覆膜和灌水对科尔沁沙地垄沟种植玉米产量和水分利用特征的影响

在半干旱区,有限的水资源影响着灌溉农业的可持续发展,探索作物产量-水分关系是确定作物合理灌溉制度的研究重点。该试验设计11个处理:垄沟全覆膜雨养处理,QF;全生育期分别供水650、500、400 mm(灌溉+降水)的膜下滴灌(垄覆膜)处理,SMD、MMD、LMD;浅埋滴灌(埋于垄面)处理,SDD、MDD、LDD;传统平作漫灌处理,SGG、MGG、LGG;对照为当地平作充分漫灌处理,NM。通过2018年田间试验研究不同覆膜方式结合不同灌溉水平的垄沟种植模式对玉米产量-水分关系的影响,探索有利于提高科尔沁沙地玉米产量和水分利用效率的高效节水模式。结果表明:灌水量(A_i)与玉米耗水量(ET_c)、产量及水分利用效率(WUE)分别呈正线性关系(R~2=0.95—1)、二次曲线和负线性关系。相比NM处理,垄沟种植模式提高了玉米产量和WUE,减少了ET_c和作物系数(k_c)。其中,QF的ET_c(292 mm)极显著低于其他节水模式(P0.01),和NM处理相比,A_i节省了649 mm,产量增加了2.24%,WUE达到最大值6.30 kg·m~(-3),极显著高于其他种植模式(P0.001)。同时,QF处理的玉米净经济效益(NP)高达20 874.69 yuan·hm~(-2),投入产出比达到2.01。DD处理的玉米产量和投入产出比均最大,但是WUE极显著低于QF处理(P0.001)。综上所述,垄沟全覆膜雨养(垄沟比为50:30,灌溉量为38 mm)为获得高产、高水分利用效率以及高经济效益的最佳节水种植模式,可在科尔沁沙地可以适当推广该种植模式。研究结果可为缓解区域地下水过度利用状况、确定生态农业灌溉制度和科学规划作物种植结构提供理论依据,以期实现区域生态农业可持续发展。     

南亚热带尾巨桉中龄林水量平衡特征研究

水量平衡是森林生态系统的重要研究内容,但桉树人工林水量平衡研究的数据积累不足。以广西南宁桉树林生态系统定位观测研究站为平台,于2013年7月—2016年5月利用自动气象观测系统、集水区测流堰的定位观测数据,应用水量平衡方程计算各分量并分析其时间序列动态,以了解南亚热带尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E. grandis)人工林生态系统的水量平衡特征,为桉树人工林培育的水分利用和区域森林水分植被承载力研究奠定理论基础。结果表明:南宁地区的降水特征符合整个华南地区降水量变化特征,南宁桉树生态站2013年7月—2014年6月、2014年7月—2015年6月、2015年7月—2016年5月的降水特征符合南宁地区和整个华南的降水特征,年均降水量处于枯水年(1 156 mm)与丰水年(1 352 mm)之间,属平水年。观测期间(历时24个月),尾巨桉人工林生态系统土壤储水量变化在较小时间尺度上有波动,但2014年和2015年全年的变化量都接近为0。2014年1月—2015年12月径流总量为51 mm,径流系数为1.9%,期间多数月份没有产生径流,只有当降水量较大时才可能产生径流,其中2015年9月的径流量最大,为20 mm,径流系数为9.5%。2014年1月—2015年12月,生态系统蒸散总量为2 669 mm,占降水量的98%,是尾巨桉中龄林生态系统的主要水分支出项。蒸散总量与降水量呈极显著线性正相关,但径流量不完全受降水量的影响。     

辽河中下游流域水资源时空演变特征分析

选择辽河中下游流域为研究对象,通过调查流域内各月及多年年降水量、蒸散量及水分收支基本情况,应用区域蒸散互补关系模型估算辽河流域实际蒸散量,实现各年实际降水量、蒸散量的空间化。从多个层次分析1956—2000、1970—2000年及1980—2000年3个时间序列降水、蒸散量和水分收支的变化趋势及特点。结果表明：20a系列年平均降水量与45a系列比较分析发现,降水量减少的区域占流域面积的23.08%,降水量增加区域占流域面积的76.92%;辽河中下游流域实际蒸散大部分在600～850mm之间,其分布主要呈现由北向南、由西向东逐渐降低的趋势。辽河中下游流域水分收支不平衡,营口—辽阳—铁岭一线地区水分收支相当,此线以西北地区水分收支是负值,占总流域面积的59.73%,这种变化将会使西部干旱地区的旱情进一步增大。此线以东南地区水分收支是正值,占总流域面积的40.37%,当地的湿润程度会进一步增加。     

