简介:水分短缺是作物生长中最大的限制因子,土壤干旱胁迫使植物的长势、生理机制、激素水平等都会发生一系列变化。在干旱半干旱地区,土壤水分亏缺能明显抑制作物根系和地上部生长,显著降低作物的生物量、产量和收获指数。禾谷类作物小麦(Triticumaestivum)在灌浆期遇到水分胁迫时,会引起光合速率降低、灌浆时间缩短、灌浆速率下降、植株老化提前,但是它能增加营养组织到籽粒中非结构性碳水化合物的再代谢。土壤水分和植物激素共同调控作物的灌浆过程,当遇到土壤干旱时,作物叶片、花、籽粒发育过程中植物生长调节剂ABA浓度明显增加,且ABA、乙烯、ACC等的浓度随着干旱程度而变化。植物对干旱的适应性主要表现在植物生理、形态上的改变,比如植株结构、干物质积累、植物组织渗透势、气孔导度等的变化。土壤干旱不利于植物生长,但有利于胁迫临界点的产生,这就有可能利用土壤干旱条件下在灌浆较慢时诱导整个植株衰老和更好地进行碳代谢来提高籽粒产量,如果在作物灌浆后期适度控制土壤干旱可以增加籽粒产量和收获指数,有助于农业生产中的节水,这对于发展可持续农业是迫切需要的。
简介:为进一步了解高寒地区草地土壤冻融期(5—9月为融期,10月—翌年4月为冻期)能量收支平衡及不同剖面物理属性过程,采用热传导对流法、振幅法和相位法就该区不同深度土壤热通量分别进行了计算,并初步分析了不同年际间土壤热力学参数的变化特征。结果表明,热传导对流法能较好地描述高寒地区不同深度土壤热通量的变化特征。不同深度土壤温度的多年平均值由地表向深层土壤逐渐呈滞后效应,地表温度(T0cm)最高值出现在7月份左右,而深层土壤T160cm和T320cm的最高值出现时间分别为8月和9月,且随着土壤深度的增加,其振幅减小,相位滞后。中间层土壤温度实测值与模拟值的拟合效果最佳,回归校正系数分别为0.9361、0.9509和0.9133;土壤总热通量与对流热通量相位的变化趋势一致,而与传导热通量相反。因此,季节变化是影响该区土壤剖面热量传递过程和传输方向的主导因子。
简介:基于2005年4~10月盘锦湿地芦苇群落土壤不同土层土壤碱解氮及溶解性有机碳的观测资料,分析了盘锦湿地芦苇群落土壤碱解氮与溶解性有机碳(DOC)的季节动态。结果表明:不同土层碱解氮、溶解性有机碳的季节动态并不相同。0~10cm土层碱解氮与DOC季节动态相似,6月土壤碱解氮与DOC含量均最高,分别为244.86mg/kg和13.16mg/L。8月碱解氮含量最低,为139.18mg/kg;9月DOC含量最低。10~20cm土层DOC的季节性动态变化与表土具有相似性,峰值均出现在6月,谷值出现在9月;10~20cm土层碱解氮最低值出现在6月,与0~10cm土层不同。20~30crn土层内,4~7月DOC几乎无变化,8月DOC含量最低,9月增加;4~5月碱解氮波动较大,5月降到102mg/kg,6月增加到151mg/kg。研究表明,盘锦湿地芦苇群落土壤微生物活性与凋落物分解对DOC及碱解氮的季节动态有很大的影响,同时温度、降水量及冻融也影响着DOC及碱解氮的季节动态.
