Spatio-temporal characteristics of vegetation water use efficiency and their relationships with climatic factors in alpine and subalpine area of southwestern China

水分利用效率(WUE)是深入理解生态系统水碳循环及其耦合关系的重要指标。为了揭示气候变化背景下区域尺度不同植被类型的响应和适应特征, 对中国西南高山亚高山地区2000-2014年的9种植被类型的WUE时空特征及其影响因素进行探究。该研究基于MODIS总初级生产力(GPP)、蒸散发(ET)数据和气象数据, 估算西南高山亚高山区植被WUE, 采用趋势分析及相关分析等方法, 分析了研究区植被WUE与气温、降水及海拔的关系。主要结果: (1)西南高山亚高山区2000-2014年植被WUE多年均值为0.95 g·m^-2·mm^-1, 整体呈显著增加趋势, 增速为0.011 g·m^-2·mm^-1·a^-1; 空间上WUE呈东南高西北低的分布, 85.84%区域的WUE呈增加趋势。(2)西南高山亚高山区各植被类型WUE多年均值表现为常绿针叶林>稀树草原>常绿阔叶林>有林草原>农田>落叶阔叶林>混交林>郁闭灌丛>草地; 时间上, 各植被类型WUE均呈上升趋势。(3)西南高山亚高山区89.56%区域的WUE与气温正相关, 92.54%区域的WUE与降水量负相关; 各植被类型中, 草地WUE与气温的相关性最高, 有林草原WUE与降水量的相关性最高。(4)西南高山亚高山区典型的地带性顶极植被常绿针叶林的WUE具有较强的海拔适应性及应对气候变化的能力。     

吉林省东部粳稻生长和产量对移栽期和温度变化的反应

以中晚熟水稻品种"吉粳811"为研究对象,于2013年和2014年在延吉市进行分期播种/移栽试验,分析了吉林省东部地区一季粳稻生长速度和产量对移栽期及温度变化的响应规律,确定该品种在研究地区的适宜播种期和移栽期,以减免低温冷害的影响。结果表明:播期/移栽期的推迟提升了生长季平均气温,水稻生长发育进程加快,有效生育期缩短,主要生长季内平均气温每升高1℃,水稻生长速率提升19%,生育期缩短5 d左右;吉林省东部地区水稻的适宜移栽温度为日均气温13.0℃,移栽过早或偏晚均导致减产;中晚熟品种水稻在4月18日前后播种、5月26日前后移栽可保证在霜前成熟,且产量高;中晚熟品种水稻移栽至成熟适宜活动积温为2280℃·d左右,活动积温每减少100℃·d,水稻产量下降1095 kg·hm~(-2)(约减产13%);积温不足导致水稻冷害发生,因而减产。     

滇中菜区小菜蛾种群消长动态及其影响因子

【目的】掌握区域小菜蛾Plutella xylostella(L.)田间种群发生消长规律及温度、降雨和种植制度模式对种群的影响。【方法】2009—2014年,采用性诱剂监测和田间系统调查方法连续6年对滇中菜区——通海县小菜蛾田间种群数量开展成虫和幼虫田间种群数量的研究,分析当地月平均气温、月降雨量和种植模式因素对小菜蛾种群数量的相关性。【结果】(1)通海小菜蛾成虫种群消长年度间波动差异明显,全年呈现1个大的虫峰期为2—11月份,年度间出现小的2~3个虫峰。2012年种群数量较高,高峰期提前到4月份,与2013年高峰期的7—8月份差异明显,2010年和2011年田间种群数量是历年较少年份,种群高峰期的虫量少于百头/盆(卡)/月;(2)小菜蛾幼虫种群全年有2~3个危害峰期,3—6月是发生主峰期,9—11月是弱峰期;与成虫高峰期比较,幼虫田间种群,高峰期推迟20~30 d左右,全年的波动消长情况基本一致;(3)小菜蛾成虫与温度显著相关r=0.442,与降雨量成正相关r=0.283,但相关程度弱;幼虫种群与温度显著相关r=0.530,相关程度显著,与降雨没有相关性r=0.125,相关程度微弱;幼虫种群与成虫有相关性r=0.253,但相关程度微弱。【结论】滇中菜区常年成片种植十字花科蔬菜,一年4造、周年复种的种植制度对小菜蛾的种群发生有促进作用,区域模式相对稳定是造成小菜蛾种群周年活动频繁危害严重的主要原因之一。     