施氮量对洞庭湖区高密度条件下夏玉米产量形成特性的影响

为了探究洞庭湖区高密度条件下夏玉米的适宜施氮量,以郑单958和湘农玉27号为材料,在种植密度90 000株/hm~2条件下比较不同施氮量(150 kg/hm~2、225 kg/hm~2、300 kg/hm~2)对夏玉米产量形成特性的影响.结果表明:施氮量增大使夏玉米全生育期延长2 d～4 d;夏玉米总叶数与株高基本不受施氮量影响,但穗位高随施氮量增大而降低;夏玉米叶面积指数随施氮量增大而提高;郑单958在施氮150 kg/hm~2处理下产量最高,达到7 580.64 kg/hm~2,而湘农玉27号在施氮225 kg/hm~2处理下产量最高,达到7 252.35 kg/hm~2.表明两个夏玉米品种在洞庭湖区高密度种植条件下均能获得较高产量,但其适宜施氮量有所差别.     

气候暖干化对半干旱区春小麦产量形成的影响

利用1986─2013年典型黄土高原半干旱区春小麦(Triticum aestivum Linn.)试验资料,结合试验区气象站1958─2013年气候要素观测数据,研究气候变化对春小麦产量形成的影响,为应对气候变化提供科学依据。结果表明:1958─2013年试验区降水量呈下降趋势,气候倾向率为-10.966 mm/10 a;降水量年际波动大,变异系数为20.3%。春小麦主要生长发育时段的3─6月降水量也呈减少趋势,3─6月降水量变异系数为33.2%。试验区气温呈极显著上升趋势,气候倾向率为0.378℃/10 a。春小麦生长季干燥指数也呈上升趋势。20世纪90年代后暖干化特征明显。试验区春小麦产量与5月下旬─6月上旬气温呈极显著负相关(r=-0.492,P0.01),气温偏高,小花分化速度加快,有效小花减少,无效小花增加,结实率降低,导致春小麦产量下降。试验区春小麦产量与其生长季降水呈显著正相关(r=0.306,P0.05),说明黄土高原半干旱区小麦全生育期降水不足是影响春小麦产量的主要气候因素。而春小麦产量形成对5月中旬─5月下旬降水量的变化尤为敏感,此时段是小花开始分化到花粉母细胞四分体形成时的水分临界期,是春小麦需水关键期,降水量减少,部分花粉和胚珠不育,结实率显著下降,产量降低。结论:降水量是影响春小麦产量形成的关键气候因子;而气温增高是春小麦产量形成的主要限制因子。黄土高原半干旱区气候暖干化背景下,春小麦产量呈下降趋势;气候因素对春小麦发育和产量的负效应增大,产量的不确定性增加。     

气候变化对河西走廊主要农作物的影响

利用1991—2014年甘肃省河西走廊5市的气温、降水数据及农作物物候期和产量资料,运用线性趋势估计法、5 a滑动平移法、灰色关联度分析法和皮尔逊相关系数法分析了河西走廊24年来的气候变化特征、农作物物候和产量的变化特征及二者之间的联系。结果表明:(1)河西走廊近24年来春季变暖变干,气温气候倾向率为0.69℃/10 a、降水为6.63 mm/10a,夏秋季节变暖变湿,气温气候倾向率为0.49℃/10 a、降水为16.83 mm/10 a,全年表现为显著变暖,降水量增加,气温气候倾向率为0.43℃/10 a、降水为59.28 mm/10 a;(2)春小麦播种期呈略微提前趋势,玉米播种期呈推后趋势,春小麦和玉米的出苗期、生长季呈缩短趋势,成熟期呈提前趋势。春小麦和玉米播种期、出苗期、成熟期、生长季与气温呈负相关,播种期与降水量呈二次曲线关系,出苗期与降水量呈负相关,成熟期、生长季与降水量呈正相关;(3)河西走廊年小麦产量总体呈显著下降趋势,嘉峪关、金昌、武威、张掖和酒泉每10年分别减少0.5×10~4 t、0.24×10~4 t、10.94×10~4 t、10.72×10~4 t和13.85×10~4 t;年玉米产量酒泉呈略微减少趋势,每10年减少0.89×10~4 t,嘉峪关、金昌、武威和张掖总体呈增加趋势,每10年分别增加0.11×10~4 t、5.22×10~4 t、24.74×10~4 t和17.27×10~4 t;河西走廊的小麦相对气象产量正负变化比较频繁,玉米相对气象产量负值变化比较明显;嘉峪关、张掖、武威小麦产量和酒泉、金昌玉米产量受气温影响略大,关联系数分别为0.694 8、0.724 6、0.748 6和0.734 4、0.683 6,酒泉、金昌小麦产量和嘉峪关、张掖、武威玉米产量受降水量影响较大,关联系数分别为0.784 9、0.739 1和0.653 7、0.645 2、0.734 6;(4)社会经济因素对农作物的影响逐渐变大,国家政策的大力实施、农业科学技术的发展和推广以及河西走廊人民的种植意愿对农作物产生了很大的影响。该研究对农业应对气候变化,合理利用气候资源,推广生长季较短的新品种作物,提高农作物的生产潜力具有较大的意义。     

