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    2021年 第40卷 第3期    刊出日期:2021-03-10
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    2021, 40(3):  0. 
    摘要 ( 11 )   PDF (11890KB) ( 196 )  
    研究报告
    CO2浓度升高和不同氮肥水平下源库处理对粳稻茎鞘非结构性碳水化合物积累和转运的影响
    杨靖睿, 曹培培, 杨凯, 吕春华, 王艺杰, 孙文娟, 于凌飞
    2021, 40(3):  615-626.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.007
    摘要 ( 30 )   PDF (1010KB) ( 56 )  
    为探究CO2浓度升高和不同氮肥水平下源库处理对粳稻茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)积累和转运的影响,利用开顶式气室(OTC),设置2个CO2浓度(\[CO2\]):对照(背景大气,a\[CO2\])和在背景大气\[CO2\]基础上升高200 μmol·mol-1(e\[CO2\])。以常规粳稻“南粳9108”为试验材料,在OTC内采用盆栽方式,设置低N(N1, 10 g N·m-2)、中N(N2, 20 g N·m-2)和高N(N3, 30 g N·m-2)3个施N水平。抽穗期源库改变设剪叶(LC)和疏花(SR)处理,以不处理为对照。测定并计算了抽穗期和成熟期叶片N含量、茎鞘NSC积累量(TMNSC)、NSC表观转运量(ATMNSC)及其对籽粒产量的表观贡献率(ACNSC)。采用方差分析、相关分析和逐步回归方法对上述观测数据进行分析。结果表明,\[CO2\]升高显著降低抽穗期叶片N含量,显著促进中N水平的NSC积累。在不同\[CO2\]和N水平下,SR处理均导致成熟期茎鞘TMNSC显著升高,ATMNSC和ACNSC显著降低;在背景大气和不同N水平下,LC处理均显著降低成熟期TMNSC,显著提高ATMNSC,但\[CO2\]升高下LC处理对成熟期TMNSC和ATMNSC均无显著影响。LC处理对籽粒产量及其构成未产生显著影响。粒叶比越高,成熟期TMNSC和千粒重越低,ATMNSC、ACNSC、籽粒产量和收获指数越高。综合影响ACNSC的因素为粒叶比、抽穗期和成熟期TMNSC;综合影响籽粒产量的因素为粒叶比、成熟期叶片N含量和TMNSC,这些综合影响均可用多元回归模型定量表述。
    生物炭调控盐胁迫下水稻幼苗耐盐性能
    黄晶, 孔亚丽, 吴龙龙, 张露, 朱练峰, 曹小闯, 朱春权, 张均华
    2021, 40(3):  627-634.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.030
    摘要 ( 26 )   PDF (1589KB) ( 18 )  
    土壤盐渍化降低土壤生产力。探索生物炭对盐胁迫下水稻幼苗耐盐性能的影响,对调控盐渍区水稻生产潜力具有重要意义。本研究通过生物炭介入盐胁迫稻田土壤的盆栽试验,调查了生物炭对盐胁迫下土壤环境和水稻幼苗耐盐性能的影响。盐胁迫设置4个水平,分别为0 g NaCl·kg-1土(S0),1 g NaCl·kg-1土(S1),2 g NaCl·kg-1土(S2),3 g NaCl·kg-1土(S3)。生物炭设置2个水平,分别为0 g生物炭·kg-1土(C0),3 g生物炭·kg-1土(C1)。结果表明:生物炭介入盐胁迫土壤,显著提高了水稻幼苗地上部干物重,有效改善了水稻幼苗农艺性状,显著提高了水稻幼苗茎秆中全钾含量,显著提高水稻幼苗钾钠比79.61%,提高了水稻幼苗耐盐性。生物炭介入也对水稻幼苗抗氧化性能有改善作用,显著降低了水稻幼苗中丙二醛含量,平均显著降低14.25%,抑制膜脂过氧化作用,提高抗氧化能力,减轻盐胁迫对水稻幼苗的伤害。水稻幼苗收获后土壤中水溶性氯离子和水溶性钠离子含量在生物炭介入条件下分别显著降低9.13%、17.77%。因此,添加适量生物炭能有效降低土壤水溶性盐含量,改善土壤盐胁迫环境,提升水稻对盐渍土壤的适应能力。
    林龄对红松和落叶松人工林土壤温室气体通量的影响
    裴昱, 张悦, 耿世聪, 冯月, 张军辉
    2021, 40(3):  635-643.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.014
    摘要 ( 40 )   PDF (892KB) ( 18 )  
    探讨人工林发育过程中土壤温室气体排放及其机制,可为森林温室气体通量估算提供理论依据。采用室内培养方法研究了黑龙江省帽儿山地区不同林龄(15、30和50年生)红松(Pinus koraiensis)和落叶松(Larix gmelinii)人工林土壤温室气体排放/吸收速率及其调控因素。结果表明:30年生红松和落叶松人工林土壤CO2排放速率(红松:(1724.18±98.57) μg C·kg-1·h-1;落叶松:(1306.37±142.27) μg C·kg-1·h-1)和CH4吸收速率(红松:(5.12±0.68) μg C·kg-1·h-1;落叶松:(1.91±0.85) μg C·kg-1·h-1)显著高于15和50年生(P<0.05)。30年生红松人工林土壤N2O排放速率显著高于15和50年生(P<0.05),而落叶松人工林土壤N2O排放速率随林龄增加变化不显著。红松和落叶松人工林土壤N2O排放速率最大值分别为(0.139±0.016)和(0.137±0.056) μg N·kg-1·h-1。红松人工林土壤CO2排放速率均高于同龄落叶松人工林,15和30年生达到显著水平(P<0.05)。红松人工林土壤CH4吸收速率均显著高于同龄落叶松人工林(P<0.05)。红松人工林土壤N2O排放速率与同龄落叶松人工林土壤均无显著差异。混合线性模型分析显示,影响红松和落叶松人工林发育过程中土壤CO2排放速率的主要因素是土壤全碳含量和微生物生物量氮,其中微生物生物量氮受树种和林龄的影响。CH4吸收速率受到微生物生物量碳、溶解性有机碳和溶解性有机氮含量影响,其中微生物生物量碳受树种和林龄调控。N2O排放速率受溶解性有机氮、铵态氮和硝态氮影响,其中溶解性有机氮受林龄影响。综上所述,树种和林龄差异造成的土壤理化性质和微生物生物量碳氮的异质性可在一定程度上解释土壤温室气体排放/吸收速率的差异。
    冻融交替对长白山不同林型土壤两种温室气体排放的影响
