我国东部山地针阔混交林碳通量特征分析

以浙江省金华市武义县大毛尖山为研究区域,开展复杂山地森林生态系统碳汇能力的观测研究,并利用涡动相关法在2022年6月~2023年5月进行观测,经过数据质量控制和质量评价分析,得到42%的优质CO_(2)通量数据.结果表明,大毛尖山周边以针阔混交林为主,能量闭合度为0.89,能够很好的代表站点通量情况.CO_(2)通量在日尺度上均表现为U型变化,范围为-1.20~0.89mgCO_(2)/(m^(2)·s).四季碳汇能力强弱依次为,夏季、春季、秋季、冬季;各月份净生态系统碳交换量(NEE)均为负值,整体表现为碳汇.CO_(2)通量与气象因子中的空气温度呈负相关,相对湿度和平均风速正相关,夜间因呼吸作用产生的CO_(2)通量与土壤温度正相关.本研究初步解释了大毛尖山森林生态系统的碳汇特征.

北京地区紫外辐射长期变化特征分析研究

本文利用2005~2020年北京地区观测得到的辐射资料,揭示近十多年来北京地区紫外辐射的变化规律,同时对影响紫外辐射长期变化的主要因子进行了分析。结果表明,紫外辐射呈现出明显的日、季节变化特征。日变化呈现出单峰的变化规律,在正午时出现一天中的极大值,而早晚则是低值时段,极大值和极小值分别出现在中午12时(北京时,下同;16.26 W m^(−2))和上午08时(5.64 W m^(−2))。紫外辐射从春季开始逐渐增强,到夏季出现一年中的极大值,随后开始下降,直到冬季出现一年中的极小值,月均极大值和极小值分别出现在6月(12.17 W m^(−2))和12月(5.4 W m^(−2))。紫外辐射年均值为9.74 W m^(−2)。紫外辐射与晴空指数呈现正相关,与气溶胶光学厚度和大气细颗粒物PM_(2.5)呈现负相关。

近40a黄土高原酿酒葡萄春霜冻气候风险评估

选取黄土高原酿酒葡萄产区13个气象站点1981−2020年春霜冻期(4月1日−5月31日)逐日最低气温观测资料,运用数理统计和空间分析方法,研究不同年代黄土高原酿酒葡萄春霜冻灾害发生站次比、频率、日数、强度及风险,评估黄土高原酿酒葡萄春霜冻气候风险。结果表明:1981−2020年,黄土高原酿酒葡萄春霜冻期平均日最低气温呈极显著上升趋势(P<0.01),气候倾向率为0.42℃·10a^(-1);日最低气温极小值呈极显著下降趋势(P<0.01),气候倾向率为−0.75℃·10a^(-1);日最低气温极小值的气候倾向率负值主要分布在产区北部或南部零星地区,左权地区降温(0.76℃·10a^(-1))达显著水平(P<0.05)。黄土高原轻度春霜冻发生站次比下降,中度、重度及综合春霜冻上升;轻度、中度春霜冻频率和日数降低,重度春霜冻频率、日数增加,且重度春霜冻强度呈显著增加趋势(P<0.05),春霜冻综合频率、日数降低,强度呈显著增加趋势(P<0.05);各级春霜冻频率、日数、强度自西南向东北增加。黄土高原酿酒葡萄气候风险特征为轻、中度春霜冻的风险降低,重度和综合风险增加;高风险区域主要分布在北部的左权、太古等地,低风险区域主要分布在南部的鄠邑区、渭南等地。

