全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 23 期摇 摇 2012 年 12 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
中国石龙子母体孕期调温诱导幼体表型:母体操纵假说的实验检测 李摇 宏,周宗师,吴延庆,等 (7255)……
同种或异种干扰对花鼠分散贮藏点选择的影响 申摇 圳,董摇 钟,曹令立,等 (7264)……………………………
曝气充氧条件下污染河道氨挥发特性模拟 刘摇 波,王文林,凌摇 芬,等 (7270)…………………………………
贵州草海越冬斑头雁日间行为模式及环境因素对行为的影响 杨延峰,张国钢,陆摇 军,等 (7280)……………
青藏高原多年冻土区积雪对沼泽、草甸浅层土壤水热过程的影响 常摇 娟,王根绪,高永恒,等 (7289)………
长沙城市斑块湿地资源的时空演变 恭映璧,靖摇 磊,彭摇 磊,等 (7302)…………………………………………
基于模型数据融合的千烟洲亚热带人工林碳水通量模拟 任小丽,何洪林,刘摇 敏,等 (7313)…………………
农田氮素非点源污染控制的生态补偿标准———以江苏省宜兴市为例 张摇 印,周羽辰,孙摇 华 (7327)………
用 PFU微型生物群落监测技术评价化工废水的静态毒性 李朝霞,张玉国,梁慧星 (7336)……………………
京郊农业生物循环系统生态经济能值评估———以密云尖岩村为例 周连第,胡艳霞,王亚芝,等 (7346)………
基于遥感的夏季西安城市公园“冷效应冶研究 冯晓刚,石摇 辉 (7355)…………………………………………
海南岛主要森林类型时空动态及关键驱动因子 王树东,欧阳志云,张翠萍,等 (7364)…………………………
不同播种时间对吉林省西部玉米绿水足迹的影响 秦丽杰,靳英华,段佩利 (7375)……………………………
黄土塬区不同品种玉米间作群体生长特征的动态变化 王小林,张岁岐,王淑庆,等 (7383)……………………
密植条件下种植方式对夏玉米群体根冠特性及产量的影响 李宗新,陈源泉,王庆成,等 (7391)………………
沙地不同发育阶段的人工生物结皮对重金属的富集作用 徐摇 杰,敖艳青,张璟霞,等 (7402)…………………
增强 UV鄄B辐射和氮对谷子叶光合色素及非酶促保护物质的影响 方摇 兴,钟章成 (7411)……………………
不同产地披针叶茴香光合特性对水分胁迫和复水的响应 曹永慧,周本智,陈双林,等 (7421)…………………
芦芽山林线华北落叶松径向变化季节特征 董满宇,江摇 源,王明昌,等 (7430)…………………………………
地形对植被生物量遥感反演的影响———以广州市为例 宋巍巍,管东生, 王摇 刚 (7440)………………………
指数施肥对楸树无性系生物量分配和根系形态的影响 王力朋,晏紫伊,李吉跃,等 (7452)……………………
火烧伤害对兴安落叶松树干径向生长的影响 王晓春,鲁永现 (7463)……………………………………………
山地梨枣树耗水特征及模型 辛小桂,吴普特,汪有科,等 (7473)…………………………………………………
两种常绿阔叶植物越冬光系统功能转变的特异性 钟传飞,张运涛,武晓颖,等 (7483)…………………………
干旱胁迫对银杏叶片光合系统域荧光特性的影响 魏晓东,陈国祥,施大伟,等 (7492)…………………………
神农架川金丝猴栖息地森林群落的数量分类与排序 李广良,丛摇 静,卢摇 慧,等 (7501)………………………
碱性土壤盐化过程中阴离子对土壤中镉有效态和植物吸收镉的影响 王祖伟,弋良朋,高文燕,等 (7512)……
两种绣线菊耐弱光能力的光合适应性 刘慧民,马艳丽,王柏臣,等 (7519)………………………………………
闽楠人工林细根寿命及其影响因素 郑金兴,黄锦学,王珍珍,等 (7532)…………………………………………
旅游交通碳排放的空间结构与情景分析 肖摇 潇,张摇 捷,卢俊宇,等 (7540)……………………………………
北京市妫水河流域人类活动的水文响应 刘玉明,张摇 静,武鹏飞,等 (7549)……………………………………
膜下滴灌技术生态鄄经济与可持续性分析———以新疆玛纳斯河流域棉花为例
范文波,吴普特,马枫梅 (7559)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
高温胁迫及其持续时间对棉蚜死亡和繁殖的影响 高桂珍,吕昭智,夏德萍,等 (7568)…………………………
桉树枝瘿姬小蜂虫瘿解剖特征与寄主叶片生理指标的变化 吴耀军,常明山,盛摇 双,等 (7576)………………
西南桦纯林与西南桦伊红椎混交林碳贮量比较 何友均,覃摇 林,李智勇,等 (7586)……………………………
长沙城市森林土壤 7 种重金属含量特征及其潜在生态风险 方摇 晰,唐志娟,田大伦,等 (7595)………………
专论与综述
城乡结合部人鄄环境系统关系研究综述 黄宝荣,张慧智 (7607)…………………………………………………
陆地生态系统碳水通量贡献区评价综述 张摇 慧,申双和,温学发,等 (7622)……………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*380*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*38*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄12
封面图说: 麋鹿群在过河———麋鹿属于鹿科,是中国的特有动物。 历史上麋鹿曾经广布于东亚地区,到 19 世纪时,只剩下在北
京南海子皇家猎苑内一群。 1900 年,八国联军攻陷北京,麋鹿被抢劫一空。 1901 年,英国的贝福特公爵用重金从
法、德、荷、比四国收买了世界上仅有的 18 头麋鹿,以半野生的方式集中放养在乌邦寺庄园内,麋鹿这才免于绝灭。
在世界动物保护组织的协调下,1985 年起麋鹿从英国分批回归家乡,放养到北京大兴南海子、江苏省大丰等地。 这
是在江苏省大丰麋鹿国家级自然保护区放养的麋鹿群正在过河。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 23 期
2012 年 12 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 23
Dec. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2005CB121101); 吉林省科技发展计划项目(20070559); 教育部人文社会科学规划基金项目
(10YJA840032); 吉林省教育厅社会科学项目(2007552)
收稿日期:2012鄄05鄄04; 摇 摇 修订日期:2012鄄11鄄15
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: qinlj953@ nenu. edu. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201205040639
秦丽杰,靳英华,段佩利.不同播种时间对吉林省西部玉米绿水足迹的影响.生态学报,2012,32(23):7375鄄7382.
