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2017年  第25卷  第11期

农业生态系统与调控
化肥和饲料添加剂生产磷流动特征研究
陈炫冀, 陈晓辉, 柏兆海, 马林
2017, 25(11): 1565-1579. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170299
摘要(1572) HTML (6) PDF(1106)
摘要:
磷是作物和畜禽生长必需的营养元素,同时也是不可再生资源。为了提高农牧业生产力,80%左右的磷矿石用于生产磷肥与磷饲料添加剂,因此提高磷肥和磷饲料添加剂生产效率至关重要。然而关于磷肥和磷饲料添加剂“采矿—选矿—磷酸—磷肥/磷饲料添加剂”整个链条的磷流动特征和各个环节效率的定量研究却很少。本研究通过企业实地调研,建立企业流动数据库,利用物质流分析的方法扩展了NUFER(NUtrient flows inFood chains,Environment and Resources use)模型的磷肥和饲料磷添加剂生产模块。以我国某大型磷化工企业为例,定量揭示磷化工企业“采矿—选矿—磷酸—磷肥/磷饲料添加剂”整个链条磷流动特征、损失和利用效率;分析各种磷肥和饲料添加剂产品生产磷流动、利用效率和磷足迹;并利用情景分析提出提高磷利用效率的策略和优化潜力。结果表明:2015年该企业利用含3.902×106 t P2O5的自然矿石,生产了2.426×106 t(折纯P2O5,下同)磷复肥和磷饲料添加剂,其中磷酸二铵和磷酸一铵是最主要的产品,分别为156万t和54万t。磷酸二铵、磷酸一铵、重过磷酸钙、磷酸一二钙、普通过磷酸钙、复合肥、硫肥和磷酸二氢钾产品的生产效率分别为98%、98%、93%、95%、91%、99%、98%和91%,整个生产链条的生产效率为80%。大多数的磷资源在矿石加工部门损失掉,占磷损失量的51%;其次是矿石开采部门(25%)和磷酸生产部门(14%)。通过提高生产效率和废弃物利用率,磷资源损失预计可以减少42%。研究企业的磷利用效率在国内已达先进水平,但仍有提升潜力。
滨海盐渍区不同土地利用方式土壤-植被系统碳储量研究
李晓光, 郭凯, 封晓辉, 刘小京
2017, 25(11): 1580-1590. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170263
摘要(1061) HTML (0) PDF(1410)
摘要:
盐渍区土地利用变化与土壤-植被系统固碳潜力耦合关系的研究对以植被建设、增加碳汇为目的的盐渍区最优土地利用方式的实施具有重要的理论和实际意义。本研究以滨海撂荒盐碱裸地为对照,连续观测和定量描述栽植3年和10年的柽柳林、栽植2年和8年的人工枸杞林及冬季咸水结冰灌溉结合地膜覆盖下的棉田的土壤有机碳和植被生物量的动态变化过程,探讨滨海盐渍区不同土地利用方式下土壤-植被系统固碳能力,为进一步提升区域碳储量提供理论依据。研究表明:1)柽柳、枸杞的栽植及结冰灌溉结合覆膜等土地利用方式在撂荒盐碱地实施后,土壤-植被系统固碳能力明显增强,且土壤容重显著减小;栽植10年的柽柳林和栽植8年的枸杞林土壤-植被系统碳储量最高,分别为118.24 t·hm-2和96.27 t·hm-2,比冬季咸水结冰灌溉结合地膜覆盖棉田增加58.51 t·hm-2和36.54 t·hm-2,比撂荒盐碱裸地增加83.39 t·hm-2和61.42 t·hm-2。2)对不同土地利用方式固碳趋势研究发现,栽植3年的柽柳林和栽植2年的枸杞林土壤-植物系统固碳速率较高,分别为10.08t·hm-2·a-1和2.71 t·hm-2·a-1。冬季咸水结冰灌溉结合地膜覆盖棉田固碳速率较低,仅为0.53 t·hm-2·a-1。栽植10年的柽柳和栽植8年的枸杞样地,植株固碳速率明显减慢,土壤-植被系统表现为一个弱的碳源。春季地表覆膜处理棉花存活率低且植株成熟后秸秆被移除,碳储量每年净减少0.86 t·hm-2。撂荒盐碱裸地在无外源碳补充的条件下表现为碳源,土壤-植被系统碳储量减少速率为1.42 t·hm-2·a-1。综上所述,滨海盐渍区人工栽植柽柳和枸杞是提高区域碳储量的有效途径。
