利用土壤侵蚀模型研究全球变化

数学模型可用来模拟受天气及土壤─植物─水相互作用而影响的土壤侵蚀。土壤侵蚀模型，包括环境政策整体气候模型（ＥＰＩＣ）（以前称侵蚀─生产力作用计算式模型）；水蚀预测模型（ＷＥＰＰ），风蚀预测系统模型（ＷＥＰＳ）。ＣＩＧＥＮ（气候发生器）模型也作了介绍，该模型现已改进用以模拟变化的气候。１９９２年思托克等人已对ＥＰＩＣ模型作了修改，以模拟Ｃ０２的变化对植物生长及水分利用效率的影响。最近思托克关系已被引入ＷＥＰＰ模型及流域等级模型ＳＷＡＴ（水土资源评估工具）。     

气候变化对宁夏农业的影响综述

20世纪60年代中期以来,宁夏地区气候变化的主要特点是：气温升高、降水减少,1986年附近发生了一次明显的气温跃变,跃变后年平均气温升高了1.0℃,模拟预测显示,2080s宁夏的年平均、冬季和夏季平均气温还将明显上升,降水量较基准时段将有所增加。对主要作物而言,宁夏气候变暖以后春小麦气候产量下降明显,减产幅度在30%～60%;气候变暖为水稻高产品种的引进创造了条件,使单产变率减小,保证高产稳产;气温增幅在2.8℃内对玉米生产有利,增幅超过2.8℃会造成玉米减产;生育期平均温度升高会对马铃薯的产量产生负面影响,生育期提早,停止生长期推迟,生长季延长约15d。对于宁夏当地的特色农产品生产而言,枸杞、硒砂瓜、酿酒葡萄都会受到气候变暖、降水减少的不利影响,必须合理补充灌溉。对作物品质而言,气候变暖为酿酒葡萄、玉米等喜温和喜热作物生长发育提供了更充足和更有利的热量资源,使这些作物的品质有所提高。另外,气候变暖使某些农作物的适宜种植面积扩大,使宁夏地区采用的作物品种的熟性由早熟向中晚熟发展、多熟制向北推移和复种指数提高,但气候变暖后病虫害的影响会增加。在引黄灌区,有利于发展喜热、喜温的优质特色农业,可扩大酿酒葡萄、硒砂瓜等特色农业的种植面积。     

气候变化情景下我国水稻产量变化模拟

利用中国随机天气模型将IPCC最新推荐的气候模式HadCM2和ECHAM4与作物模式CERESRICE3．5相连接，模拟了未来4种气候情景下我国主要水稻产区产量的变化趋势。结果表明：（1）未来气候情景下，水稻产量大多表现为不同程度的减产趋势，其中早稻减产幅度最大；地区上以东北地区减产幅度最大。（2）若不取温室气体减排措施，2056年我国水稻产量较2030年减产程度更加明显；即使采取温室气体减排措施，水稻产量下降的趋势也没有大的改变；（3）高海拔地区在未来气候情景下表现出一定的增产趋势。     

基于GIS的宁夏酿酒葡萄种植区划

根据宁夏1∶25万地理信息数据和宁夏各气象站1960年-2005年的气候资料，在运用GIS技术对宁夏气候要素网格推算的基础上，利用全国北方主要酿酒葡萄产区取样化验资料，将7～8月份水热系数作为一级区划指标，7～9月大于等于10℃积温作为二级区划指标，同时考虑了土壤类型和灌溉条件的影响，采用多边形叠置方法对宁夏酿酒葡萄种植区域进行气候精细区划，得到作物农业气候区划空间数据集合。对生成的各种资源空间数据 ,进行多种图形整饰和矢量化处理，制作出250 m空间分辨率的宁夏酿酒葡萄气候区划图和种植区划图。区划结果表明：宁夏开发优质酿酒葡萄基地的潜力很大，宁夏酿酒葡萄种植可分为4个区。酿酒葡萄种植特优区分布在包括贺兰山东麓在内的宁夏灌区周边风沙土区域，面积达1890 km²；优质区主要集中在宁夏平原，贺兰山东麓，清水河流域等，面积约为20580 km²，这一区域光热资源丰富、昼夜温差大、水热系数小于1.0，生长季降水量小于220 mm，有好的灌溉条件。适宜区包括中部干旱带的大部分地区和卫宁平原的中卫；宁南阴湿区光热不足，年积温少于2700℃，不宜种植酿酒葡萄。     

