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喷施钾钙硅制剂改善高温胁迫水稻叶片光合性能提高产量

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农业工程学报 2019年第5期35卷 126-133页

作者：江晓东华梦飞杨沈斌杨晓亚郭建茂姜琳琳南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

为探明喷施钾、钙和硅制剂对高温热害下水稻光合作用及产量的调控效应,以水稻品种陵两优268为研究对象,持续3 d对叶片分别喷施22.04 mmol/L KH2PO4溶液(T1)、20.0 mmol/L CaCl2溶液(T2)和2.5 mmol/L Na2Si O3·9H 2O溶液(T3),以喷施蒸... 详细信息

为探明喷施钾、钙和硅制剂对高温热害下水稻光合作用及产量的调控效应,以水稻品种陵两优268为研究对象,持续3 d对叶片分别喷施22.04 mmol/L KH2PO4溶液(T1)、20.0 mmol/L CaCl2溶液(T2)和2.5 mmol/L Na2Si O3·9H 2O溶液(T3),以喷施蒸馏水为对照(CK),测定了3种制剂预处理后对高温胁迫(日均气温35℃)下水稻剑叶光合、荧光参数和产量的影响,并用隶属函数法综合评价了钾、钙和硅制剂处理的水稻剑叶光合作用抗高温能力。结果表明:喷施钾、钙、硅制剂均能提高高温胁迫下水稻的产量,T1、T2和T3分别比CK增产42.67%、29.70%和20.01%(PT2>T3,以喷施22.04mmol/LKH2PO4溶液效果最好,喷施20.0 mmol/L CaCl2溶液次之。

关键词：作物耐热性试验水稻高温胁迫钾钙硅制剂光合作用叶绿素荧光特性

土壤湿度-地表气温耦合对长江中下游地区2022年8月复合型热浪事件的影响

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1709-1720页

作者：崔彩珍余锦华代刊云星娥南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 国家气象中心北京100081

2022年8月长江中下游地区的复合型热浪给社会经济、人类健康、农业生产和自然环境等方面均造成了严重影响.本文利用国家信息中心提供的1979—2022年6—8月逐日最高、最低气温和欧洲中期天气预报中心再分析数据集的土壤湿度等资料,定义... 详细信息

2022年8月长江中下游地区的复合型热浪给社会经济、人类健康、农业生产和自然环境等方面均造成了严重影响.本文利用国家信息中心提供的1979—2022年6—8月逐日最高、最低气温和欧洲中期天气预报中心再分析数据集的土壤湿度等资料,定义了复合型热浪事件强度指数及其相应的土壤湿度-地表气温耦合指数,采用分段线性拟合等方法,探讨此次复合型热浪特征及土壤湿度-地表气温耦合的影响.结果表明:(1)2022年8月长江中下游地区的复合型热浪事件强度为1979年以来最强,伴随最强的土壤湿度-地表气温耦合.空间分布显示,强的热浪发生在四川东部、重庆西部、湖南等地,这些区域的土壤湿度严重偏干,蒸发受限,获得的净辐射主要用于地表向上的感热通量,使土壤湿度-地表气温出现强的正反馈过程,对热浪的维持起重要作用.(2)复合型热浪中土壤湿度-地表气温耦合影响日间和夜间热浪的物理强迫及过程不同:日间,地表净太阳短波向下辐射增强的强迫作用,促使发生强的土壤湿度-地表气温耦合,引起日间热浪.夜间,白天积累在土壤的热量,通过减小大气热量通量辐散,使夜间地表气温下降减慢,形成夜间热浪,这与以往研究单独夜间热浪的过程不同,后者认为夜间热浪主要与大气柱水汽增加引起的大气逆辐射增强有关.

关键词：复合型热浪事件土壤湿度-地表气温耦合长江中下游地区

土壤水分胁迫对设施黄瓜叶片光合及抗氧化酶系统的影响

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中国农业气象 2017年第1期38卷 21-30页

作者：张曼义杨再强侯梦媛南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

以黄瓜品种"津研四号"(Jinyan4)为试材,于2015/2016年秋冬季在温室内对黄瓜全生育期开展土壤水分胁迫盆栽试验,设置正常灌溉CK(田间持水量的70%~80%)、轻度胁迫T1(田间持水量的60%~70%)、中度胁迫T2(田间持水量的50%~60%)、重度胁迫T3(... 详细信息