Qin L J, Jin Y H, Duan P L. Impact of different sowing dates on green water footprint of maize in western Jilin Province. Acta Ecologica Sinica,2012,32
(23):7375鄄7382.
不同播种时间对吉林省西部玉米绿水足迹的影响
秦丽杰*,靳英华,段佩利
(东北师范大学城市与环境科学学院,长春摇 130024)
摘要:玉米是吉林省西部的主要农作物,水是玉米生产的主要制约因素。 如何有效利用有限的水资源,保证玉米高产是亟需解
决的问题。 通过大田试验,探讨不同播种时间对吉林省西部玉米生产过程中绿水消耗量及其来源的影响,以提高雨水的利用
率。 3a大田试验的研究结果表明,无论是降水较充足的 2005 年,还是一般干旱的 2006 年和极端干旱的 2007 年,玉米生产需水
量中均以绿水消耗量为主,占 98%以上。 玉米生产的绿水足迹中, 2005 年以有效降水足迹为主,2006 年、2007 年以土壤水足迹
为主。 前 3 个播期的玉米绿水足迹中有效降水量所占比例,2005 年分别为 80. 4% 、87. 6%和 89. 1% ,2006 年分别为 41郾 3% 、
43. 3%和 46. 6% ,2007 年分别为 34. 2% 、35. 5%和 36. 5% 。 适当晚播使玉米生长季中有相对较多的降水量,气温亦较高,雨热
匹配较好,利于玉米生长,而且绿水足迹中有效降水量所占比重也较大。 因此,适当晚播有利于提高雨养农业区雨水的利用率,
保护土壤水平衡,促进农业的可持续发展。
关键词:绿水足迹;不同播种时间;玉米;吉林省西部
Impact of different sowing dates on green water footprint of maize in western
Jilin Province
QIN Lijie*, JIN Yinghua, DUAN Peili
College of Urban and Environmental Science, Northeast Normal University, Changchun 130024, China
Abstract: Maize is the main crop in western Jilin Province. Water is a major constraint on maize production. How to
effectively utilize the limited water resources to ensure maize production needs to be solved urgently. Formerly the irrigation
water was as the key indicator to measure the water consumption during crop production. However, it neglected the
consumption of soil water and water pollution. Water footprint connects the physical and virtual forms of water, which covers
blue water, green water and gray water. It can truly reflect water demand and its sources. Recently, the most studies
regarding water footprint are to investigate the water footprints of consumer products and products trade between regions or
countries. Whereas researching the water footprint in the production process is little.
According to the field experiments of maize, we explore the impact of different sowing dates on the source and
consumption of green water, to determine the satisfactory degree of precipitation on maize growth and achieve the optimum
matching relationship between sowing date and precipitation and temperature in maize growing season under the background
of global warming. Results of 3鄄years experiments showed that either in the rainy year of 2005, or in the drought year of
2006 and extreme drought year of 2007, the green water consumption was the main water requirement in the maize
production, which took the ratio over 98% . The green water footprint of maize production was mainly the effective
precipitation in 2005 and soil water in 2006 and 2007. Effective precipitation in the green water footprint of the first three
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sowing dates accounted for 80. 4% , 87. 6% and 89. 1% during 2005, 41. 3% , 43. 3% and 46. 6% during 2006, and
34郾 2% , 35. 5% and 36. 5% during 2007, respectively. It implied that late sowing could gain more precipitation and
higher temperature in maize growing stages. Water and thermal resources matched well, which was beneficial to maize
production. Moreover, the effective precipitation took large ratio in the green water footprint. Therefore, late sowing is
useful to enhance the rate of rainwater utilization, keep the soil water balance and promote the agricultural sustainable
development.
