沿江棉区气候与棉花产量的关系及合理利用

采用正交多项式、灰色系统关联分析等方法，对沿江棉区气候与产量的关系进行了分析，得出沿江棉区棉花产量气候波动的指数ＹＦ值为０．３１７４；气候对棉花产量作用的百分比为３６．６２％；５月１日至入梅前光照，温度，出梅后至早秋连阴雨前的光，热，水，９月中旬至１０月底的光照、大于等于棉纤维沉积的下限温度１５℃的有效积温等３时段７要素，对棉花产量影响最大。并依据１９８７年以来初霜期推迟，９月下旬至１１月底光照、     

旱地春小麦产量对逐日最低温度和最高温度变化响应的模拟与分析

为了探索气温波动对旱地春小麦产量的影响, 对逐日最低温度和最高温度2个因素进行了9种水平的交叉组合设计, 应用APSIM(Agricultural Production System Simulator)模型模拟各种情况下春小麦产量, 采用二次多项回归、单因素边际效应分析和通径分析研究春小麦产量对逐日最低温度和最高温度变化的响应。结果表明: 当最高温度不变时, 最低温度每升高0.25 ℃, 最大增产1.40%, 平均增产1.34%, 最低温度升高对春小麦产量的影响为正效应; 当最低温度不变时, 最高温度每增加0.25 ℃, 最大减产2.88%, 平均减产2.42%, 最高温度升高对春小麦产量的影响为负效应, 产量随最高温度的升高呈二次抛物线下降变化; 最低温度和最高温度之间存在负的协同效应, 最高温度升高造成春小麦的减产效应超过最低温度升高的增产效应。平均温度的升高引起春小麦减产, 主要是由最高温度的升高引起的。     

广东省裸地和草地地表温度时空分布特征

利用广东省86个站点裸地和草地2006-2008年自动观测资料,分析了两种下垫面地表温度日、年变化特征及其空间分布规律。结果表明：（1）裸地和草地温度（0cm）的日变化趋势一致,其日最高温度出现时间较日最高气温分别提前1.18±0.95h和1.37±1.05h,日最低温度出现时间比日最低气温分别提前0.20±0.66h和0.45±0.80h。（2）裸地和草地作为透水性下垫面,其日平均温度、日最高温度、日最低温度和日较差具有相同的温度变化趋势,但草地有草皮覆盖,日较差低于裸地。（3）广东裸地和草地日平均温度、日最高温度和日最低温度均有明显的纬向分布特征,日平均温度和日最高温度在夏半年由南向北递增,冬半年相反;受城市热环境的影响,广州及其附近的站点裸地和草地的温度指标也相应高于周边地区。     

棉花铃重与花铃期热量条件关系

通过３个气候年挂牌观测和资料统计分析结果表明，棉花铃重与棉铃开花－叶絮期间热量条件关系密切，铃重与花铃期不同温度水平有效积温相关系数分别为ｒ１５℃＝０．７２，ｒ２０℃＝０．７１；铃重与花铃期平均温度相关系数ｒ＝０．５３；花铃期热量条件影响铃重的关键时期为开花后５～２０ｄ。剪无效花铃界日期为日平均气温稳定通过２５℃终日后５ｄ。     

