基于WOFOST模型的苏南地区春小麦种植适应性分析

【目的】研究春小麦在苏南地区的种植适应性,为增加该地区周年粮食生产的稳定性提供理论依据。【方法】基于2016-2017年的田间分期播种试验和WOFOST作物生长模型(简称WOFOST模型),采用数值模拟方法,分析江苏南部代表地区南京地区1-4月不同播期春小麦的生长发育动态和产量表现。以1980-2010年气象数据驱动WOFOST模型,对春小麦产量进行动态模拟,分析最佳播期,并计算最佳播期的适宜播种量。【结果】在1-4月随着播期的推迟,春小麦的生育期长度缩短,其中出苗-开花期阶段最大缩短23 d,开花-成熟期最大缩短8 d,出苗-开花阶段缩短的时间大于开花-成熟阶段,导致春小麦叶片和茎秆的干物质积累量明显减少,产量降低。在冬小麦无法播种的条件下,南京地区春小麦的适宜播种时间为1月1-20日,在该时间段内播种,合理的播种量为180 kg/ha,最高产量为4124.80 kg/ha,生育期长度为146 d,对下季水稻种植和生长无影响。【结论】在苏南地区种植春小麦具有可行性,在冬前无法正常播种冬小麦的情况下,可将种植春小麦作为备选方案。

南京降水氢氧同位素监测特征

基于2018年7月—2019年6月南京降水同位素观测数据和中国气象局气象观测数据,研究南京降水稳定同位素组成的变化特征,对比热带气旋降水、梅雨降水和其他降水的降水同位素组成特征,研究降水同位素组成与热带气旋移动路径关系。结果表明:南京降水氧同位素组成(δ^(18)O)和氢同位素组成(δ^(2)H)的变化范围分别为-16.3‰~4.0‰和-103.0‰~32.9‰,雨季降水氢氧同位素组成相对贫化,非雨季相对富集;降水氘盈余的降水加权平均值为15.5‰,表明南京降水受陆面过程影响大。从降水量权重看,热带气旋降水和梅雨降水强度大,降水氢氧同位素组成严重贫化;其他降水的强度相对较弱,降水氢氧同位素组成比较富集;受水汽源地和陆面循环等过程的综合影响,热带气旋降水氘盈余小于全球平均值(10‰),梅雨降水氘盈余略高于全球平均值,其他降水氘盈余远高于全球平均值。登陆前仅在海洋上移动的热带气旋,降水氘盈余维持在7.5‰~8.6‰,但二次登陆的热带气旋降水氘盈余远大于10‰,可能是受到陆地蒸散过程的影响。

南京梅雨降水同位素组成从事件到年际尺度的变化特征

梅雨降水量占季风区全年降水量的40%~50%,为了厘清梅雨降水同位素从事件到年际尺度上的变化特征及其影响因素,本研究分析了2015—2022年南京梅雨期间降水同位素特征,使用具有比湿分析的混合单粒子拉格朗日综合轨迹模型(HYSPLIT)分析了南京梅雨降水同位素的水汽来源和影响因素。结果表明:1)南京大气降水同位素组成夏季贫化、冬季富集,氘盈余(d_(x))夏低冬高,梅雨降水同位素组成较全年平均水平更为贫化;2)梅雨降水δ^(2)H和δ^(18)O与局地气象条件无显著相关关系;但雨量较小的降水事件中d_(x)较低,反映出云下二次蒸发的影响;梅雨降水量较多的年份,梅雨期间平均d_(x)明显较高;3)低纬度南海源区和西太平洋源区为梅雨提供水汽,水汽源地的转换会导致连续降水过程中同位素信号的突变。本研究能为季风区降水同位素研究提供数据支持,并为深入理解梅雨降水机理和研究东亚季风区大气环流季节变化提供参考。

1991—2010年全球湖泊表面温度效应的时空格局及生物物理因子拆分

量化湖泊与邻近陆地的表面温度差异,拆分生物物理因子对其贡献是明确湖泊气候效应的基础。本文基于耦合CLM4.5的CESM模式模拟的1991—2010年全球气候数据,分析了全球湖泊表面温度效应(湖泊与邻近陆地的表面温度差异)的时空格局,利用IBPM因子拆分理论量化了生物物理因子对其贡献。结果表明:①湖泊表面温度效应的季节变化明显,但年际变化不显著,北半球湖泊最强增温(4.37 K)和降温效应(-0.99 K)分别出现在9月和4月。②除干旱区湖泊呈降温效应外,其他气候区的湖泊以增温效应为主,热带湖泊增温效应最强。③湖泊表面温度效应的生物物理主控因子随气候区改变,湖陆之间的蒸发差异是干旱区湖泊呈降温效应的主控因子,较低的对流散热效率是热带和温带湖泊呈增温效应的主控因子,反照率差异和冰雪融化潜热分别对寒带、极地湖泊表面温度效应的正贡献和负贡献最大。全球尺度上,湖陆之间的对流效率差异(3.77±0.13 K)和蒸发差异(-2.01±0.1 K)对湖泊表面温度效应的正、负贡献最大。