In the current studies of virtual water and water footprint, the basically method was statistics calculation and analysis.
However the statistics do not reflect the differences within the region, the practical production and the water consumption.
Field experiments, from the microscopic view, can break through the limitations that the studies of virtual water, water
footprint are only from the view of macro鄄 and meso鄄scale. This paper investigates the regularity of the green water footprint
of maize in different sowing dates under the same conditions of soil and cropland management, and provides the basis for the
further subdivision of green water and the improvement of green water utilization.
Key Words: green water footprint; different sowing dates; maize; western Jilin province
玉米是吉林省西部的主要农作物,但吉林省西部干旱缺水,生态环境脆弱,水是玉米生产的主要制约因
素。 如何有效利用有限的水资源,保证玉米高产是亟需解决的问题。 以往通常以灌溉用水作为衡量作物生产
耗水的主要指标,忽视了作物生长中对土壤水的利用及生产过程中可能造成的水质污染。
虚拟水概念[1]的提出打破了人们固有的“实体水冶观念,将包含在产品中“看不见冶的水加以利用。 水足
迹[2]则将实物形态的水与虚拟形态的水联系起来,涵盖了蓝水、绿水和灰水,可以真实地反映对水资源的需
求及所需水资源的来源。
在目前的水足迹研究中,探讨居民消费产品的水足迹及国家、地区间产品贸易的水足迹较多[3鄄13],而探讨
这些产品生产过程中消耗的水量及其来源的则较少。 本文通过大田试验,探讨在全球气候变化的背景下,吉
林省西部玉米播种日期的延后对生产过程中绿水消耗量及其来源的影响,即比较分析不同播种时间玉米绿水
足迹的动态变化,以实现水资源的合理利用,保护生态环境,促进农业的可持续发展。
1摇 研究区概况
研究区位于吉林省西部长岭县的东北师范大学松嫩草地生态研究站(44毅40忆 N,123毅44忆 E) 附近的农田,
土壤为风沙土。 研究区年平均温度 5. 2益,活动积温 2920益,无霜期 140—160d,年平均降水量 453 mm,约
70%的降水量集中在 6—8月份。 年平均蒸发量 1600 mm,约是降水量的 3. 5 倍。 春季的干旱(3—5月)和大
风(17. 2—20. 7 m / s)是该地区气候的典型特征。 农业生产为雨养农业。
为探讨不同播种时间对玉米需水量及绿水足迹的影响,在 2005—2007 年开展玉米大田试验。 3 个试验
年生长季降水量分别为 413. 9 mm、235 mm、209. 9 mm。 2005 年生长季降水量高于多年平均值(387. 3 mm),
而 2006 年和 2007 年生长季遭遇干旱。 以 1953—2009 年降水量为统计数据, 2007 年的降水频率为 94% ,生
长季降水量不仅少,而且分布极不均匀,为极端干旱年。
2摇 研究方法
2. 1摇 大田试验
在 2005—2007 年的大田试验中,玉米垄作垄台播种,垄距为 65cm,株距为 40cm。 玉米品种为郑单 958。
坐水种,用水量为 40 m3 / hm2。 种肥为磷酸二铵(N鄄P鄄K,18鄄46鄄0),施肥量为 6. 5g /株。 大喇叭口期中耕施肥,
尿素施用量为 6. 5g /株。 试验小区面积为 25 m伊3. 9 m,4 次重复,采用随机区组排列。 每个试验小区的播种
方法、施肥及其它管理方式均相同,生长季无灌溉。
2005 年的播种时间分别为 5 月 6 日、5 月 20 日、5 月 30 日、6 月 15 日;2006 年的播种时间分别为 5 月 7
日、5 月 15 日、5 月 30 日、6 月 15 日;2007 年的播种时间分别为 5 月 10 日、5 月 20 日、5 月 30 日、6 月 20
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日。 其中,每年的第 1 次播种时间为正常播种时间,作为对照。 每年各播期均在 10 月 1 日收获。
2. 2摇 水足迹量化方法
2. 2. 1摇 作物生长需水量
作物生长所需的水量采用联合国粮农组织 FAO推荐的 Penman鄄Monteith模型计算。
首先,计算气候因素影响下的参考作物需水 ET0:
ET0 =
0. 408驻 Rn -( )G + 酌
900
T + 273
U2 es - e( )a
驻 + 酌 1 + 0. 34U( )2
(1)
式中,Rn 为作物表面的净辐射量(MJ·m
-2·d-1);G为土壤热通量 (MJ·m-2·d-1);T 为平均气温 (益); U2 为离
地面 2m高处的风速 (m / s); es 为饱和水气压 (kPa); ea 为实测水气压(kPa);es-ea 为饱和水气压与实际水
气压的差额(kPa);驻为饱和水气压与温度相关曲线的斜率(kPa / 益);酌为湿度计常数 (kPa / 益)。
然后,用作物系数 Kc 对 ET0 进行调整,获得具体农作物生长需水 ETc:
ETc = KcET0 (2)
本文采用联合国粮农组织开发的基于 Penman鄄Monteith模型的 CropWat软件计算玉米生长需水量。
2. 2. 2摇 作物生长需水中蓝水、绿水划分
作物生长需水一般包括蓝水和绿水两部分。 蓝水是降水形成的地表水和地下水,是可见的液态水流,包
括河流、湖泊及地下含水层中的水,在作物生长需水中通常以灌溉用水来表示;绿水是降水中下渗到非饱和土
壤层中用于植物生长的水,是垂向进入大气的不可见水[14鄄19]。
研究区玉米生长季无灌溉,除坐水种的需水量外,玉米生长需要的水分均来自土壤水。 单位质量玉米生
长所需水量的计算公式为:
VWprod = VWblue + VWgreen =
IR
Y
+ CWR - IR
Y
(3)
式中,VWprod 为单位质量玉米生长需水量(m3 / kg);VWblue 为单位质量玉米蓝水量(m3 / kg);VWgreen 为单位质量
玉米绿水量(m3 / kg);CWR为玉米生长需水量(m3 / hm2),CWR=
