吉林省西部草地NPP时空特征与影响因素

利用2000--2006年MOD17A3数据集的年均NPP数据,通过GIS技术定量分析了吉林省西部草地NPP的时空变化特征及其自然和人文影响因素.结果表明:过去7年吉林省西部草地NPP平均值为232.14 g C·m~(-2)·a~(-1),NPP在200～300 g C·m~(-2)·a~(-1)的草地面积占草地总面积的59.47%;77.60%的草地NPP呈增加趋势,NPP增加极显著的草地面积占草地总面积的15.00%;水分条件是吉林省西部草地生长的主要控制因素;居民地对吉林省西部草地NPP的影响远大于道路,尤其在2 km以内.

Abstract：

By using the annual net primary productivity (NPP) data from 2000-2006 MOD17A3 dataset and the GIS technique, the spatiotemporal characteristics of grassland NPP in western Ji-lin Province were studied, with the related affecting factors analyzed. During the past seven years, the mean grassland NPP in this province was 232. 14 g C·m~(-2)·a~(-1), and the grassland area with a NPP of 200-300 g C·m~(-2)·a~(-1) accounted for 59. 47% of the total. 77.60% of the grassland had an increasing NPP, and the grassland area with a remarkable increase of NPP accounted for 15.00% of the total. Water condition was the main controlling factor for grass growth, and residential points had far more effects than roads, especially within 2 km from grass-land, on the NPP.     

播种深度对夏玉米幼苗性状和根系特性的影响

选用郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为试验材料,在砂培和大田条件下设置3、5、7和9 cm 4个播种深度,并在大田条件下以不同播种深度混播作为对照(CK),研究播种深度对夏玉米幼苗性状和根系特性的影响.结果表明： 随着播种深度的增加,夏玉米的出苗率下降,出苗时间延长.ZD958和XY335播深9 cm的出苗率较3 cm的分别降低9.4%和11.8%,出苗时间较3 cm的均延长1.5 d.随着播种深度的增加,幼苗长度及幼苗整齐度显著降低,中胚轴长度显著增加,胚芽鞘长度差异不显著;初生胚根长度逐渐减小,次生胚根总长度逐渐增加,总根长度差异不显著;幼苗与中胚轴的总干质量增加,总根干质量差异不显著.随播种深度的增加,种子萌发时幼苗各部位可溶性糖含量增加,营养物质消耗量增加,幼苗根系生长速度增加,根系活力降低,总节根数及节根层数增加.播深增加后出苗率及幼苗活力的降低导致收获穗数的显著降低,最终影响产量形成.此外,播深一致有利于群体整齐度的提高和群体性状的改善,从而提高产量.     

南方红豆杉不同扦插时间对成活率影响

南方红豆杉种子产量低,休眠期长,自然存有量和栽植数量少,人工造林种苗需求量大。为促进南方红豆杉的可持续利用,对南方红豆杉不同扦插时间繁殖作进一步探索。通过试验,插床的蔽光度为60%,用清水沙做基质、一年生枝条做插条,经过药剂处理,湿度保持在70%~80%,得出南方红豆杉以11月下旬扦插繁殖效果较好,成活率达78%。能批量生产,满足人工造林的种苗需求。     

不同玉米品种(系)对玉米蚜生长发育和种群增长的影响

玉米蚜Rhopalosiphum maidis (Fitch)是为害玉米的重要害虫.为评价不同玉米品种(系)对玉米蚜生长发育的适合性,从而为抗性品种(系)的鉴定及其抗性机制分析提供依据,在室内条件下,组建了玉米蚜实验种群在8个玉米品种(系)上的特定时间生命表.结果表明:玉米蚜1龄若虫在供试的4个玉米品种郑单958、浚单20、先玉335和良玉88上的发育历期长于供试的4个自交系87-1、濮改340-1-1、旱21和齐319,其中良玉88和先玉335与4个自交系之间差异显著;成蚜寿命和世代历期在4个自交系上较长;4个供试玉米品种上各虫龄的存活率显著小于4个自交系;成蚜产蚜量在各品种(系)间也存在显著差异,以取食齐319品系时最大,平均产蚜量64.4头,其次是濮改340-1-1,为56.53头,以取食浚单20时最小,只有19.93头.生命表参数表明,玉米蚜在供试的玉米品种(系)上均能繁殖,但与4个玉米自交系相比,玉米蚜在4个玉米品种上的种群净增殖率R0、内禀增长率rm和周限增长率λ均减小或显著减小,而平均世代周期和种群加倍时间则延长,说明供试的4个玉米品种对玉米蚜生长发育和繁殖均有不利影响.     

