国家自然科学基金(41175097)
- 作品数：12 被引量：146H指数：7
- 相关作者：谢立勇赵洪亮林而达姜乐冯永祥更多>>
- 相关机构：沈阳农业大学中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所黑龙江八一农垦大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划辽宁省教育厅科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学经济管理环境科学与工程天文地球更多>>
- 二氧化碳浓度与温度增高对北方水稻品质影响机理研究
- 2016年
- 二氧化碳（CO2）不仅是主要的温室气体，而且直接参与作物生命过程。因而，大气中CO2浓度增高不仅加剧全球变暖，而且通过强化光合作用从而影响作物的生理代谢、产量品质。CO2对作物的影响研究随着FACE试验系统的开发和改进而不断深入。
- 关键词：二氧化碳浓度水稻温度温室气体
- FACE条件下水稻生育后期剑叶光合色素含量及产量构成的响应研究被引量：8
- 2015年
- 为明确CO2浓度增高对水稻叶片光合能力的影响,利用自由CO2富集系统(free-air carbon dioxide enrichment,FACE)研究‘松粳9号’和‘稻花香2号’水稻生育后期剑叶光合色素含量及产量构成的变化趋势;通过测定水稻孕穗—抽穗期剑叶叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,分析光合色素组成、各组分间相关关系及品种间差异;收获后实测产量构成因素,比较处理及品种间差异。结果表明,与对照相比,高CO2浓度下水稻孕穗和抽穗期叶绿素a含量都极显著升高,‘松粳9号’和‘稻花香2号’的最大增幅分别达28.46%和19.58%;抽穗后20 d分别极显著降低15.25%和23.20%。高浓度CO2极显著降低水稻抽穗后20 d叶绿素b含量,两品种降幅分别为7.57%和5.33%;极显著增加抽穗后30 d叶绿素b含量,增幅分别为4.19%和9.46%。高CO2浓度下两品种水稻抽穗期类胡萝卜素含量显著增加9.47%和13.55%,抽穗后10 d之后显著降低,最高降幅达13.54%和16.67%。高CO2浓度下水稻总叶绿素含量和叶绿素a/b比值在孕穗和抽穗期增加,抽穗后20 d减少。高CO2浓度对产量构成因素均有正面影响,增加了水稻单位面积穗数、结实率和千粒重,显著提高了千粒重,两品种增幅分别达8.6%和4.5%。试验结果明确了高CO2浓度对水稻灌浆前期剑叶光合色素的积累有促进作用,后期有抑制作用,品种间响应差异显著;千粒重增加是增产的主要因素。
- 谢立勇孙雪赵洪亮冯永祥姜乐
- 关键词：FACE剑叶类胡萝卜素
- “双碳”战略背景下农业与农村减排技术路径分析被引量：31
- 2022年
- 实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。这不仅是人类应对气候变化的客观需求,也是国内产业转型升级的现实需求。必须从高耗能、高污染向高质量的发展模式转变,向绿色低碳经济转型,实现经济社会可持续发展。随着现代农业的发展和农业现代化的推进,农业与农村领域蕴含着巨大的减排潜力和减排需求。本文梳理了农业与农村领域主要温室气体排放源,包括农田系统、畜牧业系统、垃圾废物以及日常生活。非二氧化碳温室气体是这个领域的排放重点,并且排放量相对稳定。着重分析了农业与农村温室气体源汇关系和减排潜力。汇总了农业与农村领域温室气体的主要减排路径,包括农田系统减排、畜牧系统减排、二次资源减排及绿色生活减排,其中稻田甲烷减排、旱地氧化亚氮减排以及反刍动物甲烷减排是关键。讨论了农业与农村领域减排的特殊性和科学性,提倡遵循农业与农村温室气体减排的内在潜力和客观规律,开展科技创新、技术推广,避免盲目减排、过度减排,反对单纯追求农业与农村系统内部的碳中和。明确了农业与农村领域的固碳减排必须保障食物安全不受影响,必须与农业减污降碳、绿色发展同步推进,与适应气候变化协同进行,建立完善的创新和保障体系,实现生产、生活、生态的协调发展,为生态文明建设提供支持,为乡村振兴提供助力。
