气候变暖对霜期农业生产期温度和冻土的影响

以建昌县气候监测站1961—2012年逐日气温、地面温度及冻土深度资料为基础,运用现代气候统计诊断技术,分析了该地区霜期设施农业生产期气温、地面温度、最大冻土深度变化趋势和突变特征及对设施农业的影响。结果表明：自1961年以来,建昌县霜期设施农业生产期平均气温、平均地面温度明显升高,倾向率分别为0.32℃/10 a、0.29℃/10 a,气温在1982年突变性升高,突变之后气温平均升高1.2℃;地面温度在1989年突变性升高,平均升高1.1℃;最大冻土深度明显变浅,倾向率为-4.63 cm/10 a,1985年突变性变浅,突变后冻土最大深度平均变浅18.3 cm。当气温每升高1℃,冻土最大深度将变浅9.6 cm。霜期温度升高等于热量资源的增加,有利于设施农业的发展,冻土深度变浅可减少大棚内植物冻害。研究结果可为大力发展设施农业日光温室提供气候依据。     

寿光2016年冬季气候对农业生产的影响

笔者利用寿光市2016年冬季的气候资料,通过对冬季温度、降水、光照等要素的统计分析,科学评估了寿光市2016年冬季气候资源对农业生产的影响,为寿光冬春季农业生产防灾减灾提供参考依据。结合农业灾情调查资料,结果表明:寿光2016年冬季气候特征对农业生产的影响利弊并存:一方面,初冬气温偏高,冬小麦未得到抗寒锻炼,不利于安全越冬,以至于后期寒潮强降温天气导致部分地段出现冻害;同时,因冬季雾、霾、阴天等寡照日数偏多以及1月下旬强寒潮天气的影响,导致日光温室蔬菜产量和品质下降,蔬菜价格居高不下;另一方面,寒潮低温天气有利于杀灭虫卵,减少害虫越冬基数,减轻病虫害;2月中旬一场罕见的雨雪,增加了土壤含水量,有效缓解了旱情,为春季农业生产奠定较好基础。总体上看,冬季出现的寒潮、雾霾、低温寡照等极端气候事件对农业生产的影响弊大于利。     

厚墙体日光温室气温变化特征及预测方法研究

为探求内蒙古高寒地区日光温室小气候变化特征及预测预报方法,利用内蒙古赤峰市宁城县2012-2013 年度春、秋、冬季日光温室内外气温资料,分析不同季节（春季、秋季、冬季）、不同天气条件（晴天、阴天）、一日内不同时段（白天、夜间）温室内气温变化特征和增温保温效应及温室内气温的变化与一日时间变化、室外气温的相关性,在此基础上,建立了温室气温日变化及最低气温的预测模型,并对模型的准确率进行了验证。结果表明：模型拟合的准确率较高,可为厚墙体日光温室气象服务提供技术支撑。     

1955-2010年淮北平原冬季农业气候变化基本特征与影响初探

为了给淮北平原冬季农业生产提供科学依据,利用1955-2010年淮北平原代表站宿州市冬季（12月-次年2月）逐日气候监测资料,采用数理统计方法,研究揭示了冬季农业气候基本要素和相关农业气候指标的演变特征及其对农业的影响。结果表明：（1）55年间,淮北平原冬季气温明显升高,≥0℃的积温明显增多,1986年为冬季气温升高的跃变点,但冬季日照时数减少,年际间冬季降水量波动增大,气象干旱是冬季小麦生产中的主要气象灾害;（2）冬季增暖后,致使冬小麦处于缓慢生长状态,但是冬小麦完成春化阶段的最适宜和适宜的低温天数呈“一少一多”变化态势,以及暖冬促进小麦生育进程相应提前的事实增加了小麦顺利完成春化阶段和后期遭受春霜冻害的风险;小麦育种和引种宜选择春化阶段温度指标范围较宽的品种;（3）虽然冬暖对设施农业生产有利,但是不利于设施农业生产的弱光照天数在增加;同时,现有结构的设施农业生产,在冬季增暖背景下仍然存在较大的低温冻害风险,生产中应注意防范强低温,并科学设计温棚结构来应对日照时数不足。安徽淮北平原冬季气候增暖趋势明显,冬季光、热、水等农业气候基本要素和积温、极端低温、弱光照等农业气候指标呈现诸多变化,对冬季农业生产的影响有利有弊。     

