陕西省户县气候生产潜力分析

利用户县1971-2000年逐年年平均日照时数、年平均气温、年平均降水量、年平均蒸发量资料,计算分析了户县的光合、光温、光温水生产潜力并提出了提高气候生产潜力的措施.结果表明:(1)户县在这30 a的时间里光合,光温生产潜力总体呈减小趋势,而光温水生产潜力总体趋势略升;(2)光合生产潜力7月最高,3-10月占年光合生产潜力的79.1%,是农作物生产的最重要时期;(3)户县历年各月光温水生产潜力等值线变化剧烈,农作物整个生育期中水因子制约作用超过了温度因子;(4)冬半年使用温室技术、夏半年增强作物水资源供给是户县气候生产潜力提高的有效措施.     

山东省气候变化及其对冬小麦-夏玉米产量的影响

利用1983—2015年山东省34个气象站点的气象数据,通过线性回归分析山东省1983—2015年气候变化特征;基于Matlab,Surfer绘制年平均气温、降水量及日照时数的小波系数实部等值线图进行气候周期变化的分析;利用HP滤波法提取农作物产量中的气候产量,并采用Lobell非线性回归模型和敏感性分析法探究了气候变化对山东省冬小麦、夏玉米单产的影响。结果表明:1983—2015年山东省年平均气温和降水整体呈现波动上升的趋势,日照时数呈现波动下降的趋势;气候变化的多时间尺度趋势分析显示,山东省气温在一定时间内仍将持续升高,降水量在经历短暂的增加之后将转入减少的阶段,日照时数会延续目前的下降趋势;1983—2015年山东省冬小麦、夏玉米单产及冬小麦—夏玉米周年单产呈明显的上升趋势,但气候产量波动较大;平均气温、降水量、日照时数增加对冬小麦单产有促进作用,降水量增加对冬小麦增产影响最显著,降水量每增加100 mm,冬小麦增产5.76%。夏玉米对平均气温、最低气温、日照时数的增加表现为负效应,最高气温和降水量的增加有利于夏玉米增产。冬小麦—夏玉米周年单产对最高气温、最低气温的响应表现为负效应,降水量的增加能够小幅提升周年单产。     

水土流失区旱地合理深施肥料的增产效益

固原县属黄土高原半干旱地区,是水土流失重点县之一。年平均降水量350—550毫米之间,多年(1949—1979年)平均每公顷单产为573.75公斤,降水资源没有得到充分利用。就投肥量来看,在1980年以前,全县平均每公顷投入氮素只有22.5公斤(包括少量化肥在内),按40%的利用率计算,也仅能生产300来公斤粮食。那么,多余的273.75公斤粮食所带走的养分,主要来自土壤的释放。长此下去,土壤肥力水平将逐年下降,粮食单产会低而不稳。为了改变这种局面,必须从调整农田结构入手,改单一的粮食生产为农牧结合的种植制度,改广种薄收为集约经营。在变革种植制度的同时,增施化肥和合理施肥就成为退耕种草和提高单产同步进行的关键措施之一。为此,我们就施肥技术——化肥合理深施、肥料组合、肥料配比等方面进行了试验研究。     

1985-2015年黄土高原地区粮食生产空间格局变化及原因

针对黄土高原地区扩大退耕还林还草是否会引起区域粮食供给不足的问题,利用1985—2015年黄土高原地区县级单元人口、粮食产量、播种面积、单产等数据,采用分级法和空间自相关分析法研究黄土高原地区粮食生产时空分异特征,运用对数平均迪式分解法探讨不同时期粮食单产与播种面积对粮食增产的贡献率。结果表明:2015年黄土高原地区粮食总产量和人均粮食产量分别达4.45×10⁷ t和396.53 kg,分别为1985年的1.97,1.39倍;粮食生产空间分布不平衡,284个县级单元之间粮食产量相差较大,1985—2015年粮食生产空间格局呈现逐渐由南向北、由东向西的转移趋势;粮食生产主要依靠单产支撑,1985—2015年粮食增产2.19×10⁷ t,其中单产贡献率达94.25%,面积贡献率仅5.75%,但近几年单产贡献率下降应引起重视。该研究有助于提高对黄土高原地区粮食生产的认识,为区域制定粮食生产政策和生态退耕政策提供一些参考依据。     

广东省1949-2006年粮食生产的时序变化研究

利用1949-2006年广东省粮食生产的长时间序列统计数据, 分析了全省50多年来粮食生产的变化趋势, 并从粮食单产与播种面积、作物种植结构、复种指数、农业技术及农业投资等方面剖析了全省粮食生产变化的主要机制。结果表明：建国以来, 随着人口增加和产业发展, 在耕地与粮食播种面积逐年减少的情况下, 广东省粮食总产量一直在波动中增长, 主要原因在于：（1）影响粮食生产的主要因子——粮食单产的提高使全省粮食总产保持稳步增长;（2）广东省粮食作物以稻谷为主, 其种植面积的波动不大, 且单产逐年增加;（3）在耕地面积减少的情况下, 提高复种指数可提高区域的粮食生产;（4）农业机械总动力、化肥和农药的施用等农业技术的提高及农业基本建设投资的增加很大程度上促进了粮食生产的良好发展。     

广东省1949~2006年粮食生产的时序变化研究

利用1949～2006年广东省粮食生产的长时间序列统计数据, 分析了全省50多年来粮食生产的变化趋势, 并从粮食单产与播种面积、作物种植结构、复种指数、农业技术及农业投资等方面剖析了全省粮食生产变化的主要机制.结果表明:建国以来, 随着人口增加和产业发展, 在耕地与粮食播种面积逐年减少的情况下, 广东省粮食总产量一直在波动中增长, 主要原因在于:(1)影响粮食生产的主要因子--粮食单产的提高使全省粮食总产保持稳步增长;(2)广东省粮食作物以稻谷为主, 其种植面积的波动不大, 且单产逐年增加;(3)在耕地面积减少的情况下, 提高复种指数可提高区域的粮食生产;(4)农业机械总动力、化肥和农药的施用等农业技术的提高及农业基本建设投资的增加很大程度上促进了粮食生产的良好发展.     

