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温度升高和干旱对农田生态系统水碳交换动态影响的研究进展 被引量：4
1
作者 李倩 高阳 +2 位作者 王洪博 王兴鹏 杨莹攀 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2021年第12期110-118,共9页
气候变化是威胁全球农业可持续发展的重要因素之一。温度升高和干旱等极端天气频发是全球气候变化的主要体现方式。温度升高显著影响土壤-作物系统的表现和功能。深入理解温度升高和干旱对农田水碳动态的影响机理,需要揭示农田生态系统... 气候变化是威胁全球农业可持续发展的重要因素之一。温度升高和干旱等极端天气频发是全球气候变化的主要体现方式。温度升高显著影响土壤-作物系统的表现和功能。深入理解温度升高和干旱对农田水碳动态的影响机理,需要揭示农田生态系统功能与环境因子间的互作关系及其尺度转化效应。本文从以下几个方面综述了升温和干旱胁迫对农田生态水碳动态的影响:(1)全球气候变化及其影响因素分析;(2)温度升高、干旱胁迫以及其他气候变化因子对农田生态系统水碳动态的影响;(3)存在问题与未来研究方向。文献显示,世界人口增加、化石燃料燃烧碳排放量增加等致使气候变暖,在此背景下,引发的气温上升以及干旱频率增加都会对农田生态系统水碳动态有一定程度的影响。温度升高改变农田生态系统的生物量积累,同时影响作物生长和水分利用过程。此外,温度升高加快了土壤活性有机碳的转化和固存。干旱条件下会降低植物光合速率、呼吸速率以及蒸腾速率,同时,在极端干旱条件下水分利用效率也会随之降低;干旱还显著影响土壤碳转化过程与排放通量。气候变化也会伴随降水格局变化,进一步会影响土壤呼吸作用,降水增加会抑制土壤呼吸,从而减缓农田水碳循环过程。然而,目前关于增温和干旱条件下农田水碳动态的研究等方面仍存在一些不足,如对单一环境因子的研究较多,而对多重胁迫的研究较少。在今后的研究中,需加强多因素(如水分、温度等)对农田生态系统水碳动态方面的研究,以期为深入认识温度和干旱对农田生态系统的影响机理提供理论支撑。 展开更多
关键词 增温 干旱 生物量 水碳循环 农田生态系统
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基于GIS和迈阿密模型的全球灌溉需水量计算 被引量：3
2
作者 梁书民 于智媛 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期96-103,共8页
通过计算光温生产潜力、气候生产潜力、光温潜力需水量、灌溉需水量以及衍生的可持续垦殖率指标,以解决农业生产潜力、农田熟制、灌溉定额、宜农荒地垦殖适宜性评价等农业发展问题。以迈阿密模型为理论基础,利用GIS空间分析的研究方法,... 通过计算光温生产潜力、气候生产潜力、光温潜力需水量、灌溉需水量以及衍生的可持续垦殖率指标,以解决农业生产潜力、农田熟制、灌溉定额、宜农荒地垦殖适宜性评价等农业发展问题。以迈阿密模型为理论基础,利用GIS空间分析的研究方法,计算出了上述指标的高精度全球分布场,得出全球光温生产潜力为2 260×10^8 t干物质,气候生产潜力为1 253×10^8 t干物质,灌溉需水量总计为12 441 km^3 。主要结论有:热带雨林区除外,全球气候生产潜力高值区同当前农业区高度吻合,表明农田气候潜力已经被人类充分利用;在温带地区,可持续覆膜雨养垦殖率>2/3的地区适宜开垦宜农荒地,发展雨养农业。根据迈阿密模型计算得出的灌溉需水量可作为制定农田喷灌定额的重要依据;覆膜滴灌节水效果最佳,可持续覆膜滴灌垦殖率为各种垦殖率中最大值,可作为指导宜农荒地资源开发和多熟制农业发展的主要指标。 展开更多
关键词 灌溉需水量 光温生产潜力 气候生产潜力 可持续雨养垦殖率 可持续灌溉垦殖率 迈阿密模型 GIS空间分析
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基于GPS和PDA的移动智能农田信息采集系统开发 被引量：31
3
作者 车艳双 李民赞 +1 位作者 郑立华 邓小蕾 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S2期109-114,共6页
