一种等分作物花粉扩散圆形源区的方法

【背景】转基因作物花粉在大气中扩散会引起基因漂流,从而可导致不可预知的环境风险,运用模型预测可评估其花粉扩散状况、定量确定可靠的安全扩散距离。为了应用高斯烟羽模型应用于模拟转基因作物花粉在大气中的扩散浓度,提出了一种如何将半径为R的圆形花粉源区划分成许多等面积小面元的方法。【方法】通过数学推导,首次提出了各等面积面元中心点坐标的计算公式。【结果】根据在中国东北地区吉林省公主岭玉米花粉扩散和基因漂流的试验观测资料,将该公式应用到高斯烟羽扩散模型中,模拟了玉米花粉扩散到源区外不同距离处的浓度,对比花粉扩散模拟值与实测值,两者具有较好的一致性,表明应用该公式模拟花粉扩散能取得令人满意的效果。【结论与意义】分析证明这种推导划分半径为R的圆形花粉源区各面元中心点坐标的计算公式是可靠的,该方法可为应用高斯烟羽模型计算花粉源区内不同位置点单个源强对源区外某一距离处的花粉浓度的贡献提供便利。     

水稻温敏核不育系植株温度特征及应用研究

针对温度波动是两系杂交稻安全制种的制约瓶颈,进行了以水层灌溉和湿润灌溉为处理的分期播种试验。试验表明,20 cm高度的温度对温敏核不育系育性转换的指示作用更为可靠。对两种处理下不育系的茎温(20 cm)、叶温(40 cm)和冠层内气温(20 cm、40 cm)特征研究。结果表明,深水灌溉后,水层是稻田主要的热源,主要以长波辐射和对流方式导热,稻株比空气升温慢、增幅小,而且灌溉增温的有效高度在40 cm左右。水层灌溉后,日最高气温有TQ40>TQ20>TJ20>TY40,体现了太阳辐射对冠层特征面的重要影响;日最低气温有TQ20>TJ20>TY40>TQ40,体现了水层热源对冠层特征面的重要影响。由于育性敏感层温度与灌溉水温1、50 cm气温、20 cm相对湿度、200 cm风速密切相关,建立了可供实用的20 cm茎温与气温的统计模型。     

亚种间杂交稻颖花受精率与温度的相关性及模型分析

分析了籼粳杂种、中间型杂种、籼稻和粳稻4种类型水稻15个品种2年分期播种的观测结果,结合对应的逐日气象资料,探讨了温湿度等气象因子对亚种间杂交稻受精率的影响规律,证实了亚种间杂交稻的受精率及其稳定性一般低于籼稻和粳稻.在温度、湿度、日照的11项气象因子中,探明温度是影响受精率的主要气象因子,且以盛花前后5～7 d的日均温影响最大.建立了4种水稻受精率-温度拟合模型,计算出亚种间杂交稻的受精最适温度和安全温度分别为28.2～29.3和23.4～24.3 ℃,比籼稻和粳稻的平均值分别高2.2和1.5 ℃.用旬平均气温24～25 ℃作为亚种间杂交稻的安全齐穗期温度指标分析表明,亚种间杂交稻的安全齐穗期在华南双季稻区为9月下旬～10月上旬,长江中下游稻区提前至9月上旬,江淮一季稻区则在8月下旬～9月上旬.     

中国谷子潜在地理分布的多模型比较

谷子是中国干旱和半干旱区主要的粮食作物之一.它耐旱、耐瘠薄、抗逆性强、适应性广,是未来应对干旱形势的重要战略储备作物.本文基于谷子的157个地理分布点数据,利用中国谷子产量与环境指标的相关性分析,选出10个气候指标、7个土壤指标和3个地形指标,采用MaxEnt、EMFA、RF和GAM共4个物种分布模型,分析中国谷子的潜在适宜性分布.结果表明: 4种模型均可成功模拟谷子的潜在地理分布,其中,MaxEnt模型的模拟效果最好.选用的环境指标中,水热条件对谷子生长最敏感.模型结果结合ArcGIS空间分析模块的结果表明,中国谷子的潜在适宜生长区(最适宜区和适宜区)总面积为55.68×10⁴ km²,远远大于当前谷子的实际种植面积,主要集中在东北地区的东北平原、长白山以南与牡丹江流域,华北地区的淮河以北,华中地区汉江以东与大别山以北,西北地区的黄土高原、鄂尔多斯高原南部、祁连山脉东部、天山山脉东部与阿尔泰山脉,西南地区的重庆以北和贵州西部局地区域.     