京津冀地区典型城市PM_(2.5)和O_(3)污染的关联性特征分析

近年来,PM_(2.5)-O_(3)复合污染已经成为我国空气污染的主要特征,为深入探究京津冀地区复合污染的防控特性,本文以衡水市为例,基于2021年5月—2022年9月衡水市大气环境监测超级站的观测资料,根据污染物浓度对研究日进行分类,并重点探究不同污染类型及不同光化学水平下PM_(2.5)与O_(3)的关联性特征.结果表明:(1)在2021年5月—2022年9月衡水市污染类型中,清洁日(低浓度PM_(2.5)-低浓度O_(3))占比最大,达48.3%.(2)日均PM_(2.5)/CO(二者浓度之比,下同)的季节性变化趋势呈冬季(0.09)>春季(0.08)>秋季(0.06)>夏季(0.04)的特征,春季大气氧化性较强.(3)随着光化学活性水平的提高,PM_(2.5)浓度、PM_(2.5)/CO以及PM_(2.5)中二次气溶胶的比例均有所增加.(4)PM_(2.5)与O_(3)协同增长时段主要发生在风速为1.3~1.8 m/s、温度为25.8~32.1℃、相对湿度为34.3%~60.5%的气象条件下,集中发生在轻度光化学活性水平(52.9%)情况下,说明低风速、高温和低湿情况有利于PM_(2.5)-O_(3)复合污染的发生,轻度光化学活性水平下可促进PM_(2.5)中二次气溶胶的生成.研究显示,O_(3)促进PM_(2.5)中二次组分的生成,而气象条件也是导致PM_(2.5)-O_(3)复合污染的重要因素之一.

基于结构方程模型分析天敌因子对麦蚜种群动态的影响

在麦蚜生态系统中,天敌因子是蚜虫种群数量增长的重要抑制因子,不同天敌种群对麦蚜种群动态的影响不同且综合作用关系复杂.通过构建结构方程模型,刻画了多个天敌种群综合作用下麦蚜种群状态的变化规律;再通过验证性因子分析,检验和拟合所构建的模型,分析多个天敌种群对麦蚜种群的综合影响并给出优势天敌种群,为科学防治虫害提供了理论依据.

考虑生态环境的灌区双水源区间两阶段模糊可信性约束模型

对水资源进行合理的优化配置是缓解水资源短缺问题和遏制生态环境持续恶化的重要途径之一。为了实现水资源的可持续利用和生态环境的良性循环,该研究针对灌区水资源配置系统中存在的复杂性和不确定性,以黑龙江省建三江垦区为研究区,将水质污染治理成本(生态补偿费用)与系统经济收益相结合作为目标函数,引入离散区间、概率分布函数及模糊数表示系统中的多重不确定性,通过设置不同的可信性置信水平解决带有违规风险概率的模糊风险问题,进而建立考虑生态环境的区间两阶段模糊可信性约束规划模型。通过对模型求解,实现地表地下水资源在典型作物间合理的优化配置,得到不同来水情境下生态补偿费用、不同水源不同作物的最优配水方案及不同可信性置信水平下系统最大经济效益,结果表明:模型能够反映系统中的不确定性,有效平衡系统收益与违规风险,并通过满足生态需水和农业排污约束以促进系统经济效益和生态环境的协调发展;当来水水平分别为低、中、高3种流量时,研究区地表水生态补偿费用和地下水生态补偿费用均呈现下降的趋势;当可信性置信水平为1.0时,系统经济收益为29.88×10^(8)~52.18×10^(8)元,当可信性置信水平为0.5时,系统经济收益为31.17×10^(8)~53.44×10^(8)元,系统收益值随着可信性置信水平的降低而升高,管理者可根据实际情况和风险偏好选择科学合理的决策方案,以实现水资源的高效利用与可持续发展。该研究所构建的不确定性优化模型和作物配水结果可为类似地区的水资源优化配置提供参考。