播种时间对棉田害虫和天敌种群的影响

通过对3种不同时间播种的棉田内害虫、天敌系统调查,分析和比较了播种时间对棉田害虫、天敌种群和群落的影响。结果表明,播种期推后,可减轻或避免第二代棉铃虫的为害,加重第三代和第四代棉铃虫的为害;但不同播种日期对不同时期的棉蚜影响不同,苗蚜以迟播棉田内种群数量最高,伏蚜则以夏播棉田内种群数量最高。播种期的推后,不利于棉田捕食性瓢虫、蝽类、蜘蛛和寄生性天敌种群增长。棉田害虫和天敌群落多样性指数也随播种期的推后而下降．因此．应针对不同时间播种的棉田开展相应的害虫生态管理。     

基于景观邻接特性的吉林省西部生态风险分析

以1986—2008年吉林省西部遥感影像解译资料为基础数据,利用GIS软件提取土地景观信息,计算主要景观与障碍景观类型的空间邻接特性,构建吉林省西部风险指标,在空间格局上对由于景观格局带来的生态风险进行评价。结果表明:景观类型中耕地与沙地的邻接边长与面积最大,分别占总边长与总面积的65.37%和78.65%,但个数比最多的是草地,表明沙化对耕地威胁最大,其次是对草地的威胁;与盐碱地的相邻分析中,无论是边长、面积、还是斑块统计,耕地受胁程度均比较显著,其次受影响比较大的是草地和水域;20多年来,林地、草地与沙地邻接边长、面积和斑块比例均有所下降,而耕地与沙地的邻接边长、邻接面积比例呈上升趋势,但斑块比例从1986年起呈现下降趋势;与盐碱地的邻接性变化分析中,耕地、林地、草地和水域均呈大幅度上升,草地和水域尤为突出;耕地受沙化、盐碱化胁迫最为严重,且盐碱化的胁迫远大于沙化;1986—2008年,由于沙地和盐碱地障碍景观结构变化引起的生态风险有增无减,且盐碱化胁迫远大于沙化的胁迫,盐碱化成为威胁该区生态环境可持续及保持生态稳定性的关键因素,盐碱化治理及开发利用将是该区未来面临的一个重大课题。     

基于物元模型的吉林省西部生态环境脆弱性评价

从水资源条件、自然灾害和土地“三化”(沙漠化、盐碱化和草原退化)3方面出发,选取10项能反映吉林西部生态环境脆弱性而彼此之间相互独立的指标建立物元模型,采用物元模型和熵权法对吉林西部各县市生态环境进行了脆弱性评价。结果表明1985—2000年吉林省西部乾安县、扶余县、长岭县整体生态环境脆弱性相对较轻为Ⅰ级;大安市、前郭县生态环境脆弱性为中等Ⅱ级;脆弱性较重的地区有洮北区、镇赉县、洮南市、通榆县,脆弱等级为Ⅲ级。整体而言,吉林西部松原市各县环境脆弱性要好于白城市各县市。各县市对不同因子的敏感程度也各不相同,水资源条件脆弱性较重的地区为大安、通榆;自然灾害较为严重的地区为洮北、镇赉、洮南、通榆、乾安;土地“三化”现象幅度最大的地区为洮北、洮南、前郭。     