稻草还田方式对不同水分类型稻田土壤N_2O排放的影响

稻田是重要的N_2O排放源,而稻田N_2O排放与土壤水分和施肥密切相关。南方丘陵区是中国水稻的重要生产地,然而由于地形海拔的差异,稻田的水分条件相差很大。该地域典型的稻田水分包括持续淹水、中期晒田(除中期晒田和收获前落干外,保持淹水)以及耕灌雨养(灌水整地插秧,水稻分蘖盛期后不灌溉,依靠自然降水)。稻草还田为土壤微生物提供了大量的碳、氮基质,不同的稻草还田方式(深施、表施)会影响微生物对稻草中的碳、氮的利用,从而可能会影响N_2O排放。采用静态箱-气象色谱法研究了南方丘陵区稻田土壤在不同水分条件(持续淹水、常规灌溉和耕灌雨养)下,秸秆还田方式(无稻草、稻草翻耕入土、稻草覆盖)对N_2O排放的影响。当土壤有水层时,N_2O排放微乎其微;当水层落干后,N_2O排放快速上升。耕灌雨养的N_2O累积排放通量显著高于常规灌溉和持续淹水处理的N_2O累积排放通量。在耕灌雨养条件下,稻草翻耕入土处理下N_2O排放为2.566 kg·hm~(-2),比无稻草处理增加54%,而稻草覆盖处理对N_2O排放影响很小。在常规灌溉和持续淹水条件下,无论是否进行稻草还田,N_2O排放均很弱,仅为-0.003~0.030 kg·hm~(-2)。研究结果表明,水分是调控稻田N_2O排放的主要因子,在田间无水层条件下,稻草翻耕入土有促进N_2O排放的潜力。     

云南思茅地区近20年(1993—2012)酸雨及酸沉降量变化规律

统计分析了云南思茅地区1993—2012年间采集的2533次降水样品,发现酸雨(pH<5.60)频率为46%(n=1160),强酸雨(pH<4.50)发生频率为10%(n=248).过去20年强酸雨发生频率的变化以2003年为界分为前后2个阶段,每个阶段都出现先升后降的变化趋势,而雨量加权年平均pH值长期变化规律基本与此相反.除2003、2004和2012年外,其他年份雨量加权平均pH值均低于5.60,表明思茅降水酸化严重.降水电导率与云南SO2排放量的历史变化具有一致性,即2006年以前持续增加,之后缓慢下降,表明人类活动对降水污染有重要影响.而酸雨频率的年际变化与降水量基本一致,但与电导率不一致,表明思茅酸雨年际变化规律主要受降水量影响,而与污染物排放关系不明显.同时,降水量也显著影响了思茅酸沉降量的年际变化(范围:1.3—70 meq·m-2·a-1).随着南亚夏季风减弱,思茅降水量减少,这将导致酸沉降量降低,但酸沉降量的变化对生态系统的长期影响亟待评估.     

施肥管理对东北黑土区玉米耗水量的影响

以东北黑土区长期定位试验为基础,选取2000、2003、2005和2007年为研究时段,分析不施肥(CK)以及化肥(NP)和化肥+有机肥(NPM)施用对玉米耗水量和土壤供水量的影响.结果表明,玉米的耗水高峰出现在拔节一抽雄期和抽雄—成熟期,这2个阶段的耗水模数分别为24.41％和47.07％,全生育期的平均耗水强度为3.64mm·d-1.降水量和降水的分配显著影响玉米的耗水特征.肥料的施用可明显增加玉米在于旱年份和生长季某干旱时期的耗水量,并显著增加玉米的水分利用效率,其中以NPM处理的效果较好.各处理土壤供水量由高到低依次为NPM、NP和CK处理.因此在东北黑土区,有机肥和化肥配施是提高玉米的水分利用效率以缓解季节性干旱胁迫的有效途径.     

