复杂地形条件下涡度相关法通量观测修正方法以及夜间净生态系统CO2交换通量(NEE)质量评价方法,是世界范围内通量观测研究中的重大技术问题。本文以鼎湖山南亚热带针阔叶混交林生态系统涡度相关法碳通量观测数据,探讨典型订正方法对CO2通量估算的影响。主要结论有:1)基于流线坐标系统的二次坐标旋转(DR)、三次坐标旋转(TR)和平面拟合坐标旋转(PF),均使得CO2通量(Fc)绝对值趋于变小,变化幅度依次为:DR

以整个重庆市域为研究对象,利用回归模型结合地理信息系统空间插值方法进行重庆市各区县的农业气候资源要素数据模拟与采集,两种方法的组合在一定程度上可提高气候资源要素评价数据的精确性,然后利用数学综合评价指数对重庆市各区县农业气候资源优度进行评价。结果表明,重庆市农业气候资源的综合满意度总体水平较高,各区县市间的差异不大,但各单项农业气候资源的匹配性不好。研究结果可为当地合理利用气候资源进行农业生产规划与布局提供参考。

利用山西春玉米区95个气象站1970-2005年4-5月逐日气温和降水资料,结合12个农业气象观测站春玉米物候资料,分析春季第一场透雨出现初日和日平均气温稳定通过10℃初日的变化、两因子变化对春玉米播种的影响以及5月极端最低气温对玉米幼苗生长发育的影响。结果表明:各气候区春季第一场透雨集中出现在4月下旬-5月上旬,基本与春玉米播种期吻合,但区域性旱年和无透雨年出现的几率较大,对春玉米适时播种不利;各气候区85%的年份日平均气温稳定通过10℃初日出现在播种期前,并且有逐渐提前的趋势,对春玉米的播种有利;5月极端最低气温呈现升高的趋势,可部分减少对玉米幼苗的影响,但不能排除发生霜冻害的可能。

利用河南省8个农业气象观测站1981-2005年的气象和土壤水分观测资料进行分析,结果表明:①河南省近25 a来的年平均气温以0.05℃/a的速度上升,年降水量变化不明显;②土壤水分与气温呈极显著的负相关关系,而与降水呈极显著的正相关关系。得出:受气候变暖的影响,近25 a来河南省雨养农业区土壤水分呈明显下降趋势。

利用DTOPSIS法对唐山市11个县市的农业气候资源进行综合评估,结果表明唐山市农业气候资源整体水平按优劣可依次分为四个区:长城南侧西北部山前平原温和湿润区,中部平原暖和较湿润区,中南部沿海温暖半湿润区,东南、东北和西南角温和半湿润区;全市农业气候资源呈现纬度高的地区优于纬度低的地区、平原优于沿海、西北部的山前平原优于中部平原和中部平原优于沿海的总体趋势。

对1961-2000年长治市11个县(市)平均气温和降水资料的变化特征进行统计分析。结果表明:长治气候趋向变暖,特别是20世纪90年代气温升高明显,冬季增温的贡献最大;降水为减少趋势,从1977年开始降水减少明显,1977-1984年为降水匮乏期,1985-2000年呈波动性减少。进一步分析发现:气候变化导致盛夏农业干旱事件发生的频次增多,90年代几乎每年盛夏出现干旱事件;暴雨过程次数从80年代起逐渐减少,90年代减少明显;80年代初开始终霜冻日期提前,初霜冻日期推迟;70年代起无霜期逐渐延长;稳定≥10℃的活动积温随年代增加。这些变化必将影响到农业生产的布局和结构。

采用常规统计分析方法和小波分析方法对1971-2000年沧州地区6个站点逐日平均风速和日照时数资料进行分析。结果显示:历年的年日照时数没有明显变化趋势,但以3 a和6 a为周期振动的现象比较明显,不同季节日照时数变化也不明显;平均风速呈明显下降趋势,下降速率为0.04m s-1a-1,1994年是平均风速下降的突变年份,历年不同季节平均风速也呈明显下降趋势。研究结果对估算当地作物耗水量和指导灌溉具有参考价值。

分析重庆地区40 a来气候变化对冬小麦产量的影响,用WOFOST作物模型与BCC-T63气候模式相结合,定量化地估算未来50 a(2001-2050年)重庆地区冬小麦产量变化趋势。结果表明:在目前的品种和生产条件下,未来气候变化后重庆地区冬小麦的产量变化波动不是很大,减产幅度在2.0%~5.0%,平均减产3.0%。

