基于蒸渗仪实测的参考作物蒸散发模型北京地区适用性评价

参考作物蒸散发（ET0,reference evapotranspiration）是计算植被耗水量、分析区域水分平衡、管理水资源的基本参数。由于区域间气象条件的差异,ET0模型在不同地区表现出不同的适用性。蒸渗仪实测是欧美地区评价参考作物蒸散发模型的经典方法,而中国尚少研究,华北地区未见报道。2012年生长季（4-10月）,应用自动称重式蒸渗仪实测高羊茅草坪蒸散评价了Penman-Monteith（FAO-56）、Hargreaves-Samani、Priestley-Taylor、Penman-van Bavel模型在北京地区的适用性。在2个蒸渗仪中建植冷季型高羊茅草坪,以获得ET0标准数据。试验地安装Dynamet气象站,自动测量并记录气象数据：空气温度、空气相对湿度、太阳总辐射和高度2m的风速,用于模型计算参考作物蒸散发。应用线性回归与均方根误差（RMSE）、一致性指数（d）2个指标评价模型的预测准确性。研究结果表明,太阳总辐射与月蒸散之间呈现较强的线性关系（R2=0.95,p=2.72×10^-7）,说明太阳辐射能量是驱动SPAC（soil-plant-atmosphere continuum）系统中水分从植被向大气运动的主要动力。随着时间尺度减小,模型的估算准确度降低。由于模型的输入参数不同,在ET0计算中出现了不同方向的偏差。月尺度上,Priestley-Taylor模型低估,而Penman-Monteith、Hargreaves-Samani和Penman-van Bavel模型高估了蒸散。日尺度上,Hargreaves-Samani模型和Penman-van Bavel模型略微高估了日蒸散,比率分别为1.0167和1.0526;Penman-Monteith模型和Priestly-Taylor模型低估了日蒸散,比率分别为0.8204和0.7593。时尺度上,除了Priestly-Taylor模型全部得出最低的数值,其余模型在不同天气类型下得出不同的计算结果。综合月、日、时3个时间尺度的评价结果,Penman-van Bavel是最准确的ET0计算公式,RMSE分别为0.63 mm/d（月）、1.43 mm/d（日）、0.087mm/h（时）,d值分别为0.96（月）、0.89（日）、0.87（时）。Penman-Monteith模型的计算准确性比Penman-van Bavel模型略低,d值为0.73~0.93。

9种观赏草苗期耐盐性评价及NaCl胁迫对芨芨草生长的影响

采用砂培法,对质量浓度0(对照)、5、10、15、20和30 g.L-1NaCl胁迫条件下长芒草(Stipa bungeana Trin.)、丽色画眉草〔Eragrostis spectabilis(Pursh)Steud.〕、狼尾草〔Pennisetum alopecuroides(L.)Spreng〕.、‘小兔子’狼尾草(P.alopecuroides‘Little Bunny’)、拂子茅(Calamagrostis brachytricha Steud.)、野古草〔Arundinella hirta(Thunb.)Tanaka〕、远东芨芨草〔Achnatherum extremiorientale(Hara)Keng〕、芨芨草〔A.splendens(Trin.)Nevski〕和须芒草(Andropogon scoparius Michx.)幼苗的存活率和死亡率进行了分析,并根据植株死亡率、植株存活或出现死亡的NaCl质量浓度和5 g.L-1 NaCl胁迫条件下6个生长指标的聚类分析结果对9种观赏草的耐盐性进行了评价;在此基础上,对NaCl胁迫条件下耐盐性最强的芨芨草生长指标的变化进行了详细分析。结果表明:采用植株死亡率、植株存活或出现死亡的NaCl质量浓度以及生长指标的聚类分析结果都可对供试9种观赏草的耐盐性进行评价,评价结果有一定的差异但表现出相似的趋势;综合3种方法的评价结果,9种观赏草的耐盐性可被分为4个等级:芨芨草最强;狼尾草、‘小兔子’狼尾草、丽色画眉草和长芒草较强;须芒草中等;拂子茅、远东芨芨草和野古草最弱。在NaCl胁迫条件下,芨芨草栽培基质及其渗出液的电导率随NaCl质量浓度的提高逐渐增大;而芨芨草的不同生长指标对NaCl胁迫的响应有差异,其中,NaCl胁迫对芨芨草根长的影响较小;随NaCl质量浓度的提高,芨芨草的苗高、分蘖数、根数、茎叶干质量和根干质量以及叶绿素相对含量均逐渐降低,而根冠比逐渐增大。在NaCl质量浓度高于10 g.L-1条件下,芨芨草幼苗可以存活;而在NaCl质量浓度不高于10 g.L-1条件下,芨芨草幼苗可以维持生长。实验期间的极端高温及极端低温以及栽培基质电导率的变化均对芨芨草幼苗的生长和耐盐性有一定的影响。