辽宁西部热量资源及霜期变化特征

为了充分利用热量资源,预防霜冻灾害,更好地服务于农业生产结构调整。采用1953—2012年气候资料,运用气候诊断分析方法分析辽西地区热量资源和霜期变化。结果表明：辽西地区年平均气温、夏半年平均气温、冬半年平均气温变化速率分别为0.311℃/10 a、235℃/10 a、219℃/10 a;年平均最低气温、年平均气温、年平均最高气温在1986—1988年出现暖突变;暖突变之后使得近20年（1993—2012年）≥0℃、≥10℃活动积温增加256℃·d、233℃·d,初霜冻日期后推8天。热量资源虽然增加,而终霜日期并未提前结束,故大田播种期也不能提前;初霜日期明显后推,可考虑成熟期也后推的原则,如果播种期退后8~10天可减少95%终霜冻的威胁。辽西地区气温升高、积温增加和无霜期延长,对区域农业经济发展具有促进作用。     

日光温室小气候要素预报模型研究

了解日光温室小气候要素变化规律,建立小气候要素预报模型,可以对日光温室资源合理开发,为日光温室小气候调控提供依据。应用辽宁省沈阳市东陵区日光温室暖棚内农田小气候观测仪采集的逐小时气温、相对湿度数据,将冬季、春季、秋季和晴天、多云、阴天几种情况进行组合,计算棚内日最高气温、日最低气温、日平均相对湿度,分析其变化规律,并利用自动气象观测站数据,建立基于逐步回归方法的预报模型。分析结果表明,日光温室内日最高气温和日最低气温呈现春季、秋季温度值接近,冬季明显低于春秋两季的特征;而冬季日平均相对湿度高于春秋两季。日最高气温具有显著的从晴天至多云至阴天减少的变化特征,日最低气温特征不如日最高气温明显;日平均相对湿度为从晴天至多云至阴天增加的变化特征。所建立的日光温室小气候要素逐步回归预报模型,均通过了显著性检验,相关系数为0.608~0.933,相对误差范围为0.1%~19.0%,相对误差平均值为2.7%~9.9%。     

柴达木盆地南缘农业气候资源变化特征分析

为了给柴达木盆地南缘合理利用气候资源和农业生产可持续发展提供科技支撑,利用柴达木盆地南缘1961～2015年气温、积温、日照时数、降水量等资料,应用气候倾向率、气候趋势系数等统计方法,分析该区农业气候资源变化特征。结果表明：(1)柴达木盆地南缘热量资源呈增加趋势,年、季平均气温升高明显,冬季升温趋势最显著,年平均气温变化倾向率为0.49℃/10a,冬季平均气温变化倾向率为0.62℃/10a。≥0℃、≥10℃年积温变化倾向率分别为77.0℃/10a、102.5℃/10a,除都兰站外其余各地积温增加较明显；21世纪以来较60年代年相比平均气温升高2.1℃,≥0℃的年积温增加336.8℃,≥10℃的年积温增加416.3℃。(2)光照资源呈略减少趋势,日照时数年际变化幅度较小,减少倾向率为35.2h/10a,夏季减少较为明显,减少倾向率为16.7h/10a,21世纪以来与60年代相比日照时数减少155.9h。(3)降水资源呈略增加趋势,年降水量增加倾向率为6.0mm/10a,其中夏季增幅最明显,增加倾向率为4.0mm/10a,年降水量增幅地区间差异较大,都兰增加最多,平均每10年增加15.8mm,格尔木最小,平均每10年增加1.7mm。(4)农业气候资源变化对调整农业种植结构,发展设施、特色农业,增加产量有利；同时也易造成农业水分供需矛盾加剧、农作物病虫害增多、农业成本和投资增加等不利影响。     

日光温室气温变化及其影响因子分析

为了深入理解农村日光温室生产与气象要素的关系,并提供基层设施农业气象服务关键的科技支撑,基于锦州日光温室观测数据,分析了日光温室气温的旬变化特征和日变化特征,及其与外界气温和长波辐射的关系。结果表明：非生长季日光温室旬平均气温不呈显著的变化规律,日平均气温呈现显著的变化规律,最高为午后2点,最低为早晨8点。日光温室气温变化主要受温室地面长波辐射和外界气温影响,非生长季气温显著升高,可能有利于设施农业的发展。日照时数减少,导致温室内气温下降,但就近60年的变化程度,日照时数的变化程度不足以限制农村设施农业日光温室的发展。因此,短期的低温寡照将成为日光温室发展的关键因子。     

大连冬季设施农业气象灾害风险及趋势分析

为了分析气候变化背景下的设施农业气象灾害变化趋势,根据大连地区1971—2014年7个国家基本气象站观测资料,利用设施农业气象灾害标准分别计算了寒潮、寡照、雪灾和大风等主要设施气象灾害的发生频次,利用线性趋势法和Mann-Kendall趋势分析法分析了近44年各灾害演变趋势和空间分布特点。结果表明：1971—2014年寒潮、大风和寡照灾害均发生了显著年代际变化。其中,寒潮和大风呈显著减少趋势,其M-K趋势值分别为-2.33和-7.11。寡照灾害呈现显著增多趋势,其M-K趋势值为4.43。各灾害频次空间差异显著,寒潮灾害发生次数长海是旅顺的3倍;大风灾害呈现沿海和海岛多于内陆,西海岸多于东海岸的空间分布。寒潮和大风的减少有利于种植业结构调整,而寡照对于设施农业是一个更大的挑战。     

