应用PRIMER软件进行浮游植物群落结构的多元统计分析

根据青岛近海进行的一次添加营养盐的围隔实验数据,采用专业软件PRIMER中的多元统计分析方法,进行了浮游植物群落结构的变化研究。结果表明,虽然由于本实验中浮游植物的生长受到Si的限制,硅藻类群不占明显的优势,使得优势种随时间的变化不明显,没有出现明显的群落演替,但用PRIMER软件的聚类分析(Clustering)和多维尺度转换排序(MDS)分析表明,添加营养盐后浮游植物群落结构有较明显的变化,同时,PRIMER软件的相异系数(ANOSIM)分析也表明,在同时添加N、P的围隔内,浮游植物群落结构变化较只添加P的围隔中的变化显著。这显示了PRIMER软件在分析浮游植物群落结构变化和评价水域富营养化中的应用前景。

基于气孔导度和臭氧吸收模型的冬小麦干物质累积损失评估

为深入了解地表臭氧(O3)增加对冬小麦的伤害,利用开顶式气室(OTC)开展了大田试验,综合分析了不同生育期温度、光照、水汽压差等环境变量的变化,以及生育期差异和O3胁迫的影响,利用Pleijel等2007年修正的Jarvis型气孔导度阶乘模型,计算了冬小麦气孔导度的变化,并与冬小麦扬花期测定的日气孔导度变化进行了比较,表明该模型适用于本地O3增加对冬小麦影响的评估。同时,根据O3吸收通量模型,计算冬小麦的O3日吸收通量大于6nmol.m-2全生育期的累积吸收通量AFst06,并建立其与冬小麦全生育期干物质累积损失响应的关系模型,分析结果表明,在整个O3熏期期间的150nL.L-1和100 nL.L-1处理的AFst06与冬小麦不同生育期的干物质累积相对值的决定系数分别为0.91和0.93(P<0.01),存在显著的相关关系,当AFst06增加10mmol.m-2,150nL.L-1和100nL.L-1处理组与对照相比,其干物质累积分别损失16.41%和13.23%。此外,讨论了O3胁迫下不同评估方法的优劣和通量响应评估模型的优势,以及不同水汽压差(VPD)等环境条件对气孔导度和O3吸收通量的影响。

四次带参Bzier曲线的形状分析

为了明确形状参数对四次带参Bzier曲线形状的影响,利用基于包络理论与拓扑映射的方法对其进行了形状分析,得出了曲线上含有奇点、拐点和曲线为局部凸或全局凸的充分必要条件,这些条件完全由控制多边形边向量的相对位置所表示;并进一步讨论了形状参数对形状分布图的影响及其对曲线形状的调节能力.

长江三角洲主要城市高温灾害的趋势分析

根据长江三角洲主要城市南京、上海和杭州的最高温度与最低温度资料,运用常规统计手段和Mann-Kendal突变检测方法,分析了3个城市的强高温过程,并对高温次数进行了描述性统计,同时,分析研究了3个城市高温发生次数的年际变化和季节变化,以及高温次数与夏季平均温度的关系,其结果可供验证全球气候变暖的数值模拟研究参考,同时有助于城市热浪预警预报业务的开展。

肾综合征出血热与气象因子相关性分析及其预报研究

目的根据连云港赣榆县1990～2002年的气象资料及肾综合征出血热(HFRS)的发病情况,探讨气象因子对HFRS高发区发病率的影响及其相关性,并建立基于气象因子的HFRS发生的预测预报模型。方法用数据处理软件SAS的相关性分析工具和多重线性回归模型。结果以湿度(x1)、日照(x2)、降水(x3)、平均温度(x4)和最低气温(x6)等气象因子为自变量,HFRS发病率为因变量,采用强迫引入法和逐步回归法,分别建立回归方程,y=8.766+0.148x1+0.015x2-0.028x3-0.567x4(①),复相关系数(r)=0.45及y=1.742-0.054x6(②),复相关系数(r)=0.44,经t检验,呈显著相关。结论方程②可作为HFRS的预测预报模型,同时进行了区间估计,证实可行。