冬小麦气候生产力的宏观动态模拟模型

根据作物群体光合作用特性与宏观气候生态条件的密切关系，提出了作物气候生产力是作物气候生产“潜力项”和生物气候“潜力项”可用作物光合作用过程的气候生产潜力模式进行模拟，而“限制项”则根据关键期的主要限制性生物气候因子的影响求算。基于这一模式结构，利用１９８５～１９８９年冬小麦田间试验资料，以及同期的地面气象平等观测资料（陕西、泾阳），建立了冬小麦气候生产力宏观动态模拟模型。模拟结果与实际产量相当接近     

冬季(1993年12月～1994年2月)气候对我国农业生产的影响

冬季（１９９３年１２月～１９９４年２月）气候对我国农业生产的影响宋迎波，太华杰（中国气象科学研究院）冬季，全国大部地区气温、降水均接近常年同期。初冬，云、桂、川等省部分地区降水偏少，冬旱露头；江淮、江南的连阴雨天气阻碍油菜移栽活棵，使其发育期比常年同...     

1995年秋季（9～11月）气候对农业生产的影响

１９９５年秋季（９～１１月）气候对农业生产的影响宋迎波，沙奕卓（中国气象科学研究院，北京１０００８１）初秋，东北地区初霜期提早，秋收作物在成熟前遭受霜冻危害，对作物产量形成有一定影响；华北大部出现持续阴雨天气，日照严重不足，使棉花在桃和裂铃吐絮以及玉...     

气候变暖对白城市病虫害发生的影响及防治对策

研究表明,20世纪80年代以来全球气候明显变暖,使全球大气环境、气候带、洋流和气温等气候因子发生巨大变化。随着气候变暖,各种天气系统的活动也更强烈、更频繁,干旱、洪涝、高温、冷冻害等气象灾害发生的频率也增加。受这种特殊气候的影响,     

农业与全球变暖

简述温室气体的农业人为排放源，气候变暖对农业的影响，农业上可采用的降低温室气体的技术及适应气候变暖的农业措施。     

温室效应并非完全有害

一、作物产量随CO_2浓度和温度的升高而提高气候正在发生变化吗?是的,但不必恐慌,S.B.Idso认为计算机模型假设不精确使得人们过高估计了全球性变暖将给地球带来的不利影响. Idso称,一些气候理论家相信我们已经进入了因为向空气中释放过多CO_2而造成地球气候剧烈变化的时期.他们断言CO_2能和     

气候变化情景下宁夏马铃薯单产变化模拟

将DSSAT—SUBSTOR马铃薯模拟模型与PRECIS区域气候模式相嵌套,在25km×25km网格尺度上,模拟未来气候情景下宁夏马铃薯产量变化,分析影响未来马铃薯产量变化的主要原因。结果表明：在目前的品种、种植方式、田间管理不变的情况下,两种温室气体排放方案下,从2020s到2080s宁夏马铃薯单产均降低8．7％～41．3％,A2情景下马铃薯减产幅度大于B2情景,中部干旱带减产幅度大于南部山区。造成马铃薯减产的主要原因是,（1）未来宁夏马铃薯主产区马铃薯生育期内降水量减少,而马铃薯需水量显著增加,马铃薯缺水量加大;（2）马铃薯块茎膨大期气温显著升高,不利于块茎养分积累。     

SRES A1B情景下未来宁夏玉米生育期气候资源变化分析

玉米是宁夏的三大粮食作物之一,其种植分布广泛,中部干旱带和南部山区基本属于雨养玉米区,气候条件对当地的玉米生产影响很大。观测到的气候变化已经对当地农业造成不利影响,未来SRES A2和B2情景下宁夏地区的气候变化研究也有一定成果。由于气候变化引发宁夏的气温和降水出现异常,为分析未来中等排放情景下气候变化可能对当地玉米生产造成的影响,本文利用订正后的英国Hadley气候中心区域气候模式PRECIS模拟的情景数据,分析了SRES A1B情景下宁夏未来2020s、2050s和2080s时段相对于气候基准时段(1961—1990年)的玉米生育期(4—9月)平均气温、最高气温、最低气温、≥10℃有效积温和降水的变化,具体方法为先分析气候基准时段宁夏的气候要素分布并与实际状况进行比较,再将未来3个时段的气象要素与气候基准时段求差值(其中降水用距平百分率表示),分析未来玉米生育期的气候变化。结果表明:平均、最高和最低气温以及≥10℃有效积温的模拟值普遍低于实际值,且具有相似的北高南低的空间分布状态,而降水的模拟值在大范围区域内高于实测值,亦呈现出相似的南高北低分布状态,总体来讲模拟值可以较合理地反映出宁夏的实际状况。相对于气候基准时段,未来各气象要素总体表现为增加,且增幅随时间推移而加大;未来最高气温在宁夏南部增加剧烈,平均气温、最低气温和≥10℃有效积温在宁夏北部增加较多,降水则呈现北增南减的分布。在未来3个时段,最高气温和降水分别为增量最大和波动最大的气象要素,出现极端高温天气和发生干旱或洪涝等异常气候事件的可能性增大。总体上看,未来气温升高对宁夏北部灌区的玉米生产有一定促进作用,尤其是≥10℃有效积温的增加可以提供更充足的热量;而南部山区气温增加虽然对玉米生产有利,但是未来降水的减少将会给雨养玉米造成不利影响,应当采取合理的应对措施。     

