分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间: 2017-11-06 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要: 为优化北疆滴灌冬小麦灌溉定额, 探究不同滴灌量与冬小麦田间小气候及产量的关系, 大田试验滴灌 条件下, 采用单因子随机区组试验设计, 研究了3 000 m3hm2(处理TA)、3 750 m3hm2(处理TB)、4 500 m3hm2(处理TC)3 个不同灌水量对冬小麦地下15 cm 处土壤温度、冠层温度、湿度、旗叶胞间CO2 浓度(Ci)、大气CO2 浓度(Ca)、棵间蒸发量及产量的影响。结果表明: 随着灌水量的增大, 冬小麦生育后期灌水的土壤温度降温效应增强, 不同处理间地温差异分别达1.09 ℃(处理TA 与处理TB)、1.61 ℃(处理TA 与处理TC)、0.52 ℃(处理TB 与处理TC)。随灌水量增大, 冠层温度减小, 湿度增大, 处理间最高冠层温差达3.68 ℃, 棵间蒸发、Ci 均随灌水量增大先减小后增大。整个生育期内Ca 则随滴灌量的增大基本呈逐渐降低趋势, 产量则先升后降,在3 750 m3hm2 灌水量时最高, 达8 971.66 kghm2, 较低灌水量(处理TA)、高灌水量(处理TC)分别增产20.55%和6.86%。进一步将上述各要素分别与产量、灌水量进行相关性分析可知, 地温、冠层温度均与产量、灌水量之间存在显著性负相关关系, 冠层湿度与灌水量呈极显著性正相关, 胞间CO2 浓度与产量呈极显著负相关性。本试验条件下, 北疆冬小麦滴灌定额为3 750 m3hm2 时, 麦田冠层温、湿度适宜, 棵间蒸发量小, 产量最高, 可供大田生产实践参考。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要: 为探究西辽河平原地区玉米扩行距、缩株距密植增产的生理生态机制, 本研究以紧凑耐密玉米品种‘农华101’和半紧凑耐密玉米品种‘伟科702’为试验材料, 在6×104株·hm-2(D1)、7.5×104株·hm-2(D2)、9×104株·hm-2(D3)密度下, 设置扩行距、缩株距(KH, 种植行距为100 cm, D1、D2和D3株距分别为16.67 cm、13.33 cm和11.11 cm)和当地农民常规种植(CK, 种植行距为60cm, D1、D2和D3株距分别为27.78 cm、22.22 cm和18.52 cm)2种种植模式, 测定玉米吐丝期、乳熟期及完熟期玉米冠层叶面积指数、茎叶夹角、叶向值、透光率和产量及其构成因素, 计算叶面积衰减率, 研究扩行距、缩株距种植对春玉米产量及冠层结构特性的影响。结果表明, 2品种KH种植下产量均显著>CK, 以D2密度下增产最明显, ‘农华101’较CK高7.8%(2015年)和7.0%(2016年), ‘伟科702’较CK高5.6%(2015年)和5.9%(2016年); 生育后期2品种KH种植下叶面积指数均>CK, 且乳熟期均达显著水平, D2密度下差异最大, ‘农华101’较CK高13.7%(2015年)和11.1%(2016年), ‘伟科702’较CK高11.4%(2015年)和15.8%(2016年); 2品种KH种植下均表现为上部叶片茎叶夹角较小, 叶向值较大, 而中部叶片和下部叶片茎叶夹角较大, 叶向值较小; 2品种KH种植下冠层透光率各层位均>CK, 其中顶层和穗位层均达显著水平。D1密度下, 除2015年吐丝期‘伟科702’外均表现为顶层差异>穗位层>底层, D2、D3密度下, 除2015年乳熟期D3密度下‘伟科702’ 外均表现为穗位层差异>顶层>底层, 且以吐丝期D2密度下差异最为明显, ‘农华101’较CK高5.1%(2015年)和5.0%(2016年), ‘伟科702’较CK高5.0%(2015年)和4.9%(2016年)。综上所述, 在较高密度种植下KH种植模式冠层结构更为合理, 产量更高, 且不同品种对KH种植模式的响应存在差异, 其中‘农华101’各层位叶面积指数、茎叶夹角均‘伟科702’; 实测产量不同密度下均>‘伟科702’, 在7.5×104株·hm-2密度下产量最大, 且‘农华101’较‘伟科702’增产更为明显。