海带(Laminaria japonica)幼孢子体生长和光合作用的N需求

根据室内和围隔实验中海带幼孢子体在不同硝态氮浓度下的生长情况和光合作用速率(Pmax),分析了幼孢子体的N需求,得到其最大生长率(μm)为0.12d-1,维持生存的最低组织N含量(NQ)为16.8μg/mgDW,以最大生长率生长所必需组织N的临界值(NC)为20.4μg/mgDW,每天以最大速率生长的N需求(Nreq)为2.45μg/mgDWd-1。同时,不同处理组的初始NO3-N浓度越高,海带幼孢子体吸收速率和组织N的累加速率越高,且呈明显的线性相关关系(R2分别为0.8393和0.7793,P<0.05)。现场围隔实验中,叶绿素a含量(R2=0.7907,P<0.05)和组织N含量(R2=0.9147,P<0.01)与Pmax也呈明显的线性相关关系。同时,根据海带幼孢子体N的需求和营养吸收状况,分析认为,海带幼孢子体存在受到N限制的风险,但凭其营养吸收能力有适应N限制的能力。还根据海带的这种生理特征,探讨了大型海藻的养殖对富营养化海水的生态调控。

养殖海带的生长模型研究

国内外关于海带生长和光合作用与其生长环境因素的关系研究开展的较多,但缺乏有效的模型来预测评估环境条件变化对海带生长和产量的影响。因此,根据海带生理生态学实验数据、现场观测的光照强度、温度和营养盐等影响海带生长与光合作用的环境参数和海带生长测定数据,运用动态模拟手段,建立了一个数学模型,并利用视窗化模型软件Stella9.0TM构建和运行了上述模型,用来模拟和预测海带(Laminaria japonica)的生长过程。同时,对模拟值和实测值进行了相关性分析及其检验,结果表明,该模型较好地模拟了生长海带的长度和干重,可以为相关研究和管理提供服务。

河北省农业气象灾害等级划分与年景评价

利用1949～2005年河北省干旱、洪涝、风雹灾和低温冻害等农业气象灾害和作物生产资料,采用统计分析和灰色关联分析方法,建立农业气象灾情综合评价模型,开展河北省农业气象灾害等级划分与年景评价。结果表明：灾情最重的年份为1977年,灾情指数达7.20,灾情最轻的年份为1967～1969年;4类农业气象灾害对农业生产的影响大小为旱灾〉涝灾〉风雹灾害〉低温冻害;农业气象灾害对河北省农业生产的危害程度逐渐加大,旱灾逐渐取代涝灾成为影响河北省农业生产的最主要灾害因子。

紫外辐射增强对玉米地上部分与根系生长的影响比较

在大田试验条件下,运用t检验和紫外线反应指数,分析研究了UV-B辐射增加对玉米(Zea mays L.)地上部分和地下部分生长的影响,结果表明:UV-B辐射增加对玉米成苗期的地上部分和根系都有显著的影响,其中对根系的影响程度显著大于地上部;UV-B辐射增加对玉米苗期(三叶期前)的地上部分有显著的影响,而对根系的生长影响未达到显著水平。对于更全面地了解UV-B辐射增强对农作物的影响及其机理具有一定的参考价值。

有理C-Bézier曲线的形状分析

对有理C-Bézier曲线进行了形状分析,得出曲线上含有奇点、拐点和曲线为局部凸或全局凸的、用控制多边形边向量相对位置表示的充分必要条件,并讨论了权因子变化对曲线形状图的影响.