稻虾共作对秸秆还田后稻田温室气体排放的影响
徐祥玉, 张敏敏, 彭成林, 佀国涵, 周剑雄, 谢媛圆, 袁家富
2017, 25(11): 1591-1603. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170280
摘要(1458) HTML (4) PDF(1172)
摘要:
稻虾共作模式是稻田种养复合模式的重要组成部分,其主要特点是稻草全量还田、非稻季持续淹水和周年养殖克氏原螯虾。目前对稻虾共作模式稻田温室气体排放的影响尚不清楚。本研究以江汉平原冬泡无稻草还田为对照,设置冬泡+稻草还田和冬泡+稻草还田+养虾处理,探讨稻草还田及稻虾共作对稻田系统CH4、N2O和CO2排放的影响,为准确评估稻田温室气体排放提供数据支撑和理论支持。结果表明,在大田监测期间,冬泡+稻草还田处理CH4累积排放量比冬泡无稻草还田处理显著增加(P < 0.05),2015年和2016年增幅分别为27.23%和60.08%;冬泡+稻草还田+养虾处理CH4累积排放量比冬泡+稻草还田显著降低(P < 0.05),2015年和2016年降幅分别为29.02%和41.19%。冬泡+稻草还田处理CO2累积排放比冬泡无稻草还田处理显著提高;与冬泡无稻草还田处理相比较,冬泡+稻草还田处理和冬泡+稻草还田+养虾处理对N2O累积排放无显著影响。从温室效应角度看,冬泡+稻草还田处理温室效应比冬泡无稻草还田处理大幅度增加,而冬泡+稻草还田基础上进行养虾则可大幅度降低CH4排放,从而降低因秸秆还田带来的温室效应增强。所有处理水稻产量无显著差异,与冬泡+稻草还田处理相比,冬泡+稻草还田+养虾可显著降低温室气体排放强度。和冬泡无稻草还田处理相比,冬泡+稻草还田和冬泡+稻草还田+养虾对土壤可溶性有机碳(DOC)、乙酸和NH4+-N并无显著影响。冬泡+稻草还田+养虾可极显著提高单位面积收益。
稻-油轮作下保护性耕作对土壤肥力的影响及评价
殷志遥, 黄丽, 薛斌, 黄雅楠, 李小坤, 鲁剑巍
2017, 25(11): 1604-1614. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170433
摘要(897) HTML (1) PDF(986)
摘要:
本文选取湖北省武穴市、荆州市和武汉市3个稻-油轮作长期定位试验点(试验时间分别为9年、5年和3年),通过连续监测土壤容重、孔隙度、pH、有机质、全氮、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾等,研究在不同耕作年限和方式下,秸秆还田和免耕对水稻季(2015年10月)和油菜季(2016年5月)各土层(0~20 cm和20~40 cm)中土壤物理性质和养分的影响,并应用内梅罗指数法综合评价各土层土壤肥力水平,以探讨长期秸秆还田对土壤肥力的影响。结果表明:1)秸秆还田处理使水稻季和油菜季的土壤容重降低2.00%~16.54%,土壤总孔隙度增加1.00%~15.07%;而免耕处理下油菜季的变化与其相反,水稻季的变化不显著。2)秸秆还田处理增加了3个试验点0~20 cm土层中有机质(4.76%~35.07%)、全氮(1.80%~32.03%)、速效磷(20.95%~65.82%)、碱解氮(5.97%~37.00%)和速效钾(8.71%~133.04%)的含量,其中速效钾含量的增加幅度最高;免耕处理对土壤各养分的影响不显著,而在配施秸秆后,相对于其他处理,其对各养分的增加效果相对最好。各处理对20~40cm土层的影响与0~20 cm土层相似,但整体增加效果没有后者显著。3)各试验处理中,免耕+秸秆还田和施氮磷钾肥+秸秆还田两种处理增加各土层土壤综合肥力系数较大(7.56%~25.93%),它们对土壤肥力的提高效果相对较好。
