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。     

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.     

百色市主要农作物土地生产潜力研究

[目的]探讨百色市主要农作物的土地生产潜力估算方法,为提高百色市主要农作物的土地生产潜力提供参考.[方法]用农业生态区域法估算主要农作物的光温生产潜力;在光温生产潜力的基础上用水分订正系数进行修订,估算出主要农作物的气候生产潜力;在气候生产潜力基础上用土地质量系数进行修订,估算出主要农作物的土地生产潜力.[结果]百色市主要农作物光温、气候和土地生产潜力均以水稻最高,其余依次为玉米、大豆和红薯.4种作物土地生产潜力分别为：5466.0、5074.4、2414.3和1190.5 kg/ha.[结论]百色市主要农作物的土地生产潜力较低,为提高百色市主要农作物的土地生产潜力,应优化农作物品种结构,引进高产优质的农作物品种,提高土壤肥力,加强水肥管理和以农田水利为重点的农业基础设施建设等.     

福建省沿海地区主要农作物生产潜力的估算

根据福建省沿海地区农业气候条件和土地资源状况 ,对该地区主要农作物光合、光温和气候生产潜力进行估算 ,提出农作物生产潜力的估算公式 ,并计算出主要农作物的生产潜力 ,提出提高农作物生产潜力的主要途径     

近55年宝鸡市气候生产潜力变化特征诊断分析

为明确宝鸡市气候生产潜力变化特征,以1960~2014年宝鸡市气象站点(站点号:57016)逐日气温和降水量实测值为基础,采用Thornthwaite Memorial模型计算研究区气候生产潜力,综合运用气候倾向率、累积距平法、Morlet小波函数、Mann-Kendall非参数检验法并结合滑动t检验、Yamamoto分析对其变化特征进行诊断分析。宝鸡市近55年来,平均气候生产潜力为1105.7 kg/(hm~2·年),以8.7 kg/(hm~2·10年)的速率呈逐年减少趋势并于20世纪90年代发生突变。周期变化呈现出大小尺度相互嵌套,存在准13、22、28、32年的变化周期。降水是影响研究区气候生产潜力发展的主导限制因素,增湿和增温的气候条件均有利于气候生产潜力的增加,暖湿化的气候情景则最有利于农作物的生长。     

宁夏农业生产潜力模型建立

根据已建立的作物生产潜力模型,对宁夏主要农作物生产潜力进行了计算,并分析了影响作物现实生产力的因素。结果表明,宁夏小麦、玉米现实生产力分别达到了气候生产潜力的52%、67%,平均为59.5%,说明各作物的现实生产力还有较大的提高空间;在可控环境因素中,水分对作物气候生产潜力的影响最大,温度次之。     

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。     

近55年宝鸡市气候生产潜力变化特征诊断分析

为明确宝鸡市气候生产潜力变化特征,以1960²014年宝鸡市气象站点(站点号:57016)逐日气温和降水量实测值为基础,采用Thornthwaite Memorial模型计算研究区气候生产潜力,综合运用气候倾向率、累积距平法、Morlet小波函数、Mann-Kendall非参数检验法并结合滑动t检验、Yamamoto分析对其变化特征进行诊断分析。宝鸡市近55年来,平均气候生产潜力为1105.7 kg/(hm2014年宝鸡市气象站点(站点号:57016)逐日气温和降水量实测值为基础,采用Thornthwaite Memorial模型计算研究区气候生产潜力,综合运用气候倾向率、累积距平法、Morlet小波函数、Mann-Kendall非参数检验法并结合滑动t检验、Yamamoto分析对其变化特征进行诊断分析。宝鸡市近55年来,平均气候生产潜力为1105.7 kg/(hm²·年),以8.7 kg/(hm2·年),以8.7 kg/(hm²·10年)的速率呈逐年减少趋势并于20世纪90年代发生突变。周期变化呈现出大小尺度相互嵌套,存在准13、22、28、32年的变化周期。降水是影响研究区气候生产潜力发展的主导限制因素,增湿和增温的气候条件均有利于气候生产潜力的增加,暖湿化的气候情景则最有利于农作物的生长。     

