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当期目录

2024年 第45卷 第02期    刊出日期:2024-02-20
上一期   
农业气候资源与气候变化栏目
气候变化背景下西藏高原地区界限温度时空变化特征
杜军, 黄志诚, 次旺顿珠, 德庆卓嘎, 周刊社
2024, 45(02):  111-123.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.02.001
摘要 ( 181 )   PDF (16222KB) ( 203 )  
相关文章 | 计量指标
受全球气候变化影响,农牧业生产面临较大风险,研究界限温度时空变化对调整农业种植结构,实现农业可持续发展具有重要意义。利用近40a(1981−2020年)西藏38个气象站点逐日平均气温观测数据,采用线性倾向估计、Person系数、Mann-Kendall、优势分析等方法,分析了气候变暖背景下近40a西藏≥0℃、≥5℃和≥10℃界限温度(初日、终日、持续日数和活动积温)的时空变化特征。结果表明:(1)西藏≥0℃、≥5℃和≥10℃界限温度分布总体上表现为自东南向西北初日推迟、终日提早、持续日数缩短和积温减少的特征,并具有明显的海拔垂直地带性特征。1991−2020年与1981−2010年平均值比较,西藏各站三种积温均增加,以≥10℃积温增幅较大;绝大部分站点初日偏早、终日偏晚、持续日数偏多。(2)近40a西藏≥0℃、≥5℃和≥10℃初日、终日和持续日数的变幅以≥0℃最大,平均每10a初日提早3.2d、终日推迟3.5d、持续日数延长5.4d;积温增幅以≥10℃最大,为86.1℃·d·10a−1。≥0℃、≥5℃持续日数增加是由于初日明显提早造成的,而≥10℃持续日数的增加因终日显著推迟导致。(3)≥0℃界限温度的线性倾向率(LTR),低海拔地区明显大于高海拔地区;≥5℃初日、积温LTR的最大值在低海拔地区,终日、持续日数LTR的最大值在中高海拔地区(3500−4000m);≥10℃初日LTR在中高海拔地区最大,终日、持续日数和积温LTR最大值出现在海拔4000−4500m地区。(4)20世纪80年代≥0℃、≥5℃和≥10℃初日偏晚、终日偏早、持续日数偏短、积温偏低;90年代初日、终日和持续日数正常,积温仍偏低;进入21世纪后,初日偏早、终日偏晚、持续日数增加、积温明显偏高,以21世纪10年代最明显。(5)≥5℃终日突变最早,发生在20世纪90年代初;≥10℃终日突变最晚,在21世纪10年代中期;初日、积温的突变分别出现在20世纪90年代中后期和21世纪初,持续日数突变点发生在20世纪90年代后期至21世纪中前期。
农业生态环境栏目
山东枣园地被植物对土壤固碳能力的影响
李庆军, 盖志君, 郑晓宁, 柳蕴芬, 高静, 许可军, 刘孟军
2024, 45(02):  124-134.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.02.002
摘要 ( 124 )   PDF (1514KB) ( 88 )  
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为明确枣园常用地被植物吸收二氧化碳(CO2)能力及其对土壤固碳能力的影响,选择可有效降低空气中温室气体的鼠茅草、长柔毛野豌豆和油菜等草品种,以自然生草为对照,研究分析不同地被植物吸收碳的能力,刈割覆盖后生物量损失量、残渣分解初期碳含量、分解末期碳含量和土壤有机碳含量的变化,为枣园地被植物选择提供依据。结果表明:长柔毛野豌豆吸收碳的能力最强,达3596.7~4822.3kg·hm−2·a−1;自然生草刈割覆盖并分解3个月后残渣剩余碳最多,在1164.55~2529.97kg·hm−2;油菜碳释放碳量高于其他3种地被植物,平均5679.7 kg·hm−2·a−1,最高达6316.67kg·hm−2·a−1,是对照的1.56倍;油菜使土壤固定的有机碳最多,达4790.75kg·hm−2·a−1,为对照的1.4倍。
基于四种算法比较分析Venlo型玻璃温室气温季节预报模型
吴慧臻, 李东升, 杨再强, 张丰寅, 陈旸
2024, 45(02):  135-146.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.02.003
摘要 ( 110 )   PDF (3176KB) ( 72 )  
