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。     

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。     

河北省两熟产区冬小麦气象干旱风险分析

选取河北省山前平原区和黑龙港区的10个县1973-2007年气象资料,计算冬小麦光温生产潜力和气候生产潜力,用气候生产潜力偏离光温生产潜力的差值反映干旱状况。计算出干旱减产率及不同干旱等级在不同区域发生的风险概率,并与冬小麦前、中、后期的自然水分亏缺率进行相关分析。结果表明:河北省两熟产区冬小麦气候生产潜力低、干旱减产率高、冬小麦气象干旱风险高,且区域之间差异大,年际间波动明显。冬小麦中、后期自然水分亏缺率与干旱减产率的相关性极显著。     

宁夏中部干旱带气候变化及其对春玉米气候生产潜力的影响

根据宁夏中部干旱带盐池县、同心县和海原县气象站1961—2011年平均气温和降水量资料,分析该区域气候变化特征和规律,应用Miami和Thornthwaite Memorial模型探讨该区域春玉米生产潜力及其变化特征,并深入研究气候变化对春玉米气候生产潜力的影响。结果表明:1)研究区气候呈气温明显升高、降水波动减少的"暖干型"趋势变化。2)春玉米温度生产潜力呈逐年增加,降水和气候生产潜力呈波动中减少的趋势。3)研究区春玉米气候生产潜力平均值为5 037kg/(hm2·年),气候生产潜力与年平均降水量有着极其显著的线性相关,与年平均气温没有明显的线性相关,表明降水条件是制约研究区春玉米气候生产潜力的关键因子。未来气候变化显著影响着春玉米气候生产潜力,其中降水量变化对春玉米气候生产潜力的影响远大于气温变化的影响,降水的多少及变率对其限制作用将更明显。因此,应大力发展农业技术,合理安排农作物布局来适应气候变化,以保证春玉米产量和品质。     

黑龙江省作物气候生产潜力估算

文章计算了黑龙江省75个县市3种主要作物的光温生产潜力和气候生产潜力,讨论了黑龙江省作物气候生产潜力的稳定性。结果表明,黑龙江省光温及气候生产潜力差异较大,且从北到南呈增加趋势;气候生产潜力越大的地方,变率越小;气候生产潜力越小的地方,变率越大。     

宁夏澳洲青苹光温生产潜力的计算与分析

苹果Malus domestica生产潜力的主要影响因素为温度和光照。为计算宁夏高酸苹果光温生产潜力,利用全区各地1980-2015年的气象资料及近4 a高酸苹果中晚熟品种‘澳洲青苹’Malus domestica‘Granny Smith’的发育期观测资料,采用光照、温度逐级订正的方法,分不同发育期(发芽期-幼果期和幼果期-成熟期)计算得出宁夏全区各地高酸苹果光合生产潜力及光温生产潜力。结果显示:宁夏高酸苹果光合生产潜力为114.0~146.9 t·hm-2,与太阳光合有效辐射空间分布趋势一致;光温生产潜力为68.8~142.9 t·hm~(-2)。与鲜食苹果对比,高酸苹果光合生产潜力偏低15.4%~18.4%,而光温生产潜力比鲜食苹果高10.9%~30.1%,因此,温度对鲜食苹果的限制作用大于对高酸苹果。另外,高酸苹果生产潜力空间分布可分为灌区各地及中部干旱带东北部、中部干旱带其他地区至海原以北、海原以南3个地区,基本与宁夏自然地理分区一致。     

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。     

哈密地区农业自然资源生产潜力分析

通过对哈密地区光合生产潜力、光温生产潜力、气候生产潜力和农业生产潜力的计算和分析.结果表明,光温生产潜力和气候生产潜力衰减较为明显,衰减最明显的地区是山北的巴里坤县和伊吾县,温度衰减率分别达63.29;和60.87;.说明目前哈密地区的实际生产力远未达到农业自然生产潜力,其中增产潜力最大的是哈密市(达39 529.62 kg/hm2),是最具发展潜力的地区.     