甜樱桃组培苗的生根研究

研究了基本培养基(1/2WPM,1/2F14,1/2MS)、培养方式(液体培养、根部黑暗、两步生根法)和生长素浓度对甜樱桃(PrunusaviumL.)品系"6-7"组培苗生根的作用效果。结果表明,1/2F14为最适基本培养基;液体培养对组培苗的生根有很大的促进作用,根部黑暗条件培养次之,两步生根法作用不明显;生长素质量浓度配比以IBA1.0mg/L+NAA1.0mg/L效果最好,生根率可达89.7%。据此认为,要提高组培生根困难的木本植物的有效生根率,以岩棉为支撑物的液体培养是一项有效措施。

基于半致死浓度的观赏草萌发期和幼苗期耐盐性评价

为了评价九种观赏草的耐盐性,以半致死浓度为指标,研究了NaCl、Na2CO3及混合溶液对种子萌发的影响,以及NaCl溶液对幼苗成活的影响。结果表明,相同浓度下,Na2CO3溶液对这些草种萌发的胁迫作用比NaCl溶液更重。九种观赏草种子萌发期的耐盐性由强到弱为狼尾草、远东芨芨草、‘小兔子’狼尾草、芨芨草、拂子茅、丽色画眉、野古草、须芒草、长芒草,半致死NaCl浓度为1.59%～0.71%,溶液电导率为25.09～12.41dS/m。九种观赏草幼苗期的耐盐性由强到弱为:芨芨草、‘小兔子’狼尾草、狼尾草、丽色画眉、须芒草、长芒草、远东芨芨草、拂子茅、野古草,除了芨芨草和‘小兔子’狼尾草以外,其余七种观赏草的半致死NaCl浓度为4.25%～0.36%,溶液电导率为55.78～7.02dS/m。

实测草坪蒸散量评价P-M模型在北京地区适用性

为了研究北京地区的参考作物蒸散(reference evapotranspiration,ET0)特征以及Penman-Monteith(P-M)模型的适用性,2012-2014年生长季,应用蒸渗仪实测了冷季型高羊茅(Festuca arundinacea)、暖季型野牛草(Buchloe dactyloides)和乡土草种青绿苔草(Carex leucochlora)3种草坪的蒸散,应用自动气象站监测了试验地的太阳辐射、温度、空气相对湿度、风速等气象参数,通过P-M模型计算获得了ET0。将同期的P-M模型计算值与实测值进行了不同天气以及不同尺度下的比较分析,应用线性回归斜率与决定系数(R2)以及均方根误差(root mean square error,RMSE)与一致性指数(d)等统计参数进行了一致性评价。结果表明,P-M模型计算ET0与实测值在日、周、月尺度上均呈现一致的变化趋势。北京地区ET0高峰出现于5月,蒸散速率分别为4.18±0.27(P-M模型)、4.43±0.98(高羊茅)、3.96±0.23(青绿苔草)、3.53±0.25 mm/d(野牛草),10月最低。P-M模型计算的ET0与太阳辐射、平均气温、最高气温均呈极显著的线性关系,其中ET0与太阳辐射回归的R2最高,达到0.885。天气影响P-M模型的准确性,P-M模型计算ET0与草坪实测值的比值随着太阳辐射的降低(从晴天到雨天)而升高。P-M模型高估了阴雨天下的ET0。P-M模型计算ET0与实测值的RMSE和d值均随评价尺度减小而增大。实测ET0在3种草坪间差异显著,高羊茅>青绿苔草>野牛草。P-M模型计算ET0与高羊茅实测值的一致性最高,具有接近1.0的回归方程斜率(0.99~1.03)、最小的均方根误差(0.62~1.05 mm/d)和最高的一致性指数(0.89~0.90)。P-M模型在北京地区有较好的适用性,但在阴雨天气及春季低温情况下会高估ET0。

