基于Copula函数的西安供水河流年径流丰枯遭遇分析

【目的】分析不同Copula函数参数估计法对函数类型选择及对河流年径流丰枯遭遇的影响,为西安水资源开发、供水调度管理提供理论依据。【方法】利用黑河黑峪口站、沣河秦渡镇站、灞河马渡王站3个水文站55年的年径流数据,基于Kendall系数估计法和极大似然估计法分别估计Copula函数的参数,选择拟合程度好的GH Copula函数,对比分析两种估计法推求的黑河、沣河、灞河的年径流丰枯遭遇频率。【结果】两种参数估计法均表明GH Copula函数是拟合程度最好的函数。极大似然估计法的拟合结果略优于Kendall系数估计法,但两者之间相关系数的绝对差≤0.02%。两种方法估计的河流间两两丰枯同步和丰枯异步的概率≤3%,沣河、黑河、灞河3条河流两两丰枯同步的概率远远大于丰枯异步的概率;丰枯同步的概率中,两条河流同平的概率几乎是同丰和同枯的概率和,同枯的概率略小于同丰的概率;在丰枯异步的概率中,2条河流一丰一枯的概率最小,其中灞河和沣河一丰一枯的概率只有0.048%~0.138%。【结论】在西安供水河流年径流丰枯遭遇分析时,极大似然估计法的拟合结果略优于Kendall系数估计法,但两种参数估计法都是可行的。     

太岳山油松人工林土壤水分动态特征的研究

该文研究了太岳山油松人工林不同郁闭度林分以及荒地生长季节内的土壤水分动态。结果表明：整个生长季节内，荒地与林地贮水量差异并不显著，但森林郁闭度越大，贮水量越小．土壤含水量主要受降雨、蒸腾和蒸发的影响，干旱季节，林地蒸腾占主导地位，土壤剖面出现２０～４０ｃｍ的根系分布层偏下层土壤含水率最低，且郁闭度越大，该最低值越小；随着雨季的到来，各层土壤含水率的最大值依次出现，且郁闭度越大，该最大值越大，也出现的越迟；雨季过后，蒸发转变为主要因素，林地土壤含水率大于荒地。随着土层深度的增加，土壤含水量越稳定。     

基于无人机成像高光谱影像的冬小麦LAI估测

利用无人机Cubert UHD185 Firefly成像光谱仪和ASD光谱仪获取了冬小麦挑旗期、开花期和灌浆期的成像和非成像高光谱以及LAI数据。首先,对比ASD与UHD185光谱仪数据光谱反射率,评价两者精度;然后,选取7个光谱参数,分析其与冬小麦3个生育期LAI的相关性,并使用线性回归和指数回归挑选出最佳估测参数;最后利用多元线性回归、偏最小二乘、随机森林、人工神经网络和支持向量机构建了冬小麦3个不同生育期LAI的估测模型。结果表明:UHD185光谱仪光谱反射率在红边区域与ASD光谱仪趋势一致性很高,反射率在挑旗期、开花期、灌浆期的R^2分别为0.9959、0.9990和0.9968,UHD185光谱仪数据精度较高;7种光谱参数在挑旗期、开花期、灌浆期与LAI相关性最高的参数分别是NDVI(r=0.738)、SR(r=0.819)、NDVI×SR(r=0.835);LAI-MLR为冬小麦LAI的最佳估测模型,其中开花期拟合性最好,精度最高(建模R^2=0.6788、RMSE为0.69、NRMSE为19.79%,验证R^2=0.8462、RMSE为0.47、NRMSE为16.04%)。     

