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当期目录

2024年 第45卷 第01期    刊出日期:2024-01-20
农业生态环境栏目
全球气候变化下土壤呼吸对温度和水分变化的响应特征综述
冉漫雪, 丁军军, 孙东宝, 顾峰雪
2024, 45(01):  1-11.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.01.001
摘要 ( 417 )   PDF (724KB) ( 449 )  
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气候变暖、降水格局变化等是气候变化的主要表现形式,也是影响土壤呼吸主要的非生物因素,探明气象条件(温度、水分)对土壤呼吸影响及作用机制是理解陆地生态系统碳循环的重要内容之一。本文对近年来国内外学者关于温度和水分对土壤呼吸的影响及机制的研究进展进行综述。结果表明,(1)气候变暖与土壤呼吸存在正反馈调节,但温度适应性削弱了二者的反馈关系。增温时长和土壤碳储量不同导致温度对土壤呼吸的影响具有时空差异。土壤呼吸对温度适应性机制主要包括土壤微生物适应性、底物消耗和土壤矿物质活化等。(2)降水对土壤呼吸的作用取决于土壤初始水分含量。当土壤含水量低于萎蔫系数时,降水不仅增加土壤含水量还可促进土壤呼吸,在土壤含水量接近田间持水量时土壤呼吸达到最大值,当土壤含水量达到饱和值时土壤呼吸又会受到抑制。水分对土壤呼吸影响机制主要为替代效应与阻滞效应、底物供给、微生物胁迫以及根系响应等。(3)土壤呼吸与土壤温度、水分的耦合关系取决于土壤水热因子配比,当土壤温度成为胁迫因子时,降水引发的土壤水分含量升高对土壤呼吸的激发效应被低温的负面影响所抑制;当土壤水分成为胁迫因子时,气候变暖引发的土壤温度升高对土壤呼吸的促进作用被干旱的负面影响所抵消,进行土壤呼吸研究时需充分考虑土壤温度和水分的交互作用。为更全面深入地明晰陆地生态系统土壤碳排放扰动因素,未来气候变化下土壤呼吸与环境关系等相关领域研究应为重点方向,一是加强多因素交互作用对土壤呼吸影响的研究,并定量化研究土壤呼吸组分;二是持续关注土壤呼吸对土壤初始温度和温度波动的响应特征,探索生物多样性或群落结构组成对土壤呼吸的影响。
农业生物气象栏目
三江源牧草气候生产力变化及对气象干旱的响应
桑春云, 王倩, 郭建茂, 李建华, 李文峰, 王勇
2024, 45(01):  12-22.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.01.002
摘要 ( 283 )   PDF (10091KB) ( 267 )  
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基于1970−2020年三江源地区18个气象站点逐月地面观测资料,以不同时间尺度标准化降水蒸散指数(Standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)为气象干旱监测指标,采用逐步订正法计算牧草气候生产力,分析三江源地区牧草生长季气象干旱和气候生产力的时空特征,初步揭示气候生产力对气象干旱的响应状况。结果表明:近50a,三江源地区牧草生长季气象干旱呈加重态势(P<0.01),1995年左右气候由湿润逐步转变为干旱,干旱发生区域主要分布在西部、中南部和东北部地区;三江源西北部地区干旱化更明显。牧草生长季气候生产力整体以7.38kg·hm−2·a−1的速率减少(P<0.01);空间上由西北向东南减少,呈西部上升、东部下降的空间分布。三江源地区牧草生长季气候生产力与不同时间段前推SPEI具有较强的正相关性,且随SPEI前推时间增加,相关系数微弱增加,中西部地区牧草气候生产力对气象干旱的响应高于其他区域。
贺兰山东麓葡萄园不同方位摘叶对赤霞珠果实品质的影响
李红英, 王静, 李娜, 姜琳琳, 杨洋, 胡宏远, 张晓煜
