种植密度和品种对北疆机采棉营养器官形态结构及产量的影响

【目的】探究种植密度和品种对北疆机采棉营养器官形态结构及产量的影响。【方法】分别于2022年、2023年在乌兰乌苏农业气象试验站、玛纳斯农业试验站进行大田试验,选取2个棉花品种——中棉所127(V1)和欣试518(V2),设计3个种植密度分别为11株·m^(-2)(D1)、22株·m^(-2)(D2)和28株·m^(-2)(D3)。比较不同处理对棉花主茎与果枝的叶长、叶柄长、叶柄直径、节间长和节间直径以及产量性状的影响。【结果】2022年和2023年V1分别在D1和D2处理下的主茎和果枝的叶长、叶柄长以及节间长最小。2022年V2在D3处理下的主茎和果枝的叶长、叶柄长、叶柄直径及节间长均最小;2023年V2在D3处理下的主茎和果枝的叶柄长及节间直径最小。2022年在同一密度下,主茎和果枝的叶长及节间长均表现为V1≥V2;2023年在同一密度下,V1和V2的主茎和果枝的叶长、节间长和节间直径均无显著差异。2022年和2023年在同一密度下,V2的衣分均显著高于V1。2022年2个品种以及2023年V2的籽棉产量和皮棉产量均随种植密度的增大而增加。V1D3处理的籽棉产量在2022年最高,在2023年也较高;V2D3处理的皮棉产量在2年试验中均最高。【结论】本试验条件下较优的种植密度为28株·m^(-2),欣试518的皮棉产量更高。本研究结果可为完善CottonXL棉花功能结构模型提供数据支撑,为北疆机采棉适宜品种、密度的选择提供参考。

基于SPEI的北疆1961—2020年气象干旱变化特征

基于北疆26个主要气象站点1961—2020年逐日气象数据,选取标准化降水蒸散指数(SPEI)为气象干旱指标,采用Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法对北疆年及春、夏两季SPEI和不同等级气象干旱影响范围变化特征进行了探究。结果表明,北疆实际轻旱情况更适合以-1.0<SPEI≤0识别;与年尺度的湿润化趋势相反,北疆春、夏两季均呈不同程度的干旱化趋势,且夏季极端气象干旱(重旱、特旱)事件影响范围有显著扩大趋势;1961—2020年不同尺度SPEI有1~4年的主变化周期;北疆整体气候于20世纪80年代转变后在1993—2010年呈显著湿润化趋势,春、夏季气候分别于2014年及1997年出现了由湿转干的趋势信号;研究区夏季的干旱情况于1988年开始逐渐缓解,但在2008年再次突变后干旱情况又开始逐步加剧。

膜下滴灌条件下棉花花铃期光合特征参数对干旱胁迫的响应

为明确膜下滴灌模式下棉花光合特征参数对干旱的响应程度及其关键阈值,针对花铃期棉花开展4种不同水分梯度的持续干旱胁迫模拟试验,分析棉田干旱发生发展过程中,棉花叶片光合特征参数的响应变化规律及其影响阈值。结果表明:干旱胁迫10 d后,不同水分梯度处理棉田进入了不同程度的干旱发展过程。干旱胁迫初期,棉花叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)呈现大幅度下降趋势;随干旱胁迫时间延长,各参数数值差异趋于稳定,说明棉花在面对持续干旱时通过调整光合速率来提高抗旱适应性。棉花光合特征参数因干旱影响而显著降低时的临界土壤相对湿度为46%~52%、相应的叶片含水率为70.8%~71.3%。随着干旱发生发展,叶片光合作用由气孔限制转向非气孔限制时的土壤湿度为41%±1%,相应的叶片含水率为66.1%±0.3%。研究结果可为滴灌模式下绿洲棉田干旱发生程度判识以及选择不同时间节点采取不同程度复水措施提供参考依据。