泾河流域的降水径流影响及其空间尺度效应

研究降水的径流影响对干旱半干旱地区水资源管理具有重要指导意义,但目前对其空间尺度效应定量研究还不深入,限制了研究结果的跨尺度应用。以黄土高原泾河流域为例,利用13个子流域的多年降水和径流数据,定量评价了降水的径流影响随流域面积增大的尺度效应。研究表明:泾河流域降水和径流空间差异很大,13个子流域年降水量变化在311~563mm,年径流深变化在14.17~128.05 mm。在各子流域内,年径流深随年降水量呈显著线性增加(P0.05);在子流域间,年径流深随年降水量呈显著的指数型增加(P0.05)。降水能解释45%左右的径流变化。各子流域降水-径流线性关系参数(回归系数、截距)和径流系数的变异系数随流域面积增大呈非线性减少,证实了降水-径流影响存在空间尺度效应。其中,回归系数、截距常数项绝对值的变化符合对数函数,径流系数变异系数的变化符合幂函数,说明随空间尺度增大,流域降水形成径流的能力在减弱,但维持较稳定的降水-径流关系的能力在增强。基于降水径流关系及尺度效应量化分析,提出了考虑年降水量和流域面积的跨尺度年径流深计算关系:y=a·x_1·lgx_2+b·x_1+c·lgx_2+d,其中y为年径流深(mm),x_1为年降水量(mm),x_2为流域控制面积(km~2),a、b、c、d为拟合参数。利用13个子流域年均降水、径流数据和历年的降水、径流数据及流域面积分别对上式进行拟合,检验均达极显著水平(P0.01),决定系数r~2(0.788,0.510)均大于仅考虑降水影响的降水-径流指数关系(0.469,0.443),证明考虑尺度效应的降水-径流关系优于单纯的降水-径流关系。未来还需考虑土地利用方式、流域地形等因素的影响,以更深入地认识和应用降水-径流影响的空间尺度效应,指导干旱半干旱地区的水土资源管理。     

不同灌水条件下冬小麦的产量、水分利用与氮素利用特点

了解不同灌水量(次数)处理条件下华北平原地区冬小麦的产量形成、氮素利用与水分利用的特点.在大田相同的施肥量与施肥方式、播前浇底墒水750m3.hm-2条件下,设置春季不灌水、春季灌2水(拔节+开花)和春季灌4水(起身+孕穗+开花+灌浆)3个水分处理(每次灌水定额750 m3.hm-2),分析了不同灌水量(次数)对植株氮素吸收利用、产量、土壤水分动态及利用效率的影响.冬小麦生育期内总耗水量和开花后耗水量均表现为随灌水次数(量)增加而增大的趋势,但耗土壤水量却随灌水增加而显著减少.春季灌水处理的经济产量均显著高于春季不灌水处理,但春灌2水和春灌4水之间无显著差异.水分利用效率(WUE)在春不灌水和春灌2水间无显著差异.但它们均显著高于春季灌4水处理.植株总吸氮量均随着灌水次数(灌水量)的增加而呈现出上升的趋势,春灌2水和灌4水处理的总吸氮量无显著差异,但它们均显著大于不灌水处理.氮素生理效率和氮素收获指数随灌水量(次数)增加略有下降,不同灌水处理之间并无显著差异.春灌2水处理相对春季不灌水处理显著提高了经济产量和植株总吸氮量,水分利用效率并没有明显下降;与春灌4水处理相比,经济产量和植株总吸氮量没有明显降低.但水分利用效率和水分边际效益显著提高.冬小麦节水栽培(春灌2水)有利于节水、氮素高效利用和高产的实现.     