2024, 45(01):  23-32.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.01.003
摘要 ( 258 )   PDF (1208KB) ( 250 )  
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酿酒葡萄转色后摘叶会改变微气候,从而影响葡萄果实糖、酸、酚类物质等品质因子的积累。以南北行向种植的赤霞珠酿酒葡萄为试验材料,在贺兰山东麓酿酒葡萄果园开展葡萄东面摘叶、西面摘叶和东西两面摘叶三种方式摘叶试验,以田间正常叶幕水平为对照,研究不同摘叶方位对成熟期果实品质的影响。结果表明:(1)与对照相比,赤霞珠酿酒葡萄果实转色后进行东面摘叶可使成熟果实中可溶性固形物、葡萄糖、果糖、总酸、糖酸比、苹果酸、柠檬酸、酒石酸和单宁含量不同程度增加,其中果糖、柠檬酸和酒石酸含量增加显著;果实还原糖、总酚、花青素含量比对照减少,但差异不显著。(2)西面摘叶处理下成熟葡萄果实可溶性固形物、还原糖、总酚和花青素含量略下降,果糖、苹果酸、柠檬酸和单宁显著上升,葡萄糖和酒石酸含量略上升。(3)双面摘叶葡萄果实的单宁含量显著增加,葡萄糖、果糖、柠檬酸和酒石酸含量略增加,可溶性固形物、还原糖、总酸、苹果酸、总酚和花青素含量都比对照要低。综合分析认为,摘叶后葡萄果实糖的含量整体呈不显著增加,但东面摘叶处理葡萄果实中酸含量均提高、单宁含量增加,总酚和花青素虽然略有减少,减少幅度相对最小。针对目前贺兰山东麓葡萄酒产区糖高酸低现状,建议在贺兰山东麓南北行向种植的葡萄园,采用东面摘叶为主的叶幕管理模式进行果实品质因子调控,从而达到平衡葡萄果实整体风味物质的作用。
不同气候变化情景下中国北方苹果花期霜冻风险研究
邱星霖, 林泽全, 李璨, 俞海洋, 王瑛
2024, 45(01):  33-44.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.01.004
摘要 ( 295 )   PDF (11528KB) ( 320 )  
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中国北方苹果主产区位于华北平原和黄土高原,苹果花期霜冻灾害事件对果农收入和产区经济造成严重影响。未来气候变化会加剧极端天气气候事件的发生频率和强度。本研究基于NEX-GDDP共享的气候模式数据,利用泰勒图选取对苹果花期最低气温拟合能力最优的7个模式,计算未来苹果花期最低气温年遇值,采用极值分布传递函数校正方法对其订正,预估气候变化下中国北方苹果霜冻灾害及减产风险。以研究区各地遭遇30a一遇的苹果花期霜冻灾害强度为例,RCP4.5情景下未来近期和远期,河南、山西、陕西北部、宁夏北部区域为主要受灾区域,以最低气温−3~−2℃为主,减产率最高的为河南、宁夏、山西、陕西省北部地区,中国北方苹果总减产率在2.47%~5.22%。RCP8.5情景下,最低气温−3℃以下霜冻灾害区扩大至河南全境、山东中部等地,中国北方苹果总减产率在4.57%~12.39%。未来这些地区苹果种植需加强对霜冻灾害风险的防范。
福建两系杂交稻制种安全高产的精细气候适宜性区划
苏荣瑞, 林瑞坤, 孙朝锋, 陈家金, 吴志源, 杨凯
2024, 45(01):  45-57.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.01.005
摘要 ( 253 )   PDF (21603KB) ( 254 )  
