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2014年 第35卷 第06期    刊出日期:2014-12-20
论文
封面
2014, 35(06):  1. 
摘要 ( 3974 )   PDF (7991KB) ( 362 )  
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目录
2014, 35(06):  2. 
摘要 ( 4252 )   PDF (250KB) ( 401 )  
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2014年总目录
2014, 35(06):  3. 
摘要 ( 4245 )   PDF (639KB) ( 440 )  
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海河流域不同等级降水强度和雨日的时空变化特征
李慧芳, 殷淑燕
2014, 35(06):  603-610.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.001
摘要 ( 13221 )   PDF (6847KB) ( 983 )  
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利用1960-2013年海河流域30个气象站点的日降水量资料,采用一元线性趋势、5a滑动趋势、Mann-Kendall检验、Morlet小波分析、反距离空间插值(IDW)等方法,对海河流域不同等级降水强度和雨日的时空变化特征进行研究。结果表明,(1)与东南部地区相比,海河流域西北部地区大雨以上级别雨日少,强度小,而小雨雨日相对更多,强度相对更大,暴雨以上级别雨日表现出由东南向西北递减的趋势。(2)小雨是海河流域主要降水形式,近54a来小雨日数呈极显著减少趋势(P<0.01),小雨强度呈极显著增大趋势(P<0.01),其它量级雨日和强度的线性变化趋势均不显著;不同等级降水强度和雨日的M-K检验结果显示,小雨日数发生减少突变,小雨强度发生由弱向强的转折变化,但未出现突变,其它雨量等级未发生突变。(3)不同等级降水日数的变化周期集中在10a、17a左右,各等级降水强度的变化周期均集中在17a左右。
新疆意大利蝗适生区的气候变化特征分析
王晗,于非,扈鸿霞,季荣
2014, 35(06):  611-621.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.002
摘要 ( 13878 )   PDF (7351KB) ( 776 )  
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选取新疆境内意大利蝗(Calliptamus italicus L.)适生区14个气象站1961-2013年月降水量及平均气温资料,采用线性回归和趋势分析方法,分南疆地区、天山山区和北疆地区3个气候区对近53a(1961-2013)降水量和气温变化特征进行分析。结果表明,(1)南、北疆地区年平均降水量均显著增加(P<0.05),南疆以夏季增加为主,北疆以冬季增加为主,天山山区年平均降水量高于南、北疆地区,但其53a来变化不显著;(2)3个区域年平均气温均极显著升高(P<0.01),南、北疆地区以冬季增温幅度最大,天山山区秋季增幅最大;(3)3个区域年平均最高气温均极显著升高(P<0.01),且均以秋季升幅最大;各区年平均最低气温均极显著升高(P<0.01),南北疆地区冬季增幅最大,天山山区夏季增幅最大,其最低气温增幅高于最高气温。在全球气候变暖背景下,意大利蝗适生区近53a气候总体呈暖湿趋势,气候格局的显著变化,会导致蝗虫地理分布格局及灾变规律的重大改变。
水泡粪物料中固体和氨氮含量对厌氧消化产气特性的影响
梅凯,董红敏,陶秀萍,孟海玲
2014, 35(06):  622-627.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.003
摘要 ( 12162 )   PDF (1261KB) ( 1234 )  
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目前不少猪场使用水泡粪清粪工艺清理猪粪便,同时对水泡粪清理的粪污进行沼气工程处理,但不同水泡粪贮存条件对其粪污后续厌氧发酵的影响尚不清楚。本试验将猪粪和尿液通过不同贮存温度(20℃,30℃)和时间(7d,14d,21d)组成6种前处理条件,模拟不同条件水泡粪出水,研究水泡粪物料特性对出水厌氧发酵的影响。结果表明,水泡粪出水的单位挥发性固体(VS)的厌氧发酵产气率在369.2~702.0mL/g,厌氧发酵前7d的日产沼气量一直处于较高水平,之后快速下降,厌氧发酵10d后产气基本处于较低水平且下降平缓;氨氮对厌氧发酵有显著的抑制作用,厌氧消化甲烷产率(y)与氨氮浓度(x)的关系为y=4×10-5x2-0.3618x+1283(R2=0.9846)。水泡粪物料总固体物含量越高厌氧发酵产气越低,据此建议适当缩短水泡粪时间以提高后续厌氧发酵产气量。