追寻恐龙的足迹——美国西部之旅

最近到美国参加古脊椎动物年会,有苹剑科罗拉多高原进行地质旅行。这一带保存了北美最完整的三叠系向侏罗系转换的陆相地层,有丰富的化石记录。这次地质旅行主要是追寻犹他州西南部下侏罗统的恐龙脚印地点,踏勘上三替统至下侏岁统的岩石露头。我们共丌了七八辆越野牟,一共有40来人,来自多个国家,仅我所在的车上乘客就来自于美国、英国、德国、意大利、阿根廷及中国。驾驶我们这辆车的司机是著名的恐龙足迹专家马丁·洛克利（Martin Lockley）,他刚从山东诸城的野外考察归来。     

不同时间高压氧治疗对颅脑损伤患者认知功能障碍的影响

目的:探讨不同时间高压氧治疗对颅脑损伤患者认知功能障碍的影响。方法:选择了2006年5月-2015年5月在我院接受高压氧治疗的500例颅脑损伤手术或非手术患者,根据患者开始采取高压氧治疗时间的不同分为A(入院后7d内)、B(7-30 d)、C(30 d后)三组,通过相应的治疗比较三组患者认知功能评分、FIM评分及治疗效果。结果:高压氧治疗后,三组患者较治疗前都有了不同程度上的改善,但A组在定向能力、专注能力、理解能力、复述能力、结构组织能力、记忆能力、计算能力以及自我照顾、转移、行走、交流、社会认知较B组、C组改善显著(P0.05),而B组与C组间认知功能各项评分、FIM评分比较差异无统计学意义(P0.05);A组患者治疗后总有效率为90.63%,显著优于B组73.89%的总有效率及C组70.00%的总有效率(P0.05),而B组与C组比较差异无统计学意义(P0.05)。结论:颅脑伤患者尽早的接受高压氧治疗其认知功能改善越明显,治疗效果越好。     

温度对玉米生长和产量的影响

为了明确气温变化对玉米生长发育和产量的影响,建立玉米低温冷害监测和气象评估模式,在东北地区中部的榆树市进行了玉米分期播种试验。试验采用3个品种,设置早、中、晚3个播种期,进行玉米生长发育进程、叶面积指数、生物量、产量和温度等观测。结果表明：玉米的生长速率与温度密切相关,平均气温每升高1 ℃,出苗速率提升17%,营养生长速率提升5%;积温每增加100 ℃·d,玉米最大叶面积指数增加10%,最大生物量和产量增加8%;玉米生长发育期(日平均气温稳定>10 ℃期间)间平均气温降低0.7 ℃,或活动积温减少100 ℃·d,玉米成熟期将延迟7 d,发生一般低温冷害,玉米单产减少8%;气温下降1 ℃,或积温减少140 ℃·d,生育期延迟10 d,发生严重低温冷害,减产10%以上;在水分条件比较适宜的前提条件下,气候变暖对东北地区玉米单产提高是有利的。     

不同播期夏玉米二代玉米螟幼虫为害特点与防治对策

系统调查表明 ,不同播期夏玉米上二代玉米螟幼虫为害情况存在一定差异 ,由此根据玉米螟发生期与玉米生育期的对应情况 ,提出了 3种类型田玉米螟的防治对策     

福建省灰水足迹时空变化及驱动因素

灰水足迹是稀释水污染物至达标需要的淡水体积,是评价水污染程度与水环境质量的重要方法,对灰水足迹进行核算与分析,可以促进福建省提高水环境质量,构建可持续的水生态环境。借鉴Hoekstra等提出的灰水足迹核算方法,对福建省及各地市2001—2017年的灰水足迹进行核算,对其时空变化特征进行评价并使用对数平均迪式指数分解法(Logarithmic Mean Divisia Index Method, LMDI)模型对灰水足迹变动的驱动因素进行分解。结果表明:a)总氮是决定灰水足迹总量的主要污染物,非点源污染是灰水足迹的最主要来源但占比由68.25%降至63.35%;b)福建省灰水足迹总量降低了9.58%,且各项指标都呈下降趋势,在空间上,灰水足迹总量及剩余灰水足迹东南多西北少,人均灰水足迹及灰水足迹强度东少西多;c)福建省灰水足迹变动的驱动因素中,经济因素是最大正向驱动因素,产生2932.96亿m³的贡献量,技术因素是最大负向驱动因素,产生-2630.31亿m³的贡献量。最后,针对福建省水污染问题提出建议:a)开展非点源污染防治专项;b)加快速度提...     