    辛贵民, 赵清竹, 尹航, 李龙, 贺殊敏, 周佩华, 傅民杰
    2021, 40(3):  644-653.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.003
    摘要 ( 30 )   PDF (2184KB) ( 15 )  
    以长白山5种林型土壤(硬阔叶林、红松阔叶林、次生白桦林、长白松林和蒙古栎林)为对象,利用原位培养连续取样法研究了冻融过程中5种林型土壤CO2和N2O排放特征及相关机理。结果表明:冻融期5种林型土壤是CO2和N2O的源。次生白桦林和红松阔叶林土壤CO2和N2O的平均通量显著高于其他3种林型。除硬阔叶林外,各林型土壤CO2通量与土壤含水量间存在显著负相关,但不同林型的土壤CO2排放对水分敏感性差异较大;除硬阔叶林外,各林型土壤N2O通量与土壤含水量间存在显著正相关,但水分敏感性因林型而异。5种林型土壤CO2和N2O排放通量均与土壤表层温度呈二次函数关系。
    经营模式对马尾松近熟林土壤理化性质和化学计量比的影响
    卢立华, 李华, 陈琳, 明安刚, 杨予静
    2021, 40(3):  654-663.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202103.020
    摘要 ( 11 )   PDF (2210KB) ( 24 )  
    在25年生马尾松(Pinus massoniana)人工纯林中,设置马尾松特大径材培育(PTD)、皆伐后连栽马尾松纯林(PM)、皆伐后营造红椎纯林(CH)、皆伐后营造马尾松×红椎同龄混交林(PCT)及间伐后林下补植红椎改造成马尾松×红椎异龄混交林(PCY)5种经营模式的试验,研究不同经营模式对土壤理化性质和生态化学计量比的影响。结果表明:经营模式显著影响除容重、全钾以外的土壤理化性质以及C∶N、N∶P。其中:土壤总孔隙度以CH、PCT最高,显著高于PTD和PCY;土壤pH值以CH最高。土壤总有机碳、全氮、速效氮、全磷以PCY和PTD最高,速效磷以CH和PCT最高,速效钾则以PCT显著高于其他处理。土壤C∶N以PM和PCT显著高于其他处理;土壤N∶P以PCY最高,但仅略高于PTD和CH,显著高于PM和PCT;而C∶P处理间差异不显著。综合分析表明,红椎纯林和马尾松×红椎异龄混交林两种模式的土壤质量略高于特大径材培育和马尾松×红椎同龄混交模式,且显著高于马尾松连栽模式。应特别注意马尾松林经营期的延长而造成的土壤磷对植物生长的限制。
    遮荫对青桐幼苗生长性状与化学计量特征的影响  
    智西民, 王梦颖, 牛畔青, 杨瑶, 蒋梦琳, 胡云一, 陈良华, 高顺
    2021, 40(3):  664-671.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.023
    摘要 ( 33 )   PDF (1350KB) ( 22 )  
    营养元素含量及化学计量比可反映植物器官营养元素的分配及互作关系,亦可反映其营养利用效率及生长环境的养分限制状况。以青桐(Firmiana platanifolia)幼苗为材料,分析4种不同光强(全光照,50%、75%和95%遮荫)对青桐幼苗生长,C、N、P、K含量及其化学计量特征的影响。结果表明:遮荫对青桐幼苗的生长性状、生物量、元素含量和积累量及化学计量比均有显著影响(P<0.05)。苗高和比叶面积随遮荫强度增加而升高,而地径和粗壮度随遮荫强度增加而减小。总生物量在75%遮荫下最大,在95%遮荫下最小。在各遮荫处理下,叶片C、N、P、K含量均大于根和茎,且N含量顺序为叶>根>茎,K含量顺序为叶>茎>根。C、P、K积累量随遮荫强度增大而增加,在75%遮荫下达到最大值,而在95%遮荫下达到最小值。青桐幼苗C∶N和C∶P呈现出相同的变化趋势,随遮荫强度变大先增加后减小,均在50%遮荫下达最大值。青桐各器官N∶P远低于14,即青桐幼苗在不同遮荫条件下的生长严重受N限制。这些结果说明,遮荫可调节青桐幼苗在不同光环境中的养分积累与分配,进而影响生物量。因此,青桐苗期培育宜选75%遮荫,有助于苗高、比叶面积、生物量、养分含量和积累量的增加,而过度遮荫可抑制幼苗生长发育。
    不同海拔云南松林土壤养分及其生态化学计量特征
    董廷发
    2021, 40(3):  672-679.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.006
    摘要 ( 33 )   PDF (1161KB) ( 26 )  
    以云南东北部不同海拔云南松天然次生林为研究对象,比较不同海拔土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)及其化学计量特征。结果表明:海拔间土壤C、N、P、K、AN、AP、AK的值分别为7.85~31.61 g·kg-1、1.08~2.11 g·kg-1、0.19~1.41 g·kg-1、3.65~15.10 g·kg-1、51.33~144.35 mg·kg-1、0.56~2.42 mg·kg-1、0.03~0.35 g·kg-1;随海拔的升高,土壤C、N、P、P∶K、C∶N均主要呈现先升高后降低的趋势,而C∶P、N∶P呈现的趋势与C∶N相反;土壤C与N、AN、AP、AK、C∶N、C∶P、C∶K、N∶K、P∶K均呈显著正相关,而与K含量呈显著负相关。研究表明,该地区云南松林土壤主要养分及其化学计量特征随海拔变异明显,总体上表现为少氮低磷。土壤养分在中海拔处偏高,这与中海拔地段云南松较好的生长表现相符。这些结果可为解析云南松的生长和分布提供一定的基础。
    海南槟榔园不同母岩发育土壤养分状况及其化学计量特征
    赵月, 李玉珠, 苏磊, 葛成军, 杨安富, 唐世新, 鲍雪莲, 解宏图
    2021, 40(3):  680-691.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.033
    摘要 ( 41 )   PDF (3163KB) ( 24 )  
