地表臭氧浓度增加和UV-B辐射增强及其复合处理对大豆光合特性的影响

基于开顶式气室(OTC),系统开展了地表O3增加和UV-B增强及其复合处理下(自然空气,CK;10%UV-B增强,T1;100nmol/mol O3,T2;100 nmol/mol O3+10%UV-B增强,T3)大豆光合气体交换、光响应、光合色素和类黄酮含量等参数的观测与分析研究。结果表明,与对照相比,T1和T2单因子处理组的如下指标有相似变化:气孔导度、气孔限制值下降,胞间二氧化碳浓度上升,净光合速率、最大净光合速率、半饱和光强显著降低,表观量子效率和暗呼吸速率先升后降。T1的叶绿素含量降低不显著,类胡萝卜素含量先降后升,类黄酮含量上升,而T2的叶绿素和类胡萝卜素含量显著降低,类黄酮含量先降后升。复合处理下,与CK相比各指标的变化和单因子相似,影响程度均强于两单因子组。因此,100 nmol/mol O3浓度增加和10%UV-B辐射增强复合处理对大豆叶绿素含量的影响存在协同作用,且O3胁迫起了主导作用。光合作用下降的主要原因均是非气孔因素,复合处理对大豆光合作用的影响比两因子单独胁迫有所加深,是O3和UV-B共同作用的结果。     

APSIM模型对华北平原小麦-玉米连作系统的适用性

利用中国科学院禹城试验站1999—2001年大田试验及2002—2003年水分池处理数据进行APSIM模型参数的调试及验证,检验其对华北地区冬小麦-夏玉米连作系统的适用性.模型调试和验证结果表明:禹城1999—2000年大田试验的作物叶面积指数、生物量和土壤含水量模拟结果的平均误差分别为27.61%、24.59%和7.68%,2000—2001年分别为32.65%、35.95%和10.26%;2002—2003年高水分处理的作物叶面积指数和生物量模拟结果的平均误差分别为26.65%和14.52%,低水分处理分别为23.91%和27.93%.叶面积指数、生物量的模拟值和实测值拟合较好,除2000—2001年叶面积指数的决定系数为0.78外,其他处理均大于0.85.表明APSIM模型在模拟华北地区小麦-玉米连作系统的作物生物量和土壤水分方面具有较好的准确性,对叶面积指数模拟误差稍大.     

模拟酸雨对小麦叶片同化物、生长和产量的影响

以小麦为材料,通过大田试验研究了模拟酸雨对小麦生长和产量的胁迫效应.结果表明：酸雨胁迫对小麦产量有较大影响,当酸雨pH≤3.5时显著低于对照（P＜0.01）;当pH≤ 2.5时,小麦株高明显变矮,叶片外观出现明显的受害症状,当pH≤3.5时,叶面积和比叶 鲜质量显著降低.酸雨胁迫下,小麦叶片叶绿素a、b和类胡萝卜素含量都明显降低,但对叶绿素a的影响更显著.酸雨胁迫导致小麦叶片可溶性糖和还原糖的合成受抑,当pH≤3.5时, 受抑作用较强,且酸度越高,影响越大;酸雨胁迫下,小麦叶片的总游离氨基酸和可溶性蛋白质含量均随着酸雨酸度的增加而降低,并分别在pH≤3.5和pH≤4.5时显著低于对照（P＜0.05）.     

南京市高温热浪特征及其对人体健康的影响

利用1951 -2009年(6—9月)气象资料、2005-2008年(6-9月)南京市逐日死亡人数、2005 -2007年(6-9月)中暑相关的逐时急诊人数,采用描述性研究、回归分析等流行病学统计方法,研究南京市高温热浪特征及其对人体健康的影响.结果表明:南京是各种级别高温和热浪频发的城市,近60年来,南京市每年平均高温日数14.5 d,危害高温日数1.1d,高温热浪1.9次,强高温热浪0.8次;高温热浪过程造成的人群超额死亡率在20％以上,其中女性超额死亡率稍大于男性,对冠心病和脑血管病患者的伤害较大,而且不存在滞后性;由于人体的适应性,发生在夏季早期的高温热浪比发生在季节中、末阶段的高温热浪危害大,但热浪持续的时间对超额死亡率的影响较小;另外,由于城市居民工作需要和出行时间的选择,导致夏季逐时高温对人体危害呈双峰型分布,2个峰值分别出现在9:00-11:00和19:00-21:00;高温热浪对人体的危害与年龄约呈三次函数关系,对0～5岁的婴幼儿和60～80岁的高龄人群危害较大.这些结果可为人体健康风险管理提供参考.     

