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当期目录

2018年 第39卷 第05期    刊出日期:2018-05-20
论文
封面
2018, 39(05):  1. 
摘要 ( 223 )   PDF (1333KB) ( 246 )  
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目录
2018, 39(05):  2. 
摘要 ( 236 )   PDF (86KB) ( 291 )  
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全球升温1.5℃和2.0℃情景下中国实际蒸散发时空变化特征
苏布达,周建,王艳君,陶辉,高超,刘俸霞,李修仓,姜彤
2018, 39(05):  293-303.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.05.001
摘要 ( 792 )   PDF (10057KB) ( 768 )  
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蒸散发是水文循环的关键过程,研究升温背景下的蒸散发对水资源综合管理有着重要意义。基于17个全球气候模式1961?2100年逐月蒸散发输出,分析了全球升温1.5℃和2.0℃情景下,中国实际蒸散发时空变化特征。结果表明:(1)全球升温1.5℃,年实际蒸散发呈现由东南沿海向西北内陆递减态势。与基准期1986-2005年相比,中国年实际蒸散发约增加4.4%,其中,西北诸河流域增长率最大,达7.7%。季节尺度上,冬季实际蒸散发增长速率最快,约5.2%。(2)全球升温2.0℃,中国实际蒸散发比1986?2005年上升7.8%,南方流域增长速率比北方流域小,珠江流域仅增长3.9%,实际蒸散发增长最为迅猛的辽河流域和西北诸河流域中部增长率达10%。春冬两季中国蒸散发增加最明显,达8.3%。(3)与全球升温1.5℃情景相比,全球平均气温额外增加0.5℃可能导致中国实际蒸散发增加3.4%。其中,西南诸河西北部、西北诸河西南部及辽河流域增加明显,而西北诸河东北部和西北部等地微弱减少。春季蒸散发增长速率最大,秋季最小。随着全球变暖,中国实际蒸散发呈现上升趋势,可能加剧区域干旱事件,对农业生产带来不利影响。

空气相对湿度对高温下番茄幼苗营养物质含量及干物质分配的影响
王琳,杨再强,王明田,杨世琼,蔡霞,张洁
2018, 39(05):  304-313.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.05.002
摘要 ( 656 )   PDF (1063KB) ( 942 )  
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以番茄品种“金粉五号”为试材,于2016年4?9月在南京信息工程大学利用人工气候箱进行试验,设置温度为41℃(昼温)/18℃(夜温),空气相对湿度(白天)分别设置为50%、70%和90%(正负误差控制在5个百分点),并以28℃/18℃、45%~55%为对照处理(CK),测定不同处理对植株各器官营养物质及干物质分配的影响。结果表明:(1)高温条件下,番茄幼苗各器官的可溶性糖和游离氨基酸含量均显著高于正常温湿度条件下(CK),而蛋白质含量则显著低于CK(P<0.05);从不同空气湿度处理来看,增加湿度至70%以上时幼苗各器官可溶性糖含量降低,且湿度越高其含量越低,处理间差异显著(P<0.05);而游离氨基酸和可溶性蛋白含量表现为,随着空气相对湿度的增大,番茄幼苗各器官的游离氨基酸和可溶性蛋白含量明显上升。(2)高温条件下番茄幼苗叶片干物质分配比例增加,茎秆和根系干物质分配比例均降低,且湿度越低,其分配比例与CK差距越大,在50%湿度处理下,幼苗茎秆和根系干物质分配比例显著降低(P<0.05),对植株生长极为不利。(3)在高温胁迫解除后,70%和90%湿度处理的幼苗有更高的恢复能力,在恢复处理的第12天植株营养物质含量和干物质分配比例基本恢复至CK水平。说明41℃高温环境中增加空气湿度至70%以上有效提高了番茄植株的耐热性和胁迫解除后的恢复能力。
基于R-BP神经网络的温室小气候多步滚动预测模型
任守纲,刘鑫,顾兴健,王浩云,袁培森,徐焕良
2018, 39(05):  314-324.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.05.003
摘要 ( 618 )   PDF (1121KB) ( 995 )  
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温室高效生产依赖于适宜的温室小气候环境,建立高精度的温室小气候多步预测模型对实现温室环境优化调控具有重要意义。本研究提出一种基于滚动的反向传播神经网络(Rolling Back Propagation Neural Network, R-BP)的温室小气候多步滚动预测模型。模型主要包括两个阶段:(1)建立初始的BP神经网络。采用自动编码器无监督学习方法获取初始网络参数,并利用改进的粒子群算法优化网络参数。(2)建立滚动的BP神经网络群。将前一个网络输出作为后一个网络的部分输入进行滚动训练和预测,实现温室小气候多步滚动预测。为验证R-BP模型的有效性,在阿拉伯联合酋长国阿布扎比市的自控温室和中国苏州市的非自控温室分别进行试验。验证试验表明,与传统BP神经网络相比,在阿布扎比温室试验中,采用R-BP模型预测未来6h室内温度,其平均误差降低69.9%,预测相对湿度,其平均误差降低47%;在苏州温室试验中,采用R-BP模型预测未来6h室内温度,其平均误差降低43.3%,预测相对湿度,其平均误差降低55.6%。说明R-BP模型能够较准确预测未来6h内温室小气候环境变化,可为制定温室小气候优化调控方案提供依据。
基于过程降水量的长江中下游地区单季稻洪涝灾害指标构建
张桂香,霍治国,杨建莹,吴立,杨宏毅
2018, 39(05):  325-336.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.05.004
摘要 ( 600 )   PDF (32986KB) ( 582 )  
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基于长江中下游地区1961?2014年297个气象站的日雨量数据,耦合单季稻生育期和洪涝灾情数据,统计单季稻不同生育阶段、不同等级的洪涝灾害样本过程降水量序列,基于S-W分布拟合检验,采用t-分布区间估计法计算样本序列95%可信区间的下限值,确定指标阈值,构建各省单季稻分生育阶段洪涝灾害的等级指标,并采用预留独立水稻洪涝灾害样本进行指标验证,分析了区域1961-2010年单季稻洪涝灾害的时空分布和风险分布。结果表明:同等洪涝灾情等级时,抽穗-成熟期的洪涝灾害指标阈值最高,拔节-孕穗期次之,移栽-分蘖期最低;同一生育阶段、同等灾情等级时,5省份的洪涝灾害指标阈值从低到高依次是江苏、安徽、湖北、湖南、浙江;各省每年均有单季稻洪涝灾害发生,发生次数呈波动增减,无明显的线性趋势;随着洪涝灾害等级加大,洪涝发生的次数减少;灾害的多发区主要位于鄱阳湖和黄山地区、浙江沿海及恩施和张家界一带;移栽-分蘖期灾害风险指数普遍较高,大部分地区风险指数在0.6以上;拔节-成熟期,风险指数高值区明显缩小,主要位于浙江沿海地区,其余大部分地区处于低值区,风险指数大都低于0.3。