简介:利用2010年7月上旬—2011年6月下旬每旬FDR型土壤水分监测仪与人工烘干称重法测定的土壤水分观测资料进行对比分析,结果表明:两种方法观测值变化趋势基本一致,年相对误差为0.10%;误差春季最大,平均为0.19%;夏季最小,平均为0.02%。浅层土壤水分变化较大,误差也较大,相对误差为0.01%~0.62%;中层变化较平稳,相对误差为0.12%;深层60~100cm土壤水分受外界影响轻微,变化最平稳,误差最小。两种方法观测值具有很高的相关性(P〈0.001),因此,可用烘干称重法的观测值为基准,对自动站进行相关分析和回归校正。
简介:利用Radarsat-2SAR数据和定西地区野外土钻法及WET仪器观测的土壤水分数据,分析了同极化后向散射系数与不同土层深度土壤水分之间的关系,采用交叉极化(VV/VH)组合模型反演土壤水分并进行对比验证。结果表明:水平、垂直同极化后向散射系数均与10~20cm土壤含水量相关性最好,相关系数R均为0.74;受地表粗糙度和土壤质地等影响,同极化后向散射系数与0~10cm土壤水分相关性均较低。交叉极化组合模型的反演值与10~20cm实测土壤水分相关性较高,R值达0.75,而与0~10cm和20~30cm实测值的相关性较低(R值分别为0.47和0.52),但均通过α=0.05的显著性检验;WET仪器实测0~6cm土壤水分经校正后与反演值的相关系数为0.46(通过α=0.01的显著性检验),校正后的结果有效提高了WET仪器测量精度。交叉极化组合模型可用于裸露地表土壤水分的反演,更适用于提取10~20cm土壤含水量信息。
简介:利用农业生态系统过程模型(AgriculturalProductionSystemssIMulator,APSIM),研究了1980-2010年间中国华北平原农田土壤有机碳(SoilOrganicCarbon,SOC)的时空变化。模型验证结果表明,校正后的APSIM模型总体能够较好地模拟徐州、郑州和昌平3个长期定位试验站点中各处理下小麦和玉米的产量变化以及SOC的变化。区域模拟结果显示,1980-2010年间华北平原大部分农田SOC呈增加趋势,仅河北省的北部、山东省中部和东部部分地区农田SOC减少。华北平原总的农田面积约为24.52Mha(1ha=0.01km^2),其SOC密度的平均变化速率为0.35Mg(C)ha^-1a^-1,总的SOC贮量增加了约257.43Tg。在京津冀地区、山东省以及河南省的农田中,SOC分别平均增加了102.05、59.82、95.56Tg。SOC的增加,主要归功于过去几十年里外源碳投入量的增加。
简介:利用GLDAS同化产品和12个CMIP5模式的输出结果,从土壤湿度对降水影响的两个中间环节出发,通过分析陆面耦合指数ILH、潜热通量—抬升凝结高度耦合指数ILCL以及抬升凝结高度ZLCL间接研究中国区域土壤湿度与降水间耦合特征,并对1958~2013年及RCP4.5辐射强迫情景下50年(2006~2055年)的4个代表性区域夏季耦合强度的年代际变化特征进行分析。研究发现:1958~2013年期间,内蒙古阴山山脉附近、新疆和青海的部分地区为夏季中国土壤湿度与降水耦合的最强区域;陆面耦合指数ILH变化幅度从高到低依次出现在华北、华南、内蒙古中部和西北地区,并在20世纪70年代中到80年代中发生转折。2006~2055年的平均而言,预估内蒙古阴山山脉附近仍为耦合最强区;与历史时期(1958~2005年)比较,新疆中部和内蒙古阴山山脉附近的耦合指数ILH增大,而广西和广东地区的则减小;对于耦合指数ILH的年代际变化(2006~2055年),2026~2035年间华北最大而华南最小,西北地区变化不大,而内蒙古中部地区的耦合强度逐渐增大。
简介:“内蒙古半干旱草原土壤-植被-大气相互作用(InnerMongoliaSemi-AridGraslandSoil-Vegetation-AtmosphereSurfaceStudy,IMGRASS)”是国家自然科学基金委在“九五”期间支持的跨学部重大项目。该项目是全球变化研究的一个重要组成部分,主要着眼于具有全球代表性的温带半干旱草原区域中土壤-植被-大气相互作用的过程与参数化方案研究,理解在人类活动逐步增强背景下气候变化对草原生态的作用与反馈,定量了解中纬半干旱草原在温室气体排放与生物地球化学循环中的作用,发展利用卫星定量遥感陆气相互作用的反演方法与集成。这一项目将由一项中尺度综合观测和几项研究课题构成,希望成为我国对全球变化研究的新的独特贡献,亦为温带半干旱草原可持续发展提供进一步的对策依据。本文简要介绍IMGRASS项目的科学问题与实验计划。
简介:《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)第21次缔约方大会通过《巴黎协议》之际,法国农业部提出了“千分之四全球土壤增碳计划”,随后被UNFCCC宣布正式启动。本文分析了该计划的背景与土壤固碳技术要求及其对中国固碳减排和气候变化外交的可能挑战。考虑到中国温室气体排放高,土壤碳库和当前固碳速率较低,而且预估的固碳潜力不确定性较大导致固碳目标设置困难,建议中国暂缓加入该计划,并可基于中国农业废弃物炭化技术可以达到较高的固碳减排效益,提出以生物质废弃物治理为中心的农业能源-土壤-肥料一体化减排增碳计划,主动应对新的气候变化减排外交,推进农业减污减肥减排的生态文明建设。