丘间滩地糜子和玉米光合蒸腾特性与内外影响因子的关系

对种植在丘间滩地的糜子和玉米进行了光合、蒸腾及一系列内外影响因子的测定。结果表明:两种作物光合、蒸腾日进程曲线均呈单峰型;蒸腾速率达峰值的时间落后于光合速率达峰值的时间;光合速率主要受光合有效辐射和温度的影响;蒸腾速率主要受空气湿度和气孔导度的调控;光合、蒸腾受植物叶水势和胞间CO₂浓度的影响不大。两种作物光合与蒸腾特性、水分利用效率及内部调解机制的变化极为相似,只是在光合速率、水分利用效率和对高温的适应上,糜子略优于玉米。     

西北地区气候暖干化对作物气候生态适应性的影响

在综述西北地区现代气候变化基本特征是暖干化的基础上,重点揭示了冬小麦、春小麦 (夏粮)、玉米、马铃薯、谷子、糜子（秋粮）和棉花、胡麻、冬油菜、酿酒葡萄（经济作物）等10种主要作物的热量指标、水分指标和生长发育状况等对现代气候暖干化的响应特征。气候变暖对作物热量生态适应性的影响非常显著,作物需要热量指标比变暖前有提高的趋势;气候变干对作物水分生态适应性的影响非常敏感,作物需要水分指标比变干前有增多的趋势。气候暖干化对作物气候生态适应性的影响总体来说是利弊并重。对灌溉区作物是利多弊少,建议要创建干旱区现代农业发展模式来应对;对旱作区作物是弊远大于利,建议要建立一整套旱作农业生产机制来适应气候暖干化。提出了作物气候生态适宜度是气候暖干化对作物产生重大影响的重要原因。     

伊犁河流域林业生态建设基地淡灰钙土土壤特征研究

在伊犁河流域林业生态建设基地,随机挖土壤剖面11个,依照土壤发生层分层取样,同时观察其颜色、结构、干湿度、松紧度、孔隙大小及植物根系的分布等生态特征,以此来鉴别土壤质地、土壤发育状况,并测定土壤中的盐分和养分。分0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm共4层取样,测定土壤容重,并分别在灌水前及灌水后不同日期测定了土壤含水量。实验结果表明:在伊犁河流域林业生态建设基地淡灰钙土土壤剖面发育微弱;含盐量低;有机质含量平均只有0.80%,全N、全P含量较少,全K含量较高,速效N、速效P含量较低,速效K含量较高;0~10 cm和10~20 cm的土壤容重分别为1.35~1.62 g/cm3和1.36~1.50 g/cm3之间。灌水后土壤含水量普遍都有所提高,其中0~10 cm土层土壤含水量比灌水前增加了59.31%,10~20 cm、20~30cm和30~40 cm土层的土壤含水量分别比灌水前增加了37.74%、27.29%和6.36%。     

清代北疆作物种植结构对气候变化的响应

提取历史文献中有关清代北疆地区的农事记录,分析作物种植结构的变化,并与树轮重建的北疆5~8月温度序列进行对比,发现作物结构对气候有较好的响应,在3个偏冷阶段,即1732~1744、1776~1796、1828~1848年间,奏折记录显示以青稞、糜子、小麦喜凉、温作物为主。在3个偏暖阶段,即1745~1775年,1797~1827年,1849~1860年间,北疆开始试种豌豆、小麦、谷子喜温作物成功并逐年扩大种植面积。     

干旱缺水条件下麦田蒸散量的计算方法

本文从试验资料出发,分析了干旱缺水条件下的麦田蒸散规律,以水量平衡方程为基础,且综合考虑影响麦田蒸散的天气条件、土壤水分状况和小麦本身的生物学特性,选用蒸发力、相对土壤有效含水量和作物的叶面积指数三因素建立了干旱缺水条件下麦田蒸散量的计算模型以及农田土壤水分变化的预测方法。     