气候变化对沧州地区冬小麦产量潜力的影响

本研究利用DSSAT V4.5模型模拟近50年来沧州地区冬小麦光温生产潜力、气候生产潜力及其在实际水肥条件下可获得产量的变化情况,分析沧州地区近50年的气候变化特征及气候变化对冬小麦产量潜力的影响,旨在为分析气候变化对黄淮海平原冬小麦生产系统的影响提供方法和思路。结果表明:1)近50年来沧州地区冬小麦生育期内平均温度呈极显著上升趋势,平均日照时数和太阳辐射呈减少趋势,平均降雨量呈不显著减少趋势,但降雨分布发生了季节性转移。2)冬小麦的光温生产潜力近50年呈减少趋势,平均每年减少17.94kg/hm2;气候生产潜力和可获得产量均呈增长趋势,平均每年分别增长31.02和3.62kg/hm2;实际产量呈极显著增长趋势,平均每年增长100.85kg/hm2。3)光温生产潜力和气候生产潜力之间的产量差呈不显著减少趋势,气候生产潜力和可获得产量之间的产量差呈不显著增长趋势,可获得产量和实际产量之间的产量差呈极显著减少趋势。4)气候因素的变化对冬小麦的生长和产量产生了明显影响,其中温度增加对冬小麦生长影响较为复杂,不同时期温度变化对冬小麦生长影响不同,总体呈负面影响;平均日照时数和太阳辐射的减少是冬小麦产量潜力降低的主要原因;平均降雨量的变化对冬小麦生长有利,气候变化的综合影响使冬小麦的生育期极显著缩短,开花期和成熟期极显著提前。因此,气候变化对沧州地区冬小麦的生产和产量潜力影响具有一定的复杂性,可以通过优化水肥管理措施来抵消气候变化产生的负效应。     

国家尺度上基于地形因子的光温及气候生产潜力修正算法

【目的】光温/气候生产潜力作为农用地分等中的重要指标之一,直接影响分等结果的准确性。从理论上来说,不同地形地区的光温条件应各不相同,以目前这种一个县一种作物只具有一个生产潜力值的情况来看,当县内地形差异明显时,仅使用一个生产潜力值不能反应出光温条件在县内的异质性,从而使分等结果不能准确描述耕地质量的差异性。论文旨在解决这一问题。【方法】从地形对于光照、温度和降水等与生产潜力密切相关的因子具有严重关联性的角度入手,通过寻找地形因子与生产潜力的关系,利用地形因子对生产潜力进行修正。由于生产潜力是以国家级尺度的数据进行计算的,为了保证修正后生产潜力值的可比性,在国家级尺度上开展修正,以900 m×900 m的DEM数据为计算地形因子的数据来源,首先利用SPSS软件,分别对坡度、坡向、海拔与生产潜力做回归分析,筛选相关性最高的回归模型,确定不同地形因子与生产潜力的相关性;其次利用回归方程、县内平均地形因子值、平均生产潜力值和待修正区的地形因子值得出生产潜力修正公式;最后以不同地形因子与生产潜力的相关系数为权重,将单因子修正后的生产潜力值进行加权,得到最终的综合修正生产潜力值。【结果】以目前农用地分等中正在使用的生产潜力值和DEM数据生成的地形因子做回归分析,其中,参与修正光温生产潜力的样点共3 779个,参与修正气候生产潜力的样点共2 765个。回归分析结果表明,坡度和坡向与光温生产潜力的相关系数分别为0.0008和0.0002,说明在国家级尺度上,以900 m×900 m的DEM数据对坡度、坡向和生产潜力进行回归分析时,这两者与生产潜力的相关性过小,故暂不列为修正生产潜力的因子;海拔与光温生产潜力的相关系数达到0.835,与气候生产潜力的相关系数达到0.721,说明海拔与生产潜力具有高度相关性。根据海拔与生产潜力的回归方程得出,海拔对光温生产潜力的影响系数为1.479,对气候生产潜力的影响系数为1.095。论文以四川省长宁县为例进行了实例验证,结果表明,修正后的生产潜力值与海拔的趋势相同,体现出地势差异对光温条件的影响,并且海拔偏离县平均海拔越大的地区,生产潜力修正后偏离潜力的平均值越多。【结论】国家尺度范围内,海拔对于生产潜力具有重要的影响作用,并且海拔对于光温生产潜力的影响程度高于对气候生产潜力的影响程度,而坡度、坡向在该尺度内与生产潜力不具有明显的相关性。基于数据的限制,论文旨在侧重数学模型方法和修正思想的论述,与实际应用还有一定的距离,在未来研究中可探索利用国家级控制可比性、分区域利用更加精细的数据进行局部修正的方法进一步分析坡度、坡向对生产潜力的影响。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅷ ——气候变化对中国冬小麦冬春性品种种植界限的影响