设施种植模式对土壤细菌多样性及群落结构的影响
杜思瑶, 于淼, 刘芳华, 肖雷雷, 张洪霞, 陶军, 顾卫, 顾京晏, 陈茜
2017, 25(11): 1615-1625. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170291
摘要(919) HTML (4) PDF(1285)
摘要:
为了研究有机和常规设施种植模式及轮作对土壤细菌多样性和群落结构的影响,本研究采用Illumina平台Hiseq 2500高通量测序技术,于2016年6月(作物处于收获期)对北京市顺义区不同设施种植模式(分别为有机设施种植模式和常规设施种植模式下的叶菜连作、茄果连作和叶茄轮作)下土壤细菌进行16SrRNA测序。测序质控后共获得17 278个操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs),共计318 851条有效序列。比较不同种植模式和轮作下土壤细菌多样性、细菌群落结构组成、相对丰度及土壤理化性质与细菌群落多样性关系的差异性。结果表明:土壤微生物群落结构在有机和常规设施种植模式下差异明显,有机设施种植土壤细菌多样性高于常规设施种植;有机设施种植下轮作与连作土壤细菌群落结构表现出明显差异,而常规设施种植下,两者没有明显差异;有机种植模式下,轮作土壤细菌群落多样性高于连作土壤;设施种植土壤细菌群落主要属于鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,5.05%)和芽孢杆菌属(Bacillus,4.84%),相对丰度大于0.5%的共有14个属。有机设施种植土壤含有较多促进植物生长、有机质分解的细菌,常规设施种植土壤中降解化学杀虫剂、防治土壤病害、促进硝化过程的细菌较多。RDA分析结果显示土壤细菌群落主要受全磷、速效磷、有机质的影响。TumebacillusCandidatus SolibacterAcidothermus都是分解有机质、利用碳源的细菌属,与土壤有机质含量呈正相关关系。由此可见,设施条件下,有机和常规种植土壤微生物群落结构的差异性主要源于肥料使用、有害生物防治措施和管理方式的不同。有机设施种植模式下,轮作更有利于发挥其改良土壤营养循环和防治土壤病虫害的作用。上述结果为在微生物水平上研究设施条件下不同种植模式的土壤生态质量差异提供了参考。
盐碱胁迫对黄瓜嫁接苗根际土壤细菌和真菌群落结构及丰度的影响
白晶芝, 赵源, 吴凤芝
2017, 25(11): 1626-1635. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170302
摘要(758) HTML (21) PDF(779)
摘要:
为了解盐碱胁迫对黄瓜嫁接苗根际土壤细菌和真菌群落结构的影响,本研究以2种耐盐碱砧木‘华砧108’(T1)、‘神力铁木砧’(T2)和2种盐碱敏感砧木‘辉太郎’(S1)、‘京欣砧6号’(S2)为试材,自根苗作为对照,以混合盐(盐分摩尔比为NaHCO3: Na2SO4: NaCl: Na2SO3=4: 2: 2: 0.15)浓度为100 mmol·L-1、pH 9.0的处理液处理20 d、30 d、40 d(定植30 d、40 d、50 d),利用PCR-DGGE技术,研究了盐碱胁迫对不同砧木嫁接的黄瓜幼苗根际土壤微生物群落结构和丰度的影响。结果表明,耐盐碱的砧木品种T1、T2根际土壤真菌DGGE图谱条带数显著高于盐碱敏感的S2和自根苗对照CK,并且耐盐碱的品种T2土壤细菌的Shannon-Wiener指数与均匀度指数均显著高于盐碱敏感的品种S1、S2和自根苗对照CK。