温度降水等气候因子变化对中国玉米产量的影响

通过分析1981-2006年温度、降水、辐射各气象因子变化对中国玉米调查产量变化的影响,尝试剥离和评估各气象因子变化对中国玉米产量的影响。结果表明:1981-2006年玉米生育期内,中国绝大部分玉米种植区,日平均气温、日均最高温度、日均最低温度均表现为显著升高(全国尺度,平均每10年依次升高了0.39℃、0.37℃和0.40℃),日较差、降水和辐射则仅在部分地区表现出显著变化,且有增有减,因区域而表现不同。1981-2006年期间,中国玉米平均产量变化与生育期内平均温度变化,最高温度和最低温度变化之间,具有显著的线性负相关关系。部分地区的玉米产量变化还与日较差、辐射、降水变化存在显著线性相关关系。与基准年份1981年相比,米生育期内平均温度每上升1℃、日较差每下降1℃、辐射每下降10%和降雨总量每下降10%,对中国部分地区玉米产量影响显著。其中,生育期平均温度每上升1℃对玉米产量影响最大,相较其他因子而言,产量下降的区域(约25.1%)和变化幅度(平均约为-21.6%)都达到最大。1981-2006年,不同气候因子变化在各区域玉米产量的变化中作用有所差异,其中平均温度作为对产量影响的主导因子所占的区域比例最大(约为40%),其次是日较差(23%),而辐射和降水则比例相当,均接近20%。该研究为进一步开展气候变化对玉米产量的影响机制研究和政府部门进行气候变化条件下玉米产量预测、风险评估和制定相关应对措施提供参考。     

不同降水年型下温度升高对旱地春小麦产量的影响

为探究不同降水年型下温度升高对黄土丘陵区旱地春小麦产量的影响效应,本研究以甘肃省定西市安定区1979—2018年历史气象数据为基础,运用APSIM模型对不同降水年型下日最高、最低温度在0～2℃范围内耦合变化时旱地春小麦的产量进行模拟,并采用二次多项式回归、单因素分析和通径分析研究了不同降水年型下温度升高对旱地春小麦产量的影响机制。结果表明:在试验设计范围内,不同降水年型下旱地春小麦产量与日最低温度、日最高温度呈开口向上的二次抛物线变化且无阈值出现。日最高温度不变、日最低温度升高对产量呈正效应,其增产效果表现为干旱年平水年湿润年,日最低温度每增加0.5℃,最大增产幅度为3.99%;日最低温度不变、日最高温度升高对产量呈负效应,其减产效果表现为干旱年湿润年平水年,日最高温度每增加0.5℃,最大减产幅度为9.18%。不同降水年型下温度升高导致了旱地春小麦减产,日最高、最低温度升高对产量存在负交互关系,日最高温度升高带来的减产效应远大于日最低温度升高带来的增产效应。     

1961-2010年中国农业热量资源分布和变化特征

利用全国508个气象站点1961-2010年地面气象观测资料,采用气候倾向率和GIS方法研究了近50a全国尺度热量资源分布,并比较分析1961-1980年(Ⅰ)和1981-2010年(Ⅱ)两个时段的热量资源变化特征。结果表明:全国热量资源分布不均匀,总体特征为南多北少,东部主要受纬度的影响,西部则受地形影响。与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ平均温度0℃、10℃和15℃等值线均存在北移现象;日平均气温≥0℃和≥10℃的持续日数平均增加5.5d和4.7d;日平均气温≥0℃和≥10℃积温分布和变化趋势相似,华南地区5500~6100℃·d(≥0℃积温)和5300~6500℃·d(≥10℃积温)积温带面积分别增加5.32×104km2和1.92×103km2。1961-2010年,平均温度气候倾向率为0.27℃/10a,增暖趋势显著,且北方增暖趋势较南方明显;最低、最高温度气候倾向率分别为0.37℃/10a和0.21℃/10a。≥0℃积温和≥10℃积温增加趋势大体一致,约为70℃·d/10a。近50a,全国热量资源(平均温度、最高、最低温度和积温)呈增加趋势,且最低温度变化幅度高于最高温度,对气候增暖起主要作用。气候增暖将对农业生产的空间分布产生影响,使基于原来指标和气候确定的农业气候区划边界与当前气候现实存在偏离,研究热量资源的分布和变化对合理利用热量资源,确定合适的农业气候指标和作物种植区域具有指导意义。     