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间: 2017-11-06 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要: 针对近年来“林农生产争地争光”的问题, 以株行距为3 m4 m 南北行向栽植的枣树||冬小麦间作系统为研究对象, 大田条件下设置枣麦间作(JZ)和冬小麦单作对照(CK)两个处理, 以2013—2014 年生长季冬小麦光合生理参数和冠层光照强度为基础, 以两棵枣树的定植点连成1 条测定样线, 在样线上以距枣树的东(E)、西(W)距离为基准, 每50 cm 设置1 个测定点, 设E50 cm、E100 cm、E150 cm、E200 cm(W200 cm)、W150 cm、W100 cm、W50 cm 共7 个测定位置, 在不同调查时期测定各测定位置的冬小麦冠层光合有效辐射(PAR)并在冬小麦成熟期调查各测定位置上的产量。采用多项式回归和定区间积分等方法计算冬小麦分蘖期、拔节期、抽穗期、扬花期、灌浆期和成熟期冠层达到饱和PAR 的时长与时空窗, 探讨枣麦间作系统中枣树遮光对间作作物冬小麦冠层光照分布及产量的影响。结果显示, 间作系统中冬小麦冠层光照强度及产量整体呈现出不同的时空分布特征, 且相较于单作小麦系统均有一定程度的衰减。单作冬小麦冠层的饱和PAR 时空窗比间作处理大56.1%, 穗粒数、有效穗数、千粒重和产量分别比间作小麦高14.7%、15.9%、33.5%和53.0%。相对于单作对照, 间作物冬小麦整个生育时期内在距枣树E50~E100 cm、E100~E150 cm、E150~E200 cm、W150~W200 cm、W100~W150 cm、W50~W100 cm 处的冠层PAR 时空窗损失严重, 分别达92.5%、45.7%、7.0%、5.4%、10.9%、54.0%。冠层PAR 时空窗损失导致冬小麦减产, 在以上各处减产程度分别达46.2%、39.6%、26.3%、24.7%、32.4%和37.6%。故枣树遮阴程度的差异导致间作物冬小麦不同程度减产, 且间作巷道内西侧光照质量体优于东侧。这就要求在冬小麦扬花期后对枣树进行适当修剪, 且适当增加巷道东侧枣树株距, 以避免枣树新生枝徒长, 提高冬小麦冠层光合有效辐射截获量, 使间作系统获得更高产量。
分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2021-07-20 合作期刊: 《广西植物》
摘要: 植物可通过改变功能性状适应环境变化,不同类型的植物如何调整表型来适应环境一 直是生态学的研究热点。为探究南亚热带森林不同生长型植物对异质生境的生态响应机制, 该研究沿广东鼎湖山南亚热带常绿阔叶林 20 hm2 样地的三条山体选取不同海拔和凹凸度的 27 个样方(20 m × 20 m)中的 5 种优势树种(包括 2 种冠层树种和 3 种林下层树种),测定 每株树的胸径及 8 种叶功能性状,包括 4 种结构性状(叶片厚度、长宽比、干物质含量和比 叶面积)和 4 种化学计量性状(δ13C、δ15N、叶片氮含量和叶片磷含量),以从叶功能性状角 度对比分析两种生长型的优势树种响应海拔和凹凸度等异质生境的差异。结果表明:(1) 各树种均存在若干叶功能性状与海拔呈显著相关关系;在凹凸度方面,仅有厚壳桂的比叶面 积与凹凸度呈现正相关,柏拉木的叶片氮含量与凹凸度呈负相关。(2)比叶面积、叶片厚度 与δ15N 等性状更普遍地对海拔因素存在响应,而叶长宽比和叶干物质含量响应程度较低。(3) 冠层与林下层优势种比叶面积、叶干物质含量和叶片氮含量在各类生境中均存在显著差异; 相较冠层树种而言,林下层树种有着相对较低的叶片厚度、叶干物质含量和δ13C。同时,冠 层和林下层树种的叶功能性状对海拔和凹凸度的响应程度不同,林下层树种具有更多的功能 性状在不同类型生境下存在显著差异。综上结果说明,鼎湖山南亚热带常绿阔叶林不同层片 的优势树种(冠层和林下层优势树种)对异质生境的响应程度存在较大差异,表现在林下层 树种在异质生境中表型更易随环境变化以适应更多样的环境条件。另外,比叶面积、叶片厚 度与δ15N 等是指示南亚热带常绿阔叶林树种响应异质生境的重要且有效的性状。
