中国西北地区近43年气候变化及其对农业生产的影响

选取西北地区171个地面测站1961～2003年历年月平均气温、最高气温、最低气温、降水量,≥0℃、≥10℃积温和<0℃负积温等指标,分析近43年气候变化特征.月平均气温、最高气温、最低气温、≥0℃、≥10℃积温,1987～2003年比1961～1986年的平均值明显增高(多),尤以最低气温增幅最大,冬季升温幅度大于夏季,西北地区气候变暖主要来自于最低气温的贡献;<0℃负积温明显减少;降水量西部增多、东部减少,分界线与黄河走向基本一致.西北地区西部呈暖湿变化趋势,东部呈暖干变化趋势,喜温作物面积扩大,越冬作物种植区北界向北扩展.     

北方旱作农区农业气候资源时空变化特征

利用北方旱作农区317个气象台站1961—2010年地面气象观测资料,分析和比较了1961—1990年(时段Ⅰ)和1991—2010年(时段Ⅱ)农业气候资源变化特征。结果表明：全区日照时数总体呈降低趋势,时段Ⅱ较时段Ⅰ平均减少了92.9 h;研究区域近50年年降水量变化呈现西部增加东部减少的特征;与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ研究区域年均气温增加了0.97℃,高于全国平均水平,日平均气温稳定通过0℃、10℃的持续日数普遍呈增加趋势,喜凉作物生长期内≥0℃积温和喜温作物生长期内≥10℃积温分别平均增加198.6℃·d和197.3℃·d;研究期间全区气候变化西部地区总体呈暖湿趋势,东部地区总体呈暖干趋势。     

甘肃、内蒙古西部与青海近代积温变化趋势分析

利用甘肃、内蒙古西部与青海省45个站点的月平均气温资料,计算了1960-2000年稳定通过O℃(T≥0℃)和稳定通过10℃(71≥10℃)的积温,并对其变化趋势及突变进行了分析.结果表明:研究区的积温存在明显的变化趋势,20世纪80-90年代以来,积温呈波浪式上升;积温的大小与持续期的长短关系密切,两者变化趋势相吻合;且由于各区地理位置的不同,积温和持续期由北向南呈现梯度变化,曲线变化趋势大致相同,而Ⅲ区(青海南部)的积温与持续期变化趋势则明显不同于I区(内蒙古、甘肃)、Ⅱ区(青海).最后采用Mann-Kendall方法对I.Ⅱ,Ⅲ区内T≥0℃及71≥10℃的积温变化进行了突变分析,得出此3个区突变时间大致发生在1996年附近,其后气温上升趋势加快.     

科尔沁沙地翁牛特旗气温的非对称变化分析

分析科尔沁沙地内蒙古翁牛特旗1957年以来逐月平均气温、平均最低气温、平均最高气温.结果表明:翁牛特旗近50年平均气温、日最高气温、日最低气温随时间均呈增加态势;日最低气温的增加量是日最高气温的11倍;1月最低气温的线性增加率为8.77 ℃/100 a,7月最高气温的线性增加率为3.12 ℃/100 a,其结果导致日较差减少;20世纪80年代后期年平均气温、日最高气温、日最低气温显著升高.     

近49年乌鲁木齐地区农业热量资源时空变化

根据新疆乌鲁木齐地区9个气象台站1961～2009年的逐日气温资料,采用线性回归和Kriging空间插值技术,对近49年该地区年平均气温、最冷月和最热月平均气温、年极端最低和最高气温、无霜期、≥0℃、≥10℃持续日数和活动积温、冬季负积温以及作物主要生长期的夏半年(4～9月)气温日较差等农业气候热量条件的时空变化规律进...     