ETc 伊 10000
1000
;IR为坐水种需水量(m3 / hm2);
Y为玉米产量(kg / hm2)。
玉米生长所需的绿水来源于两部分,一是有效降水,另一是除有效降水之外的土壤水。
当有效降水量 ER逸CWR-IR时,单位质量玉米绿水量为:
VWgreen =
CWR - IR
Y
(4)
当有效降水量 ERVWgreen =
ER
Y
+ SW
Y
(5)
式中,ER为有效降水量(m3 / hm2),SW为除有效降水之外的土壤水消耗量(m3 / hm2)。
3摇 结果与分析
3. 1摇 不同年份不同播种时间的玉米生长需水量
在 3 个试验年中,不同年份、不同播种时间的玉米产量不同,其中,2005 年各播期的平均产量最高,2006
年次之,2007 年最低。 每个试验年前 3 个播期的产量较高,而第四个播期的产量较低。
将 2005—2007 年研究区的气象数据输入联合国粮农组织提供的 Cropwat 8. 0,并根据试验地的实际情况
及区域的玉米系数[20鄄22]对软件中的 Kc 值进行修正,计算玉米生长需水量。 研究区不同播种时间玉米生长季
各月需水量如图 1 所示。
相同播种时间的玉米生长需水量,2007 年值最大,2006 年次之,2005 年最小。
7737摇 23 期 摇 摇 摇 秦丽杰摇 等:不同播种时间对吉林省西部玉米绿水足迹的影响 摇
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图 1摇 2005—2007 年不同播种时间玉米生长季各月需水量
Fig. 1摇 Water demand during maize growing season under different sowing dates in 2005, 2006 and 2007
在 3 个试验年中,正常播种时间的玉米生长季需水呈现先升后降的趋势,高峰期均在 6—8月。 玉米生长
初期,植株较小,需水量低;6 月以后随着植株增大,叶面积指数增大,蒸腾量增加,需水量升高;到 7、8 月份玉
米冠层充分发育,需水量大,7 月达到最大值。 9 月,由于植株衰老,蒸腾量减少,需水量亦降低。
第 2 个播期的玉米生长季需水量与正常播种时间需水量规律一致,只是由于播种时间推后,5 月需水量
较少,而 8、9 月需水量与正常播种时间相比明显增加,增加幅度达 10%—30% 。 总需水量低于正常播种
时间。
第 3 个播期,6 月需水量与正常播种时间相比较小, 8 月需水量最大,9 月需水量大幅增加,增加幅度达
70%—90% 。 总需水量低于前一播期。
第 4 个播期的玉米生长季需水量,8、9 月为需水高峰期,但由于播种时间延后,生长尚未完成,总需水量
最低。
3. 2摇 不同年份不同播种时间的玉米绿水足迹
研究区玉米生长所需水分来源,除坐水种的蓝水外,无灌溉,其它均来源于绿水,如表 1。 蓝水消耗量占
需水量的 0. 7%—1. 1% ,绿水消耗量占 98. 9%—99. 3% 。
3a中,虽然采用相同的试验地、相同的品种、相同的播种方法、相同的施肥量、相同的农田管理,但由于不
同播种时间的水热条件的差异,玉米产量差异明显,因此,单位质量玉米蓝水、绿水的消耗量也不同,如表 2。
3a中,单位质量玉米蓝水量约 0. 005—0. 019 m3 / kg,占单位质量玉米需水量的 1%左右;单位质量玉米绿
水量为 0. 467—1. 608 m3 / kg,占单位质量玉米需水量的 99%左右。 其中,前 3 个播期 2007 年单位质量玉米绿
水量最高,2005 年最低;而最后一个播期 2007 年的单位质量玉米绿水量最低,2005 年最高。
研究区降水量较少,有效降水量无法满足玉米生长需水,因此,除有效降水之外,还需由原来储存在土壤
中的水分来满足玉米生长需要。 因此,玉米生长消耗的绿水由两部分组成,即有效降水和土壤水。 有效降水
与土壤水在生长季各月的水足迹比较如表 3。
8737 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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表 1摇 2005—2007 年不同播种时间玉米生长需水中的蓝水、绿水足迹 (m3 / hm2)
Table 1摇 Blue water footprint and green water footprint of maize under different sowing dates in 2005, 2006 and 2007
年份
Time
播种时间
Sowing date
玉米需水量
Water demand of maize
蓝水足迹
Blue water footprint
绿水足迹
Green water footprint
2005 05鄄06 4318 40 4278
05鄄20 3938 40 3898
05鄄30 3750 40 3710
06鄄15 3378 40 3338
2006 05鄄07 5180 40 5140
05鄄15 4905 40 4865
05鄄30 4426 40 4386
06鄄15 3871 40 3831
2007 05鄄10 5438 40 5398
05鄄20 5126 40 5086
05鄄30 4821 40 4781
06鄄20 3941 40 3901
表 2摇 2005—2007 年不同播种时间单位质量玉米蓝水、绿水量(m3 / kg)
Table 2摇 Blue water volume and green water volume per unit maize weight under different sowing dates in 2005, 2006 and 2007
年份
Time
播种时间
Sowing date
单位质量玉米蓝水量
Blue water volume per
unit maize weight
单位质量玉米蓝水量
占单位质量玉米
需水量的比例
Proportion of blue
water volume
单位质量玉米绿水量
Green water volume per
unit maize weight
单位质量玉米绿水量
占单位质量玉米
需水量的比例
Proportion of green
water volume
2005 05鄄06 0. 005 0. 9% 0. 568 99. 1%
05鄄20 0. 005 1. 1% 0. 467 98. 9%
05鄄30 0. 005 1. 0% 0. 473 99. 0%
06鄄15 0. 019 1. 2% 1. 608 98. 8%
2006 05鄄07 0. 005 0. 8% 0. 634 99. 2%
05鄄15 0. 005 0. 8% 0. 617 99. 2%
05鄄30 0. 006 0. 9% 0. 691 99. 1%
06鄄15 0. 014 1. 0% 1. 365 99. 0%
2007 05鄄10 0. 006 0. 7% 0. 815 99. 3%
