气候变化下江西省茶叶气候生产潜力的时空变化特征

基于江西省91个国家气象站1961～2019年的气象数据和茶叶产量资料,分析了江西省茶叶光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力的时空分布特征及其气象影响因子和气候资源利用率.结果表明:江西茶叶的光合生产潜力呈西低东高的分布特征,光温生产潜力和气候生产潜力基本上都呈南高北低的分布特征,三者的多年平均值分别为56.23、36.78和16.98 t/hm2;近59年来光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力分别以-1.11、-0.38、-1.04 t/(hm2·10a)的速率下降;影响江西省茶叶生产的主要气象因子为降水,其次是太阳辐射和气温;江西省茶叶生产的资源利用率逐年提升,但仍然偏低,全省多年平均资源利用率仅为4.78％.     

气候变化下江西省茶叶气候生产潜力的时空变化特征

基于江西省91个国家气象站1961～2019年的气象数据和茶叶产量资料,分析了江西省茶叶光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力的时空分布特征及其气象影响因子和气候资源利用率。结果表明:江西茶叶的光合生产潜力呈西低东高的分布特征,光温生产潜力和气候生产潜力基本上都呈南高北低的分布特征,三者的多年平均值分别为56.23、36.78和16.98 t/hm²;近59年来光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力分别以-1.11、-0.38、-1.04 t/(hm2;近59年来光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力分别以-1.11、-0.38、-1.04 t/(hm²·10a)的速率下降;影响江西省茶叶生产的主要气象因子为降水,其次是太阳辐射和气温;江西省茶叶生产的资源利用率逐年提升,但仍然偏低,全省多年平均资源利用率仅为4.78%。     

江西省中稻动态气候生产潜力研究

根据江西省气象站1961～2007年气象资料,应用FAO推荐的计算气候生产潜力的方法,分析了该时间段中稻气候生产潜力变化趋势。结果显示,江西省光合、光温生产潜力变化呈逐年减少趋势。气候生产潜力变化波动较大。产生上述变化的主要原因是由于近年来空气污染较为严重,导致光照减少,光合生产潜力下降;极端高温天气增多,抑制了中稻的生长;降水的分布不均造成了气候生产潜力的波动较大。针对这些问题,要保证稳产高产,采取的应对措施是大力加强人工影响天气的投入力度,兴修水利设施;加强天气预报的准确性;加强气候变化的研究;以此保证水稻生产应对气候变化的能力提高。     

青藏高原高寒区青稞光温生产潜力和产量差时空分布特征及其对气候变化的响应

【目的】探讨有气象数据记录以来1977—2017年青藏高原青稞生长季内气候变化,以及对青稞光温生产潜力和产量差的影响。【方法】基于青藏高原农气资料,校正DSSAT-CERES-barley模型,模拟过去40年间青藏高原青稞生育期长度及光温生产潜力,并结合实际统计产量计算产量差,通过数理方法解析气候变化对其影响情况。【结果】（1）青藏高原多数站点过去40年间青稞生长季内温度、降水呈显著上升趋势,太阳辐射量呈下降趋势,且林芝站达到显著水平,与增湿相比增温趋势更加明显;（2）在播期和品种不变的情况下,过去40年青稞生育期长度显著缩短,引起不同站点下降的主要气候因子不同,高海拔站点主要由平均最高气温升高所致,低海拔站点主要由生育期内平均温度升高导致有效积温增加所致;（3）青藏高原青稞光温生产潜力受海拔影响,3 500 m左右的高海拔站点光温生产潜力高且稳定,如山南站平均光温生产潜力最高可达12 000 kg·hm ^-2。3 000 m左右的低海拔站点光温生产潜力低,平均在6 000 kg·hm ^-2,且易受气候变化影响,高海拔站点光温生产潜力对太阳辐射更敏感;（4）青藏高原在过去30年间由于实际产量增加,导致绝对和相对产量差都呈减小趋势,平均相对产量差由58.2%缩小至34.5%,但缩小幅度放缓,2007—2017年拉萨和日喀则站点平均相对产量差最低,小于25%。【结论】青藏高原不同站点光温生产潜力差异较大,高海拔站点青稞光温生产潜力显著高于低海拔站点,过去40年气候变化导致低海拔站点光温生产潜力波动大,而高海拔站点较为稳定。由于品种改良和栽培管理水平提高,过去30年青藏高原产量差逐渐缩小,但除拉萨和日喀则外,其他站点产量差仍较大,未来有较高的增产潜力。     