基于SHAW模型对农田小气候要素的模拟

能量平衡是作物冠层水热传输的基础,气象因子(如空气温度、湿度、风速和土壤温度)是影响作物活动的外界条件,而叶温反映作物的整体健康状况。对冠层状况的理解和模拟有利于了解小气候特征并加强农田管理。采用SHAW(theSimultaneousHeatandWater)模型模拟:冠层表面能量平衡,表面辐射温度,冠层中叶温、气象要素和土壤温度廓线,模型的输入数据来源于华北平原禹城综合试验站。模型很好的模拟了表面能量平衡、冠层表面辐射温度、土壤温度、冠层2/3高度以下叶温和2/3高度以上气象要素。模型模拟净辐射(Rn)的效率达到0.97,潜热(LE)和感热通量(Hs)的模拟效率分别为0.81和0.78,模拟的表面辐射温度与实测值吻合较好,其模拟效率为0.91,冠层2/3高度以下的叶温模拟效率为0.76～0.86,但该高度以上的模拟结果不理想。除了2cm深度外,各层土壤温度模拟较好。     

O3浓度升高和太阳辐射减弱对小麦根际土壤微生物功能多样性的影响

采用开顶箱(OTC)法和遮光网技术,设置100 n L/L臭氧熏气与3个辐射减弱梯度结合,模拟臭氧浓度升高和太阳辐射减弱的复合大气背景。用BIOLOG生态测试板,采用孔平均颜色变化率法(AWCD)测定冬小麦根际土壤微生物利用不同碳源的能力,计算微生物群落多样性指数,对不同碳源的利用率进行了主成分分析。两年试验结果显示,臭氧熏气与太阳辐射减弱复合作用,降低了土壤微生物对碳源的利用速度和利用总量;除了聚合物以外其它碳源利用率显著降低;对土壤微生物多样性没有直接的影响;对碳源降解的抑制效应大于增强的O3与减弱的太阳辐射两因素各自的单独作用。太阳辐射减弱20%,一定程度上增加了对聚合物类的分解。O3熏气条件下太阳辐射减弱,糖类、胺类代谢变异度较高,受环境影响较大。     

冬麦田臭氧干沉降过程的观测

地表臭氧作为近地层最主要的大气污染物之一,其不断上升的浓度及其对粮食作物的影响受到越来越多的关注.本研究利用微气象学观测方法,探明自然条件下冬麦田的臭氧沉降过程,分析了影响臭氧沉降过程的环境因子.结果表明: 观测期内(小麦生长旺期)臭氧通量均值为-0.35 μg·m^-2·s^-1(负号表示沉降方向指向地面),臭氧沉降平均速率为0.55 cm·s^-1,空气动力学阻力均值为30 s·m^-1,粘性副层阻力均值为257 s·m^-1,冠层阻力均值为163 s·m^-1,且均存在明显的日变化趋势.臭氧沉降阻力大小受摩擦速度、太阳辐射强度、温度和相对湿度等因素的影响.     

地表太阳辐射减弱和臭氧浓度增加对冬小麦生长和产量的影响

为研究辐射减弱和O3胁迫对作物的影响,利用改进的开顶式气室(OTC)和遮荫网,开展了辐射减弱和O3胁迫的大田试验研究.实验设置4种处理:CK为野外大田组,T1为40％遮荫,T2为100 nL/LO3,T3为遮荫40％和100 nL/LO3的复合组.结果表明:T1和T3组冬小麦的生育期延长且推迟,T3组株高无明显变化;T2组株高降低,生育期缩短;单株干物质重均降低,T3降幅最大;各组灌浆速率均降低,T3组降幅最大;T1和T3产量、千粒重、穗数、穗粒数和穗重显著降低,T2组穗数无明显改变.由此可见,复合对小麦生长的影响较接近40％遮荫;粒重降低主要是因为灌浆速率的降低,灌浆时间的影响较小;产量的降低主要是千粒重、穗数、穗重的降低,降幅最大,但小于两因子单独累加.     

河南林州植物物候变化特征及其原因分析

根据河南省林州市1987年至2004年的物候和气象资料,运用一元线性回归法和相关分析法分析了林州市近20年来植物物候的变化特征及其对气候变化的响应。结果表明,近20年来,林州地区的毛白杨(Populus tomentosa Carr.)、刺槐(Robinia hispida Linn.)、梧桐(Firmiana simplex W.F.Wight)和白梨(Pyrus bretschneideri Rehd.)等木本植物的春季物候期提前,秋季物候期变化不一致,生长期延长;车前(Plantago asiatica Linn.)、藜(Chenopodium album Linn.)和苍耳(Xanthium sibiricum Patr.)等草本植物的春季物候期变化不一致,秋季物候期均提前,生长期缩短。木本植物春季物候变化受冬末春初气温变化的影响最大、日照次之、降水最小,秋季物候期对气候变化基本没有响应;草本植物的物候期主要受气温影响,降水能促进草本植物开花。木本植物的春季物候变化可作为反映气候变化的代用指标。