05鄄20 0. 007 0. 8% 0. 912 99. 2%
05鄄30 0. 006 0. 8% 0. 749 99. 2%
06鄄20 0. 014 1. 1% 1. 317 98. 9%
表 3摇 2005—2007 年不同播种时间玉米绿水足迹分解 (m3 / hm2)
Table 3摇 Green water footprint of maize under different sowing dates in 2005, 2006 and 2007
年份
Time
播种时间
Sowing
date
5 月 May
有效降水
足迹
土壤水
足迹
6 月 June
有效降水
足迹
土壤水
足迹
7 月 July
有效降水
足迹
土壤水
足迹
8 月 August
有效降水
足迹
土壤水
足迹
9 月 September
有效降水
足迹
土壤水
足迹
2005 05鄄06 156 210 1009 0 786 602 784 266 465 0
05鄄20 129 3 616 0 786 527 784 490 563 0
05鄄30 0 0 435 0 786 360 784 537 617 191
06鄄15 - - 151 0 725 0 784 533 617 528
2006 05鄄07 101 282 497 700 600 1182 600 662 325 191
05鄄15 84 153 497 406 600 1144 600 827 325 229
05鄄30 0 0 497 29 600 860 600 942 325 533
06鄄15 - - 192 0 600 310 600 925 325 879
2007 05鄄10 114 195 354 964 882 932 305 1178 191 283
05鄄20 72 81 354 557 882 837 305 1364 191 443
05鄄30 0 0 354 287 882 617 305 1425 191 720
06鄄20 - - 152 0 775 0 305 1341 191 1137
摇 摇 有效降水足迹 Effective precipitation footprint; 土壤水足迹 Soil water footprint
9737摇 23 期 摇 摇 摇 秦丽杰摇 等:不同播种时间对吉林省西部玉米绿水足迹的影响 摇
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玉米生产的绿水足迹中,降水较充足的 2005 年以有效降水足迹为主,而降水少的干旱年份 2006 年、2007
年以土壤水足迹为主。
2005 年正常播种时间的绿水足迹中,6 月结余有效降水量 88m3 / hm2,补给 7 月土壤水消耗,9 月结余有效
降水量 152m3 / hm2。 土壤水共支出 838 m3 / hm2;第 2 个播期的绿水足迹中,6 月结余有效降水量 481m3 / hm2,
补给 7 月土壤水消耗,9 月结余有效降水量 54m3 / hm2。 土壤水共支出 485 m3 / hm2;第 3 个播期的绿水足迹
中,5 月结余蓝水 11 m3 / hm2、有效降水量 13m3 / hm2,6 月结余有效降水量 662m3 / hm2,补给 7、8 月土壤水消
耗。 土壤水共支出 403 m3 / hm2。 第 4 个播期的绿水足迹中, 6 月结余有效降水量 474m3 / hm2,7 月结余有效
降水量 61m3 / hm2,补给 8、9 月土壤水消耗。 土壤水共支出 526 m3 / hm2。
2006 年正常播种时间的绿水足迹中,每月有效降水量均无结余,土壤水共支出 3017 m3 / hm2;第 2 个播期
的绿水足迹中,每月有效降水量均无结余,土壤水共支出 2759m3 / hm2;第 3 个播期的绿水足迹中, 5 月结余蓝
水 8 m3 / hm2、有效降水量 23m3 / hm2,补给 6 月土壤水消耗。 土壤水共支出 2341 m3 / hm2;第 4 个播期的绿水
足迹中,6 月结余有效降水量 101m3 / hm2,补给 7 月土壤水消耗。 土壤水共支出 2013 m3 / hm2。
2007 年正常播种时间的绿水足迹中,每月有效降水量均无结余,土壤水共支出 3552 m3 / hm2;第 2 个播期
的绿水足迹中,每月有效降水量均无结余,土壤水共支出 3282m3 / hm2;第 3 个播期的绿水足迹中, 5 月结余蓝
水 8 m3 / hm2、有效降水量 12m3 / hm2,补给 6 月土壤水消耗。 土壤水共支出 3037 m3 / hm2;第 4 个播期的绿水
足迹中, 6 月结余有效降水量 25m3 / hm2,7 月结余有效降水量 107m3 / hm2,补给 8 月土壤水消耗。 土壤水共支
出 2346 m3 / hm2。
3. 3摇 气象因素对不同播种时间的玉米绿水足迹的影响
3a大田试验中,不同播种时间的绿水足迹均是从前往后依次递减,相同播种时间的玉米绿水足迹 2005
年最低,2007 年最高,2006 年居中。 玉米绿水足迹的变化不仅受播种日期的影响,而且与气候条件密切相关。
玉米生长季各旬气温、降水与物候期如图 2。
图 2摇 2005—2007 年不同播种时间玉米生长季旬气温、旬降水与物候期
Fig. 2摇 Comparison of dekad temperature and precipitation with phenophase during maize growing season in 2005, 2006 and 2007
0837 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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降水量较充足的 2005 年,5、6 月降水多,正常播种时气温较低,出苗时间较第 2 个播期和第 3 个播期长,
前 3 个播期基本同时进入抽穗期。 第 2 个播期和第 3 个播期玉米生长的雨热条件优于正常播期,而第 2 个播
期比第三个播期的生育期略长一些,产量高。 2005 年前 3 个播期的绿水足迹中有效降水量分别占 80. 4% 、
87. 6%和 89. 1% 。
降水分布正常的一般干旱年 2006 年,受高温少雨的影响,前 3 个播期出苗所用时间基本相同,所以先播
种的玉米各生育期都早,百粒重和单穗的粒数显著高于后播种的,因此早播种产量较高。 2006 年前 3 个播期
的绿水足迹中有效降水量分别占 41. 3% 、43. 3%和 46. 6% 。
降水分布极不均匀的极端干旱年 2007 年,5 月和 6 月降水较少,直到 7 月才有较多降水,各播期玉米产量
均较低。 正常播种时间的玉米比第 2 个播期、第 3 个播期出苗快,百粒重较大。 第 3 个播期比第 2 个播期更
靠近雨期,所以第 3 个播期玉米的百粒重和单穗的粒数都优于第 2 个播期。 2007 年前 3 个播期的绿水足迹中
