冬小麦光合生产潜力数值模拟*

利用中国小麦生态实验资料建立了黄淮海地区冬小麦发育阶段模式和光合作用、呼吸作用等模式,由这些子模式连结成为一个可以模拟瞬时光合作用的,充分考虑了叶片空间分布特征的冬小麦光合生产潜力模式。运用该模式研究结果证明冬小麦光合生产潜力与抽穗前10天至成熟期辐射量相关性最大。黄淮海地区冬小麦光合生产潜力可达到800kg/亩～1000kg/亩,与牛文元计算结果相近。功率谱分析结果表明北京地区光合生产潜力存在3年～4年和9年～10年的变化周期。此外,文中还给出了CO₂升高后冬小麦光合生产潜力的可能变化情况。     

冬小麦种植区域的可能变化对黄淮海地区农业水资源盈亏的影响

气候变化背景下,冬小麦适宜品种和种植区域的变化将影响流域农业水资源配置。利用IPCC CMIP5三种排放情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)的多模式集成数据,分析2011-2059年黄淮海地区冬小麦适宜品种、种植范围和农业种植模式的可能变化,并以研究区二级子流域为单元,采用VIP模型预测冬小麦种植区域的可能变化对其蒸散量、灌溉需水量和流域农业水资源盈亏的影响。结果显示:冬性和弱冬性品种将可能逐渐取代强冬性品种,冬小麦种植区逐步北移,北部地区的种植面积可能增加,而南部地区的种植面积则可能缩减。研究区北部冬小麦种植面积扩张将可能加剧海河流域农业的用水紧张,三种情景下2050s海河流域的农业用水缺口将增加3.7×10~8～34.0×10~8m~3。未来水分将取代热量成为海河流域北部地区冬小麦种植面积扩张的主要限制因素。南部地区双季稻种植面积可能扩张,流域水分盈余将减少。黄淮海地区冬小麦种植格局需要逐步调整以适应气候变化。     

海伦地区粮食生产资源利用系统分析

采用机制法对作物生产潜力模型进行了光、温、水、土逐级订正,对海伦地区的主要粮食生产潜力进行估算;并选取产量衰减量、资源满足率和资源增产潜力三个指标评价了农业资源的利用效率。结果表明,光合生产潜力为16801.4kg/hm2,光温生产潜力为12483.9kg/hm2,气候生产潜力为9799.1kg/hm2,农业自然生产潜力为8248.4 kg/hm2。如果以光温生产潜力作为目标产量,海伦地区尚有74.01%的上升潜力,且玉米的资源增产潜力高于大豆。社会经济因素是影响生产潜力实现的重要因素,自然资源中温度对产量的限制作用最大,其次是水分和土壤。在此基础上结合实地考查,对当地的粮食生产资源进行了系统分析,寻找影响粮食产量持续增长的限制性因素。     

1951—2000年中国气候生产潜力时空动态特征

气候生产潜力时空动态一直是国内外全球变化研究的热点,基于1951-2000年全国范围气象栅格数据计算气候生产潜力,在此基础上,利用GIS空间分析技术和小波分析方法探讨全国以及9大土地潜力区气候生产潜力的空间格局特征与多时间尺度特征.结果表明:50年间中国气候生产潜力单产平均值为770 g·m-2·a-1,折算为总量达73.12×108t/a;全国及9大土地潜力区气候生产潜力的多时间尺度特征比较复杂,3～5年周期的年际变化和30年左右周期的年代际变化均较显著,而10～11年周期的变化则仅在部分区域有所表现;总的来说,1951-2000年,华北地区、黄土高原、内蒙古中部及辽河平原等是我国气候生产潜力时空动态特征最突出的区域.     

