盘锦湿地芦苇生态系统长期通量观测研究

针对2004年5月26日-2005年10月15日盘锦湿地芦苇生态系统碳通量、感热通量和潜热通量资料进行分析。结果表明:芦苇湿地具有较强的碳汇作用;2005年芦苇湿地固定二氧化碳为13.32 t/hm2,日平均感热通量和潜热通量分别为2 464 kJ/m2和3 880 kJ/m2。2004年和2005年6～9月的日累积值波文比平均值均为0.15。芦苇湿地碳通量、感热通量和潜热通量的日动态呈单峰单谷型变化,极值出现在中午前后,夜间线形平直。芦苇生长季白天通量绝对值远较夜间大,白天碳吸收,夜间碳排放。CO2浓度年平均日变化曲线亦为单谷单峰型,夜间浓度较高且逐渐升高,直到日出前达到峰值;日出后急剧下降,傍晚又开始逐渐增加。芦苇湿地感热通量昼正夜负,潜热通量与林地不同,全天为正。各通量季节变化明显,冬季CO2通量日变化不明显,趋近于零;感热通量总体向上输送,春季数值较大,生长季数值较小;潜热通量冬季最小,接近0,春季开始显著增加,生长季达到最大。     

1957～2004年盘锦芦苇湿地的气候变化特征分析

利用1957～2004年盘锦湿地常规气象资料,分析了盘锦湿地的日照、温度、降水和风速的变化特征。结果表明:日照时数的月变化呈双峰曲线,5月和9月表现为日照高峰,7月为日照低谷;近48 a盘锦湿地的年平均气温呈显著的上升趋势,冬季增温最明显,其次为春季,夏季增温最弱,年平均极端最低温度呈显著的上升趋势;近48 a的年平均风速呈显著的下降趋势,月平均风速变化趋势呈双峰曲线。     

盘锦芦苇湿地土壤微生物特征分析

基于盘锦湿地生态系统野外观测站芦苇群落生长季6～9月的定位观测资料,分析了芦苇湿地土壤微生物季节动态及其与环境因子的关系。结果表明:盘锦芦苇湿地的土壤细菌、放线菌、真菌以及微生物的总数在生长季节呈现出先减少、后增加的变化趋势。湿地的土壤细菌、放线菌以及微生物的总数在8月达到最小,而真菌数量在7月达到最小。湿地土壤中,细菌数量最大,其次是放线菌,最少的是真菌。对细菌、放线菌、真菌以及微生物总数与环境因子的相关分析表明,细菌、放线菌与微生物总数主要受水分影响,而真菌则受水分与气温的协同作用影响     

辽宁省人口承载力研究

随着人口的不断增加,资源、环境、人口与发展之间的矛盾日益突出,土地资源能否生产足够的食物供养未来人口的问题受到普遍关注。基于1997—2006年辽宁省10 km×10 km分辨率的气象资料,通过自然植被净第一性生产力模型和农业生产力模型计算了农田、草地和湿地的生产力及其动态。结果表明：近10 a来辽宁省年平均气温呈略下降趋势,年降水量呈增加趋势。1997—2006年辽宁省植被年平均总净第一性生产力为（农田、草地和湿地）3.63×107 t•yr-1,其中农田、草地和湿地分别为2.18×107 t•yr-1、0.99×107 t•yr-1和0.46×107 t•yr-1。应用人口承载力模型计算出在宽裕型、小康型和富裕型3种消费水平下1997—2006年辽宁省的年平均总人口承载力,分别为2226.9万人、2035.3万人和2015.1万人。     

盘锦湿地生态系统野外观测站概况

重点介绍了盘锦湿地生态系统野外观测站建立的背景、研究定位与研究方向,主要观测场及观测仪器设备,已有基础数据积累和科研任务等。在此基础上,提出了未来盘锦站应在建设目标、人才队伍建设及规范管理方面的重点工作,为将研究站建设成为生态气象监测示范与技术支持基地、研制生态气象业务评估方法与模型的平台、生态气象业务人才培养基地以及作为地球系统科学前沿研究的孵化器,最终成为生态学和资源、环境科学等相关学科的发展提供野外试验和研究平台提供保障。     