    母岩的性质很大程度上决定了其发育土壤的养分含量及其特性。本文对分布在海南省11个市县的火山岩、侵入岩、变质岩和沉积岩发育的槟榔园土壤养分含量及碳、氮、磷生态化学计量特征进行分析,研究土壤养分与母岩及土层间的关系。结果表明:槟榔园土壤养分状况及其化学计量特征受母岩历史继承性因素影响;火山岩发育的土壤有机碳(SOC为17.67 g·kg-1)、全氮(TN为1.48 g·kg-1)、全磷(TP为0.36 g·kg-1)和速效氮(AN为16.89 mg·kg-1)含量显著高于侵入岩、变质岩和沉积岩,侵入岩和沉积岩发育的土壤全钾和速效钾含量显著高于火山岩和变质岩;母岩的特性同时影响养分在土层间的分配,沉积岩发育的土壤硝态氮、速效钾含量和水溶性碳与速效磷计量比(DOC/AP)在土层间无显著差异;土壤碳氮和氮磷化学计量比在火山岩和沉积岩发育土壤中呈现相反的变化趋势,而碳磷计量比变化趋势一致;火山岩发育土壤高SOC/TN和低TN/TP,意味着有机碳分解速率慢且氮对土壤养分限制严重;沉积岩发育的土壤高DOC/AN和低AN/AP,意味着易被吸收利用的活性有机碳库丰富,而作为限制因子的速效氮缺乏。总体来说,海南省槟榔园的土壤有机碳、全氮和速效磷含量均处于较适宜状态,而全磷(除火山岩)和速效钾缺乏。为提高土壤养分含量及其有效性,进一步挖掘种植潜力,应针对不同母岩发育土壤合理施肥、科学管理。
    毛竹及其变种细根化学计量特征
    郭雯, 黄宏亮, 王锐, 杨畅, 雷刚, 漆良华
    2021, 40(3):  692-700.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.015
    摘要 ( 28 )   PDF (922KB) ( 14 )  
    以安徽太平竹类植物种质资源保存库毛竹及其变种(花毛竹、黄槽毛竹、厚壁毛竹、金丝毛竹)为研究对象,分析比较毛竹及其变种3个年龄阶段(1、3、5年生)细根化学计量特征,探究毛竹及其变种细根养分策略。结果表明:1)毛竹及其变种细根化学计量特征主要受竹种的影响,年龄对毛竹及其变种细根化学计量特征的影响较小;2)毛竹及其变种细根的养分元素含量存在差异性,生长季花毛竹细根的全C、全N、全P含量较高,其他竹种则相对较低;毛竹细根C∶N、C∶P最高,毛竹及其变种细根N∶P差异性不显著;3)花毛竹、金丝毛竹细根的N和P含量具有显著的异速生长关系,毛竹及其变种的细根普遍受P元素的限制;其他竹种细根C、N、P养分元素之间异速生长关系不显著,说明其养分分配具有相似性;4)毛竹及其变种细根化学计量与土壤化学性质存在一定的相关性,细根C∶P主要受土壤有机质与全P的制约。因此,与土壤环境因素相比,毛竹及其变种细根化学计量特征受竹种遗传特性的限制作用更大;毛竹及其变种细根化学计量特征受其所处生长阶段的影响,不同竹种的养分元素利用策略存在差异性。
    干旱区湿地芦苇各器官生态化学计量对土壤因子的响应
    张剑, 齐璇璇, 刘冬, 赵海燕, 谢欢杰, 曹建军
    2021, 40(3):  701-711.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.010
    摘要 ( 39 )   PDF (1300KB) ( 20 )  
    了解植物养分浓度及其化学计量对土壤因子的响应,对预测脆弱而敏感生态系统对环境变化的响应至关重要。以敦煌阳关湿地优势种芦苇(Phragmites australis)为对象,通过野外调查与实验分析,研究芦苇不同器官生态化学计量特征及其影响因素。结果表明:芦苇各器官C、P含量为叶>根>茎,N含量及N∶P为叶>茎>根,C∶N为根>茎>叶,C∶P则为茎>根>叶。叶、根C含量显著高于茎(P<0.05),叶、根C含量之间无显著差异(P>0.05),根、茎和叶N、P含量及C∶N、C∶P和N∶P差异显著(P<0.05);芦苇根N∶P<14,叶片N∶P>16,茎N∶P介于14~16;C含量在各器官之间均无显著相关性(P>0.05),根与茎、叶N含量之间呈极显著正相关(P<0.01),根与茎P含量呈极显著正相关(P<0.01),茎与叶N含量呈显著正相关(P<0.05);土壤盐分与芦苇根和茎N含量呈极显著正相关(P<0.01),土壤P含量与茎P含量呈极显著正相关(P<0.01),土壤有效P与根、茎N含量呈极显著正相关(P<0.01);土壤P是影响芦苇根、茎化学计量的主要因素,土壤盐分是影响叶片化学计量的主要因素,芦苇趋向提高各器官N含量来应对高盐、低P的土壤环境。
    研究报告
    秦岭东段不同海拔栓皮栎粗根非结构性碳水化合物含量的季节动态
    章异平, 师志强, 竹磊, 焦会景, 王淳秋, 武靖, 徐军亮
    2021, 40(3):  712-720.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.017
    摘要 ( 23 )   PDF (1813KB) ( 17 )  
    掌握树木根部碳存储规律对于准确估算碳在地上器官与地下器官间的分配非常必要。本研究以栓皮栎(Quercus variabilis Blume)为对象,在2016年5月—2017年6月,通过周期性采样方法(共计采样14次),测定了高、低海拔(970和650 m)栓皮栎粗根非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrates,NSC)及其组分(可溶性糖和淀粉)含量的年内动态变化。结果表明:除高海拔淀粉外,栓皮栎粗根NSC及其组分含量均随季节变化差异显著(P<0.05)。粗根NSC含量呈现生长季初期(3月)下降,非生长季(2月)达到最高值的变化趋势;栓皮栎粗根NSC组成以淀粉为主,高、低海拔淀粉含量占比分别为61%和71%,这可能与栓皮栎适应区域环境特征有关。不同海拔间,栓皮栎粗根NSC及其组分含量的差异出现在生长季初期(3月,P<0.05)。高海拔(10.26%)栓皮栎粗根NSC含量小于低海拔(13.96%)。栓皮栎粗根NSC含量存在明显的季节波动,粗根在生长季末及非生长季积累的NSC对下一年树木生长启动非常重要,研究结果有助于理解树木地下器官对树木生长的碳供应机制。
    八仙山国家级自然保护区山樱花种群结构特征
    邱振鲁, 李雪莹, 唐丽丽, 张梅, 杨丽芳, 石福臣
    2021, 40(3):  721-730.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.021
    摘要 ( 36 )   PDF (1075KB) ( 13 )  