1990-2010年中国耕地变化对粮食生产潜力的影响

1990年以来,在国家生态环境保护工程实施、经济快速增长等因素的影响下,中国耕地数量与空间格局发生了巨大变化,对粮食生产潜力造成了巨大影响。本文采用GAEZ模型,结合中国气象、地形、土壤等因素,定量分析了中国耕地粮食生产潜力空间特征以及1990-2010年中国耕地变化对粮食生产潜力的影响。主要结论如下：① 2010年全国耕地粮食生产潜力总量为10.55亿t,全国耕地平均粮食生产潜力为7614 kg/hm²。中国耕地粮食生产潜力存在显著的空间差异,总体表现为东部高而西北部较低的趋势,并且高值区主要分布在长江中下游地区和华南区。② 1990-2010年的20年间,中国耕地粮食生产潜力变化表现出明显的时空差异,总体呈现南减北增、总量减少的基本特征。新增耕地粮食生产潜力的重心逐步由东北向西北转移。耕地粮食生产潜力总量净减少297万t,占2010年全国实际粮食总产量的0.29%。③ 在1990-2000年与2000-2010年两个时期,耕地变化对耕地粮食生产潜力影响差异明显。前10年,耕地粮食生产潜力总量净增加1011万t,主要集中在东北平原区和北方干旱半干旱区;后10年,耕地粮食生产潜力总量净减少1308万t,主要集中在长江中下游地区和黄淮海平原区。从总体看,近20年来耕地粮食生产潜力总量增加主要是由林、草地和未利用土地开垦所导致,而耕地粮食生产潜力总量减少主要是由城市扩展和退耕还林还草所导致。     

沿海滩涂围垦区土地生产潜力模型构建与应用——以江苏省如东县为例

沿海淤泥质滩涂是中国重要的耕地后备资源之一,滩涂围垦新增的大量耕地资源的生产潜力能反映滩涂土壤粮食安全保障能力大小。本文以江苏省如东县滩涂围垦区为例,在现有的光温水气候生产潜力模型的基础上,引进基础地力贡献率和盐分限制因子作为土壤有效性系数,构建沿海地区土地生产潜力模型,并通过水稻和小麦产量对模型结果进行初步验证。研究表明：该模型具有一定可行性。滩涂围垦区水稻产量土壤基础地力贡献率为55%~59%;小麦基础地力贡献率为50%~80%。未脱盐的1982年滩涂围垦区水稻和小麦产量受到盐分阻碍的系数分别为0.73和1.00。2007年垦区由于盐分太高不能种植水稻,小麦产量受到盐分阻碍系数为0.35。未脱盐的1982年滩涂垦区土壤基础地力修正后的水稻和小麦土地生产潜力分别为12235.84和6502.23 kg/hm²;土壤盐分修正后的土地生产潜力分别为15677.42和10329.39 kg/hm²;土壤基础地力和盐分共同修正后的土地水稻和小麦生产潜力分别为8934.97和6502.23 kg/hm²。与实地调查的水稻产量(9750 kg/hm²)和小麦生产潜力(6000 kg/hm²)相比,目前土地生产力远小于盐分限制下的土地生产潜力,与基础地力和盐分双重限制下的土地生产潜力接近,改善土壤施肥技术可以进一步提高土地生产力。     

近50年气候驱动下东北地区玉米生产潜力时空演变分析

利用GAEZ模型,综合考虑气象、土壤、地形等因素,估算1961-2010年东北玉米生产潜力,分析50年来气候变化导致的东北玉米生产潜力时空格局演变特征。研究发现：① 1961-2010年,东北玉米平均生产潜力波动较大,整体上以每10年80 kg/hm²的线性倾向率增加;② 由于气候变化,20世纪末、21世纪初玉米生产潜力变化较为频繁;③ 玉米生产潜力总值黑龙江省始终处于最高,近50年间增长幅度黑龙江省>吉林省>辽宁省;④ 近50年来,黑龙江省玉米生产潜力的波动较为剧烈,吉林省和辽宁省相对稳定;⑤ 近50年东北玉米适宜种植区有所增加,主要集中在黑龙江省西北地区,高生产潜力区域增加明显,呈现北移趋势。研究可为东北地区高效利用气候和土地资源,优化玉米生产布局提供依据。     

