未来气温和降水变化对山西冬小麦产量的影响

【目的】冬小麦是山西省重要的粮食作物,气候变化对冬小麦产量影响显著。利用模型模拟评估气候变化对山西省冬小麦产量的影响,为山西省冬小麦种植规划提供重要科学依据。【方法】利用山西省 2017—2018 年气象资料和 2018 年县级冬小麦产量数据,采用 DNDC 区域模拟方法,对山西省冬小麦种植区单产进行模拟和验证;模拟未来 8 种气候变化情景（温度上升 1、2℃,降水减少 20%、10% 以及温度和降水耦合）对冬小麦产量产生的影响。【结果】DNDC 模型可以较好模拟出山西省冬小麦产量整体水平（4 335.6 kg/hm2）,总体平均误差为 4.63%,空间上的模拟误差主要由于山西省地形和气候差异导致。【结论】未来气候变化背景下,不同程度的增温对产量的影响不一,在温度平均升高 1℃情况下,山西省冬小麦单产下降 4.60%,而气温上升 2℃情景下,单产增加 16.44%;降水减少 10% 和 20% 情景下,产量均降低,说明水分依然是制约冬小麦产量的重要因子;但在增温和降水减少的耦合作用下产量增加 7.41%~15.84%。未来还需根据山西省种植特点,从轮作角度评估气候变化对农业的影响。     

茂兰自然保护区森林景观格局变化分析

本文以2011年和2017的森林调查成果化数据为基础,依据不同优势树种组,采用景观格局指数法,从组成结构、斑块特征、景观异质性和空间分布4方面分析2011年和2017年茂兰自然保护区的森林景观格局及其变化。结果表明：林地面积增加了654.08 hm²;森林优势树种数量从15种增加至30种;景观面积(CA)最大的均为阔叶混交树种组,增加了1286.33hm²;斑块平均大小(MpS)最大的均为阔叶混交树种组,增加了471.80 hm²;面积加权的平均形状指数(AWMSI)和面积加权的平均分形指数(AWMPFD)最大值均为阔叶混交树种组;景观斑块边缘密度(ED)最大值均为阔叶混交树种组;阔叶混交树种组的平均最小距离(ENN)减少。从2011年2017年研究区的主要优势树种组阔叶混交树种组得以保护,这与人为干扰的减少有关。     

外源铬对延胡索生理指标及抗氧化系统变化的影响

为探究不同浓度外源Cr6+处理下,延胡索（Corydalis yanhusuo）生理指标及抗氧化系统的变化情况,测定了延胡索植株内铬含量、株高、生物量以及抗氧化系统各项指标。结果表明：当土壤中Cr6+浓度在67.32~323.32 mg·kg-1范围内,随着土壤中Cr6+浓度的升高,延胡索体内Cr6+累积量增加。延胡索植株株高、生物量表现为先升后降趋势,当土壤中Cr6+浓度低于131.32 mg·kg-1时,延胡索生长受到促进,而且这种作用具有一定的浓度依赖性：当土壤中Cr6+浓度低于131.32 mg·kg-1时,超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）有较高活性,将超氧阴离子自由基歧化分解为H2O2,此时过氧化物酶（peroxidase, POD）、过氧化氢酶（catalase, CAT）活性均呈上升趋势,将H2O2分解,延胡索植株的生长受到促进作用;当土壤中Cr6+浓度达到195.32 mg·kg-1后,延胡索受到的胁迫严重,SOD活性有较大幅度的下降,植株体内超氧阴离子自由基大量累积,延胡索植株生长受到抑制。     

[CO2]升高对粮食作物影响的研究进展

自工业革命以来,由人类活动引起的大气CO_2浓度([CO_2])不断攀升,正驱动着全球气候变化,对全球农业产生重大影响。本文归纳总结了目前作物对高[CO_2]响应的主要研究技术手段,以及作物对高[CO_2]响应的机理研究,并进一步梳理了当前全球关于[CO_2]升高对作物产量和营养品质影响的研究。结果表明:相比封闭式或半封闭式环境控制试验系统,开放式试验系统(如开放式CO_2控制系统FACE)由于其能更加真实地模拟自然条件下作物对未来高[CO_2]的响应和适应情况,被公认为是目前研究作物对高[CO_2]响应的最理想手段。[CO_2]增高会增加C3作物光合速率、生物量和产量,在一定程度上缓解气候变化对农作物产生的负面影响,但是作物对大气[CO_2]的升高存在光合适应现象,当作物长期暴露在高[CO_2]条件下时,高[CO_2]对作物的促进作用会逐渐减缓。近10年的FACE试验发现,对高[CO_2]出现高应答的水稻品种,其光合速率和产量在高[CO_2]下的增加幅度比早期的主要粮食作物FACE试验结果平均高出两倍。此外,高[CO_2]会明显降低大部分非豆科C3作物中蛋白质和矿物质(如锌、铁)以及部分维生素的含量,加剧目前全球约2亿人由于维生素和矿物质元素等营养缺乏导致的健康问题。如何充分利用未来高[CO_2]实现高增产的同时,减缓粮食养分下降的负面影响,是迫切需要解决的科学问题。     

