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。     

毛白杨种内杂交无性系苗期生长模型构建

以50 个毛白杨种内杂交无性系为材料,对无性系苗期苗高生长进行Logistic 模型构建,探讨不同无性系苗期 生长过程的变异情况。结果表明,毛白杨种内杂交无性系苗高生长呈“S冶型曲线,利用Logistic 方程进行拟合,拟合 系数超过0.887。方差分析结果表明,不同变异来源毛白杨种内杂交无性系苗高差异均达到显著水平(P 0.01)。 毛白杨种内杂交无性系平均速生点为第176 天,平均速生期持续时间为44 d,速生期平均苗高总生长量为31.43 cm,速生期内苗高日生长平均值为0.72 cm。极值k 与苗高年生长实测值呈极显著正相关,k 值可以作为苗期苗高 生长的评价指标。苗高最终生长量与速生期内平均生长量达极显著正相关,表明毛白杨苗期苗高生长与速生期平 均生长量关系密切。      

平原区农田林网光强变化及其对小麦产量的影响

研究了豫东平原农田林网内光合有效辐射及其对小麦产量的影响,结果表明:杨树林带对作物遮荫影响在1倍树高范围内,1倍树高之外影响不明显;在第1点(0.1H,H为树高)、第2点(0.5H)和第3点(1H)的光强分别占第5点(3.6H,CK)光强的63.0%、88.2%、98.8%,第4点(2.6H)光强与第5点几乎相等;农田林网内不同时期遮荫效应依次是成熟期>灌浆期>开花期>苗期;各点日变化均呈单峰曲线,除第1点峰值出现在14:00,其余各点均出现在13:00;其中,成熟期各点光强日变化最明显;小麦产量呈现随试验点离林带距离的增加而增大的趋势,第4点产量最高,为966.43g/m2,对照点有所降低;小麦粒数变化与产量趋势一致,千粒重随距林带距离增加有增大趋势,但差异不明显;小麦产量和粒数与光强均呈正相关(P<0.05);小麦千粒重与光强关系不明显。     

西太平洋副高强度变化与中国东部四季降水的关系

利用1960～2007年中国气象局整编全国160个气象站月平均降水资料、NCEP/NCAR（2.5°×2.5°）再分析月平均资料、国家气候中心提供的西太平洋副高强度指数资料,分析了近几十年四季西太平洋副热带高压强度与我国东部同期降水量之间的相关关系以及各季西太平洋副高强度影响同期降水的大气环流背景。结果表明,近50年副高强度显著增强,尤其在春、秋、冬三季;四季副高强度变化均与我国东部同期降水变化关系密切,是影响东部同期降水的重要因子之一,其中冬季副高强度指数与降水关系相关性最高。     

近60年无为县降水变化趋势研究

为了揭示无为县降水的变化趋势和规律,服务于水资源管理、生态建设等方面,采用线性倾向性估计、MannKendall突变检测、小波分析等方法,对无为县1957—2016年降水资料进行了分析。结果表明:无为县年、夏季和冬季的降水量呈上升趋势,春季和秋季的降水量呈下降趋势;年降水日数呈下降趋势,四季降水日数与其降水量保持相同的变化趋势;年和四季的平均降水强度均呈上升趋势;年平均降水强度的上升主导了年降水量的上升趋势,春季和秋季的降水日数的下降主导了春、秋两季降水量的下降趋势,夏季和冬季的降水日数和平均降水强度的上升共同主导了夏、冬两季降水量的上升趋势;年降水量没有发生突变,春季、夏季、秋季和冬季的降水量分别在1993年、1979年、1985年、1987年发生突变;年和四季降水量存在丰枯交替的多周期变化规律,目前均处于偏多阶段并将持续较长时间;年、春季、夏季和秋季的降水量与相应时段的平均气温存在一定的负相关关系,而冬季的降水量与其平均气温则存在一定的正相关关系。     

环秦岭区域植烟土壤养分状况及其与烟叶品质的关系

  目的  研究云贵高原地区烟田土壤肥力评价的尺度效应,为精准施肥和不同层级土壤管理决策提供科学依据。  方法  贵州省六盘水市钟山、水城和盘州3个烟区分别采集了100、180和220个典型烟田的耕层（0 ~ 20 cm）土样,选取pH、有机质（OM）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）、交换性镁（Mg^{2 +} ）、水溶性氯（Cl⁻）、有效硼（B）和有效锌（Zn）9个肥力指标,分别基于市域（L,500个样点）尺度和烟区尺度（S,3个烟区各自样点）,利用主成分分析法确定了各肥力指标的权重,采用加权和法计算了烟田土壤综合肥力指标（Integrated Fertility Index,IFI）,采用简单克里格插值法形成了IFI空间分布图。  结果  ①土壤肥力指标受烟区、环境变量（海拔、年均气温和降雨量）、土壤类型和成土母质的影响。不同尺度计算出的土壤肥力指标权重之间存在明显差异,土壤肥力指标权重的相对差异随样点数量的增加而升高。②L和S尺度下,3个烟区IFI均值大于0.5。钟山和盘州L尺度的IFI显著高于S尺度（P < 0.05）,水城无显著差异。在IFI较高级别以下（< 0.6）范围内,3个烟区L尺度下的烟田数量均少于S尺度。③不同尺度下IFI的空间分布格局差异在不同烟区表现不同,相较于L尺度,S尺度下钟山东北部高值区（0.8 ~ 1）减少,西北部及东南部低值区（0 ~ 0.4）增加。水城和盘州分布格局较相似,水城S尺度下的图斑更为破碎,盘州S尺度下中值区（0.4 ~ 0.6）面积增加。④样点数量和密度影响着烟区L和S尺度下IFI的图斑数量差异,样点越多,越适合采用L尺度进行评价。  结论  云贵高原烟田土壤肥力评价过程存在明显的尺度效应,进行土壤肥力评价应考虑空间尺度,明确土壤肥力空间分异,服务于精准施肥和土壤改良。     