青藏高原高寒区青稞光温生产潜力和产量差时空分布特征及其对气候变化的响应

【目的】探讨有气象数据记录以来1977—2017年青藏高原青稞生长季内气候变化,以及对青稞光温生产潜力和产量差的影响。【方法】基于青藏高原农气资料,校正DSSAT-CERES-barley模型,模拟过去40年间青藏高原青稞生育期长度及光温生产潜力,并结合实际统计产量计算产量差,通过数理方法解析气候变化对其影响情况。【结果】(1)青藏高原多数站点过去40年间青稞生长季内温度、降水呈显著上升趋势,太阳辐射量呈下降趋势,且林芝站达到显著水平,与增湿相比增温趋势更加明显;(2)在播期和品种不变的情况下,过去40年青稞生育期长度显著缩短,引起不同站点下降的主要气候因子不同,高海拔站点主要由平均最高气温升高所致,低海拔站点主要由生育期内平均温度升高导致有效积温增加所致;(3)青藏高原青稞光温生产潜力受海拔影响,3 500 m左右的高海拔站点光温生产潜力高且稳定,如山南站平均光温生产潜力最高可达12 000 kg·hm-2。3 000 m左右的低海拔站点光温生产潜力低,平均在6 000 kg·hm-2,且易受气候变化影响,高海拔站点光温生产潜力对太阳辐射更敏感;(4)青藏高原在过去30年间由于实际产量增加,导致绝对和相对产量差都呈减小趋势,平均相对产量差由58.2%缩小至34.5%,但缩小幅度放缓,2007—2017年拉萨和日喀则站点平均相对产量差最低,小于25%。【结论】青藏高原不同站点光温生产潜力差异较大,高海拔站点青稞光温生产潜力显著高于低海拔站点,过去40年气候变化导致低海拔站点光温生产潜力波动大,而高海拔站点较为稳定。由于品种改良和栽培管理水平提高,过去30年青藏高原产量差逐渐缩小,但除拉萨和日喀则外,其他站点产量差仍较大,未来有较高的增产潜力。     

基于AEZ模型的黑龙江省玉米生产潜力变化分析

【目的】分析30年来黑龙江省玉米生产潜力和增产空间的变化趋势,为提高当地玉米的生产水平提供参考。【方法】以黑龙江省1980-2009年共30年的气象资料为基础,采用联合国粮农组织（FAO）农业生态区法（AEZ）计算了黑龙江省玉米的光温生产潜力和气候生产潜力,在此基础上计算了玉米的增产空间,并对黑龙江全省和典型县(市)域的增产空间进行了分析。【结果】1980-2009年的30年间,黑龙江省光温生产潜力呈增加趋势,而气候生产潜力则呈减少趋势;相对于光温生产潜力和气候生产潜力上限值而言,黑龙江省玉米的增产潜力空间均表现为减小趋势,但增产空间仍较大,相对于光温生产潜力而言还有66%的增产空间,相对于气候生产潜力也仍有51%的增产空间。对典型县(市)域玉米增产空间的分析表明,位于三江和松嫩平原县（市）域玉米生产潜力的开发程度较大,增产空间相对较小,而其他县（市）域的增产空间则较大。【结论】水分是限制黑龙江省玉米增产的主要因子,除三江和松嫩平原外其他区域的增产空间相对较大。     

