当期目录
2021年 第42卷 第05期    刊出日期:2021-05-20
上一期   
农业气候资源与气候变化栏目
CMIP5全球气候模式统计降尺度数据对辽宁省极端气温模拟能力评估
庞静漪, 刘布春, 刘园, 邱美娟, 王珂依
2021, 42(05):  351-363.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.05.001
摘要 ( 2 )   PDF (9803KB) ( 0 )  
相关文章 | 计量指标
利用1971−2010年辽宁地区32个气象台站观测资料,采用SS指标和M2指标,评估CMIP5气候预估降尺度数据集中31个模式对辽宁省全年和4个季节极端气温指数时空变化特征的模拟能力,并经MR综合评级,筛选模拟效果最好的模式。极端温度指数选用平均最高气温(TXm)、平均最低气温(TNm)、霜冻日数(FD0)、夏日日数(SU25)、最低气温极小值(TNn)、最高气温极大值(TXx)和极端气温范围(ETR)。结果表明:对单一极端气温指数而言,所有模式对表征气温平均特征的指数模拟效果较好,对表征连续极端气温事件的指数模拟效果一般,而对气温的极端特征模拟能力不足。由于模式对全年、各季节各极端气温指数的排名无一致性,引入MR评级指标进行排序,优选的3个模式为MPI-ESM-LR、GFDL-ESM2M和MIROC-ESM-CHEM。比较发现,优选模式集合平均结果相对于观测值的误差百分率整体上明显优于所有模式的集合平均结果,具有可用性。研究结果可为预估未来区域极端气温提供理论参考,建立的逐日模式资料可为开展辽宁农业气象灾害风险相关研究提供数据支撑。
阿拉善荒漠两种典型豆科植物主要物候期对气候变化的响应
常佩静, 李永善, 吴楠, 王海梅, 李忠
2021, 42(05):  364-376.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.05.002
摘要 ( 2 )   PDF (1132KB) ( 0 )  
相关文章 | 计量指标
基于近40a阿拉善荒漠监测点气候要素和植被物候观测资料,采用线性倾向率、逐步回归等方法,分析该地区1981−2019年气候变化特征以及短脚锦鸡儿、猫头刺两种豆科植物主要物候期时间的演化趋势,探讨阿拉善荒漠豆科植物物候变化的气候驱动因子,旨在为气候变化背景下典型荒漠地区植物物候研究提供科学依据。结果表明:(1)近40a监测点平均气温为8.8℃,并以0.46℃10a−1的趋势显著上升(P<0.01);年日照时数平均为3136h,以约98h10a−1的速率显著减少(P<0.01);年降水量平均为159.0mm,呈波动增加趋势,降水量变化倾向率为19.08mm10a−1(P<0.05);(2)研究区短脚锦鸡儿、猫头刺的返青期、开花期明显提前,黄枯期略有推后,整个生长季呈延长趋势;短脚锦鸡儿、猫头刺多年平均返青期日序分别为898、9010,开花期日序为11610、13116,黄枯期日序为30810、31510;(3)植被物候期与气候因子的相关分析发现,短脚锦鸡儿和猫头刺物候期变化主要受到气温的限制,日照时数对两种植物的返青期略有影响,降水量仅对短脚锦鸡儿黄枯期有一定影响。
TRMM降水数据在长江流域的降尺度分析与校正
窦世卿, 张寒博, 徐勇, 温颖, 张楠
2021, 42(05):  377-389.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.05.003
摘要 ( 2 )   PDF (6315KB) ( 0 )  
相关文章 | 计量指标
在充分考虑2001−2019年TRMM 3B43降水量数据在长江流域适用性的基础上,基于地理加权回归模型(GWR),结合归一化植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)、高程、坡度、坡向数据,选取不同组合对19a内TRMM降水量数据进行降尺度,并对优选的降尺度数据分别进行GDA、GRA校正,最后在年、季、月尺度下进行精度评价与结果分析。结果表明:(1)降尺度数据与站点实测数据的R²、BIAS、RMSE满足精度要求的同时,空间分辨率由0.25°提高至1km,且TRMMNDVI数据精度优于TRMMEVI数据。(2)GDA校正结果优于GRA校正结果,且数据稳定性更好,更适于长江流域TRMM数据校正。(3)数据与站点实测数据R²在年(0.91~0.986)、季(0.704~0.88)、月(0.625~0.89)尺度上均有较高精度,细节特征较TRMM数据表现更好。(4)降水量越大的月份降尺度及校正效果越好。降尺度及校正后的TRMM数据能更好地反映长江流域真实降水信息,为农业生产、水资源优化配置、防洪减灾等提供可靠的数据支持。
农业生态环境栏目