提前喷施叶面肥对增强翻秋晚稻抵御寒露风能力的分析
李超,肖小平,汤文光,唐海明,汪柯,程凯凯,郭立君,杨光立
2018, 39(05):  337-343.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.05.005
摘要 ( 544 )   PDF (395KB) ( 973 )  
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近年来,翻秋种植(早稻品种作晚稻直播栽培)以其节本高效、缓解双季稻季节矛盾等优势得以迅速发展,但翻秋晚稻抽穗期迟于移栽晚稻,更易受寒露风影响而减产。本研究以始穗期寒露风来临前2d设置喷施清水(CK)、喷施宝(T1)、寒露风来临当天施喷施宝(T2)3个处理,研究提前喷施叶面肥对翻秋晚稻抵御寒露风能力的影响及其机理,以期为提高翻秋晚稻应对寒露风的避灾减灾能力提供技术支撑及理论依据。结果表明:与CK及T2相比,提前喷施叶面肥(T1)可促进翻秋晚稻安全齐穗,缩短生育期3~4d;有利于增加灌浆期的净光合速率,促进后期叶片SPAD值与净光合速率的正常衰减,提前喷施叶面肥后植株的C、N营养更协调,干物质运转更通畅,从而显著提高籽粒灌浆速率,增加结实率9.5~13.9个百分点,增产15.8%~23.7%;提前喷施叶面肥还可改善翻秋晚稻稻米的外观品质及加工品质。可见,通过气象预警,提前喷施叶面肥可有效增强翻秋晚稻抵御寒露风的能力。
基于高通滤波算法的水稻遥感影像适宜尺度筛选
张晓忆,景元书,李卫国
2018, 39(05):  344-353.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.05.006
摘要 ( 551 )   PDF (1647KB) ( 912 )  
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为确定江苏地区水稻田块信息提取的适宜尺度,选取拔节期30m×30m空间分辨率HJ1A/CCD2影像和16m×16m空间分辨率GF1/WFV4近红外波段影像,采用高通滤波(HPF)算法构建4种空间尺度融合影像。利用定量指标评价和植被指数反演评价分析4种融合影像筛选适宜尺度,最后通过多类光谱指标构建决策树提取水稻面积与PROSAIL冠层光谱模型反演叶面积指数(LAI),验证融合影像适宜尺度相较原始影像尺度的优越性。结果表明:(1)综合定量指标评价和植被指数反演评价,20m×20m尺度和15m×15m尺度均可保证光谱继承性,反演水稻田块信息,而结合尺度优势,适宜尺度筛选为15m×15m;(2)与原始影像尺度相比,15m×15m尺度空间分辨率提高,同时水稻面积提取精度增大,面积精度93.33%,样方精度94.71%,标准误差0.25hm2,且能理想反演LAI,精度达94.69%,标准误差0.893。结论表明,研究区水稻田块信息反演的适宜尺度为15m×15m。
2017/2018年度冬季水热条件特征及其对农业生产的影响
吴门新,赵秀兰,刘维,张蕾,何亮
2018, 39(05):  354-356.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.05.007
摘要 ( 441 )   PDF (1272KB) ( 574 )  
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2017/2018年度冬季(2017年12月?2018年2月),全国平均气温与常年同期持平,平均降水量较常年同期偏少,平均日照时数接近常年同期。北方大部麦田墒情适宜,利于冬小麦冬前分蘖和安全越冬。南方大部地区初冬和冬季后期光热充足,利于小麦、油菜等作物生长。1月中旬东部地区遭受3次较强低温雨雪冰冻天气,2月上旬再次出现阶段低温,南方部分地区油菜、露地蔬菜、经济林果等作物遭受冻害和寒害。东北地区冬季气温持续偏低,为1981年以来第6低值,严寒天气使设施农业和畜牧业生产成本增加。华北东部冬季降水持续偏少,为2000年以来最少,麦田表层墒情持续下降,部分地区不利冬小麦返青。