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利用2021年2月27日-2023年3月4日南京信息工程大学Venlo型玻璃温室内、外气象观测数据,基于多元回归(Multiple regression,MR)、BP人工神经网络(BP artificial neural networks,BPANN)、随机森林(Random forest,RF)和支持向量机(Support vector machine,SVM)构建温室内日平均气温、日最低气温和日最高气温的季节预报模型,并进行验证。结果表明:温室内日平均气温、日最低气温季节预报模型的拟合精度明显高于日最高气温季节预报模型;各模型对春、夏、秋季温室内气温的拟合精度高于冬季。对于日平均气温和日最低气温季节预报模型而言,4种算法构建的春、夏、秋季预报模型的拟合精度均较高,RF模型模拟效果更为稳定,其模拟值与实际观测值决定系数(R2)均值均在0.94以上,均方根误差(RMSE)、绝对误差(MAE)均值在1.5℃以内;对于日最高气温季节预报模型,RF模型对春、夏、秋季的拟合精度整体高于其他模型,R2均值均在0.75以上。MR模型对冬季室内气温的拟合精度较好,更适用于预测冬季温室内气温。综合而言,选择RF模型预报春、夏、秋季的玻璃温室内气温,选择MR模型预报冬季玻璃温室内气温较为可行。
基于稻田与台站气温的江西早稻高温热害指标对比
余焰文, 陈昆, 蔡哲, 李杉, 孙慧天
2024, 45(02):  147-158.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.02.004
摘要 ( 116 )   PDF (785KB) ( 138 )  
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利用江西省90个县(区)2012−2021年国家气象站和2017−2021年8个稻田小气候站数据资料,分析稻田与相应台站气温差异,并对比台站日最高气温≥35℃指标H1(NS)、稻田日最高气温≥35℃指标H1(RS)、台站日最高气温≥37℃指标H2(NS)、稻田日最高气温≥37℃指标H2(RS)的高温热害统计结果,提出适用于江西的早稻高温热害指标,提升高温监测预警和防御能力。结果表明:(1)稻田较台站有降温效应,日最高气温(Tmax)、日平均气温(T)和日最低气温(Tmin)总体偏低0.6℃、0.4℃和0.3℃,且降温幅度随早稻生长增大,抽穗−成熟期>移栽−孕穗期>播种−移栽期。(2)高温期间,晴天条件下稻田降温幅度最大,T、Tmax和Tmin较相应台站平均偏低0.8℃、1.0℃和0.7℃,阴天多云和雨天稻田降温幅度总体较为接近。(3)H1(NS)热害下,稻田与相应台站的逐日气温、逐小时气温均差异显著,且夜间稻田降温强度大于白天。稻田气温总体偏低1.2℃左右,金溪稻田偏低最多,T、Tmax和Tmin平均偏低1.5℃、1.1℃和2.6℃。(4)不同指标统计近10a高温热害县(区)数、平均持续时间、灾害县(区)平均减产率模拟值和全省减产率模拟值,均以H1(NS)最大、H2(RS)最小。H2(NS)与H1(RS)统计的平均持续时间、灾害县(区)平均减产率模拟值和全省减产率模拟值差异不显著,但均与H1(NS)、H2(RS)统计结果差异显著,且H2(NS)统计的全省减产率模拟值与实际更接近。台站Tmax≥37℃更适合作为江西省早稻高温热害指标。
农业生物气象栏目
短期低温对大豆苗期生长和结瘤固氮的影响
李天, 余洁, 乔云发, 苗淑杰
2024, 45(02):  159-169.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.02.005
摘要 ( 110 )   PDF (590KB) ( 98 )  
相关文章 | 计量指标