基于随机森林方法分析环境因子对空气负离子的影响
施光耀, 周宇, 桑玉强, 张劲松, 孟平, 蔡露露, 裴松义, 王尧
2021, 42(05):  390-401.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.05.004
摘要 ( 2 )   PDF (466KB) ( 0 )  
相关文章 | 计量指标
空气负离子是衡量一个地区空气清洁度的重要指标,对人体的心理和生理机能的调节发挥着重要作用。随着森林生态旅游的兴起,空气负离子的发生过程及影响机制已成为研究热点。本研究基于华北低丘山地森林植被主要生长季的气象数据和栓皮栎人工林空气负离子浓度观测资料,利用机器学习中随机森林模型从非线性角度全面分析确定影响空气负离子浓度变化的重要环境因子,通过独立样本对构建的随机森林模型进行模拟和检验,确定模型的预测精度,同时筛选出对空气负离子影响程度最大的环境因子。结果表明:随机森林模型在分析环境因子对空气负离子影响方面具有较高的精度以及较好的拟合效果,通过对模型的拟合值与实测值进行验证,均方根误差(RMSE)为59.349,决定系数R2达到了0.887。同时利用独立样本数据对随机森林模型进行十折交叉验证,决定系数R2均达到了0.904以上,且均方误差(RMSE)较小,为24.851。此外,模型筛选出影响空气负离子的主要因素,按重要性排序依次为颗粒物PM2.5(48.037)、饱和水汽压差(46.169)、土壤湿度(43.984)、风速(43.779)、紫外辐射(41.130)、土壤温度(40.107)、总辐射(36.838)、大气压力(34.532),其中对模型重要性贡献相对较高的3个变量分别为颗粒物PM2.5、饱和水汽压差和风速,它们对空气负离子的影响起决定性作用。因此,随机森林模型适合分析环境因子对空气负离子影响,且拟合效果精度高,稳定性强。
农业生物气象栏目
环境因子对沙地人工杨树林树干液流的驱动影响
武鹏飞, 刘云强, 李冬梅, 陈志军, 马长明
2021, 42(05):  402-411.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.05.005
摘要 ( 2 )   PDF (467KB) ( 0 )  
相关文章 | 计量指标
以唐山市滦南县林场107速生杨(Populus×euramericana cv.‘74/76’)为研究对象,使用滴灌法将土壤体积含水量分别设置为15%~20%、10%~15%和5%~10%,利用热扩散式探针法(TDP)测定杨树边材液流速率,同时监测太阳辐射、气温、大气湿度、大气压、风速等气象因子,探寻不同环境条件下107杨树树干日间和夜间的液流变化规律,分析不同环境下林木对水分的利用,为速生丰产林制定合理的水分灌溉策略提供指导。结果表明,晴天树干液流较阴雨天启动时间早、峰值高、持续时间长、夜间波动大;土壤缺水条件下,树干液流启动时间晚、峰值低、持续时间短,夜间液流变化平缓且增高;树干液流与气象因子存在“时滞效应”,树干液流滞后于太阳辐射40min,而提前于气温、相对湿度、VPD(水汽压亏缺)60min;树干液流与VPD呈现“迟滞回环”关系,时滞错位后气象因子对树干液流均具有显著驱动作用,日间树干液流与气温相关性最大,驱动力较强,而夜间与VPD相关性最大,驱动力较强;经过时滞错位后树干液流与气象因子拟合效果优于时滞错位前。可见,环境因子对树干液流具有明显的驱动作用,树干液流可以较好地反映沙地土壤的水分情况和林木的水分消耗特征。
核桃果实表面微气候环境与果实外观品质的关系
赵芳兄, 刘立强, 任佳星, 刘国庆, 郭金宝
2021, 42(05):  412-425.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.05.006
摘要 ( 2 )   PDF (959KB) ( 0 )  
相关文章 | 计量指标

以核桃品种185为试验材料,观测树冠不同方位和冠层果实表面微气候的变化规律与果实外观品质,分析微气候与果实外观品质的相关性,以探讨核桃树冠内不同位置的果实表面微气候对果实外观品质的影响,为核桃叶幕结构优化和树体微环境调控管理提供理论依据。