有效降水量分别占 34. 2% 、35. 5%和 36. 5% 。
2005—2007 年的大田试验说明,在前 3 个播期中,越晚播有效降水量所占比重越大,对土壤水平衡有利;
而越是干旱的年份,有效降水量在绿水足迹中所占的比重越小,对土壤含水量影响越大,不利于土壤水平衡。
从不同播期的绿水足迹来看,正常播种时间 5 月土壤水消耗量较大,远远超过有效降水量,第 2、第 3 个播期
的玉米生长季中降水量较大,气温亦较高,雨热匹配优于正常播种时间,利于玉米生长,而且有效降水量所占
比重也较大。 因此,可选择适当延后播种,提高雨水的利用率。
4摇 结论与讨论
(1) 探讨不同播种时间对玉米绿水足迹的影响,既可掌握不同年份玉米绿水足迹的变化,分析玉米生产
过程中的水分来源,又可了解播种时间与玉米生长季雨热的最佳匹配,确定降水资源对作物生产的满足程度,
为解决生产中存在的矛盾提供一定的依据。 只有充分利用当地降水资源,才利于保护土壤水平衡,促进农业
的可持续发展。
(2) 研究区玉米传统播种时间在 5 月 1 日前后,正值气温高、降水少、多大风的时段,对出苗和幼苗定居
极为不利,甚至由于大风使种子被吹出,不得不补种或者重种,贻误农时并加重农民的经济负担。 如果延迟播
种可躲过大风期,又能有有效降水出现,将有利于出苗。 本文通过大田试验,认为晚播有利于提高有效降水的
利用量,保护土壤水平衡。 可将玉米播种期适当延后,提高雨养农业区雨水的利用率。
(3) 在目前的虚拟水、水足迹研究中,基本上是运用统计数据来加以计算分析,但是统计数据中的粮食产
量、灌溉量等只是某地区的总值,不能反映这一地区内的差异及某一地块的实际产量、用水量等。 通过大田试
验,从微观的角度探讨水足迹,既可突破虚拟水、水足迹只从宏观、中观进行研究的局限,又可反映实际的生产
状况。 本文探讨了相同的土壤及农田管理条件下,不同试验年份玉米绿水足迹的变化规律,为绿水进一步细
分,提高绿水利用率提供依据。 在有条件的情况下,应延长大田试验研究时间,获得较长时间序列数据,以充
分反映水足迹变化规律。
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2837 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 23 December,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Maternal thermoregulation during gestation affects the phenotype of hatchling Chinese skinks (Eumeces chinensis): testing the
maternal manipulation hypothesis LI Hong, ZHOU Zongshi, WU Yanqing, et al (7255)…………………………………………
Effects of conspecific and interspecific interference competitions on cache site selection of Siberian chipmunks (Tamias sibiricus)
SHEN Zhen,DONG Zhong, CAO Lingli,et al (7264)
…
………………………………………………………………………………
Characterization of ammonia volatilization from polluted river under aeration conditons: a simulation study
LIU Bo, WANG Wenlin, LING Fen, et al (7270)
……………………………
…………………………………………………………………………………
Diurnal activity patterns and environmental factors on behaviors of Bar鄄headed Geese Anser indicus wintering at Caohai Lake of
Guizhou, China YANG Yanfeng,ZHANG Guogang,LU Jun,et al (7280)…………………………………………………………
Impacts of snow cover change on soil water鄄heat processes of swamp and meadow in Permafrost Region, Qinghai鄄Tibetan Plateau
CHANG Juan,WANG Gengxu,GAO Yongheng,et al (7289)
……
………………………………………………………………………
Spatial鄄temporal changes of urban patch wetlands in Changsha, China GONG Yingbi, JING Lei, PENG Lei, et al (7302)…………
Modeling of carbon and water fluxes of Qianyanzhou subtropical coniferous plantation using model鄄data fusion approach
REN Xiaoli, HE Honglin, LIU Min, et al (7313)
……………
…………………………………………………………………………………
Ecological compensation standard for controlling nitrogen non鄄point pollution from farmland: a case study of Yixing City in Jiang
Su Province ZHANG Yin, ZHOU Yuchen, SUN Hua (7327)……………………………………………………………………
Static toxicity evaluation of chemical wastewater by PFU microbial communities method
LI Zhaoxia, ZHANG Yuguo, LIANG Huixing (7336)
………………………………………………
………………………………………………………………………………
Emergy evaluation of an agro鄄circulation system in Beijing suburb: take Jianyan village as a case study
ZHOU Liandi, HU Yanxia, WANG Yazhi, et al (7346)
………………………………
……………………………………………………………………………
