1981-2009年江苏省气候变化趋势及其对水稻产量的影响

利用江苏省1981-2009年7个农业气象站点的气象和水稻物候、产量资料,从平均气温和降水量对水稻产量影响的基本方程入手,定义了平均气温和降水量变化趋势对水稻产量趋势的贡献率,揭示江苏省近30a气候变化趋势对水稻产量的影响.结果表明,近30a来,江苏省水稻全生育期平均气温和最低气温呈上升趋势,最高气温的变化在苏南和苏北地区差异较大,尤其在开花-成熟阶段,苏南地区呈上升趋势,而苏北地区则呈相反变化趋势.气温(包括平均气温、最低气温和最高气温)与水稻产量呈正相关,1981-2009年平均气温升高对江苏省水稻产量影响的平均值约为1.2％,对产量趋势的贡献率约为30.0％.降水量的变化趋势不明显,降水量与水稻产量的相关性亦不显著,说明在研究区内降水量的变化对水稻产量的影响较小.总体上,江苏省近30a气候变化有利于水稻生产.     

气候变化对我国主要粮食作物产量的影响及适应措施

过去几十年气候变化对我国主要粮食作物产量产生了重要影响,为了研究作物产量对气候变化的响应和适应,保障粮食安全,基于国内相关研究文献,分析归纳了研究方法,综述了国内小麦、玉米和水稻等主要粮食作物产量对气候变化的响应和适应,得出如下结论:（1）作物产量对气候变化响应的研究方法主要包括田间试验观测、统计分析和作物模型模拟等方法,其中田间观测法最直观,统计分析法可操作性强、应用最为普遍,作物模型模拟机理性强,可以定量描述气候因子对作物产量的影响,外推效果好;（2）近几十年来,小麦生育期内气温升高和辐射变化使我国北方小麦增产0.9%~12.9%,南方小麦减产1.2%~10.2%;气候变暖对玉米产量贡献率为-41.4%~0.4%;水稻生育期内气温升高和辐射增强有利于东北地区水稻产量增加,增产贡献率为1.01%~3.29%,而辐射减弱对长江流域等南方主要水稻种植区的水稻产量（长江流域晚熟稻除外）产生不利影响;（3）未来气候变化情境下小麦应从延长生殖生长期、增加籽粒数量和提高收获指数等方面培育新品种应对气候变暖对作物产量的不利影响;耐高温和长生殖生长期的玉米品种可以用来应对气温、降水等气候因子的变化;水稻则应选育耐高温品种应对气温和辐射等因子的变化所带来的作物生产上的风险。     

波密县近30 a气候变化特征

根据西藏自治区林芝地区波密县气象局1981年1月-2010年12月的气温及降水资料,分析了波密县近30 a来的气候变化特征,得出近30 a来波密县降水量呈下降趋势,夏、秋季降水量减少较为明显,冬季降水量却呈上升趋势;年平均气温呈上升趋势,四季气温也呈上升趋势,尤其是冬季变暖最为明显;年极端最低气温的上升趋势远远大于极端高温的上升趋势。     

辽宁西部地区光热水资源变化对农业生产的影响

利用辽西地区1960-2009年的气象资料,应用常规数理统计方法,重点分析了近50a来在全球变暖背景下辽宁西部地区光热水资源的变化趋势,以及对当地农业生产的影响。结果表明:近50a来,辽宁西部光照资源下降幅度较大,年日照时数趋势减少406h;年平均气温和年≥0℃积温呈现明显的升高趋势,年平均气温趋势升高1.7℃,年≥0℃活动积温增加307℃.d;降水呈现出减少趋势,年降水量趋势减少62mm,在年代际尺度上波动显著。对于光照资源丰富的辽西地区来说,日照时数减少还未表现出不利影响;而气温升高、降水减少使该地区气候呈现暖干化趋势,这将对辽西农业的发展产生巨大影响。本文通过对光温水资源变化趋势的研究,旨在提高气候变暖对农业生产影响的认识,增强应对气候变化的能力,为农业结构调整提供依据。     

河北平原气候变化对冬小麦产量的影响

根据河北平原多年降水、气温及冬小麦产量资料,利用回归分析、M-K突变检验、T检验、线性调和滑动平均等统计分析方法,分析了1951～2006年河北省气候变化特征及其对冬小麦气候产量的影响。结果表明:河北省春季气温近56年来线性升高倾向显著,平均每10年升高0.38℃,春季降水近56年无明显线性增减倾向。冬小麦气候产量与气温、降水显著相关,当气温距平在-1.2～1.2℃之间时,小麦气候产量为正值,温度过低或过高都会使小麦减产,高温使小麦减产更严重,降水量和小麦气候产量呈正相关。     