耐盐碱品种T1的细菌16S rDNA基因拷贝数在定植50 d时显著高于盐碱敏感的品种及自根苗;在定植40 d时,耐盐碱的砧木T2真菌ITS基因拷贝数显著高于盐碱敏感的品种以及黄瓜自根苗;定植50 d时,耐盐碱的砧木真菌ITS基因拷贝数显著高于盐碱敏感的品种,但与自根苗差异不显著。不同耐盐碱性砧木嫁接黄瓜幼苗根际土壤微生物群落结构组成和丰度存在差异。以上研究表明,随着盐碱胁迫时间的增加,耐盐碱性不同的砧木嫁接苗根际土壤微生物群落丰度与结构多样性产生了较大差异,间接改变了土壤微生态环境,致使土壤微生物数量和丰富度也发生改变。耐盐碱的砧木品种可能通过改善土壤微环境来加强其自身的耐盐碱特性。
作物栽培与生理生态
不同穗型小麦品种小花发育成粒对氮肥的响应
赵丽, 杨家蘅, 李胜楠, 查菲娜, 远彤, 段剑钊, 朱云集
2017, 25(11): 1636-1642. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170212
摘要(1018) HTML (3) PDF(860)
摘要:
为探索不同穗型小麦品种小花发育成粒对氮肥的响应,本试验以大穗型品种‘周麦16’和多穗型品种‘豫麦49’为供试材料,设置不同施氮水平0 kg(N)·hm-2、180 kg(N)·hm-2和360 kg(N)·hm-2,观察分析了两个穗型小麦品种小花发育动态模式和结实特性。结果显示,随着生长度日(GDD)的增加,不同氮水平下2品种小花发育动态变化趋势相似,小花分化均符合二次曲线方程模式,退化和败育符合一次线性方程,R2均达显著水平。大穗型品种‘周麦16’小花分化总数显著高于多穗型品种‘豫麦49’,在360 kg(N)·hm-2处理差异极显著;大穗型品种‘周麦16’表现出随施氮量增加,小花分化和退化速率提高,有利于可孕小花的形成、增加结实粒数,最终180 kg(N)·hm-2处理结实粒数显著高于其他处理,较360 kg(N)·hm-2处理平均每穗粒数增加2.04粒;多穗型品种‘豫麦49’尽管分化小花总量不高,但小花退化和可孕小花败育速率较低,在180 kg(N)·hm-2施氮水平表现出高的可孕小花数量和结实粒数,但与高施氮处理相比差异不显著。表明就增加穗粒数而言,两品种均以180 kg(N)·hm-2较为适宜,从最终产量及产量构成分析结果来看,‘豫麦49’表现出与穗粒数相同的结果,而‘周麦16’在高施氮条件下可通过增加成穗数和穗粒数提高产量。
不同养分配比对高粱根系生长及养分吸收的影响
崔佩佩, 刘鹏, 刘佳琪, 王劲松, 武爱莲, 董二伟, 丁玉川, 焦晓燕
2017, 25(11): 1643-1652. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170300
摘要(961) HTML (9) PDF(1050)
摘要:
为探明高粱养分吸收和根系生长对氮、磷、钾胁迫的响应,通过长期定位试验,在高粱/玉米轮作条件下研究了不同养分配比NPK、PK、NK、NP、CK对高粱根系生长及养分吸收的影响。结果表明:与NPK相比,长期不施氮肥(PK)条件下高粱总根长增加18.29%,总根体积降低26.52%,且根系主要分布在0~10 cm土层,直径小于0.5 mm细根所占比例显著增加。不施磷肥(NK)显著抑制了高粱根系生长,总根长、总根表面积和总根体积分别降低24.03%、27.48%和41.29%。不施钾肥(NP)对细根生长有明显抑制作用。不施氮、磷、钾均降低高粱对相应养分的吸收和累积,不施氮促进了营养器官中氮和钾素向籽粒转运,不施磷或钾肥抑制了氮、磷及钾的转运。高粱对养分的吸收、积累和转运与根系形态有关,不同养分积累与运转与根系形态关系表现不尽相同:氮素、钾素积累和转运与根系形态具有较好的相关性,氮素的积累和转运与植株生物量和产量的相关性大于磷素和钾素。综上,高粱根系形态及养分吸收对氮、磷及钾胁迫响应不同,该研究可为不同养分瘠薄地高粱高效栽培提供理论依据。