ENSO事件对山东苹果生产的影响Ⅱ:不同ENSO年型下农业气象灾害变化及对苹果产量的影响

苹果作为山东优势果品之一,其生产受农业气象灾害影响较大。探究厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件下山东农业气象灾害演变规律及其对山东苹果产量的影响,对指导当地苹果生产具有重大意义。本文基于山东1991-2019年逐日气象观测数据、地市级苹果种植统计数据及ENSO事件数据,利用数理统计分析和ArcGIS空间表达,得出以下结论:1)1991-2019年不同ESNO年型下农业气象灾害发生情况区域差异显著。6-8月果实膨大期厄尔尼诺年干旱灾害发生较为频繁,共计78次,干旱频率最高约50%;中性年雨涝灾害较为严重,高达60次。鲁西、鲁中等热量资源充足地区,干旱发生较为频繁;鲁南降水资源较为充沛地区,雨涝灾害发生频繁。鲁东、胶东半岛等地3-5月苹果花期极端低温灾害发生较为频繁,发生日数约7~9 d·a^(-1),频率约为60%-100%。鲁西等地是6-8月苹果果实膨大期高温热害的高发区,发生天数11~15 d·a^(-1)。2)不同ESNO年型下,干旱与厄尔尼诺年呈正相关,与拉尼娜年呈负相关。3-10月苹果可生长期厄尔尼诺年南方涛动指数与雨涝呈正相关,拉尼娜年、中性年南方涛动指数与雨涝呈负相关。3-5月苹果花期低温灾害与厄尔尼诺年南方涛动指数呈负相关;与拉尼娜年、中性年南方涛动指数呈正相关。3)3-10月苹果可生长期,厄尔尼诺年,胶东半岛地区干旱加剧,导致苹果减产率上升;中性年,雨涝灾害使得苹果减产减收的影响加重。6-8月苹果果实膨大期,拉尼娜年、中性年,鲁西地区干旱与苹果减产率呈正相关;中性年,山东大部分地区雨涝与苹果减产率呈正相关。厄尔尼诺年苹果减产率受极端低温灾害影响较小,高温热害影响较大;拉尼娜年、中性年山东大部分地区低温冷害、冻害天数增加,导致苹果减产率上升,风险加大。苹果生产中谨防厄尔尼诺年高温、干旱,拉尼娜年、中性年应预防低温、雨涝灾害对苹果产量、品质的损害,确保苹果产业健康可持续的生产。

籽粒灌浆过程气候因子对不同品质类型春小麦产量和蛋白质含量的影响之二:水分的影响

对 3个不同品质和产量类型的春小麦品种在籽粒灌浆过程进行水分处理。结果表明 ,高产品种东农774 2和新克旱 9号产量均随水分增多而增加 ,水分较少时增加明显 ,水分较多时变化趋缓 ;低产品种Roblin的产量在灌水量为 80mm水平时达最大 ,此后随水分增多而下降。东农 774 2和新克旱 9号蛋白质含量随水分增多呈下降趋势 。

气候变化对黑龙江省黑土区玉米气候生产潜力的影响

在气候变化背景下,根据黑龙江省黑土区24个市县1961-2010年气象资料,利用数理统计分析方法,研究近50年该区域生长季温度、降水以及玉米生产潜力的变化趋势;利用ArcGIS技术分析玉米气候生产潜力年代潜力差值和年际变异系数时空变化。结果表明,近50年生长季平均气温呈上升趋势,降水量呈减少趋势;尽管气温升高导致玉米光温生产潜力增加,但降水量的减少趋势使玉米气候生产潜力整体呈减少趋势;玉米气候生产潜力年代差值显著;研究区内哈尔滨地区、巴彦县、五常市等地玉米气候生产潜力变异系数低,风险较小,有利于作物的安全生产,其余地区稳定性较差。

籽粒灌浆过程气候因子对不同品质类型春小麦产量和蛋白质含量的影响之三:光照的影响

在籽粒灌浆过程中对3个不同品质类型的春小麦品种进行遮光处理。结果表明,3个品种产量均随灌浆期光照度增大而增加,而蛋白质含量则随光照增大而下降,原因是产量的提高稀释了蛋白质含量。