基于信号特征分析的植物体表电信号记录模式选择

为了探索不同耦合记录模式所记录植物体表波形数据特征,选择德抗961型小麦与含羞草2类植物,分别对每株植物进行直流耦合、交流耦合同步信号记录。分析光诱导下小麦所产生的局部电位中直流耦合记录与交流耦合记录的数据差异。小麦局部电位直流耦合与交流耦合记录数据波形峰峰值差异可达25倍以上;基于短时傅里叶变换,功率密度时频分布图显示直流耦合记录到的信号局部电位的频谱主要在0.2 Hz以内。而含羞草的变异电位的上述2种耦合模式记录的波形差异相对较小,功率密度时频分布图中可以反映其信号功率谱分布在0.6 Hz以内。通过记录不同下限截止频率的数据,小麦的光诱导电信号更加清晰的反映耦合方式对信号的影响,进一步地,通过含羞草变异电位的传导特性与对小麦钙通道阻滞的对照试验来验证所测信号的真实性。因此,针对不同植物及其植物电信号本身的特点,应选择适合的耦合记录方式。     

汉江水源地土地资源承载力时空格局研究

从粮食、耕地、人口的角度出发,利用土地承载模型、土地承载指数和趋势分析法,借助GIS技术,研究了汉中市县域尺度土地承载力的时空变化特征,并预测了该市2020年耕地资源承载潜力。结果表明:（1）从时间上来看,20世纪90年代汉中市土地承载处于人粮基本平衡状态,2000年以后土地承载指数开始上升,人粮关系出现紧张,截至2010年表现为土地过载现象。（2）空间来看,宁强、略阳、西乡自20世纪90年代始人口就略显超载,山区县由农业生产粗放的经营转为多种因素综合作用下的区域粮食安全隐患。（3）对比2020年全国粮食作物单产为5 370~5 810 kg/hm²,加快农业内部结构调整,加强农业科技投入力度,可在区域范围内保证粮食安全。     

南疆果园滴灌条件下土壤盐分的空间异质性分析——以农十四师224团典型地块为例

土壤盐渍化是制约干旱半干旱地区农业生产的主要障碍因子之一,在新疆,尤其是南疆,盐渍化更为严重。系统认识和掌握盐渍土的空间变异特征对于治理改良盐渍土和土壤盐渍动态变化研究具有重要意义。基于区域变量理论,在GIS和地统计学技术支持下,通过地统计学的半变异函数和Kriging空间插值,以南疆和田地区农十四师224团为研究区,定量分析了试验区内不同层次土壤盐分的空间变异特征。结果表明:140~180 cm土层土壤盐分含量半方差函数的理论分布模型属于指数模型,其它各层属于球状模型;各土层含盐量在一定的区域范围内具有空间结构特征,都呈中等强度空间自相关性;由kriging插值可知,各土层含盐量的空间分布主要表现为条带状伴有斑块状分布。总体来说,试验区土壤盐渍化与次生盐渍化的防治是近期农业管理中所必须考虑的重要因素。     

Genetic Relationships and Variation among Biotypes of Dallisgrass (Paspalum dilatatum Poir.) and Related Species Using Random Amplified Polymorphic DNA Markers

The genus Paspalum L. consists of more than 400 species. Around twenty-five informal groups of species are recognized in Paspalum and the Dilatata group is of special interest because its members are excellent potential forage grasses. Seventy-five germplasm accessions, representing 15 taxa, were analyzed using randomly amplified polymorphic DNA (RAPD). Polymorphisms were observed with twenty-two primers in the Dilatata group and 16 of those were analyzed. Four hundred and four different RAPD fragments were generated, resulting in an average of 25.2 bands per primer. Among the 404 markers analyzed, 48 (11.88%) were exclusive for the P. dilatatum Poir. biotypes, 31 (7.67%) were exclusive to taxa belonging to other groups included in this study, 28 markers (6.93%) were diagnosed for other species of the Dilatata group and 16 (3.96%), for natural hybrids. Extensive RAPD variation was found among the species studied. Inter- and intra-taxonomic polymorphisms were detected. A dendrogram based on the RAPD data shows some clusters corresponding to the same taxa. However, the biotypes of P. dilatatum do not form a cluster. The present work confirms that the RAPD technique can be used to determine genetic relationships between the taxa belonging to the Dilatata group.