以黄瓜品种"津研四号"(Jinyan4)为试材,于2015/2016年秋冬季在温室内对黄瓜全生育期开展土壤水分胁迫盆栽试验,设置正常灌溉CK(田间持水量的70%~80%)、轻度胁迫T1(田间持水量的60%~70%)、中度胁迫T2(田间持水量的50%~60%)、重度胁迫T3(田间持水量的30%~40%)4个土壤水分处理,采用土壤水分传感器EM50监测土壤含水量,于苗期、伸蔓期、开花期和结瓜期测定黄瓜叶片的光合特性和抗氧化酶活性等指标。结果表明:(1)水分胁迫下黄瓜叶片光合色素含量均有不同程度降低,T3处理叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量平均值分别比CK下降47.41%、41.03%和34.03%,叶绿素a/b无明显变化趋势。(2)随着土壤水分胁迫加剧,叶片净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)值下降,气孔限制值(Ls)升高,T3处理水分利用效率(WUE)高于其它各处理。(3)随着胁迫时间的延长,各处理黄瓜叶片丙二醛(MDA)含量逐渐增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈先升高后降低,过氧化物酶(POD)呈先降低后升高再降低的趋势。随着胁迫的加重,SOD、POD和CAT活性不断升高,MDA含量持续增加。研究认为土壤水分胁迫引起黄瓜叶片光合能力下降,抗氧化酶活性升高,MDA含量增加。

关键词：抗氧化酶活性气孔导度蒸腾速率气孔限制值

不同品种葡萄叶片光合特性对干旱胁迫的响应及旱后恢复过程

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中国农业气象 2018年第11期39卷 739-750页

作者：朱雨晴杨再强南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

以设施葡萄品种"巨峰"和"夏黑"为试材,设置5个不同的干旱胁迫组:T1(干旱胁迫3d),T2(干旱胁迫6d),T3(干旱胁迫9d),T4(干旱胁迫12d)和T5(干旱胁迫15d),以正常水分处理组为CK(土壤相对含水率70%～80%),研究干旱胁迫下葡萄叶片的光合荧光参... 详细信息

以设施葡萄品种"巨峰"和"夏黑"为试材,设置5个不同的干旱胁迫组:T1(干旱胁迫3d),T2(干旱胁迫6d),T3(干旱胁迫9d),T4(干旱胁迫12d)和T5(干旱胁迫15d),以正常水分处理组为CK(土壤相对含水率70%～80%),研究干旱胁迫下葡萄叶片的光合荧光参数变化,以及不同程度干旱胁迫后水分恢复处理下的叶片恢复情况。结果表明:干旱可降低葡萄叶片的光合参数和荧光参数,且巨峰的变化幅度大于夏黑。在15d的干旱胁迫中,巨峰的光合参数下降70%～90%,夏黑下降60%～80%;葡萄叶片的荧光参数中,F0随着干旱胁迫的加剧而显著上升,而qP、Fv/Fm、ETR和ΦPSⅡ则随着干旱胁迫加剧而降低。其中巨峰叶片的ΦPSⅡ、qP和ETR在15d的干旱胁迫中分别下降40.63%、43.24%和57.71%,F0上升48.27%。夏黑叶片的ΦPSⅡ、qP和ETR在15d的干旱胁迫中分别下降26.38%、40.00%和59.69%,F0则上升50.19%。葡萄叶片的旱后恢复过程,在胁迫程度较轻时(T1-T4),夏黑叶片的光合参数恢复能力大于巨峰,胁迫程度较重(T5)时则相反;两个葡萄品种荧光参数的恢复程度差异不显著。

关键词：干旱胁迫净光合速率气孔导度蒸腾速率荧光参数

1901—2016年印太海域海表温度的偏差订正及数据集研制

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地球物理学报 2019年第6期62卷 2001-2015页

作者：陈丽凡孙丞虎张冬斌曹丽娟李维京国家气象信息中心北京100081 国家气候中心北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

海表温度系统性观测偏差的订正是开展长历史序列网格化海表温度气候数据产品研制的关键.本文在引入美国SR02海表温度偏差订正方法的基础上,结合国家气象信息中心自主研发的全球海表观测定时值数据集,进行了相关参数的优化改进,从而研制... 详细信息