麦秆还田下钾肥减量对水稻产量及钾肥利用率的影响
金梦灿, 张舒予, 郜红建, 高时凤, 王宜坤
2017, 25(11): 1653-1660. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170137
摘要(888) HTML (13) PDF(884)
摘要:
我国土壤缺钾程度日益加重,作物秸秆中钾素含量较高,还田后可替代部分化学钾肥,缓解土壤钾素不足。为研究秸秆还田替代钾肥的效果,本文采用田间试验方法,以常规施钾[135 kg(K2O)·hm-2]处理为对照,研究了在秸秆粉碎翻压还田(6 000 kg·hm-2)条件下钾肥减量10%、20%、30%和40%对水稻钾素吸收累积量、水稻产量、钾肥偏生产力及经济效益的影响。结果表明:在秸秆还田的基础上,水稻植株的钾素含量和累积量随着钾肥施入量的减少而降低。钾肥施用量减少10%~40%,水稻有效穗数、每穗粒数和结实率略有降低,水稻产量和产值有所下降,钾肥减量10%、20%和30%时,对水稻产量和产值的影响不显著(P>0.05)。钾肥偏生产力随着钾肥施用量的减少而提高,钾肥减量10%、20%、30%和40%处理的水稻钾肥偏生产力比不减钾处理分别提高8.4%、18.9%、33.8%和44.4%。总体而言,在常规施钾条件下,秸秆还田后随着减钾量(10%~40%)的增加,水稻钾素累积量、产量和产值均呈下降趋势,而钾肥偏生产力呈增加趋势;减钾30%以内可显著提高水稻钾肥偏生产力(P < 0.05),对水稻产量及产值的影响不显著(P>0.05)。
栽培方式对菘蓝农艺性状及产量和品质的影响
王恩军, 陈垣, 韩多红, 蔡子平, 张芬琴
2017, 25(11): 1661-1670. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170198
摘要(721) HTML (6) PDF(799)
摘要:
栽培方式对中药材产量和品质影响较大。本研究为了探讨河西走廊绿洲灌溉区菘蓝的最佳栽培方式,通过田间试验,采用栽培模式(平作和垄作)和覆膜方式(不覆膜、覆白膜和覆黑膜)二因素随机区组试验设计,设置6个处理。按照播种至收获每月一次定期采集菘蓝植株样品,测定了6种栽培方式下菘蓝根农艺性状指标、板蓝根产量及检测成分(R,S)-告依春含量。结果表明,不同栽培方式对菘蓝根长、根直径、单株根干重的累积动态、板蓝根产量和质量均具有显著影响。垄作覆黑膜栽培菘蓝根的快速生长持续期最长,根系最发达,根长、根直径和单株根干重均较高。板蓝根产量以垄作覆黑膜栽培最高(4 514.4 kg·hm-2),垄作覆白膜产量最低(3 116 kg·hm-2);(R,S)-告依春含量以垄作覆白膜最高(2.61 g·kg-1),垄作不覆膜最低(1.37 g·kg-1)。在不同栽培方式下,菘蓝主根长、根直径和单株根干重生长随生长时间均呈现“S”型生长趋势,符合Logistic生长模型。河西走廊绿洲灌区菘蓝收获板蓝根适宜栽培方式为垄作覆黑膜栽培。
微润灌对作物产量及水分利用效率的影响
张明智, 牛文全, 路振广, 李元, 王京伟, 邱新强
2017, 25(11): 1671-1683. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170243
摘要(1451) HTML (19) PDF(1054)
摘要:
为探明微润灌对作物生长及产量的影响,以夏玉米和冬小麦为研究对象,采用完全随机试验设计,对比研究微润灌不同毛管间距布置(20 cm、40 cm、60 cm)、地下滴灌和无灌溉对大田作物产量、水分利用效率和土壤电导率的影响。结果表明:与地下滴灌相比,微润灌用水量约为地下滴灌的1/4~4/5;由于灌水差异较大,作物产量有所降低,夏玉米产量显著下降(P < 0.05),冬小麦产量下降,但未达显著水平(P>0.05);两作物水分利用效率有所提高,但差异不显著(P>0.05);灌溉水分利用效率均显著提高(P < 0.05)。随微润管布置间距的减小,作物产量呈增加趋势,作物水分利用效率与灌溉水分利用效率均呈减小趋势。综合考虑分析,在较为缺水的土区微润管最佳布置间距塿60 cm,此时可不显著降低产量同时提高水分利用效率。此外,微润灌布置间距对土壤电导率的影响较小。采用微润灌与地下滴灌处理时,随土层深增加,作物各生育期土壤电导率无显著差异(P>0.05)且变化趋势基本一致,表明微润灌与地下滴灌对土壤的影响具有一致性。微润灌下作物产量与灌浆成熟期10~20 cm土层土壤电导率和10~80 cm土层土壤平均电导率之间相关性显著。因此,采用灌浆成熟期10~20 cm土层土壤电导率或10~80 cm土层土壤平均电导率预估微润灌下的作物产量具有可行性。上述研究可为微润灌技术推广应用提供依据。
野燕麦繁殖和抗逆特性及其对小麦的他感效应研究
赵威, 王艳杰, 李琳, 王馨
2017, 25(11): 1684-1692. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170224
摘要(719) HTML (25) PDF(826)
摘要:
作为一种分布广泛的农田恶性杂草,野燕麦具有很强的环境胁迫适应能力,并且在种间竞争中常处于优势地位。本试验对野燕麦种群的繁殖与扩散特性、种子与幼苗抗逆特性及其根系分泌物对小麦的异株克生作用进行了研究,以期为找寻治理野燕麦的有效措施提供参考。结果表明:(1)野燕麦具有很强的种子繁殖与扩散能力,开花结实比小麦早,种子产量大、地下储量多、扩散距离远;(2)野燕麦种子对温度的适应范围较广,在室温与变温条件下均可以正常萌发,而冷冻后置于室温环境是其萌发最佳条件,总发芽率可达93.33%;(3)野燕麦种子对盐胁迫具有一定的适应性,在浓度低于1.8%的NaCl溶液中均可正常萌发;(4)野燕麦幼苗对盐胁迫和干旱胁迫具有较强的适应性,随着NaCl浓度和PEG浓度的升高,野燕麦幼苗叶片的脯氨酸含量显著增加(P < 0.01),过氧化氢酶活性呈现先增加后下降的趋势;(5)野燕麦根系水浸提液对小麦幼苗株高、干重、根长及根系活力均有极显著影响(P < 0.01),证明野燕麦根系分泌物对小麦幼苗生长具有异株克生作用。以上结果表明,野燕麦的竞争优势主要体现在强大的繁殖扩散能力、较强的抗逆性以及异株克生效应,相关研究可为大田野燕麦防除提供一定理论参考。
农业资源与环境
鄂尔多斯高原泊江海子流域土地利用动态变化及驱动因素分析
闫国振, 张征, 梁康, 娄华君
2017, 25(11): 1693-1706. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170012
摘要(899) HTML (4) PDF(845)
摘要:
土地作为陆地生态系统的载体,其利用方式的变化直接影响着陆地生态系统服务功能的种类和强度。泊江海子流域位于鄂尔多斯高原干旱半干旱区,生态系统脆弱,流域生态系统服务功能在近十几年严重退化。本文基于Landsat影像数据提取了研究区1990—2015年间的6期土地利用数据,分析研究区土地利用时空变化特征及其驱动因素。结果显示:研究期内主要的土地利用类型为草地、耕地和未利用地,土地利用总体变化显著。空间变化上呈东西部及中北部耕地增加、南部未利用地减少的主要趋势。各土地利用类型面积变化及转换特征不一。草地整体处于动态转换平衡状态,约占流域总面积的70%。耕地和未利用地分别呈增加和减少的趋势,变化面积分别占流域总面积的6.05%和7.62%,其各自的主要来源或去向均为草地。水域面积减少了总面积的1.45%,主要转出去向为滩地。1995—2000年是土地利用转换最为频繁的时段,2005—2010年间土地利用变化呈动态不平衡状态的表现最为突出。研究期内流域土地利用变化受降雨减少、气温升高等气候变化和生态恢复工程建设、水利工程建设等人类活动的综合驱动影响。合理规划土地利用,限制种植高耗水树种及作物,减少河流上游汇水区耕地等,是保障研究区生态系统可持续健康发展的重要措施。