    山樱花(Cerasus serrulata)是樱花的野生种,其花色和树形优美,是重要而稀少的樱属观赏植物资源。近年,在燕山山脉东麓的天津北部山区,发现比较集中分布的山樱花种群。为明确该野生山樱花种群特征,探究其生态分布习性,本研究选取了天津八仙山国家级自然保护区阴坡、山脊、阳坡3种不同坡位中的山樱花群落,设置样地进行了野外群落学调查,研究了山樱花的种群结构及所在群落物种多样性随海拔和坡位的变化规律,并运用主成分分析法,分析群落间的差异以及群落结构对多样性变化的影响。结果表明:(1)山樱花为落叶阔叶林伴生种,所在群落乔木层主要树种为蒙古栎(Quercus mongolica)、槲栎(Q. aline)、白蜡(Fraxinus chinensis)、鹅耳枥(Carpinus turczaninowii)、臭檀(Euodia daniell)、桑(Morus alba)和元宝槭(Acer truncatum),灌木层主要物种为迎红杜鹃(Rhododendron mucronulatum)、三裂绣线菊(Spiraea trilobata)、小花溲疏(Deutzia parviflora)、大花溲疏(D. grandiflora)、大叶朴(Celtis koraiensis)和锦带花(Weigela florid);山樱花种群结构和所在群落的结构依坡位不同而发生变化;(2)山樱花种群的年龄结构呈倒“J”型分布,600~800 m海拔和阳坡更新状况最好;(3)不同坡位山樱花种群的Shannon生态位宽度为阳坡>山脊>阴坡。与山樱花生态位重叠最高的种群,阴坡为中国黄花柳和蒙古栎,山脊为臭檀和蒙古栎,阳坡为杏和桑;(4)山樱花所在群落的乔木层径级分布呈倒“J”型,多样性指数随海拔增加先增后减;阴坡多样性指数最高,山脊和阳坡较低。灌木层的多样性指数变化趋势与乔木层相反。群落的物种多样性将随群落发育而增加,其优势种的优势度也将进一步提高,作为伴生种的山樱花种群将在阴坡可能衰退,在山脊和阳坡发育良好。该研究可为我国北方地区野生山樱花种群的保护与开发利用提供科学的参考依据。
    祁连山北坡灌木群落数量分类与排序
    赵婷婷, 赵成章, 康满萍, 李群, 唐玉瑞, 曾红霞, 王毓芳
    2021, 40(3):  731-739.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.013
    摘要 ( 37 )   PDF (924KB) ( 35 )  
    植物群落的空间分布格局是异质生境条件下物种种间相互作用的结果,其分异规律及其与环境因子的关系研究有助于认识植物的生态适应性。本文基于祁连山北坡28个样地的调查数据,采用双向指示种分析法(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)法探讨了灌木群落的空间分布与环境因子间相互关系。结果表明:(1)TWINSPAN分类将祁连山北坡灌木植被划分为盐爪爪+珍珠猪毛菜(Ass. Kalidium foliatum+Lyonia ovalifolia)、灌木亚菊+合头草(Ass. Ajania fruticulosa+Sympegma regelii)、合头草+茵陈蒿(Ass. Sympegma regelii +Artemisia capillaries)、珍珠猪毛菜+多根葱(Ass. Lyonia ovalifolia+Allium polyrhizum)、甘蒙锦鸡儿+针茅(Ass. Caragana opulens+Stipa capillata)、鬼箭锦鸡儿+高山柳(Ass. Caragana jubata+Salix cupularis)和金露梅+珠芽蓼(Ass. Dosiphora fruticosa+Polygonum viviparum)等7个群丛类型;(2)CCA排序结果表明,海拔和土壤全盐量是影响祁连山北坡灌木群落分布的主要环境因子,有机质、土壤含水量、土壤容重和pH值是次要因子,速效磷和速效钾对植物群落的影响较弱。
    伊犁特克斯河河岸带镰叶锦鸡儿灌丛分株结荚特征
    韩大勇, 胡鹏飞, 张维, 柴永斌, 牛忠泽, 何琪, 阿尔曼艾·卡德尔别克, 牛毅飞, 彭娜娜, 苏尔娜·金宝, 杨允菲
    2021, 40(3):  740-748.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.022
    摘要 ( 35 )   PDF (3370KB) ( 11 )  
    以伊犁特克斯河河岸带阶地和河漫滩两种生境镰叶锦鸡儿(Caragana aurantiaca)灌丛为对象,研究了结荚数量、重量、荚果大小与灌丛分株高度、分枝数量、丛径等指标的关系,探讨了荚果生产过程在种群更新中的作用。结果表明,阶地中的镰叶锦鸡儿荚果数量、荚果长度和荚果生物量显著高于河漫滩,而有性繁殖分配和单个荚果重显著低于河漫滩。荚果数量和荚果生物量大小分布特征较一致,均呈现L型分布格局,符合gamma分布,集中于0~20枚和0~0.5 g。单荚重在两个生境符合对数正态分布,集中于10~30 mg。两种生境荚果大小变异性主要由大个体引起。标准主轴回归分析表明,除河漫滩生境的荚果生物量与分株高的回归方程未达到显著水平之外,荚果数量、荚果重与分株高、分枝数、丛径的回归方程均达到显著水平。不论荚果数量还是荚果重,在两种生境中的斜率大小顺序均遵循分株高>丛径>分枝数的变化规律,其中分株高和丛径的斜率差异不明显,但均显著大于分枝数。两种生境镰叶锦鸡儿均可产生大量的荚果,在阶地中倾向于产生大量、小的荚果,河漫滩倾向于产生少、大的荚果,种群更新不存在种源限制,生产管理中应注意增加灌丛高度和丛径,提高结荚量,促进种群的自我更新和维持。
    晋西北黄土丘陵区土壤和地形因子对草地植被优势种功能性状的影响  
    冀雯霞, 赵峰侠, 张瑞, 唐学娟, 闫丽飞, 张锦涛
    2021, 40(3):  749-758.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.016
    摘要 ( 35 )   PDF (938KB) ( 21 )  
    预测未来气候变化对生态系统功能的影响至关重要。黄土高原气候暖干化的加剧使得与此相关的环境因子对优势种功能性状的影响愈发明显。本文通过冗余分析研究了晋西北黄土丘陵区草地土壤、地形因子对9个优势种及非优势种功能性状的影响。结果显示:土壤、地形因子对优势种功能性状产生关键作用,但对非优势种功能性状影响小。土壤含水量和速效磷含量是影响优势种功能性状的关键因子,土壤含水量与优势种株高呈正相关,与相对分枝数呈负相关;土壤速效磷含量与优势种叶片氮含量、单株干重和比叶面积呈正相关,与叶片碳氮比和叶干物质含量呈负相关。海拔是影响优势种功能性状的主要地形因子,海拔与优势种叶干物质含量、相对分枝数呈正相关,与株高、叶片碳含量、叶面积呈负相关。以上结果表明,未来气候暖干化使得黄土丘陵区植物多采取资源维持型策略来适应土壤水分及养分减少的环境。
    内蒙古草甸草原地下芽库对极端干旱的响应
    特尼乌, 郭子月, 刘丹, 雒文涛, 乌云娜, 阿如旱, 钱建强
    2021, 40(3):  759-765.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.005