天目山柳杉树轮δ13C序列所反映的植物水分利用率对大气CO2浓度变化的生理响应

工业化以来,由于大量化石燃料CO₂排入大气,引起大气CO₂浓度的持续升高。研究表明,植物的光合作用、水分利用率及作物生物量等均对周围大气CO₂浓度的增加产生明显的正响应,而植物叶片的气孔导度及蒸腾速率对CO₂浓度增加产生负响应。对采自浙江西天目山地区的三株柳杉树盘交叉定年后,测定了三株树轮的δ¹³C年序列,并利用3株柳杉树轮δ¹³C序列探讨了天目山地区树木生长对大气CO₂浓度增加的生理响应——水分利用率的变化状况。结果是,三株树轮δ¹³C序列反映的水分利用率均是增加的,且增长趋势基本一致。研究结果反映了工业革命前后,树木生长对大气CO₂浓度增加所产生的明显正响应。     

砖窑沟流域农地生产潜力的层次分析──以糜子作物为例

以糜子作物为例,分析了河曲县砖窑沟流域农地生产潜力的层次,以及影响生产潜力的主次因素等,计算了流域理想的生产潜力与实际生产潜力。通过分析计算,提出了提高农地增产潜力的途径,为提高本流域及晋西北地区农地的增产潜力提供了理论依据与实际应用范例。     

几种沙生灌木耐旱生理特性的研究

本文对盐池沙地六种灌木进行了耐旱生理特性的研究。研究内容包括相对含水量, 组织含水量、水势、蒸腾速率和气孔传导速率。结果表明, 毛条和柠条的各项生理指标均表现出较强的耐旱能力; 霸王和白茨以其低水势, 低蒸腾速率和气孔传导速率的方式耐旱; 而花棒和山竹子则以其庞大的根系吸取较多的水分, 维持植株高水势, 以保证其在水分亏缺下体内新陈代谢之需。由此可以认为, 耐旱植物不是循同一途径或方式耐旱的。     

植被指数方法估算冬小麦冠层叶绿素含量的角度效应研究

叶绿素是表征作物长势状况、光合作用能力及生理状况的重要指标,其含量变化对于分析作物生理生化过程以及指导作物精准管理具有重要意义.该文结合辐射传输模型模拟数据和实测多角度遥感数据研究不同叶倾角株型冬小麦叶绿素含量反演的角度效应,即观测天顶角和太阳天顶角变化对植被指数方法估算冬小麦冠层叶绿素含量精度的影响.结果表明:模拟与实测多角度数据的角度效应影响植被指数与冠层叶绿素含量的相关性,实测多角度数据观测天顶角变化对植被指数与冠层叶绿素含量相关性的影响显著高于太阳天顶角以及平均叶倾角变化特征的影响.其中,实测多角度数据下,红边归一化植被指数(ND705)在后向10°和20°观测天顶角下估算冠层叶绿素含量精度最高(R2=0.71,RMSE=49.95μg/cm2,RRMSE=22％);角度不敏感植被指数(AIVI)垂直观测下估算冠层叶绿素含量精度最高(R2=0.72,RMSE=49.08μg/cm2,RRMSE=21％);观测天顶角小于30°时,红边植被指数估算冠层叶绿素含量精度受角度效应影响较小.     

MODIS影像的NDVI和LSWI植被水分含量估算

植被含水量估算在作物灌溉和森林火灾预警中具有重要指导意义。采用8天合成MODIS地表反射率数据,针对植被水分含量与陆表水指数,植被覆盖与归一化植被指数的关系及不同植被类型和地表水分含量状况在NDVI-LSWI二维空间中的分布规律,在NDVI-LSWI梯形特征空间中确定最大和最小含水量边界线的基础上采用植被干燥指数直接估算植被水分亏缺程度。该方法不仅简便,而且可以避开植被指数温度梯形图中陆地表面温度和气温差值的测量。     

白城市农作物虚拟水量时空分异特征研究

通过对1998～2008年白城市各县市区农作物的虚拟水量的计算,分析了白城市农作物虚拟水的时空分异特征。白城市农作物虚拟水量的变化趋势基本与粮食作物虚拟水量的变化趋势一致,总体呈现不断波动变化的状态;2004年和2007年农作物的虚拟水量相对其他年份较高,而经济作物、蔬菜以及瓜果的虚拟水量较低且变化不大。对比分析1998年、2004年和2008年5县市区虚拟水量的空间分布特征,1998年白城市虚拟水量达到了3个等级,通榆县等级最高;2004年,通榆县和洮南市虚拟水量增长最大,虚拟水量均上升了两个等级,洮北区、大安市和镇赉县虚拟水量均上升了一个等级;2008年与2004年相比,各县市区的虚拟水量均有所下降了。     