Research on the cooling effect of Xi忆an parks in summer based on remote sensing FENG Xiaogang, SHI Hui (7355)………………
The dynamics of spatial and temporal changes to forested land and key factors driving change on Hainan Island
WANG Shudong, OUYANG Zhiyun,ZHANG Cuiping, et al (7364)
………………………
………………………………………………………………
Impact of different sowing dates on green water footprint of maize in western Jilin Province
QIN Lijie, JIN Yinghua, DUAN Peili (7375)
……………………………………………
………………………………………………………………………………………
The dynamic variation of maize (Sea mays L. ) population growth characteristics under cultivars鄄intercropped on the Loess Plateau
WANG Xiaolin, ZHANG Suiqi, WANG Shuqing, et al (7383)
…
……………………………………………………………………
Effect of different planting methods on root鄄shoot characteristics and grain yield of summer maize under high densities
LI Zongxin, CHEN Yuanquan, WANG Qingcheng, et al (7391)
………………
…………………………………………………………………
Heavy metal contaminant in development process of artificial biological Soil Crusts in sand鄄land
XU Jie, AO Yanqing, ZHANG Jingxia,et al (7402)
………………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of enhanced UV鄄B radiation and nitrogen on photosynthetic pigments and non鄄enzymatic protection system in leaves of
foxtail millet (Setaria italica (L. ) Beauv. ) FANG Xing, ZHONG Zhangcheng (7411)…………………………………………
Photosynthetic response of different ecotype of Illicium lanceolatum seedlings to drought stress and rewatering
CAO Yonghui, ZHOU Benzhi, CHEN Shuanglin,et al (7421)
………………………
……………………………………………………………………
Seasonal variations in the stems of Larix principis鄄rupprechtii at the treeline of the Luya Mountains
DONG Manyu, JIANG Yuan, WANG Mingchang, et al (7430)
……………………………………
……………………………………………………………………
Influence of terrain on plant biomass estimates by remote sensing: a case study of Guangzhou City, China
SONG Weiwei,GUAN Dongsheng, WANG Gang (7440)
……………………………
……………………………………………………………………………
Effects of exponential fertilization on biomass allocation and root morphology of Catalpa bungei clones
WANG Lipeng, YAN Ziyi, LI Jiyue, et al (7452)
………………………………
…………………………………………………………………………………
Effects of fire damages on Larix gmelinii radial growth at Tahe in Daxing忆an Mountains, China
WANG Xiaochun, LU Yongxian (7463)
………………………………………
……………………………………………………………………………………………
A model for water consumption by mountain jujube pear鄄like XIN Xiaogui,WU Pute, WANG Youke, et al (7473)…………………
Specificity of photosystems function change of two kinds of overwintering broadleaf evergreen plants
ZHONG Chuanfei, ZHANG Yuntao, WU Xiaoying, et al (7483)
…………………………………
…………………………………………………………………
Effects of drought on fluorescence characteristics of photosystem 域 in leaves of Ginkgo biloba
WEI Xiaodong,CHEN Guoxiang,SHI Dawei,et al (7492)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
Numerical classification and ordination of forest communities in habitat of Sichuan Snub鄄nosed Monkey in Hubei Shennongjia
National Nature Reserve LI Guangliang, CONG Jing, LU Hui, et al (7501)……………………………………………………