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。     

1961—2019年青海省气候生产潜力时空演变特征

基于青海省42个气象站1961—2019年温度和降水资料,采用Miami模型、Thornthwaite Memorial模型计算青海省温度生产潜力、降水生产潜力及气候生产潜力,分析生产潜力的变化趋势,探讨气候生产潜力对温度和降水的敏感性,并通过ArcGIS空间插值拟合分析青海省作物生育期内气候生产潜力的空间变化特征.结果表明:青海省近59年平均气温持续升高,增温2.26℃;降水量呈波动变化有增加趋势但弱于气温升高趋势,以9.1 mm/10年的速率59年间增加了53.7 mm;作物生长发育期内青海省气候生产潜力呈增长趋势,在693.1～891.6 kg/hm2之间变化,平均值为527.8 kg/hm2;空间分布上降水量、降水生产潜力与平均气温、温度生产潜力的空间分布一致,气候生产潜力总体呈现东高西低,由西北向东南递增变化趋势,温度、降水量、气候生产潜力保持增长趋势,温度生产潜力分别是降水、气候生产潜力的1.2、1.5倍,平均气温和降水量对气候生产潜力都有正向影响,而降水量是主要因子.     

辽阳市农作物气候生产潜势分析

[目的]评价分析农作物气候生产潜势,充分掌握光、温、水气候资源储量和利用程度,为当地农村经济发展提供依据。[方法]用气候生产潜势数学模型揭示辽阳市农作物产量利用气候资源的程度。[结果]以粮豆产量为例,历年在利用气候资源方面,农作物气候生产潜势规律性不明显,但揭示了光、温、水条件匹配协调的年景是丰收年。[结论]辽阳市主要作物气候生产潜势较为强劲,变化幅度为10500～21300kg／hm^2,各作物之间变化趋近一致,充分利用气候资源提高作物产量还有一定的空间。     

气候变化对东北沼泽湿地潜在分布的影响

东北地区是我国沼泽湿地分布最广泛的地区。为研究沼泽湿地对气候变化的响应,选取了对沼泽湿地分布可能存在影响的26个环境因子,利用最大熵(Maximum Entropy, MaxEnt)模型模拟了沼泽湿地基准气候条件下的潜在分布,并预测了气候变化情景下2011-2040 年、2041-2070 年和2071-2100 年3个研究阶段东北沼泽湿地潜在分布。研究结果表明:最大熵模型预测精度较高(平均AUC(Aera Under Curve)为(0.826±0.005))。基准气候条件下东北沼泽潜在分布区主要为大小兴安岭和三江平原地区。随着时间的推进,东北地区沼泽湿地原有潜在分布面积明显减少,而新增潜在分布面积较少,总面积呈现急剧减少趋势。至2071-2100年,原有沼泽湿地潜在分布面积将减少99.80%,新增潜在分布面积仅2.48%,总潜在分布面积减少97.32%。空间分布上,东北沼泽湿地潜在分布呈现由东向西迁移,南北向中心收缩的趋势。研究结果可为东北地区沼泽湿地保护政策的制定提供参考。     

农田碳汇管理措施对农业生产影响的评价

实施必要的农田碳汇管理措施在减缓并应对全球气候变化的影响中发挥着积极的作用。在这种背景下,采用经济学上的生产函数来评价碳汇管理措施对农业生产的影响成为当前国内外学术界研究的热点问题之一。在全球气候变化的背景下,作为中国粮食主产区之一的华北平原,其农业生产明显受到气候变化的影响。从某种程度上看,华北平原农业生产的进一步发展将直接受制于气候变化及其与减缓气候变化效应密切相关的实施农田碳汇管理措施所产生的综合影响。该文以华北平原为案例区试验并测算了碳汇管理措施对农业生产的影响。研究结论对区域水平实施碳汇管理措施以及在适应并应对气候变化影响的背景下,实现农业生产的发展具有指导价值。     

Resource use efficiency,ecological intensification and sustainability of intercropping systems

The rapidly growing demand for food, feed and fuel requires further improvements of land and water management, crop productivity and resource-use efficiencies.Combined field experimentation and crop growth modelling during the past five decades made a great leap forward in the understanding of factors that determine actual and potential yields of monocrops.The research field of production ecology developed concepts to integrate biological and biophysical processes with the aim to explore crop growth potential in contrasting environments.To understand the potential of more complex systems(multi-cropping and intercropping) we need an agro-ecosystem approach that integrates knowledge derived from various disciplines: agronomy, crop physiology, crop ecology, and environmental sciences(soil, water and climate).Adaptation of cropping systems to climate change and a better tolerance to biotic and abiotic stresses by genetic improvement and by managing diverse cropping systems in a sustainable way will be of key importance in food security.To accelerate sustainable intensification of agricultural production, it is required to develop intercropping systems that are highly productive and stable under conditions with abiotic constraints(water, nutrients and weather).Strategies to achieve sustainable intensification include developing tools to evaluate crop growth potential under more extreme climatic conditions and introducing new crops and cropping systems that are more productive and robust under conditions with abiotic stress.This paper presents some examples of sustainable intensification management of intercropping systems that proved to be tolerant to extreme climate conditions.     