基质和覆盖对观赏草容器苗越冬的影响

越冬是观赏草容器苗生产的关键环节,选择北京地区有代表性的5种观赏草,研究了基质和覆盖对其容器苗越冬的影响。试验结果表明,草炭改善了基质的物理性质,随着草炭含量增加,基质的含水量、田间持水量和孔隙度升高,容重降低。覆盖有效提高了基质的含水量,使观赏草容器苗提前萌芽,促进效果从大到小依次为塑料、覆膜无纺布、无纺布。5种观赏草的耐寒性从强到弱为拂子茅、狼尾草、野古草和须芒草、细叶芒。拂子茅、狼尾草、野古草和须芒草的容器苗不需覆盖可越冬,基质对其萌芽没有明显影响。对于耐寒性较差的细叶芒,基质影响裸露容器苗的越冬萌芽率,采取园土与草炭同体积配制的基质有利于细叶芒种苗越冬。细叶芒的容器苗需要采取覆盖防寒措施。因为揭开塑料后萌出的叶片可能凋萎,建议采取覆膜无纺布或无纺布作为覆盖材料。

青绿苔草蒸散特性及与其他草坪地被的比较研究

青绿苔草(Carex leucochlora)是北京地区的乡土草坪地被植物。为缓解园林灌溉和水资源紧缺之间的矛盾,实施节水灌溉,2012-2014年采用自动称重式大型蒸渗仪研究了青绿苔草草坪的蒸散特性,与北京地区代表性的草坪地被高羊茅(Festuca arundinacea)、野牛草(Buchloe dactyloides)、山麦冬(Liriope spicata)进行了对比分析,并对各种草坪地被的灌溉需水量进行估测。结果表明,青绿苔草在不同月份的蒸散速率不同,5月的蒸散速率最高为3.96±0.23mm·d^(-1),月作物系数为0.73±0.09~0.95±0.03。青绿苔草草坪的蒸散速率高于同种地被。青绿苔草草坪地被的蒸散速率明显低于高羊茅草坪,略低于山麦冬地被,略高于野牛草草坪。以平均值计算,高羊茅、山麦冬、野牛草的蒸散速率分别是青绿苔草的1.40倍、1.11倍、0.98倍。充足水分供应条件下,生长季灌溉需水量从低到高为青绿苔草地被(110.9~136.2mm)、野牛草草坪(167.1mm)、青绿苔草草坪(191.7mm)、山麦冬地被(233.6mm)、高羊茅草坪(352.2mm)。

不同灌溉水平下石竹的水分蒸散研究

为了评测园林常用宿根花卉石竹在北京地区的水分需求,2006年利用蒸散量反馈式灌溉原理,采用小型蒸渗仪研究了石竹一年生苗在100%ETc、75%ETc、50%ETc、25%ETc4个灌溉水平下的水分蒸散。结果表明,6—10月石竹的蒸散量随灌溉量减少而降低,不同灌溉水平间蒸散量差异显著;同一灌溉水平下各月之间蒸散量差异显著。4个灌溉水平下石竹6—10月的总蒸散量分别为432.6、315.5、220.6、118.0 mm。利用Penman-Monteith蒸散量经验模型计算潜在蒸散量ET0,得出石竹6—10月的作物系数Kc为0.63-1.12。根据实测蒸发皿的蒸发量计算出石竹6—10月的需水系数α为0.93-1.77。随着植物的生长,Kc和α值在9月达到高峰。测量石竹在8—10月的日蒸散,在12：00时蒸散量最大,为单峰曲线;但在水分胁迫情况下会出现蒸腾午休现象,表现为双峰曲线。4个灌溉水平下石竹的蒸散量均低于北京地区的自然降雨,总降雨量可以满足石竹的水分需求,但鉴于降雨季节性分布不均衡,春秋季节适当灌溉可以延长观赏期。

