变化环境下渭河流域土壤水储量模拟及影响因素

[目的]随着气候变化和人类活动影响加剧,流域气候和下垫面条件发生改变,为准确模拟土壤水分变化过程并分析其影响因素对于地区的水资源管理和植被建设的重要意义。[方法]以黄土高原地区渭河流域为研究对象,基于ABCD水文模型,采用EFAST法分析模型参数敏感性,构建常参数和时变参数模型,比较不同参数模型的径流深和土壤水储量模拟精度,探讨气候变化和植被恢复对渭河流域土壤水储量变化的影响,明确土壤水储量变化的主导因素。[结果]土壤水层补给地下水的比例参数c最为敏感,地下水储放系数d、流域实际蒸散发量与土壤蓄水量之和的上限参数b次之,表征土壤完全饱和前径流的倾向性参数a最不敏感;与ABCD常参数模型相比,时变参数模型将率定期径流深模拟结果的NSE、KGE、R^(2)分别提高19%,10%,19%,验证期的NSE、KGE、R^(2)分别提高7%,7%,9%,时变参数模型显著改善径流深模拟效果;基于时变参数模型模拟的渭河流域土壤水储量与ERA5-Land 0—100 cm土层土壤水储量的相关关系最强,二者的变化过程基本相同;不同影响因素对渭河流域土壤水储量变化的影响程度由强到弱依次为潜在蒸散发>降水>NDVI。[结论]研究成果为该地区水资源规划和管理、植被建设提供科学依据,也为其他类似地区的土壤水储量研究提供参考。

大豆MADS-box基因功能研究进展

MADS-box是植物体内一种重要的转录因子,其家族成员具有典型的MIKC结构、高度保守的N端MADS以及保守性较低的I域和C端。MADS-box基因广泛表达于植物的根、茎、叶、花、芽等组织部位,并参与调控花期、花器官发育、种子发育及非生物胁迫响应等过程。近年来的研究报道显示,不同MADS-box基因的表达模式不尽相同,其功能也存在较大差异。本文概述了大豆MADS-box基因家族的结构及分类,总结了大豆MADS-box基因家族花发育ABCDE模型中相关成员及SVP、SOC1、FLC等基因的研究进展。最后对大豆MADS-box的研究提出了展望,为今后进一步挖掘和利用该类转录因子基因进行大豆遗传改良和种质创新提供参考依据。

基于abcd和Budyko模型的佳芦河干湿季径流变化归因分析

河川径流变化受到人类活动和气候变化影响,探究其主要影响因素与影响过程是当前学科研究的热点问题之一。本文以陕北黄土高原区佳芦河为研究对象,采用Mann-Kendall线性回归法对干、湿季水文气象要素进行趋势分析;采用滑动F检验法、滑动T检验法和Lee-Heghinian检验法等进行径流变异性分析;采用abcd模型与基于扩展的Budyko模型的季尺度垂直分解法进行径流变化影响因素量化分析。结果表明:佳芦河流域干季和湿季降水均有不显著上升趋势,气温均呈显著上升,潜在蒸散发干季显著上升、湿季不显著上升,而干湿两季径流都具有显著下降趋势。干季和湿季径流序列分别在1972年和1984年发生突变。人类活动是佳芦河流域干季和湿季径流减少的主要原因,人类活动和气候变化对干季径流的影响分别为减少2.2 mm月和增加0.07 mm月,对湿季径流序列的影响分别为减少7.84 mm月和增加0.92 mm月。模型模拟效果较好,适用于佳芦河流域径流变化研究。

基于HYDRUS模拟的ABCD模型变量及参数物理基础研究

以ABCD模型为代表的概念性水文模型是量化水文循环过程的主要手段之一,但是很少有研究检验ABCD模型变量和参数的物理基础及其与传统土壤水力参数的关系。以鄂尔多斯盆地台格庙矿区作为研究区,首先使用HYDRUS-1D软件构建站点尺度土壤-植物-大气连续体模型模拟获取非冻结期“真实的”实际蒸散量,其作为目标函数对ABCD模型进行校正,然后对比ABCD模型模拟的土壤水储量和土壤水渗漏量与SPAC模型模拟的结果,通过开展大量情景模拟探究ABCD模型中关键参数a和b与传统土壤水力参数之间的关系。结果表明:在站点尺度,ABCD模型可以用于模拟非冻结期月时间尺度的实际蒸散量和土壤水渗漏量;ABCD模型中参数a与饱和含水率、残余含水率和曲线形状参数具有较强的线性相关性,与饱和渗透系数呈对数关系;参数b与饱和含水率和曲线形状参数n具有较强的线性相关性,与饱和渗透系数和曲线形状参数α呈对数关系。研究结果可以提高对概念性水文模型变量和参数物理基础的认识,拓展水文模型在水文地质中的应用。

