【目的】干旱是影响中国农业生产的主要自然灾害之一。东北地区作为中国最大的玉米生产基地,气候变化背景下干旱频发重发严重影响玉米的高产稳产。评估未来气候情景下东北地区春玉米干旱发生风险及其空间格局变化,为该地区春玉米防旱避...【目的】干旱是影响中国农业生产的主要自然灾害之一。东北地区作为中国最大的玉米生产基地,气候变化背景下干旱频发重发严重影响玉米的高产稳产。评估未来气候情景下东北地区春玉米干旱发生风险及其空间格局变化,为该地区春玉米防旱避灾以及保障其高产稳产提供科学依据。【方法】选取东北地区春玉米潜在种植区为研究区域,基于ISIMIP输出的SSP1-2.6、SSP3-7.0和SSP5-8.53种气候情景的1981—2060年逐日气象资料以及53个农业气象观测站1981—2014年春玉米生育期资料,选取作物水分亏缺指数(crop water deficit index,CWDI)为农业干旱指标,分析东北地区春玉米不同生育时期不同等级干旱时空分布特征,选择最优概率理论分布函数进行干旱指数序列的概率估算,基于信息扩散理论估算得到各点春玉米不同等级干旱风险,构建干旱风险指数,评估未来不同气候情景下东北地区春玉米干旱发生风险及未来各等级风险区的空间格局变化。【结果】(1)1981—2014年东北地区春玉米全生育期干旱指数总体呈西南高东北低的特征,表现为内蒙古东四盟(57.3%)>黑龙江省(40.6%)>辽宁省(39.5%)>吉林省(38.9%)。(2)研究区域春玉米生育中期干旱指数整体高于生育前期和生育后期。其中,2030s和2050s研究区域春玉米生育前期干旱风险概率为轻旱>中旱≈重旱>特旱,生育中期干旱风险概率为特旱>重旱>轻旱≈中旱,生育后期干旱风险概率轻旱>中旱>重旱>特旱。(3)1981—2060年,SSP1-2.6低排放情景下,东北地区春玉米较高等级干旱风险发生概率将减少,极高和较高干旱风险区明显向西南收缩,2030s和2050s面积占比分别减少5.4%和9.6%、0.8%和2.5%;而SSP3-7.0和SSP5-8.5两个高排放情景下,较高等级干旱风险发生概率增加,且较高干旱风险区向东北扩张,2050s面积占比分别增加8.5%和9.7%。【结论】基于干旱风险指数的未来干旱风险时空分布格局中,东北春玉米干旱风险呈现由西南向东北减少的特征,且未来SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下,较高干旱风险区向东北方向扩张,需关注作物关键生育时期提出针对性的防御措施。展开更多
【目的】探讨不同氮素管理模式对玉米产量、N_(2)O排放的影响,为黄土旱塬区合理施用氮肥和减缓温室气体排放提供理论依据。【方法】依托中国科学院长武黄土高原农业生态试验站,以春玉米先玉335为研究对象,开展为期2年的田间定位试验。...【目的】探讨不同氮素管理模式对玉米产量、N_(2)O排放的影响,为黄土旱塬区合理施用氮肥和减缓温室气体排放提供理论依据。【方法】依托中国科学院长武黄土高原农业生态试验站,以春玉米先玉335为研究对象,开展为期2年的田间定位试验。试验共设置5种不同氮素管理模式:不施氮(no fertilizer)、传统施氮(Con,250 kg N·hm^(-2))、减量施氮(Opt,200 kg N·hm^(-2))、减量施氮+缓控释肥(Opt+SR,200 kg N·hm^(-2))、减量施氮+硝化抑制剂(Opt+DCD,200 kg N·hm^(-2))。用静态箱-气相色谱法监测N_(2)O排放通量,并计算全球增温潜势和N_(2)O气体排放强度,分析不同氮素管理模式对春玉米产量和N_(2)O排放的影响。【结果】(1)氮肥施用后N_(2)O排放迅速升高,在施肥后2 d左右达到峰值,维持10 d后快速下降。减量施氮模式显著降低N_(2)O排放量(P<0.05)。与Con处理相比,Opt、Opt+DCD和Opt+SR处理N_(2)O排放量降低幅度分别为21.4%、27.6%和26.0%。Con、Opt、Opt+DCD和Opt+SR处理的N_(2)O增温潜势依次为425.01、334.01、307.83、314.57 kg CO_(2)-eq·hm^(-2)。与Con处理相比,Opt+DCD显著降低了N_(2)O排放强度,降幅为30.1%(P<0.05)。(2)N_(2)O排放量与表层土壤NH4+-N含量呈极显著正相关(P<0.01),而与土壤水分、温度无明显相关性。(3)与Con处理相比,Opt、Opt+DCD和Opt+SR处理能显著提高氮肥农学效率(增幅依次为25.5%、25.7%、22.2%)及氮肥偏生产力(增幅依次为29.9%、28.7%、25.4%)(P<0.05),但对春玉米的产量无显著影响。【结论】在黄土旱塬地区,适当减量施氮、缓控释肥及添加硝化抑制剂均能取得N_(2)O减排和玉米增产的效果,其中减氮20%并添加硝化抑制剂在保证玉米产量的同时,N_(2)O减排效果最好。展开更多