Impacts of climate change on drought risk of winter wheat in the North China Plain

Drought is a major natural disaster causing crop yield losses, while its occurrence mechanism and spatiotemporal variations in a changing climate are still not clear. Based on a long-term climatic dataset(during 1958–2015) from weather stations in the North China Plain(NCP), the influencing mechanism of various climatic factors on drought risk of winter wheat was quantified by using sensitivity analysis, Mann-Kendall trend test and slope estimation. The results indicated that climatic factors have changed considerably over the past six decades in the growth season of winter wheat. As a result, winter wheat suffered from severe droughts(with 350 mm of water deficit during its growth season), particularly at the jointing–heading and heading–mature stages, which were critical to crop yield formation. There were large spatial and temporal variations in drought risk and climatic change factors at different growth stages of winter wheat. Despite precipitation playing a vital role in determining the spatiotemporal patterns of drought risk, high temperature and low humidity along with other climatic factors at key growth stages of winter wheat aggravated drought risk. Particularly, temperature at nearly 90% weather stations showed a notablely upward trend, which exacerbated water deficit and drought risk of winter wheat. Given the complexity and high uncertainty of climate change, these findings provide important information for adapting crop production to future climate change and accompanied droughts while ensuring food security and agricultural sustainability.     

1979～2008年罗定市农业气候资源及灾害风险评价

根据气候资料对罗定市的农业气候特征进行了综合分析,重点分析罗定市三大气候资源,得出了罗定市主要作物气候生产潜力,指出了主要气象灾害。结果表明：光、温及雨水是影响作物气候生产潜力的主要气候因素;干旱、暴雨洪涝、低温阴雨和台风等是罗定市农业生产的主要灾害气候,对农业生产有较大影响。以气象灾害强度和风险指数为指标,作出全区农业气象灾害风险评估,并为政府和决策部门制作农业生产计划、采取防灾减灾措施以及保险理赔等提供科学依据。     

松嫩平原农情遥感监测系统的设计与实现

利用MATLAB语言进行可视化设计出松嫩平原农情遥感监测系统,客观地对松嫩平原农作物生长状况的历史数据进行评估和实时监控。松嫩平原农情遥感监测系统主要功能为农作物长势监测(NDVI、VCI、MVCI、RMNDVI、RPNDVI)和自动化提取农作物(玉米、水稻、大豆)等松嫩平原重要粮食作物遥感信息,同时对3类地表(湿地、林地、草地)等分类。该监测系统解决了松嫩平原植被遥感信息提取研究中需要处理大量影像数据的问题,为未来研究松嫩平原植被特征变化和规律提供了非常好的技术支持;也可以应用于其他区域和影像数据研究中,具有稳定性好、处理数据速度快、分类精确度高的特点。     

中国农业社会人口密度对气候梯度的响应

为了解现代农业社会的人口对气候条件如何进行选择,基于公元2000年的中国人口调查数据,利用空间统计模型分析了农业社会人口密度对年均气温和年降水量梯度的响应曲线.结果表明,从事农业活动的人口在地势平坦区域较为稠密,呈现东多西少、南北单峰的格局.现代农业社会的人口密度与年均气温、年降水量之间存在正态分布关系,人口倾向聚集于气温、降雨均适中的地区.笔者认为虽然人类自身存在对气候的选择,但在农业社会,人类与气候的关系主要取决于农作物与气候的关系,气候利于农作物高产的区域易于形成人口的聚集.未来气候变化可能引发农业社会的人口流动,随之而来的潜在社会机遇和问题需要政府管理与决策部门预先做好相应的对策.     

开封市农作物受灾对气候变化的响应分析

[目的]分析1978～2009年,开封市农作物受灾与气候变化的响应。[方法]用数理统计学和模糊数学分析开封市气候变化趋势、光温水与农作物受灾的关系,建立数据库,在Excel软件的支持下,利用二阶多项式将农作物受灾和气象因子分离成社会量和物理量进行研究。[结果]开封市气候变暖使农作物受灾面积减少,是有利农业生产的一面,气候变化造成异常天气增多,平均经济损失增加,是不利农业生产的一面;开封市降水量增加,降水时空分布不均,使旱的季节更旱,涝的季节更涝;农作物需要光合作用多的时段,因大雾、连阴雨等灾害性天气,造成日照时数不能提供足够的能量。[结论]该研究对开封市气象灾害抵御能力的提高,气象灾害造成的经济损失的减少具有重要意义。