结果表明:(1)在冠层内不同高度,随着冠层区域由下层到上层,全发育期果实表面平均光照强度和温度均增加,平均湿度表现为下降,果实的青皮果鲜重、青皮厚度、坚果鲜重、坚果干重、坚果纵径、坚果横径、果壳厚度、仁干重均有不同程度增加,而果壳露仁率减少;(2)同一高度冠层内,果实表面微气候环境和果实品质的差异明显小于树冠下层与上层的差异,优质的核桃果实主要集中在冠层外围和上层区域;在树冠不同方位,东侧和南侧的果实表面光照强度和温度均高于北侧和西侧,但东侧果实表面湿度却大于西侧,光照强度在同一高度冠层内不同方位差异显著,温度和湿度均无显著差异;(3)树冠不同方位和不同冠层的果实外观品质差异显著,与果实表面微气候有很强的相关性,其中,果实青皮果鲜重、青皮厚度、坚果鲜重、坚果干重、坚果纵径、坚果横径、果壳厚度、仁干重与光照强度、温度均呈显著正相关,与湿度呈显著负相关;果壳露仁率与果实表面光照强度和温度呈极显著负相关,与果实表面湿度呈显著正相关,东侧和南侧树冠果实的果壳露仁率与光照强度(−0.965、−0.838)和温度的负相关性最强(−0.895、−0.878),北侧和西侧树冠与湿度正相关性最强,相关系数分别为0.929和0.945;果实表面光照强度在不同方位和冠层高度对果实品质的影响最大,果实表面温度对果实品质的影响仅次于光照强度,而果实表面湿度对果实品质的影响相对较小。树冠内相应区域果实表面微气候显著影响核桃果实结构的建成,其协同效应对核桃果实品质的影响更大;树冠东侧和南侧、上层和外围接受的光照强度和温度较好,有利于果实的生长发育;树冠中、下层和树冠中部、内部果实品质更强烈地受到微气候环境的影响,基于叶幕结构和果实品质特性的园艺措施可改善果实表面微气候环境,有利于核桃果实品质的整体提高。

大气CO2浓度和气温升高对大豆叶片光合特性及氮代谢的影响
刘昭霖, 宗毓铮, 张东升, 郝兴宇, 李萍
2021, 42(05):  426-437.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.05.007
摘要 ( 2 )   PDF (725KB) ( 0 )  
相关文章 | 计量指标
以大豆品种“中黄35”为材料,利用人工气候室,设置对照CK(CO2浓度和气温与外界测定值相同)、EC(CO2浓度为外界测定值+200μmol·mol–1,气温与外界测定值相同)、ET(CO2浓度与外界测定值相同,气温为外界测定值+2℃)、ECT(CO2浓度为外界测定值+200μmol·mol–1,气温为外界大气测定值+2℃)共4个处理。大豆整个生育期均种植在人工气候室内,在大豆鼓粒期(8月12日)利用相对叶绿素仪测定大豆叶片相对叶绿素含量,利用便携式气体交换系统测定光合参数,利用便携式光合测量系统测定光响应曲线和CO2响应曲线,并测定叶片氮代谢相关指标,以研究CO2浓度升高200μmol·mol–1和气温升高2℃对鼓粒期大豆叶片的光合特性和氮代谢关键指标的影响。结果表明:(1)ET处理鼓粒期大豆叶片相对叶绿素含量(SPAD)显著增加,EC和ECT处理对其影响不明显。(2)各处理鼓粒期大豆叶片气孔导度(Gs)均显著下降。ET处理中,叶片净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)显著下降,EC处理对其影响不大,但是可以提高叶片水分利用效率(WUE),改善气温升高对叶片的负面影响。(3)EC和ET处理鼓粒期大豆叶片最大净光合速率(Pnmax)均显著下降,ECT处理对其影响不显著。(4)EC处理中,鼓粒期大豆叶片CO2补偿点(Γ)、饱和胞间CO2浓度(Cisat)、光呼吸速率(Rp)均显著增加,ET和ECT对其影响不大。各处理均使鼓粒期大豆叶片最大净光合能力(Amax)下降。(5)EC处理鼓粒期大豆叶片硝酸还原酶(NR)活性和可溶性蛋白含量均显著下降,但是ET和ECT处理叶片可溶性蛋白含量显著增加,硝酸还原酶(NR)活性变化不显著,各处理均降低了谷氨酰胺合成酶(GS)的活性。总之,CO2浓度升高200μmol·mol–1可以改善气温升高2℃对鼓粒期大豆叶片光合作用的负面影响,但对氮代谢有抑制作用,而气温升高2℃可以一定程度上缓解CO2浓度升高200μmol·mol–1对鼓粒期大豆叶片氮代谢的抑制作用。
农业气象情报 栏目
2020/2021年度冬季气象条件对农业生产的影响
赵晓凤, 张艳红, 李森, 张蕾, 韩丽娟
2021, 42(05):  438-440.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.05.008
摘要 ( 2 )   PDF (1111KB) ( 0 )  
相关文章 | 计量指标
2020/2021年度冬季平均气温为1961年以来第8个高值,仍属暖冬年,季内气温起伏显著,前冬冷后冬暖。平均降水量较常年同期偏少25%。平均日照接近常年同期,其中四川盆地东部、江南中西部以及华南较常年同期偏多。北方冬麦区大部气温偏高,多次强降温过程对小麦无明显不利影响,2月西北地区东南部、华北南部、黄淮大部出现降水,降水过程平缓、持续时间长,土壤蓄墒好,水热条件利于冬小麦安全越冬及返青生长。南方大部冬季光热充足,后冬的降水缓解了前期的旱情,利于油菜、小麦、冬种作物以及经济林果等生长发育。2020年12月、2021年1 月中东部地区遭遇4次大范围寒潮天气过程,导致南方部分露地蔬菜、经济林果遭受不同程度寒冻害。新疆北部、东北、内蒙古东部多大风降温降雪天气,不利农牧业生产。