未来气候变化对四川省水稻生育期气候资源及生产潜力的影响

【目的】开展气候变化背景下四川省水稻生育期气候资源及生产潜力时空变化趋势的预测,为未来应对气候变化及水稻生产宏观决策提供重要的理论依据。【方法】研究选取区域气候模式PRECIS输出的未来A2和B2气候情景(2071-2100年)及基准气候条件(1961-1990年)气象要素资料,利用联合国粮农组织(FAO)推荐的方法和侯光良的方法,分析了四川水稻生育期内主要气候资源(≥10℃积温、日照时数、降水量、参考作物蒸散量和缺水率)和水稻生产潜力(光合、光温和气候生产潜力)的时空变化特征。【结果】与基准年气候条件相比,在A2和B2 2种气候情景下,2071-2100年四川省水稻生育期内≥10℃积温、日照时数、参考作物蒸散量和水稻缺水率均呈增加趋势,而降水量在大部地区呈减少趋势,未来四川水稻受干旱灾害的风险可能加大;水稻光合、光温和气候生产潜力呈增加趋势。【结论】未来四川气候资源变化对水稻的增产有利。     

贵州省水稻气候生产潜力估算

基于贵州省81个气象站1961—2015年的气象资料,采用逐步订正和线性趋势等方法,分析水稻的光合、光温、气候生产潜力的变化特征和气候资源利用率。研究结果表明:贵州省水稻光合、光温和气候生产潜力均随时间推进而呈现递减趋势,递减速率分别为484.46、206.78、357.38 kg·hm~(-2)·10 a~(-1)。空间分布上,光合生产潜力总体表现为东西部高、中北部低,光温生气潜力表现出由东南部向西北部递减的变化趋势,气候生产潜力与光温生产潜力空间分布基本一致。水稻气候资源利用率多年平均为9.06%,随时间变化呈递增趋势,递增速率为0.017%·a~(-1)。     

气候变化对黄淮海地区冬小麦光温生产潜力的影响

[目的]研究气候变化对黄淮海地区冬小麦光温生产潜力的影响,为应对气候变化提供理论依据。[方法]基于黄淮海地区51个气象站点的1971～2006年的逐日气象数据,以WOFOST模拟冬小麦的光温生产潜力,借用ArcGIS软件,研究光温生产潜力的时空变化。[结果]研究时段内,黄淮海冬小麦光温生产潜力整体呈增加趋势,然而不同区域的趋势不一致。不考虑20世纪80年代冷湿气候的影响,河北西北部和南部、河南东南部及环渤海湾地带的光温生产潜力呈上升趋势;冀东、京津和鲁中地区的光温生产潜力呈下降趋势;河南西部和北部的光温生产潜力20世纪80、90年代连续下降,进入21世纪初后大幅上升。[结论]气候变化整体上有利于光温生产潜力的提高。     

退耕还林草背景下宁夏气候生产潜力变化研究

对宁夏退耕还林、还草重点区域进行研究,采用＂逐步订正法＂计算该地区近50年的气候生产潜力和光温生产潜力。结果表明：宁夏灌区、中部干旱带、南部山区玉米的光温生产潜力呈线性增加趋势,但考虑光、温、水3因素的气候生产潜力,因降水稀少而数值很低,无灌溉便无农业;中部干旱带冬小麦的光温生产潜力、气候生产潜力无明显趋势,但气候生产潜力变幅很大,南部山区冬小麦光温生产潜力无明显变化趋势,气候生产潜力呈弱的下降趋势,说明冬小麦生产受到水分的极大制约。利用RegCM3-WOFOST/LINGRA耦合模式模拟的气象要素数据计算了未来宁夏中、南部冬小麦气候生产潜力,均呈弱的增长趋势,说明退耕还林后宁夏气候有利于冬小麦产量的提高。     

退耕还林草背景下宁夏气候生产潜力变化研究

针对宁夏退耕还林、还草重点区域进行研究,采用＂逐步订正法＂计算该地区近50年的气候生产潜力和光温生产潜力。宁夏灌区、中部干旱带、南部山区玉米的光温生产潜力呈线性增加趋势,但考虑光、温、水3因素的气候生产潜力,因降水稀少而数值很低,无灌溉便无农业;中部干旱带冬小麦的光温生产潜力、气候生产潜力无明显趋势,但气候生产潜力变幅很大,南部山区冬小麦光温生产潜力无明显变化趋势,气候生产潜力呈弱的下降趋势,说明冬小麦生产受到水分的极大制约。利用RegCM3-WOFOST/LINGRA耦合模式模拟的气象要素数据计算了未来宁夏中、南部冬小麦气候生产潜力,均呈弱的增长趋势,说明退耕还林后宁夏气候有利于冬小麦产量的提高。     

