,地下螨群落平均密度在8月(35~40 m)和10月(5~30 m)、地表—地下螨群落平均密度在8月(5~10 m和35~45 m)和10月(5~35 m)均有显著的多尺度全局空间自相关性,土壤螨群落中数量较多的优势和常见类群易形成明显的多尺度全局空间自相关性。局部空间自相关性结果表明,地表、地下和地表—地下螨群落及所有螨类的平均密度均存在显著的局部空间自相关性,形成"斑块"和"孔隙"并存的水平分布格局。本研究表明,多尺度全局空间自相关性是地下和地表—地下土壤螨群落的重要特征,群落和物种的平均密度均在局部地区形成"斑块"和"孔隙"并存的的水平分布格局。     

松嫩平原西部典型盐生景观土壤分形维数及盐碱化特征

为探究松嫩平原西部典型盐生景观土壤颗粒粒度组成及分形特征与土壤盐碱化之间的关系,采用体积分形维数模型计算了6种典型盐生景观土壤表层0—30 cm颗粒组成及分形维数,结合相关分析法分析了土壤分形维数与质地、盐碱特征之间的相关性。结果表明:(1)6种典型盐生景观中农田土壤分形维数值最小(2.35),碱蓬群落土壤最大(2.61),分形维数均值为2.48,分形维数随盐生景观土壤碱化程度增加而增大。(2)土壤质地越粗,砂粒含量越高,分形维数值越小;土壤质地越细,黏粒和粉粒含量越高,分形维数越大。(3)分形维数与盐分含量呈显著正相关(r=0.87,P0.05),尤其与盐分组成中HCO_3~-含量呈极显著正相关(r=0.89,P0.01),与养分中总磷含量呈极显著正相关(r=0.90,P0.01)。(4)土壤颗粒组成中砂粒、粉粒和黏粒与盐分、HCO_3~-及总磷含量也存在极显著相关性。不同盐生景观土壤分形维数与土壤颗粒组成和土壤盐分之间存在显著的相关性,因此可以用分形维数来反映土壤质地和指示土壤盐碱化特征。     

华北丘陵及平原有机及常规农田地表蜘蛛多样性研究

为满足日益增长的粮食需求,丘陵地区的农业发展已受到越来越多的重视,而农业集约化生产是导致生物多样性丧失的主要原因之一。为了解地形区域、生产管理模式及边界树篱带对农田地表天敌多样性的影响,在我国华北典型农区,选取5种农田,包括丘陵地区的常规管理无植物篱玉米地(CM)、常规管理有植物篱玉米地(CMH)、有机管理无植物篱玉米地(OM)、有机管理有植物篱玉米地(OMH)和平原地区常规管理无植物篱玉米地(PCM),于2019年8—9月采用陷阱法展开蜘蛛多样性调查。结果表明:处于丘陵地区的玉米地蜘蛛的香农多样性和物种稀疏指数显著高于平原地区,有机管理下的玉米地蜘蛛物种稀疏指数显著高于常规管理下的玉米地,有植物篱的玉米地蜘蛛的物种稀疏指数高于无植物篱的玉米地;且丘陵与平原、有植物篱与无植物篱、有机和常规管理下蜘蛛群落结构显著不同。基于上述研究结果,研究建议农业发展和生物多样性保护应当加强区域土地利用规划和分区管理;丘陵地区因受人类干扰较小,维持了较平原地区更高的蜘蛛物种库,可以作为集约化农区生物多样性保护的热点区,农业发展应优先规划发展低集约化的生产模式(如有机农业等),并加强景观多样性建设。而平原地区也应合理保留农田半自然边界带和降低集约化管理强度以推动生态环境改善和绿色发展。     

站点密度及插值方法对ET0空间插值精度的影响

流域参考作物蒸发蒸腾量（ET0）插值方法的研究对流域尺度作物耗水时空变化规律有重要意义。该文通过海河流域162个国家农业气象站3a（2003－2005年）旬值气象资料,利用Penman-Monteith公式计算了这些站点ET0,采用ArcGIS软件中常用的Spline、IDW和Ordinary Kriging（OK）法,以及近些年研究较多的线性回归Regression插值法,对不同站点密度条件下的ET0进行空间插值。分析了各空间插值方法在不同站点密度条件下的优劣性,并且给出了本流域内各种站点密度范围条件下计算ET0最适宜的插值方法。结果表明以站点密度1.3个/万km2为界,当站点密度低于此密度时,推荐使用Regression插值法;当站点密度大于1.3个/万km2时,推荐使用IDW和OK插值法;当站点密度大于4.3个/万km2,以上三种插值法并无显著差别;不推荐使用Spline插值法。     

利用平原水库实现地表水与地下水联合调蓄的研究——以海河流域东南段为例

海河流域东南段地下水系统调蓄潜力大,调蓄能力强,由于调蓄水源欠缺,地下水的人工调蓄研究停滞不前。研究区近年修建的大量平原水库,为地下水的人工调蓄提供了水源条件。由于单纯依靠平原水库调蓄地表水,不仅侵占大量农田,还将产生诸如水资源浪费、土壤次生盐渍化等环境地质问题。利用地下水巨大的调蓄空间和有利的调蓄途径,凭借一定的回灌工程,将平原水库蓄存的地表水回灌至地下蓄存,同时解决了地下水调蓄的水源问题和地表水调蓄空间、蒸发及其他环境地质问题,是水资源可持续利用的有效途径之一。     

刈割和封育对松嫩草原碱化羊草草地土壤跳虫群落的影响

应用类群数、个体密度和多样性指数等多个群落参数,研究刈割活动和围栏封育对松嫩草原碱化羊草草地土壤跳虫群落特征的影响.本研究共捕获土壤跳虫1 086只,分别隶属于8科18属.研究结果表明,围栏封育能够提高草地土壤跳虫的类群数、个体密度和多样性,其中个体密度提高最为迅速和显著;但长期刈割活动造成恶化的土壤理化环境对跳虫类群数量增长和群落食物网的复杂性与稳定性的提高制约是长期的;凋落物的存在与否对草地土壤跳虫群落有较大的影响,其中凋落物的累积有助于退化草地土壤跳虫群落的恢复,而凋落物的流失可能会使草地土壤跳虫群落进一步退化.