三江平原粮食作物生产水足迹时空特征及影响因素

水足迹是评价人类活动对水资源开采和水环境污染程度的重要方法,对农作物生长过程的绿水足迹、蓝水足迹和灰水足迹进行量化和分析,可以为农业用水综合评价和用水管理提供指导。以三江平原为研究区域量化粮食作物生产水足迹的时空特征,揭示粮食生产对区域水资源的占用情况,并分析水足迹的影响因素。结果表明:(1)三江平原粮食生产水足迹总量在2005-2018年间呈显著增加趋势,其中绿水足迹、蓝水足迹和灰水足迹在水足迹总量中的占比历年平均为28%、8%和64%;(2)粮食生产水足迹空间差异明显,在地市尺度,佳木斯市水足迹最高,占三江平原总量的47%,在县区尺度,富锦市、依兰县和桦南县是水足迹热点地区;(3)只考虑蓝水足迹,粮食生产给三江平原水资源造成轻度压力,而同时考虑蓝水和灰水足迹,粮食生产给三江平原水资源造成重度压力;各地市间水资源压力有较大差异,其中佳木斯市负担了该区域将近一半的粮食产量,水资源压力最高,鹤岗市则水资源压力最低;(4)降雨量、灌溉水利用效率、化肥施用量、粮食种植结构和作物单产水平等都会影响粮食作物生产水足迹,其中蓝水足迹响应种植结构的变化最敏感,灰水足迹响应化肥施用量的变化最敏感,而水足迹总量响应作物单产水平的变化最敏感。因此,建议减少化肥施用量、提高作物单产水平和优化作物种植结构纳入区域水资源可持续管理之中。     

水分和温度对春玉米出苗速度和出苗率的影响

在东北地区中部开展春玉米春季水分胁迫和分期播种试验。试验在人工防雨棚内进行,设4个水分处理和3个播种期处理。结果表明,春玉米(Zea mays )播种出苗期间土壤含水量与出苗期和出苗率的关系均呈显著的二次函数关系。在田间持水量以下,耕层土壤湿度越大,玉米出苗越快,出苗率越高;干旱推迟出苗期,降低出苗率。气温低出苗慢,但温度对出苗率无明显影响。播种出苗期间0～20cm深平均土壤湿度（S）、土壤有效水量（H）和平均气温(T)对出苗速度的组合影响指标是：25 %>S>21%（或70mm >H>45mm）、T>18℃玉米出苗快;21% >S>18%(或45mm >H>35mm)、18℃>T>16.5℃ 玉米出苗比较快;18%>S>16%（或35mm >H>25mm）、16.5℃>T>15.5℃玉米出苗较慢;S<16%（或H< 25）、T<15.5℃出苗很慢,出苗期明显推迟。玉米出苗率主要取决于水分,0～20cm深土壤相对湿度在85%以上（或H>50mm）出苗率最高（95%以上）;相对湿度80%左右（或50>H>40mm）出苗率较高（90% 左右）;相对湿度70%以下(或H<40mm)出苗率明显降低, 60%以下(或H<30mm)为严重干旱,出苗率低至65%以下。     