海表温度系统性观测偏差的订正是开展长历史序列网格化海表温度气候数据产品研制的关键.本文在引入美国SR02海表温度偏差订正方法的基础上,结合国家气象信息中心自主研发的全球海表观测定时值数据集,进行了相关参数的优化改进,从而研制了1901-2016年印度洋-太平洋核心海域月平均2°×2°分辨率的海表温度偏差订正数据集.对海温偏差订正量的时空分布特征分析表明,基于自主研制的基础数据和优化改进的方法求解的偏差订正量能有效反映海表温度观测手段的历史变迁,以及海表温度系统性偏差随季节变化的规律.同时,与ERSST订正量的对比表明,由于优化改进后的方法其阈值计算随空间样本而变,因而其局地变化特征的表现能力更强,且其订正量在观测手段转型期的变化更为明显.相较订正前的海表温度距平(SSTA)场,订正后的SSTA资料与ERSSTv5SSTA间的偏差误差和均方根误差均有明显降低.其中,偏差误差的缩减比例在37.7%~87.9%之间,均方根误差可降低0.06℃.此外,与国际同类产品的对比表明,本文发展的SSTA订正数据集与国际同类SSTA产品序列的相关系数不低于0.97,且变化趋势类似.从差异对比上看,除中高纬东亚大陆近海区域外,本文的偏差订正数据集与国际上同类产品的SSTA差异基本在-0.2~0.2℃之间.

关键词：海表温度偏差订正印太海域数据产品气候变化

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一种混沌海杂波背景下的微弱信号检测方法

物理学报 2014年第10期63卷 41-47页

作者：行鸿彦朱清清徐伟南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏省气象探测与信息处理重点实验室电子与信息工程学院南京210044

基于复杂非线性系统的相空间重构理论,提出了一种基于遗传算法的支持向量机预测方法.利用改进的自相关法和饱和关联维数法确定混沌信号的时间延迟和嵌入维,从而实现相空间重构.通过遗传算法优化支持向量机中的惩罚系数和核函数参数,并... 详细信息

基于复杂非线性系统的相空间重构理论,提出了一种基于遗传算法的支持向量机预测方法.利用改进的自相关法和饱和关联维数法确定混沌信号的时间延迟和嵌入维,从而实现相空间重构.通过遗传算法优化支持向量机中的惩罚系数和核函数参数,并结合支持向量机建立混沌序列的单步预测模型,从预测误差中检测出淹没在混沌背景中的微弱信号(包括瞬态信号和周期信号).以Lorenz系统和加拿大McMaster大学利用IPIX雷达实测得到的海杂波数据作为混沌背景噪声进行仿真实验,结果表明该方法能够有效地从混沌背景噪声中检测出微弱目标信号,所得的均方根误差为0.00049521(信噪比为-89.7704 dB),这比传统支持向量机方法的均方根误差(0.049,信噪比为-54.60 dB)降低了两个数量级.

关键词：支持向量机遗传算法海杂波相空间重构

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小型池塘水-气界面CH_4冒泡通量的观测

环境科学 2018年第2期39卷 691-702页

作者：张秀芳肖薇张弥王伟赵佳玉胡勇博谢成玉张圳谢燕红黄文晶南京信息工程大学大气环境中心南京210044 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

为了量化亚热带浅水养殖塘CH_4冒泡通量占CH_4总通量的比例,选取安徽省全椒县两个小型池塘为研究对象,采用倒置漏斗法和顶空平衡法,自2016年7月28日至8月13日观测夏季水-气界面的CH_4通量.结果表明,两个池塘CH_4冒泡通量分别是121.78 mg... 详细信息

为了量化亚热带浅水养殖塘CH_4冒泡通量占CH_4总通量的比例,选取安徽省全椒县两个小型池塘为研究对象,采用倒置漏斗法和顶空平衡法,自2016年7月28日至8月13日观测夏季水-气界面的CH_4通量.结果表明,两个池塘CH_4冒泡通量分别是121.78 mg·(m^2·d)^(-1)和161.08 mg·(m^2·d)^(-1),CH_4扩散通量分别是3.38 mg·(m^2·d)^(-1)和3.79 mg·(m^2·d)^(-1),CH_4冒泡通量占总通量比例分别是97.5%和96.4%.CH_4冒泡通量具有高度空间异质性,A塘CH_4冒泡通量的变化范围为0.11~446.90 mg·(m^2·d)^(-1),B塘CH_4冒泡通量变化范围为0.05~607.51 mg·(m^2·d)^(-1).两个池塘的气体冒泡速率都是白天高于夜间,主要受风速控制.对于较浅的池塘,在小时尺度上,CH_4冒泡通量的主要影响因素是风速;在日尺度上,CH_4冒泡通量的主要影响因素是风速和水深,其中CH_4冒泡通量与风速呈正相关关系,与水深呈负相关关系.不同纬度的水体CH_4冒泡通量不同,中纬度地区的淡水环境比高纬度地区CH_4冒泡通量更高.通过观测手段量化小型浅水池塘CH_4冒泡通量,可以为准确估算内陆水体对区域和全球碳循环的贡献提供数据支持和理论参考.