近52年新疆吉木乃县气温、降水变化特征及未来变化分析

为了了解吉木乃县自1961年以来的气候变化特征,依据吉木乃气象台站月平均气温、降水资料,运用Mann-Kendall突变检验、Morlet小波变换分析1961—2012年吉木乃县气温、降水变化特征,并结合区域气候模式PRECIS输出的气候情景数据,预估SRES A1B情景下2021—2050年吉木乃县气温、降水变化趋势。结果表明：（1）近52年吉木乃县年平均气温与年降水量分别以0.4℃/10 a、10 mm/10 a的速率呈明显上升趋势,1988、1986年分别为两者的升高突变年,且20年和18年是两者变化的主要周期;（2）就四季气温增幅而言,秋季>春季>夏季>冬季,其中冬季气温升高不明显;就四季降水量变化而言,仅有冬季降水量增加明显;（3）PRECIS能够模拟出1971—2000年吉木乃县气温、降水的季节变化特征。气温模拟值以冷偏差为主,降水模拟值以正偏差为主;（4）SRES A1B情景下,2021—2050年吉木乃县年均温、年降水量预计分别以0.75℃/10 a、5.6%/10 a的速率升高和减少。较气候基准时段,未来30年年均温预计升高2.8℃,年降水量预计减少9.5%。     

忻州市近50年气候变化特征分析

为了研究气候变化的区域差异,合理开发利用区域气候资源,更好地改善农业生产环境,利用忻州市15个站点1963-2012年地面气象观测资料,对忻州市的气温和降水的时空变化趋势进行了统计分析。结果表明：（1）河曲、五台、五寨年平均降水量回归系数为负,表现为下降趋势;忻府区、繁峙年平均降水量回归系数为正,表现为上升趋势。（2）忻州市年平均气温突变基本都发生在20世纪90年代,并且气温都呈上升趋势。     

1961-2011年海南岛农业气候资源变化及影响研究

根据海南岛18 个气象站1961—2011 年逐日的气温、降水、日照等观测资料,采用线性倾向估计、M-K突变检验等方法全面分析了海南岛农业气候资源和农业气象灾害的变化特征和趋势。结果表明：近50 年来海南岛年平均气温、四季平均气温、≥10℃的活动积温均呈明显的上升趋势（P＜0.05）,其气候倾向率分别为0.22℃/10a、0.17℃/10a、0.18℃/10a、0.22℃/10a、0.29℃/10a、173.89℃/10a,其中年平均最低气温和冬季平均气温升高最明显,并在20 世纪80 年代中后期发生突变。年降水量呈微弱的增加趋势,且年内分布极不均匀,主要集中于夏秋两季,年暴雨日数增加趋势明显。年日照时数以57.58 h/10a 的速率呈明显的减少趋势（P＜0.01）并在20 世纪90 年代初期发生突变。登陆海南岛的热带气旋频次减少但强度增强,干旱灾害年际间波动较大,但无明显变化趋势;由于气温升高,寒害和低温冷害的威胁降低。总体上,海南岛农业气候资源向“热量资源更加丰富、水分资源光照资源充足、热带气旋灾害加重”为主要特点的暖湿化方向发展。在此基础上,分析了气候变化对海南热带农业的影响和农业应对气候变化的措施,为充分利用有利的气候资源条件,调整农作物生产布局和种植结构等提供科学依据。     

典型草原的光合有效辐射特征

为了合理利用太阳能和调整农牧业产业结构提供依据,利用2010年平均光合有效辐射(PAR)和太阳总辐射(Rs)资料,采用线性关系进行最小二乘拟合,分析该区的光合有效辐射特征。结果表明：典型晴天日和阴天日的PAR和Rs曲线变化趋势基本一致,且前者的值明显大于后者;PAR的月平均总量为8.15 MJ/m2,年总量为2983.1 MJ/m2,春、夏、秋、冬四季的平均日总量季节变化较明显,夏季最大,冬季最小;PAR/Rs晴天日的值明显小于阴天日,全年平均值为0.497,月平均值在0.422~0.544之间,最大值出现在夏末的8月,为0.544,最小值出现在冬季的1月,为0.42。PAR/Rs的变化幅度和当地的天气气候有关,受天空云、大气气溶胶、大气中水汽含量等因素的影响。     