长期秸秆还田对设施菜田土壤反硝化特征和N2O排放的影响
宋贺,王成雨,陈清,曹文超,王敬国
2014, 35(06):  628-634.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.004
摘要 ( 13111 )   PDF (2460KB) ( 680 )  
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基于2004年2月-2010年9月温室菜田长期定位试验,通过室内培养和田间同步,利用静态箱法和硅胶管法分别检测土壤表层N2O通量和剖面N2O浓度的变化,以研究高碳氮比的小麦秸秆施用对设施菜田土壤反硝化过程及N2O排放的影响。结果表明,(1)与对照处理(CK)相比,添加秸秆处理(ST)显著提高0-20cm土层土壤反硝化量,促进N2O还原,增加N2产生量,显著降低追肥灌溉后表层土壤N2O的排放峰值和土壤底层50cm处N2O浓度峰值,但对20-80cm土层土壤的反硝化特征影响较少。(2)秸秆还田有利于降低设施菜田NO-3淋洗风险,秸秆的深施是进一步降低菜田NO-3淋洗的有效途径,有利于土壤底层N2O的再次还原。因此,设施菜田中添加小麦秸秆并深施有利于降低N2O排放和减少NO-3的淋洗。
麦田蒸散模型的改进及其对阻力参数的敏感性分析
李俊,韩凤明,同小娟,于强
2014, 35(06):  635-643.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.005
摘要 ( 11565 )   PDF (3798KB) ( 1015 )  
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采用PenmanMonteith(PM)模型和ShuttleworthWallace(SW)模型模拟冬小麦田主要生长季(3-5月)的逐时蒸散量(ET),改进模型中有效叶面积指数(LAI e)的计算,以涡度相关法测定的ET为参照检验模型改进的效果,并分析模型对各阻力参数的敏感性。结果表明:SW模型和PM模型估算的ET均对冠层阻力最敏感。3月小麦冠层稀疏,SW模型模拟ET的效果优于PM模型;4、5月小麦冠层稠密,两个模型模拟ET的效果均较好。改进LAI e计算后,4、5月PM模型和SW模型估算麦田蒸散的精度显著提高,ET模拟值与实测值的相关系数、一致性指数更接近1,ET模拟的相对误差和均方根误差变小。
播期对机插晚稻甬优2640生长特性的影响
舒素芳,胡谷琅,房玉伟,张育慧,薛占奎
2014, 35(06):  644-649.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.006
摘要 ( 12138 )   PDF (721KB) ( 1114 )  
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以籼粳杂交晚稻品种甬优2640为研究对象,于2012、2013年在金华市进行分播期机插晚稻试验,并结合气象资料,分析播期对晚稻生长特性及产量的影响,探讨该品种在机插栽培方式下在研究区的最迟适宜播期。结果表明:(1)随着播期推迟晚稻全生育期呈先缩短后延长的变化趋势,播种-齐穗天数在秋季冷空气影响早的年份表现为先缩短后延长,冷空气影响晚则表现为全生育期缩短;(2)甬优2640表现出杂种优势,最大产量达9964.5kg/hm2,最大群体颖花量达44512.5×10 4/hm2;(3)晚稻产量随着播期的推迟而降低,播期对结实率影响最大,结实率为产量变化的主要影响因素,播期对群体颖花量影响较小,对千粒重基本无影响;(4)晚稻孕穗抽穗期遇低温其育性降低,但具有一定的低温耐受能力,齐穗前25d内23℃负积温是结实率最敏感的低温因子,齐穗前23℃负积温≤16.6℃·d能够保障晚稻稳产;(5)以80%保证率下的23℃负积温≤16.6℃·d的终日日期作为安全齐穗期,机插晚稻甬优2640最迟适宜播种期为6月29日-7月2日。
灌浆结实期高温对水稻剑叶生理特性和稻米品质的影响
张桂莲,廖斌,汤平,唐文帮,肖应辉,陈立云
2014, 35(06):  650-655.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.007
摘要 ( 12299 )   PDF (2799KB) ( 817 )  