近45年气候变化对哲盟作物生产潜力的影响

分析哲盟近４５年气候变化对作物潜力的影响,结果表明,光合生产潜力有减小的趋势,温度升高使得光温生产潜力更幅减小,受降水变化率大的影响,气候生产潜力变最大。同时,从生产潜力的角度说明了,解决农业灌溉问题和充分利用热量的增加,是适应气候变化提高作物现实生产力的关键。     

1961—2017年周口夏玉米气候生产潜力时空变化特征

选取周口10个气象站点1961—2017年的逐日气象资料,应用气候线性倾向率法、相关分析法、ArcGIS空间插值等,分析周口气候生产潜力时空变化特征。结果表明,1961—2017年周口夏玉米光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力年际变化均呈显著下降趋势,且年际波动较大;光合生产潜力空间分布呈现一定的带状分布,光温生产潜力空间分布特征不明显,气候生产潜力呈辐散型分布。     

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。     

夏玉米气候生产潜力分析与评估

利用台站观测的日照时数换算成日辐射量,然后用逐步订正法对夏玉米气候生产潜力进行计算分析,并从温度限制产量、水分限制产量及潜力开发指数等方面对夏玉米气候生产潜力进行评估。结果表明:夏玉米光合、光温和气候生产潜力均呈缓慢下降趋势;温度对产量的限制主要在灌浆后期;水分虽然总体能满足玉米需水量的90%左右,但由于年际之间及同一年内玉米各生育阶段降水时空分布不均,造成水分限制产量偏高;产量潜力开发指数呈快速下降趋势,但目前气候资源总体开发利用程度不到一半,开发潜力仍然较大。     

基于AEZ模型的河南小麦生产潜力研究

【目的】合理开发自然资源,提高河南小麦生产水平。【方法】以河南省气象局提供的1971~2005年共35年气象资料为基础,采用FAO农业生态区域法(AEZ)对河南小麦生产的光温生产潜力、气候生产潜力进行估算。【结果】河南省小麦光温生产潜力理论值为14135.1~15519.4 kg/hm2,气候生产潜力理论值为7655.8~14792.5 kg/hm2,生产潜力平均开发度为46.7%。【结论】河南省不同地市小麦气候生产潜力差异较大,各地市小麦气候生产潜力值与现实生产力之间的差距较大,开发潜力巨大。     

湖南气候变化对农作物生产潜力的响应

根据1961-2004年湖南省96个气象站的历史资料,分析了近44年温、光、水的年际变化特征,利用作物生产潜力模式,计算了湖南农作物光合潜力、光温潜力与气候生产潜力,探讨了农作物生产潜力的时空变化规律.结果表明,湖南省年平均气温每10年上升0.1℃,年日照时数自20世纪80年代初下降了173.2 h,年降水量存在2个明显的多水期和少雨期.光能潜力和光温潜力呈东高西低的分布态势,气候生产潜力,湘西和衡邵盆地为低值区,湘北和湘南为高值区.光能潜力、光温潜力44年分别下降了7 629.6,4 739.7 kg/hm2,气候生产潜力变化趋势不明显.     

江西省双季晚稻气候适宜度变化特征和趋势预测

选取江西省12个水稻观测站1960～2010年逐日气象数据,利用Morlet小波函数分析了近51年来江西省双季晚稻降水、温度和日照适宜度的变化特征和趋势。结果表明：降水适宜度低,温度和日照适宜度较高,说明在晚稻生长季内,自然降水偏少是江西省晚稻产量形成的主要限制因素,温度和日照一般能满足晚稻的生长发育,但需要注意的是,日照适宜度总体呈下降趋势,且下降趋势比较显著,尤其是20世纪70、90年代。降水适宜度存在准11、22年的周期振荡,它们具有全域性,近期信号加强;温度适宜度最明显周期是准17、7年;日照适宜度最显著周期为准26年。预计2010年以后的一段时间内降水适宜度总体仍然偏低,一直持续到2015年;温度适宜度在2012～2021年将趋于常年或处于偏弱期;日照适宜度在接下来7年内将处于偏强期。     