亚热带地区水稻田地表反照率变化特征
白昕欣, 黄萧霖, 秦孟晟, 张岳芳, 陈留根, 郭智, 郝璐
2017, 25(11): 1707-1717. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170276
摘要(793) HTML (8) PDF(1208)
摘要:
利用地面实测资料研究稻田地表反照率,一方面可以更好地刻画以稻田为主要土地利用方式的流域地气之间的能量分配过程;另一方面,可以为陆面模式提供更为准确的参数值,以及为遥感反演的地表反照率提供验证,从而为更好地解释土地利用/覆被变化对全球气候变化的影响机制提供参考。本文利用江苏省农业科学院溧水试验基地四分量仪测得的2016年稻田地表反照率数据,分析了稻田地表反照率特征,并结合同期观测的太阳短波辐射、温度、湿度、风速、风向等气象数据,进行相关性分析,识别影响稻田地表反照率的主要气象因子,为进一步量化地表反照率与温度及湿度等的参数化关系提供参考。结果表明:晴天稻田地表反照率整体上呈“U”型分布,中午较低,下午和上午较高。晴天稻田地表反照率在一天内的变化呈不对称特性,其不对称性主要是由露水和风速、风向引起。太阳高度角较小时,露水的散射作用使得上午时分的地表反照率值较下午高;而太阳高度角较大时,西南风促使作物叶面倾斜,从而使得下午的地表反照率值较上午高。稻田晴天地表反照率值较阴雨天高。地表反照率在晴天与出射短波辐射相关系数最高(0.670,P < 0.01),在阴天与相对湿度之间的相关程度最高(-0.480,P < 0.05)。在整个观测期间,稻田生长季内地表反照率呈现先升高后降低的趋势,地表反照率最高值出现在灌浆期到成熟期之间,插秧到分蘖期之间最低,其中灌浆期地表反照率与太阳短波辐射及湿度间的相关程度较高,并且均通过了P < 0.01显著性检验。分蘖期和拔节期是水稻生长季内地表反照率变化较快的两个生育期,并受气象因素的显著影响。
黄土高原露日数变化趋势分析
高志永, 汪有科, 姜鹏
2017, 25(11): 1718-1730. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170435
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摘要:
露日数是预防和控制植物病害的重要因子,探讨气候变化条件下露日数,可为区域植物病害预测及防治提供事实依据。本文基于52个气象站点1961—2010年逐日监测气象数据,计算了黄土高原不同时空尺度的露日数,利用去趋势预置白处理(trend-free pre-whitening,TFPW)的Mann-Kendall法和Sen趋势度估计法(Sen'slope)分析了露日数变化趋势,并借助相关分析法探讨了露日数的成因。结果表明,在月尺度上,黄土高原露水发生在3—11月,全区域月平均值为7 d,9月露日数最长,其中南部、东南部和西北部露日数达8~12 d。5.77%~25.00%气象站点露日数在6月和8—11月以0.02~0.15 d·a-1显著增加,17.31%和7.68%气象站点露日数在4月和7月以-0.09 d·a-1和-0.02 d·a-1显著降低。在季尺度上,黄土高原露水发生在春、夏和秋季,全区域季平均值为15 d,秋季露日数最长,其中南部、东南部和西北部露日数达14~26 d。仅3.85%和5.77%的气象站露日数在夏季、秋季分别以0.25~0.09 d·a-1和0.15~0.09 d·a-1显著增加,5.77%的气象站露日数在春季以-0.34~-0.07 d·a-1显著降低。相对湿度和温度是影响上述露日数时空变化的最关键因子。