近地层臭氧对农作物产量影响的风险评估模型研究进展

近地层臭氧污染及其对农作物产量和粮食安全的负面效应已成为国内外广泛关注的焦点之一,建立适宜且更为精确的模型开展臭氧影响下的农作物产量损失评估对于粮食安全保障及臭氧污染控制具有重要的意义。综述了浓度响应、剂量响应和通量响应等统计模型的发展及其在产量损失评估中的应用,评述了其优缺点和通量响应模型的不确定性,同时,通过臭氧干沉降模型的研究进展及其与通量响应模型的优势比较,提出了基于观测和臭氧干沉降模型开展臭氧影响下的自然农田作物产量损失评估技术新的研究方向。

基于风险区划的农业干旱保险费率厘定——以河北省冬麦区为例

近年来,在气候变化和极端天气气候事件频发的背景下,干旱等农业气象灾害的频发已对我国尤其是河北省的粮食生产和农业发展的可持续性带来了严重威胁。选择或构建合适的农业干旱灾害风险指标开展干旱风险区划,并在此基础上进行灾害的保险费率厘定对于丰富农业保险模式,促进农业保险经营的稳定和发展具有重要的应用价值。本文基于作物水分亏缺率指数、降水距平百分率指数和抗旱指数等指标,构建干旱综合风险指数并开展风险区划研究;利用修正后的纯保险费率,得到适用于本研究区的保险费率厘定模型,探寻一种能较全面改善目前农业保险经营弊端的保险模式,从而实现冬小麦农业保险的持续健康发展。

干旱综合风险指标的构建及风险区划——以河北省冬麦区为例

以河北省冬小麦种植区为例,基于自然水分亏缺率指数、降水距平百分率指数和抗旱指数,构建了干旱风险综合指标,并开展了风险区划;同时,利用冬小麦单产减产百分率和该区域历史旱灾发生频次资料,比较并验证了干旱风险综合指标和风险区划结果。结果表明,所构建的干旱风险综合指标适用于冬小麦的干旱风险区划,对于冬小麦因旱灾造成减产的风险评估和预测具有一定的参考价值。

海水混合和层化对叶绿素a垂直分布的影响

根据长江口海区、近岸浅水区、黄海冷水团海区和水深超过200m的陆架区等四个区域的定点调查获得的数据,分析了温度、盐度与叶绿素a垂直分布的相互关系。结果表明,长江口海区,陆源径流与海水混合不充分,表层营养盐含量较高,表层叶绿素a含量高于中下水层。近岸浅水区的苏北近岸海水垂向没有温跃层和盐跃层,叶绿素a的垂向分布也均匀,东海西部沿岸出现逆温跃层和逆盐跃层,海水垂直混合不充分,叶绿素a含量(6.72mg/m3)在10m深水域最高。黄海冷水团海区海水的垂直混合不充分,叶绿素a的垂直变化显著,高值区出现在温跃层下方(4.37mg/m3)。水深超过200m的陆架区,温度的阶梯状结构、营养盐跃层、光照等因素共同导致整个水层叶绿素a含量普遍较低。同时,结合历史资料分析认为,海水的混合、温度和盐度的层化将影响营养盐的浓度和分布,从而影响海水中叶绿素a的垂直分布。

我国海岸带环境蠕变问题的若干事实及其适应性研究

综述了我国海岸带环境蠕变问题的若干事实,如海平面上升、海水入侵、海岸侵蚀及风暴潮等灾害加剧,海洋污染,赤潮频发,渔业资源衰退,红树林遭受破坏,珊瑚礁生态环境退化,海草床生态环境退化以及滨海湿地锐减等。探讨了我国海岸带环境蠕变问题适应性研究体系的建立及未来亟待开展的研究工作。