    摘要 ( 26 )   PDF (494KB) ( 7 )  
    全球变化引发的极端气候事件严重影响草地生态系统结构与功能。然而,作为多年生草地重要繁殖体库,半干旱草甸草原地下芽库如何响应极端干旱尚未明确。本研究以内蒙古呼伦贝尔草甸草原为对象,利用模拟极端干旱样地平台,探究地下芽库及其与地上植被关系对模拟生长季极端干旱的响应。结果表明,环境降水水平与干旱处理下总芽密度分别为1443和1128芽·m-2;分株总密度分别为1791和1346株·m-2;群落整体分生组织制约系数分别为0.84和0.83。极端干旱对草甸草原地下芽库、地上分株密度以及二者之间关联均无显著影响。就优势植物功能群根茎型禾草而言,极端干旱对其地下芽库同样无显著影响。因此,地下芽库表现出对极端干旱一定程度的抵抗力,可作为草甸草原植被应对极端气候事件的保险策略,有效促进草甸草原在极端气候胁迫下的种群更新与植被恢复,有助于草甸草原植被稳定性与生态系统功能维持。
    喀斯特土壤条件下丛枝菌根真菌侵染对任豆幼苗生物量分配和根系结构特征的影响
    屈明华, 俞元春, 王佳, 薛亮, 王祖芳, 李生
    2021, 40(3):  766-776.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.002
    摘要 ( 35 )   PDF (1473KB) ( 16 )  
    喀斯特地区土壤瘠薄,植被恢复困难,根系对幼苗生长发育起重要作用。丛枝菌根真菌(AMF)侵染可促进喀斯特植物干物质积累及提升抗逆能力,但AMF对喀斯特地区主要恢复树种根系侵染机制及影响的研究尚不够深入。本研究以喀斯特地区典型造林树种任豆(Zenia insignis)幼苗为试验材料,利用不同养分条件的喀斯特原生土壤开展盆栽试验,以摩西球囊霉(Funneliformis mosseae, Fm)、根内球囊霉(Rhizophagus intraradices, Ri)和2种菌根真菌混合菌剂(mixture inoculation, Mi)进行接种,分析不同养分土壤条件下菌根真菌对任豆幼苗生物量分配和根系结构特征影响。结果表明:贫瘠喀斯特土壤条件下Fm处理根系侵染率最高,地上部生物量、根系生物量、总生物量、根尖数、分叉数、交叉数和投影面积较CK提高2.50、5.60、3.67、3.03、3.78、3.66和3.56倍;Ri处理对地上部生物量、根系生物量、总生物量、分叉数无显著影响,根尖数、交叉数、投影面积较对照降低46.59%、50.00%、38.60%;Mi处理地上部生物量、根系生物量、总生物量、分叉数、交叉数和投影面积较CK提高3.02、3.47、3.14、1.64、1.60和1.70倍,对根尖数无显著影响。较高养分喀斯特土壤条件下Fm处理根系生物量、投影面积较CK提高2.38、1.51倍,对地上部生物量、总生物量、分叉数和交叉数无显著影响,根尖数较CK降低22.82%;Ri处理根系生物量、总生物量、根尖数、交叉数和投影面积较CK提高2.29、1.37、1.31、1.29和1.66倍,对地上部生物量、根系分叉数无显著影响;Mi处理地上部生物量、总生物量、根尖数和投影面积较CK提高1.44、1.46、1.25和1.40倍,对根系生物量、分叉数和交叉数无显著影响。养分较低条件下,Fm侵染有利于任豆生物量提高和吸收性根系分化,有助于根系觅食养分和水分,促进植物生长;养分较高条件下,Ri促进根系结构特征改变,Fm促生效应减弱。低钙高磷养分条件下Ri表现出较强的促生作用;Fm生态适应性强,在促进植物根系获取土壤养分、水分及土壤空间拓展方面具有显著优势,可作为菌根真菌促进喀斯特地区植被恢复的优势菌种。
    董铺水库的鸟类多样性
    余青青, 孙庆业
    2021, 40(3):  777-787.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.018
    摘要 ( 30 )   PDF (726KB) ( 22 )  
    可利用的停歇点湿地是迁徙水鸟能量补给、中转休整的重要场所,在水鸟迁徙活动中具有非常重要的生态功能。但湿地生境大面积丧失和退化严重影响了水鸟的迁徙活动。在此背景下,生境良好的中小型湿地的生态替补作用逐渐显现。开展中小型湿地内的鸟类资源研究,对鸟类资源的监测具有重要作用,同时对候鸟迁徙湿地网络的科学保护有着重要意义。2017年11月—2019年12月,采用样点法和样线法对董铺水库及周边区域鸟类种类、数量以及生境进行调查,共监测到16目43科118种鸟类。其中,国家Ⅰ级重点保护鸟类2种,国家Ⅱ级重点保护鸟类10种,主要包括东方白鹳(Ciconia boyciana)、白头鹤(Grus monacha)等。优势鸟种有16种,以罗纹鸭(Mareca falcata)、普通鸬鹚(Phalacrocorax carbo)、斑嘴鸭(Anas zonorhyncha)、凤头(Podiceps cristatus)、白鹭(Egretta garzetta)、小(Tachybaptus ruficollis)等水鸟为主。研究区域鸟类Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数均夏季>秋季>冬季>春季,Simpson优势度指数则相反。通过监测的鸟类数据显示,董铺水库作为迁徙水鸟停歇点的生态作用正不断扩大。
    朱鹮野化种群对冬季低温的行为响应
    刘莉, 王子健, 易华清, 周亮, 吕洪伟, 王毅花, 陈丽霞, 段文斌, 陆军, 江红星, 晏鹏, 刘冬平
    2021, 40(3):  788-794.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.019
    摘要 ( 28 )   PDF (846KB) ( 13 )  
    低温对鸟类的生长发育、新陈代谢和生活状态有显著的影响,鸟类往往通过改变行为模式来适应温度的变化。朱鹮(Nipponia nippon)是东亚特有的濒危鸟类,2018年从秦岭南麓的陕西洋县引入到河北北戴河,建立了全球纬度最高的野化种群。本文以北戴河和洋县两个野化种群为研究对象,采用瞬时扫描法观察分析了季节和温度等因素对朱鹮休息行为的影响。结果表明,双腿站立露喙是朱鹮在游荡期最常见的休息行为(70.9%),但在越冬期显著降低(55.6%),而单腿站立和隐喙行为比例相应升高。温度对双腿站立隐喙、单腿站立露喙和单腿站立隐喙3种行为的比例有显著影响。可见,朱鹮在冬季通过增加保护裸露部位的行为比例来适应低温。在冬季,随着温度的下降,朱鹮趴卧在树干上的夜宿行为比例逐渐增加,而这一行为在白天没有记录到。温度对成鸟和幼鸟冬季的休息行为有显著影响。由此表明,趴卧行为很可能是朱鹮对极端耐受低温的一种应对,在保护监测过程中需警惕。朱鹮在北戴河越冬过程中没有使用网笼中的遮挡伞棚和庇护场所,表明其能够自主适应-20 ℃的低温。为了确保野化朱鹮顺利越冬,建议在野化网笼中增加一些松科等常绿树种,为朱鹮提供更加优良的夜宿环境,并用稻草搭建风挡,减少夜间大风的负面影响。
