基于GCM泾河流域未来温度变化的降尺度预测

【目的】分析泾河流域21世纪温度变化的趋势,为流域未来气候变化情景的构建及当地农业的可持续发展提供参考依据。【方法】基于泾河流域18个气象站点的日平均温度和日最高、最低温度实测数据,以及美国国家环境预报中心(NCEP)的再分析资料、英国Hadley气候预测与研究中心的全球气候模型HadCM3在A2和B2情景下模拟的大气环流因子,利用统计降尺度模型SDSM,对泾河流域21世纪3个时期(2020s,2050s,2080s)温度的时空变化进行预测。【结果】A2、B2情景下,泾河流域未来3个时期(2020s,2050s,2080s)的温度变化均表现出明显的上升趋势,且随时间的推移增幅增大。3个时期的温度变化具有季节差异,日平均温度在A2、B2情景下均以夏季变化最为显著(A2:1.2,2.5,4.5℃;B2:1.3,2.4,3.2℃);日最高温度在A2情景下以秋季变化最为显著(1.0,2.4,3.8℃),B2情景下则以冬季变化最为显著(1.0,2.0,2.9℃);日最低温度在A2情景下以夏季变化最为显著(1.1,2.4,4.4℃),B2情景下则以秋季变化最为显著(1.4,2.3,3.3℃)。温度变化同时也存在空间差异,以东南-西北方向增幅较高,东南部是高增长的中心,东北部和西南部增幅相对较小。【结论】泾河流域未来3个时期(2020s,2050s,2080s)的温度有明显上升,并具有一定的时空差异和季节差异。     

气候变化对东北三省大豆生育期和产量的影响模拟

【目的】研究未来气候情景下大豆生育期和产量的变化,为保障大豆生产安全、充分合理利用热量资源,以及应对气候变化对东北三省大豆生产的影响提供科学依据。【方法】基于区域气候模式和WOFOST作物生长模型,模拟了A2(强调经济发展)和B2(强调可持续发展)情景下2021-2050年大豆熟型的可能分布及生育期、产量的变化趋势。【结果】①以B2情景为例,不同熟型大豆品种种植北界不同程度北移东扩,极早熟、早熟、中早熟、中熟、中晚熟和晚熟品种适宜种植区北移,极早熟、早熟、中早熟、中熟、中晚熟及晚熟品种适宜种植范围缩小,极晚熟品种适宜种植范围扩大。②在A2情景下,东北三省大豆出苗期平均提前2.2d,开花期平均提前3.0d;在B2情景下,大豆出苗期平均提前3.0d,开花期平均提前4.2d。③在A2情景下,2021-2030年辽宁省大部及吉林省大部地区大豆减产,辽宁东部及吉林省东南部小部分地区减产10%以上,2031-2050年东北三省大部地区大豆减产10%以上。④在B2情景下,2021-2050年东北三省大部地区大豆减产,2031-2050年东北三省大部地区大豆减产10%以上。【结论】在A2和B2情景下,未来30年间大豆出苗-开花阶段缩短,生育进程加快,生育期缩短有可能发生;大豆减产面积不断增加,减产幅度逐渐增大。     

基于统计降尺度模型的河西走廊未来气温和降水的时空变化

【目的】预测未来大气环流模式HadCM3下,河西走廊在人口较快增长、温室气体高排放情景(A2)和区域可持续发展、温室气体低排放情景(B2)下气温和降水的变化趋势。【方法】选取河西走廊14个气象站的日平均气温、日最低气温、日最高气温和日降水量作为预报量,以全球大气NCEP再分析资料作为预报因子,采用统计降尺度模型(SDSM)预测研究区未来气温和降水的变化。【结果】SDSM对河西走廊气温和降水模拟的解释方差分别为0.54~0.85和0.09~0.64。2070-2099年A2情景下,河西走廊日平均气温、日最低气温、日最高气温分别增加4.8,2.4和5.4℃,B2情景下分别增加3.5,2.0和4.0℃;河西走廊西部部分地区2070-2099年A2情景年降水量增加20.0%,B2情景增加6.7%,而中东部地区2070-2099年A2情景年降水量减少22.0%,B2情景年降水量减少15.4%。未来河西走廊极端最低气温和极端最高气温均有所增加,极端降水事件发生的频率有所减小。【结论】SDSM对气温的模拟效果明显优于降水;河西走廊未来A2、B2情景下日最低气温、日最高气温、日平均气温总体呈上升趋势,其中日最低气温的增幅小于日最高气温和日平均气温的增幅;河西走廊未来降水量的变化趋势具有区域特征,西部部分地区呈增加趋势,而中东部地区呈减少趋势。     