气候变化对山东省农业生产的影响与对策

农业是主要气候脆弱生态系统领域,气候变暖对农业生产有较大影响。在全球变暖大背景下,山东省气温持续攀升,气候变暖与全球气候变化趋势大体一致,但又表现出明显的地域特色。本文简单介绍了近50a(1961-2008年)来山东省气候变化特点,并阐述了气候变暖对山东省农业生产的影响和应对气候变化的措施,以期为山东省的防灾减灾和农业可持续发展提供参考。     

渭河流域1850—2005年降水及蒸发量变化时空特征

为了探究渭河流域过去气候变化规律及其影响因素,基于CMIP5模式输出产品,采用双曲线插值方法获取渭河流域56个站点1850—2005年降水、蒸发及气温数据。采用最小二乘法、M-K突变检验、小波分析及ArcGIS空间插值方法分析了渭河流域气候要素的多尺度时空特征。结果表明:渭河流域近156 a来年均气温、降水为上升趋势,趋势率分别为0.028℃/10 a,0.09 mm/10 a,年蒸发量为减少趋势,趋势速率为-5.1mm/10 a,温度和降水季节变化与年变化基本趋于一致,蒸发量的减少主要发生在夏秋两季。渭河流域中游、下游与南部降水相对变率变化趋势基本一致,而上游与泾河及洛河支流降水相对变率趋势一致,相对变率在-2.8%～14.98%。整个流域温度、蒸发量相对变率为-2.3%～-3.47%及-2.35%～6.54%。各气候要素均存在5～20 a的短周期变化以及110 a长周期变化,气温及蒸发分别在1986年及1963年发生突变现象,降水无突变点出现。总体而言,渭河流域近156 a气候呈现暖湿化趋向,降水及蒸发存在明显的空间分异以及周期性规律。     

潮州水稻生育期气候变化特点及其影响

通过分析潮州近52a(1957-2008年)来影响水稻生长发育的气温、降水、日照等基本气象条件及低温阴雨、寒露风、龙舟水、高温、台风暴雨、干旱等灾害性天气的变化情况,发现潮州水稻生育期间气候明显变暖:20世纪80年代以来升温明显,春季低温阴雨、秋季寒露风天气发生几率明显减少;龙舟水、暴雨等灾害性天气明显增加。气候变化对潮州水稻的生长发育、产量形成有明显的影响。在此基础上,提出了适应气候变化的水稻播期、栽培管理措施。     

中国稻作与旱作生产的气象减产风险评价

本研究利用直线滑动平均模型对中国各省区1950-2006年旱作和稻作的趋势产量进行了模拟,计算出历年的气象产量,并采用减产率指标、减产率浮动性指标、高风险概率指标3个评价指标以及综合性指标进行了气象产量的气候变化减产风险评价,同时采用变异系数对我国各省产量波动状况进行了分析,并将各指标与年平均降水变率、年平均气温变率进行耦合分析。结果表明,旱作高减产风险和波动风险主要分布在华东和华南地区,而稻作则体现为由南向北风险逐渐增加。年平均降水变率和年平均气温变率高的地区,其水稻气象减产风险较大。由于人口增长和经济发展的压力,中国农业面l临着应对气象减产和保证粮食增产的双重压力。     

近50年气候变化对青藏高原青稞气候生产潜力的影响

基于青藏高原及周边106个气象站近50年的平均气温、降水量及日照时数等气象观测数据,分析了青藏高原区1965年以来的气候变化趋势以及青稞生长季及关键生长期的气候变化趋势,并采用线性倾向估计方法、Thornthwaite Memorial模型、Arc GIS和SPSS技术分析了青藏高原青稞的气候生产潜力及其时空变化特征,探讨了青藏高原近50年气候变化对青稞发育过程和产量的影响机理及各气象要素对青稞气候生产潜力的影响。结果发现:1)近50年来,青藏高原区气温和降水均呈上升趋势(0.53℃?10a?1、7.8 mm?10a?1),且气温上升较显著,降水增加较缓,而日照时数呈波动下降趋势(16.9 h?10a?1);2)青藏高原青稞生长季气温、降水均呈上升趋势(0.4℃?10a?1、7.2 mm?10a?1),但日照时数呈下降趋势(15 h?10a?1),其中高原北部地区增温幅度较大,而中部地区降水增加显著,高原东北部日照时数下降较为明显;3)青藏高原青稞气候生产潜力总体呈上升趋势(136.7 kg?hm?2?10a?1),其中高原中部增加较显著,高原东南部边缘、青海柴达木北部、西藏西北部呈下降趋势;4)降水、气温均与青稞气候生产潜力呈显著正相关,但日照时数与其呈负相关,其中,降水是影响青稞生长季和关键生长期气候生产潜力最为关键的因素,气温影响次之。基于此,就如何利用青藏高原青稞气候生产潜力的变化特点,为提高该区青稞的实际产量提出了一系列建议措施。     