长江下游防虫网覆盖塑料大棚内小白菜蒸腾模拟

根据Penmam-Monteith蒸腾模型,建立了一个以单栋塑料大棚内外气象条件为驱动变量, 以单栋塑料大棚结构、防虫网覆盖材料、大棚内小白菜特征宽度和叶面积指数为参数的小白菜蒸腾模型,并利用单栋塑料大棚内试验数据的独立样本对模型进行了检验. 结果表明：长江下游地区覆盖20目、25目、28目防虫网单栋塑料大棚的流量系数分别为0.771、0.758和0.736,综合风压系数分别为0.33、0.37和0.39,模型对该地区夏季晴天、多云、阴天蒸腾速率预测值与观测值的决定系数（R²）分别为0.95、0.91和0.94,回归估计标准误差（RMSE）分别为0.018、0.014和0.015 g·m^-2·s^-1,相对误差（RE）分别为14.27%、18.05%和15.80%.蒸腾模型能较好地预测长江下游地区防虫网覆盖单栋塑料大棚内小白菜的蒸腾速率.     

南京地区大口径闪烁仪与涡动相关仪感热通量观测对比

湍流是地表与大气间物质与能量交换的主要形式,因而准确观测湍流通量历来是城市边界层研究的重要问题。本研究基于架设在南京信息工程大学内的大口径闪烁仪(large aperture scintillometer,LAS)和涡动相关仪(eddy covariance,EC)的同步观测,对比了LAS测得的感热通量和EC测得的感热通量的差异,结合归一化植被指数(NDVI)和归一化建筑指数(NDBI),分析了下垫面不均匀性对于两种仪器测得感热通量的影响。结果表明:城市地区LAS与EC具有较好的相关性(R2=0.76),拟合线斜率为0.95;白天,LAS的感热通量大于EC的感热通量,二者差值为18.8~39.4 W·m^-2;夜间,二者均在零值附近波动,差值为4.8~28.7 W·m^-2;月尺度上两种仪器的差值8月最大,其次为7月、4月,6月最小;差异产生的主要原因是风向造成的通量源区不同;通量源区内的NDVI值越大,感热通量与净辐射之比越小,二者呈显著负相关(k=-0.34,P<0.05);NDBI值越大,感热通量与净辐射之比越大,二者呈显著正相关(k=1.15,P<0.05)。     

水稻花粉扩散的模拟研究

水稻花粉扩散可导致基因飘流问题,尤其是转基因水稻,其外源基因的扩散可能会引发一系列的环境安全问题。为了模拟花粉扩散过程,2007年和2009年分别在南京(32°01′N,118°52′E)和溧水(31°35′N,119°11′E),以两优培九为材料,各组织了一次田间试验。通过空气中的花粉扩散浓度的观测和微气象塔梯度环境要素的采集,采用高斯烟羽模型为基础,利用最小二乘法,模拟了水稻花粉的扩散浓度,并利用独立试验数据验证了模型效果。结果表明:花粉释放集中在始花期后第1天到第5天的09:00-11:00,且花粉释放量与开花量显著相关(r=0.880**)。花粉浓度的模拟值和实测值变化趋势一致,其均方根误差和相对误差分别为0.509粒/(m2.d)和3.47%。该花粉扩散模型可以正确反映花粉扩散浓度的分布特征。但在花粉浓度的预测精度上,尤其是预测花粉远距离传播时,仍需要改进。