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间: 2017-11-08 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要: 蒸散发(ET)是区域能量平衡以及水量平衡的关键环节, 精确估算蒸散发, 对于提高水分利用效率以及优化区域用水结构具有重要意义, 而冠层阻抗则是准确估算蒸散发的一个重要变量。为了确定冠层阻抗模型区域适用性、解决其参数化问题, 本研究基于黑河重大研究计划已有的通量观测数据, 以Irmak 模型为基础,考虑微气象因子与冠层阻抗之间的关系, 增加了大气CO2 浓度对冠层阻抗的影响, 构建了未考虑CO2 和考虑CO2 影响的两种Irmak 模型, 并将其与Penman-Monteith(P-M)模型耦合, 利用已有涡度相关数据, 分析和检验了两种冠层阻抗模型对环境变量和大气CO2 浓度响应的模拟结果, 并对模型参数进行敏感性分析。结果表明:将考虑大气CO2 浓度影响的Irmak 模型与Penman-Monteith 模型耦合, 能够更好地模拟玉米冠层阻抗和蒸散量对外部环境变量的响应过程。在参数率定期该模型所模拟的冠层阻抗和蒸散量与实测值之间的R2 分别达0.76和0.95, RMSE 分别达33.1 s·m1 和34.5 W·m2; 模型验证期冠层阻抗和蒸散量模拟值与实测值之间的R2 分别达0.68 和0.90, RMSE 分别达63.2 s·m1 和49.0 W·m2。两个独立验证点结果表明考虑了大气CO2 浓度影响的Irmak 模型具有较好的空间可移植性和适应性, 模型能够较为准确地模拟玉米在整个生长季半小时时间尺度上的农田耗水过程。敏感性分析表明玉米冠层阻抗及其蒸散量对净辐射和相对湿度变化最为敏感, 其次是气温、叶面积指数和大气CO2 浓度。本文所构建的考虑大气CO2 浓度对于玉米冠层阻抗影响的Irmak 模型能够较为准确地估算作物蒸散量, 并可为种植结构调整、土地利用方式改变以及大气CO2 浓度变化环境下的农田耗水研究提供一定的研究依据。
分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2021-03-03 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 森林植被的降雨再分配过程是影响区域水资源利用效率以及生态系统生产力的重要因 素。于 2018 年 5—8 月观测 27 a 生樟子松人工林降雨再分配特征,探究降雨再分配的比例变化对 林地水分平衡的影响机制,分析、量化林内穿透雨、林冠截留、树干径流、枯落物层入渗部分产生的 阈值。结果表明:樟子松林内穿透雨量占同期降雨量的 86.45%,穿透雨量随着降雨量的增加呈线 性增加趋势,降雨量>0.63 mm 时产生穿透雨;林冠截留量和树干径流量分别占降雨量的 10.44%和 2.54%,树干径流量与降雨量之间呈正线性关系,降雨量>1.19 mm 时,产生树干径流;枯落物层截留 量占降雨量的 12.37%,枯落物层截留量随着降雨量的增加而增加;枯落物在 0~24 h 内平均吸水速 率为 1.83 mm·h-1,其最大持水量为 3.23 mm,并且枯落物层截留量占其最大持水量的 42.37%。从 林冠到枯落物各层截留总量为 25.35%,其中有 74.65%的雨水最后从枯落物层入渗进入地表,用于 补充土壤水分、下渗或补充地下水。半干旱沙地樟子松林可以有效地发挥截留降雨、贮存雨水的 功能,继而改善沙地土壤含水量和地下水的有效补给量,提高森林生态系统生产力。
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间: 2017-11-09 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要: 为研究不同氮磷水平下冬小麦籽粒蛋白质含量高光谱遥感监测模型, 提高模型精度, 本文通过连续5年定位试验研究不同氮磷耦合水平下, 不同生育时期冬小麦冠层光谱反射率、植株氮含量以及成熟期籽粒蛋 白质含量, 以相关、回归等统计分析方法, 建立基于不同生育时期植株氮含量的籽粒蛋白质含量监测模型; 然后通过灰色关联度分析, 筛选植株氮含量的最佳植被指数, 以偏最小二乘回归法, 建立基于植被指数的植株氮含量监测模型; 最后以植株氮含量为链接点, 按照“植被指数—植株氮含量—籽粒蛋白质含量”之间的联系,建立融合植被指数与植株氮含量的冬小麦成熟期籽粒蛋白质含量监测模型。