越冬期麦田根区水热耦合模型参数原位估算与检验

越冬期根区充足的蓄水量有利于春季冬小麦的生长并有助于增产,而冬季作物根区水分运移规律通常借助土壤冻融过程水热耦合模型来描述,但该模型的预测精度受参数确定方法与边界条件等多种因素的影响。为了提高模型预测精度,提出了一种改进型的土壤冻融过程水热耦合模型参数估算方法,即运用土壤冻融特征曲线(冻土未冻水含量和土壤温度的关系)来原位估算土壤水热耦合模型参数,并检验该方法的适用性。在此基础上,评价地表蒸发量对模型预测精度的影响。大田试验在北京市昌平区小汤山精准农业示范基地开展,历经两个越冬期(2011—2012年和2012—2013年),利用管式介电传感器、温度传感器和蒸渗仪分别采集了土壤剖面未冻水含量、土壤温度和地表蒸发量数据。利用第1个越冬期(2011—2012年)的数据拟合土壤冻融特征曲线,对土壤水热参数进行最优估算,利用第2个越冬期(2012—2013年)的数据评价估算参数和地表蒸发量对模型预测精度的影响。结果表明:利用估算参数的模型预测值整体上与实测值相符。考虑到地表蒸发量对模型水热上边界的影响,第2个越冬期10 cm处未冻水含量与温度预测值和实测值的RMSE分别为0.046 m3/m3和1.883℃,20 cm深度RMSE分别为0.071 m3/m3和2.347℃。相比之下,在未考虑地表蒸发量影响下,第2个越冬期10 cm处未冻水含量与温度的模拟值和实测值的RMSE为0.059 m3/m3和2.149℃,20 cm深度RMSE为0.081 m3/m3和2.666℃。提出的改进型模型参数估算方法能够保证模型的预测精度,且考虑地表蒸发量的影响能够进一步提高模型的预测精度,随着深度的增加,蒸发量对水分与温度的影响逐渐减小。     

青藏高原东部雨季降水量分布模型的建立

采用高分辨率的3"数字高程模型资料和青藏高原东部102个常规气象观测站5～9月份的降水资料,根据降水随高度分布将站点分为3类,采用多元逐步回归的方法,建立了青藏高原40年(1961-2000年)雨季逐年降水量和经度、纬度、海拔高度、坡度、坡向、开放度等地理、地形因子之间的关系模型,估算了青藏高原地区降水量的空间分布.结果表明:建立的关于青藏高原降水量与诸因子之间方程的相关性显著,相对误差在20%,平均相对误差在4.4%之内,估算模型的相关系数均通过置信度为0.95 的检验;并且地理地形因子对40年平均和逐年降水量分布特征的影响较为稳定,其归一化的模拟系数基本控制在±1之间,这对定量分析和评价站点稀少、地形复杂的高原降水有重要意义.     

岷江干旱河谷-山地森林交错带根层土壤碳活性与储量特征

根层土受植物地下部分生命活动、代谢影响最直接和最强烈,其碳活性与储量特征对土壤质量改变乃至全球气候变化具有极高的灵敏性。以岷江干旱河谷-山地森林交错带及邻近生态系统为研究对象,研究根层土壤易氧化碳、微生物量碳等碳活性以及碳密度、碳储量特征,可为该区的生态系统管理提供重要科学依据。结果表明,不同生态类型根层土的土壤碳密度为(0.14±0.007)～(101.16±0.301)kgC/m2,碳储量为(30.2±1.51)～(21850.6±65.02)kg。相对于干旱河谷,交错带根层土壤易氧化碳、微生物量碳等碳活性更强,为沿交错带逐步向下改善土壤环境抑制干旱河谷区上延提供了较好的碳素环境。尽管交错带天然林植被面积较小,但其土壤碳密度和土壤有机碳丰度指数因物种优势和所在山地垂直带谱中所处的相对有利位置,显著高于干旱河谷。在交错带内部,以高山栎为优势种的根层土具有更强的储碳能力,是包括退耕还林地在内的自然或人工植被调控生态工程建设中重要造林树种和恢复模式。     

Cage culture of the Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) at different stocking densities in a shallow eutrophic lake

Postlarvae of Litopenaeus vannamei were acclimated and stocked in lake-based cages at the following stocking densities: 10, 20, 30 and 40 shrimp m⁻². Another set of shrimp was stocked in concrete tanks as reference samples at 30 shrimp m⁻². Significant differences were observed among stocking densities throughout the 95-day culture. The final weight at harvest decreased with increasing stocking density: mean weights of 23.3, 15.8, 13.0, 10.9 and 14.6 g for the 10, 20, 30, 40 shrimp m⁻² and reference tanks were observed respectively. There were no significant differences in survival throughout the culture period, ranging between 69% and 77%. Daily growth rates (range: 0.11–0.24 g day⁻¹) and specific growth rates (range: 3.54–4.34%) also differed significantly among stocking densities, both increasing with decreasing stocking density. The feed conversion ratio in the cages did not differ among the stocking densities, ranging from 1.53 to 1.65. The relationship between stocking density and mean individual weight at harvest followed the equation y =81.06 x ^−0.54 ( R ²=0.938) and that of stocking density and production (in g m⁻²) is y =58.01 x ^−0.46 ( R ²=0.834).     