冬季红枣果园内外温度差异及与气象站气温关系建模分析

基于红枣果园冬季实测温度,对比分析果园内、外温度变化差异及其与气象站气温关系,采用线性回归方法根据气象站气温资料建立果园实际温度预测模型。结果表明,冬季红枣果园内、外平均气温差异不显著,但日变化趋势基本一致;最低气温变化存在显著差异(P<0.05),果园内平均最低气温比果园外偏高1.2℃,极端低温偏高1.7℃。冬季气象站平均气温显著高于果园内外气温变化(P<0.01),分别偏高1.2、1.3℃。气象站最低气温的差异变化幅度大于平均气温的差异,日最低气温比果园内、外偏高1.5℃、2.7℃,冬季极端低温偏高1.4℃、2.7℃。果园小气候的形成显著影响极端低温的差异变化,冬季气温比气象站温度偏低,利用气象站气温变化预测果园内外实际气温差异比较可行,关系模型检验绝对误差在0.3~0.8℃之间,可为红枣果园开展冬季冻害监测预警服务提供借鉴参考。     

天水市1961-2010年积温变化特征

运用天水市7个国家基本(一般)气象站1961-2010年温度资料,借助于气候变化率、Mann-kendall等方法,对该地近50年农业气候热量资源变化规律进行了分析。结果表明:1961-2010年,该地年平均气温、年平均最低气温呈明显上升趋势;≥0℃的积温及≥0℃的日数、≥5℃的积温及≥5℃的日数、≥10℃的积温及≥10℃日数均有明显增加趋势;<0℃的积温及<0℃的日数呈减少趋势。气温升高、正积温及其天数增加和负积温及其天数减少有利于农业生产。建议根据气候变化,科学调整种植结构,充分利用农业气候热量资源。     

西安市气温变化特征及城市化影响研究

根据1977-2006年西安及周边中小城市台站的气温观测资料,应用线性拟合方法对比分析了西安市气温变化的趋势特征。研究表明:近30年来,受城市化发展的影响,西安市气温一直呈现增幅,其中平均最低温度增幅最大,其次是平均气温,平均最高温度上升趋势微弱,使得年平均日较差呈下降趋势为0.10℃/10 a。并在此基础上,应用主成分分析方法初步探讨了城市发展对平均气温变化的影响,结果表明人口城市化水平、下垫面性质或结构的改变、城市居民生活水平是导致西安市平均气温变化的主要因子,它们与温差变化呈线性关系,其相关系数分别达到0.892、0.844、0.880。     

极干旱区气候变暖与种植业结构变化趋势分析——以敦煌市为例

利用敦煌国家基准气候站1971~2008年地面气象观测资料,采用温度距平时间序列及线性趋势拟合等方法,对敦煌年平均气温、平均最高气温、平均最低气温和≥10℃积温的变化趋势进行了分析。结果表明,年平均气温,平均最高气温,平均最低气温均呈波动上升趋势,递增率分别为0.46、0.38℃/10a和0.60℃/10a。≥10℃积温呈明显的增加趋势。同时利用敦煌市统计局提供的农作物种植面积资料,对其时间演变序列进行分析,得出自1998年以来,由于受社会需求增加和气候变暖等因素的影响,粮、棉、蔬菜等农作物的种植结构发生了根本性变化。20世纪90年代以前,敦煌农作物种植面积的布局顺序为粮、棉、蔬菜;进入21世纪以后,农作物种植面积的布局顺序改变为棉、蔬菜、粮。由此可见:社会需求增加和气候变暖对极干旱区农作物种植结构的变化有重大影响。     

石河子地区近46年来积温变化趋势特征研究

选取石河子地区3个气象台站的1961-2006年的气象资料,经过处理分析了石河子地区积温的变化趋势。选取了≥10℃活动积温∑T10及≥10℃持续日数D10来表示石河子地区积温变化,并进行分析。结果表明:近46年来石河子地区的积温变化是明显的,日平均气温≥10℃界限温度初日普遍提前,积温显著增多,生长季明显延长。通过灰色预测,预测结果显示今后10年石河子地区≥10℃积温逐渐升高,到2015年可能达到3994.6℃。还得出了积温与持续期的一元线性回归方程。分析得出积温变化对石河子地区的农业生态环境的利弊关系。     