采用早熟大豆品种“黑河43”、晚熟大豆品种“东农53”进行盆栽试验,出苗后进行连续7d的低温处理(LT),昼夜温度设定为13℃/3℃,以25℃/10℃为对照,从大豆出苗28d开始,每7d进行破坏性取样共4次,测定地上部和根干物质量、根瘤生物量、全氮含量及根瘤固氮量,研究苗期短期低温对大豆生长、结瘤和固氮能力的影响。结果表明:(1)大豆出苗后7d短期低温胁迫会延缓大豆生长发育。出苗后28~42d大豆生物量显著低于CK处理,出苗后49d低温胁迫对两个大豆品种生物量均无显著影响。(2)与CK相比,低温对“东农53”和“黑河43”根瘤形成的显著抑制作用分别出现在苗后42d和35d,根瘤数量分别降低了58.8%和72.0%。出苗后49d,低温使“东农53”和“黑河43”根瘤干重分别减少48.9%和48.5%。(3)低温刺激了两个品种大豆的生物固氮能力。在出苗后49d,低温处理“东农53”和“黑河43”的生物固氮量、单位根瘤生物量的固氮量和单个根瘤的固氮量分别增加了89.9%、118.9%,249.3%、172.6%,150.6%、114.2%。生物固氮百分率分别增加了26.4个和24.5个百分点。综合来看,大豆出苗后遭遇低温冷害会延缓生长发育,并抑制根瘤的形成与生长。低温胁迫解除后大豆生长逐步恢复。短期低温对大豆根瘤固氮量和根瘤固氮能力有刺激作用,对早熟品种“黑河43”刺激作用更明显。为了更好地适应东北大豆产区早春低温环境,推荐选用早熟品种大豆。
杨树溃疡病拮抗菌防治机制研究进展
陈一凡, 谢可欣, 樊雪琦, 刘西子, 张平冬, 丁昌俊, 国辉, 耿兵
2024, 45(02):  170-177.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.02.006
摘要 ( 111 )   PDF (837KB) ( 95 )  
相关文章 | 计量指标
随着杨树栽植面积不断扩大,杨树溃疡病发生趋重,对树木造成严重损害。杨树溃疡病主要防治手段为化学药剂,但环境污染和病原菌耐药性等问题越发严重,需开发无污染且防治有效的技术或策略。以植物根际微生态组学为研究手段,可获得提升植物抗病能力的有益微生物。这些拮抗菌能够抑制溃疡病原菌的生长且无环境污染,具有很好的生物防治潜力。鉴于此,本综述主要探讨拮抗菌对防治杨树溃疡病的作用方式,包括通过养分水分竞争和分泌抑菌物质抑制病原菌生长,提高植物抗病性抵御病原菌侵染,以及提高宿主自身的活性氧耐受性等机制。未来利用多组学手段,将微生物培养与宏基因组学、代谢组学充分结合,进一步探究拮抗菌的协同作用机制,将有助于开发高效、稳定、环保的微生物菌剂;同时,寻找合适的纳米材料作为载体,构建能最大限度发挥拮抗菌功能的菌剂体系,也是未来生物控制剂研发的重要方向之一。
花期低温对草莓叶片光系统荧光特性及保护酶活性的影响
徐佳晴, 杨再强, 袁昌洪, 罗靖 , 王灿月, 张涵奇, 姜楠
2024, 45(02):  178-188.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.02.007
摘要 ( 112 )   PDF (495KB) ( 89 )  
相关文章 | 计量指标
以草莓品种“赛娃”(Fragaria ananassa cv.Selva)为试材,于2022年11−12月在南京信息工程大学开展人工环境控制试验。11月中旬草莓苗进入开花期,挑选长势一致的草莓苗放入人工气候室进行低温处理。温度设置3个水平,即5℃(日最低气温)/15℃(日最高气温)、10℃/20℃和15℃/25℃(CK),处理持续时间为3d、6d和9d。测定不同低温持续天数下草莓叶片光系统荧光诱导动力学参数和保护酶活性等指标,以期了解低温对草莓叶片光系统荧光特性及保护酶活性的影响。结果表明:(1)在日最低温5~15℃范围内,随着温度的降低,持续时间的延长,草莓叶片单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心耗散掉的能量(DIo/RC)和单位反应中心捕获的用于还原QA的能量(TRo/RC)均有所升高,但单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ETo/RC)下降。日最低温5℃持续9d处理的ABS/RC、DIo/RC分别为CK的1.367倍和1.718倍。日最低温10℃持续3d、6d、9d和日最低温5℃持续9d的TRo/RC分别较CK增加了7.42%、14.66%、25.27%和30.48%,而ETo/RC分别较CK下降了1.71%、20.39%、26.65%和28.32%。用于热耗散的量子比率(φDo)随着低温持续时间的延长而显著增大,日最低温5℃持续3d和9d时分别较CK升高了12.34%和25.32%。然而用于电子传递的量子产额(φEo)随低温持续时间的延长而降低,日最低温5℃持续3d和9d分别较CK下降了27.92%和43.02%。(2)随着温度的降低和低温持续时间的延长,草莓叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性和丙二醛(MDA)含量逐渐增加。日最低温5℃持续6d时SOD和POD的活性达到最大,分别为CK的1.39倍和2.03倍,CAT受低温影响变化幅度较小。日最低气温5℃持续9d的MDA含量最高,为CK的2.10倍。研究显示低温会破坏草莓叶片光系统的结构和功能,光化学效率下降,以热量散失的能量增加,导致PSⅡ供体侧提供电子的能力下降,电子传递效率降低,草莓叶片会激发体内的抗氧化系统,对环境产生一定的抵抗能力,表现为SOD、POD、CAT的活性较CK相比均有不同程度的升高,但细胞膜结构仍有一定损伤,膜透性增加。