- 谢立勇杨育蓉赵洪亮郭李萍靳泽群杨扬何雨桐
- 关键词：气候变化生态文明
- 粮食生产系统对气候变化的响应:敏感性与脆弱性被引量：26
- 2014年
- 气候变暖延长了作物适宜生长季,缩短了实际生育期,改变了作物的种植界线;在一些区域促进了产量增高,给作物品质带来负面影响,并改变了气象灾害与病虫害的规律,导致损失增加。未来粮食生产系统对气候变化表现出较强的敏感性,如温度增高1℃,冬小麦生育期日数平均缩短17d左右,水稻和玉米平均缩短7-8 d,但地区之间存在差异。气候变化将威胁作物产量的稳定性,并影响作物品质。脆弱性主要是面对极端事件的影响,特别是在减小暴露度和提高适应能力两个方面,因为雨养农业的暴露度明显高于灌溉农业。为此,本文提出了相应的对策建议,以降低粮食生产系统对气候变化的脆弱性。一是加强对敏感性的评估能力建设,包括完善和改进各类评估指标体系和模型,创新和发展评估方法和工具;结合实地观测和案例研究,科学评估气候变化的影响与敏感性,识别和降低研究中的不确定性;提高人类对气候系统及其变化的认识,提高气候变化影响及相应领域敏感性的认识。二是加强粮食生产系统适应能力建设,包括对已有的农田基础设施进行改造,增强对气象灾害的防御能力;通过调整农业生产结构,有计划地选用抗旱涝、抗高低温和抗病虫害等抗逆品种和新品种;发展节水农业,加强推广旱作农业技术;综合多学科的理论方法,进一步开展粮食生产系统与气候变化有关的影响和适应研究。三是加强自然和社会系统体系和功能建设,包括加强高新技术和适用技术的推广,加快科技创新和技术引进步伐;通过立法、行政、财政税收等方式,积极推进农业保险,探索农业政策保险与商业保险相结合的风险分担机制;通过调整经济结构、提高能源效率,增加粮食生产系统固碳减排能力,维护良好的生态环境。
- 谢立勇李悦钱凤魁赵洪亮韩雪林而达
- 关键词：气候变化粮食生产敏感性脆弱性恢复力
- FACE条件下CO_2浓度和温度增高对北方水稻光合作用与产量的影响研究被引量：13
- 2014年
- 大气中二氧化碳(CO2)浓度已由工业革命前的280μmol/mol增加到目前的400μmol/mol,并且仍将持续增加。作为光合作用的主要底物,CO2浓度增高对作物光合生理和产量形成将产生深刻的影响。利用开放式CO2浓度富集(FACE)系统,以北方水稻松粳9号和稻花香2号为供试材料,设置高CO2浓度(600μmol/mol)和正常大气CO2浓度(400μmol/mol),同时进行覆膜增温处理,研究CO2浓度与温度增高对水稻光合作用与产量的影响。结果表明,无论覆膜与否,大气CO2浓度增高均提高了水稻的叶片净光合速率、水分利用效率、地上部生物质量和产量,降低了气孔导度和蒸腾速率。覆膜处理增强了净光合速率、地上部生物质量和产量增高的趋势,同时减缓了气孔导度和蒸腾速率在高浓度CO2下降低的趋势。研究说明,覆膜处理下的增温会提高高CO2浓度下水稻的光合作用效率,促进增产潜力,增强水稻在高CO2浓度环境下的适应能力。
- 谢立勇姜乐冯永祥赵洪亮王惠贞林而达
- 关键词：水稻净光合速率覆膜处理
- 气候变化对农业生产与粮食安全影响的新认知被引量：40
- 2014年