克孜勒苏地区草地归一化植被指数时空特征及其对环境因子的响应

【目的】基于2000—2021年克州地区及周边地区的气象数据和同期的归一化植被指数(NDVI)数据,分析克孜勒苏草地NDVI对气温、降水、海拔和坡度等环境因子的响应特征,为克孜勒苏草地植被对环境因子的响应提供参考依据。【方法】利用MODISNDVI数据集通过最小二乘线性回归和相关性分析研究克孜勒苏地区草地植被变化及其对环境因子的响应。【结果】(1)2000—2021年克州地区年平均及生长季平均气温均呈下降趋势,降水和草地NDVI均呈增加趋势。克孜勒苏地区东北部和西南部气温偏低,中部及西北部气温偏高;大部分地区多年平均积计降水量偏低,东北部的阿合奇县和西部乌恰县附近较高。(2)气温和降水与草地NDVI在生长季尺度上的相关性比年尺度上的相关性更强,草地NDVI与降水的正相关性高于草地NDVI与气温的正相关性。(3)中海拔范围(2500~3500 m)内草地NDVI面积比例及其NDVI值均较大,坡度8°~35°范围内的NDVI值比较集中,南坡向NDVI值显示出明显的优势。【结论】克孜勒苏地区草地植被生长向改善趋势发展。

新疆克州草原昆虫群落多样性研究

采用样线法、网捕法、搜索法于2022年6─7月对新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州6种类型、3个海拔段草原的昆虫群落的多样性进行了调查研究,共采集昆虫3034头,隶属于8目23科49种。结果表明:温性荒漠草原昆虫群落的Shannon-Wiener多样性指数最高,达2.0881;温性草原化荒漠草原昆虫群落的Pielou均匀度指数显著低于其他5类草原的(P<0.05);高寒草原与温性荒漠草原间昆虫群落的Jaccard相似性系数最高,为0.263;在低(1500~2000 m)、中(2000~2500 m)、高(3000~3500 m)海拔段间昆虫群落的多样性指数均无显著性差异;草原昆虫群落的多样性与植物群落的多样性存在不同的相关性,其中昆虫的多样性指数与植物的丰富度指数呈显著正相关;昆虫的优势度指数与植物的均匀度指数呈显著正相关,与植物的丰富度指数呈显著负相关。

克州近40年的土地利用变化及驱动力分析

了解土地利用变化及其驱动力,对于科学管理土地资源至关重要。以新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州为例,通过对其土地利用的动态度及其转移矩阵的分析,研究了过去40年克州的土地利用变化特征;并通过主成分分析法,研究了其土地利用变化的驱动因素。草地是研究区域主要的土地利用类型,1980—2020年的草地面积有略微减少,减少面积为364.73 km^(2),幅度为0.55个百分点;未利用土地是研究区域的第二大土地利用类型,其面积整体减幅为0.06个百分点,呈现出先增后减、总体减少的变化趋势;面积增加的土地利用类型为耕地、水域、城乡工矿居民用地、林地,表现为净转入;而草地、未利用土地表现为净转出。“经济因素+自然因素”是克州土地类型转换的驱动力。此外,区域经济是对该州总体土地利用影响最大的因素,其次是气候。

蒸发需求干旱指数在北疆干旱识别中的应用

利用1961—2020年北疆26个气象站点基础气象数据,计算了蒸发需求干旱指数(EDDI),并划分了全年、春季、夏季、秋季和冬季5个时间尺度,分析了北疆干旱在时间上的变化特征、北疆干旱空间分布以及基于EDDI干旱等级的干旱频率在北疆时间上的变化特征。结果表明:(1)从大气蒸发力结果来看,北疆过去60 a大气蒸发力呈下降趋势,说明北疆越来越湿润。(2)从北疆EDDI时间上的变化结果可知,5个时间尺度EDDI高值区主要集中在前20 a,说明北疆在20世纪60~70年代干旱情况严重,1982年之后干旱情况有所好转。(3)从空间上来看,冬季与其他时间尺度的分析结果相反。北疆全年、春季、夏季和秋季均表现为西部和东部为湿润,而中部为干旱,冬季则相反。(4)北疆过去60 a发生次数最多为轻旱,最少的为特旱。其中,从20世纪90年代开始北疆发生干旱的情况有所好转。

森林生态系统碳循环研究的模型方法

森林生态系统碳循环是陆地碳循环研究中的重要内容,碳循环模型已成为研究森林碳循环的必要方法。其中气候变化、大气CO2浓度上升及CH4的生成导致森林生态系统在结构、功能、组成和分布等方面的变化及其反馈关系对森林生态系统碳循环的影响是模型模拟的关键问题。碳循环模型可用经验模型、机理模型和混合模型的建模方法。目前森林生态系统碳循环模型的发展趋势为:综合生物地理模型和生物地球化学模型的特点建立区域动态碳循环模型;从单一碳循环模拟向碳、氮、磷等多种元素循环相耦合的模拟;碳循环模型与遥感、G IS技术结合,模拟大尺度的碳循环过程;CH4生成及对森林碳循环的影响方面的研究。