陇东黄土高原地区热量资源分布演变分析及对农业生产的影响

为了研究陇东黄土高原地区热量资源的变化,提高为农气象服务的科学性和有效性,笔者对庆阳市具有代表性的环县、庆城和西峰的1960—2013 年的气温资料的变化特征进行分析。结果表明：庆阳在近54 年以来,年平均气温在波动中呈上升趋势,但各具特点;农耕期增加,作物种植界限北移且多样化;热量资源均有增加,中部川道地区最为丰富;终霜日结束趋势偏早,作物遭受冻害的次数减少。各地应根据气候变化,适当调整和优化农业产业结构,增加设施农业、特色农业及秋作物的种植比例和技术投入,同时,科学有效的预防由于热量资源增加而引发的自然灾害,实现农业生产的可持续发展。     

1964—2013年天水市热量资源变化及对农业生产的影响

分析天水市主要粮食作物玉米和冬小麦对气候变暖的响应特征,为提高对气候变化的应变能力、减轻气候变暖对农业生产的不利影响和种植结构调整提供参考依据。根据天水市7个国家气象观测站1964—2013年的气温资料,用气候倾向率和Mann-Kendall统计检验方法,对天水市50年来气温变化特征和热量资源进行统计分析;利用天水市1981—2013年玉米和冬小麦产量资料,结合对应时段的气象资料应用SPSS 13.0软件建立回归模拟方程,探讨作物生育期与温度的关系及变化趋势。结果表明,天水市1964—2013年的年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温均呈上升趋势,负积温绝对值呈减少趋势。1994年前后气温发生了突变,进入了显著增暖时期,增暖前后年平均气温升高了0.97℃;各季节的气温变化幅度以春季最大、冬季次之。1994—2013年内相继出现了13个暖冬年份,是近50年中较暖的时期。自1981年以来,冬小麦全生育期天数平均以0.59天/年的速度线性减少,1981—2013年全生育期总天数减少了20天,其中返青期—拔节期、抽穗期—开花期减少趋势分别为0.57天/年、0.16天/年;玉米全生育期1981—2013年减少了5—7天,气候增暖后1994—2013年玉米生长期内平均气温增温变率为0.43℃/10年。气候变暖已对农作物生长发育产生了较大影响。喜温作物和越冬作物种植面积扩大,种植区北界抬升;春播作物玉米播种提前,生殖生长期延长;越冬作物冬小麦推迟播种,春初提前返青,全生育期缩短。     

气候变化对沈阳地区大田作物的影响

为了当地农业结构调整、保障粮食生产提供依据,研究沈阳地区1951-2010年气候变化,采用气候倾向率及标准偏差方法对气候变化做定量分析。结果表明：沈阳地区年平均气温倾向率为0.196℃/10a,气候跃变之后年平均气温升高0.7℃;年降水量倾向率为-16.724 mm/10a,气候跃变之后降水减少40mm,多雨年在减少,少雨年在增加;第一场透雨出现时间被推迟,个别年份播种期受到限制。气候跃变之后终霜日提前,初霜日后推,延长了无霜期,作物播种期可适当早播;降水量减少、第一场透雨出现时间后延和不稳定,对作物生长和播种影响较大,成为农作物正常生长和产量稳定提高的限制因素。     

武威市凉州区冬季气候特征对日光温室的影响

利用1961—2014 年武威市凉州区气象观测资料,笔者采用数理统计方法系统分析了冬季气温、降水、日照时数的气候变化特征。结果表明：冬季气温持续性升高,其倾向率为0.617℃/10 a,且通过99%显著性水平检验;冬季降水量倾向率为0.107 mm/10 a,日照时数倾向率为-1.6721 h/10 a,但二者均未通过显著性水平检验。在冬季气候变暖的背景下,日光温室生产将面临多重影响,笔者以此提出了一些应对措施,这些措施将为研究区域日光温室丰产增收提供参考依据。     

广东近40年气候变化特征及对农业的影响

为了合理利用气候资源,趋利避害,保障粮食及特色作物安全生产,利用广东省9个代表气象站1971—2010年气象资料,分析了近40年热量、降水及光照资源时空变化特征。研究表明,广东各地平均气温1976年以后呈较明显的上升趋势,上升突变年出现在1989年,2007年以后为下降趋势;四季气温亦呈上升趋势,冬季及秋季最为明显,由北到南,冬季增幅最多,夏季变化最小;1990年以后热量资源增加显著。各地年平均降水量呈减少趋势,由北到南,冬季、春季降水量减少,夏季、秋季增多。潜在蒸散于20世纪80年代最低,21世纪初期最高,冬季增幅最为明显。日照百分率呈下降趋势。气候变化对作物生长、产量品质、种植布局及干旱等气象灾害均带来一定影响。