PRECIS模拟区域的选择对宁夏区域气候模拟效果的敏感性分析

选定4种大小不同的模拟区域设置25km水平分辨率的PRECIS系统于宁夏地区,利用欧洲中期天气预报中心(ECWMF)1978年12月-1979年9月的再分析数据作为准观测边界条件驱动PRECIS,通过模拟的宁夏地区冬夏两季日平均气温和降水与观测资料的对比,分析25km水平分辨率气候模拟结果对模式区域选择的敏感性。结果表明:25km水平分辨率的PRECIS在4种不同模拟区域下都能较好地模拟宁夏地区典型年的日平均温度和降水量,尤其是对降水的模拟效果更好;总体上,PRECIS的模拟效果随着模拟区域的缩小而下降,但PRECIS在中小模拟区域下仍然能够获得较好的模拟效果。考虑到计算成本,本研究认为在中小模拟区域下25km水平分辨率的PRECIS能够较为高效地进行宁夏地区的气候模拟。     

Climate change impacts on soil erosion in Midwest United States with changes in crop management

This study investigates potential changes in erosion rates in the Midwestern United States under climate change, including the adaptation of crop management to climate change. Previous studies of erosion under climate change have not taken into account farmer choices of crop rotations or planting dates, which will adjust to compensate for climate change. In this study, changes in management were assigned based on previous studies of crop yield, optimal planting date, and most profitable rotations under climate change in the Midwestern United States. Those studies predicted future shifts from maize and wheat to soybeans based on price and yield advantages to soybeans. In the results of our simulations, for 10 of 11 regions of the study area runoff increased from + 10% to + 310%, and soil loss increased from + 33% to + 274%, in 2040–2059 relative to 1990–1999. Soil loss changes were more variable compared to studies that did not take into account changes in management. Increased precipitation and decreasing cover from temperature-stressed maize were important factors in the results. The soil erosion model appeared to underestimate the impact of change in crop type, particularly to soybeans, meaning that erosion increases could be even higher than simulated. This research shows that future crop management changes due to climate and economics can affect the magnitude of erosional impacts beyond that which would be predicted from direct climate change alone. Prediction of future soil erosion can help in the management of valuable cropland and suggest the need for continually changing soil conservation strategies.     

水稻灌溉需水量对气候变化响应的模拟

气候变化会导致作物耗水过程改变,从而影响灌溉需水。研究水稻灌溉需水对气候变化的响应规律,有助于合理制定应对气候变化的灌溉策略,保障水资源可持续利用和粮食安全。该文基于1961-2010年气象数据和HadCM3大气环流模式A2和B2两种情景下的统计降尺度模拟结果,利用经田间试验资料验证后的水稻模型ORYZA2000,模拟淹水灌溉和间歇灌溉两种灌溉处理下、历史和未来情景下水稻灌溉需水对气候变化的响应规律。结果表明:过去50年,间歇灌溉和淹水灌溉模式下水稻耗水量呈现显著上升趋势,而水稻灌溉需水量和产量都呈现下降趋势,分别由降水增加和气温升高、辐射下降导致的生育期缩短引起;未来气候情景下,间歇灌溉和淹水灌溉模式下水稻耗水量在未来3个时期(2020s,2050s和2080s)均呈现不同程度的增加;耗水量的显著增加和降水的减少导致了未来3个时期水稻灌溉需水量的明显增加;受持续增温的减产效应影响,水稻产量在未来3个时期呈现减少趋势,且降幅逐渐变大。     

利用NDVI资料估算中国北方草原区牧草产量

该文利用NOAA/AVHRR归一化植被指数（NDVI）资料和牧草地面观测资料,分5种草地类型建立了牧草产量遥感模型,所有模型的相关系数均大于0.7,说明这些模型可以较好地估算中国北方草原区牧草产量。由于牧草产量地面观测资料来自于北方主要草原省,数据具有较好的代表性,利用牧草产量遥感估算模型能够将过去小区域牧草产量估算扩展到整个北方草原。通过对模型结果的空间分析表明,中国北方高产草原位于内蒙古东部、甘肃祁连山区、新疆天山和阿尔泰山地区、青藏高原东部,同时也表明遥感模型对草地资源清查也是一种很好的手段。通过对模型结果的时间分析表明,牧草产量遥感模型可以表现出牧草产量随气象条件变化的波动性,这个性质表明牧草产量遥感模型可以用于气象灾害造成的损失评估。     

