基于观测的污染气体区域排放特征

利用2006年9月—2007年8月河北省固城生态与农业气象试验基地 (固城站) 反应性气体观测数据获得了CO与NO_x,CO与SO₂,SO₂与NO_x体积分数比的变化特征,并将观测得到的体积分数比与从INTEX-B等排放源资料得到的排放比进行比较研究。当风向来自北方向 (北京) 时,固城站的CO和NO_x体积分数显著高于其他方向,而来自南方向 (保定、石家庄) 时,SO₂体积分数显著高于其他方向。固城站观测到的CO与SO₂,CO与NO_x体积分数比分别为43.7和31.6,较排放比高出2~12倍。分析表明:排放源清单对CO排放低估了大约2倍以上,生物质燃料燃烧,尤其是收获季节大规模秸秆燃烧排放可能是重要的且被低估了的源。从观测数据估计得到秸秆燃烧期比平时CO大约多排放了90%±30%,忽略秸秆燃烧期额外排放对CO排放强度估计有重要影响。未来排放源清单编制和使用需要更加关注我国农业区秸秆燃烧排放对排放强度的影响。     

气候变化背景下麦田沟金针虫爆发性发生为害

近年华北地区大面积推行保护性耕作措施和作物秸秆粉碎还田,冬小麦与夏玉米一年两熟连续轮作种植,为沟金针虫创造了有利的取食和栖息环境。地处华北北部的中国气象局固城农业气象野外科学试验基地2018—2019年秋季、冬季、春季气温出现了冷暖交替,尤其最低气温显著偏高,诱发麦田沟金针虫爆发性发生为害。据春季麦田挖土调查,虫口密度最高达144头·m-2,虫口重量最重达18.764 g·m-2。58个调查点达防治指标5头·m-2占98.27%。拔节-收获期调查虫口密度孕穗期最高,拔节期次之,收获期最低。冬小麦与夏玉米禾本科作物连作种植田间虫口密度达35.3~40.4头·m-2,显著高于前茬大豆、玉米、冬小麦休闲地,且花生地、春玉米地比大豆地虫口密度高5倍多,虫口重量高10倍以上。成熟期虫害麦田测产,籽粒减产36.8%;虫口密度增加10头·m-2,籽粒减产率增加4.824%;虫口重量增加1 g·m-2,籽粒减产率增加3.871%;植株虫害率增加10%,籽粒减产率增加11.587%。     

甘肃省小麦干旱灾害风险评估及区划研究

利用1980—2016年甘肃省84个县(区)的小麦产量资料,分析平均减产率、减产率概率系数、减产率变异系数构建的综合干旱灾害风险指数,根据综合干旱灾害风险指数来评估甘肃省各市小麦单产干旱灾害风险。结果表明:河西地区干旱发生频率高,属于灌溉农业,变异系数较大,其东部地区平均减产率高,风险概率大,属于高等风险区,河西地区的西部和中部分别属于低等和中等风险区;陇中地区干旱发生频率高,属于雨养农业,变异系数小,而平均减产率和风险概率较高,大部分属于中等风险区;陇东地区干旱发生频率较低,变异系数低,平均减产率和风险概率较高,属于中等风险区;陇南和甘南地区干旱发生频率较高,平均减产率和风险概率均较低,属于低等风险区。甘肃省小麦风险区划可为风险预算及防灾减灾提供科学依据。     

华北平原固城站NO2对流层柱浓度变化特征

基于2008年9月—2010年9月河北固城生态与农业气象试验站多轴差分吸收光谱仪 (multi-axis differential optical absorption spectroscopy, MAX-DOAS) 获得的太阳散射光谱观测,反演计算该地区NO₂对流层柱浓度,分析其季节、日变化特征以及不同来源输送的影响,并与同期NO₂地面观测资料和卫星产品进行对比分析。发现固城站NO₂对流层柱浓度冬高 (5.14×1016 cm-2) 夏低 (1.28×1016 cm-2);日变化形态在四季均呈现中午低、傍晚高的特征,且冬季最明显。与北京城市区域同期的观测相比,冬季固城站观测值略低,而在春、夏季则偏低较显著。地面风玫瑰图分析显示,来自SW, SSW, NE方向及ENE方向的污染输送对其贡献最大。与地面、卫星NO₂观测的对比表明,MAX-DOAS反演的NO₂柱浓度与地面观测浓度具有一致的季节和日变化特征,卫星反演的NO₂对流层柱浓度产品在华北平原农村地区存在系统性低估。     

土壤水分胁迫对冬小麦旗叶光合特性的影响

以土壤水分适宜做对照(CK),轻度水分胁迫(50%～70%)、中度水分胁迫(小于50%)3种处理在河北固城可控式土壤水分试验场,选择冬小麦灌浆初期的晴朗天气,采用Li-Cor 6400便携式光合作用仪,观测了3种处理的冬小麦旗叶光合作用参数的日变化。试验结果表明:土壤水分适宜时冬小麦旗叶净光合速率的日变化为"单峰型",未出现明显的"午休"现象,水分胁迫的处理都呈"双峰型",中度胁迫反而比轻度胁迫光合"午休"要短2h;3种处理的蒸腾速率日变化都呈"双峰型",气孔导度是反映叶片气体交换的重要指标,蒸腾速率与气孔导度成极显著正相关;土壤水分适宜或土壤干旱时冬小麦旗叶对环境变化的应变性较迟钝;轻度水分胁迫时冬小麦旗叶净光合速率比CK高2.8%～9.0%,蒸腾速率与CK基本相近,水分利用效率(WUE)比CK高10.6%～12.9%,这可能是一定程度的水分胁迫下冬小麦节水增产的生理调节机理。     

基于分期播种试验的冬小麦越冬冻害调查分析

基于冬小麦分期播种试验,结合自然大田冬小麦越冬冻害调查实况资料,分析研究2017/2018年偏冷冬年份华北北部冬小麦越冬冻害的成因及对产量的影响。结果表明:适应气候变暖,冬小麦播期推迟,但华北北部播种期不应晚于10月21日,播种期推迟或秸秆还田,应加大播种量,确保出苗率和基本苗。品种推广和生产选种时宜冬性和半冬性品种搭配种植,防御出现"冷冬"导致冬小麦越冬冻害的潜在风险。越冬冻害死苗率每增加1%,其产量减少约1 kg·hm~(-2)。冬小麦播种期受降雨且降水多的影响,晚播,播种质量差以及品种冬性、春性特性差异,除草农药使用不当等是越冬冻害死苗率增加的主要原因。