越冬期几种覆盖措施对库尔勒香梨树干保温遮荫效果分析

采用稻草、麻绳、反光膜、涂白4种物理保温遮阴措施,动态监测越冬期间香梨树干在各种措施下的树干形成层温度,对比分析了不同覆盖措施的保温遮阴效果。结果表明,4种措施遮荫效果大小顺序为:稻草>反光膜>麻绳>涂白>对照,而保温效果大小顺序为稻草>麻绳>反光膜>对照>涂白,稻草的日较差最小,保温遮荫能力最强,可作保温材料;使用浅颜色的覆盖材料可降低香梨树干形成层温度变化幅度,从而降低树体受越冬伤害的可能性;离地面越近的树干越容易受到低温和强光的交错伤害。

花铃期棉花光合生理特性对膜下滴灌干旱胁迫的响应

为了从叶片尺度探讨棉花花铃期(需水关键期)干旱发生发展过程对膜下滴灌棉花光合特性及水分利用效率的综合影响,开展了5种不同水分梯度干旱模拟试验,分析不同强度干旱发生发展对棉花光合特性和水分利用效率的影响。结果表明,叶片光合特征参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO_(2)浓度)随生育进程推进呈现先上升后下降的趋势,梯度控水9d后各处理进入了不同的干旱发展过程,各处理的光合特征参数依次降低;干旱胁迫并没有改变棉花叶片水分利用效率的变化趋势;5种不同梯度水分处理的棉花叶片水分利用效率在花铃期内均呈上升趋势,但其变化缺乏规律性。研究结果可为棉花受旱程度的准确评估及干旱发生发展动态监测提供理论依据。

不同激素处理和基质配方对沙棘微扦插生根的影响

[目的]探究沙棘微扦插的最佳处理方法。[方法]以6月底采集的沙棘为试材,采用微扦插繁殖方式,设不同激素处理和基质配方2个影响因素,研究不同处理对沙棘微扦插生根的影响,筛选出适合沙棘微扦插的最佳处理方法。[结果]激素处理10~30 s时,沙棘生根率高达95.00%以上;基质以草炭土与珍珠岩1∶2、1∶3为配方时,沙棘生根率达95.00%以上。[结论]适宜的激素处理,对沙棘微扦插生根起到促进作用,适合沙棘微扦插的较优激素处理10~30 s,较优基质为草炭土+珍珠岩(1∶2)的混合物。

新疆数字棉花技术+收入保险新模式及应用前景分析

首先,概述了新疆棉花生产问题,归纳了数字棉花技术发展与应用现状,分析了当前棉花保险和贷款业务的难点和不足。其次,介绍了基于上述实际和数字棉花技术及收入保险等的融合推广理念,在已开发的棉花功能与结构模型基础上,建立了集数字种植、智能农机、肥水一体化、产品质量追溯、收入保险和金融产品管理功能,涉及产业链多方的数字棉花管理系统。再次,对新疆推行“数字棉花技术+收入保险”科技服务新模式的科学性、可行性、效益等进行了探讨,认为通过数据转换应用和农户链接,提升棉花种植的智能化和科学化水平,可推动新疆棉花可持续绿色发展,有利于当地政府、银行、保险、新型经营主体等的合作共赢。最后,对“数字棉花技术+收入保险”的新模式在棉花生产中的应用及其推广中面临的挑战和机遇进行了展望。

不同滴头流量和灌溉量下枣树果园土壤湿润体特征分析

在新疆温宿县佳木试验站枣树园进行了单点滴灌灌水方式下,滴头流量和滴水时间二因素正交试验,采用土壤含水量连续监测系统(AV-EC5、EM50/R)监测土壤含水量并分析了土壤湿润体形状特征及其含水率分布规律。结果表明,单点滴灌灌水方式下湿润体呈扇形剖面,试验设计滴头流量范围内,土壤湿润体的水平和垂向距离与滴头流量和灌水时间均呈幂函数关系,随之灌水时间的延长,湿润体外围形状水平方向拉伸,离滴水点越远,这种趋势越明显,其拉伸幅度与灌水时间和滴头流量呈正相关;湿润体内土壤含水率的分布从滴水中心向外逐渐减小,水平方向含水率差异比垂直方向含水率差异小;滴头流量到了一定值以后,如果灌水时间拉长,不仅造成径流还会造成深层渗漏,浪费灌溉水。