气候变化背景下湖南省双季稻生产的敏感性分析

湖南省是中国主要的双季稻种植省份之一,为探索历史气候变化背景下双季稻生产的气候敏感性,该研究以湖南省双季稻种植区域为对象,运用多元回归方法分析了湖南省历史气候变化动态(1980-2012)及其对双季稻生产的影响。结果表明:近30多年该区域气候变化以温度升高为主,早稻和晚稻全生育期内平均温度的气候倾向率分别为0.47和0.32℃/(10a),早稻全生育期内降水量和辐射呈增加趋势,晚稻全生育期内降水量和辐射有所下降。早稻产量变化与生育期内降水量和辐射的相关性极显著(P0.01),晚稻产量变化与生育期内温度相关性显著(P0.05)。温度升高是水稻产量变化的主要影响要素,但不同生育时期水稻产量的敏感性存在差异,早稻和晚稻产量对气候变化的敏感性范围在-4.38%~2.07%之间。历史气候变化对早稻和晚稻产量的影响分别可能达到2.59%和-6.02%。研究表明气候变化增加了该区域双季稻生产的敏感性,对水稻生产有较大的影响。该研究可以为针对区域特点进行农业技术措施调整,适应气候变化提供依据。     

气候变化对中国农业生产的影响

未来气候变化下中国农业的稳定事关中国的长远持续发展,国内外气候变化研究界和农业气象研究界对气候变化对中国农业生产的影响的评估未有一致的认识。本文从农业科学角度讨论了气候变化对中国农业生产涉及的气象资源、土地资源、农业生物环境和生态系统的影响,并从作物生长和经济产量形成的角度讨论和分析了气候变化对中国种植业、养殖业不同产业行业的影响,气候变化中一些趋势性变化因不同作物和不同区域而异,例如温度和CO2浓度变化对农业生产的影响因不同作物和不同时相而异,反之,极端性气候／天气事件对农业不同行业的生产都显得危害很大,而气候变化中区域性干旱将成为我国未来农业生产愈来愈严重的挑战。气候变化对中国农业生产的影响甚为复杂,一些气候变化因子的实际影响还存在很大不确定性。当前,定量评价气候变化对中国农业生产的影响还存在困难。     

应对气候变化对未来中国农业生产影响的问题和挑战

通过整合农业科学界从不同行业产业角度和不同的影响方面对气候变化可能带来农业生产影响的分析资料,梳理和辨析了气候变化对农业生产影响的途径和机理,提出了气候变化对中国国家尺度农业影响的“发酵”效应假设：气候变化因子间相互作用与交错叠加,产业的传递和反馈,可能带来不利效应的严重放大;未来气候变化下中国农业面临的基本问题将是：农业技术进步的迟滞性和农业生产能力的波动性,稳定农业生产水平和粮食供应能力将愈来愈困难。讨论和建议了应对气候变化的若干国家战略,这些战略应基于气候变化对中国农业生产的影响的敏感性行业和地区,气候变化的突出性趋势的认识。防患和应对极端性气象灾害事件将成为应对气候变化对农业影响的首要任务,需要加强研究和技术储备,同时迫切需要新的组织和运行机制全面开展气候变化对中国农业生产影响的试验和技术开发研究。     

气候变化对新疆地区棉花生产的影响

经分析发现新疆棉区近50年来气侯变暖变湿并且日照时数明显减少。利用COPRAS动力评估模型研究得出：气侯变化对新疆棉区不同区域的棉花生长发育影响是不同的，北疆棉区、南疆盆地西缘区和南疆盆地东缘区棉花的开花期和吐絮期明显提前，棉花停止生长期明显延后，70年代、80年代和90年代比60年代全生育期分别平均延长8．2d、2．4d和5．2d；近50年来新疆地区棉花模拟产量明显增加，平均增产为15．7kg/hm^2/10年，尤其在北疆棉区。棉花模拟产量波动性明显加强，说明受气侯变化的影响棉花生产风险也在加大。     

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.     