重瓣花及其分子机制的研究进展

重瓣是观赏性植物开花器官的主要观赏性状之一,是影响开花植物观赏价值的一种极其重要的育种特征。文章主要叙述了重瓣花国内外的研究进展,并对重瓣花的各种起源方式进行总结。概述了花器官的ABC模型和ABCDE模型影响重瓣花形成的分子机制,阐述了外在因素温度、激素和叶片对花瓣重瓣性的影响。研究表明,重瓣性状的形成与重瓣的起源方式、分子机制及外界其他因素有关。重瓣花的研究为重瓣植物的发展及新品种的培育提供了理论基础,也为重瓣花的研究提供了参考依据。

厄尔尼诺-南方涛动影响下月尺度水文模型参数可移植性

以浙江省3个流域作为研究对象,采用两参数月水量平衡模型(XM模型)和四参数月水量平衡模型(ABCD模型),结合极大似然不确定性估计方法(GLUE)对水文模拟的不确定性区间进行估计,在此基础上,研究不同模型在ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)和不同流域地理情况下的参数移植能力。结果表明,厄尔尼诺时期的参数移植至拉尼娜时期,模型模拟效果要略好于拉尼娜时期的参数移植至厄尔尼诺时期;参数少的模型(XM模型)参数移植合格率要优于参数多的模型(ABCD模型);相邻流域间的参数移植效果要明显优于距离较远的流域;ABCD模型具有更好的空间可参数移植能力。

遥感降水产品对黄河源区水文干旱特征的模拟性能分析

遥感降水产品为稀缺资料地区水文气象灾害机理与预警研究提供了重要的数据资料,但不同遥感降水产品的性能存在较大区域异质性。利用遥感降水产品开展水文气象相关的研究和应用前,需要对其性能进行综合评估。基于此,以稀缺资料的黄河源区为研究区,利用1983—2018年的观测降水数据(CMA)驱动并率定ABCD水文模型,并利用标准化径流指数(SRI),评估3套典型遥感降水产品(PERSIANN-CDR、CHIRPS v2.0、MSWEP v2.0)对水文干旱的模拟性能。利用游程理论识别水文干旱事件,阐明遥感降水对水文干旱特征的捕捉能力。结果表明:(1)3套遥感降水产品均能较好地捕获CMA多年均值的时空分布格局。CHIRPS产品的水文模拟性能(纳什效率系数NSE=0.72)高于其他2套产品。(2)CMA和降水产品模拟的4个尺度的SRI(SRI1、SRI3、SRI6和SRI12)均呈显著增加趋势(P<0.01),表明近36 a源区河川径流增加,水文干旱趋缓,但降水产品均高估了SRI,表明对黄河源区降水产品的偏差校正有待开展。基本统计指标方面,MSWEP产品计算的SRI与CMA的最为一致,性能最佳,但在年尺度(SRI12)上,PERSIANN表现最优。(3)3套产品均高估了SRI1和SRI3的干旱历时和烈度,MSWEP产品对SRI6的模拟性能最优,PERSIANN对SRI12的模拟性能最优。研究结果可为黄河源区水文干旱研究的降水产品数据的选择提供科学决策支持。

水稻花器官突变体lfl(leafy lodicules)的鉴定与分析

在杂交育种中发现的一个水稻花器官突变体,经过多代种植,已稳定遗传。以此突变体为父本,以D62A、岗46A、II-32A和金23A为母本配制杂交组合进行遗传分析,根据F2表型及χ2测验结果表明,该突变体的性状是由单隐性基因控制的。此突变体除了花器官,其它农艺性状与野生型无异。在同一突变植株中,有正常小花,也有多种花器官突变表型:内颖缺失或弯曲,浆片与异常叶状体相连,雄蕊正常或部分增多退化,部分雌蕊异常、呈双雄蕊或三柱头。所有突变体中浆片都与叶状体相连,呈浆片叶化表型,因此我们将此突变体命名为水稻浆片叶化突变体lfl(leafy lodicules),形态分析表明LFL为一个新的水稻花器官发育相关基因。