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利用福建省67个国家气象观测站1971−2020年气象资料以及地理信息资料、两系杂交稻制种基地调查资料,构建了两系杂交稻制种育性转换敏感期气候风险模型与风险等级指标、扬花授粉期天气综合危害指数模型与等级指标两个安全期气候区划指标,选择不育系育性转换起点温度23℃开展研究,基于两系杂交稻制种气候适宜性分区等级标准,采用多层复合方法,开展基于GIS的福建省两系杂交稻制种安全高产精细气候适宜性区划。结果表明:育性敏感期安排在7月上旬−下旬、7月中旬−8月上旬,扬花授粉期安排在8月上旬−中旬,适宜区分布在福建北部、西南部等县市海拔300m以下的区域,次适宜区分布在福建北部、西南部等县市海拔300−500m的区域;育性敏感期安排在7月下旬−8月中旬、8月上旬−下旬,扬花授粉期8月下旬−9月上旬,适宜区分布在福建北部、西南部等县市海拔400m以下的区域,次适宜区分布在福建北部、西南部等县市海拔400−500m的区域;育性敏感期安排在7月上旬−8月下旬,扬花授粉期安排在8月上旬−9月上旬,低适宜区分布在海拔500−1000m的区域,不适宜区分布在海拔1000m以上区域。
基于整点时刻与逐日平均气温的夏玉米温度适宜度差异比较
魏瑞江, 王鑫, 康西言, 刘布春
2024, 45(01):  58-66.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.01.006
摘要 ( 259 )   PDF (905KB) ( 260 )  
相关文章 | 计量指标
为更精细评价温度对作物的影响,以河北省夏玉米生育期气象条件为例,基于温度适宜度模型,比较分析逐小时整点时刻的温度和逐日平均温度的夏玉米温度适宜度。结果表明:2015−2020年肥乡、栾城和涿州3个国家级农业气象观测站6个年度基于小时温度的日温度适宜度与基于日温度的日温度适宜度两者逐日差值≥0.6、≥0.5、≥0.4、≥0.3、≥0.2、≥0.1和≥0.01的占比依次为0.05%、0.6%、2.1%、6.9%、23.8%、62.4%和96.3%,3个站中两者差值的变异系数>100%、10%~100%、<10%的占比依次为0.2%、50.0%和49.8%,50.2%差值样本存在中等或较大程度的差异。基于小时温度的日温度适宜度与基于日温度的日温度适宜度差值与温度日较差呈正相关,若日较差小于12.5℃,则两者差值有80.1%的样本低于0.2;若日较差小于8.4℃,则两者差值样本中有34.6%在0.1以内。连续高温日下,基于小时温度的日温度适宜度和基于日温度的日温度适宜度均能反映高温的影响,检验结果一致性为91.7%;连续低温日下,基于小时温度的日温度适宜度能反映低温的影响,而基于日温度的日温度适宜度则不能,两者一致性仅30.0%。
农业气象灾害 栏目
大别山区茶树春霜冻时空演变规律及风险区划
曹强, 杨咸贵, 董世杰, 罗晓丹, 李鸿飞, 陈曦, 岳伟
2024, 45(01):  67-78.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.01.007
摘要 ( 298 )   PDF (3420KB) ( 353 )  
相关文章 | 计量指标
基于大别山区35个国家气象观测站1971−2020年逐日气象资料,利用趋势面插值和ArcGIS技术,分析大别山区茶树春霜冻时空分布特征,依据自然灾害风险理论,选取致灾因子危险性、孕灾环境暴露性、承载体脆弱性和防灾减灾能力等评价因子,利用加权综合评价法构建茶树春霜冻灾害综合风险评估模型,并基于ArcGIS技术开展风险区划。结果表明:(1)1971−2020年大别山区不同等级春霜冻发生日数均显著下降,发生总日数及轻度、中度、重度春霜冻发生日数均值分别为9.6、5.2、3.0和1.4d,气候倾向率分别为−1.45、−0.61、−0.54和−0.30d·10a−1;春霜冻发生日数与海拔高度和纬度呈正相关,大别山区北部春霜冻发生日数较南部下降趋势更明显。(2)大别山区茶树春霜冻高、中和低风险区分别占研究区总面积的16.67%、41.88%和41.45%;高风险区主要位于金寨县、岳西县、霍山县和英山县等海拔600m以上高山区域,信阳市及零星阴坡(北坡)地带;中风险区主要位于海拔低于600m的山区及大别山北麓部分低海拔地区,零星分布在南麓阴坡(北坡)低海拔地区;低风险区主要位于大别山南麓低海拔地区,零星分布在北麓阳坡(南坡)低海拔地区。大别山区茶树春霜冻风险精细化评估可为优化茶产业布局、提升防灾减灾能力提供参考。
