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2020年 第41卷 第05期    刊出日期:2020-05-20
论文
封面
2020, 41(05):  1. 
摘要 ( 56 )   PDF (2750KB) ( 101 )  
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目录
2020, 41(05):  2. 
摘要 ( 55 )   PDF (81KB) ( 84 )  
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 中国北方苹果主产省降水分布特征分析
邱美娟,刘布春,刘园,张玥滢,王珂依,庞静漪
2020, 41(05):  263-274.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2020.05.001
摘要 ( 414 )   PDF (7402KB) ( 489 )  
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 利用1970-2017年7个中国苹果主产省及周边210个气象站逐日降水资料和1km分辨率的数字高程数据,采用基于样条函数插值理论的专业气象插值软件ANUSPLIN对降水数据进行空间插值。结合地理信息系统软件ArcGIS和变异系数、气候倾向率等相关数理统计方法,分析苹果主产省的降水时空分布特征;并根据适宜苹果栽培的年降水量区间和苹果主产区降水分布情况探析苹果关键生育期适宜降水量。结果表明:苹果主产省年平均降水量与关键生育期平均降水量均具有南高北低、东高西低的空间分布特征,约51.7%的区域年降水量为500.0~800.0mm,其中,主产区的年降水量基本在500.0~800.0mm。萌芽-幼果期、果实膨大期和着色-成熟期平均降水量对年平均降水量的贡献率分别为0.114~0.385、0.428~0.712和0.000~0.270。研究区降水时间分配与苹果需水规律较吻合,但降水量变异系数较大,基本在0.15以上。从气候倾向率看,大多数区域降水量的变化趋势不显著,除着色-成熟期外,各时段降水量变化通过0.05水平显著性检验的区域不足1.0%。结合苹果主产区和苹果适宜栽培的年降水量值,初步判定苹果萌芽-幼果期、果实膨大期和着色-成熟期的适宜降水量范围分别为66.2~170.2mm、238.4~527.9mm和69.0~200.8mm。
 微生物燃料电池去除废水中抗生素类污染物的研究进展
杨珍珍,朱昌雄,田云龙,李红娜
2020, 41(05):  275-287.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2020.05.002
摘要 ( 415 )   PDF (333KB) ( 1518 )  
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 抗生素被广泛用于医疗、畜牧以及水产养殖等领域,大量抗生素未经代谢就进入环境,由此引起的细菌耐药性问题严重威胁着生态环境和人体健康。因而,如何有效控制废水中的抗生素和抗性基因污染成为近年来的研究重点。微生物燃料电池(Microbial fuel cells,MFCs)利用微生物催化降解有机物,在产电的同时实现废水处理和污染控制,是近些年研究较多的一种处理技术。本文综述了MFCs对废水中抗生素、抗性基因等污染物的去除效果、降解机理以及降解过程中微生物群落的变化规律,分析了MFCs与其它技术耦合的效果和机制,概述了应用MFCs构建传感器在线监测抗生素等方面的研究进展。结果表明:MFCs对多种抗生素都具有良好的去除效果,随着反应器构型、抗生素种类以及浓度和运行时间等参数的不同,抗生素、抗性基因的去除效果以及阳极微生物群落有较大差异;MFCs与人工湿地等技术的耦合,有利于增强抗生素的去除效果,为MFCs的实际应用提供了新方向;利用MFCs作为生物传感器可实现废水中抗生素含量的在线监测,但目前尚处于起步阶段。基于上述结论,MFCs可以有效地去除废水中的抗生素,但对抗生素耐药基因的控制效果还亟待研究;如何实现MFCs的长期稳定运行并实际应用是后续研究的重点方向。