沿海滩涂围垦区土地生产潜力模型构建与应用——以江苏省如东县为例

沿海淤泥质滩涂是中国重要的耕地后备资源之一,滩涂围垦新增的大量耕地资源的生产潜力能反映滩涂土壤粮食安全保障能力大小。本文以江苏省如东县滩涂围垦区为例,在现有的光温水气候生产潜力模型的基础上,引进基础地力贡献率和盐分限制因子作为土壤有效性系数,构建沿海地区土地生产潜力模型,并通过水稻和小麦产量对模型结果进行初步验证。研究表明:该模型具有一定可行性。滩涂围垦区水稻产量土壤基础地力贡献率为55%~59%;小麦基础地力贡献率为50%~80%。未脱盐的1982年滩涂围垦区水稻和小麦产量受到盐分阻碍的系数分别为0.73和1.00。2007年垦区由于盐分太高不能种植水稻,小麦产量受到盐分阻碍系数为0.35。未脱盐的1982年滩涂垦区土壤基础地力修正后的水稻和小麦土地生产潜力分别为12235.84和6502.23 kg/hm2;土壤盐分修正后的土地生产潜力分别为15677.42和10329.39 kg/hm2;土壤基础地力和盐分共同修正后的土地水稻和小麦生产潜力分别为8934.97和6502.23 kg/hm2。与实地调查的水稻产量(9750 kg/hm2)和小麦生产潜力(6000 kg/hm2)相比,目前土地生产力远小于盐分限制下的土地生产潜力,与基础地力和盐分双重限制下的土地生产潜力接近,改善土壤施肥技术可以进一步提高土地生产力。     

近期气候波动与LUCC过程对东北农田生产潜力的影响

利用1991~2000年逐日气象资料以及20世纪80年代末和90年代末土地利用数据,估算了东北地区气候波动和LUCC过程对农田生产潜力的影响。结果显示:90年代东北地区由于作物生长季内气候变暖和降水减少,生产潜力普遍降低6.45%,其中降水量变化的区域差异是导致生产潜力变化区域分异的主要原因。在LUCC过程的影响下,东北地区生产潜力总量净增加2 402.79×10⁴t。从气候波动和LUCC过程对生产潜力的影响程度看,气候波动要低于LUCC过程的作用,LUCC过程所导致的生产潜力的增长趋势抵消了气候波动所带来的降低趋势,10年间东北地区农田生产潜力总量净增加992.23×10⁴t。     

中国粮食生产潜力和化肥增产效率 的区域分异

根据我国各地区1990－1998年化肥施用量和作物产量，以粮食作物为主要研究对象，从不同年份单位播种面积的粮食产量和肥料施用量变化，求出相应的单位播种面积可能达到的粮食生产潜力，并以此为基础计算出该地区单位播种面积的粮食的增产潜力。研究表明：我国粮食单产大多在3500－5250kg/hm^2范围，粮食单产增产潜力一般在300－600kg/hm^2左右，增施化肥的增产效果一般在5－10kg/kg（粮食／化肥）范围，但是各地区的差异较大，对不同地区的比较研究表明：我国粮食单产（5372kg/hm^2)和生产潜力（7462kg/hm^2)均东部地区（高施肥水平）最高，中部地区（中等施肥水平）的粮食单产和生产潜力居中，分别为4940kg/hm^2和7216kg/hm^2，西部地区（低施肥水平）的粮食单产和生产潜力最低，分别为3844kg/hm^2和5470kg/hm^2，按播种面积计算，粮食单产的增产潜力以西部地区最高，平均达948kg/hm^2，东部地区局中，平均为754kg/hm^2，中部地区则相应较低，为714kg/hm^2，化肥增产效率（增施单位化肥的粮食增产量）以西部地区最高，达9．41kg/kg(粮食／化肥），中部地区居中，为7．17kg/kg(粮食／化肥）；而东部地区最低，为－11．1kg/kg(粮食／化肥），从全国来看，东部地区虽然粮食生产潜力大，但是增产潜力很小，由于施肥量较大，增施化肥的增产效果不明显，因此，今后我国的化肥应该重点考虑投向中部和西部地区。     