北洛河未来径流变化分析

【目的】分析北洛河流域未来径流变化趋势,为该流域水资源管理与可持续利用提供理论依据。【方法】基于美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料和北洛河流域7个气象站的历史降水及蒸发资料,采用逐步回归法建立统计降尺度模型,在BCC-CSM1.1的2种不同情景(RCP4.5和RCP8.5)下,模拟未来时段的降水、蒸发情况,结合TOPMODEL得出未来的模拟径流。【结果】2种情景下,未来4个时期年平均降水均高于基准期值(除了RCP8.5情景下的2030s),年平均蒸发量均高于基准期值(除了RCP4.5情景下的2040s);除了RCP4.5情景下2015-2020年的冬季径流平均值(0.98亿m3)略低于基准期值(1.06亿m3)外,2种情景下夏、秋季及RCP8.5情景下冬季的径流平均值均高于基准期值,最大值均出现在秋季。【结论】将统计降尺度方法和TOPMODEL结合起来可以很好地分析未来径流的变化情况。     

气候变化下宁夏引黄灌区玉米产量及其构成因素的预估

[目的]定量化估算未来气候变化情景下宁夏引黄灌区玉米产量变化趋势。[方法]利用区域气候模式输出的未来90a（2010～2100年）宁夏25km×25km网格的逐日温度、降水、辐射等资料,采用校正的CERES-Maize模型对宁夏21世纪的玉米产量状况进行研究。[结果]随着气候变暖,在未来气候情景下,采用当前玉米的适应性品种和最优生产管理措施,与基准年份BS（1961～1990年平均）相比,宁夏引黄灌区玉米产量在2020s和2050s表现为增产趋势,到2080s,随气温的进一步升高,则开始减产。玉米的产量构成因素穗粒数和穗粒重也表现相同的趋势。在2020s和2050s,B2情景下的玉米增产幅度大于A2情景,2080s,B2情景下的玉米减产幅度小于A2情景。[结论]随着气候变暖,宁夏引黄灌区玉米增产,随气温的进一步升高,则开始减产。     

气候变化下宁夏引黄灌区玉米产量及其构成因素的预估

[目的]定量化估算未来气候变化情景下宁夏引黄灌区玉米产量变化趋势。[方法]利用区域气候模式输出的未来90年（2010～2100年）宁夏25 km×25 km网格的逐日温度、降水、辐射等资料,采用校正的CERES-Maize模型对宁夏21世纪的玉米产量状况进行研究。[结果]随着气候变暖,在未来气候情景下,采用目前玉米的适应性品种和最优生产管理措施,与基准年份BS（1961～1990年平均）相比,宁夏引黄灌区玉米产量在2020s和2050s表现为增产趋势,到2080s,随气温的进一步升高,则开始减产。玉米的产量构成因素穗粒数和穗粒重也表现相同的趋势。在2020s和2050s,B2情景下的玉米增产幅度大于A2情景,在2080s,B2情景下的玉米减产幅度小于A2情景。[结论]随着气候变暖,宁夏引黄灌区玉米增产,随气温的进一步升高,则开始减产。     

未来气候条件下秸秆还田和氮肥种类对夏玉米产量及土壤氨挥发的影响

【目的】秸秆还田配施氮肥可以提高作物生产力,但在气候变化条件下,不同管理措施对夏玉米农田氮素利用存在很大的不确定性。明确在未来气候条件下秸秆还田与氮肥种类对夏玉米产量和土壤氨挥发的影响,以应对气候变化。【方法】利用DNDC模型预测未来不同情景下,秸秆还田和不同氮肥种类对关中地区夏玉米产量和土壤氨挥发的影响。通过田间土壤温度、水分、产量和土壤氨挥发累积量试验数据的验证,DNDC模型可以很好地模拟未来气候条件下不同处理的作物产量和土壤氨挥发累积量。【结果】模拟和实测结果均表明,在当前气候条件下秸秆还田会提高作物产量并促进土壤氨挥发,稳定性氮肥与普通尿素相比对产量无显著影响但会显著减少土壤氨挥发累积量。敏感性分析表明,作物产量与土壤氨挥发累积量均对施氮量最敏感。在RCP4.5排放情景下,单施稳定性氮肥（NF1）和单施尿素（NF2）分别在2050s—2090s和2070s—2090s产量显著降低,秸秆配施稳定性氮肥（SF1）和秸秆配施尿素（SF2）均在2050s—2090s产量显著升高;在RCP8.5排放情景下,单施稳定性氮肥（NF1）在2070s—2090s产量显著降低,单施尿素（NF2）产...     