梯棱羊肚菌≥0℃积温对其生长发育的影响

为研究≥0℃积温对梯棱羊肚菌Morchella importuna生长发育的影响,通过调查不同海拔种植的梯棱羊肚菌的生长发育,应用农业气象方法和统计法计算出其不同海拔≥0℃的气温积温和地温积温。结果显示,不同海拔种植的梯棱羊肚菌生育期存在差异,但其生育期≥0℃的气温积温和地温积温差异小。梯棱羊肚菌从播种到原基分化、子实体成熟、原基发育到子实体成熟≥0℃气温积温分别为(563±21)℃·d、(712±20)℃·d、(149±21)℃·d。离地表0cm、5cm、10cm不同深度≥0℃的地温积温有较大的差异,5cm深度≥0℃的地温积温可以作为其生长发育热量需求的参考,估计区间是：从播种到原基分化、子实体成熟、原基发育到子实体成熟分别为(741±36)℃·d、(915±46)℃·d、(174±23)℃·d。     

1982-2012年中亚地区植被时空变化特征及其与气候变化的相关分析

干旱区植被生态系统对气候变化极为敏感,并且干旱区的植被变化研究对全球碳循环具有重要意义。然而近几十年来,中亚干旱区植被对气候变化的响应机制尚不甚明朗。利用归一化植被指数NDVI数据集和MERRA（Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications）气象数据,采用经验正交函数（EOF,Empirical Orthogonal Function）和最小二乘法等方法系统分析了31a（1982-2012年）来中亚地区NDVI在不同时间尺度的时空变化特征。进一步分析和研究NDVI与气温和降水的相关性,结果表明：1982-2012年,中亚地区年NDVI总体呈现缓慢增长趋势,而1994年以后年NDVI呈现明显下降趋势,尤其在哈萨克斯坦北部草原地区下降趋势尤为突出。这可能是由于过去30年间,中亚地区降水累计量的持续减少造成的。NDVI的季节变化表明春季NDVI增长最为明显,冬季则显著下降。与平原区相比,中亚山区的NDVI值增长幅度最大,并且山区年NDVI与季节NDVI呈现显著增加趋势（P < 0.05）。中亚地区年NDVI与年降水量正相关,而年NDVI与气温变化存在弱负相关。年NDVI和气温的正相关中心在中亚南部地区,负相关中心则出现在哈萨克斯坦的西部和北部地区;NDVI和降水的相关性中心刚好与气温相反。此外,在近30年间的每年6月至9月,中亚地区NDVI与气温存在近一个月的时间延迟现象。本研究为中亚干旱区生态系统变化和中亚地区碳循环的估算提供科学依据。     

东北森林净第一性生产力与碳收支对气候变化的响应

以东北地区(38.43'N～53.34'N,115.37'E～135.5'E)为研究对象,利用当前气候状况和不同气候情景下的气象数据驱动基于个体生长过程的中国森林生态系统碳收支模型FORCCHN,模拟了气候变化对东北森林生态系统净第一性生产力(NPP)和碳收支(NEP)的影响.结果表明:1981～2002年期间,东北森林NPP总量位于0.27～0.40 pgc·a-1之间,平均值为0.34 pgc·a-1;土壤呼吸总量在0.11～0.27 PgC·a-1,平均为0.19 PgC·a-1;NEP总量位于0.11～0.18 PgC·a-1之间,且近20多年来该区森林起着CO2汇的作用,平均每年吸收0.15 Pg C的CO2;该区森林NPP和NEP对温度升高比对降雨变化的反应更为敏感;综合降雨增加(20%)和气温增加(3℃)的情况,该区各点森林的NPP和NEP增加的幅度最大;温度不变、降水增加(不变)情景下最小.     