Impact of inorganic anions on the cadmium effective fraction in soil and its phytoavailability during salinization in alkaline soils
WANG Zuwei, YI Liangpeng, GAO Wenyan, et al (7512)
……
…………………………………………………………………………
Photosynthetic adaptability of the resistance ability to weak light of 2 species Spiraea L.
LIU Huimin,MA Yanli, WANG Baichen,et al (7519)
………………………………………………
………………………………………………………………………………
Fine root longevity and controlling factors in a Phoebe Bournei plantation
ZHENG Jinxing,HUANG Jinxue,WANG Zhenzhen,et al (7532)
………………………………………………………………
……………………………………………………………………
Analysis on spatial structure and scenarios of carbon dioxide emissions from tourism transportation
XIAO Xiao, ZHANG Jie, LU Junyu, et al (7540)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
The hydrological response to human activities in Guishui River Basin, Beijing
LIU Yuming, ZHANG Jing, WU Pengfei, et al (7549)
…………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Socio鄄economic impacts of under鄄film drip irrigation technology and sustainable assessment: a case in the Manas River Basin,
Xinjiang, China FAN Wenbo, WU Pute,MA Fengmei (7559)……………………………………………………………………
Effects of pattern and timing of high temperature exposure on the mortality and fecundity of Aphis gossypii Glover on cotton
GAO Guizhen, L譈 Zhaozhi, XIA Deping, et al (7568)
…………
……………………………………………………………………………
Physiological responses of Eucalyptus trees to infestation of Leptocybe invasa Fisher & La Salle
WU Yaojun, CHANG Mingshan, SHENG Shuang, et al (7576)
………………………………………
……………………………………………………………………
Carbon storage capacity of a Betula alnoides stand and a mixed Betula alnoides 伊 Castanopsis hystrix stand in Southern Subtropical
China: a comparison study HE Youjun, QIN Lin, LI Zhiyong,et al (7586)………………………………………………………
Distribution and ecological risk assessment of 7 heavy metals in urban forest soils in Changsha City
FANG Xi, TANG Zhijuan, TIAN Dalun, et al (7595)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Review and Monograph
The relationship between humans and the environment at the urban鄄rural interface:research progress and prospects
HUANG Baorong, ZHANG Huizhi (7607)
…………………
…………………………………………………………………………………………
Flux footprint of carbon dioxide and vapor exchange over the terrestrial ecosystem: a review
ZHANG Hui, SHEN Shuanghe, WEN Xuefa,et al (7622)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
4367 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的生态学专业性高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研
究原始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、
新方法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,300 页,国内定价 90 元 /册,全年定价 2160 元。
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生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 23 期摇 (2012 年 12 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
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(Semimonthly,Started in 1981)
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Vol郾 32摇 No郾 23 (December, 2012)
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