基于GIS的石羊河流域玉米气候生产潜力分析

【目的】分析石羊河流域种植玉米的光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力,探索影响石羊河流域玉米产量的主要限制因素,为当地的玉米生产提供参考。【方法】利用石羊河流域1980-2005年的气象数据,采用机制法分析该流域玉米的光合、光温和气候生产潜力,并结合ArcviewGIS软件分析其空间分布规律;利用FAO的CROPWAT模型,分析玉米生育期蒸发蒸腾量的变化规律,提出相应的灌溉建议,发掘作物生产潜力,提高流域玉米的产量。【结果】石羊河流域玉米光合、光温生产潜力分别为22 704.79~25 732.44和10 665.73~17 189.27kg/hm2,二者的空间分布规律大致为由北向南逐渐降低;气候生产潜力为360.97~3 947.91 kg/hm2,空间分布规律为由北至南递增;综合分析认为,石羊河流域玉米光合、光温生产潜力处于全国中等水平,而气候生产潜力处于较低水平;CROPWAT模型分析表明,玉米需水关键期为6月下旬至7月下旬,即拔节-抽穗期,此时是玉米产量形成的关键期,应该保障该时期玉米的灌溉用水。【结论】石羊河流域玉米气候生产潜力的主要限制因素是水分条件,要充分发掘石羊河流域玉米的生产潜力,就应在玉米的关键需水期进行适时灌溉。     

基于MaxEnt模型的绞股蓝潜在适生区预测

【目的】研究药食同源植物绞股蓝在全国范围的潜在分布情况,旨在为绞股蓝的引种及种植推广工作提供依据。【方法】结合绞股蓝地理分布数据和生物气候变量,利用ArcGIS 10.3及MaxEnt模型预测该物种当前在全国的潜在分布区,基于Jackknife检验法和Pearson相关分析,筛选影响绞股蓝生长的关键环境因子,并探讨在未来气候下即中低排放（PCR4.5）和高排放（PCR8.5）气候情景下的分布格局。【结果】预测结果与实际拟合度较高。Jackknife检验结果显示年降水量、最干月降水量和最冷月最低温度是影响绞股蓝分布的主要气候因子,累积贡献率达92.9%;最适宜绞股蓝生长的年降水量在960～2220 mm,最干月降水量>10 mm,最冷月气温在-5～8℃。当前绞股蓝主要分布于我国南方,适宜区面积为218.3万km2,极适宜区和高适宜区在大巴山—武陵山山区和长江中下游平原形成两大核心区。在未来气候下,至2050年绞股蓝适生区总面积变化较小但不同等级适生区面积变化明显,适生区北至点自山东半岛向高纬地区延伸至辽宁半岛。在RCP4.5气候情景下,极、高适宜区面积分别从当前25.1万和46.1万km2增加至42.9万和61.3万km2,中、低适宜区面积分别减少4.2万和12.0万km2;在RCP8.5气候情景下,极、高适宜区面积将分别增加至60.3万和65.9万km2,中、低适宜区面积进一步减少;两种气候情景下适宜区的重心向东北移动,其中极适宜区东移明显,在RCP4.5气候情景下东移115.4 km,在RCP8.5气候情景下进一步东移195.1 km。【建议】基于地理信息技术加强中药农业的区划研究,建立最佳种植适宜区;建立政企研合作发展机制,科学有效地推动种植规模化和产业现代化。     

基于MaxEnt模型的巴西烟草全球适生区预测研究

【目的】明确巴西烟草在当前以及未来气候条件下全球范围内适生区的分布和变化情况，为合理布局优质烟叶生产、实现烟草可持续发展提供理论依据。【方法】基于巴西烟草地理分布数据以及当前和未来世界生物气候信息，利用最大熵(MaxEnt)模型和ArcGIS软件分别预测了当前和未来气候条件下巴西烟草在全球范围内的适生区。【结果】MaxEnt模型训练集和测试集的AUC值分别为0.979和0.966，预测结果的精度较高；等温性(bio3)、年降水量(bio12)、最暖月最高温度(bio5)和最暖季降水量(bio18)是影响巴西烟草潜在分布区的关键生物气候变量。当前气候条件下巴西烟草的适生区主要分布于非洲中部、南美洲、北美洲南部、亚洲和澳大利亚的部分地区；与当前气候条件相比，未来气候条件下，巴西烟草在SSP1-2.6情景下的适生区面积减少、在SSP5-8.5情景下的适生区面积增加。【结论】在未来气候条件下，巴西烟草的全球适生区有向低纬度地区迁移的趋势。     

流域水文模型研究进展

流域水文模型是研究流域水文学和水资源管理的重要工具。介绍了系统理论模型、概念性模型和物理模型的应用发展情况和存在的不足。未来的主要研究热点将主要集中在:加强模型的物理基础分析、改进参数优选方法、完善模型结构、增强模拟真实性、增加分布式物理模型适用性;将3S、DEM和ANN等先进技术和工具应用到模型中,集成开发一体化的分布式水文模型,并与其他专业系统模型相耦合建立起模型库集成系统;把水文—气候—社会—经济—生态—环境等耦合成新型的模型系统,更好地满足模拟需要,更真实地反映实际情况,提高模型的精确度。     