根据1967-1999年气象资料,依据布达哥夫斯基连乘原理,估算了寿阳县的光合生产潜力、光温生产潜力和光温水生产潜力,其多年平均值分别为19.3、12.9和4.9万kg/hm2。4-9月作物生育期内气候生产潜力总值的逐年变化趋势为:光合、光温生产潜力呈总体减小变化,而光温水生产潜力总体减少趋势不明显;4-9月逐月气候生产潜力等值线图表明,20世纪90年代末光合、光温及光温水生产潜力均有不同程度的降低,1999年后的三种气候生产潜力保持继续减少的趋势。

利用黑龙江省81个气象站1975-2004年30 a的逐日气象资料及相应插值的网格同期逐日气象资料,采用WOFOST作物生长模型,模拟并分析了马铃薯气候生产力的空间分布特征,同时分析了各地气候生产力影响因素及分布特征;利用气候生产力的距平百分率、变异系数及与气候生产力密切相关的有关生育期的4个气候因子(平均气温、气温日较差、日平均日照时数、降水量),采用动态聚类分析方法,将黑龙江省马铃薯可能种植区初步划分为9类气候栽培区,为充分利用当地气候资源发展马铃薯生产提供参考。

利用典型草原区45 a的气候和牧草产量资料,应用数理统计方法分析了典型草原区气候变化规律及其对牧草气候生产潜力的影响。结果表明:典型草原区气候暖干化趋势明显,45 a的年平均气温上升了1.6℃,最近20 a上升了0.7℃,年降水量变化总体上呈减少态势,45 a中年降水量下降了27mm,最近20 a下降了40mm;降水量小是限制该地区牧草气候生产潜力的主导因素,由此造成45 a间牧草气候生产力平均下降率为200.2kg hm-2a-1,该区气候资源利用率也比较低,最近14 a的平均值仅为37.3%,尚有60%的潜力可以开发;用气温、降水量与牧草气候生产力建立的气候评估模式通过了0.01信度检验,拟合的平均相对误差<4.7%,温度与降水对其综合影响为:温度每降低1℃,降水增加1mm时,牧草气候生产潜力分别增加47.9kg hm-2a-1和12.1kg hm-2a-1。

采用水培实验方法研究了稀土元素La(Ⅲ)对紫外辐射(UV-B:0.15Wm-2,0.45Wm-2)胁迫下大豆(Glycine max)幼苗的δ-氨基乙酰丙酸(ALA)、胆色素原(PBG)、原叶绿素(酸)(Pchl)、原卟啉IX(Proto-IX)、镁原卟啉(Mg-Proto)等5种叶绿素(Chl)合成中间产物含量及Chl降解关键酶-叶绿素酶(Chlase)活性的影响,从叶绿素的生物合成及降解角度诠释La(Ⅲ)对UV-B辐射胁迫下大豆幼苗叶绿素含量影响的机理。实验结果表明:La(Ⅲ)具有提高叶绿素生物合成中间产物——ALA(δ-氨基乙酰丙酸)、PBG(胆色素原)、Proto-IX(原卟啉IX)、Mg-Proto(镁原卟啉)含量的作用,促进Pchl(原叶绿素)转化为叶绿素,进而缓解UV-B辐射胁迫下中间产物PBG、Proto-IX和Mg-Proto的形成,使叶绿素的生物合成受阻,受阻位点为ALA→PBG。

利用安徽省长江以北地区11个农业气象站1980-2000年实测0-20 cm土壤水分资料,基于土壤水分平衡模型,分季节建立了不同降水条件下的土壤水分模拟模型。当模拟时段内总降水量P≤某临界值P0时,模型以模拟时段初的土壤相对湿度(θ0′)、时段内降水量(P)、>0℃活动积温(∑T>0)、日照时数(∑R)等为自变量;而当P>P0时模型以θ0′、Ln(P)、∑T>0、∑R等为自变量。经对2005年安徽省长江以北地区平均土壤水分模拟值与实测值比较,以及2006年3月28日安徽省长江以北地区各地土壤相对湿度瞬时模拟值与实测值比较,二者达极显著相关关系,说明模型模拟效果较好,但也存在一定的系统偏差,模拟值普遍偏小。该结果对安徽省长江以北地区土壤墒情模拟具有应用价值。

采用连续5 a的田间定位试验资料,研究了洛阳地区休闲期4种不同耕作方式对冬小麦农田土壤水分变化、水分利用效率及作物产量的影响。结果表明:休闲期不同耕作方式对冬小麦播种前底墒具有明显的影响,与传统耕作方式相比,免耕和深松覆盖处理可以显著增加土壤含水率,具有良好的保墒作用;各处理以深松覆盖作物产量和水分利用效率最高,其次为免耕处理,深翻处理效果较差。因此,洛阳地区采用深松覆盖保护性耕作方式比较有利。