北疆地区近41年来积温变化趋势特征研究

本文选取新疆北疆地区19个气象站台的1961-2001年的气象资料,经过处理分析了北疆地区积温的变化趋势。本文选取了≥10oC活动积温∑T10及≥10oC持续日数D10来表示新疆北疆地区积温变化,并进行了分析。结果表明:近41年北疆的积温变化是明显的,日平均气温≥10℃界限温度初日普遍提前,积温显著增多,生长季明显延长。通过小波分析得出积温的变化周期为8年。还得出了积温与持续期的一元线性回归方程。通过研究,分析出积温变化对北疆地区的农业生态环境的利弊关系。     

Modeling grassland net primary productivity and water-use efficiency along an elevational gradient of the Northern Tianshan Mountains

Mountainous ecosystems are considered highly sensitive and vulnerable to natural disasters and climatic changes.Therefore,quantifying the effects of elevation on grassland productivity to understand ecosystem-climate interactions is vital for mountainous ecosystems.Water-use efficiency(WUE)provides a useful index for understanding the metabolism of terrestrial ecosystems as well as for evaluating the degradation of grasslands.This paper explored net primary productivity(NPP)and WUE in grasslands along an elevational gradient ranging from 400 to 3,400 m asl in the northern Tianshan Mountains-southern Junggar Basin(TMJB),Xinjiang of China,using the Biome-BGC model.The results showed that:1)the NPP increased by 0.05 g C/(m2·a)with every increase of 1-m elevation,reached the maximum at the mid-high elevation(1,600 m asl),and then decreased by 0.06 g C/(m2·a)per 1-m increase in elevation;2)the grassland NPP was positively correlated with temperature in alpine meadow(AM,2,700-3,500 m asl),mid-mountain forest meadow(MMFM,1,650-2,700 m asl)and low-mountain dry grassland(LMDG,650-1,650 m asl),while positive correlations were found between NPP and annual precipitation in plain desert grassland(PDG,lower than 650 m asl);3)an increase(from 0.08 to 1.09 g C/(m2·a))in mean NPP for the grassland in TMJB under a real climate change scenario was observed from 1959 to 2009;and 4)remarkable differences in WUE were found among different elevations.In general,WUE increased with decreasing elevation,because water availability is lower at lower elevations;however,at elevations lower than 540 m asl,we did observe a decreasing trend of WUE with decreasing elevation,which may be due to the sharp changes in canopy cover over this gradient.Our research suggests that the NPP simulated by Biome-BGC is consistent with field data,and the modeling provides an opportunity to further evaluate interactions between environmental factors and ecosystem productivity.     

基于GIS的乌-昌地区冬季热量资源时空变化

利用新疆乌鲁木齐市和昌吉州（乌-昌地区）16个气象站1961-2009年的逐日平均气温和逐年极端最低气温资料,使用Mann-Kendall法对入冬期、开春期、冬季持续日数、冬季负积温、最冷月平均气温和极端最低气温等热量要素变化趋势、突变特征进行检测分析,采用三维二次趋势面宏观地理因子模拟与反距离加权残差订正相结合的方法,建立各热量要素多年平均值及其突变前后变化量的空间分布式数学模型。在ArcGIS平台上,完成基于数字高程模型(DEM)数据的各热量要素及其突变前后变化量的100 m×100 m格点的精细化分布式模拟。结果表明：① 乌-昌地区入冬期由山区向平原推迟,开春期自平原向山区推迟,受其影响,冬季持续日数为“平原少,山区多;西部少,东部多”的分布格局。受冬季逆温的影响,负积温、最冷月（1月）平均气温和年极端最低气温等热量条件,从平原至中山带随海拔高度的上升而逐渐增多,在海拔2 100 m左右达最多后,随着海拔高度的继续上升,热量条件又逐渐减少。② 近49 a,乌-昌地区冬季热量资源呈较显著的增多趋势,并且入冬期于1994年发生了突变性的推迟,冬季持续日数于2004年发生了突变性的缩短,冬季负积温于1988年发生了突变性的减少,最冷月平均气温和极端最低气温分别于1973年和2004年发生了突变性的升高。突变前后各热量要素增加量表现为平原多于山区,城市密集区多于周边地区的分布格局。冬季热量资源增加,对乌-昌地区农牧业生产既有利,也会带来一些负面影响。因此,应采取趋利避害的管理和技术措施,以促进农牧业生产的持续稳定发展。     