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)。     

基于SPEI的近50年青藏高原高寒草地自然保护区气候变化研究

青藏高原高寒草地为重要的生态脆弱区,也是3大无人区自然保护区可可西里、羌塘和阿尔金山所在地,由于缺乏气候监测站点,气候变化研究较少。基于自然保护区周边16个气象站点资料,通过1957─2011年逐年的日气候资料,利用3种模型分析了该区域气温与`降水量的时间变化趋势,并利用综合了降水与温度的降水蒸散指数(SPEI)分析了干旱演变的趋势,同时利用Kriging插值法,分析了3大保护区的气候变化的差异。结果表明,近55年以来,最高、最低气温和年平均气温上升趋势明显,Mann-Kendall趋势分析达到极显著性水平,年平均温度增长率为0.71℃/10a。进一步比较了区域平均值法、线性模型与指数模型3种方法下降水量的变化趋势,结果表明,直线模型拟合的结果数值最高,指数模型的变异最大,而平均值法数值低于直线模型拟合的结果,指数模型能够更好的模拟降水量与海拔之间的关系,年平均降水量波动较大,20世纪60年代开始逐渐增加,70年代中期有所下降,但总体上呈现增加的趋势,Mann-Kendall分析趋势显著。降水增加量约为10 mm/10a。SPEI指数表明,近50年来,保护区呈现总体由干向湿发展的趋势。自然保护区内降水量,气温与变幅差异较大,可可西里、羌塘与阿尔金山的气温的平均值分别为1.9、15.4和6.0℃降水分别为261、141和107 mm/a。本研究利用SPEI揭示了保护区气候变化规律,并分析了温度降水的空间变异性,为保护区管理提供依据。     

近45年山西省气候生产潜力时空变化特征分析

利用山西省108个气象台站1961-2005年逐年年平均气温、年降水量资料,应用Thornthwaite Memoriai模型估算了山西省气候生产潜力(TSPV),探讨气候生产潜力与实际产量的关系,分析气候生产潜力的时空变化特征以及对气候变化的响应.分析结果表明:该模型能够较好地反映区域农业生产实际;生产潜力空间分布特征表现出较为明显的纬向递减特征,南高北低、东高西低;近45 a变化趋势并不显著,北部和晋东南中部增加趋势,晋中以及晋南为递减趋势;境内各地热量条件充足,降水是作物产量的主要限制因素,降水增减1 mm,气候生产潜力增减0.473 8～1.138之间,变率空间差异明显,表现出以东西-西南方向为斜轴向两侧递减的趋势,为全省受降水限制最显著区域.     

湖北省作物系统氮素利用及其环境影响综合评估

粮食安全、资源高效和环境友好是发展可持续农业的核心问题。湖北省作为长江中下游平原重要农业省份,亟需综合评估作物系统氮素利用及其环境影响。针对湖北省主要粮食作物(水稻、小麦、玉米、大豆)和经济作物(茶叶、水果、蔬菜),提出作物系统氮素利用效率及其环境影响的综合评估框架,系统分析2020年湖北省作物生产过程中氮素利用状况及环境效应的空间分异特征。结果表明,在氮素利用方面,湖北省农作物施氮量、氮盈余和温室气体排放强度偏高,氮肥偏生产力和氮素利用率较低。湖北省施氮量比同年中国施氮量平均水平高43%;粮食作物氮素利用率为35.17%,而经济作物氮素利用率仅为9.99%,存在较大增效空间。在环境影响方面,经济作物氮盈余总量(43.36%)低于粮食作物(56.64%),其中水稻氮盈余总量(38.27%)最高;然而,粮食作物产生的温室气体在环境影响中占主导地位。从空间分布上看,湖北省施氮量呈现中部高、东西低的趋势。经济作物温室气体排放主要集中在鄂南和鄂北地区,粮食作物温室气体排放主要集中在鄂西和鄂东地区。经济作物氨气单位面积挥发量比粮食作物大,呈现南北高、东西低的分布格局。研究可为后续降低湖北省氮肥投...     

气候变暖对半干旱区马铃薯产量的影响

基于西北典型半干旱区马铃薯定位观测试验,结合气候要素平行观测资料,研究了半干旱区马铃薯产量对气候变化的响应。结果表明,1957—2015年间(59 a),西北半干旱区在气温显著上升,气温和降水量气候倾向率分别为0.238℃/10 a、-10.517 mm/10 a。马铃薯产量与苗期(6月)呈显著负相关(P0.01),与块茎膨大期(8月)气温也呈负相关(P0.10),6—8月气温每升高1℃,马铃薯产量下降4 391.39~6 798.46 kg·hm~(-2)。产量与生育期≥0℃积温呈显著负相关(P0.05),适宜≥0℃积温阈值为2 307.4℃。产量与苗期降水量呈正相关(P0.10),适宜降水量阈值为47.8 mm。产量与9月中旬日照时数呈显著正相关(P0.01)。马铃薯生育期干燥指数与产量呈显著负相关(P0.05),适宜阈值为1.88。研究还发现气温变化对马铃薯产量影响的敏感期在出苗至分枝期,而水分影响马铃薯产量敏感期分别在分枝到开花期和块茎膨大期,同时,块茎膨大期也是日照变化影响产量的敏感期。因此,气候变暖对西北半干旱地区马铃薯的生产形成了负面影响。     