    四种抗寒花卉对镉的生理响应和富集特征
    张明华, 张长锋, 王慧慧, 熊瑞, 蒲玉琳, 张世熔, 徐小逊, 贾永霞
    2021, 40(3):  795-803.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.008
    摘要 ( 22 )   PDF (1362KB) ( 12 )  
    以矮型四季菊、羽扇豆、欧报春和虞美人等冬春季常见花卉为试验材料,通过盆栽试验,研究了不同浓度Cd处理下4种花卉对Cd的生理响应和富集特征,探讨利用这4种花卉在冬春季寒冷时期修复Cd污染土壤的可行性,为提高植物修复技术的效率提供参考。结果表明:(1)在所有Cd处理下,羽扇豆各部位生物量与对照均无差异;欧报春仅根系生物量在80 mg·kg-1 Cd处理时显著低于对照,为对照的74.51%;矮型四季菊和虞美人全株生物量分别在Cd处理浓度高于10、40 mg·kg-1时开始显著低于对照,并在80 mg·kg-1 Cd处理时全株生物量均达到最小值,分别为对照的41.21%和64.15%。(2)在所有Cd处理下,羽扇豆体内抗氧化酶活性均显著高于对照,MDA含量与对照无显著性差异,清除活性氧能力最强,未受到伤害;欧报春体内抗氧化酶活性升高幅度较小,MDA含量和REC有小幅度增加,清除活性氧的能力较强,受到的伤害程度较低;矮型四季菊和虞美人对活性氧清除能力最差,受到了严重的氧化伤害。(3)在所有Cd处理下,Cd在矮型四季菊体内的分布均为地上部>根系,BCF和TF均大于1,地上部含量和富集量最大值分别为136.20 mg·kg-1和1118.20 μg·plant-1;Cd在羽扇豆、欧报春、虞美人体内表现为地上部<根系,TF均小于1,地上部Cd含量、富集量、BCF和TF均为羽扇豆>欧报春、虞美人。综上所述,与欧报春和虞美人相比,矮型四季菊对Cd耐性相对较差,但对Cd有较强的吸收转移能力,适合用于冬春季Cd污染土壤的修复;羽扇豆对Cd的耐性强,对Cd吸收转移能力也较强,也适合用于冬春季Cd污染土壤的修复。
    沈阳市住宅区小区与街道灰尘重金属污染评价
    李苹苹, 苗纯萍, 陈玮, 于帅, 胡远满, 何兴元
    2021, 40(3):  804-812.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.001
    摘要 ( 27 )   PDF (1924KB) ( 8 )  
    城市住宅区是人类活动的重要场所,与居民的日常生活紧密相关。为了解沈阳市住宅区小区与街道灰尘中重金属污染的空间分布,采集了不同住宅区小区与街道的灰尘样品,分析了灰尘中重金属的含量,并使用富集因子和地累积指数评估了其污染程度。结果表明,沈阳市灰尘中重金属Cr、Cd、Cu、Pb和Zn的平均含量均超过辽宁省表层土壤元素背景值。单因素方差分析表明,街道灰尘中重金属Cu、Fe、Mn和Zn的空间分布具有显著性差异,而小区灰尘中重金属Cd、Cr、Fe、Mn和Pb在空间上具有显著性差异。重金属Cd、Zn和Pb的平均污染水平较高,其中小区内Cd和Zn的污染程度高于街道。沈阳市不同方位住宅区灰尘中重金属的污染水平介于轻度污染至中度污染之间。
    2015—2019年中东部地区PM2.5时空演变及其驱动力
    姚荣鹏, 张勃, 王立兵, 张耀文
    2021, 40(3):  813-824.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.004
    摘要 ( 30 )   PDF (6354KB) ( 15 )  
    我国中东部地区雾霾事件频发。作为雾霾的主因,科学识别PM2.5时空演变特征与驱动力对于区域联防联控意义重大。基于国控环境空气质量监测站2014年12月—2019年11月PM2.5数据,结合地统计、REOF、地理探测器等方法分析了我国中东部地区PM2.5污染的时空特征与演变规律,确定了3个同比变化区,并进一步探究了各区域PM2.5分异的驱动因素。结果表明,中东部整体PM2.5年均浓度呈稳定下降趋势,年均下降3.2 μg·m-3,高年均PM2.5浓度区域在空间上呈快速收缩趋势,但存在部分区域PM2.5污染天数增加的不显著趋势;PM2.5浓度以京津冀地区为中心向外辐射降低,总体上呈“北高南低”的特征;中东部地区有显著的强空间集聚性,四季全局Moran I均超过0.70以上(P<0.01),热点区域主要分布在华北平原及其周围,冷点区域主要分布在华南地区;基于REOF分析得到3个同比变化区,其边界与地形地貌重叠较好,时间系数呈“脉冲型”的下降趋势,表明PM2.5污染有显著的改善趋势;气象因素与人类活动是引起各区域PM2.5分异的重要驱动因素,并在各区域具有不同的关键驱动因素。
    锡林郭勒盟净初级生产力时空变化及其气候影响  
    王爽, 李庆旭, 张彪
    2021, 40(3):  825-834.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.028
    摘要 ( 22 )   PDF (3679KB) ( 17 )  
    净初级生产力(NPP)是表征生态系统质量与功能的核心指标,监测生态工程区NPP的时空变化是生态建设成效评估的重要内容。本文利用2000—2015年时序遥感数据与光能利用效率模型(CASA),分析了锡林郭勒盟NPP的时空变化以及气温与降水的影响。结果表明:2000—2015年锡林郭勒盟的NPP为108.66~359.74 g C·m-2·a-1,多年平均值为254.18 g C·m-2·a-1,年均增加13.47 g C·m-2;锡林郭勒盟的NPP由东向西递减趋势明显,40.13%的区域NPP高于280 g C·m-2·a-1,且集中在太仆寺旗、多伦县、西乌珠穆沁旗和东乌珠穆沁旗等地区;相比2000年,2015年锡林郭勒盟有94.56%的区域NPP升高,其中33.95%的区域NPP增幅高于120 g C·m-2;锡林郭勒盟的NPP与降雨量呈显著正相关,31.18%的区域NPP与气温呈正相关,NPP与年均气温及降水量的复相关系数为0.59。综合来看,锡林郭勒盟约55%的区域NPP明显受气候因素驱动,其生态修复治理应充分利用气候变化的积极影响,而其他区域则需注重施加生态工程措施。