短期干旱胁迫下棉花气孔表现及光合特征研究

研究气孔对干旱胁迫的响应有助于了解气孔调节真实行为和提高水分利用效率。本研究以‘国欣9号’为供试棉花品种,在人工气候室利用营养液培养,设置加入PEG-6000浓度为0（对照）、1.5%、3.0%和4.5% 4个处理,处理后1~7 d每隔1 d连续测定其气孔形态、光合和叶绿素荧光指标。结果表明：加入PEG-6000 1 d后,随着处理进程的延长,棉花叶片水势、气孔长度、宽度和开度、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、胞间CO₂浓度（C_i）、最大光化学效率（F_v/F_m）和实际光化学量子产量（Yield）均呈下降趋势,气孔密度和非光化学淬灭系数（NPQ）呈上升趋势;不同处理之间,随着干旱胁迫程度增加,也表现出相似趋势。处理后5 d和7 d,与正常处理相比,1.5%、3.0%和4.5%处理棉花气孔长度、宽度、水势、P_n、G_s、T_r和C_i均差异显著（P<0.05）,气孔长度降低幅度最小（1.17%~2.61%）,G_s降低幅度最大（61.62%~69.09%）,T_r降低幅度为37.62%~67.48%。相关分析表明,棉花气孔长度、宽度和开度之间极显著正相关（P<0.01）,气孔宽度和气孔密度不相关。气孔长度、宽度和开度与P_n和Yield极显著正相关（P<0.01）,与NPQ极显著负相关（P<0.01）,与G_s、T_r和F_v/F_m相关不显著。综上,棉花在PEG-6000诱发干旱后,通过降低气孔开度和增大气孔密度降低净光合速率和气孔导度,叶绿素荧光指标Yield和NPQ比F_v/F_m对干旱更敏感。     

不同轮耕方式对渭北旱塬麦玉轮作田土壤物理性状与产量的影响

为研究不同轮作模式对渭北旱作冬小麦?春玉米一年1熟轮作田土壤物理性状和产量的影响,于2007—2014年在陕西省合阳县冬小麦?春玉米轮作田连续7年实施了保护性耕作定位试验,测定和分析了免耕/深松、深松/翻耕、翻耕/免耕、连续免耕、连续深松和连续翻耕6种轮耕模式下麦田0~60 cm土层物理性状、0~200 cm土层土壤湿度和小麦产量的变化。结果表明:1)不同轮耕模式0~40 cm土层土壤容重、孔隙度和田间持水量差异显著,其中以免耕/深松效果最显著;0~60 cm土层免耕/深松轮耕处理平均田间持水量较连续翻耕处理提高12.9%;2)轮耕对土壤团聚体特性影响明显,免耕/深松0.25 mm水稳性团聚体含量(R0.25)最高,结构体破碎率和不稳定团粒指数(ELT)最低,水稳性均重直径(WMWD)最高,水稳性和力稳性团聚体分形维数(D)均最低;3)小麦生育期间免耕/深松处理0~200 cm土层土壤蓄水量和小麦产量较连续翻耕分别增加17.7 mm和9.5%。综合可知,轮耕有利于耕层土壤物理结构改善,免耕/深松更有利于耕层土壤大团聚体形成和土壤结构稳定,利于土壤蓄水保墒和作物增产,为渭北旱塬区麦玉轮作田较适宜的轮耕模式。     

不同种植年限苜蓿地土壤理化性状

本研究分析了半干旱区不同种植年限苜蓿(Medicago sativa)地土壤理化性状。结果表明,随着苜蓿种植年限的增加,0-100 cm土层土壤容重出现不规律的波动,苜蓿地土壤容重值整体偏大;土壤有机质随种植年限的增加而增大,随土层深度增加而显著减小(P<0.01),并且在种植5年的苜蓿地中提高最明显,在种植8年的苜蓿地中最低。各年限苜蓿地均表现出土壤有机质的“表聚性”。在一定的种植年限范围内,种植苜蓿对土壤有机质具有累积作用;土壤全氮含量随苜蓿种植年限的增长表现为先增大后减小的趋势,随土层深度的加深而逐渐减小,种植苜蓿4年时土壤全氮含量最大,8年时苜蓿地土壤全氮含量最低,并且土壤全氮含量主要集中于0-40 cm土层,全氮显著累积作用于表层土壤;土壤硝态氮随着苜蓿种植年限的增加而先增加后减小,随着土层的加深而逐渐降低,表层土壤对土壤硝态氮有累积作用,并且与苜蓿种植时间长短有显著相关性(P<0.05)。而铵态氮含量在剖面上变化不大,与苜蓿生长年限没有显著相关性(P>0.05)。今后需从栽培苜蓿草地的管理措施上深入探讨栽培苜蓿地的最佳种植和利用年限。