气候暖干化对半干旱区马铃薯水分利用效率的影响

基于1988~2013年黄土高原半干旱区马铃薯栽培定位试验,结合试验区域气象站1957~2013年气候要素观测资料,开展气候暖干化对黄土高原半干旱区马铃薯水分利用效率的影响研究。结果表明,1957~2013年试验区降水量呈下降趋势,气候倾向率为-10.219 mm(10a)~(-1);20世纪60年代降水量偏多,90年代降水量最少,降水量减少最多的季节为秋季。气温呈显著上升趋势,气候倾向率为0.228℃(10a)~(-1),20世纪80年代之后气温明显上升。试验区马铃薯水分利用效率呈显著下降趋势,气候倾向率为-25.602 kg hm~(-2)mm-1(10a)~(-1)。马铃薯水分利用率与6月上、中旬气温、7月上旬气温、8月下旬气温呈显著负相关,气温增高导致产量下降,水分利用效率降低。水分利用率与6月上旬降水量和9月中旬日照时数呈显著正相关。气候暖干对马铃薯发育和产量形成的负效应增加,马铃薯产量形成的不确定性因素也呈增加趋势。     

气象条件对西北温凉半湿润区马铃薯块茎形成及产量的影响

利用西北温凉半湿润区马铃薯生长发育定位观测资料、加密观测和对应平行气象观测资料,应用农业气象统计分析方法,分析马铃薯块茎生长与气象条件的关系。结果表明：研究区域马铃薯播种到可收约需150～168d,需≥0℃积温2000～2300℃·d,降水量400～500mm,日照时数900～1100h;马铃薯在播种后第105天开始,块茎由缓慢生长转为迅速生长阶段,在播种后的第127天,块茎生长速度最大,播种后第149天开始,块茎生长从迅速生长又转为缓慢生长。气温对马铃薯产量形成除采收期外,均为负效应,块茎膨大期对气温变化十分敏感;降水量的影响函数同热量的影响函数呈反相位分布,除出苗期和采收期为负效应外,其余时段降水量对马铃薯产量形成均为正效应,马铃薯分枝-开花期对降水量变化十分敏感。     

冀北地区近50 a马铃薯需水量及水分盈亏时空变化特征

为高效利用水资源,提高农业生产效益,根据联合国粮农组织(FAO)推荐的参考作物蒸散计算方法和相关作物系数法,利用河北省马铃薯主要种植区域(冀北地区)23个地面气象站的资料,计算了冀北地区近50a(1969—2018年)马铃薯生育期内的需水量和缺水量,并分析了马铃薯生育期内降水量、有效降水量、需水量、缺水量变化趋势,以及不同区域不同生育期马铃薯需水量、缺水量的变化特征。结果表明:1)近50 a冀北地区马铃薯生育期内降水量、有效降水量年际变化可分为2个阶段:1969—2003年呈减少趋势,气候倾向率分别为–15.68 mm·(10a)~(–1)、–6.61 mm·(10a)~(–1);而2004—2018年呈显著增加趋势,气候倾向率分别为60.07 mm·(10a)~(–1)、9.68 mm·(10a)~(–1)。近50 a平均降水量、有效降水量分别为356.5 mm和148.6 mm;空间上均呈自西向东逐渐递减的带状特征。2)近50a马铃薯生育期需水量和缺水量年际变化也表现出1969—2003年减少、2004—2018年增多的趋势,且需水量多的年份缺水量也多,近50 a平均需水量和缺水量分别为497.8 mm、349.1 mm;空间分布上均呈自坝上高原向坝下山地增多特点,且需水量大的地区缺水量也多。3)马铃薯块茎膨大期需水量最多,期间也是缺水量最多的时期。研究结果显示1969—2018年冀北地区马铃薯生育期内水资源一直处于严重亏缺状态,在生产中需充分考虑马铃薯需水量对气象要素变化的响应,加强水分管理,确保水资源高效利用。     