北方冬小麦冬季冻害及播期延迟应对

全球变暖背景下, 我国北方冬麦区冬季冻害是否仍是主要气象灾害,冬小麦播期延迟是否能作为应对气候变化的措施,成为当前亟待解决的科学问题。研究表明：1981—2000年北方冬麦区偏北地区冬季冻害指数与冬小麦减产率相关系数为0.62(达到0.001显著性水平),即2000年前冬季冻害是冬小麦减产的主要气象灾害之一;2000年后冻害与冬小麦减产率相关不显著,即冬季冻害已不再是冬小麦减产的主要影响因子。2018—2021年的冬小麦分期播种试验分析表明：山东泰安和陕西咸阳主栽的冬小麦品种播期推迟,冬前积温和生长季积温明显减少,导致冬小麦植株高度、地上总干重和叶面积指数减小;播期推迟对产量结构造成不利影响,有效穗数、穗粒数和千粒重均分别减少,导致减产,播期推迟10 d平均减产22%,推迟20 d平均减产40%。因此,冬小麦推迟播期并未产生积极效应, 可能原因是当前冬小麦播期和主栽的冬小麦品种已适应当地气候变化。     

气候变化对中国农业生产影响研究展望

综述了气候变化背景下中国农业气候资源、农业气象灾害(干旱、洪涝、高温热浪、低温灾害)和农业病虫害的变化趋势与规律,从农业生产潜力变化、作物种植制度变化和作物品质变化等方面阐明了气候变化对中国农业生产的影响事实,分析了气候变化对中国农业生产的可能影响和中国农业生产适应气候变化的对策措施。在此基础上,针对气候变化背景下中国气候资源的时空分布特点及农业生产出现的新情况、新问题,指出了当前中国关于气候变化对农业影响研究存在的不足,提出了未来气候变化对中国农业生产影响研究需要重视的方面,为确保气候变化背景下中国的农业生产安全及粮食安全提供决策支持。     

夏玉米不同生育期叶片和冠层含水量的遥感反演

高光谱遥感技术监测作物含水量是了解作物生长状况的重要技术。为实现夏玉米不同生育期叶片和冠层含水量的快速、精细化、无损监测,本文基于2014年和2015年的6—10月华北夏玉米不同生育期不同灌水量干旱模拟试验数据构建了植被水分指数（WI,MSI,GVMI）、复比指数（WNV和WCG）和红边反射率曲线面积（Darea）的夏玉米冠层等效水厚度（EWTC）和叶片可燃物含水量（FMC）的反演模型。结果表明：6个指标反演夏玉米三叶期的EWTC模型均未达到0.05显著性水平,三叶期后各指标反演EWTC模型均达到0.01的显著性水平,且总体而言模型精度从高到低为抽雄期、拔节期、灌浆期、成熟期和七叶期。6个指标反演七叶期和拔节期的FMC均达到0.01显著性水平。因此,同一光谱指标反演夏玉米不同生育期叶片和冠层含水量的精度差异较大。光谱指标反演夏玉米叶片和冠层含水量指标的精度与夏玉米生育期有很大关系,进而提出了夏玉米不同生育期含水量反演模型。研究结果可为准确模拟夏玉米不同生育期含水量提供技术支撑。     

盘锦湿地芦苇群落冠层内辐射分布特征

基于盘锦湿地芦苇群落冠层内不同层次的微气象要素与生物学特性观测,探讨芦苇群落冠层内总辐射分布与叶面积指数(LAI)的关系。结果表明:芦苇群落内太阳辐射的垂直分布在生长前期(5月)和后期(9月)呈S型曲线,生长盛期(6月和7月)呈指数曲线变化。冠层内不同层次的太阳辐射透射率随叶面积指数的增加而减少,消光系数(k)存在明显的季节变化,表现为从萌芽期到成熟期逐渐减小趋势(最小值k=0.436)。     

高分辨率遥感影像耕地提取研究进展与展望

深度卷积神经网络（deep convolutional neural network,DCNN）在高分辨率遥感图像自动道路提取领域被广泛应用,但现有方法难以对预测结果中像素间的上下文关系建模。针对此问题,已有研究利用全连接条件随机场(fully connected conditional random field,FullCRF）结合上下文信息对语义分割结果进行二次优化,但无法有效改善道路结构不连续问题。为改善道路结构的完整性,提出一种结合DCNN的短距条件随机场模型（short range conditional random field,SRCRF）,SRCRF利用DCNN强大的特征提取能力并控制FullCRF的推理范围缓解过度平滑现象,解决道路提取结果中的结构不连续、不完整问题。实验结果表明,在Zimbawe-Roads数据集与Cheng-Roads数据集中,SRCRF的F1分数相比DCNN分别上升约4.01%、3.73%,相比FullCRF分别上升约3.25%、2.28%。