 三江源地区冻土/非冻土期近地层能量平衡特征及其影响因子分析
张功,韩辉邦,孙守家,张劲松,郑宁
2020, 41(05):  288-298.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2020.05.003
摘要 ( 218 )   PDF (697KB) ( 407 )  
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 利用三江源地区2018年1-12月涡动相关系统的观测数据,分析该地区冻土/非冻土期内各能量分项支出分配特征和能量平衡闭合率及其影响因子,以揭示其能量平衡特征。结果表明:显热通量、潜热通量、土壤热通量变化趋势与净辐射相似,且在年尺度、日尺度上具有典型的单峰型变化,但潜热通量、土壤热通量的峰值出现时间具有滞后性。非冻土期内,显热、潜热支出以及土壤吸收的热量占总能量的比例分别为0.38、0.37、0.10;而在冻土期内,上述各能量的支出比分别为0.54、0.19、?0.01。全年能量平衡闭合率为0.69,能量平衡闭合率在冻土期和非冻土期内分别为0.63、0.74。三江源地区冻土期内显热支出为主要能量消耗方式,且在该时段内影响能量平衡闭合率的因素主要是湍流动力因子;非冻土期的能量消耗方式为潜热和显热,热力和动力因子均对能量平衡闭合率产生影响。
 粉垄耕作对平地和坡耕地蔗田土壤有机碳矿化和结构的影响
陈仕林,胡钧铭,黄忠华,李婷婷,郑佳舜,黄俞铭,罗维钢,何铁光,韦翔华
2020, 41(05):  299-307.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2020.05.004
摘要 ( 258 )   PDF (442KB) ( 436 )  
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 2018-2019年在广西南宁丘陵山区甘蔗田采用雨养模式,设置粉垄耕作与常规耕作两种耕作方式,开展平地和坡耕地甘蔗田间试验。试验在甘蔗全生育期不进行人工灌溉,收获期采集0-15cm耕层及15-30cm耕层土壤样品,用土壤紧实度仪多点位测定0-45cm深度土壤紧实度,利用湿筛法测定土壤团聚体,应用室内恒温培养-碱液吸收法测定土壤有机碳矿化量,以探索粉垄耕作对坡耕地雨养蔗田土壤有机碳矿化速率、累积矿化量及土壤团聚体与紧实度结构效应的影响。结果表明:(1)平地蔗田土壤有机碳累积矿化量始终高于坡耕地,粉垄耕作处理下,平地0-15cm和15-30cm耕层土壤有机碳矿化量较坡耕地分别提高0.32倍和1.05倍;坡耕地蔗田土壤0-15cm和15-30cm耕层有机碳7日累积矿化量粉垄耕作比常规耕作升高81.7%和降低7.5%,平地上则降低8.4%和升高2.6%;(2)与常规耕作方式相比,粉垄耕作提高了蔗田土壤大团聚体含量,平地和坡耕地分别增加5.53%和2.30%,平地土壤大团聚体含量为坡耕地的1.00~1.03倍,粉垄耕作降低了蔗田土壤中小、微团聚体含量。同时,粉垄耕作提高了土壤水稳性团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),与常规耕作相比,平地和坡耕地MWD分别提高15.6%和58.7%,GMD分别提高31.4%和48.1%。同种耕作模式下平地土壤水稳性团聚体的MWD值和GMD值均高于坡耕地,平地常规耕作和粉垄耕作土壤MWD值较坡耕地分别提高1.19和0.60倍,平地常规耕作和粉垄耕作土壤GWD值较坡耕地分别提高0.99 和0.77倍;(3)粉垄耕作方式对坡耕地蔗田土壤紧实度的影响比平地大,粉垄耕作降低了蔗田土壤紧实度,且15-30cm耕层影响较明显。因此,粉垄雨养甘蔗提高了平地和坡耕地土壤耕层碳存储,可降低土壤紧实度,增加土壤大团聚体形成,优化土壤耕层结构,该模式可作为南方蔗田土壤干旱逆境调控技术措施。
 东北地区不同熟性水稻适宜种植区障碍型冷害时空变化
梁立江,武永峰,刘聪,邵帅