    研究报告
    基于水系连通的开都河生态需水及供水量分析
    纪昌明, 曹成琳, 王弋
    2021, 40(3):  835-843.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.026
    摘要 ( 23 )   PDF (1272KB) ( 10 )  
    开都河是中国最大内陆淡水湖博斯腾湖的源流,开都河的水资源量和调度对焉耆盆地的生产、生活、生态及博斯腾湖和流域水系连通起着关键的作用。如何确保其生态基流、稳定生态功能是流域水资源科学管理面临的重要问题。本文提出改进的Tennant法,利用1971—2016年大山口水文站径流资料,通过划分周期综合考虑研究时段径流资料,并改进对应基流标准,计算分析了开都河丰、枯等不同时期的生态基流量和对应最小生态需水量。结果表明:在“三条红线”地表用水量控制情况下以及去除河损后,研究期各年份开都河最小生态需水量基本能得到满足,但对于偏枯水年及特枯水年来说,剩余水量较少,河流基本生态需水量保障形势严峻;开都河在保证其自身最小生态需水量、河损及地表用水量后,剩余水量在丰、平水年均能支撑博斯腾湖及流域水系连通生态需水保障任务,但在偏枯和特枯水年无法满足对博斯腾湖的生态供水。研究结果将为维护开都河流域生态健康和流域的水资源可持续利用提供重要的依据。
    北京市植物物候对热岛效应的响应
    孟丹, 刘芯蕊, 张聪聪
    2021, 40(3):  844-854.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.029
    摘要 ( 31 )   PDF (5326KB) ( 13 )  
    都市的快速发展致使城市热岛效应日渐加剧。城市绿化对缓解热岛效应有一定的作用,但同时其物候也受到了影响。本文基于遥感影像数据,通过对照北京市热岛区与非热岛区、不同热岛强度等级的植物物候差别,研究热岛效应对植物物候的影响。采用Landsat 8影像对北京市地表温度进行反演,结合空间分析进行热岛效应分区分级识别;通过MOD13A1的归一化植被指数(NDVI)数据,采用Dallimer平均值法和动态阈值法提取植被生长季始期(SOG)、生长季末期(EOG)、生长季长度(LOG)等重要植被物候参数,研究植被物候在热岛区与非热岛区、不同热岛强度等级之间的差异。结果表明:北京市夏季与冬季相比,热岛效应更为显著;利用Dallimer平均值法提取的北京市热岛区SOG比非热岛区提前4 d,EOG延迟9 d,LOG延长13 d;利用动态阈值法提取的SOG提早10 d,EOG推迟4 d,LOG延长14 d,动态阈值法提取的物候信息与观测的物候信息更为接近;随着热岛强度等级提高,SOG提前,EOG推迟,LOG延长。本研究丰富了我国华北地区植被物候对热岛效应的响应机制,同时对研究全球变暖对生态系统的影响具有一定价值。
    喀斯特山地城市内山体绿地对城市热岛的减温效应——以安顺市西秀区为例
    伍娬, 王志杰
    2021, 40(3):  855-863.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.032
    摘要 ( 29 )   PDF (3054KB) ( 9 )  
    山体绿地是喀斯特山地城市内典型的城市绿地景观类型,其对于改善城市生态环境、提升喀斯特山地城市生态服务功能具有重要作用。以黔中典型喀斯特山地城市安顺市为研究对象,运用2011年和2016年两期热红外遥感影像和城市景观结构空间数据,在反演分析城市热岛效应及其强度时空分布特征的基础上,运用冷热点分析剖析了山体绿地与城市热岛效应冷点分布区的关系,揭示山体绿地对城市热岛的减温效应。结果表明:基于Landsat热红外遥感数据反演地表温度结果显示,2011—2016年,安顺市西秀区平均反演地表温度升高约4 ℃;主城区一带热岛效应呈现加剧趋势,但总体热岛面积呈下降趋势,绿岛区多分布于水体和山体绿地中,且山体绿地对热岛效应减缓作用逐年增大;热/冷聚集面积呈现上升趋势,约40%~50%的冷聚集区由山体绿地贡献,热聚集区主要由建筑用地和其他用地构成;500 m格网尺度下,山体绿地面积与地表温度呈显著负相关,表现为山体绿地面积占格网比例每增加10%,地表温度将降低0.17~0.27 ℃。研究结果可为喀斯特山地城市山体绿地管理、城市绿地空间规划和城市热环境缓解提供科学依据。
    综合评述
    湿地植物根形态结构和泌氧与盐和重金属吸收、积累、耐性关系的研究进展
    谢换换, 叶志鸿
    2021, 40(3):  864-875.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.011
    摘要 ( 30 )   PDF (1982KB) ( 40 )  
    目前大面积湿地面临着重金属污染和盐渍化问题。利用湿地植物修复这些受损生态系统和提高海水稻的产量、减少毒性金属元素在稻米中的积累是当前面临的重要任务。湿地植物(包括水稻)已发展出各种策略和机制来耐受不同的环境胁迫,它们的根系发育具有可塑性,如根形态和解剖结构会随外界条件的变化而变化,这些变化直接影响其对环境胁迫的适应性能。近年来,对湿地植物根形态和结构、泌氧与其对盐、重金属的吸收、积累和耐性之间的关系方面进行了一些重要研究。本文分别对湿地植物根系形态、质外体屏障、通气组织和泌氧与其对盐和重金属吸收、积累和耐性的关系等方面的研究进展进行了综述,并对该领域未来的发展方向作了展望。

     

    全球水稻梯田生态系统服务研究进展
    杨艳芬, 角媛梅, 刘澄静, 丁银平, 刘志林, 徐秋娥
    2021, 40(3):  876-886.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.031
    摘要 ( 30 )   PDF (1662KB) ( 13 )  
    水稻梯田生态系统具有多重服务价值,全球尺度上相关研究的系统梳理和总结可促进该领域的理解和认识。本文依据千年生态系统服务分类系统,采用系统文献分析法对全球水稻梯田生态系统服务研究进行整理并综述其进展。已发表的全球水稻梯田生态系统服务研究文献主要分布在中国、越南、菲律宾。从评价方法看,中国偏重于价值量评价,而国外偏重于物质量评价;国内4个梯田的价值量评价显示,梯田的调节和支持服务高于其他服务,但由于计算单元和方法不同难以相互相比;物质量评价方面,调节服务研究开展了较为深入的水土流失、灾害和虫害调节研究,支持服务对水稻生长有益的硅元素的循环转化进行了研究,供给服务以影响水稻生长的因素及其情景预测为主;景观尺度上,增加其他作物种植斑块可提高各类服务;基于生态系统服务矩阵与制图的分析框架具有良好应用前景。未来还应加强水稻梯田生态系统服务多尺度评估体系,从服务形成机理出发研究权衡协同关系,并加强景观尺度上的格局过程服务人类福祉间的系统研究。