华北平原冬小麦-夏玉米生产灰水足迹及其县域尺度变化特征

华北平原是种植冬小麦和夏玉米的主要区域,农民为达高产而过量使用化肥对该区造成了严重的面源污染。"有河皆干,有水皆污"已经成为华北平原水资源与水环境现状的概语。灰水足迹理论与方法的提出为定量评价农业生产对水环境的影响提供了一条新的思路。因此,基于精细的县域尺度农业基础数据,运用灰水足迹评价方法,分析了华北平原1986—2010年的冬小麦-夏玉米灰水足迹及其时空变异特征。结果表明:华北平原冬小麦和夏玉米产品灰水足迹分别为0.55—2.97m3/kg和0.50—2.02m3/kg,均为美国、德国等地区的2—10倍;河北衡水、保定等地区灰水足迹较低,渤海湾等地区灰水足迹较高;冬小麦和夏玉米25a总灰水体积为2.67×1010—5.84×1010m3,平均值为3.90×1010m3,总体表现为随时间变化呈波动上升趋势。建议在华北平原要注意严格控制施肥量、提高肥效,积极推广测土配方施肥、缓释肥等养分资源管理技术,积极发展利用沼液、有机肥等化肥替代技术;要控制肥料地表流失和地下淋失,大力发展冬小麦-夏玉米轮作条件下的机械化喷灌、滴灌、微喷带等灌溉系统条件下的水肥一体化技术,全面实施秸秆、地膜等覆盖技术减少农田土壤流失以及深松等耕作技术实现土壤水库的增容扩蓄。     

基于投入产出方法的甘肃省水足迹及虚拟水贸易研究

随着社会化进程的加快,地处西北内陆的甘肃省正面临日益严峻的水资源短缺危机,社会经济发展受到一定程度的制约,水生态环境也呈现出恶化的趋势。水足迹是近年来提出的衡量人类活动对于水生态系统影响的指标,能够帮助决策者制定水资源管理及保护的政策,从而实现地区水资源的可持续利用。运用单区域投入产出方法计算并分析了甘肃省1997、2002和2007年第一产业、第二产业和第三产业部门的虚拟水强度、水足迹以及虚拟水贸易情况。结果显示:(1)甘肃省第一产业的虚拟水强度最高,但呈现出逐年下降的趋势,水足迹也因此有所下降;(2)虚拟水贸易方面,甘肃省以虚拟水净出口为主,尤其是第一产业,每年虚拟水净出口量约全省总水资源量的10%。建议甘肃省继续巩固已有的节水成果,调整产业结构,大力发展节水型产业和高新技术产业。同时建议适当调整贸易格局,合理控制虚拟水出口,以缓解当地水资源短缺危机,保障地区水安全与生态安全。     

基于统计和过程模型的河南省夏玉米最适播种期时空分布特征

播种期是影响夏玉米产量的重要因素,研究夏玉米最适播种期的时空分布特征对指导夏玉米生产有重要意义.本文应用统计模型和APSIM Maize过程模型分析了河南省夏玉米最适播种期的时空分布特征.结果表明: 河南省夏玉米的最适播种期为5月30日至6月13日,南早北晚,北部地区以6月4日至13日播种为宜,西部山区应在5月30日左右播种,南部地区应尽量保证在6月8日前播种.晚熟品种‘农大108’应比中熟品种‘丹玉13’至少提前播种2 d,气候变暖背景下若收获期可推迟1周,则最适播种期将至少推迟3 d.在生长季降水偏少年型下,夏玉米应较正常年型晚播7 d左右;而在生长季降水偏多年型下,夏玉米应早播7 d左右.1971—2010年,河南省夏玉米最适播种期变化趋势不显著,但是由于温度变化和品种改良对冬小麦成熟期的影响,导致河南省驻马店以南地区、中部的伊川、内乡、南阳,以及北部的林州和西部的三门峡地区夏玉米可播种期提前,可播种范围扩大.统计方法和APSIM模型计算的夏玉米最适播种期在76.7%的研究站点无显著差异.结合两种方法,北部地区应保证需水关键期降水充足和灌浆期温度适宜,做到“见雨即播”.南部地区在满足上述两个指标的条件下,应在播种期降水达到一定有效值时进行播种,对于南部和偏南部地区,该有效值分别为3.9和8.3 mm.     