The impacts of potential climate change and climate variability on simulated maize production in China

This study assessed the impacts of potential climate change on maize yields in China, using the CERES-Maize model under rainfed and irrigated conditions, based on 35 maize modeling sites in eastern China that characterize the main maize regions. The Chinese Weather Generator was developed to generate a long time series of daily climate data as baseline climate for 51 sites in China. Climate change scenarios were created from three equilibrium general circulation models: the Geophysical Fluid Dynamics Laboratory model, the high-resolution United Kingdom Meteorological Office model, and the Max Planck Institute model. At most sites, simulated yields of both rainfed and irrigated maize decreased under climate change scenarios, primarily because of increases in temperature, which shorten maize growth duration, particularly the grain-filling period. Decreases of simulated yields varied across the general circulation model scenarios. Simulated yields increased at only a few northern sites, probably because maize growth is currently temperature-limited at these relatively high latitudes. To analyze the possible impacts of climate variability on maize yield, we specified incremental changes to variabilities of temperature and precipitation and applied these changes to the general circulation model scenarios to create sensitivity scenarios. Arbitrary climate variability sensitivity tests were conducted at three sites in the North China Plain to test maize model responses to a range of changes (0%, +10%, and +20%) inthe monthly standard deviations of temperature and monthly variation coefficients of precipitation. The results from the three sites showed that incremental climate variability caused simulated yield decreases, and the decreases in rainfed yield were greater than those of irrigated yield.     

Predicted trends of soil erosion and sediment yield from future land use and climate change scenarios in the Lancang–Mekong River by using the modified RUSLE model

Soil erosion and sediments in the Lancang-Mekong River Basin as a result of climate change and changes in land use pose a threat to the existence of the riparian people, biodiversity and ecosystems. This study seeks to assess the annual soil erosion in terms of spatial distribution and the trends of sediment yield with the climate and land changes in future scenarios in 2030 and 2040 through the modified RUSLE model. Future lands were simulated by using the MLP artificial neural network and the Markov chain analysis. The future climate was examined by using the Max Planck Institute model, which showed a corrected bias and downscaled grid size under the Representative Concentration Pathways (RCPs). The simulated land use indicated that the forest areas were converted mostly to agricultural lands and urban areas. In the future, the average rainfall under all RCP scenarios is higher than that from the historical period. The R and C factors changed constantly, thereby affecting the soil erosion rate and sediment yield. The maximum erosion was estimated at approximately 21,000 and 21,725 t/km²/y under RCP8.5 in both years. Meanwhile, the results of sediment yield in 2030 and 2040 under RCP scenarios were much higher when compared to historical sediment data around 66.3% and 71.2%, respectively. Thailand's plateau, some parts of Cambodia and Laos PDR and the Mekong Delta are vulnerable to increase soil erosion and sediment yield. Measures to address these issues need to be planned to prepare and mitigate the possible effects, especially the loss of storage capacity in dams.     

SRES A2、B2情景下宁夏地区日较差、夏季日数及霜冻日数变化的初步分析

利用Hadley气候预测与研究中心的区域气候模式系统PRECIS（Providing Regional Climate for ImpactsStudies）进行宁夏地区SRES A2、B2情景下2071-2100年（2080s时段）日较差、夏季日数及霜冻日数变化响应的初步分析。将ECMWF1979-1993年的再分析数据（ERA15）作为边界条件驱动PRECIS模拟宁夏地区的日较差、夏季日数及霜冻日数。模拟值与台站实际观测资料进行的对比分析表明,PRECIS能够模拟出宁夏地区这些极端指标的空间分布差异和年际变化,总体上来说,日较差、夏季日数模拟值偏大,南部地区霜冻日数的模拟值偏小。3个极端指标气候基准时段（1961-1990年）的模拟频率和观测频率的对比分析表明,PRECIS能够模拟出极端指标的频率分布。另外,用观测数据对模式数据进行了订正,经验证,订正后的值与观测值的吻合程度明显提高。相对于Baseline,SRES A2、B2情景下2080s宁夏大部地区的日较差将减少;夏季日数将增加,两种情景下平均每年增量分别可达69d和48d;而霜冻日数将减少,两种情景下平均每年减少量分别可达50d和36d。