东北春玉米最优水氮管理措施模拟

以东北春玉米为研究对象,基于2018—2021年锦州农业生态观测站试验数据,对作物生长模型CERES-Maize进行参数校准和验证,模拟不同降水年(平水年、枯水年和丰水年)各水氮管理措施对春玉米产量、水分利用效率和经济收益的影响,以确定不同降水年不同生产目标东北春玉米最优水氮管理方案。结果表明:CERES-Maize模型模拟春玉米发育期和产量的归一化均方根误差均为10%以内,能满足玉米生长过程及产量的模拟精度要求。不同降水年各水氮管理的春玉米最高产量分别为1.08×10^(4)、1.16×10^(4)、1.13×10^(4)kg·ha^(-1),其中枯水年最高,平水年最低。获得最高产量的灌溉量分别为185、205和175 mm,施氮量分别为75、175、125 kg·ha^(-1);不同降水年各水氮管理的春玉米最高水分利用效率丰水年最高,枯水年最低。获得最高水分利用效率的灌溉量分别为175、195、175 mm,施氮量分别为75、175、125 kg·ha^(-1);不同降水年各水氮管理的春玉米最大经济收益枯水年最大,平水年最小。获得最大经济收益的灌溉量分别为175、205、175 mm,施氮量分别为75、175、125 kg·ha^(-1)。

基于DNDC模型多因子对马铃薯田N2O排放和产量的影响研究

如何在确保粮食保产增产的同时,减少农田温室气体排放,是中国应对全球气候变化的当务之急。为了探究氮肥对马铃薯(Solanum tuberosum)田土壤N_2O排放和产量的影响,以及更全面验证DNDC模型对于马铃薯田N_2O排放和产量预测的适用性,选择沈阳市自然降水条件下的马铃薯田为研究对象,设计不施氮(0 kg·hm^-2)、低氮(75 kg·hm^-2)、中氮(150 kg·hm^-2)和高氮(225 kg·hm^-2)4个施氮水平,采用静态箱-气相色谱法对土壤N_2O气体排放进行田间原位观测,并运用DNDC模型探究多因子对马铃薯田N_2O排放和产量的影响。结果表明,(1)DNDC模型对于马铃薯田N_2O排放和产量均具有较好的模拟效果。2017年和2018年N_2O排放模拟结果,模型效率指数EF分别在0.45-0.76和0.41-0.73之间。产量模拟结果,2017年:EF=0.91,R2=0.97,P=0.017;2018年:EF=0.85,R^2=0.95,P=0.027。(2)年降雨量、土壤有机碳含量(SOC)、土壤容重、土壤pH值对马铃薯生育期N_2O累计排放的影响较明显,且均呈现正相关关系。年降雨量、年均温度、CO2质量浓度、施氮水平对马铃薯产量的影响较明显,其中年降雨量、CO_2质量浓度、施氮水平与马铃薯产量呈正相关关系,年均温度与马铃薯产量呈负相关关系。(3)保持水分正常供给的前提下,该地区五日滑动平均温度稳定通过10℃后的5 d内播种马铃薯,即可保证马铃薯正常生长的温度条件,达到保产增产的目的。

微波辐射计反演大气温湿度廓线与降水相关性分析

利用辽宁省阜新蒙古族自治县QFW-6000型地基微波辐射计和邻近探空资料,对微波辐射计反演精度进行评估,分析云中积分液态水含量、积分水汽含量与降水量的变化特征。结果表明:微波辐射计的反演参量与探空资料具有高相关性,反演的相对湿度基本大于探空测量的相对湿度,近地面与高层的误差在5%以内。基于云中积分液态水含量与降水量的统计分析发现,降水开始前存在明显跃增,云中积分液态水含量会快速增大到1 mm以上,随着降水的持续,云中积分液态水含量一直维持在2 mm以上,当降水结束,云中积分液态水含量迅速回落至0.2 mm以下。积分液态水和积分水汽含量为雨天>云天>晴天,积分水汽含量在不同天气下具有相似的垂直结构,均表现出随高度升高递减的变化趋势,水汽在高空的递减速率相对较慢,到近地层递减速率明显加快;云中积分液态水含量在云天和晴天的垂直分布结构相似,最大值分别为0.15 g·m-3和0.10 g·m-3,均位于1 km高度处;雨天云中积分液态水含量具有两个峰值区间,分别位于1.0 km和2.5 km高度处。云中积分液态水含量和积分水汽含量呈现白天高值而夜间及清晨低值的日变化特征,云底高度则呈相反的变化趋势。