2020, 41(05):  308-319.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2020.05.005
摘要 ( 283 )   PDF (5462KB) ( 471 )  
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 利用东北地区167个气象站1986-2015年的逐日气象资料和28个物候观测站1991-2008年的逐年水稻生育期数据,参照水稻障碍型冷害国家标准,分三个时间段(1986-1995年、1996-2005年和2006-2015年)划分东北地区不同熟性水稻适宜种植区,利用冷害发生频率和站次比分析东北地区近30a(1986-2015年)不同熟性水稻适宜种植区障碍型冷害的时空规律。结果表明:研究期内,东北地区不适宜种植区域面积逐渐减小,不同熟性适宜种植区呈现北移东扩的趋势,其中以晚熟区扩大范围最为明显。不同熟性水稻适宜种植区障碍型冷害具有波动发生的特点,不同熟性区年平均冷害站次比大小表现为早熟区>晚熟区>中熟区;2006-2015年为早熟区冷害多发时段,1986-1995年为中熟区冷害多发时段,1996-2005年为晚熟区冷害多发时段;在早熟区冷害多发时段内,重度冷害的发生频率减少;2006年以后中熟区和晚熟区冷害总发生频率减小,但部分区域的不同等级冷害发生频率提高。可见,东北地区障碍型冷害发生仍具有不确定性,即使在整体冷害频率下降的情况下,个别区域在某些年份仍可能发生不同程度的冷害。
 安徽河蟹养殖高温热害天气指数模型设计与实践
刘瑞娜,杨太明,陈金龙,陈金华,孙喜波
2020, 41(05):  320-327.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2020.05.006
摘要 ( 260 )   PDF (345KB) ( 1412 )  
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 基于安徽省当涂县2012-2016年3个河蟹养殖池塘的物联网水温观测数据和河蟹产量数据、死亡率数据,以及1985-2016年当涂县逐日气象数据,分析不同深度水温与河蟹产量的相关性,确定池塘河蟹高温热害关键致灾因子和致灾临界值。通过构建关键致灾因子与气温的关系模型,推算池塘养殖河蟹的高温热害致灾临界气象条件,定义高温热害天气指数。在此基础上,结合河蟹高温热害死亡率样本,利用K-均值聚类分析方法,建立高温热害等级指标,设计池塘养殖河蟹高温热害天气指数保险产品,并试点应用。结果表明:池塘养殖河蟹高温热害关键致灾因子为60cm深度日平均水温,其致灾临界值为31℃。60cm深度日平均水温与前一日平均气温相关性最高,根据其关系模型可知,发生高温热害的临界气象条件为日平均气温≥30.5℃。因此,池塘养殖河蟹高温热害指数(S)定义为:6月21日-9月10日,日平均气温≥30.5℃的天数。池塘养殖河蟹高温热害等级指标为:轻度死亡率0~1%(0
 2019/2020年度冬季气象条件对农业生产的影响
张艳红,李森,谭方颖,李祎君,李轩
2020, 41(05):  328-330.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2020.05.07
摘要 ( 187 )   PDF (383KB) ( 452 )  
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 2019/2020年度冬季(2019年12月-2020年2月),大部分地区平均气温为1961年以来第五高,平均降水量明显偏多,暖湿气候显著,平均日照接近常年同期。北方冬麦区气温偏高,大部麦田墒情适宜,利于冬小麦安全越冬和返青生长;西北地区东南部、黄淮冬小麦返青期比常年偏早3~10d。南方大部时段光热条件较好,利于油菜、小麦等作物生长;降水充足,利于库塘蓄水和农业生产。但季内中东部地区出现的寒潮天气影响北方设施农业生产,南方部分油菜、蔬菜、经济林果等受冻;南方部分地区多阴雨寡照天气,部分低洼农田出现湿渍害;新疆、内蒙古、东北等地多降雪。