- IPCC第二工作组在第五次评估报告中客观而审慎地评估了气候变化已经发生和潜在的影响、各个领域与区域的敏感性和脆弱性。针对农业生产与粮食安全,报告表明,气候变化对全球大部分地区作物、畜牧、渔业产生了影响,且负面影响更普遍;不仅影响到生产过程,也影响到非生产系统因素,但这些影响存在区域差异。极端事件(如极端高温)对作物产量、品质及市场价格的负面影响明显。大气中CO_2浓度增高有利于作物产量提高,但是与温度、臭氧以及水分利用、病虫草害等协同效应仍然不明确。增强适应可以克服增温对农业的负面影响,并减少粮食损失。关于气候变化对粮食安全非生产系统因素的影响及如何开展适应,还需要搜集更多的证据。
- 谢立勇李悦徐玉秀赵迅宋艳玲姜彤林而达
- 关键词：气候变化农业生产粮食安全
- CO_2浓度增高对北方水稻籽粒灌浆特性的影响被引量：1
- 2014年
- 利用FACE(Free air CO2enrichment)试验平台,选取北方主栽品种松粳9号和稻花香2号为试材,研究CO2浓度增高(600μmol/mol)对不同水稻品种籽粒灌浆特性的影响。在FACE条件下,松粳9号的籽粒最大灌浆速率增幅为18.0%,平均灌浆速率增幅为17.6%,灌浆前期延长0.88 d,灌浆中期和后期缩短了2.04,1.44 d,总灌浆时间缩短2.60 d。稻花香2号经过FACE处理后到达最大灌浆速率的时间比对照晚4.27 d,并且最大灌浆速率低于对照6.8%,平均灌浆速率低于对照7.7%,灌浆前期比对照延长2.45 d,中期延长3.63 d,后期延长2.56 d。千粒质量和籽粒灌浆参数的相关性分析表明,粒重和灌浆速率的关系更为密切。说明不同水稻品种的灌浆特性对CO2浓度升高的响应存在差异,松粳9号的主要响应方式是灌浆速率的提高,而稻花香2号则是灌浆持续时间的延长。
- 姜乐赵洪亮谢立勇王惠贞冯永祥
- 关键词：水稻灌浆特性
- 不同农作管理措施对东北地区农田土壤有机碳未来变化的模拟研究被引量：12
- 2015年
- 【目的】研究与探索不同农作管理措施对东北农业土壤有机碳的影响,为东北地区高产高效低碳农业及可持续发展提供科学依据。【方法】不同农作管理措施能够影响土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)的未来变化,该研究基于东北地区4个长期定位试验站点(黑龙江省哈尔滨站点、吉林省公主岭站点、吉林省德惠站点、辽宁省沈阳站点)的试验数据,用站点的实测作物产量和SOC双标准对DAYCENT模型进行校验。DAYCENT模型调整的相关参数包括作物参数、耕作方式参数、施肥参数、收获参数和有机肥参数等,在对所选试验站点的长期定位试验结果校验后,利用已校验的各项参数,对模型模拟情况进行验证,发现模型模拟值与实测值吻合良好,表明DAYCENT模型适用于这4个地区的作物产量和SOC模拟,可以较好地模拟SOC的动态变化。进而研究在未来气候变化情景下(representative concentration pathway 4.5,RCP 4.5),用校验了的DAYCENT模型对这4个站点在4种不同管理情景(施用化肥、增施有机肥、秸秆还田、免耕)下的SOC变化情况进行模拟。【结果】模拟结果显示,对于哈尔滨站点,采用有机肥和氮磷钾化肥配施处理(MNPK)在短时间内使SOC升高较快,而从长远来看,配施低量有机肥与单施用化肥对SOC增加的斜率基本一致,但由于化肥和有机肥配施(MNPK)处理的初始SOC含量高,其SOC未来含量的绝对值也比较高;对于德惠站点,虽然短时间内,免耕处理SOC低于常耕处理,但长期看来,免耕更有利于增加SOC,其SOC涨幅逐渐高于常耕处理,40年间相对增加了11.88%;公主岭站点有机肥氮磷钾化肥配施和氮磷钾化肥结合秸秆还田措施较单施化肥可显著提高农田SOC;沈阳站点的未来有机碳模拟发现,在单施化肥情况下,未来的42年内SOC呈略微下降趋势,相对降低2.83%,从长远看来,单施化肥并不能使该地区SOC增加,因此,可以考虑采用