【目的】全球气候变化背景下,中国20世纪80年代以后冬季温度升高明显,这一变化对冬小麦冬春性品种种植界限产生怎样的影响,为了回答这一科学问题,笔者以1981年为时间节点,将1951—2010年划分为两个时段,分析比较后一时段冬季温度升高对中国冬小麦的强冬性、冬性、弱冬性和春性4种类型品种种植北界和种植南界的空间位移及可种植面积的影响。【方法】依据制约冬小麦正常越冬的冻害指标和影响春化天数指标确定冬小麦不同品种种植的北界和南界;采用ArcGIS软件绘制冬小麦不同品种种植区域及种植面积变化。【结果】与1951—1980年相比,1981—2010年冬小麦强冬性品种种植北界在宁夏-甘肃及河北-辽宁北移趋势最明显,分别北移200 km和100 km,其种植南界东部地区北移趋势大于西部地区,在江苏和安徽等地移动90 km,强冬性品种可种植面积共增加36.24万km2;冬小麦冬性品种种植北界在山东-河北变化明显,向北移动310 km,种植南界在贵州毕节-习水地区向西推移趋势明显,西推95 km,冬小麦冬性品种可种植区域共增加17.75万km2;冬小麦弱冬性品种种植北界在安徽、江苏、河南和山东交互之处变化明显,北移120—370 km,西部地区变化趋势不明显,种植南界呈略微北推趋势,冬小麦弱冬性品种可种植面积共增加15.70万km2;冬小麦春性品种种植北界在江苏、安徽和河南变化明显,北移230 km,而西部地区不明显,春性品种可种植面积共增加23.44万km2。华北北部地区以强冬性品种为主,华南地区以春性品种为主,河南、山东和四川等地区冬小麦可种植冬春性品种类型较多,以冬性和弱冬性品种为主。【结论】由于中国冬季温度明显升高,较1951—1980年,1981—2010年冬小麦不同冬春性品种种植界限明显北移,北界北移趋势大于南界移动趋势,种植区域面积增大,其中强冬性品种种植界限及可种植区域移动最明显。     

甜瓜有机生态型无土栽培技术在宁夏不同地区的推广研究

在宁夏不同区域进行有机生态型无土栽培甜瓜试验,由于不同区域的气候特征,各个区域甜瓜的生长发育及品质、产量表现各有差异。试验结果为:位于中部干旱带区域的红寺堡与中卫两个试验温室甜瓜的长势较强,品质较好、产量较高,是宁夏地区适宜生产设施甜瓜这类对光照要求高但对水分要求并不是十分敏感的作物。     

宁夏降水关联维与混沌特征分析

利用宁夏23个气象站建站以来月、季、年降水资料,在非线性系统动力学理论指导下进行了关联维特征分析。结果表明:①南部六盘山区、中部韦州为高值频发区,低值多集中于北部地区。极大、极小值出现站点相对集中。夏、秋各月关联维数值较高,冬、春月份较低。②冬、春季节降水关联维分布散乱,极值位于六盘山区。夏、秋季节韦州为高值中心,梯度较大。最大值位于中、南部,最小值位于北部。③年降水的最大关联维数出现在北部的陶乐,最小值位于中部的同心。④混沌是宁夏月、季、年降水的普遍特征。出现频率与降水量对应较好,但混沌强度与降水量并不存在简单的对应关系。⑤处于气候干旱、半干旱区的宁夏降水具有显著的非线性特征,且行为十分复杂。     