黑龙江省热量资源变化特征及对水稻不同发育期生长的影响

【目的】明确黑龙江省热量资源变化特征及对水稻不同发育期生长的影响,为理解和评价气候变化对水稻生产的影响提供科学依据。【方法】利用黑龙江省28个农业气象站点1974—2016年≥10℃积温、逐日最高气温、逐日最低气温及水稻发育期和产量数据,运用线性倾向估计法、相关性分析法等对黑龙江省水稻不同发育期的热量资源时空变化及其对水稻生长和产量的响应进行分析。【结果】水稻生育期内≥10℃积温、逐日最高气温、逐日最低气温等热量资源呈增加趋势,空间上从北到南、由东向西逐渐增加;水稻整个生育期长度逐渐延长,但营养生长和生殖生长并进期略有缩短;生殖生长期持续天数与生殖生长期≥10℃积温、营养生长和生殖生长并进期持续天数与营养生长和生殖生长并进期≥10℃积温、营养生长期持续天数与营养生长期最高气温和营养生长期最低气温、气象产量与营养生长和生殖生长并进期≥10℃积温和营养生长期最低气温,呈极显著相关(P<0.01),相关系数分别为-0.719、0.712、-0.606、-0.501、0.537和0.554。营养生长期持续天数与营养生长期≥10℃积温,气象产量与营养生长期最低气温、生殖生长期最高气温和营养生长期最高气温呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.337、0.318、0.374和0.349。【结论】1974—2016年黑龙江省热量资源呈增加趋势,对水稻生长有利,导致水稻产量增加。

寒地井灌稻区节水灌溉条件下土壤温度变化及水稻产量效应

针对三江平原井水灌溉水温偏低,致使田间气温和土壤温度过低,影响水稻的正常发育,造成严重减产的现状,通过田间试验研究了节水灌溉条件下田间土壤温度的变化以及水稻的产量效应。结果表明:控制灌溉,全生育期不建立水层,土壤含水量低,土壤升温快,平均土温始终高于间歇灌溉(对照),各层土壤平均温度比间歇灌溉高1℃左右。土壤温度的差异对水稻产量的提高有着显著的影响,控制灌溉比间歇灌溉分蘖量提高了10%,每平方米穗数提高了7%,每穗实粒数提高11%,增产7.8%,节水10.4%。寒地井灌稻区采取控制灌溉技术,节水、增温、增产,为解决低温冷害提供了有效的途径。

不同播期对春小麦产量及蛋白质含量的影响研究

试验研究春小麦分期播种不同发育阶段气候因子对其生长发育、产量及品质的影响结果表明 ,哈尔滨地区春小麦适宜播期为 4月中旬后期 (4月 14～ 2 1日 ) 。

黑龙江省农业界限温度时空变化特征分析

利用黑龙江省78个站点1965~2014年日平均气温数据,采用五日滑动平均法、线性倾向估计法、距平分析法和SPSS相关性分析法,分析黑龙江省稳定通过≥0℃、≥3℃、≥5℃、≥10℃农业界限温度起止日期及持续日数特征。结果表明,黑龙江省1965~2014年,≥0℃、≥3℃、≥5℃、≥10℃界限温度起始日期均呈提前趋势,每10年分别提前1.2、0.8、1.1和1.6 d;终止日期呈延后趋势,每10年分别延后1.5、1.1、0.9和0.8 d;对应的界限温度持续日数依次为209.9、191.5、179.0和141.1 d,界限温度持续日数呈增加趋势,每10年分别增加2.8、1.8、2.1和2.4 d。界限温度空间变化随纬度降低起始日期呈提前趋势,终止日期呈延后趋势,持续日数从北至南呈U型增加趋势,其中东南部大庆地区和西南部牡丹江地区起始日期出现较早,终止日期延后较多,持续天数普遍高于北部地区。除≥10℃界限温度,各界限温度起止日期及持续日数与年平均气温均在0.01水平上显著相关。

温度、氮输入对洪河湿地CO_2通量的影响

采用静态箱-气相色谱仪法,对洪河湿地CO2呼吸通量进行观测,模拟不同水平氮输入湿地,设计0、20、40、60 g.m-2四种氮水平及秸秆还田处理,探讨不同氮水平对洪河湿地CO2释放的影响。结果表明,7月生态系统呼吸通量高于其他月份,呈现出季节变化的单峰模式。湿地CO2通量与温度具有相关性,其中与5 cm深土壤温度相关性最强,呈指数相关关系。不同氮水平系统呼吸通量与5 cm地温二次相关。氮输入促进了湿地CO2排放,且中氮量输入(N2PK)释放量最多,秸秆还田技术能抑制中氮输入量产生的高呼吸通量。