水稻与拟南芥中控制花器官发育MADS-box基因的比较研究进展

MADS-box基因编码的蛋白在植物花发育过程中起着重要的调控作用。单子叶模式植物水稻与双子叶模式拟南芥是两个关系很远的种类,通过对它们花器官功能保守因子的比较研究,将有助于提高对水稻基因功能的认知以及加快对水稻花器官发育研究的步伐。

植物花器官发育模型及相关转录因子的研究

论述了有关花器官发育的"ABCDE"模型的最新进展以及四聚体模型,并对花发育相关的转录因子的研究进展进行了总结,以期为了解花发育的分子机理和遗传基础打下基础。

花器官发育的分子机制研究进展

经典的ABC模型成功地解释了模式植物拟南芥和金鱼草因同源异型基因突变而引起的植物花器官的变异。随后,大量花器官特征基因和新突变体的研究不断完善和发展了ABC模型。该文综述了近年来花器官发育分子模型及花器官同源基因的调控机理等方面的最新研究成果,并对未来的研究方向进行了展望,以期为深入了解花发育的分子机理和遗传机制奠定基础。

水稻小穗颖壳发育的研究进展

水稻(Oryza sativa L.)是世界上重要的粮食作物,也是单子叶植物的模式植物。开花时间、花序和花器官的形态结构对其产量和品质均有重要影响。对花器官形态结构及发育机理的研究有助于提高水稻产量并改良其品质。花器官的形成和发育是水稻从营养生长转向生殖生长的重要过程,其发育模式和分子机理,一直是生物学研究的热点和焦点。水稻小穗的颖壳是禾本科特有的器官,主要包括内外稃、护颖和副护颖,关于其起源和形成的分子机制还知之甚少。近些年对颖壳的研究不断深入,不仅有助于深入认识水稻小穗或花器官的发育,而且能系统地了解水稻小穗或花器官发育的整个调控网络。本文主要介绍了水稻小穗颖壳发育的相关进展及植物花器官发育的ABCDE模型。

植物MADS-box基因多样性及进化研究进展

MADS-box基因是一类序列特异的调节基因家族,在植物生长发育和信号传导过程中起着重要的作用。现综述了MADS-box基因特性、功能、进化等方面的研究进展,有助于深入了解基因重复及随后其功能分化的过程和机制,对于解释物种起源,遗传、演化乃至资源保护利用具有重要的理论指导意义,并探讨了MADS-box基因将来的发展趋势。

利用ABCD模型预测流域水文对极端气候的响应

ABCD模型只有4个参数,以降水量和潜在蒸散量为输入,可以同时模拟蒸散、径流以及土壤水、地下水储量的变化,适用于进行月尺度或年尺度的流域模拟。把ABCD模型运用到美国内布拉斯加州的北Loup河流域,该流域有超过60 a的气象和水文数据。经过对初值和参数进行敏感性分析,确定合理的模型参数和土壤水、地下水储量取值区间,发现模型初值误差只影响10 a以内的径流量模拟结果。利用对初值不敏感时期的实测径流量优化识别了模型参数,在此基础上再利用前10 a数据优化识别了模型的初值。模拟得到的地下水储量变化特征与前人根据地下水位变化推算的结果基本一致,径流量模拟的Nash效率系数为0.68,验证了ABCD模型对北Loup河流域的有效性。然后,对流域气象数据进行统计分析,确定了50 a一遇的极端干旱和极端湿润气候条件,采用ABCD模型预测了持续极端气候情景下的流域水文状态变化情况。结果表明:土壤水储量对极端气候的响应很快,在气候变化的第2年基本达到稳定,对流域径流几乎没有调节作用;地下水储量对极端气候响应较慢,衰减或增加50%所需要的时间均超过10 a,从而降低了流域径流对极端气候的敏感性。

基于分期设权理想点法的水文模型参数多目标优化

针对水文模型参数多目标优化问题中计算复杂且多目标之间存在相互矛盾的问题,提出了基于分期设权理想点法的水文模型参数多目标优化方法.以ABCD水文模型为月径流预报模型,构建径流总水量误差、平均相对误差、高水流量纳什效率系数和低水流量纳什效率系数4种目标函数,采用分期设权理想点法将多目标函数转化为单目标,并采用粒子群优化算法求解目标函数.以泾河流域月径流为例,设置全时期(A)、丰水期(B)、枯水期(C)、分期模拟-组合(D)4种模拟方案,分析不同方案下模型模拟效果,结果表明:在全时期模拟方案中,相较于单目标优化方案A1~A4,多目标优化方案A5能有效地表征多个水文过程特征,协调目标函数间的互斥关系,模拟效果更优;在分期模拟方案中,目标权重为0.75时的子方案B3、C3既能合理体现目标函数表征的水文特征,又能兼顾其他目标函数,模拟效果相对最佳;丰、平、枯水期分期模拟-组合方案D对高水流量与低水流量过程模拟效果较全时期多目标优化方案的模拟效果更优,评价指标决定系数R2、效率系数Ens均达到0.8以上,平均绝对百分误差APE小于1%,说明分期模拟-组合方案D能有效提高模型模拟精度.