Optimal spatial allocation of irrigation water under uncertainty using the bilayer nested optimisation algorithm and geospatial technology

The optimal spatial allocation of irrigation water under uncertainty has become a serious concern because of irrigation water shortage and uncertain factors that affect irrigation water allocation. In this study, an optimal multi-objective model for irrigation water allocation under uncertainty is developed to maximise the economic benefit of crops and minimise the operation cost and water deficit of crop irrigation. The original and optimal plantation structure, irrigation mode and soil water content are acquired through geospatial technology. A bilayer nested optimisation (BLNO) algorithm is designed to produce multiple individuals of design vectors using an ant colony neural network algorithm for an outer optimisation. Meanwhile, a continuous adaptive ant colony (CAAC) algorithm is used for inner optimisation to calculate the interval values of the uncertain model. The crop distribution and irrigation mode are obtained to parameterise the planting area and the water demand of each crop and each block in the multi-objective model. This model is then solved and analysed. Compared to the optimal schemes obtained from an inexact two-stage fuzzy-stochastic programming and the CAAC, respectively, BLNO can effectively and efficiently solve the optimal spatial allocation of irrigation water under uncertainty. This method can spatially maximise the economic benefit of crops and minimise the operation cost and water deficit of crop irrigation using lower and upper bound maps whilst visually obtaining the exact crop type, reasonable irrigation method and precise water demand for each block and for the entire irrigated area.     

一个预测冬小麦根系层储水量的概念性模型

基于对SPAC系统的认识,以1995～1996年北京市水利科学研究所永乐店试验站和1993～1994年中国科学院禹城综合试验站冬小麦生长季土壤-作物-大气田间观测数据,对冬小麦根系层水量平衡的概念性模型进行参数确定和实验验证。研究结果表明:本文采用的根系层储水量的预测模型的模拟值与实测值吻合较好,且模型参数较少,形式简单,便于生产实践应用,但是具体的参数须通过田间试验获得。     

人工牧草需水量的模拟计算及其有效性检验

 较高精度的模拟计算作物需水量对制定节水高效灌溉制度、灌溉排水规划和水资源合理配置至关重要。目前模拟计算作物需水量的主要方法有FAO-56双作物系数法、双涌源能量守恒模型、根系层水量平衡模型和SWAP模型。任何方法计算的作物需水量用于生产实践时,都应进行模拟结果的有效性检验。基于灌溉试验数据,应用联合国粮农组织推荐的FAO-56双作物系数法模拟计算了人工牧草——披碱草、冰草的需水量。并采用拟合相关图法、回归分析法和残差估计误差指示法对需水量模拟值进行了有效性检验。拟合相关图法给出统计相关趋势,属定性检验; 回归分析法和残差估计误差指示法给出了模拟值与实测值间的拟合优度和残差估计误差的范围,属定量检验。这种定性定量相结合的方法客观的检验了需水量模拟值与实测值的一致性,经有效性检验后的需水量模拟值可用于生产实践。     

PEG胁迫对胡枝子幼苗叶片生理特性的影响

采用PEG处理人工模拟水分胁迫方法,研究了胡枝子属5种植物2 a生实生苗的抗旱性,并采用主成分分析法和隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。结果表明,随着PEG处理浓度的增加,5种胡枝子叶片含水量、相对含水量、自由水和束缚水呈下降趋势;阴山胡枝子和截叶胡枝子的自然水分饱和亏随PEG浓度增加而增大,其余3种胡枝子自然水分饱和亏在PEG浓度为12%时达到最大;SOD、POD和CAT 3种酶活性随PEG浓度增大而逐渐升高,达到峰值后开始下降;MDA含量不断上升;可溶性蛋白质含量先增后降再增;叶片内游离脯氨酸含量持续增大;叶绿素a、b和总叶绿素含量先升后降;5种胡枝子相对电导率总体为持续增大。根据主成分分析对各胡枝子12个指标的隶属函数值进行计算,并求平均值,评价其抗旱顺序。抗旱性由强到弱的顺序为达乌里胡枝子、牛枝子、尖叶胡枝子、截叶胡枝子和阴山胡枝子。     