南京郊区小菊访花昆虫的行为与活动规律

2006年6-10月对中国菊花种质资源保存中心内栽培小菊的访花昆虫进行了观察.结果表明:小菊的访花昆虫有32种,多数隶属于膜翅目、鳞翅目、双翅目和半翅目;不同月份访花昆虫的种类不同;不同种类访花者的形态特征、访花目的及访花行为有所不同,在植物传粉中的作用有很大差异;西方蜜蜂(Apis mellifera)为小菊的主要传粉者,其种群数量大,平均访花频率达16朵·min-1;晴天,西方蜜蜂和大红蛱蝶(Vanessa indica)的访花蜂数与温度的变化呈显著正相关(r=0.876,0.887);气温骤降、阴天及降雨会影响访花昆虫的种类和数量;同一天内不同时间,访花昆虫的访花频率有差异,一般每天11:00-13:00的访花频率最高.     

若尔盖高原沼泽湿地与草地二氧化碳通量的比较

采用静止箱/气相色谱法,在2003—2005年的植物生长期对若尔盖高原沼泽湿地和草地的CO₂通量进行了对比观测.结果表明：若尔盖高原沼泽湿地和草地CO₂通量的平均值分别为203.22和323.03 mg·m^-2·h^-1,前者为后者的60%左右.沼泽湿地常年积水的环境条件限制了土壤中的植物残体、根系及有机物质的分解,是沼泽湿地CO₂通量低于草地并形成泥炭积累的重要因素.研究区沼泽湿地与草地CO₂通量的季节变化与气温变化呈正相关,峰值一般出现在7月和8月;其日变化也与气温呈正相关,峰值一般出现在11:00—17:00.5 cm深的土壤温度与CO₂通量的相关性高于10和15 cm深的土壤温度.     

鼎湖山4种主要森林的温度和湿度差异

利用3-5年的观测数据。分析了鼎湖山4种不同海拔高度森林温湿度的差异及其原因。结果表明：鼎湖山马尾松林,针阔叶混交林,沟谷雨林和山地常绿阔叶林的年平均气温和大气相对湿度分别为22.7℃,80%,20.9℃,82%,20.4℃,87%和19.2℃,81%。这4种森林的年平均日较差依次为5.9℃,4.6℃,3.6℃和3.1℃,且月变异生活费数逐渐减小,森林主要通过降低日最高温而减少林型间气温日较差。年平均湿润度计算结果表明各林型均为湿润,但月湿润度差异明显。分离综合法分析说明,局部小地形和植被类型的差异是造成林内气温在不同林型间差异的原因。而海拔高度的差异造成马尾松林与山地常绿阔叶林温度极显著差异。也加剧了与针阔叶混交林温度的显著差异。要正常评价不同森林类型改善小气候功能的强弱,必须准确区分开海拔高度,小地形,植被类型等各因素造成的差异。才能得出比较可靠的结论。     

1956—1998年间中纬度近海与内陆城市年气温与热岛效应的变化趋势

选取纬度相近、发展规模类似的近海（济南）与内陆（西安）城市为研究对象,对比分析了1956—1998年间济南和西安气温与热岛效应的变化趋势.结果表明：1956—1978年间,除济南年均最低气温以0.37 ℃·10 a^-1的速率上升外,2个城市的气温指标均无明显变化趋势;1979—1998年间,2个城市则表现出显著的增温趋势,其中西安年均最高气温和年均气温的增加速率大于济南,济南年均最低气温的增加速率大于西安.1956—1978年间,2个城市均存在城市热岛效应但无显著增加趋势,1979—1998年间的热岛效应明显强化,以西安在年均气温（0.22 ℃·10 a^-1）和年均最低气温（0.32 ℃·10 a^-1）上表现的热岛效应的增加趋势更为明显.济南热岛效应强度和年际波动均大于西安,但其增加速率却小于西安.济南年均最高气温、年均气温和年均最低气温的增温速率和热岛效应强度明显不同,西安则较接近.3个气温指标中以年均最低气温的增加趋势最明显,同时对热岛效应的响应最显著,年均最高气温的波动性最大.地理位置不但影响城市增温的幅度,而且也深刻影响着城市增温的形式与热岛效应强度.