根据精细农业发展的需要,开发了移动智能农田信息采集系统。系统以掌上电脑(PDA)为平台,集成了ZigBee协调器模块、GPSOEM模块和GPRS模块。ZigBee协调器模块用于管理农田无线传感器网络,通过农田无线传感器网络采集农田信息,应用无线节... 根据精细农业发展的需要,开发了移动智能农田信息采集系统。系统以掌上电脑(PDA)为平台,集成了ZigBee协调器模块、GPSOEM模块和GPRS模块。ZigBee协调器模块用于管理农田无线传感器网络,通过农田无线传感器网络采集农田信息,应用无线节点进行数据的采集;GPS模块用于采集并管理各采样点的位置信息,并通过虚拟差分站VRS接收GPS位置的差分信息以提高定位精度;GPRS模块用于在申请差分信息和与上位机通讯时建立远程无限网络连接。使用VC语言开发了嵌入式应用模块,实现了无线传感器的农田信息、GPS的原定位信息与差分信息的移动接收以及GPRS模块的控制管理。试验表明,系统各部分工作良好,达到了设计要求。 展开更多
关键词 GPS PDA 农业 精细农业 农田信息采集 ZIGBEE无线网络
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全球升温1.5℃与2.0℃情景下中国极端低温事件变化与耕地暴露度研究 被引量：30
4
作者 王安乾 苏布达 +3 位作者 王艳君 黄金龙 温姗姗 姜彤 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期415-428,共14页
基于区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)模拟的1960—2100年逐日最低气温数据及2000年中国土地利用数据,采用强度-面积-持续时间(Intensity-Area-Duration,IAD)方法,以全球升温1.5℃(RCP 2.6情景)和2.0℃(RCP 4.5情景)为目标,研究不同持续时... 基于区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)模拟的1960—2100年逐日最低气温数据及2000年中国土地利用数据,采用强度-面积-持续时间(Intensity-Area-Duration,IAD)方法,以全球升温1.5℃(RCP 2.6情景)和2.0℃(RCP 4.5情景)为目标,研究不同持续时间中国极端低温事件变化特征、最强极端低温事件强度与面积关系和最强中心空间分布,分析极端低温事件下耕地面积暴露度的变化规律。研究发现:(1)全球升温1.5℃情景下,持续1至9 d的极端低温事件频次相对于基准期(1986—2005年)下降30%—54%,强度变化-1%—8.8%,影响面积下降7%—21%;升温2.0℃,频次下降48%—80%,强度上升6%—11.5%,影响面积则在-14%—19%变化。(2)全球不同升温情景有可能发生强度和面积超过基准期最强事件的极端低温。全球升温1.5—2.0℃时,同等面积上的最强极端低温事件强度明显下降,但最强极端低温事件中心由西北和西南转移到华中和华南等地。(3)不同升温情景下,暴露于极端低温事件的中国耕地面积明显少于基准期,且升温幅度越高下降程度越大。最强极端低温事件的耕地暴露度则随温度的升高而增大。升温1.5℃时,华东、华北与华中等地暴露在最强极端低温事件的耕地面积相对于基准期有所增大,升温2.0℃时,华东与华北等地有大幅度上升。全球不同升温情景下,极端低温事件频次与影响面积持续下降,但强度上升;随着升温幅度的增大,这种差异变化特征越来越明显;特别应注意的是,随着温度上升,发生强度和面积超过当前记录到的最强极端低温事件的可能性增大;应加强极端事件的预警、预报和监测,减缓经济社会的损失。 展开更多
关键词 全球升温1.5℃和2.0℃ 极端低温事件 耕地暴露度 强度-面积-持续时间 CCLM模式
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华北平原农田生态系统的Noah-MP模型参数敏感性分析 被引量：1
5
作者 王茜 查元源 《节水灌溉》 北大核心 2023年第10期1-10,17,共11页