通过分期播种试验,研究了气象条件变化对超级稻协优9308及常规稻绍糯119每穗总粒数和结实率的影响。结果表明:气温是影响每穗总粒数和结实率的主要气象因子,在抽穗前25-21d,每穗总粒数与气温呈"倒抛物线"关系,结实率与气温呈"抛物线"关系,每穗总粒数和结实率随气温变化表现出相反的变化趋势,是二者形成过程中对外界气象条件要求不同造成的。幼穗分化期处在气温为28.5~32℃的晴好天气下,可获得大穗和高结实率。

利用贵州省黔东南州天柱县高酿镇超级杂交水稻准两优527、陆两优106和黔优88的大田试验资料,分析了不同秧龄移栽方式对水稻生长和产量的影响。结果表明:准两优527品种全生育期所需的最佳积温3400℃.d左右、光照750h左右;陆两优106品种全生育期所需的最佳积温3200℃.d左右、光照700h左右;黔优88品种全生育期所需的最佳积温3700℃.d左右、光照800h左右。三个超级杂交水稻品种平均单产均超过800kg/667m2,准两优527的产量最高,陆两优106次之,黔优88最小,均达到高产要求;超级稻采用小苗移栽方法,使其生育期长(较中苗移栽长6~10d),增加有效积温、光照的累积,有利于超级稻生长发育,所以,采用小苗移栽的产量比中苗移栽的高123.0~339.3 kg/hm2,尤以陆两优106品种增产显著。研究结果可为超级稻品种在贵州山区的合理布局和种植推广提供参考。

选用籼稻"云恢290"在云南的蒙自、开远和石屏进行地理分期播种试验,定量地研究了云南气候条件对稻米淀粉含量影响的关键因子和关键时期,建立了淀粉含量的气候生态综合模型。结果表明,直链淀粉与温度具有显著的负相关关系,与日照时数呈抛物线关系,影响的关键时期在齐穗前15d~齐穗后5d;支链淀粉与温度呈抛物线关系,关键时期在齐穗前10d~齐穗后15d,与日照时数呈正相关关系,关键时期在齐穗前15d~齐穗后5d,日照多有利于支链淀粉的增加。

分析了湖南烟区气候因素特点及热量与降雨条件对烟叶化学成分的影响,结果表明:湖南烟叶生长季节大田期具有平均温度适宜、日均温≥20℃持续天数较长、≥10℃活动积温大于2600℃.d和昼夜温差较小等特点,但大田期降雨量和空气相对湿度较高,日照百分率较低。在一定范围内,减小旺长期降雨量和昼夜温差,提高伸根期、旺长期平均气温和≥10℃活动积温,有利于优质烟叶品质的形成。利用聚类分析方法将湖南主要产烟县市分为3类,第1类主要包括湘南、湘中和湘东烟区,第2类主要包括湘西烟区,第3类主要包括湘西北烟区,并对各类烟区气候因子和烟叶品质特点进行了描述。

基于云南565个植烟点的土壤、烟叶取样测试分析数据和由实测气象站网推算的气象数据,应用分类分级方差对比、相关分析和等级化平滑过滤干扰的要素响应分析三种方法,研究揭示了品种、土壤、气象三因素综合影响下各主要要素对烤烟化学成分含量影响的相对大小;基本明确了云南烟叶中总糖、还原糖、烟碱、总氮和蛋白质含量与土壤基本要素、各时段基本气象要素的关系。光、温、水气象条件是影响云南烤烟5项化学成分的主要生态要素;在光、温、水总量基本满足烤烟经济种植需求的前提下,云南烟区光、温、水三要素在大田期间的时段分布和匹配比其大田期总量对烟叶5项成分含量的影响大。云南烤烟大田前期(4-5月)少雨多光照、湿度小、气温较高和日较差大的天气气候,既提高烟叶含糖量又降低烟碱、总氮和蛋白质含量;其大田中后期(尤其7-8月)多雨寡照、湿度大、气温偏低和日较差小的气象条件,有相反的影响效应。大田期各月气温与烟叶含糖量呈负相关,对烟碱含量影响不显著;7-8月气温高可提高烟叶总氮和蛋白质含量。土壤因素对烟叶5项成分的影响总体上小于气象因素;烤烟4个优良品种间的烟叶5项成分含量差异不显著。