1553B总线信道建模研究

本文提出了单频点的信道模型和考虑参数随频率变化的失真预测模型,并提出单频点下屏蔽双绞线及耦合器的RLCG模型及ABCD模型,以及各模型参数的获取方法,且通过系统级联得到单频点的1553B信道RLCG模型及ABCD模型.通过各频点信号的频域叠加来预测信号失真程度,以获得参数随频率变化的失真预测模型.仿真和测试结果表明,本文所提出的建模方法及模型具有一定的准确性.本文还给出了模型的验证和修正方法,使建模工作可在准确性和复杂度之间折衷.

旅游扶贫村寨社区压力应对的ABCD-X模式——以中俄边境村落室韦为例

旅游业为边远民族村寨带来了经济发展的机会,但社会生态巨变也使其面临诸多压力与冲突,威胁到地区稳定,对化解之道的深层次探索亟待理论支撑。文章借用Selye生理应激理论,根据压力概念发展的趋势,提出社区层面压力–冲突论之6大命题,并以此为基础构建由压力源(A)、应对资源(B)、应对过程(C)、压力反应(D)、应对结果(X)构成的社区压力应对之ABCD-X模式,其中B-C为"传承"维度,A-D为"变革"维度。该模式应用于中俄边界室韦俄罗斯民族村的旅游扶贫研究,显示出良好的框架条理作用和机理解释能力;结合实践经验,ABCD-X模式帮助甄别出民族村寨旅游扶贫进程的7大误区,能否规避这些误区直接关系到社区压力应对与旅游可持续发展之成效。

聚焦信息技术应用能力提升的农村教师培训设计:要素、模型与实践

教师信息技术应用能力培训,与实践情境密切相关,不应该城乡趋同。农村教师在学习与实践信息化教学的过程中,需要更有针对性地分析、支持与服务。云桥学院基于六年的实践,逐步提炼出聚焦农村教师信息技术应用能力提升的培训六要素,分别是梯度迭代式的目标设计、结果导向的评价设计、"三度互促"的学习环境设计、学习者生成内容的资源设计、四种支持全程伴随的服务设计、数据驱动的系统设计,并在此基础上形成ABCD混合式培训设计模型。六年来的实践研究表明,基于ABCD模型的农村教师信息技术应用能力培训成效良好,分别体现在:培训完成率与优秀率呈上升趋势;农村教师TPACK水平、学习动机、实践能力等方面有明显提高;出现草根明星农村教师"反哺"课程内容的现象,形成优质学习社群。与此同时,与农村教师协同学习的师范生,在信息技术应用能力与教师职业认同等方面,也取得了显著进步,为后续农村教师培训模式的创新提供参考和借鉴。

花的形态与花发育的ABCDE模型

系统介绍了花发育的ABCDE模型的内容,解释了自然界中各类花形态形成的分子生物学机制,绘制了各种花发育的模式图,推理了各组基因的功能和突变体类型,有助于系统了解花发育的奥秘。

北大沙河流域径流变化归因分析

基于ABCD模型,提出了分离气候变化和人类活动对径流影响的分析框架,结合弹性系数法,在不同时间尺度上对北大沙河流域径流变化进行了归因分析。结果表明:从基准期(1980—1990年)到扰动期(2006—2018年),年尺度上ABCD模型和弹性系数法得到的气候变化导致径流的增加量分别为43.0 mm和32.0 mm,人类活动导致径流的减少量同气候变化导致的增加量相当,弹性系数法未考虑气象要素年内分配的变化,可能低估气候变化的影响;月尺度上,气候变化使径流在汛期增加了4.4~18.1 mm,非汛期增加了1.3~2.2 mm,在夏、秋两季占主导地位,人类活动使径流9月增加了11.3 mm,其他月份减少了1.9~10.1 mm,在春、冬两季占主导地位。