基于DNDC模型模拟江汉平原稻田不同种植模式条件下温室气体排放

稻田被认为是温室气体CH_4和N_2O的主要排放源之一。湖北省江汉平原地区水稻常年种植面积约8×105 hm2,占湖北省水稻种植面积的40%左右。研究江汉平原地区稻田温室气体排放特征,对于评估区域稻田温室气体排放以及稻田温室气体减排具有重要意义。目前,DNDC模型已被广泛应用于模拟和估算田间尺度的温室气体排放,DNDC模型与地理信息系统(Arc GIS)结合,可进行区域尺度的温室气体排放模拟与估算。本研究以湖北省典型稻作区江汉平原为研究区域,运用DNDC模型模拟和估算江汉平原稻田区域尺度的温室气体排放。设置大田定点观测试验,监测中稻-小麦(RW)、中稻-油菜(RR)、中稻-冬闲(RF)3种种植模式下稻田温室气体CH_4和N_2O的周年排放特征。通过田间观测值与DNDC模拟值的比较进行模型验证,并利用获取DNDC模型所需的气象、土壤、作物及田间管理等区域数据,模拟江汉平原稻田不同种植模式下温室气体CH_4和N_2O的排放量。田间试验表明,江汉平原稻田RW、RR和RF模型的CH_4排放通量为-2.80~39.78 mg·m-2·h-1、-1.74~42.51 mg·m-2·h-1和-1.57~55.64 mg·m-2·h-1,N_2O周年排放通量范围分别为0~1.90 mg·m-2·h-1、0~1.76mg·m-2·h-1和0~1.49 mg·m-2·h-1;CH_4排放量RW和RR模式显著高于RF模式,N_2O排放量为RF显著低于RW和RR模式。模型验证结果表明,不同种植模式温室气体排放实测值与模拟值比较的决定系数(R2)为0.85~0.98,相对误差绝对值(RAE)为8.29%~16.42%。根据DNDC模型模拟和估算的结果,江汉平原区域稻田CH_4周年的排放量为0.292 9 Tg C,N_2O周年的排放量为0.009 2 Tg N,不同种植模式稻田CH_4排放量表现为RW>RR>RF,N_2O排放量表现为RW>RF>RR,增温潜势(GWP)表现为RW>RR>RF。不同地区稻田CH_4排放量表现为监利县>荆门市>公安县>天门市>仙桃市>洪湖市>松滋市>汉川市>潜江市>石首市>荆州市>江陵县>赤壁市>嘉鱼县,N_2O排放量表现为监利县>荆门市>公安县>洪湖市>仙桃市>天门市>汉川市>潜江市>松滋市>荆州市>江陵县>赤壁市>石首市>嘉鱼县。本研究结果表明DNDC模型能较好地应用于模拟江汉平原稻田温室气体排放,RR和RF模式相比RW模式可有效减少温室气体CH_4和N_2O的排放。

稻虾共作对稻田杂草群落组成及物种多样性的影响

为探究稻虾共作对稻田杂草群落组成及物种多样性的影响,运用植物群落生态学的方法,通过调查区域在1 a(RC1)、2 a(RC2)、4 a(RC4)和9 a(RC9)等4个不同稻虾共作年限稻田和1 a小区控制试验稻田(CK)田面和田埂杂草物种数变化、杂草数量变化以及杂草盖度变化,研究不同稻虾共作年限稻田杂草的群落变化特点及控草效果。结果显示:稻虾共作稻田的杂草生物多样性指标随年限增长表现出先降低后增加的趋势,CK的Simpson指数和Shannon多样性指数杂草优势度显著高于稻虾处理,RC4处理最低。Pielou均匀度指数RC9处理显著高于其他年限稻虾田,但与CK处理无显著差异。随稻虾共作年限的增加,稻田杂草总数表现出先降低后增加的趋势,均显著低于CK处理。不同种杂草的重要值(importance value,I值)随稻虾共作年限增长呈现不同的规律,千金子、稗草、双穗雀稗和飘拂草的I值随年限增加先降低后增加,通泉草、空心莲子草、鳢肠、鸭舌草等的I值在稻虾共作稻田中表现出小于水稻单作稻田并逐年降低的规律。在大田控制试验中,经过1 a稻虾共作模式后,稻田田内和田埂的杂草物种数、杂草个体数和盖度均显著降低。结果表明:短期稻虾共作对稻田杂草的抑制作用明显,长期的稻虾共作会逐步形成新的杂草群落结构,需要采取对应的杂草防控措施。

绵阳市森林草原火险气象等级预报研究与软件开发

为实现精细化、客观化、自动化的森林草原气象等级预报。基于气象大数据云平台提供的实况和预报资料,利用python编程语言,采用森林火险气象等级《GB/T367-2018》标准,研发绵阳市森林草原气象等级预报程序。结论:森林火险气象指数的预报值正确率较高,对绵阳市开展森林防灭火工作有较好的理论指导意义。