农田生态系统每时每刻都与大气进行着热量、水分与二氧化碳的交换,消耗可利用水资源的同时生产人类生存所需粮食。陆面模式能定量刻画土壤-植被-大气间能量、动量和水汽交换,但其应用受到参数不确定性的制约。选取禹城站与栾城站2个华... 农田生态系统每时每刻都与大气进行着热量、水分与二氧化碳的交换,消耗可利用水资源的同时生产人类生存所需粮食。陆面模式能定量刻画土壤-植被-大气间能量、动量和水汽交换,但其应用受到参数不确定性的制约。选取禹城站与栾城站2个华北平原典型农业生态系统试验站,采用拉丁超立方抽样法(LHS)基于Sobol方差分析检测了Noah-MP模型的42个参数对潜热通量(LE)、显热通量(H)、净生态系统碳交换量(NEE)、第1层土壤含水率(SM1)及第2层土壤含水率(SM2)5个输出变量的全局敏感度,筛选出高敏感参数。结果表明:若不考虑敏感性指标的精确排序,为节约计算成本,拉丁超立方抽样法的抽样次数可以取为参数数量的5倍左右;对这5个模型输出而言,敏感参数在站点间及不同气孔阻抗的土壤水分限制因子参数化方案下的表现较为一致,主要包含5个植被相关参数(LTOVRC、QE25、MRP、VCMX25、SLA)和4个土壤相关参数(BEXP、SMCMAX、SMCREF、SMCWLT),而土壤参数SMCMAX、SMCREF、SMCWLT与BEXP的全局敏感度在华北平原的不同站点间变异性较大;对比禹城站,在更为干旱的栾城站应用不同的土壤水分限制因子参数化方案时,BEXP的全局敏感度发生显著变化,因此干旱地区应重视对土壤参数BEXP的校准。 展开更多
关键词 参数敏感性分析 全局敏感性分析 Noah-MP陆面模式 农田生态系统 华北平原
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土壤有机碳研究进展及在农田生产中的应用 被引量：4
6
作者 徐均华 黄国强 +5 位作者 菅攀峰 胡庆辉 李智勇 郭松 柳立 江智敏 《耕作与栽培》 2018年第2期64-68,23,共6页
土壤有机碳在全球变化研究中具有重要地位,其固存与排放对全球气候变化有重要影响。文章回顾了国内外土壤有机碳研究进展及趋势,阐述了全球土壤有机碳库存量及分布、全球碳循环过程、影响土壤有机碳库存量的因素、农田土壤有机碳组成及... 土壤有机碳在全球变化研究中具有重要地位,其固存与排放对全球气候变化有重要影响。文章回顾了国内外土壤有机碳研究进展及趋势,阐述了全球土壤有机碳库存量及分布、全球碳循环过程、影响土壤有机碳库存量的因素、农田土壤有机碳组成及其影响因素、农田土壤有机碳转化规律及影响因素,指出了我国在土壤有机碳研究方面存在的问题及今后的发展方向。 展开更多
关键词 土壤碳库 全球碳循环 农田土壤有机碳 碳库存量影响因素
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室内模拟水位下退耕还湿地表层土壤温室气体排放研究 被引量：2
7
作者 张天宝 刘晓辉 +2 位作者 安雨 杜萍 姜明 《湿地科学》 CSCD 北大核心 2019年第6期705-712,共8页
在中国科学院东北地理与农业生态研究所的科研温室中,进行了实验期为60 d的室内模拟实验,在-5 cm、0 cm和5 cm的模拟水位下,测定和计算出采集自洪河国家级自然保护区的2010年、2014年、2016年弃耕的退耕还湿地和天然小叶章沼泽表层(0~20... 在中国科学院东北地理与农业生态研究所的科研温室中,进行了实验期为60 d的室内模拟实验,在-5 cm、0 cm和5 cm的模拟水位下,测定和计算出采集自洪河国家级自然保护区的2010年、2014年、2016年弃耕的退耕还湿地和天然小叶章沼泽表层(0~20 cm深度)土壤的CO2、CH4和N2O排放通量。研究结果表明,随着水位的上升,2010年、2014年、2016年弃耕的退耕还湿地和天然小叶章沼泽表层土壤的CO2和N2O排放通量在减小;与-5 cm和5 cm的模拟水位下相比,0 cm水位下表层土壤的CH4排放通量相对最大;随着实验天数的增加,2014年、2016年弃耕的退耕还湿地和天然小叶章沼泽表层土壤CH4排放通量在波动增大;水位越高,其对退耕还湿地表层土壤CO2、N2O总排放量和温室气体的全球增温潜势的抑制作用越明显。 展开更多
关键词 土壤 温室气体 排放通量 模拟水位 全球增温潜势 退耕还湿
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