海洋生物监测新技术探索:幼虫变态实验

回顾了近年来海洋环境污染生物监测中的海洋底栖无脊椎动物早期发育和变态阶段的毒性实验的研究进展 ,强调应根据敏感性和代表性水平来选取生物有机体进行生物毒性实验 。

地表臭氧含量增加和UV-B辐射增强对大豆生物量和产量的影响

利用开顶式气室(OTC)设置4个处理对大豆进行O3与UV-B增强的大田试验,通过观测生物量和产量研究两者对大豆生长的影响。T1为O3含量100nmol/mol的处理,T2为UV-B辐射强度比CK增加10%的处理,T3为T1和T2的复合处理,CK为自然空气。结果表明,O3含量与UV-B辐射增强的单因素对大豆株高、叶面积、茎干重等生物量都有不同程度的负影响,而两者复合后对各生物量的影响效果不一致,在分枝期至结荚期拮抗作用居多,而协同作用则多出现在生育期末期。在整个生育期,各处理均表现为茎分配指数变化幅度较小,CK、T1、T2、T3的根和叶分配指数逐渐降低,且荚分配指数呈快速上升的趋势。由此可见,O3和UV-B辐射单因子胁迫对大豆生物量和产量均产生不同程度的负效应,而两者的复合作用并不是两个单独作用的简单累加。

紫外辐射胁迫下小麦干物质生产和积累的动力学模型研究

采用系统动力学软件Stella,模拟研究了小麦群体的日光合作用量,并经呼吸消耗与物质转化形成生物量的动态变化,同时,模拟紫外辐射增强对小麦光合作用的影响引起的干物质重量的变化。通过均方根差和相对误差对干物重的模拟值与观测值之间的符合度进行统计分析。结果表明,模拟值与实测结果没有显著差异,说明运用Stella开展作物的生长发育过程的模拟是可行的,这为气候与环境条件变化下作物生长的模拟模型建立提供了一条新的途径。

基于BEPS模型模拟地表蒸散的干旱监测技术

为构建有效的干旱监测与评估指标,利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据以及NCEP/NCAR再分析资料并基于遥感过程耦合模型BEPS模拟了地表蒸散(evapotranspiration,ET)。同时,利用通量观测网AmeriFlux的站点观测数据验证该模型在ET模拟研究中的可靠性与适应性,在此基础上,构建BMI指数,分析了2007-2009年研究区域干湿状况的时空分布特征,并与其他干旱指数进行对比分析。结果表明:12个站点通量实测值与模型模拟的ET的相关系数为0.8568(p<0.01),表明BEPS模型能够较好的模拟美国陆地生态系统的ET。BMI值的空间分布特征较为明显,与降水量与ET经纬向变化较为一致。而BMI值的时间分布特征表明,其具有较为显著的季节变化。这与地形、气候特征以及植被的分布关系密切。从检验效果来看,受降水量的影响,BMI在月尺度以上干旱监测效果相对较好。BMI与USDM的相关系数表明,本文在BEPS模型模拟ET的基础上构建的指标在干旱监测中是可行的。

基于遥感-过程耦合模型的地表蒸散量应用研究

作为陆面过程中地气相互作用的重要过程之一,蒸散发（Evapotranspiration,ET）在地球的大气圈-水圈-生物圈中发挥着重要作用。利用遥感-过程耦合模型BEPS,以中分辨率成像光谱仪（MODIS）数据和NCEP/NCAR再分析资料为主要输入,模拟分析了2007—2009年美国区域的地表ET,同时利用通量观测网AmeriFlux的站点观测数据验证该模型在ET模拟研究中的可靠性与适应。结果表明：12个站点通量实测值与BEPS模型模拟的ET值的相关系数为0.7297（P〈0.05）,表明BEPS模型能够较好的模拟研究区的地表ET。ET在1年内呈现明显的单峰趋势,5—9月ET值较高,可达60 mm.mon-1以上,最小值在1月份,值为8.39 mm.mon-1,最大值在7月份,值为118.04 mm.mon-1。该区域ET的平均年总量为505 mm.a-1。受地形、气候的影响,ET最高值对应于南部区域,这些地区ET的年总量普遍在600 mm.a-1以上,最高值为1 667 mm.a-1,对应的主要覆被类型为草地和农田;中北部和东部的大部分区域ET年总量为400~600 mm.a-1;ET最小值在西部区域,年总量小于400 mm.a-1,对应覆被类型为疏林地和混交林。降水量与ET差值呈现从东向西逐渐递减的趋势,最小值主要分布在西部沙漠。整个研究区域ET与降水量之比的平均值为0.72,由东向西基本呈现增加趋势,在西部以及中北部的部分地区比值达到最大。