4种宿根花卉北京地区水分蒸散规律与节水灌溉

为指导节水灌溉,2006年在北京市小汤山镇国家精准农业研究示范基地利用小型蒸渗仪研究了石竹、萱草、鸢尾、八宝景天4种宿根花卉人工控制条件下的蒸散规律。采用蒸散量反馈式灌溉原理设置了4个灌溉水平:100%ETc(ETc为充足灌溉水平下植物的实际蒸散量)、75%ETc、50%ETc、25%ETc。100%ETc灌溉水平下石竹和萱草出现7和9月蒸散高峰,鸢尾和八宝景天的蒸散曲线平缓,它们6—10月的总蒸散量分别为432.61、332.40、186.93和161.37 mm。根据2006年试验地的实际降雨情况,6—8月4种植物均不需补充灌溉,但9、10月需补充灌溉,补充灌溉量分别为185.38、154.32、48.52和42.15 mm。测量、记录4个灌溉水平下各种植物的生长和观赏指标,数据分析结果表明,相比100%ETc的充足灌溉水平,在75%ETc的轻微干旱胁迫下,石竹、萱草、鸢尾的生长没有显著差异,而八宝景天即使在50%ETc的水平下生长和观赏性状也没有显著变化,说明八宝景天的耐旱性最强。因此石竹、萱草和鸢尾可以采取75%ETc,而八宝景天采取50%ETc的节水灌溉标准,相比充足灌溉分别节水46.35、38.58、12.13和21.08 mm。

亏缺灌溉对青绿苔草生理与生长的影响

青绿苔草为干旱半干旱的北方地区适宜应用的地被植物。采用盆栽法研究亏缺灌溉对青绿苔草生理与生长的影响。采取同时不同量的灌溉处理方法,根据充足灌溉下对照植株消耗的水量(ETc),设定75%ETc、50%ETc、25%ETc3个亏缺灌溉水平,以100%ETc为对照。结果表明,随着亏缺程度的加深与处理时间的延长,土壤水势和土壤含水量显著下降,25%ETc处理下土壤水势和相对含水量分别降低到(-79.5±1.3)kPa、18.3%±1.1%;叶水势由(-1.37±0.11)MPa显著下降到(-2.30±0.16)MPa;气孔导度、净光合速率和蒸腾速率显著下降,水分利用效率显著提高;丙二醛含量显著增加,最高比对照增加269.0%;株高、冠幅、叶片SPAD值、分蘖数、茎叶干重、根干重均显著下降,根冠比升高。即使75%ETc的亏缺灌溉对植株的生理和生长产生了显著影响,说明青绿苔草对水分亏缺比较敏感;但所有处理下植株均生长正常,未表现出受害症状,反映了青绿苔草对干旱具较强的适应性。

四种观赏草在北京地区的蒸散规律与适宜灌溉量研究

为了掌握多年生观赏草在北京地区的水分需求,2006年采用蒸散量反馈式灌溉方法,利用小型蒸渗仪研究了4种观赏草野古草、细茎针茅、宽叶拂子茅、蓝羊茅的蒸散规律。6^-10月间,除10月外,4种观赏草间的蒸散量存在显著差异;除蓝羊茅外,同一种观赏草不同月份间蒸散量差异显著,野古草、细茎针茅、宽叶拂子茅、蓝羊茅6^-10月的总蒸散量分别为812.84,642.26,524.02,333.49 mm。暖季型观赏草野古草和宽叶拂子茅9月蒸散量最高,冷季型观赏草细茎针茅和蓝羊茅7月蒸散量最高。根据2006年的实际降雨量,野古草和细茎针茅7^-10月均需灌溉,宽叶拂子茅和蓝羊茅9、10月需灌溉,适宜灌溉总量分别为440.80,268.45,267.09,108.02 mm。利用Penman-Monteith蒸散量经验模型计算各月的潜在蒸散量ET0,得出野古草、细茎针茅、宽叶拂子茅、蓝羊茅6^-10月的作物系数分别为0.63-2.15、0.64-1.84、0.38-1.46、0.56-0.77。根据实测蒸发皿的蒸发量计算出野古草、细茎针茅、宽叶拂子茅、蓝羊茅6^-10月的需水系数分别为1.02-3.40、0.94-2.47、0.61-2.31、0.89-0.98。对估算灌溉量的影响因素进行了讨论。