关键词：小型池塘甲烷冒泡通量甲烷扩散通量倒置漏斗法顶空平衡法

黄淮海平原植被日光诱导叶绿素荧光对骤旱的响应

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农业机械学报 2024年第10期55卷 327-338页

作者：陈治仲陈上缐子仪周聪肖薇南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室南京210044 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

为探明黄淮海平原骤旱的时空分布及其对植被光合作用的影响,基于ERA5气候再分析资料和SMCI1.0土壤湿度数据集,分析了黄淮海地区2001—2020年气候要素时空变化特征,识别了骤旱事件并研究其演变规律和主要气象影响因子,对比星载日光诱导... 详细信息

为探明黄淮海平原骤旱的时空分布及其对植被光合作用的影响,基于ERA5气候再分析资料和SMCI1.0土壤湿度数据集,分析了黄淮海地区2001—2020年气候要素时空变化特征,识别了骤旱事件并研究其演变规律和主要气象影响因子,对比星载日光诱导叶绿素荧光(Solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)、标准化差异植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)以及增强植被指数(Enhanced vegetation index,EVI)对骤旱的响应,探究了不同类型植被光合作用对骤旱的敏感性。结果表明:黄淮海地区2001—2020年整体呈暖湿化趋势,北部地区增温明显。黄淮海北部和东南部地区骤旱频发,大部分地区发生超过20次骤旱,累计受旱时长超过90候,且骤旱多发生于秋季。黄淮海地区年骤旱次数和累计骤旱时长整体呈上升趋势,增加速率分别为0.6次/(10a)和2.2候/(10a),且呈上升趋势的格点主要位于骤旱频发区。研究区骤旱次数与气温(显著正相关)、风速(负相关)以及降水量(负相关)的相关性较高。相较于NDVI和EVI,SIF随土壤水分的变化更加同步,适用于骤旱监测。黄淮海地区灌木植被SIF对骤旱最敏感,但存在较大的不确定性,农田、森林和草地等植被类型光合作用对骤旱的响应逐渐降低,但不同植被SIF与骤旱次数的最大相关系数均较为接近。

关键词：日光诱导叶绿素荧光骤旱时空变化光合作用黄淮海平原

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地表臭氧浓度升高对麦田水热通量的影响

农业工程学报 2024年第8期40卷 116-124页

作者：徐诗韵徐彦森张宇杰冯兆忠南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室南京210044

臭氧(O_(3))浓度升高危害小麦生长,现有研究尚不清楚推广新的小麦品种能否减缓O_(3)对籽粒产量、农田蒸散和水分利用效率的负面效应,且研究O_(3)浓度升高对麦田水分利用效率的影响对农业用水管理具有重要意义。该研究利用完全开放式O_(3... 详细信息

臭氧(O_(3))浓度升高危害小麦生长,现有研究尚不清楚推广新的小麦品种能否减缓O_(3)对籽粒产量、农田蒸散和水分利用效率的负面效应,且研究O_(3)浓度升高对麦田水分利用效率的影响对农业用水管理具有重要意义。该研究利用完全开放式O_(3)浓度升高平台(O_(3)-FACE),通过连续观测农田小气候特征,结合能量平衡法分析O_(3)浓度升高对麦田水热通量、小麦籽粒产量和田间水分利用效率的影响。结果表明:O_(3)浓度升高显著降低了开花后第32天小麦旗叶的叶绿素含量,降低了乳熟–成熟期的麦田潜热通量平均值和正午峰值,但影响幅度较小。O_(3)浓度升高对麦田平均水热通量及其分配无显著影响,也未影响籽粒产量、产量组成和田间水分利用效率。不同于10年前江淮地区主推的扬辐麦2号、烟农19和嘉兴002等品种,当前推广的农麦88表现出极强的O_(3)抗性。在O_(3)浓度不断升高背景下,种植农麦88有助于减缓O_(3)浓度升高对田间蒸散和水分利用效率的影响。

关键词：臭氧水热通量产量蒸散发冠层温度小麦