全球气候变暖对中国种植制度的可能影响 Ⅺ.气候变化背景下中国冬小麦潜在光温适宜种植区变化特征

【目的】气候变化背景下中国农业及粮食安全面临严峻挑战,而小麦是中国三大粮食作物之一,对保障中国粮食安全具有重要作用,研究气候变化背景下中国冬小麦潜在光温适宜种植区的变化特征,为冬小麦合理布局提供重要科学参考。【方法】利用逐级订正法计算中国冬小麦潜在种植区内各站点冬小麦逐年潜在光温产量,综合考虑高产性和稳产性指标,以1981年为时间节点,将1961-2010年划分为两个时段,在分析1981-2010年（时段Ⅱ）较1961-1980年（时段Ⅰ）潜在光温产量高产性和稳产性变化特征的基础上,综合得到气候变化背景下中国冬小麦潜在光温适宜种植区界限的变化及潜在光温适宜种植区分布的变化特征。【结果】与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ中国冬小麦潜在光温产量的最高产区和高产区面积增加,占研究区域冬小麦面积的比例分别增加了6.33%和7.42%,而次高产区和低产区面积减少,占研究区域冬小麦面积的比例减少了10.50%和3.24%。时段Ⅱ中国冬小麦潜在光温产量最稳产区面积下降,占研究区域冬小麦面积比例降低了25.76%,而稳产区、次稳产区和低稳产区面积增加,占研究区域冬小麦面积的比例分别增加了12.09%、10.34%和3.31%。中国冬小麦潜在最适宜区、适宜区、次适宜区和可种植区界限在空间上都发生改变。其中,冬小麦潜在最适宜区界限发生了明显的北移西扩,潜在最适宜区南界由安徽省中部北移至山东省西北部,潜在最适宜区西界由山西省西南部西扩至陕西省西北部;冬小麦潜在适宜区界限向东北方向移动,最大移动距离在四川省东部-陕西省西南部,移动距离达835.63 km。冬小麦各等级潜在光温适宜种植区界限变化引起各区域冬小麦面积相应改变。与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ中国冬小麦潜在最适宜区和适宜区冬小麦面积下降,占研究区域冬小麦面积比例分别降低了4.49%和4.75%,而次适宜区和可种植区冬小麦面积增加,占研究区域冬小麦面积的比例分别增加了7.17%和2.06%。中国冬小麦各等级潜在光温适宜种植区的单产增加,平均提高513 kg·hm^-2,但最适宜区和适宜区冬小麦面积减少,使得最适宜区和适宜区冬小麦的总产下降,与时段Ⅰ相比占总产的比例分别降低了29.4% （5 108×10⁴ t）和15.1% （5 896×10⁴ t）,从而使冬小麦种植区内冬小麦总产整体下降了1 504×10⁴ t,与时段Ⅰ相比占总产的比例降低了2.07%。【结论】全球气候变暖背景下,中国冬小麦潜在光温产量最高产区和高产区面积增加,最稳产区面积减少,由于稳产性下降引起冬小麦最适宜区和适宜区面积缩小;中国冬小麦潜在光温适宜种植区最适宜区界限北移西扩,适宜区界限向东北方向移动,适宜区界限的变动引起中国冬小麦各等级适宜种植区内的单产增加,有利于冬小麦产量的提高,但最适宜区和适宜区冬小麦面积减少,使中国冬小麦的总产整体下降。实际生产中,冬小麦潜在光温产量适宜性发生改变的区域,应注意结合当地的灌溉条件,以确保冬小麦稳产高产。     

山东寿光日光温室在宁夏五个地区冬季的温度变化

[目的]研究引进的山东寿光型日光温室在宁夏不同地区环境中的表现。[方法]采用温湿度自动记录仪全天侯测定在宁夏5个地区温室内外的温度变化。[结果](1)冬季温室内日最低温度出现在7:00～9:00之间,日最高温度在14:00左右,晴阴天温度有明显日变化。寿光日光温室在冬季-20℃以下的外界温度下,除红寺堡温室内出现短期的0℃以下低温外,其余温度都在0℃以上,1月夜间平均温度都在3.7～13.3℃以上;(2)结构一致的寿光型日光温室,在引黄灌区的贺兰、吴忠、中卫温度表现无明显差异;在中部干旱带的红寺堡,由于冬季大风日数较多,冷风渗透致使室内温度偏低;处在南部山区的彭阳,虽外界气温较低,但由于四面环山,风小,保温效果最好。[结论]寿光型日光温室在宁夏正常年份的冬季不需人工增温,具有植物生长环境稳定,抗御灾害性天气能力强等优点,使用该设施使农业生产取得了较高的经济效益。     

气候变化对天水冬小麦生产潜力开发程度的影响

计算了天水3个气候区冬小麦生产潜力开发程度、适宜开发程度和可开发程度,分析了气候变化对其影响情况。结果表明,冬小麦在渭北区、河谷区和关山区的冬小麦生产潜力开发程度仍较偏低,为49.9%～60.0%;生产潜力适宜开发程度和可开发程度都较高,分别达73.6%～78.7%和18.7%～23.8%,排序为渭北区〉河谷区〉关山区,长远看还有很大的潜力可以挖掘;冬小麦生长季平均温度、日照时数对冬小麦生产潜力开发程度、适宜开发程度和可开发程度具有负效应,降水量则具有正效应。其中,全生育期温度、秋季温度和冬季日照对天水、渭北小麦生产潜力开发程度负效应显著,全生育期降水、秋季降水在天水和各气候区正效应显著;并提出了区域生产潜力适度开发的对策措施。     

阿克苏地区农业资源生产潜力评价与开发分析

本文针对阿克苏地区的农业资源条件进行了分析与评价，并对光合生产潜力、光温生产潜力、光温水(气候)生产潜力及光温土生产潜力、光温水土生产潜力进行了计算。在此基础上，对提高本地区农业资源生产潜力的主要措施进行了讨论。