用黄土高原西峰站1965-2005年冬季积温和1981-2005年冬小麦、苹果、梨树发育期资料,分析了冬季积温和作物发育期的变化规律,用相关计算和典型年份对比方法探讨了冬季积温对作物发育期的影响。结果表明:1965-2005年冬季积温增加率为5.5℃.d/a,2000年以来持续为正距平,1994年以后作物发育期持续变早;冬季积温与冬小麦各发育期呈明显的负相关,最显著的是返青期,其次是抽穗期,再次是起身期;冬季积温典型偏高年份(1986、1998、2000年)均比典型偏低年(1983、1984、1988年)的发育期提前,冬小麦最明显的是全发育期提前了21d,苹果最明显的是叶变始期提前了19d,梨树最明显的是叶变盛期提前了20d。研究结果对掌握作物发育期的变化规律以及物候预测有一定意义。

用LI-6400光合测定系统对东北地区大豆鼓粒期叶片光合速率对光合有效辐射通量密度的响应特征和晴天光合速率、光能利用率、水分利用率等特性的日变化规律进行了研究。结果表明,光合速率对光合有效辐射通量密度的响应特征遵循M ichaelis-M enten方程,在自然光条件下,上下两层叶片综合考虑,最大光合速率平均为37.25μmol m-2s-1,表观初始量子效率平均为0.0376。在晴天,光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及光合有效辐射通量密度、环境温度随时间的变化可以用正弦函数模拟,但其峰值出现的时间不同,光合速率和气孔导度在午前,光合有效辐射通量密度在正午,蒸腾速率和环境温度在午后。这种时间序列说明光合速率在午前开始降低,但引起这种现象的原因是高温引起的气孔限制造成的,而非光胁迫。日出后,大豆叶片的光能利用率随时间逐渐降低,到10:30左右稳定在0.015~0.02 molmol-1,该变化规律用正弦函数的形式可以得到很好的模拟。大豆叶片的水分利用率在上午和下午存在显著差异,上午的水分利用率显著高于下午,温度是造成这种差异的主要原因,用正弦函数形式模拟也能得到类似的结果。

根据2004-2005年北方6省酿酒葡萄主要产区葡萄取样和宁夏芦花台园艺场田间试验资料,分析了影响酿酒葡萄主要品质因子总糖、总酸、pH值和单宁积累的气象因子和影响时段,并建立了关系模式,提出了影响酿酒葡萄品质的定量气象指标。研究结果表明:酿酒葡萄品质与气象条件密切相关,主要影响因子是降水量、积温和气温日较差等。影响酿酒葡萄品质形成的关键时期是7-8月(幼果膨大-果实着色期),其次是果实着色期-成熟期。7-8月降水量和水热系数对酿酒葡萄总糖含量的影响最大,R7-8>130mm,K7-8>1.62时,总糖含量不能达到170g/L(酿优质酒所需最低糖度)。酿酒葡萄总酸含量与果实采收前一个月水热系数呈幂指数关系,随水热系数增加,含酸量缓慢增加。因此,要使酿酒葡萄果实中酸含量达到5~6g/L,则果实采收前一个月的水热系数应在0.12~0.63。酿酒葡萄中单宁含量与开花-成熟期积温、8月平均气温、9月1日到果实采收期日较差和采收前一个月平均最低气温呈指数关系,与8月日照时数呈二次曲线关系。酿酒葡萄果实的pH值随开花-成熟期平均最高气温和果实膨大期蒸发量的增加而增加。

通过对2001-2005年连续5 a在西安市长安区种植苏格兰型留兰香小区试验及收获期气象资料分析,研究了收获时的降雨和温度对其精油产量和品质的影响。结果表明:收获时的降雨量和温度对苏格兰型留兰香精油产量有明显的影响。降雨量越大,出油率越低,精油产量越低,大雨之后可下降50%左右,一般雨后有连续3~5d晴天,出油率和精油产量可基本恢复到雨前水平;收获时温度越高,出油率越高,精油产量越高,日均温20℃以上,出油率和精油产量高。因此,苏格兰型留兰香应在连续3d以上晴天、日均温20℃以上收获为宜。