喷灌对冬小麦生长环境的调节及其对水分利用效率影响的研究

研究了在不同气候条件下喷灌对近地面空气温湿度和农田蒸发能力（冠层顶部20 cm蒸发皿水面蒸发量）的影响，在干热风天气条件下微量喷水对冠层温度和农田蒸发能力的影响，以及喷灌对冬小麦产量和水分利用效率的影响。试验结果表明，如果4～5月份降水量较少、空气相对湿度较低，则喷灌会明显降低近地面空气日最高温度和日平均温度，增加日平均相对湿度特别是最低相对湿度。喷灌条件下农田蒸发能力明显低于地面灌溉。微量喷水明显降低冠层温度和降低农田蒸发能力。农田蒸发能力变化与喷水量和日最高温度成正比，与日最低相对湿度和风速成反比。喷     

阿克苏流域可能蒸发量的计算

利用阿克苏流域内的9个气象站的日风速、最高温度、最低温度等气象要素资料,通过彭曼-蒙特斯公式计算出气象单站的可能蒸发量,再通过采用梯度距离平方反比法(GIDS)作为差值公式计算出阿克苏流域内的每个网格点的可能蒸发量。结果表明:阿克苏流域年平均可能蒸发量约为848.3亿m3,且分布不均匀,最大值达到1 600mm,最小值约为600mm。在阿克苏流域,海拔高差变化和温、湿度是影响可能蒸发量大小的主要因素;可能蒸发量的总体变化趋势随着海拔高度的降低而逐渐增大,随着平均温度的增大而逐渐增大;阿克苏流域的可能蒸发量只是实际蒸发量的区间上限。     

有机物覆盖地面对土壤物理因素影响的研究（Ⅲ）——有机物覆盖层下土壤温度变化的机制

以田间实验为基础，分析了在不同厚度的有机物覆盖层下土壤温度变化的机制并与未覆盖条件下的土壤温度进行了比较。实验结果表明，有机物覆盖使土壤的日最高温度和日平均温度降低，但却使土壤的日最低温度得以提高。     

不同种植密度下的棉田小气候特点

为研究种植密度对田间小气候的影响,2008年在南疆阿克苏试验点,通过大田试验对不同种植密度下(9.0、13.5、18、22.5、27.0万株/hm2)棉田群体冠层不同层次的温度、空气相对湿度、土壤水分等要素进行了测定。结果表明:在所设置的密度范围内,棉花的株高在55～75cm,并且随密度增加株高降低;而茎粗、株宽、叶宽、果枝数等也有类似趋势。花期和吐絮期,棉花宽窄行的冠层空气温度均较高,最高均超过了31℃,并随当日时间先升后降,窄行温度高于宽行,冠层40cm处高于20cm处。相对湿度符合开口向上抛物线模型,花期较高且变化较小,中午时段最低只有40%,比见絮期高10个百分点以上;各处理以中间密度的相对湿度最为稳定,变化最小。土壤水分方面,密度小的处理地表蒸发严重,密度大的叶片蒸腾较多,因此,密度适中的处理土壤水分保持较好,变化范围较小。土壤15cm处地温,前期密度大的处理地温较高,中期受叶片遮荫影响而下降,但后期高密度处理温度又会升高,不过处理间差异不大,最高相差不过1℃。     

基于GIS的新疆阿克苏地区棉花区划

通过对以往新疆棉花区划成果的分析，选用≥10℃积温、无霜期、7月平均气温作为阿克苏地区棉花区划指标，采用回归方法建立它们的空间分布模型。利用GIS技术将阿克苏地区分为早熟长绒棉、早中熟陆地棉、早熟陆地棉、特早熟陆地棉四个棉花种植区。     