疏勒河流域双塔灌区种植结构变化及其原因

基于1996-2010年双塔灌区各乡（镇）农作物类型、种植面积、供水定额、用水定额、作物单产及价格等资料,探讨了气候变化背景下农业种植结构调整原因及其影响。结果表明：研究区2010年作物种植面积较1996年增长2.3倍,其中粮食作物种植面积减少,经济作物和其他作物种植面积增加,农作物总产值和单位产值均明显提高,说明当地种植结构调整优化在产生经济效益方面效果明显。当地种植结构调整主要受自然条件、政策指导、历史根源、农民意愿、市场调节、灌溉供水条件等多方面因素的影响,其中自然条件中的水资源供应状况主要影响作物种植面积,其他因素影响作物种植类型。通过种植结构调整,当地农业产值在增长同时,用水紧张现象较以前有所缓解,地表水基本可以满足农田灌溉需求,减少了对地下水的使用,从而对保护当地生态具有重要意义。     

苏打盐渍土壤微咸水淋洗改良技术研究

研究了土壤粘土特性与土壤碱化的关系和淋洗水的矿化度对土壤渗透性的影响,提出了微咸水改良苏打盐渍土的技术思路。探讨了淋洗用微咸水的水质标准、作物耐盐碱标准、作物需水量及灌溉淋洗定额等参数及其确定方法,通过田间试验,证明了该技术对苏打盐渍土具有明显的改良效果。     

模拟降雨对齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)生理特性的影响

新疆古尔班通古特沙漠地表具有发育完好的生物土壤结皮,本文以参与组成生物土壤结皮的优势藓类———齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)为研究对象,在实验室内对其进行模拟降雨处理,降雨量分别为0mm(对照)、2mm、6mm、10mm和15mm,研究模拟降雨影响下齿肋赤藓植株含水量、光合色素含量及可溶性糖、游离脯氨酸、可溶性蛋白、抗氧化酶(SOD、CAT和POD)、丙二醛含量的变化,以探讨其对降雨的生理生化响应。结果表明:随降雨量的增加,齿肋赤藓植株含水量显著增加;随齿肋赤藓植株含水量的增加,其光合色素含量和可溶性蛋白含量显著增加;随降雨量增加,抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性和可溶性糖含量呈大致递减的趋势,游离脯氨酸和丙二醛含量呈先下降后上升的变化趋势。在干燥状态下齿肋赤藓通过提高体内保护酶(SOD、CAT和POD)活性,增加可溶性糖和游离脯氨酸含量来抵御外界干旱胁迫的环境;而降雨能够增加齿肋赤藓植株含水量,激活其光合生理活性,显著提高光合色素含量,但是降雨量过大又将加剧齿肋赤藓膜脂过氧化的程度。     

Crop water requirements of major crops indryland of northern China

1IntroductionSincetheearlierperiodofthiscentUry,peoplebegantocalculatethecropwaterrequirementSaccordingtotheevaporahonratefromanopenwatersurface,alotofeXPerimentSandresearchesoncropwaterrequirementSandtheirpatternshavebeencAnedoutinmanybranchsciences.Butsofar,theconceptofcropwaterrequirementSstillremainsdiverseandisoftenconfusedwithcropwaterconsumphon.fieldevaporaho4croptTanSpiratioll,andfieldevapoboSPiratioftetc..althoughtheseconceptShavesomesindarihes,theyarenotthesameinfactCropwaterreq…     

Two Mediterranean irrigation communities in front of water scarcity: A comparison using satellite image time series

Although a number of studies have analysed the methods to monitor crop water needs, the integration of phenological dynamics and irrigation using water stored in reservoirs has received little attention. This study is an example of such analysis applied to two irrigation communities (IC) located in a Spanish Mediterranean area, one with less water resources than the other, which it was carried out between 2002 and 2008. These years comprised periods of water surplus and water scarcity including the 2007–2008 drought considered by the Catalan public water authority the worst since 1944. The dynamics of maize, alfalfa, fruit trees and poplars were analysed using greenness and wetness extracted from remote sensing data. A statistical analysis was applied in order to find out the relationship between crop wetness and stored water. Results show that the IC used two methods for water-saving: crop substitution, by decreasing the area of maize, and timing the crop cycle, delaying or advancing sowing depending on water availability. In conclusion although one IC is drier in rainfall terms than the other, a similar crop wetness status was detected and no difference was observed between periods of water scarcity and water surplus.