农业气象灾害 栏目
用逐步趋近法确定南阳秋季丹桂开花低温预报指标
王宇翔, 薛萌
2024, 45(02):  189-200.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.02.008
摘要 ( 105 )   PDF (459KB) ( 81 )  
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采摘、观赏桂花需要进行开花始期预报,基于2016−2022年南阳市丹桂开花全过程多批次的开花始期记录,依次统计每年第一批次开花前,以及上一批次开花结束至下一批次开花期间的日最高气温、日平均气温和日最低气温的最小值,从中挑出各自最大值作为各气温表达形式的低温日指标,根据低温日指标统计低温过程,将间隔时间较短的不连续的低温过程合并为一个低温过程,并与连续低温过程统一为合并低温过程进行分析,统计合并低温过程开始日和期间负有效积温,分析南阳丹桂开花始期与合并低温过程开始日的关系、开花批次属性与合并低温过程期间负有效积温的关系,用相关系数和一元线性回归法对预测结果进行检验。结果表明:(1)逐步趋近法确定南阳丹桂开花前低温指标以日最高气温效果最好,优于采用日平均气温和日最低气温的结果;(2)丹桂开花前低温日指标为日最高气温<22.3℃;(3)丹桂开花前低温过程指标为,日最高气温<22.3℃自然低温过程间隔日数≤1d的合并低温过程,第1个日最高气温<22.3℃合并低温过程期间负有效积温>3.4℃·d时丹桂开花一次完成,≤3.4℃·d则丹桂开花不能一次完成,当再次出现日最高气温<22.3℃后丹桂还将开花,直至日最高气温<22.3℃合并低温过程期间负有效积温>3.4℃·d丹桂才完成本开花季最后一次开花;(4)丹桂开花始期与低温过程的关系为,日最高气温<22.3℃合并低温过程次序与丹桂开花批序一一对应,合并低温过程开始日后4~13d为丹桂开花始期,每一个日最高气温<22.3℃合并低温过程开始日(X)与丹桂开花始期(Y)的一元回归方程为Y = 1.1255X+1.4683,二者呈极显著直线正相关关系。
基于高分辨格点数据东北水稻延迟型冷害风险评估及保险费率厘定
邱美娟, 刘布春, 刘园, 裴忠有, 李志彬, 宋晓慧
2024, 45(02):  201-211.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.02.009
摘要 ( 117 )   PDF (12042KB) ( 95 )  
相关文章 | 计量指标
利用5km×5km空间分辨率3h时间分辨率的气象格点数据集,研究东北地区水稻延迟型冷害风险及其保险费率的厘定。基于东北地区1981−2010年5−9月平均温度的格点数据集和99个气象站的站点观测数据,以相关系数和均方根误差评价格点气象数据在东北地区的可用性。以日平均气温稳定通过10℃和18℃的日数作为获取水稻气候安全种植区域的指标,在水稻气候安全种植范围内,分析东北地区水稻延迟型冷害的空间分布特征,确定保险费率。结果表明,东北地区1981−2010年5−9月平均温度气象站点观测数据与格点数据的相关系数高,均方根误差小,表明格点数据在东北地区可用。水稻气候安全种植区域占东北的56.5%,主要分布在辽宁省、吉林省中西部、黑龙江省西南部和东北部、蒙东西部及东部与辽宁和吉林省接壤的区域。在水稻气候安全种植区内,水稻延迟型冷害发生频率呈南低北高,中间低东西高的分布特征,且重度延迟型冷害发生频率最高。低温冷害风险指数空间分布与之相似,内蒙古西部和东北部、黑龙江北部和吉林西部局部地区是风险指数的高值区。东北地区1981−2010年水稻延迟型冷害的天气指数保险费率在空间分布上与东北地区低温冷害风险指数的空间分布相似,呈南部低,北部高,中间低,东西高的特征,整个区域的保险费率在0.010~0.094,可为保险公司制定具体费率提供参考。