基于物联网的室内环境监控系统的设计

针对EVaR (Expectile-based Value at Risk) 风险度量提出了基于GARCH类和SV波动率模型的EVaR风险度量计算方法，即EVaR计算的参数模型方法并基于模拟学生t分布时间序列数据,给出EVaR样本外预测的失败率检验方法：Kupiec失败率检验和动态分位数(DQ)检验法与采用CARE (Conditional Autoregressive Expectile)模型的EVaR计算方法进行了对比研究，结果表明基于GARCH类模型和SV模型相对于基于CARE模型有更优的EVaR预测效果.选取2004年1月5日到2009年12月30日的国内外五个股票市场指数数据，针对日对数收益率进行了EVaR风险度量的实证研究，得出在金融危机期间，基于参数模型的EVaR预测要比基于CARE模型的EVaR预测更接近市场实际风险.     

植物生长发育形态模拟技术的研究现状及发展趋势

植物的生长过程是植物的生理生态、其形态结构发育及环境三方交互作用的结果。以往的植物模型多是对植物生理生态过程的模拟，而对植物形态结构与环境的影响作了简化，影响了模型的精确性与适用范围。本文的重点就是概括了目前国内外已经发展的一些植物形态结构模拟的方法，并介绍了Open—L等模型以及集植物生理生态和形态结构于一体的结构-功能模型。最后，对本研究领域的发展趋势进行了概括与展望。     

关于城市形态模式的探讨

从广义和狭义的角度解释了城市形态的概念 ,将城市形态概括为 3种典型的模式 :宇宙模式、机器模式和有机体模式 ,并分别对 3种模式的内涵、特点和起源作了论述 ,最后从人与环境的角度评述了 3种模式 ,指出城市应该是一个有机体。     

水电站调压塔功能的数学模型

数学模型方法是处理科学理论的一种经典方法,也是处理各类实际问题的一般方法.本例据水电站调压塔的功能,利用力学定律,构建微分方程数学模型,研究当调压塔出口水流速度变化时,调压塔的水位变化状况及各参数间的关系.     

Construction of Clonal Growth Models in Trifolium repens

The suitability of models for describing the clonal growth of Trifolium repens population was discussed. The results showed that deterministic models were inadequate for describing its clonal growth, but the diffusion models and the randomwalk models suited for the clonal growth characteristics of the population. And it was found that random-walk models were better than diffusion models for describing a population in an environment with rich natural resources, and the latter was better in a poor environment.     

玉米生育模拟模型中天气模型的建立和功能

采用周期外延预测模型的正交化筛选方案与相关分析相结合的方法建立了天气模型（ＳＮＷＭ）。运行ＳＮＷＭ可以根据历史资料生成未来１年的天气文件。经过对１９９０，１９９２，１９９３年气象要素的预测值（旬或旬平均值）与观测资料比较，降降水准确率为６６．７％外，辐射、最高气温、最低所温的准确率在７７．７８％－８８．８９％之间。ＣＥＲＥＳ－ＭＡＩＺＥ玉米生育模拟模型采用由ＳＮＷＭ生成的天气文件作为输入运行时则具     

作物模型研究进展

作物模型是用来模拟作物生长、发育和产量形成的动态生长过程的计算机软件.自20世纪60年代以来,作物模型已从幼年期发展到成熟期,目前已成为各国农业科学研究中最有力的工具之一.文中对作物模型的研究历程和进展进行了综述,并总结了我国在作物生长模型研究方面的经验和不足,为今后的模型研究和应用提供参考.     

浅析怀宁县三桥镇白洋湖农业生态园规划设计

根据怀宁县三桥镇白洋湖农业园现有的自然条件,结合现代农业园规划设计理念,以保持白洋湖岗地土地资源规划为设计指导思想,对其进行了具体地规划设计。     

农田碳汇管理措施对农业生产影响的评价

实施必要的农田碳汇管理措施在减缓并应对全球气候变化的影响中发挥着积极的作用。在这种背景下,采用经济学上的生产函数来评价碳汇管理措施对农业生产的影响成为当前国内外学术界研究的热点问题之一。在全球气候变化的背景下,作为中国粮食主产区之一的华北平原,其农业生产明显受到气候变化的影响。从某种程度上看,华北平原农业生产的进一步发展将直接受制于气候变化及其与减缓气候变化效应密切相关的实施农田碳汇管理措施所产生的综合影响。该文以华北平原为案例区试验并测算了碳汇管理措施对农业生产的影响。研究结论对区域水平实施碳汇管理措施以及在适应并应对气候变化影响的背景下,实现农业生产的发展具有指导价值。