以黄河流域为研究区,通过分析流域内农作物、草地、林地、灌木4种植被类型的NDVI(归一化植被指数)在20世纪80年代初-90年代末的变化规律以及NDVI与降水、温度、API(可利用水指数)的相互关系,研究了流域内植被覆盖度的变化趋势及NDVI对气候因子的敏感性。结果表明,流域内植被覆盖度有增加趋势,生态环境向好的方向发展;6月农作物的NDVI与同期降水呈正相关,说明NDVI对该月的降水变化敏感,较多的降水有利于作物生长;7月降水与8月灌木、草地的NDVI呈显著正相关关系,说明它们之间具有滞后相关,两种植被类型8月NDVI对前一个月的降水量变化敏感;春季植被NDVI与同期温度的正相关关系说明春季NDVI对温度变化敏感,春季较高的温度有利用植被生长;春季NDVI与同期API的负相关关系说明春季温度对作物生长的影响较大。研究结果对进一步了解黄河流域不同植被类型NDVI变化规律及其对气候因子的敏感性具有一定意义。

不同季节内绿度值的变化特征代表了地物的生物信息,不同卫星传感器所监测地表信息不可避免存在系统差异,本文以MODIS和AVHRR卫星资料为主要数据源,针对安徽省淮北平原、大别山区,进行MODIS NDVI与AVHRR NDVI数值对比及特点分析。结果表明:相同覆被类型对应的MODIS NDVI与AVHRR NDVI日值之间具有较好的相关性,而且在4km×4km分辨率下,研究区的NDVI相关性均比1km×1km分辨率下高;相同覆被类型特征点对应的MODIS NDVI与AVHRR NDVI月值在年内的变化过程基本一致;不同地表覆被NDVI波形差异明显:典型旱地、水田由于两种作物轮种其NDVI变化曲线为双峰型,山区、果林和城市的NDVI变化曲线为单峰型;不同植被覆被总体的绿度值情况是大别山和皖南两大山区最大,旱地、农田次之,城市最小。

2004-2005年利用3种玉米植物生长调节剂进行大田喷施试验,结果表明不同的制剂对玉米的农艺性状和避早霜害效果影响不同。玉黄金制剂(中国农业大学研制)可降低玉米株高、提前生育期和减少籽粒水分含量;玉米高粱制种丰产灵制剂(哈尔滨士林高科股份有限公司与吉林吉农高新技术发展股份有限公司联合研制)对玉米提早成熟和降低籽粒含水量也有一定影响,仅次于玉黄金。

参考新疆不同棉区地膜栽培棉花的气候减产年方面的研究,结合各监测点的农业气象资料和单产资料,初步研究不同棉区棉花播种-开花期低温冷害判别的气象指标。结果表明:当北疆棉区6月月平均气温距平≤-0.5℃,南疆棉区5-6月气温持续偏低且月气温距平均≤-0.5℃、或棉花的开花日期滞后,其中喀什棉区棉花开花期比常年晚5d以上,石河子棉区、博州、巴州和阿克苏棉区晚3d以上时、或当6-8月中至少有两个月的月气温为负距平、且6-8月的平均气温距平在0~-0.4℃时,就可能出现一般气候减产年。而当6-8月各月的气温距平均为负值,且其平均气温距平≤-0.5℃时,就可能出现严重的气候减产年。研究结果为当地棉花生产防灾减灾提供参考。

"卡努"台风在2005年9月11日夜间至13日早晨穿越浙江、江苏进入东海期间,嘉兴及相邻的杭州余杭稻区出现褐飞虱突增现象,分析表明11日和12日傍晚虫源地(江淮地区)的气象条件有利于褐飞虱的起飞,11日夜间台风中心附近强烈的辐合气流和12日夜间台风后部的偏北气流有利于褐飞虱在空中向江南稻区输送运行,11日夜间嘉兴等地的台风暴雨和12日夜间850hPa切变线的存在有利于褐飞虱在该地区降落,说明褐飞虱突增现象与"卡努"台风影响过程关系密切,故对9月中旬前后台风中心经过稻区的褐飞虱防治应增加重视度。

利用1957-2006年陇南山区小麦条锈病资料分析得出:白龙江流域小麦条锈病在海拔1600m以上自生麦苗上越夏,在海拔1000m以下的川坝河谷地无明显的越冬期,春季流行以当地菌源为主,西汉水流域海拔1600m以上区域是陇南小麦条锈病的主要越夏区。小麦感病品种面积比率,上年条锈病越夏菌量、秋苗病情病田率和上年8月、10月及当年1月、3月平均气温与春季小麦条锈病流行程度相关十分显著,10月-次年3月平均气温与小麦条锈病流行程度呈正相关,4-8月平均气温与小麦条锈病流行程度呈负相关,逐月降水量与小麦条锈病流行程度呈正相关,由此建立的预报模型,其历史拟合率可达87.5%,其中偏重到大流行历史拟合率为100%,2006年在业务应用中预报正确。