青海三江源同德地区1961-2000年蒸发量变化特征及原因分析

利用青海省同德县1961-2000年小型蒸发皿蒸发量资料,采用气候倾向率和Mann-Kendall非参数趋势检验法分析了同德蒸发量的变化趋势及引起蒸发量变化的因子。结果表明：同德1961-2000年40 a平均蒸发量呈显著增加趋势,气候倾向率为34.5 mm/10 a,四季蒸发量均呈增加趋势,但仅秋季蒸发量增加趋势显著。影响蒸发皿蒸发量的主要气候因子日照时数、平均气温呈现显著的上升趋势,平均相对湿度、降水量表现为下降趋势,平均风速变化微弱,平均日最低气温的升温速率（0.23℃/10 a）明显比平均日最高气温的升温速率（0.14℃/10 a）大,导致气温日较差减少（-0.10℃/10 a）。因此,同德地区平均气温、日照时数的显著上升,以及年平均相对湿度和降水量的明显下降,可能是年蒸发量显著上升的主要原因。     

三江源区高寒草地牧草生长季气候变化特征及其对牧草生育期长度的影响

利用1999-2010年青海省三江源区西北针茅牧草生育期观测资料和同期气象资料,分析了牧草生长季气候变化特征及其对牧草生育期长度的影响。结果表明：（1）三江源区兴海高寒草地牧草生长季（4-9月）平均气温以0.36℃/10 a的速度升高,降水量以148.6 mm/10 a的速度极显著增多,日照时数以7.7 h/10 a的速度微弱增加,总的气候趋势呈现出＂暖湿＂特征,对高寒草地牧草的生长发育极为有利。（2）西北针茅牧草的各生育期长度,0℃-返青期日数、返青-抽穗期日数、开花-成熟期日数、成熟-黄枯期日数均表现逐年缩短的变化趋势,其中成熟-黄枯期日数显著缩短。抽穗-开花期日数则呈逐年延长的趋势。（3）对西北针茅牧草0℃-返青期日数,2月降水量、1月平均气温、累计日照时数的影响最大;对返青-抽穗期日数,累计降水量影响较大;对抽穗-开花期日数7月上旬降水量和累计日照时数影响大;对开花-成熟期日数影响较大的有7月中旬、下旬和8月上旬的平均气温以及累计温度;对成熟-黄枯期日数影响最大的气候因子是8月、9月中旬的平均气温、≥5℃日平均气温终日日数和累计降水量和累计日照时数。     

渭河上游气候因子变化特征及其与径流量的关系

根据渭河上游渭源等12县(区)国家基本(一般)气象站1971-2008年逐月气温、降水量、相对湿度、日照时数、风速等资料及北道水文站1971-2008年径流量资料,采用Mann-Kendall法、气候倾向率等方法,分析了气候因子变化特征及与径流量的关系.结果表明,自1971年以来,渭河上游气温以0.3℃/10 a的倾向率上升,气温的突变年为1994年.降水量呈较明显的周期变化,突变点出现在1994年及2004年.潜在蒸散以23 mm/l0 a倾向率增加,突变点出现在1993年.月径流量与降水量基本呈同步变化.年径流量以2.57×l08 m3/l0 a倾向率减少,突变点出现在1991年.径流量与气温、潜在蒸散、降水量的相关性比较显著.气温升高,潜在蒸散增加,地表水支出增多;潜在蒸散加大,降水量减少,地表水收入减少,这是径流量减少的直接原因.     

洮河流域气候变化及其对水资源的影响

利用洮河流域气象观测资料和水资源定位观测资料,分析气候变化特征、水资源变化特征及其二者的关系,建立水资源气候模式。分析表明:洮河流域降水量年际变化呈下降趋势,降水量变化曲线线性拟合倾向率在-14.5~-4.6 mm/10 a之间,降水量递减以夏季降水量递减为主。气温年际变化趋势呈显著上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率在0.12~0.59℃/10 a之间,增温率以冬季最大,年际变化趋势从20世纪70年代之后持续上升。年干燥指数变化呈显著上升趋势,年干燥指数变化曲线线性拟合倾向率在0.05~0.12/10 a之间。近50年来洮河流域气候趋于暖干化。洮河流域水资源呈显著下降趋势,年际变化存在2~3,8~9,15 a的年际周期变化。水资源与降水量呈显著正相关,与干燥指数呈显著负相关,降水量减少,干燥指数上升,导致水资源减少。     