基于DNDC模型覆膜马铃薯N_2O减排增产的优化施氮量研究

为了探究马铃薯(Solanum tuberosum)田苗期不覆膜和苗期覆膜处理下土壤N_2O减排和增产兼顾的最优施氮量,并验证DNDC模型对于马铃薯田土壤N_2O排放和产量预测的适用性,以沈阳市自然降水条件下的马铃薯田为研究对象,设计不施氮肥(0 kg·hm^(-2))、低氮(75 kg·hm^(-2))、中氮(150 kg·hm^(-2))和高氮(225 kg·hm^(-2))4种施氮水平,每种氮肥水平包括苗期不覆膜与苗期覆膜两种处理,采用静态箱-气相色谱法对土壤N_2O气体排放进行田间原位观测,并运用DNDC模型进一步探究马铃薯田减排增产最优施氮量,结果对于促进马铃薯田温室气体减排和增产协调兼顾的旱地农业可持续发展具有积极意义。结果表明,DNDC模型可以准确地模拟马铃薯田不覆膜处理下不同施氮水平N_2O排放状况,模型效率指数在0.72~0.94之间;在覆膜处理中,低、中、高施氮量模型效率指数较苗期不覆膜处理分别下降0.21、0.52和0.50,不施氮肥处理下,模型效率指数为负值,模型不能模拟N_2O排放;DNDC模型对于各处理下马铃薯产量均有较准确的模拟效果。DNDC模型进一步表明,不覆膜状态下马铃薯田增产兼顾减排的施氮量为90~105 kg·hm^(-2);减排兼顾增产的施氮量为75~90 kg·hm^(-2)。由于DNDC模型对于覆膜处理下马铃薯田N_2O排放模拟效果不佳,通过大田实验数据分析得出:苗期覆膜可以有效增产和减少土壤N_2O排放,综合马铃薯产量和土壤N_2O减排的环保施氮量可在75 kg·hm^(-2)的基础上有所增加,但需低于150 kg·hm^(-2)。

浅析人工影响天气服务农业生产助力乡村振兴的作用

近年来,人工影响天气工作取得了长足的进步,不断更新现代化设备,在国家政策的指导下,人工影响天气服务领域非常广泛,农业生产、云水资源开发、江河湖泊蓄水、生态环境建设、森林草原防火、机场公路消雾、重大活动保障、改善空气质量、应对突发污染事件、城市降温等多领域,特别是乡村振兴服务农业生产方面,已成为防灾减灾、趋利避害的一项重要举措。随着人工影响天气作业技术的不断发展,作业方法不断优化,人工影响天气业务工作在我国农业经济发展和乡村振兴中取得了显著的效果。本文将从人工影响天气的重要性出发,探讨人工影响天气在农业生产、乡村振兴中发挥的积极作用,并简要分析存在的不足和意见。

基于BCC-CSM2-MR模式CMIP6试验的辽河流域气温降水模拟与预估

基于国家气候中心中等分辨率模式版本BCC-CSM2-MR开展的第六次耦合模式比较计划(CMIP6)模拟结果,首先利用辽河流域80个气象站点观测资料对模式的性能进行了评估,然后分析了未来不同共享社会经济路径(SSP)情景下的气温降水变化趋势。结果表明:模式能较好的模拟气温和降水的月、季、年变化,模拟的气温较观测气温偏低,模拟的降水略偏多;模式对秋季和冬季气温的模拟性能明显优于夏季和春季,对夏季降水的模拟性能较好。模式较好地模拟了辽河流域气温南高北低的纬向分布以及降水自东南向西北逐渐减少的空间分布形势,较好地模拟出辽河流域冷暖中心位置,模拟的降水偏少地区位于辽河流域水系稀疏地区。相对于基准期(1995—2014年),未来辽河流域气温、降水基本呈增加趋势,未来不同时期不同情景气温增幅均表现为平均最低气温>平均气温>平均最高气温,冬季和春季增温幅度较大,夏季降水量增幅最显著。随着排放情景升高,平均气温和平均最低(最高)气温增幅持续增大,显著增温地区集中于辽河流域东北部。SSP1-2.6和SSP2-4.5情景下预估降水的增幅自西南向东北递减,降水增加大值区位于辽宁西部;SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下降水增幅自西向东逐渐递减,降水增幅显著区域位于辽河流域上游的内蒙古和辽宁西部。

未来升温1.5℃与2.0℃背景下中国水稻产量可能变化趋势

基于ISI-MIP的5个气候模式在4种RCP情景下模拟输出未来气候数据,筛选未来升温1.5℃和2.0℃的情景数据,依托CERES-Rice水稻模型,模拟升温1.5℃和2.0℃的背景下中国各区水稻产量变化趋势,综合分析未来气候变化特征与水稻产量之间的关系。结果表明:在1.5℃和2.0℃升温背景下,中国平均温度相对于基准时段分别升高1.19℃和1.87℃,平均降水量相对于基准时段分别增加3.07%和6.17%。1.5℃升温背景下中国水稻单产平均减幅7.49%,减产面积占水稻种植总面积的68.6%,严重减产面积占水稻种植总面积的10.3%,其中华南双季稻区单产减幅最大,而东北单季稻区单产增幅最大;2.0℃升温背景下中国水稻单产平均减幅12.02%,减产面积占水稻种植总面积的70.6%,严重减产面积占水稻种植总面积的18.7%,其中华南双季稻区单产减幅仍然最大,而西北单季稻区单产增幅最大。