不同时期水分对春小麦产量的影响

运用二次正交旋转组合设计方法，以５、６、７月降水量为变量因子，利用防雨棚控制降水环境，研究了不同时期水分对春小麦产量的影响。结果表明，５、６月份（拔节、抽穗期）降水量是小麦产量的限制因子；７月份（灌浆期）降水量对产量影响较小。一般在５、６月份降水较多的情况下，产量较高；而７月份降水较多时产量较低。通过对模型优化分析，提出了两品种小麦适宜综合水分指标为：喜水肥品种龙麦１２号５、６、７月平均降水量为：６１．４、１０７．３、１３７．０ｍｍ；抗旱品种克旱１０号５、６、７月平均降水量为：４４．０、１０６．６、１１７．０ｍｍ。在此条件下，小麦产量可望达２２５ｇ／（６６６．７ｍ２）。

不同生育期喷施稀土镧和铈对大豆膜透性的Hormesis效应

以大豆东农42和东农47为试验材料,采用盆栽方式,研究苗期和开花期分别喷施不同浓度的LaCl_3和CeCl_3对大豆叶片膜透性的Hormesis效应。结果表明,LaCl_3和CeCl_3对2个大豆品种膜透性Hormesis效应的影响存在相近规律,低浓度LaCl_3和CeCl_3均能降低植株叶片的膜透性,开花期喷施好于苗期,稀土La的效果好于稀土Ce;喷施稀土的hormesis效应品种间也存在差异性,喷施低浓度稀土东农42膜透性低于东农47。

籽粒灌浆过程气候因子对不同品质类型春小麦产量和蛋白质含量的影响之一:温度的影响

对 3个不同品质类型的春小麦品种在籽粒灌浆过程进行温度处理。结果表明 ,温度略低时 (比对照低2 .5℃ ) ,3个品种千粒重均增加 ,温度继续降低 (比对照低 5℃ ) ,3个品种千粒重、主穗和单株粒重均下降。随温度升高 ,千粒重、主穗和单株粒重均下降。 3个品种籽粒蛋白质含量随温度升高均明显增加。温度略低时变化不明显 ,温度继续降低时 ,高蛋白品种Roblin和东农 7742蛋白质含量增加 ,而低蛋白品种新克旱 9号无显著变化。

不同降雨年型下反枝苋和大豆光合特征的比较

为揭示不同降雨年型下C4外来杂草与C3作物的竞争机制,以C4外来杂草反枝苋和C3作物大豆为研究对象,利用盆栽试验,设置3种降雨年型(高雨量、正常雨量和低雨量),比较单种和混种模式下两种植物的气体交换参数、光合色素含量和比叶面积的差异。结果显示,在相同降雨年型和栽培模式下,反枝苋的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及光合水分利用效率均高于大豆;反枝苋在三种降雨年型苗期均保持较高的净光合速率,不受降雨年型影响,但大豆净光合速率受降雨年型的影响显著;在低雨量年型下反枝苋光合水分利用效率最大,大豆光合水分利用效率最小。两种植物的这些差别很可能是反枝苋成功入侵东北大豆田的重要原因。

基于降水量的黑龙江省玉米种植适宜性研究

利用黑龙江省63个气象站点1965~2014年降水资料,运用降水距平百分率、Mann-Kendall突变检验和标准化降水指数等研究方法,分析黑龙江省近50年来不同区域间降水变化趋势和特点,结合玉米生长需水特征判断玉米易缺水时段。结果表明,近50年全省玉米生长季降水量平均值约457.7 mm,可满足玉米生长发育对水分基本需求;黑龙江省各区域中,中南部地区、三江平原区和北部地区生长季降水量高于全省平均值,西部地区低于全省平均值,特别是泰来和肇源,生长季降水量平均值低于375 mm,必须依靠灌溉维持玉米正常生长;黑龙江省中南部地区和北部地区生长季降水量年际间变化较小,三江平原地区和西部地区则波动较大,易发生水旱灾害;黑龙江省近50年生长季降水量主要发生2次突变,分别在20世纪80年代初期和90年代中后期;黑龙江省西部地区玉米生长期基本均处于缺水状态,需灌溉补充水分,其他地区缺水期主要在6月和7月。研究可为黑龙江省降水研究和玉米种植区水资源配置等提供参考。