锡林浩特市日照时数的气候变化特征分析

利用锡林浩特市50a(1961-2010)日照时数以及总云量、低云量、降水量和水汽压等资料,采用气候倾向率分析其变化趋势,利用滑动T检验法和累积距平结合的方法进行突变分析,并根据各气象要素的年、季变化趋势及其与日照时数变化趋势的对应关系对日照时数变化原因进行分析。结果表明,锡林浩特市年日照时数呈极显著增加趋势(P<0.01);从年代际变化看,20世纪60-90年代,年均日照时数呈持续增加趋势,90年代达到最大,进入21世纪后,年均日照时数则明显减少;四季中夏季日照时数呈极显著增加趋势(P<0.01)。各季日照时数偏少期为20世纪60-70年代,偏多期为80年代-21世纪初;各月日照时数均呈波动上升趋势,增加最多的为8月;年日照时数在1985年发生了由少到多的突变,季日照时数发生突变是导致年突变的原因,尤以春季和夏季最为显著;云量是决定日照时数增加的重要原因之一,日照时数增加还与夏季、冬季水汽压以及夏季和秋季降水量密切相关。     

洮河流域气候变化及其对水资源的影响

利用洮河流域气象观测资料和水资源定位观测资料,分析气候变化特征、水资源变化特征及其二者的关系,建立水资源气候模式。分析表明：洮河流域降水量年际变化呈下降趋势,降水量变化曲线线性拟合倾向率在-14．5～-4．6mm／10a之间,降水量递减以夏季降水量递减为主。气温年际变化趋势呈显著上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率在0．12～0．59℃／10a之间,增温率以冬季最大,年际变化趋势从20世纪70年代之后持续上升。年干燥指数变化呈显著上升趋势,年干燥指数变化曲线线性拟合倾向率在0．05～0．12／10a之间。近50年来洮河流域气候趋于暖干化。洮河流域水资源呈显著下降趋势,年际变化存在2～3,8～9,15a的年际周期变化。水资源与降水量呈显著正相关,与干燥指数呈显著负相关,降水量减少,干燥指数上升,导致水资源减少。     

黑龙江省马铃薯气候生产力特征及区划

利用黑龙江省81个气象站1975-2004年30 a的逐日气象资料及相应插值的网格同期逐日气象资料,采用WOFOST作物生长模型,模拟并分析了马铃薯气候生产力的空间分布特征,同时分析了各地气候生产力影响因素及分布特征;利用气候生产力的距平百分率、变异系数及与气候生产力密切相关的有关生育期的4个气候因子(平均气温、气温日较差、日平均日照时数、降水量),采用动态聚类分析方法,将黑龙江省马铃薯可能种植区初步划分为9类气候栽培区,为充分利用当地气候资源发展马铃薯生产提供参考。     

近50年黑龙江省作物生长季农业气候资源的变化分析

利用1961-2010年黑龙江省28个站点逐日气象资料,应用Mann-Kendall突变检测和线性趋势系数方法分析作物生长季(5-9月)农业气候资源的变化特征,并运用降水集中度和集中期对降水条件进行分析。结果表明,研究区近50a来日照时数平均每10a减少8.8h,稳定突变点在1980年;农业热量资源显著增加,平均气温增加趋势极显著(P<0.01),最低气温升高是增温的主要贡献者,作物生长季气温突变点在1996年,比全年平均气温突变点晚了10a左右,≥10℃积温和积温日数增加也极显著(P<0.01),但积温的初、终日年际间变化较大;农业水资源减少,总降水量平均每10a减少4mm,降水量级越大,降水分配的不均匀性越突出,中雨以下降水日数显著减少(P<0.01),而大雨和暴雨降水日数增加,平均增速分别为0.5和0.45d.10a-1;降水集中期在7月下旬,且降水量级越大,其集中度越大,大雨和暴雨以上降水的集中度分别为57.7%和68.7%,极端降雨过于集中,不利于被农作物有效利用,且容易出现局地洪涝。     

黔东南州生态气候条件对准两优527超级稻产量的影响

以贵州省黔东南州16个气象观测站2005—2007年的气温、降水量、日照时数以及海拔高度、播种期作为主要生态气候因子,分析其对准两优527超级交杂水稻产量的影响。结果表明：准两优527最适宜在海拔480—750m的地区栽培,尤其是海拔620m上下地带容易获得高产;最适宜播种期为3月28日-4月7日,播种期每推迟10d,产量减少48．2～376．3kg／667m^2;最适宜积温条件为3200—3800℃·d,积温每增加100℃·d,产量减少8．32～140．43kg／667m^2;最适宜降水量条件为460～800mm,降水量每增加或减少100mm,产量减少7．41～338．36kg／667m^2;最适宜光照条件为620～730h,光照少于500h或多于900h,产量降低明显。     