基于CLDAS土壤相对湿度的云南农业干旱监测
金燕, 徐凌, 周群, 鲁韦坤, 孙帅
2024, 45(01):  79-90.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.01.008
摘要 ( 280 )   PDF (5887KB) ( 282 )  
相关文章 | 计量指标
选取2016−2020年云南37个土壤水分观测站逐日0−10cm土层相对湿度观测数据和逐日降水、气温观测资料,采用线性插值法,将CLDAS格点数据插值到观测站点上,用于与站点观测数据对比分析。利用回归订正法对插值后的CLDAS土壤相对湿度产品进行订正。采用相对误差、平均偏差、相关系数、标准差和均方根误差统计指标,定量评估CLDAS土壤相对湿度在云南的适用性。结果表明:云南土壤水分观测站相对湿度数据观测有效率不高,选用陆面融合数据开展农业干旱监测十分必要;云南地区近80%的CLDAS土壤相对湿度与土壤水分观测站观测值的相对误差绝对值<30%,数据可信度高;在干旱发生频率高的云南中部地区,CLDAS土壤相对湿度与土壤水分观测站观测值的相关系数均在0.8以上,平均偏差小于10%。从农业干旱监测效果来看,基于CLDAS土壤相对湿度的干旱监测指标能很好地描述由气温和降水异常导致的土壤墒情变化,当日降水量接近或超过5.0mm时,能快速响应轻旱站点数的减少;当连续有效降水发生后,监测指标可反映中等及以上等级农业干旱的缓解。综合来看,CLDAS土壤相对湿度在云南农业干旱监测的适用性好。
CMIP6全球气候模式对山东极端气温模拟能力评估
刘珊珊, 刘布春, 刘园, 韩锐, 杨凡, 刘观止, 车红蕾
2024, 45(01):  91-100.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.01.009
摘要 ( 275 )   PDF (7111KB) ( 228 )  
相关文章 | 计量指标
利用Delta法统计降尺度处理第6次国际耦合模式比较计划(CMIP6)情景数据,基于中心化均方根误差(RMSE)、相关系数(R)、标准差(STD)和年际变率技巧评分(Ts),综合评估10个CMIP6模式的情景数据对山东极端气温指数的模拟能力,筛选模拟效果较好的气候模式。结果表明:对表征强度的极端气温指数TXx和TNx模拟中,在降尺度后有超过50%的模式模拟山东地区两个极端气温指数的绝对偏差中位数比降尺度前更接近观测值,对表征频次的极端气温指数TR、SU、FD和ID模拟中,有超过60%的模式绝对偏差中位数比降尺度前更接近观测值;使用等级排序法,比较10个模式的模拟能力得出,CMCC-ESM2得分为178分、NorESM2-MM得分为191分,TaiESM1得分为191分,将这3个模式作为优选模式;优选模式集合平均模拟各极端气温指数的误差百分率低于所有模式的集合平均,经优选后,指数TXx、TNx、TR和ID的误差百分率绝对值平均分别由4.2%、2.2%、28.67%和14.3%降至3.3%、1.8%、23.58%和9.7%,优选前后指数SU的误差百分率均在±1%内。
农业气象情报 栏目
2023年秋季气象条件对农业生产的影响
张艳红, 李祎君, 赵晓凤, 韩丽娟, 赵秀兰, 郑昌玲
2024, 45(01):  101-103.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.01.010
摘要 ( 264 )   PDF (291KB) ( 232 )  
相关文章 | 计量指标
2023年秋季(9−11月),全国平均气温11.1℃,为1961年以来同期最高;全国平均降水量123mm,较常年同期偏少4.5%;全国平均日照时数592.7h,接近常年同期。全国大部农区秋季光热条件较好,东北地区初霜期较常年偏晚,南方晚稻区未出现大范围寒露风天气,气象条件总体利于秋收作物灌浆成熟、收晒和秋播,秋收秋种总体进展顺利。河南、陕西和湖北等地阴雨湿涝严重,秋收秋种进度偏慢。