基于DNDC模型多因子对马铃薯田N_2O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。     

华北土石山区不同密度油松人工林土壤含水量及其时间稳定性剖面分布

了解不同密度油松人工林对土壤含水量(soil moisture,SM)及其时间稳定性的影响,对改善区域生态环境、促进生态系统生态服务功能具有重要意义。该研究在华北土石山区北京八达岭林场内分别选取阴、阳坡的高、中、低3个密度等级油松样地,观测0～60 cm土壤深度SM,统计分析不同林分密度对剖面SM的影响,并采用平均相对偏差(MRD)、标准差(STD)和时间稳定性指数(ITS)等指标分析SM的时间稳定性。结果表明:(1)当水分环境条件较好时(如阴坡)密度对SM没有显著影响,只在水分条件较差情况下(如阳坡或平水年)不同密度间SM差异才有一定体现;(2)从SM剖面分布看,密度越高表层(0～20 cm)SM越低;而阴坡次表层(20～40 cm)和深层(40～60cm)则SM随着密度增大而增大,表明阴坡油松植被密度的增大并没有引起显著的土壤干旱;(3)高密度STD值更低,SM较为稳定,且该现象在阳坡更明显。总体来看,随着SM增大,阴坡和阳坡ITS不同程度增大,但阳坡较阴坡ITS分布更为分散,ITS均值较大,而阴坡ITS分布更为集中,均值相对较小,进一步证实阴坡密度增大并没有引起显著的土壤干旱。因此,该地区种植密度对阳坡SM及其稳定性影响更明显,阳坡宜采用低密度林分种植。     

干湿变化和保水剂对植物生长和水分利用效率的影响

在盆栽玉米、大豆和辣椒的生长阶段进行高水分 (土壤田间持水量FC 10 0 %～ 80 % )、中水分 (FC 70 %～5 5 % )、低水分 (FC 5 0 %～ 40 % )处理 ,后复水至充分供水 .分析 3种植物在干湿变化中的生长和水分利用效应 ,比较土壤施用保水剂的效果 .结果发现 ,水分处理期间 3种植物生长变化与水分供给紧密相关 ,单株干重均表现为 :m (高水分 ) >m(中水分 ) >m(低水分 ) .但水分利用效率 (WUE)效应不一 ,中水分处理下玉米和大豆WUE为 2 0 .2gkg-1和3 .70gkg-1,分别比高水分处理还高 5 9.1%和 2 9.7% .水分处理又复水后 15d ,玉米在中水分处理复水的单株干重增加 39.6 3g ,是一直充分供水处理的 175 .0 % ,WUE达到 13 .3gkg-1,呈现超补偿生长效应和水分利用效率效应 .辣椒在中水分处理后复水 ,其青椒产量较高水分处理增加 6 % ,呈现产量补偿效应 .土壤加入保水剂可明显提高作物在低土壤水分条件下WUE .图 4表 1参 13     

降水变化、氮添加对鼎湖山主要森林土壤有机碳矿化和土壤微生物碳的影响

全球变化对土壤有机碳(SOC)存贮与分解的影响在全球碳(C)循环中具有重要地位.分别通过室内土壤培养法和氯仿熏蒸法,研究了降水变化和氮(N)添加处理对鼎湖山3种不同演替阶段的季风常绿阔叶林、针阔混交林和马尾松针叶林SOC矿化和土壤微生物量碳(SMBC)的影响.结果表明:1)降水量增加能够提高森林演替晚期SOC累积矿化量和矿化速率,而对森林演替早期SOC累积矿化量和矿化速率没有显著影响(P>0.05).2)干旱条件(降水量减少)降低森林SMBC含量,且在鼎湖山季风林表层土壤(0～10 cm)中SMBC的减少达到显著水平(P<0.05).3)N添加处理对鼎湖山3种森林类型SOC累积矿化量、矿化速率以及SMBC都没有显著影响(P>0.05).未来关于SOC矿化对全球变化响应的研究,要综合考虑土壤有机质质量、C/N比例、外源性氮输入等因素的作用.图4表2参37