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以水稻耐热品系996和热敏感品系4628为材料,在灌浆结实期利用人工气候室进行高温处理(9:00-17:00,37℃,17:00-翌日9:00,30℃)和适温处理(CK,9:00-17:00,30℃,17:00-翌日9:00,25℃)22d,研究高温胁迫对水稻剑叶光合特性、膜透性、抗氧化酶活性及稻米品质的影响,并进行对比分析。结果表明:(1)灌浆结实期高温胁迫下水稻剑叶叶绿素含量、叶绿素a/b和净光合速率均降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性表现出胁迫初期升高,高温处理5d后,随胁迫时间延长呈降低趋势,热敏感品系4628剑叶中叶绿素含量、净光合速率和抗氧化酶活性下降幅度大于耐热品系996;(2)高温下剑叶丙二醛(MDA)含量上升,相对电导率增加,热敏感品系4628增加幅度大于耐热品系996;(3)高温胁迫下垩白粒率和垩白度显著增加,精米率和整精米率显著降低,直链淀粉含量降低,蛋白质含量增加。灌浆结实期高温胁迫下,水稻功能叶抗氧化酶活性降低,膜透性增加,光合能力及光合产物的运输与卸载能力下降,可能是稻米品质降低的重要原因。
基于SPEI的1961-2012年东北地区干旱演变特征分析
高蓓,姜彤,苏布达,朱娴韵,王艳君
2014, 35(06):  656-662.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.008
摘要 ( 19112 )   PDF (5507KB) ( 831 )  
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基于1961-2012年东北地区65个气象站逐日降水、气温、相对湿度、实际水汽压、风速和日照时数资料,计算标准化降水蒸散指数(SPEI),并对SPEI指数评价实际干旱的能力进行验证,采用M-K趋势检验和正交经验分解函数等统计方法,分析近52a东北地区年、季尺度的干旱演变特征。结果表明:SPEI指数可以表征东北地区的干旱特征;1961-2012年,全区年SPEI指数呈现明显的阶段性特征,20世纪60年代后半段、70年代后半段和90年代后半段-21世纪初的3个时段发生了连续干旱,中西部地区是干湿变化异常敏感的地区。东北地区春季干湿状况变化趋势不明显,但在2003年以后出现变湿态势,夏、秋季有不显著的干旱化态势,20世纪90年代中期以后秋季干旱化态势明显增强,黑龙江省西南部和吉林省西部地区秋旱加强态势较其它地区明显;冬季21世纪全区趋于变湿,变湿态势较明显的地区位于吉林省中西部和辽宁省北部。
基于干旱综合风险指标的冬小麦保险费率厘定
史继清,德吉,旺杰,甘臣龙
2014, 35(06):  663-668.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.009
摘要 ( 13925 )   PDF (876KB) ( 732 )  
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基于自然水分亏缺率指数、降水距平百分率指数和抗旱指数以及三者权重系数构建干旱综合风险指标,对西藏林芝地区冬小麦种植风险进行评估;同时,利用冬小麦单产减产率与不同干旱指标建立回归方程,发现单产减产率与干旱综合风险指标回归方程的决定系数最高(R2=0.904,P<0.05);在此基础上利用非参数法计算出不同保障水平下的修正纯保险费率,得到适于研究区的保险费率厘定模型。结果表明,保障水平高于80%时修正的纯保险费率可作为农户投保的标准;100%、95%、90%保障水平下修正纯保险费率最高的为察隅,85%、80%保障水平下修正纯保险费率最高的为米林,保险公司可根据投保农户选取的冬小麦保障水平和种植区域支付相应的费率。
基于大气环流特征量的河北省冬小麦白粉病预报模型
尚志云,姚树然,王锡平,高军,杜汛雨
2014, 35(06):  669-674.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.010
摘要 ( 12493 )   PDF (960KB) ( 702 )  