北疆地区棉花生育期需水量变化特征及成因分析

探讨北疆地区棉花生育期需水量和灌溉需水量的变化趋势进而分析了变化趋势与气象因子的关系。选用北疆26个气象站1961-2016年的逐日气象数据,参考作物蒸散量计算方法和相关作物系数,计算北疆棉花56 a来的作物需水量和灌溉需水量,并分析了对气候变化的响应。结果表明:近56 a北疆地区棉花需水量和灌溉需水量都呈下降趋势,尤其是花铃期下降趋势很显著,气候倾向率依次为-0.635、-0.643 mm/a;棉花花铃期平均需水量为305.02 mm,灌溉需水量平均值为289.95 mm。气象因子与棉花各生育期作物需水量和灌溉需水量相关,其中,降雨对灌溉需水量的影响最大。从气候变化来看,北疆地区棉花作物需要水量呈减少趋势,随着降雨量的增加,灌溉需水量也呈减少趋势。

北疆春小麦不同生育阶段需水量变化的气候响应

为了给北疆春小麦科学灌溉提供参考,根据北疆地区26个气象站1961-2016年气象资料与春小麦生育期资料,应用FAO推荐的Penman-Monteith公式及调整后的相关作物系数,估算春小麦各生育阶段作物需水量与灌溉需水量,并探究其气候成因。结果表明,56年中,北疆地区春小麦作物需水量与灌溉需水量均呈减少趋势,其中,抽穗-乳熟期作物需水量与灌溉需水量最大,作物需水量在拔节-抽穗期减势最明显,灌溉需水量在乳熟-成熟期减势最明显;气象因子与春小麦各生育时期需水量与灌溉需水量均有较强的相关性,其中降水量影响最显著,日照时数与平均相对湿度影响次之。

基于相对湿润度指数的北疆气象干旱时空特征

基于北疆地区26个主要气象站点1961—2016年逐日气象数据,选用国家标准相对湿润度指数(M)作为干旱指标,以年和季为时间尺度,探究北疆地区干旱强度和频率的时间变化与空间分布特征。结果表明:相对湿润度指数能够很好地表征出典型干旱年,从56 a的数据分析来看,北疆地区干旱强度总体呈减小趋势。对比各年代干旱强度,以21世纪初干旱最轻,20世纪60年代和70年代干旱最为严重,空间分布上大致呈东南高西北低的趋势;北疆地区年轻旱频率和中旱频率呈增加趋势,年重旱频率和特旱频率呈减小趋势,历年重旱频率明显高于其他等级干旱频率,中旱频率略高于轻旱和特旱频率。季节尺度上,北疆地区春季和夏季干旱强度明显高于秋、冬季,在各季节不同等级干旱频率中,秋季轻旱频率最高,夏季中旱、重旱频率最高,春季特旱频率最高。

基于水分亏缺指数的北疆春小麦不同生育阶段干旱时空特征

基于水分亏缺指数模型,结合新疆历史干旱资料记载,对比分析典型年份干旱指数,确定北疆春小麦干旱等级指标,利用ArcGIS探究1986—2016年北疆春小麦各生育阶段干旱强度、干旱站次比的年际变化规律以及干旱频率的时空分布特征。结果表明:除春小麦营养生长和生殖生长并进阶段干旱站次比呈微弱增大趋势(0.355%·10a-1),其余生长阶段干旱强度和干旱站次比均呈下降趋势;重旱和特旱在春小麦营养生长和生殖生长并进阶段发生频率最高(主要集中在50.00%~68.00%,0~3.87%),轻旱和中旱在春小麦生殖生长阶段发生频率最高(主要集中在12.00%~25.00%,12.91%~61.27%);春小麦营养生长阶段,北疆北部地区重旱发生频率较其他地区高(主要集中在39.36%~54.19%),春小麦营养生长和生殖生长并进阶段,北疆东北部地区重旱和特旱发生频率更高(主要集中在67.72%~83.84%,7.74%~9.67%),春小麦生殖生长阶段,北疆西南部地区重旱发生频率较其他地区重旱频率更高(主要集中在46.44%~61.92%);北疆地区在春小麦生长的3个生育阶段,生殖生长阶段中旱发生频率最高(主要集中在41.93%~51.6%),其余两个时期重旱发生频率均高于其他等级干旱发生频率(主要集中在39.36%~54.19%,51.61%~67.72%),而特旱发生频率均最低(主要集中在0~3%)。