小麦蚜虫种群消长气象影响成因及预测

利用1985—2007年的实测资料,分析了1985年以来武威凉州区小麦蚜虫始见期、高峰期及高峰期蚜量的时空动态变化规律和气象影响成因。结果表明：流域内蚜虫的发生及危害总体呈加重趋势,危害面积扩大;蚜虫种群周年增长遵循逻辑斯蒂生长曲线,可划分为开始增长期（4月下旬-5月中旬）、加速增长期（5月下旬-6月下旬）、减速增长期（7月上-中旬）三个阶段;影响蚜虫开始期迟早的主要气象因子有5月上旬极端最低气温和3月降水量,影响高峰期迟早的有6月降水量、5月中旬-6月上旬累积日照时数和6月下旬极端最低气温,影响危害程度的有3月下旬-4月上旬累积日照时数、冬季12月中旬极端最低气温、1月上旬极端最低气温和3—4月空气相对湿度。热量和水分条件是影响蚜虫种群消长的关键气象因素,光热因子（气温、日照）对蚜虫发生发展具有正相关同步协同作用,水分因子（降水、湿度）具有负相关反向抑制作用。用统计学方法建立了始见期、高峰期及危害程度预报预测模型,预测精度在73％～82％,可用于气象业务服务。     

基于GIS的贵州西部春薯种植气候适宜性精细化区划

以贵州西部地区15个气象观测站1978-2010年的气候资料为基础,采用地理信息系统(GIS)技术,对春薯进行气候适宜性区划,为贵州春薯生产安全布局、品种调整提供科学依据。通过分析马铃薯平均气象产量与同期气候因子的关系,得出春薯的气候适宜性区划指标有8个:海拔高度、生育期平均气温、>10℃活动积温、降水量、日照时数以及7月平均气温、7-8月昼夜平均温差、5-7月降水量,每个指标分3级,对应最适宜、适宜和次适宜。通过对各站点的气候资料及其对应的经度、纬度、海拔高度、坡度和坡向等基础信息数据,应用多元线性回归方法,建立区划指标的空间分析模式。依托GIS技术空间分析功能,运用模式进行网格距为100m×100m以及精确到贵州西部地区乡(镇)的精细化气候区划,得到春薯最适宜区占贵州西部面积的52%,适宜区占45%,次适宜区占3%。     

濮阳冬小麦生育期气候变化及其对小麦产量的影响

利用线性分析方法,分析濮阳多时间尺度气温、降水、日照的变化特征及其对冬小麦生长发育与产量的影响。结果表明：（1）气温：濮阳地区冬季气温异常度在1991年发生跃变,从-0．3到0．8,春季气温异常度在1997年发生跃变,从～0．6到0．9;逐旬气温气候系数25旬有23旬为正值,最大为3月下旬的0．42;冬小麦生育期内寒冷日和酷冷日数平均每10a分别减少4．30d和1．81d。（2）降水：冬季降水距平百分率阶段性明显,极端事件增多,春季极端事件减少,降水变化趋向缓和;逐旬降水气候趋势系数25旬中有17旬为正值,最大为1月中旬,但生育内整体增减趋势不明显。（3）日照：冬季和春季日照异常度发生了跃变,冬季在1984年由0．1跃变到1985年的-2．2,进入一个明显减少的下降通道;春季在1983年由0．3跃变为1984的-1．1,跃变时间同步。逐旬日照气候趋势系数25旬中有19旬为负值,绝对值较大的为1月中旬和6月上旬,均通过0．01水平的显著性检验。结论：生育期内冬季气候明显变暖,寒冷日数和酷冷日数减少,有利于小麦安全越冬,生长期和灌浆期延长;冬小麦生育期各旬降水量呈现抛物线分布,降水为减少趋势,对冬小麦稳产高产不利;生育期内尤其在中后期日照时数迅速减少,不利于小麦发育成熟。     