我国几种典型棉纺织产品的工业水足迹评价

产品水足迹评价能够揭示人类活动在产品全生命周期中的水资源综合影响,可以为提高水资源利用与管理水平和引导绿色消费提供重要的科学依据和技术手段,是当前水资源评价与管理领域的热点研究方向。纺织品是日常生活最主要的消费品之一,其工业生产过程需要利用大量的水资源,同时排放出的工业废水还会对周围水环境造成严重影响。为了揭示纺织品生产过程的水资源综合影响,运用工业水足迹的概念与原理,探讨和明确了纺织品工业水足迹评价的系统边界与内容,建立了相应的核算方法,并选择了花灰布、漂白布、染色布、色织布等四种典型棉纺织产品进行了工业水足迹评价。结果显示,漂白布的工业水足迹较小为36.51L/lb,花灰布次之为37.84L/lb,染色布的平均工业水足迹为61.52L/lb,色织布水足迹最大,平均值为81.51L/lb。比较同种类型、不同颜色纺织品的工业水足迹,由大到小依次为深色中色浅色,即颜色越深对水资源的影响程度最大。从水足迹构成来看,棉纺织产品的工业水足迹主要来自于直接工业水足迹,间接工业水足迹占比较小;在直接工业水足迹的构成中,蓝水足迹的贡献较大。     

基于水足迹的山东省农业水土资源匹配特征及短缺压力分析

高强度农业开发引起的农业水土资源生态问题日益增多,探究粮食及蔬菜（粮蔬）生产中水土资源空间配置及短缺压力对农业资源的可持续利用具有重要意义。从水足迹视角出发,分析了山东省3种主要粮食作物（冬小麦、玉米及大豆）和两种不同种植模式蔬菜（设施蔬菜和露地蔬菜）的生产水足迹空间特征;同时将资源数量及资源质量的概念纳入研究框架,分析了农业水土资源数量及质量匹配格局差异,并进一步探究了农业水土资源短缺压力及其影响因素。研究结果表明：（1）2019年,山东省粮食和蔬菜的生产总水足迹为811亿m³,其中粮食生产总水足迹占比78.50%,蔬菜生产总水足迹占比21.50%;粮蔬生产水足迹受地势影响明显,鲁西北及鲁西南平原地区的粮蔬生产水足迹占比较大。（2）考虑资源数量的水土资源匹配系数均值为0.622×10⁴ m³/hm²,考虑资源质量的匹配系数均值为0.416×10⁴ m³/hm²;水土资源数量及质量匹配系数在空间上呈现出一致性,表明山东省农业生产水土资源空间配置水平高的地区同时面临着较大的农业面源污染压力。（3）整体上,土地资源短缺压力略高于水资源短缺压力;基于生产视角的水土资源短缺压力受生产环境因素制约显著,受经济发展因素的影响具有差异性,社会因素对水土资源短缺压力无显著影响。研究可为农业资源可持续管理提供数据基础,为全面理解粮蔬生产所产生的水土资源短缺提供案例参考。     

基于ESTDA模型的中国水生态足迹及水生态压力评价

基于水足迹视角,测度了中国31个省份2000-2018年的水生态足迹广度、深度及水生态压力,采用ESTDA框架对其时空动态特征进行分析。结果表明：①研究期内,中国水生态足迹总量呈波动上升态势;水生态承载力波动幅度较大,空间分布格局整体呈现自东南向西北逐渐较少的趋势。②水生态足迹广度与水生态承载力呈同步变化趋势,整体上已接近水资源可提供的流量资本上限,各省市水生态足迹深度差异较大。③研究期内,水生态压力指数小于1的区域与水生态足迹深度为1的区域相吻合,水生态压力指数大于1的区域主要分布在华北及西北地区。④LISA时间路径表明,水生态足迹广度、深度及水生态压力的整体空间格局均具有较强的稳定性;三者的局部空间结构在空间依赖方向上的稳定性依次加强;空间格局演化的空间整合性呈现水生态足迹深度 > 水生态压力 > 水生态足迹广度,空间上,水生态足迹广度正向协同增长省份主要集中于南方省份,而水生态足迹深度和水生态压力正向协同增长区则分布于华北、西北地区;各要素的空间分布格局表现出较强的路径依赖及锁定特征。