文摘【目的】干旱是影响中国农业生产的主要自然灾害之一。东北地区作为中国最大的玉米生产基地,气候变化背景下干旱频发重发严重影响玉米的高产稳产。评估未来气候情景下东北地区春玉米干旱发生风险及其空间格局变化,为该地区春玉米防旱避灾以及保障其高产稳产提供科学依据。【方法】选取东北地区春玉米潜在种植区为研究区域,基于ISIMIP输出的SSP1-2.6、SSP3-7.0和SSP5-8.53种气候情景的1981—2060年逐日气象资料以及53个农业气象观测站1981—2014年春玉米生育期资料,选取作物水分亏缺指数(crop water deficit index,CWDI)为农业干旱指标,分析东北地区春玉米不同生育时期不同等级干旱时空分布特征,选择最优概率理论分布函数进行干旱指数序列的概率估算,基于信息扩散理论估算得到各点春玉米不同等级干旱风险,构建干旱风险指数,评估未来不同气候情景下东北地区春玉米干旱发生风险及未来各等级风险区的空间格局变化。【结果】(1)1981—2014年东北地区春玉米全生育期干旱指数总体呈西南高东北低的特征,表现为内蒙古东四盟(57.3%)>黑龙江省(40.6%)>辽宁省(39.5%)>吉林省(38.9%)。(2)研究区域春玉米生育中期干旱指数整体高于生育前期和生育后期。其中,2030s和2050s研究区域春玉米生育前期干旱风险概率为轻旱>中旱≈重旱>特旱,生育中期干旱风险概率为特旱>重旱>轻旱≈中旱,生育后期干旱风险概率轻旱>中旱>重旱>特旱。(3)1981—2060年,SSP1-2.6低排放情景下,东北地区春玉米较高等级干旱风险发生概率将减少,极高和较高干旱风险区明显向西南收缩,2030s和2050s面积占比分别减少5.4%和9.6%、0.8%和2.5%;而SSP3-7.0和SSP5-8.5两个高排放情景下,较高等级干旱风险发生概率增加,且较高干旱风险区向东北扩张,2050s面积占比分别增加8.5%和9.7%。【结论】基于干旱风险指数的未来干旱风险时空分布格局中,东北春玉米干旱风险呈现由西南向东北减少的特征,且未来SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下,较高干旱风险区向东北方向扩张,需关注作物关键生育时期提出针对性的防御措施。
文摘【目的】探讨不同氮素管理模式对玉米产量、N_(2)O排放的影响,为黄土旱塬区合理施用氮肥和减缓温室气体排放提供理论依据。【方法】依托中国科学院长武黄土高原农业生态试验站,以春玉米先玉335为研究对象,开展为期2年的田间定位试验。试验共设置5种不同氮素管理模式:不施氮(no fertilizer)、传统施氮(Con,250 kg N·hm^(-2))、减量施氮(Opt,200 kg N·hm^(-2))、减量施氮+缓控释肥(Opt+SR,200 kg N·hm^(-2))、减量施氮+硝化抑制剂(Opt+DCD,200 kg N·hm^(-2))。用静态箱-气相色谱法监测N_(2)O排放通量,并计算全球增温潜势和N_(2)O气体排放强度,分析不同氮素管理模式对春玉米产量和N_(2)O排放的影响。【结果】(1)氮肥施用后N_(2)O排放迅速升高,在施肥后2 d左右达到峰值,维持10 d后快速下降。减量施氮模式显著降低N_(2)O排放量(P<0.05)。与Con处理相比,Opt、Opt+DCD和Opt+SR处理N_(2)O排放量降低幅度分别为21.4%、27.6%和26.0%。Con、Opt、Opt+DCD和Opt+SR处理的N_(2)O增温潜势依次为425.01、334.01、307.83、314.57 kg CO_(2)-eq·hm^(-2)。与Con处理相比,Opt+DCD显著降低了N_(2)O排放强度,降幅为30.1%(P<0.05)。(2)N_(2)O排放量与表层土壤NH4+-N含量呈极显著正相关(P<0.01),而与土壤水分、温度无明显相关性。(3)与Con处理相比,Opt、Opt+DCD和Opt+SR处理能显著提高氮肥农学效率(增幅依次为25.5%、25.7%、22.2%)及氮肥偏生产力(增幅依次为29.9%、28.7%、25.4%)(P<0.05),但对春玉米的产量无显著影响。【结论】在黄土旱塬地区,适当减量施氮、缓控释肥及添加硝化抑制剂均能取得N_(2)O减排和玉米增产的效果,其中减氮20%并添加硝化抑制剂在保证玉米产量的同时,N_(2)O减排效果最好。