马铃薯茎叶生长对气象因子的敏感性分析

选择宁薯4号和陇薯3号为测试品种,于2008年4月13日和20日分两个播期进行田间试验,在全生育期每10d观测马铃薯茎叶干重数据,以同期的积温、累计降水量和累计日照时数为关键气象因子,对不同播期、不同栽培方式、不同品种马铃薯的单株茎叶干重与气象因子之间的关系进行了分析。结果显示,4月13日播种的未覆膜宁薯4号的茎叶单株干重与积温、累计降水量、累计日照时数的相关性显著高于陇薯3号（P〈0.01）,说明其对这些气象因子的敏感性较高;4月20日播种的未覆膜宁薯4号对积温的敏感性比陇薯3号高;覆膜的宁薯4号4,月13日播种的与气象因子的相关性显著高于4月20日播种的（P〈0.01）,说明4月13日播种对气象因子敏感性更强;4月20日播种的覆膜宁薯4号和未覆膜的均对积温最敏感,每增加100℃.d的积温,覆膜比未覆膜的单株茎叶干重增加0.6g,且覆膜栽培下的单株茎叶干重总体上高于未覆膜栽培的,说明覆膜对气象因子的敏感性更强。综上所述,在西吉县选择4月13日播种宁薯4号覆膜生产效果更好。     

气候变化背景下内蒙古马铃薯关键生长期气候适宜性分析

内蒙古是我国马铃薯主产区之一,在气候变化背景下探讨马铃薯的区域适应性有重要的现实意义。依据内蒙古地区119个站点逐日气象观测数据,采用气候适宜度评估模型,分1961—1990年、1991—2015年2个气候年代对内蒙古马铃薯开花—可收期气候适宜度的空间特征及变化趋势进行分析。结果表明:1)1961—2015年内蒙古马铃薯开花—可收期综合气候适宜度为0.62,气候条件总体优越,且日照适宜度温度适宜度降水适宜度。2)从空间分布上看,温度适宜度由西向东呈"低—高—中"的带状分布,降水适宜度由西向东、由北向南递增,日照适宜度西高东低;综合光温水三要素影响,阴山南北麓东段及大兴安岭南麓区为气候适宜度的高值区,具有适宜生产马铃薯的气候资源优势。3)从年代变化上看,1961—1990年,综合气候适宜度除东部偏北及西部偏北呈微弱的下降,总体呈增加的趋势;1991—2015年大部地区综合适宜度由上升转为下降趋势。4)气候变化背景下,1961—2015年内蒙古马铃薯开花—可收期气候适宜性以0.004 0×(10a)~(-1)的倾向率下降,其中日照适宜度基本持平,降水适宜度、气温适宜度呈不同程度的下降趋势,对马铃薯生长发育不利。因此,马铃薯开花—可收期应注意水热条件的管理,研究结果可为马铃薯气候资源利用与管理提供参考。     

豫西烟区烤烟生育期35年日照时数的变化特征

利用豫西烟区(包括三门峡市和洛阳市)10个气象基准站1971-2005年烤烟生育期(5-9月)逐旬日照时数资料,分析了该区域烤烟生育期日照时数的气候变化趋势,同时利用累计距平法和滑动t检验法进行突变检验。结果表明:35a内豫西烟区日照时数变幅较大,并呈逐年下降的趋势,其趋势系数为-25.4h/10a;整个生育期内5月和6月的日照时数最多,9月最少;伸根期日照时数的下降趋势显著(P0.05),其趋势系数(-11.5h/10a)成熟期(-11.3h/10a)旺长期(-2.6h/10a)。三门峡地区烤烟生育期的日照时数大于洛阳地区。突变分析表明,豫西烟区烤烟生育期的日照时数在1981年发生突变。     

重庆市中稻气候适应性分析

运用多要素回归积分方法的差分形式,综合分析了重庆市中稻对生育期间温度、降水、日照的适应情况,并进一步提出了产量影响指数,用于衡量中稻生育期各气候因子对最终产量影响的权重。结果显示,对重庆中稻产量影响最大的是3月中旬的倒春寒天气（容易造成中稻出苗困难、基本苗不足）和6月下旬的阴雨天气（影响中稻开花授粉）,平均可以造成190kg／hm^2的产量波动;其次为伏旱期间7月下旬-8月上旬的降水,此期中稻正处于灌浆中后期,旬产量影响指数达到160～170kg／hm^2;6月中旬、7月上旬的降水,7月上、中旬的温度,旬产量影响指数也能达到130～150kg／hm^2。