气候波动对重庆水稻产量的影响及对策

选用代表重庆四个区域的江津、丰都、奉节、酉阳1960-2001年的气象及水稻产量资料,采用Mann-Kendall突变检测方法对水稻产量资料序列进行分段,利用Logistic曲线进行分段拟合求取水稻的趋势产量,进而得到气象产量,利用积分回归等方法分析气候因子对水稻产量的影响。结果表明：重庆四个地区的水稻单产均在20世纪80年代前期发生突变性增长;采用Logistic分段拟合趋势产量的效果明显优于线性拟合,体现了水稻的实际变化趋势;水稻的气象产量具有较明显的年际变化,表现出一定的阶段性,20世纪60年代初期、整个70年代、90年代中后期气象产量较低,而60年代中后期、80年代中期-90年代中前期水稻的气象产量相对较高;造成重庆水稻减产的主要因素为春季低温阴雨和伏旱等灾害,因此,应采取春季保温和增蓄伏前水等措施促进水稻增产丰收。     

基于IPCC SRES A1B 情景下的福建省水稻生产模拟研究

选择福建省作为研究区域,根据地形特点划分了3个水稻种植区,选取17个样点及9个代表性品种,采用2006—2007年的逐日气象资料及同期区试产量资料对作物的遗传参数进行了调试;根据IPCC排放情景特别报告(SRES)中的A1B方案,利用区域气候模式PRECIS构建的气候变化情景文件与作物模型(CERES-Rice)耦合,采用雨养与灌溉两种方式,并综合考虑未来CO2浓度增加带来的直接增益效应,模拟了未来2020s及2040s气候变化对福建省水稻生产的影响。结果表明:无论是雨养方式还是灌溉方式,未来全省各稻区水稻生育期在两种情景下都将缩短,单季稻生育期天数减少幅度最大,2040s情景下达到20 d以上。未来双季稻种植区早稻与单季稻均表现为减产。2020s情景下闽东南稻区早稻减产率达到12.4%(雨养)和11.3%(灌溉);闽西北双季稻区早稻减产程度略小。单季稻区雨养水稻7.1%及灌溉水稻2.1%的减产主要来自中熟品种的负贡献。2040s减产幅度将进一步加大。与此相反,未来两种情景下双季稻区后季稻均表现为增产,但产量波动性较大。2020s情景下闽西北双季稻区灌溉后季稻产量增产达到21.0%,增产幅度大于闽东南地区的10.6%;雨养方式下后季稻增产幅度略小。2040s各稻区后季稻增产幅度将减小。未来水稻生长季的土壤水分条件将变得不如目前湿润,与之相关各稻区灌溉需要量均有所增加。总之,由于大气CO2肥效作用可在一定程度上提高未来气候变化下后季稻产量,全省水稻总产近期将有所增加,雨养与灌溉方式下分别增长0.4%及1.7%,但变化趋势是随着未来温度的增加总产将减少,负贡献主要来自于单季稻和早稻。     

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。     

Adapting conservation efforts to face climate change: Modifying nest-site provisioning for lesser kestrels

Adaptation to climate change has recently become a crucial element on the climate change policy agenda as it is now recognized that even the most stringent mitigation efforts may not arrest the effects of climate warming. The ecological impacts and costs of predicted weather-related extreme events, such as extreme temperatures, are not fully understood and may present unexpected challenges to conservationists that require solutions. In Portugal, provisioning of artificial nests has been the main driver of the spectacular increase in the endangered lesser kestrel population. Nevertheless, atypically high temperatures recorded during the 2009 breeding season coincided with a mortality of 22% of surveyed chicks in provided nests. Hot days did not affected prey delivery rates to the nestlings, suggesting that the die-off was due to chicks’ acute dehydration. Chick mortality was significantly higher amongst younger individuals. Within survivors, physiological costs of high temperatures significantly affected chick growth and body condition at fledging. Nest-site microclimate was influenced by nest-type and compass orientation: wooden nest-boxes attained the highest temperatures, exceeding 55 °C when facing south, so explaining the recorded higher mortality, lower growth rates and lower fledging body condition among broods in these nests. Simulated scenarios of global warming with increasing occupation rate of artificial nests due to reductions in alternatives predicted a reduction in population growth rate. In the worst scenario, with a 100% occupancy of nest-boxes, the population growth would decline on average 7% per year. The impact of high temperatures on lesser kestrel breeding success highlights a need for actions to modify and research to adapt conservation efforts and future planning to account for climate change.