1961-2010年中国主要麦区冬春气象干旱趋势及其可能影响

【目的】近年来,连续发生的冬春连旱事件已经严重威胁到冬小麦的安全生产和粮食增产,本研究以中国主要麦区为研究对象,分析1961-2010年中国北方主要麦区冬春季降水、无降水日数和极端干旱频率的变化趋势及其对当地冬小麦生产的可能影响,揭示冬春干旱在当前气候背景下的演变趋势,为科学应对冬春干旱提供依据。【方法】采用线性倾向估计与Robust F线性显著性检验分析1961-2010年中国北方各站点冬春季降水、冬春季无降雨日数的线性倾向与显著性,揭示冬季、春季和冬春季的降水和无降雨日数的年代际变化趋势;根据气象干旱等级的国家标准GB/T 20481-2006将干旱5个等级中的重旱和特旱定义为极端干旱,基于降水距平的滑动平均,计算1961-2010年各年冬春季极端干旱频次的线性倾向,分析极端干旱发生频次的年际变化趋势和干旱风险剧增区降水的时间变化,揭示干旱时间动态趋势。【结果】(1)1961-2010年,华北为中心的冬麦区冬春气象干旱呈加剧趋势,其中心区域山西、河北和山东西北部冬春两季极端干旱的频次呈现增加趋势,陕西东部和湖北西北部春极端干旱的频次也呈增加趋势;(2)1961-2010年华北冬麦区的冬季降水呈减少趋势,且无降水日数呈增加趋势,即冬季气象干旱呈加剧趋势,其他区域的冬季降水呈增加趋势,无降水日数呈减少趋势;(3)1961-2010年华北冬麦区、黄淮冬麦区中南部和西北春麦区南部的春季降水均呈减少趋势,且无降水日数呈增加趋势,其他区域春季降水呈增加趋势,无降水日数呈显著减少趋势;(4)从重点区域降水的时间动态看,近20来华北地区的冬季和春季降水呈急剧下降趋势,无降水日数呈显著增加趋势,冬春气象干旱风险呈剧增趋势;近50年来黄淮冬麦区和长江中下游冬麦区的冬季降水呈增加趋势,而春季降水呈下降趋势,无降水日数呈增加趋势,长江中下游麦区20世纪70年代中期以后春季降水呈持续下降趋势。【结论】华北地区冬春季降水呈急剧下降趋势,无降水日数呈增加趋势,华北冬小麦冬、春干旱势必由于地下水位的持续下降和抗旱成本的增加而导致干旱风险加大;黄淮冬麦区南部和长江中下游冬麦区的春季降水尽管也呈下降趋势,由于该区域春季平均降水量对小麦来说以偏多为主,降水减少还不会影响到小麦生长,该区域降水的减少可能对冬小麦生长有利;气候干旱区东北和内蒙春麦区、西北春麦区西部50年来的冬春季降水呈增加趋势,有利于春小麦生产。     

基于实际生育期的东北地区玉米气候生产潜力研究

应用1981-2006年中国东北三省30个农业气象观测站玉米生育期资料和玉米种植区内1961-2006年70个气象台站的气象资料,统计分析了东北三省玉米主要发育期的变化特点,研究了东北地区玉米实际生长期间的气候生产潜力的变化特征,结果表明:东北地区玉米各生育期呈现自西南—东北方向逐步推进的趋势;东北地区玉米光合生产潜力、光温生产潜力均呈现由西向东、由北向南递减的趋势,而气候生产潜力呈现由西南向东北逐渐递减的趋势.46年来东北地区光合生产潜力、气候生产潜力呈逐年减少的趋势,而光温生产潜力辽宁、吉林呈现逐年减少的趋势,黑龙江呈现增加趋势.从年代际来看,东北地区玉米气候生产潜力在20世纪60年代最高,进入90年代后显著减少,2001年后进入气候生产潜力的最小时期.在玉米生产中应根据热量资源增多的特点,适当扩大晚熟型玉米种植面积,延长生长期,采取水分调控等措施提高玉米的综合生产能力.