二化螟越冬幼虫滞育后发育起点温度与有效积温

在室内15、20、25℃和30℃的恒温条件下,对南昌二化螟田间越冬幼虫滞育后发育起点温度和有效积温进行了研究。在上述各温度条件下,50%个体化蛹时间分别为66.3、41.8、26.0 d和19.9 d。由回归方程估算出二化螟越冬幼虫滞育后发育起点温度和有效积温分别为(9.3±1.1)℃和(411.0±14.2)日.度。田间自然条件下,越冬幼虫在4月初始蛹,5月下旬终蛹,1998、2004年和2005年田间累积50%越冬幼虫化蛹时的有效积温分别为377.8、417.5日.度和375.4日.度,3年平均为390.2日.度。利用该理论有效积温,参照当年2~4月的气温,可预测田间越冬幼虫50%个体化蛹的时间。     

花生新珠蚧发育起点温度和有效积温研究

本试验测定了不同发育阶段花生新珠蚧的发育起点温度和有效积温。结果表明：在16～32 ℃时,该虫的发育历期随温度的升高而缩短,发育速率与温度呈直线关系。并得到了花生新珠蚧各虫态及全世代的发育起点温度和有效积温。根据有效积温法则推算,该虫在濮阳地区1年发生1代,与田间调查结果和发生规律相符。     

欧洲向日葵螟发育有效积温及其成虫发生预测模型研究

为了明确欧洲向日葵螟的发生时期与气温的关系,根据有效积温对该虫的发生时间进行预测,在4个不同温度条件下(24、27、30、33℃)测定了欧洲向日葵螟各虫态的发育历期,利用最小二乘法计算出各虫态的发育起点温度和有效积温;并结合2009-2014年间巴彦淖尔市欧洲向日葵螟监测点的监测结果及当地气象数据,对欧洲向日葵螟成虫发生动态与有效积温的关系进行曲线拟合。结果显示,欧洲向日葵螟卵、幼虫、预蛹以及蛹4个虫态的发育起点温度分别为14.31、8.07、18.27、12.2℃,发育所需有效积温分别为45.13、328.42、12.97、140.54日·度。随着田间有效积温的上升,成虫累积捕获比例呈现两次明显的Logistic增长。研究分别构建了不同世代的成虫累积捕获比例增长曲线模型。上述研究结果可为以后欧洲向日葵螟的监测及防治工作提供科学参考。     

甘蔗红尾白螟蛹发育起点温度和有效积温

在恒温条件下,观察了21～33℃范围内甘蔗红尾白螟蛹的发育历期,并测定了其发育起点温度和有效积温。结果表明,红尾白螟蛹发育历期与温度呈负相关,蛹的发育起点温度为(14.129±0.529)℃,有效积温为(191.003±7.461)℃,发育历期预测式为N=(191.003±7.461)/T-(14.129±0.529),可用于成虫发生期和防治适期的预测。     

温度对食锈菌瘿蚊蛹发育及成虫寿命的影响

为了明确温度对食锈菌瘿蚊(Mycodi plosis sp.)蛹发育和成虫寿命的影响,为利用该类昆虫进行植物锈病的生物控制提供基础,在智能人工气候箱内5个恒温条件下(18、22、26、30℃和34℃)测定食锈菌瘿蚊蛹的发育历期和成虫寿命,并对蛹的发育起点温度和有效积温进行研究.在18～30℃的温度范围内,蛹的发育历期和成虫寿命从18℃的11.23 d和5.58d缩短至30℃条件下的5.98d和2.98d,与温度呈负相关,且温度对食锈菌瘿蚊蛹的发育历期和成虫寿命具有显著影响(p＜0.05);当温度达到34℃时,蛹的发育历期和成虫寿命略有延长;蛹的发育起点温度为(5.82±2.28)℃,有效积温为(142.03±17.52)日·度.食锈菌瘿蚊蛹的发育速率总体趋势符合逻辑斯蒂曲线;而成虫寿命则随着温度的升高整体上呈下降趋势,说明高温不利于其存活.