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利用1990-2010年逐年的河北省冬小麦白粉病和国家气候中心74项大气环流特征量指数(即大气环流指数)逐月值资料,通过Pearson相关分析和逐步回归分析方法,筛选与白粉病发生显著相关的大气环流因子,建立河北省冬小麦白粉病受害面积的年前、春季预报模型。首先根据白粉病发生面积与大气环流指数关系,建立白粉病发生面积预报模型(模型I和模型II),并基于贝叶斯分类规则,利用白粉病面积预报结果建立白粉病发生程度的预报模型;另外,基于贝叶斯分类规则直接利用关键大气环流指数建立白粉病发生程度预报模型(模型III和模型IV);最后通过预报结果与实际发生情况的对比对模型效果进行检验。结果表明,白粉病发生面积和发生程度两种模型均可在发病前1a的12月底和当年4月底进行预报;对1990-2010年的历史回代拟合和2011-2013年的外延预报结果显示,模型I和模型II预报的小麦白粉病发生面积(1990-2013年)与实际发生面积基本一致,年前和春季病害发生程度预报模型(模型III和模型IV)的历史回代拟合准确率分别为81.0%和90.5%,2011-2013年外延预报误差最大的仅1个等级。说明大气环流特征量对小麦白粉病有较强的气候指示效应,可为小麦白粉病的长期预测提供参考依据。
河北省土壤干湿状况遥感监测指数比较
姜亚珍,张瑜洁,孙琛,游松财
2014, 35(06):  675-681.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.011
摘要 ( 13500 )   PDF (2190KB) ( 441 )  
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选用河北省2010年5月Terra/MODIS地表反射率产品MOD09A1计算得到了增强植被指数(EVI),结合同期MOD11A2地表温度LST数据,计算得到河北省TVDI(温度植被干旱指数)和VSWI(植被供水指数),比较分析TVDI和VSWI监测河北省土壤干湿状况的适宜性。两种指数与同期8d平均降水量数据的定性分析表明TVDI与降水量数据间具有明显的相反趋势,VSWI与降水量数据间趋势关系不明显;定量的相关分析表明,TVDI与降水量数据间表现出较显著的负相关性(P<0.05),而VSWI与降水量数据间的相关不显著。可见,在所选取研究时段内,TVDI指数较VSWI指数监测河北省土壤湿度更为适宜。
河北日光温室气象灾害影响和气象服务评估
王琼,魏瑞江,王荣英,孙爱良
2014, 35(06):  682-689.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.012
摘要 ( 13683 )   PDF (926KB) ( 785 )  
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通过问卷形式,对河北省日光温室蔬菜生产经销者和技术人员对气象服务的满意度,低温冻害、寡照、大风、雪灾4种主要气象灾害对日光温室蔬菜产量、品质、贮藏、运输、销售的影响率,用于日光温室气象灾害防御及补救的费用占所有气象灾害防御和补救费用百分率,以及菜农接受气象服务的投入占收成的百分率等进行调查,并利用德尔菲法对气象灾害防御和补救费用及气象服务的效益进行定量化评估。结果表明,多数被调查者认为低温冻害和寡照对日光温室蔬菜产量和品质有较大影响,其中认为低温冻害影响率大于15%的人数分别占45.6%、53.7%,认为寡照灾害影响率大于15%的人数分别占37.8%、35.4%,认为大风和雪灾的影响相对较小;70%以上的人认为大风和寡照对日光温室蔬菜贮藏、运输和销售的影响率在20%以下,超过50%的人认为低温冻害对蔬菜贮藏影响率大于30%,认为雪灾对蔬菜贮藏、运输和销售的影响率大于30%的人数分别占31.0%、63.9%和53.0%。被调查者对日光温室4种主要气象灾害的气象服务满意度均达96%以上。对大风、低温冻害、寡照和雪灾的防御和补救的费用占所有气象灾害防御及补救费用的平均百分率分别为20.3%、15.8%、13.0%和19.4%,4种灾害的气象服务平均贡献率分别为3.08%、2.25%、1.90%和2.55%。按近10a(2004-2013)河北省日光温室蔬菜产业年平均生产总值计算,大风灾害气象服务效益最高,平均每年达2.941亿元,其它依次为雪灾、低温冻害和寡照,总效益平均每年达9.340亿元。
非线性克里格方法在日降水量分布估算中的应用
张唯,郑海波,张剑波
2014, 35(06):  690-699.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.013
摘要 ( 13267 )   PDF (23511KB) ( 544 )  
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为研究非正态分布条件下的日降水量空间分布,选择湖北省75个气象观测站2010年7月的降水过程资料,通过正态变换和变差函数分析,引入多元高斯克里格方法进行逐日降水量空间分布估算,并与其它方法进行对比分析。结果表明:(1)通过合理的各向异性参数设置及理论变差函数选择,能够充分凸显降水量分布特征。(2)对比发现,反距离加权法(IDW)、普通克里格法(OK)和多元高斯克里格法(MGK)3种估算方法中,MGK估算的平均误差最小且误差曲线最平稳,是该地区非正态分布日降水量较适合的空间分布估算方法。(3)使用MGK方法,能有效改善IDW带来的“牛眼效应”以及OK法造成的过度平滑,得到具有较高精度的日降水量数据集。