- 李悦郭李萍谢立勇黄树青徐玉秀赵迅
- 关键词：土壤有机碳气候变化
- 大气CO_(2)浓度升高条件下稻稗共生系统中稗草对水稻光合生理的影响被引量：3
- 2022年
- 稗草是水稻田的恶性杂草之一,严重影响水稻的生长发育和产量形成。为明确CO_(2)浓度升高条件下稗草和水稻的光合生理响应及其竞争关系变化,以吉粳88为研究对象,利用开放式CO_(2)浓度富集系统(FACE系统)开展模拟试验。试验设置2个CO_(2)浓度,分别为自然大气CO_(2)浓度(400μmol·mol^(-1))和高CO_(2)浓度(550μmol·mol^(-1)),高CO_(2)浓度环境应用FACE系统进行调控;每种CO_(2)浓度处理中设2种种植方式,分别为清种水稻和水稻与稗草混种,稗草与水稻种植密度比为1:5,在水稻各生育期测定相应的光合生理指标并进行分析。结果表明:CO_(2)浓度升高使水稻每穴穗数显著增加,结实率也有所提高,最终使水稻产量显著提高;稗草与水稻混种使水稻结实率显著降低,水稻千粒重显著增加,最终使水稻产量显著降低;CO_(2)浓度升高和稗草互作使水稻千粒重显著提高,但对产量影响并不显著。CO_(2)浓度升高使水稻干物质量显著提高,稗草使水稻干物质量显著降低;而CO_(2)浓度升高和稗草互作对水稻干物质影响不显著。CO_(2)浓度升高使水稻剑叶净光合速率、胞间CO_(2)浓度及SPAD值显著升高,使水稻剑叶气孔导度和蒸腾速率显著降低,稗草显著降低了水稻剑叶净光合速率、胞间CO_(2)浓度、气孔导度、蒸腾速率、瞬时水分利用效率及SPAD值;CO_(2)浓度和稗草互作使水稻剑叶净光合速率先降低后升高。水稻抽穗后CO_(2)浓度升高对水稻光合作用的影响大于稗草对水稻光合作用的影响。
- 金殿玉谢立勇赵洪亮李颖韩雪何雨桐林而达
- 关键词：气候变化稗草水稻光合作用
- CO_(2)浓度升高条件下稗草与水稻生长空间竞争关系研究
- 2022年
- 为明确CO_(2)浓度升高条件下稗草(Echinochloa crusgalli)与水稻(Oryza sativa)生长空间的竞争关系,以“吉粳88”为研究对象,利用开放式CO_(2)富集系统(Free-air CO_(2) enrichment,FACE),开展了水稻与稗草共生混种试验。试验设置2个处理,CO_(2)摩尔分数分别为400μmol·mol^(−1)(自然大气情景下)和550μmol·mol^(−1)(高浓度CO_(2)环境应用FACE系统进行调控)。每个CO_(2)浓度处理中设2个稗草密度,分别为水稻清种和水稻与稗草混种,共计4个组合。以自然大气CO_(2)浓度下水稻清种处理为对照(CK),自然大气CO_(2)浓度下水稻与稗草混种处理为TB、高浓度CO_(2)下水稻清种处理为TC、高浓度CO_(2)下水稻与稗草混种为BC。在水稻各发育期分别测定形态生理指标和根系指标并进行分析。结果表明,稗草混种处理对水稻每穴穗数和结实率均有负向作用,但未达到显著水平。稗草对水稻拔节期的株高有负向作用,稗草混种处理对水稻分蘖期叶面积指数下降了23.2%,使水稻在抽穗期分蘖数减少了34.5%,均达到显著水平。稗草混种处理降低了水稻根系氧化力,在水稻分蘖期、拔节期、抽穗期分别降低了41.6%、10.9%、14.2%,且均达到显著水平。稗草混种处理对水稻根系总吸收面积有负向作用,且在抽穗期和成熟期达到显著水平,在分蘖期达到极显著水平,CO_(2)浓度升高与稗草互作对水稻根系总吸收面积影响以负效应为主。研究结果明确了在CO_(2)浓度升高的条件下,稗草对水稻分蘖期和拔节期生长空间表现出明显的抑制作用,也是稗草与水稻生长竞争的关键时期。
- 邓天乐谢立勇张凤哲赵洪亮蒋语童
- 关键词：二氧化碳稗草水稻气候变化