中国北方主产地苹果始花期与气候要素的关系

选取福山、万荣、洛川、旬邑和阿克苏分别代表中国渤海湾、黄土高原和新疆苹果产区,利用1999−2018年各地富士苹果始花期物候观测数据,分析苹果始花期变化趋势,并利用偏最小二乘回归法,分析日尺度平均气温、平均地温、降水量、相对湿度和日照时数对苹果始花期的影响,明确影响苹果始花期的关键气候因子及其影响时段和强度,在此基础上,利用逐步回归法建立各主产地苹果始花期预测模型。结果表明,近20a来,中国北方主产地苹果始花期平均出现在4月7−20日,但变化趋势不显著。影响各地始花期的关键气候因子中,平均气温和平均地温为主导因子,其中关键影响时段内平均气温和平均地温每上升1℃,5个主产地苹果始花期将显著提前2.31~4.10d和2.34~4.96d;降水量每增加1mm,万荣、旬邑和阿克苏苹果始花期将显著推迟0.12~0.57d;平均相对湿度每增加1个百分点,旬邑和阿克苏苹果始花期推迟0.33d和0.51d;日照时数每增加1h,福山和万荣苹果始花期分别提前0.12d和0.07d。在明确影响各主产地苹果始花期关键气候因子的基础上,建立中国北方苹果主产地始花期预测模型,经回代检验,实测值与预测值相差小于5d的比例达80%~90%,模型可用于实际预测业务。     

新疆棉花播种-开花期低温冷害的初步判断

参考新疆不同棉区地膜栽培棉花的气候减产年方面的研究，结合各监测点的农业气象资料和单产资料，初步研究不同棉区棉花播种-开花期低温冷害判别的气象指标。结果表明：当北疆棉区6月月平均气温距平≤-0．5℃，南疆棉区5—6月气温持续偏低且月气温距平均≤-0．5℃、或棉花的开花日期滞后，其中喀什棉区棉花开花期比常年晚5d以上，石河子棉区、博州、巴州和阿克苏棉区晚3d以上时、或当6—8月中至少有两个月的月气温为负距平、且6—8月的平均气温距平在0～-0．4℃时，就可能出现一般气候减产年。而当6—8月各月的气温距平均为负值，且其平均气温距平≤-0．5℃时，就可能出现严重的气候减产年。研究结果为当地棉花生产防灾减灾提供参考。     

干旱区棉花冠层高光谱反射特征研究

为揭示棉花冠层高光谱特征,建立棉花高光谱估算模型,促进高光谱技术在棉花长势监测和估产中的应用。基于新疆棉花生长发育规律,对棉花各生育期冠层进行高光谱反射率的测定,研究不同灌水量、氮素营养条件及品种对棉花冠层光谱反射特性的影响。结果表明:在可见光区(400-700nm),适度缺氮(N1)条件下的棉花冠层光谱反射率相对较高,而氮过量(N3)条件下的冠层光谱反射率相对较低;随着灌水量的增加,在近红外波段(700-800nm),棉花冠层光谱反射率呈上升趋势,在盛蕾期和盛花期不同灌水量处理的光谱反射率差异明显;不同棉花品种冠层光谱反射率存在一定差异,在近红外区新陆早13与新陆早10只在吐絮后期光谱反射率差异不明显,在前3个生育期差异较明显。     

河南省棉花精细化农业气候区划

利用河南省114个气象站点1971-2000年气候资料和台站地理信息,采用梯度距离平方反比法分别对棉花各发育期的平均气温、降水总量和日照时数等气候资料进行了网格推算。根据棉花生产的气候适宜度函数和不同生育阶段的参数,计算了棉花不同生育期内光、温、水的气候适宜度,采用相对权重法计算了综合适宜度。根据河南省棉花的农业气候区划指标,将全省划分为最适宜区、适宜区和次适宜区3个分区。区划结果显示河南省棉花最适宜种植区在豫北、豫东和豫西南等地,中南部是棉花种植适宜区,豫西丘陵、豫北山区及淮河以南地区是棉花种植的次适宜区。最后对各区域的特点及建议进行了评述。     

夏套棉高产优质的最佳种植模式

以夏套棉良种辽棉９号、中棉１６号分别代表特早熟品种和早熟品种，应用二次正交旋转组合设计技术，进行２因子、５水平的系统田间试验，建立了不同夏套棉品种的最佳种植模式，并计算出夏套棉高产优质的气象条件，确定了山东各夏棉区的适宜套播期和密度。     