草炭对野古草容器苗生长和萌芽的影响

野古草（Arundinella hirta（Thunb.）Tanaka）是近年新开发的多年生草本园林植物,需要培育合格的容器苗以满足园林绿化施工的要求。于是,在2008年2月-2009年5月研究草炭与园土不同配比的基质对野古草容器苗生长和越冬萌芽的影响。结果表明：在野古草容器苗培育的不同阶段（15 cm营养钵和30 cm营养钵）对基质的要求不同,在5 cm营养钵培育时期,可以采用草炭含量33%~100%的基质,在30 cm营养钵培育时期,适宜采用草炭含量50%~67%的基质;应用WinRHIZO根系扫描系统分析不同基质中野古草的根系,根系的总长度、总表面积和总体积随着基质中草炭含量的增加而增加;园土中添加草炭改善了基质的理化性质,含水量、田间持水量、总孔隙度增加,容重降低,从而促进野古草容器苗根系的生长发育,植株株高、冠幅、分蘖数、花序数、生物量等均增加;基质中草炭含量和覆盖处理影响种苗的越冬萌芽;纯草炭作为基质延迟萌芽。覆盖处理提高了基质的含水量、温度等,使容器苗的越冬萌芽率达到100%。

血清学方法和分子生物学方法检测植物病毒研究进展

血清学方法是目前最常用的植物病毒检测方法 ,分子生物学方法检测植物病毒正处于从实验研究转向实际应用阶段。介绍了这 2类方法的研究进展、应用状况 ,并对几种常用方法 (ELISA、RT -PCR、IC -PCR、hybridization)

北京市河流滨岸带植被调查

采用样地样方调查法,通过Margalef指数、Shannon-weiner指数和Pielou指数综合分析了北京市3条主要河流(潮白河、拒马河、清水河)的滨岸带植被物种丰富度、多样性及均匀度。结果表明:在11个样地中共记录植物74科248种,其中蕨类植物3科7种,双子叶植物56科166种,单子叶植物15科75种。清水河滨岸带的植物Mar-galef指数、Shannon-weiner指数和Pielou指数均高于潮白河与拒马河,植被状况保持较好。

观赏草——自然园林中飘逸潇洒的精灵

了解观赏草的生物生态特性是应用观赏草的基础。根据对温度的反应不同,暖季型观赏草和冷季型观赏草表现不同的年度生长发育特点,从而需要配置不同的植物,采取不同的养护措施。观赏草对瘠薄土壤和干旱具有很强的适应能力,部分品种可以适应从全光照到遮荫的较广范围,能够在，

油松对赤松毛虫的诱导化学防御

对受赤松毛虫为害与未受害油松的二年生针叶及用这两种油松的完整针叶饲养的赤松毛虫幼虫生长发育情况进行了测定分析，发现植株受害后针叶异亮氨酸酪氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、含量增加，氨基酸总量及多数游离氨基酸含量下降；水溶性总糖、粗脂肪、单宁、生物碱含量及总糖／氨基酸比例上升；脂肪酸、酚类、萜烯、矿质元素均有较大幅度变化，用受害后油松针叶饲养的幼虫摄食量减少３３５％，死亡率升高１０％，产卵量减少。

观赏草景观效果评价指标体系及其模糊综合评判

从生态价值、资源价值和美学价值三方面构建了观赏草景观效果评价指标体系,并应用模糊综合评判方法对北京植物园和南中轴公共绿地的观赏草景观效果进行了评价.结果表明:通过该评价体系得出北京植物园和南中轴公共绿地观赏草景观很美的隶属度分别为0.459和0.413,美的隶属度分别为0.302和0.301.评价结果与公众感觉和反应一致,说明该方法适用于观赏草景观效果的分析评价.