全新世以来永定河洪水的发生规律

本文通过对永定河流域内全新世地层、考古遗址和历史文献的综合分析,表明在距今约10000—9500年、7700—7500年、5200—4600年、3200—3000年、1900—1700年前以及公元1801—1896年间,永定河流域曾出现过六次暴雨洪水频繁发生的时期。     

黄河下游清水冲刷阶段河床的调整及其对基准面变化的反应

本文采用黄河下游的实测资料,分析了三门峡水库下洩清水阶段,河床的调整及其对基准面的反应。认为在来水来沙条件变化的情况下,河床纵剖面以近于平行的方式调整;横断面形态向窄深式发展;河型的转化主要取决于地貌临界值和粉沙—粘土含量。从长时间看,下游的淤积特性不会发生根本性的变化。     

绿洲和沙漠下垫面状态对大气边界层特征影响的数值模拟

采用两维高分辩率边界层数值模式,并与一个包括植被和土壤层的生物一大气能量传输模式(BATS)耦合,模拟研究绿洲和沙漠下垫面状态对大气边界层特征的影响。结果表明,沙漠中的绿洲对大气产生"冷湿效应",使之上空形成冷湿气柱;绿洲之间的沙漠对大气呈"暖干效应",使上空形成热干气柱。在水平平流的作用下,在绿洲下游的沙漠边缘形成降水峰值,有利于降水,但沙漠区下游的绿洲则相对于整个绿洲区降水偏少,不利于形成降水。     

关于珠江河海划界的意见

大河河海划界不能简单地把河流入海由窄变宽的口门断面作为河海分界线。文中分析了大河珠江河口的自然与开发利用的有关情况后，提出主要根据咸水入侵和淡水冲出程度以及生态环境，并参考港口航道、水利和环境监测等因素，划出河口段和河口延伸段。由水行政机关主管河口段和河口延伸段的开发利用、整治和管理的行政事务是适宜的，要大力协调段内所有涉水项目的规划和工程的计划行动。     

钱塘江河源的确定

纵观确定河源标准的基础上,根据1983年钱塘江河源河口考察实际资料,重新确定钱塘江源头为六股尖。     

黄河断流概况、变化规律及其预测

该文简要介绍了黄河断流的现状、原因及其危害,初步揭示了黄河断流年度双高峰规律与多年逆反规律、利津站断流天数与花园口站月平均流量的关系、利津站全日断流天数与总断流天数的关系等变化规律,并统计分析了利津站最长断流天数、累计断流天数、断流长度、最早断流日期等发展趋势.上述研究为黄河断流预测提供了科学依据,可供有关部门参考.     

“两河”流域的水资源与地缘政治

近年来,国际上和国内相继出现了一个流行的说法:由于中东水资源短缺和人口迅速增长,各国间水资源矛盾日趋尖锐,因而很可能在不久的将来因争夺水资源而爆发战争。该种说法值得商榷。对两河流域和有关各国的水资源现状和近年来该地区地缘政治的一些方面进行了具体分析,指出:有关各国的水资源并不十分短缺,而且存在着节水的巨大潜力；有关各国将会在水资源上继续采取合作和妥协的态度,不会使矛盾激化到为此而发生战争的程度。     

THE WRITING'S ON THE WALL

Graffiti can be a marker of territory. Youthful grafffiti writers in Auckland have adopted ‘tagging’, a form of graffiti writing linked to the Americanisation of popular culture in New Zealand. Regularities in the presence of ‘tags’ are documented through field observation in suburban and central city locations and related to the daily activities of the taggers. Self-proclamation, not the marking out of turf appears to underlie the territorial dimensions of graffiti in Auckland's urban space.