    技术与方法
    青藏高原土地利用变化对生态系统服务价值影响的多情景模拟
    张晓瑶, 陆林, 虞虎, 张潇, 李冬花
    2021, 40(3):  887-898.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.025
    摘要 ( 30 )   PDF (6042KB) ( 15 )  
    青藏高原具有突出的生态服务价值,但气候多变、环境脆弱的基底,使其易受人类活动的干扰。本文基于土地利用数据和改进当量因子法,定量分析1992—2015年青藏高原土地利用变化对生态系统服务价值时空分布影响,并结合CA-Markov模型模拟探讨自然发展和生态保护情景下土地利用与生态系统服务价值的相互关系。结果表明:1992—2015年青藏高原土地利用结构稳定,以草地为主,林地、裸地为辅,生态系统服务价值总体呈增长趋势,草地、水体和林地是青藏高原生态价值的稳定供应者;青藏高原生态系统服务价值的空间分布极不均衡,不同气候区分布具有空间异质性,冷点区集中分布在青藏高原西北部干旱气候区和东南部湿润气候区,热点区集中于中部湿润和半湿润气候区;6000 m海拔是青藏高原生态系统服务价值的趋势变化节点;生态保护情景下的土地利用变化比自然发展情景下的更加均衡,生态系统服务价值总体增加,生态环境向优发展。
    陕西长武玉米降水指数保险设计
    杨晓娟, 刘布春, 刘园, 白薇
    2021, 40(3):  899-907.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.027
    摘要 ( 29 )   PDF (1202KB) ( 12 )  
    天气指数保险能有效规避传统农业保险的弊端。本研究基于陕西长武长序列产量数据和气象数据,采用统计分析的方法进行种植面积、产量、单产、趋势产量、相对气象产量以及玉米生育期需供水的分析;采用基于损失的风险评估方法评价种植风险;采用基于Logistic模型的费率厘定方法进行纯费率厘定;根据降水指数和减产率的相关性,设计降水指数;采用投影寻踪的方法设计降水指数赔付方案。结果表明:长武玉米种植面积、产量、单产、趋势产量以及相对气象产量都呈现出增加趋势;生育期平均需水650 mm,降水434 mm,亏缺216 mm;从4月下旬到8月下旬,玉米呈现出水分亏缺的状态,7月中旬抽雄期水分亏缺最多,为33.65 mm;9月出现微弱的水分盈余;1994、1995和1997年为减产年,减产率分别为14%、20%和44%,相应降水距平分别为-42.44%、-47.72%和-29.71%;玉米种植轻、中、重和巨灾的发生概率分别是7.49%、3.40%、1.43%和1%;玉米降水指数保险纯费率为2.92%;生育期内旬降水(阈值为40 mm)累积值指定为玉米降水指数,并以降水指数为变量进行分段赔付。本研究剖析了长武玉米种植状况和干旱灾害,并设计了玉米的降水指数保险产品,为长武玉米农业保险提供了新的选择,对解决农业保险目前的困境具有重要的意义。

     

    温室秸秆不同还田量条件下DSSAT-CROPGRO-Tomato模型的调参与验证
    李波, 孙翔龙, 姚名泽, 鲍慧, 王俊皓
    2021, 40(3):  908-918.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.009
    摘要 ( 24 )   PDF (2999KB) ( 6 )  
    为了探讨番茄生长模拟模型DSSAT-CROPGRO-Tomato能否准确模拟秸秆还田条件下北方日光温室番茄的生长发育和产量形成过程,基于2016年和2018年温室番茄小区试验数据对模型进行验证。试验设置4个秸秆还田量处理,分别为0(S0)、1.5×104(S1)、3×104(S2)和4.5×104 kg·hm-2(S3)。利用GLUE参数估计模块获得不同方案相应的作物遗传参数,通过分析和对比番茄物候期、鲜果产量、最大叶面积指数、土壤水分、土壤无机态氮和地上干物质量的实测值与模拟值,验证模型模拟精度并确定最优方案。结果表明,参数PODUR(最优条件下最终果实负载所需光热时长)和SLAVR(比叶面积)的变异系数较大,分别为28.53%和14.13%。模型在2016年所有处理为参数估计方案时模拟精度最高,其ARE和nRMSE分别为10.33%和7.12%。模型对温室土壤水分、番茄生长和产量的模拟精度较高。留一交叉验证法体现模型对温室番茄产量总体误差在18.68%~21.95%。说明CROPGRO-Tomato模型可以较准确模拟秸秆不同还田量条件下沈阳日光温室番茄生长和产量形成过程。
    物候模型支持下的杭州市春茶霜冻害时空变化及风险区划
    范辽生, 金志凤, 王培娟, 黄海涛, 杨军, 朱兰娟
    2021, 40(3):  919-928.  doi:10.13292/j.1000-4890.202103.034
    摘要 ( 29 )   PDF (3465KB) ( 22 )  
    开展春茶霜冻害风险区划对名优茶优化布局具有科学指导意义。基于杭州2015—2020年龙井43品种春茶物候观测资料、1951—2020年杭州国家基准气候站和2010—2020年263个区域自动气象站逐日气象资料,应用有效积温物候模型估算历史缺失年份春茶萌发初日数据,分析春茶生产霜冻害的时空分布特征,构建春茶霜冻害灾损率的加权平均模型,研制春茶霜冻害风险空间分布图。结果表明:过去70年来,春茶萌发初日提前的速度不及终霜日;春茶霜冻害年份减少,轻度霜冻害年份减少,中度霜冻害年份变化趋势不明显且年代际间波动大,重度以上霜冻害年份增加;各等级年霜冻害日数和霜冻害年份的变化趋势基本一致;春茶霜冻害年份轻度、中度、重度和特重出现频率分别为31.4%、18.6%、4.3%和1.4%,年灾损率无明显趋势变化;海拔每上升100 m,春茶萌发初日、终霜日分别推迟约1.3和2.6 d,春茶霜冻灾损率增加约1%,海拔越高,春霜冻害风险越高;杭州春茶生产霜冻害分布地域特征明显,春茶霜冻害基本无风险区(灾损率小于10%)约占杭州市总面积的25.2%,主要分布在杭州南部千岛湖、北部西湖产区、钱塘江河谷和较大水体周边,是发展春茶生产可优先考虑的区域;中度以上风险仅占杭州市总面积的6.3%。杭州市春茶生产霜冻害危害区域小,且灾害等级偏轻,适宜优质名优茶生产。