气候变暖对我国水稻生产的综合影响及其应对策略

气候变暖已是不争的事实,预计到21世纪末全球地表平均气温仍将上升1.5℃以上。水稻是我国最重要的口粮作物,全国80%以上的人口以稻米为主食,探明气候变暖对我国“口粮绝对安全”的潜在影响意义重大。作者依据多年的田间增温试验及长期观察,并结合国内外现有研究,阐明了我国粮食主产区气候变暖的基本态势,总结发现温度升高1.5℃对我国水稻生产的潜在影响正负参半,并取决于具体的稻作季节和地区。但是,随着水稻种植制度调整,尤其是南方双季稻种植面积下降,温度升高对我国水稻生产的负面影响将逐步递增。最后,作者提出了应对气候变暖的气候智慧型稻作技术创新建议,并展望了该研究领域的重点内容和方向。     

土壤有机碳时空变化研究进展与展望

土壤有机碳不但是土壤肥力形成、粮食生产和土壤健康的基础,而且在全球碳平衡中起着关键的作用,因此,明晰土壤有机碳时空变化规律对于保障土壤健康和粮食安全、发挥土壤生态系统服务功能和应对气候变化等均具有重要意义。本文首先介绍了土壤有机碳时空变化的主要驱动因素和估算方法,随后分析了全球及国家等相对较大尺度上土壤有机碳时空变化研究的主要进展,最后从土壤有机碳模型结构改进、驱动数据分辨率提升、不确定性量化评估等方面综合分析了未来土壤有机碳时空变化研究需亟待解决的重要科学问题。     

气候变化对呼伦贝尔草地地上生物量的影响

基于温、压、湿、风等主要气象资料,结合生长季逐月的地上生物量实测数据,分析气候变化及气候年型对牧草产量形成的影响,结果表明：（1）两站降水量呈波动变化,无明显的变化趋势;（2）额尔古纳和鄂温克的年均气温呈显著升高的趋势,气温倾向率分别为0.348℃/10 a、0.444℃/10 a,增温速率均明显高于同期中国东北地区,其中,鄂温克的增温速率高于中国增温最迅速的青藏地区;（3）额尔古纳和鄂温克潜在蒸散量呈波动升高的趋势;（4）两站湿润度呈显著的波动下降趋势,气候呈较明显的变干燥趋势;（5）湿润状况影响两站地上生物量形成,气候偏旱年草原地上生物量的形成会受到显著的抑制,两站草地地上生物量均与当月及上个月的湿润度指数呈线性回归关系。     

Positionality and protocol in field research: Undertaking community‐based investigations in Samoa

This article considers the experiences of a Samoan female geographer undertaking community‐based field research in her home country, and identifies some lessons for researchers working in similar circumstances. The paper suggests that ethical behaviour in research is ‘place‐specific’, and there is therefore a need to employ culturally sensitive and ‘location‐specific’ methodologies when undertaking community‐based research fieldwork. For the lead researcher, growing up in Samoa played a significant role in gaining an understanding of a set of robust and effective procedures to evaluate citizens' resilience to climatic and other environmental challenges. Fluency in everyday and more formal local languages, and awareness of local differences, each with multi‐layered connections to local communities, understanding cultural nuances and practising respect for va tapuia [sacred space or relationships] protocols, together facilitated the process of knowledge acquisition and helped to confirm the validity of the conclusions derived from the study.     

石灰岩山地4种林分空气细菌动态变化及其影响因素分析

为探索石灰岩山地不同林分类型中空气细菌的动态变化规律及其影响因素,筛选出抑菌效果较好的林分,选取徐州石灰岩山地4种典型林分为试验材料,采用自然沉降法研究林分中细菌含量的季节变化和日变化,同步监测温湿度、风速、PM2.5和空气负离子浓度,分析空气细菌含量及其之间的关系。试验结果表明:(1)细菌含量季节性变化表现为春季秋季夏季冬季,除冬季日变化呈现"早晚低,中午高"的变化趋势,其他季节表现为"早晚高,中午低";(2)不同林分类型空气细菌含量存在显著差异(P0.05),总体来看,苦楝林对细菌的抑制效果最好;(3)细菌含量与空气湿度和PM2.5呈极显著正相关关系,与空气负离子呈极显著的负相关关系。综上,苦楝林的抑菌效果最好,湿度、PM2.5和负离子是影响空气细菌含量的主要因素。本研究可为此地城市保健林的营建以及生态旅游规划提供科学依据。     

西北地区降水特征及变化规律分析

根据我国西北地区降水气候特征研究状况,利用较具代表性的我国西北地区北亚热带、温带驻防的25个空军机场气象台站1970~2000年历年逐时降水资料,从降水量、降水强度、降水时间、降水频率等方面,以气候区划区为区域分析单位,分析了西北地区的降水变化规律和特征。结果表明:西北地区北亚热带、温带年际降水量有从东南和西北两侧向中部明显减少的分布格局。30 a间中温带干旱区东部及其以东地区的降水量呈下降趋势,以西则基本呈上升趋势。降水强度基本表现为上升趋势,强度呈东南大、西北小分布,且以北亚热带湿润区和南温带干旱区南疆区上升速率表现最大。降水时间呈现减少趋势,其分布特点与降水量分布基本上一致,由东南和西北两侧向中间明显减少。近30 a来降水量东降西升,降水小时数、降水频率呈下降趋势,但小时雨强和中雨以上强度降水比重一直呈上升趋势,降水以短时、量大为特征出现的机率在增加,降水的有效利用难度在加剧,这种特征东部比西部要明显得多。青藏高原东侧降水量和降水小时数都处于下降趋势,雨强呈上升趋势,该地区干旱趋势在加剧。但在高原东北侧、北侧这种趋势表现相对要弱一些。