短季棉新品种德0720生长环境优化研究

为探究密度、肥料和化控共同作用对短季棉新品种德0720个体发育、冠层结构及产量品质的影响,本研究于2014-2015年进行大田试验,采用五因素四二二二二水平正交试验设计,共设置8个处理(T1～T8),研究不同密度、肥料和化控水平下,德0720个体发育、冠层结构的动态变化及相关性状。结果表明,不同处理下德0720的株高均表现出相同的动态变化规律,从见蕾期到盛花期增长迅速,盛花期(7月30日)打顶后基本停止生长,从盛花期到吐絮期,株高随着密度增大而增加,随着化控量增大而降低;茎粗从见蕾期到盛花期迅速增粗,盛花期(7月30日)打顶后增速减慢,盛铃期(8月15日)后逐渐趋于稳定,随着生育进程的推进,茎粗随着密度的增大而减小;叶面积指数(LAI)从盛蕾期至盛铃期持续增长,盛铃期后明显下降;底层透光率表现出与叶面积指数相反的变化规律,以盛铃期底层透光率为4.8%时产量最高;德0720霜前皮棉产量结果2014年依次表现为T6>T2>T3>T7>T8>T4>T5>T1,2015年表现为T6>T7>T3>T8>T4>T1>T5,其中T6和T2极显著高于其它处理,通过偏最小二乘回归建模对2年产量结果进行分析,T6为最佳处理组合,2014年霜前皮棉产量达到1 776.0 kg·hm^-2,2015年霜前皮棉产量达到1 470.0 kg·hm^-2;不同处理下德0720的纤维品质差异不显著。本研究结果为充分发挥短季棉新品种德0720增产潜力和科学开发利用该品种提供了理论依据。     

聊城棉花蕾铃期气候因素与株铃数的通径分析

以1990—2003年气象资料和棉花试验资料为依据，利用通径分析方法发现，聊城棉花蕾铃期对株铃数产生直接影响的主要气候因素依次是8月的日照时数、7月和8月的降水量及7月的平均气温；产生间接影响的主要因素依次有8月的日照时数、7月和6月的平均气温。因此，在当地棉花栽培管理中，应通过精细整枝、化调化控等措施适当改善蕾铃期棉田内光、温、水等小气候条件，以有效增加棉花株铃数。     

不同类型棉田昆虫群落结构研究

运用群落生态学原理和方法,于2007年6月26日至8月20日系统调查了平作春棉田和夏棉田主要害虫的种群数量动态,并利用相对丰富度、优势度指数、优势集中性指数、多样性指数和均匀度分析了其群落结构和时间动态.结果表明:两类棉田昆虫群落组成较为丰富,由10目35科48种组成.其中春棉田昆虫群落为9目30科39种,夏棉田昆虫群落为10目30科43种;优势种是棉蚜(Aphis gossypii Glover.)、烟粉虱(Bemisia tabaci Gennadius)和朱砂叶螨[Tetranychus cinnarinus(J(Bois)].在6月底至7月上旬春棉田优势种主要有朱砂叶螨,7月初数量达最多;两类棉田在7月中旬以后优势种均为棉蚜,7月底至8月中旬优势种均为烟粉虱.两类棉田昆虫群落的总个体数变化较大,但春棉田中昆虫群落和害虫亚群落总个体数始终高于夏棉田;春棉田害虫的相对丰富度较大,而夏棉田天敌的相对丰富度较大;两类棉田以寄生性天敌群落相似系数最高(0.949 4),植食性害虫群落最低(0.439 4);春棉田昆虫群落多样性指数最高为1.895 3,夏棉田昆虫群落多样性指数最高为2.095 1,均匀度的变化趋势与多样性指数变化基本一致,而优势集中性指数的变化趋势与多样性指数和均匀度的变化正好相反,优势集中性指数越大,多样性指数和均匀度越小.