结果表明: 在拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期基于植株氮含量建立的成熟期籽粒蛋白质含量监测模型, 具有较好的监测精度; 拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期分别基于修正叶绿素吸收反射率指数(MCARI1)、归一化差值叶绿素指数(NDCI)、修正归一化差异指数(mNDVI)、MCARI1、NDCI 植被指数建立植株氮含量监测模型, 监测精度(R2)分别为0.826、0.854、0.867、0.859 和0.819; 以植株氮含量为链接点, 通过“植被指数—植株氮含量—籽粒蛋白质含量”的间接联系, 建立基于拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期植被指数且融合植株氮含量的籽粒蛋白质含量监测模型, R2 分别为0.935、0.972、0.990、0.979 和0.936; 以独立数据对模型进行验证, 模型预测值与实测值间相对误差(RE)分别为11.26%、10.74%、8.41%、10.25%和11.36%, 均方根误差(RMSE)分别为2.221 gkg1、1.825 gkg1、1.214 gkg1、1.767 gkg1 和2.137 gkg1。说明基于不同生育时期植被指数链接植株氮含量可以对成熟期籽粒蛋白质含量进行有效监测, 且模型具有较好的年度间重演性和品种间适应性。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-01-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 地表/冠层城市热岛(SUHI/CUHI)效应与大气/近地表城市污岛(AUPI/NSUPI)效应相互作用、相互影响,对 城市生态环境安全造成了极大的威胁。利用地温、气温、气溶胶光学厚度、PM2.5数据,基于空间耦合性分析和归因 量化估算方法,对20032020年西安市辐射效应下AUPI对SUHI、湍流混合下CUHI对NSUPI的作用关系进行研 究。结果表明:(1)由于冬季气溶胶辐射效应存在昼夜差异,冬季白天SUHI强度小于-0.2 K,气溶胶辐射冷却效应 强导致城市地温低,城市比乡村冷;而夜晚SUHI强大于2.2 K,气溶胶长波辐射效应增强,悬浮在城市空间的污染 物颗粒成为城市的保温层;(2)春、夏季CUHI持续增强时,湍流混合作用加强导致近地表污染物颗粒扩散,城市 PM2.5浓度与NSUPI强度均降低;秋、冬季由于大气逆温层的影响,阻碍了由CUHI效应驱动的空气上升湍流运动,在 近地表区域PM2.5颗粒聚集、堆积,NSUPI随之增强。(3)归因分析雾霾对地表热岛的贡献值表明,夜晚气溶胶光学厚 度(AOD)均与SUHI呈显著负相关,相关系数分别为-0.431、-0.386,雾霾对夜晚地表热环境主要为辐射降温效应,而 对城市热岛局地气候的减弱或增强作用主要归因于城乡AOD的正负差值。城市热岛效应与污岛效应的变化密不 可分,因此推进城市气候和城市污染的综合性研究对绿色城市生态环境建设具有十分重要的意义。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2020-12-17
摘要: 干旱区养分相对匮乏,雨水流经冠层后有效的养分输入对干旱区植物的生长发育意义重大。本文通过对古尔班通古特沙漠南缘主要建群种梭梭(Haloxylon ammodendron)与白梭梭(Haloxylon persicum)降雨过程中冠层养分的研究,分析树干茎流、穿透雨以及雨水中碳、氮、磷的浓度差异,明确雨水流经植物冠层后各离子的变化特征。结果表明,雨水在经过梭梭与白梭梭冠层后总有机碳(TOC)、总氮(TN)浓度增加显著,总磷(TP)增加并不显著。铵态氮(NH4+-N)浓度变化与TN基本一致,硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)浓度差异性不完全显著;其中,树干茎流有机氮(TON)的比例最高,在TN中所占比例始终大于50%。对于不同养分输入的平均浓度,除TP、NO3--N外,其他离子均有所增加;TP、NO3--N、NO2--N浓度较低,在树干茎流、穿透雨以及雨水中的变异系数较大。