塔城地区棉花生育期需水量变化的气候响应

为了探究塔城地区棉花生育期需水量的变化趋势,进而研究其变化趋势与气象因子之间的关系,为气候变化影响下棉花的灌水排水提供理论基础和科学依据。利用塔城地区1961—2013年逐日气温、降水、日照时数、风速、相对湿度等数据进行整合运算,计算塔城地区近53 a棉花的需水量和灌溉需水量,并探究其对气候变化的响应。结果表明：（1）近53 a,塔城地区棉花需水量总体呈减少趋势,花铃期减少趋势尤为显著,气候倾向率为-1.51mm·（10a）^（-1）;棉花需水量在花铃期为103.96 mm,且高于其他生育期。（2）棉花的灌溉需水量总体上呈现出减少趋势,其中花铃期灌溉需水量最大,均值为77.79 mm,花铃期减少趋势最为明显（气候倾向率为-2.90 mm·（10a）^（-1）,P〈0.01）。（3）气象因子与棉花各生育期的需水量以及灌溉需水量之间呈现出很强的相关性,在气象因子中,对棉花灌溉需水量影响最大的是降水。

北疆甜菜生育期农业气候资源时空变化特征

[目的]探究北疆甜菜生育期农业气候资源变化特征,为气候变化对农业影响的深入研究和适应对策的制定提供依据。[方法]采用1961—2016年逐日气象观测资料,运用趋势分析法、ArcGIS空间插值法、小波分析法、Mann-Kendall检验法。[结果]1961—2016年北疆甜菜生育期平均气温、降水量、≥10℃积温均呈极显著上升趋势,参考作物蒸散量和平均风速均呈极显著下降趋势;近56年北疆甜菜生长季各气候资源在不同时段(1961—1980年、1980—2000年、2000—2016年)呈现出不同的变化趋势,其中平均气温、降水量和≥10℃积温变化特征为“低—中—高”,参考作物蒸散量和平均风速变化特征为“高—中—低”,日照时数变化特征为“高—低—高”,相对湿度变化相对平稳。空间分布上,平均气温和≥10℃积温总体呈“中部偏高,东北和西南偏低”的特点,降水量、相对湿度和参考作物蒸散量总体呈“西南高、东北低”的特点,日照时数总体呈“东北高、西南低”的特点,平均风速总体呈“中部偏低,西北和东南偏高”的特点;周期变化特征显示:各气候资源均存在30年左右主周期和18年左右次周期,并且平均气温和降水量周期性较强,日照时数和相对湿度周期性较弱;突变结果显示:甜菜生育期北疆各气候资源发生突变的站点数和突变发生时间均存在差异性。[结论]通过北疆气候变化对甜菜生育期农业气候资源的影响研究,进一步认识气候变化规律,加强北疆甜菜应对气候变化的能力,促进甜菜产业发展。

1961—2016年塔城地区≥10℃积温的时空变化特征

利用塔城地区6个气象站1961—2016年的逐日气温数据,采用气候倾向率、累积距平法、Mann-Kendall突变检验法和Arc GIS空间插值法,对该区≥10℃积温的时空变化特征进行分析。结果显示：研究区≥10℃初终日、持续日数和积温分别以-0.12 d·（10a）^-1、0.15 d·（10a）^-1、0.27 d·（10a）^-1、75.39℃·（10a）^-1的倾向率呈提前、推迟、延长、增多的趋势,其中≥10℃终日、持续日数和积温均发生突变;≥10℃积温分布主要集中于2 450-3 950℃,研究区南部≥10℃积温较北部高;阶段Ⅱ（1995-2016年）和阶段Ⅰ（1961-1994年）相比,各地≥10℃积温均有所增加,并且2 450-3 150℃的区域面积占总面积的比例有明显的减少趋势,3 150-3 450℃、3 450-3 950℃、3 950-4 150℃和4 150-4 250℃占的区域面积占总面积的比例均有所增长,其中3 150-3 450℃所占面积比增长最明显。