番茄叶片叶绿素含量光谱估算模型
袁小康,杨再强,邱译萱,侯奇奇,张婷华
2014, 35(06):  700-707.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.014
摘要 ( 13015 )   PDF (2206KB) ( 724 )  
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以番茄品种“金粉2号”为试验材料,在玻璃温室内设置3种土壤水分胁迫水平,以正常灌溉为对照,于2013年3-7月和8-12月两个生长季对番茄进行全生育期持续处理。采用便携式地物光谱仪测定各生育期番茄冠层的光谱反射率,同步测定叶片总叶绿素和叶绿素a含量,并基于3-7月数据计算常见高光谱植被指数,分别建立番茄叶片叶绿素总量和叶绿素a估算模型,用8-12月生长季的试验数据对模拟精度进行检验。结果表明:(1)水分胁迫对番茄叶片总叶绿素、叶绿素a含量和番茄冠层光谱反射率产生明显影响,水分胁迫越严重,叶绿素总量和叶绿素a含量均越低,番茄冠层光谱反射率也越低;(2)随着生育期的推进,番茄总叶绿素和叶绿素a含量均持续增加,而冠层光谱反射率在红光和蓝光波段的反射率逐渐减少;(3)4种估算模型中R670模型的决定系数(R2)最高,效果最佳(P<0.01),番茄叶片总叶绿素和叶绿素a最佳估算模型分别为:Cchl(a+b)=44.83R670+7.36,Cchla=39.92R670+5.12,均根方误差分别为0.45、0.42mg·g-1,表明利用高光谱数据估算番茄叶片的叶绿素含量可行。
冬小麦越冬中期冻害高光谱敏感指数研究
李军玲,余卫东,张弘,郭其乐
2014, 35(06):  708-716.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.015
摘要 ( 11942 )   PDF (1990KB) ( 1131 )  
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利用试验箱进行冬小麦冻害盆栽试验,观测受冻前后叶片光谱反射率、叶绿素含量并分析其变化规律;通过对高光谱数据进行倒数对数、一阶导数、二阶导数变换,与叶绿素含量进行相关分析,寻找表征冻害胁迫的特征值,获得识别和评价冻害差异程度的波段或指数。结果表明,(1)在可见光范围内叶绿素含量与原始光谱反射率呈负相关,在近红外范围内呈正相关,与倒数对数光谱的相关性则相反。一阶导数光谱大部波段相关性通过0.01水平的显著性检验,二阶导数光谱仅少部分波段通过。(2)相关性分析表明,冻害监测的敏感性波段为684.92nm处倒数对数光谱、578.37nm处一阶导数光谱、571.93nm处二阶导数光谱,这些波段与叶绿素的相关系数均通过0.01水平的显著性检验,且相关系数最大,其中以倒数对数光谱为自变量的估算模型最优。(3)叶绿素含量与高光谱特征变量的相关性分析表明,以由蓝边面积(SDb)和红边面积(SDr)计算的VI3(VI3=SDr/SDb)或VI5[VI5=(SDr-SDb)/(SDr+SDb)]为自变量的抛物线模型最优,其训练样本拟合与验证样本精度检验水平均最高,因此VI3、VI5为冬小麦冻害监测的敏感指数。研究结果揭示了冬小麦冻害后高光谱特征,可为促进高光谱技术在冬小麦长势监测和估产中的应用,提高冬小麦冻害遥感监测的准确性提供依据。
2014年秋季气候对农业生产的影响
何延波,侯英雨
2014, 35(06):  717-719.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2014.06.016
摘要 ( 9756 )   PDF (2422KB) ( 537 )  
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2014年秋季(9-11月)全国平均气温为12.8℃,比常年同期偏高0.8℃;平均降水量为166.5mm,比常年同期偏多8.3%;平均日照时数为521.5h,比常年同期偏少25.9h。全国秋季光温水匹配较好,利于农业生产。北方秋收作物正常成熟之前未遭受初霜影响,晚稻产区寒露风影响偏轻,气象条件总体利于秋收作物灌浆成熟和收晒。北方冬麦区和油菜产区大部墒情条件为近3a最好,秋种工作较为顺利,仅江南中部部分油菜产区遭受干旱影响,导致播种延迟。秋播后大部农区水热条件匹配较好,冬小麦和油菜长势好于2013年同期。秋季部分地区出现阴雨寡照、干旱、暴雨洪涝、冻害等农业气象灾害,但总体影响偏轻。