基于称重式蒸渗仪实测日值评价16种参考作物蒸散量(ET_0)模型

参考作物蒸散量(ET_0)的准确估算是作物需水量及区域农业水分供需计算的关键,尽管已提出大量方法,但缺乏基于实测值的严格检验。本文利用北京小汤山2012年称重式蒸渗仪实测日值,检验16个ET_0模型,包括5个综合法、6个辐射法、5个温度法模型。依据均方根误差RMSE值,各模型估算效果的排序为FAO79 Penman=1963 Peman>1996 Kimberly Penman>FAO24 Penman>FAO56 Penman-Monteith(PM)>Turc>FAO24 Blaney-Criddle(BC)>DeBruin-Keijman>Jensen-Haise>Priestley-Taylor(PT)>FAO24Radiation>Hargreaves>Makkink>Hamon>Mcloud>Blaney-Criddle(BC)。总体而言,综合法表现最好,其RMSE在1.33~1.47mm·d^(-1),以FAO79 Penman和1963 Penman为最好;辐射法次之,其RMSE在1.48~1.77mm·d^(-1),以Turc最好;温度法检验效果最差,其RMSE在1.50~2.68mm·d^(-1),以FAO24 BC为最好。FAO79Penman和1963 Penman比最好的辐射法和温度法模型的精度分别高10%和13%。综合法、辐射法模型普适性好于温度法的原因在于其均含有影响ET_0的关键因子——辐射或饱和水汽压差VPD。所有模型均具有低蒸发条件下高估、高蒸发条件下低估的阈值特点,综合法及辐射法平均低估0.14mm·d^(-1)和0.33mm·d^(-1),而温度法平均高估0.52mm·d^(-1)。前两类方法 ET_0阈值相对较低,更适于低蒸发力条件,而温度法较适于高蒸发力条件。所有综合法、辐射法模型及温度法的Hargreaves和FAO24 BC法估算值与实测值变化趋势一致,说明模型结构合理,可通过参数校正提高精度;但对于与实测值趋势不吻合的温度法,模型结构尚需优化。VPD和最大湿度RHx是影响综合法、辐射法估算偏差的两大主要因子,其中VPD对低估类模型偏差影响最大,且偏差随着VPD增加而增大;而RHx对高估类综合法模型(1963 Penman、FAO79 Penman)偏差影响最大,且偏差随RHx增加而减小。校正后的PT(1.38)、Makkink(0.83)、Turc(0.014)及Hamon(1.248)系数大于原系数,而Hargreaves(0.0019)和BC(0.192)校正系数低于原系数。此外,PT与Hamon的系数利用最小相对湿度、Turc和Makkink系数利用VPD、Hargreaves和BC系数利用辐射或日照时数能得到最佳估算。FAO56 PM表现不佳(RMSE=1.47mm·d^(-1))的原因与站点气候干燥程度、较低的空气动力项权重有关。后人对原始Penman式的诸多修正并没有显著改善精度,因此建议在类似气候条件地区继续使用老版本Penman式。同时,对FAO56 PM的进一步检验将有助于回答"FAO56 PM是否真正比其它综合法具有优势,在何种气候下表现好,在高蒸发条件下低估是否为普遍现象"等科学问题。

北京地区野生禾本科观赏草资源调查及繁殖特性研究

调查了北京地区野生禾本科观赏草资源的种类、分布和观赏特性,提出了它们在园林景观中的应用范围;在培养箱条件下研究了温度对2种具有较大观赏潜力的草种——狼尾草(Pennisetum alopecuroides(L.)Spreng.)和大油芒(Spodiopogon sibiricus Trin.)种子发芽的影响;在田间条件下研究冬前和春季分根种植对二者成活率的影响;并在盆栽条件下研究育苗基质对狼尾草和野古草(Arundinella anomalaStend)幼苗生长的影响。结果表明:北京地区适宜做观赏草的野生草种有13种,分属9个属,其中仅求米草(Oplismenus undulatifolius(Arduino)Beauv.)为一年生,其余均为多年生;20℃(白天)/15℃(夜晚)最适宜狼尾草和大油芒种子发芽,发芽率在90%以上;狼尾草和大油芒春季分根成活率达100%,冬前分根移栽覆土条件下,前者成活率可达90%以上,且地栽植株的株高、分蘖和花序数明显高于盆栽条件;育苗基质对幼苗生长具有显著影响,纯壤土基质中,植株低矮,地上和地下生物量低;添加草炭可明显提高幼苗的株高、地上和地下生物量,壤土∶草炭(1∶1)是狼尾草和野古草育苗经济有效的基质。