基于GIS的县域粮食生产资源利用效率评价

该文通过构建生产潜力计算模型,利用GIS技术,定量计算了县域尺度的中国(台湾省除外)粮食生产潜力,以此为基础,结合收集到的全国县域尺度粮食现实产量数据,计算了中国不同地区粮食生产的资源利用效率.结果表明:中国的粮食生产潜力普遍表现为东南高于西北的空间分布格局;县域平均光合、光温、光温水、水资源、土地生产潜力依次为65.12,16.82,13.74,15.27和11.07 t/(hm2·a);县域平均光合资源、光温资源、水资源和土地资源利用效率分别为10.93%、41.43%、46.93%和65.4%,粮食生产的资源利用效率还有进一步提高的空间.中国县域之间粮食生产资源利用效率差异显著,内蒙古高原及长城沿线以及黄土高原地区为县域粮食生产资源利用效率较低的区域,西北、黄淮海、四川盆地区为资源利用效率较高的地区.     

中国北方苹果主产省降水分布特征分析

利用1970-2017年7个中国苹果主产省及周边210个气象站逐日降水资料和1km分辨率的数字高程数据,采用基于样条函数插值理论的专业气象插值软件ANUSPLIN对降水数据进行空间插值。结合地理信息系统软件Arc GIS和变异系数、气候倾向率等相关数理统计方法,分析苹果主产省的降水时空分布特征;并根据适宜苹果栽培的年降水量区间和苹果主产区降水分布情况探析苹果关键生育期适宜降水量。结果表明:苹果主产省年平均降水量与关键生育期平均降水量均具有南高北低、东高西低的空间分布特征,约51.7%的区域年降水量为500.0～800.0mm,其中,主产区的年降水量基本在500.0～800.0mm。萌芽-幼果期、果实膨大期和着色-成熟期平均降水量对年平均降水量的贡献率分别为0.114～0.385、0.428～0.712和0.000～0.270。研究区降水时间分配与苹果需水规律较吻合,但降水量变异系数较大,基本在0.15以上。从气候倾向率看,大多数区域降水量的变化趋势不显著,除着色-成熟期外,各时段降水量变化通过0.05水平显著性检验的区域不足1.0%。结合苹果主产区和苹果适宜栽培的年降水量值,初步判定苹果萌芽-幼果期、果实膨大期和着色-成熟期的适宜降水量范围分别为66.2～170.2mm、238.4～527.9mm和69.0～200.8mm。     

松嫩平原干旱变化特征及其对气候变化的响应

利用松嫩平原36个气象站点1961-2013年气象数据,选用相对湿润度指数作为干旱指标,探讨年尺度和季节尺度干旱的时空分布特征,并分析其与气候要素间的关系。结果表明:(1)从年尺度来看,1961-2013年松嫩平原年平均相对湿润度指数呈极显著递减(P0.01)趋势,说明干旱逐年加重,且中旱级别以上干旱的发生范围逐年扩大;(2)春季和秋季相对湿润度指数呈极显著递减趋势(P0.01),干旱加重的速度秋季大于春季,干旱范围存在扩大的趋势,近30a冬季相对湿润度指数呈显著递增趋势,存在干旱减缓和发生范围缩小的变化趋势。各季相对湿润度指数均呈现从西南向东北递增的变化趋势,西南部是重旱区域和高发生频率的重叠区;(3)相对湿润度与气温、太阳辐射呈负相关,与相对湿度、风速、降水量呈正相关。年尺度的相对湿润度与降水量、风速和气温呈极显著相关,各季相对湿润度与降水量、太阳辐射和相对湿度也表现出较强的相关性。     

内蒙古地区气候生产潜力变化及其敏感性分析

利用内蒙古地区110个气象站1961-2016年年平均气温、降水量数据,基于Miami模型和Thornthwaite Memorial模型计算气候生产潜力,分析内蒙古地区年平均气温、年降水量及气候生产潜力的时空变化特征,并通过敏感性试验,分析不同气象要素变化情景下的气候生产潜力敏感性。结果表明:(1)内蒙古气温和降水量地区间差异显著,56a来平均气温显著上升,97%的站点平均气温上升趋势极显著(P0.01),降水量呈波动变化,其线性变化趋势不显著;(2)气候生产潜力呈东南-西北向的带状分布,地区间差异较大,年变化趋势不显著,呼伦贝尔地区气候生产潜力显著增加(P0.05);(3)气候生产潜力对降水量更敏感,未来在内蒙古地区显著变暖的背景下,降水量的多寡决定气候生产潜力的变化;(4)粮食单产及气候资源利用率逐步提高,未来仍存在作物增产空间,但应考虑可持续发展问题,合理利用气候资源。     

玉米产量与生态气候因子的关系

采用多元积分回归的方法,对山西省1971-2000年玉米产量与生态气候因子的关系进行分析研究。结果表明：气温和降水对玉米产量的影响大,日照影响小,北部影响大,中南部影响小。春玉米播种期和苗期降水影响大多为正效应,拔节-抽雄期气温和降水影响为显著正效应,日照时数在全生育期普遍偏多,影响多为负效应,光能资源丰富,光能利用潜力大。夏玉米拔节-开花期气温影响为显著负效应,运城地区降水在拔节-成熟期为负效应,尤其成熟期阴雨天气对产量影响较大。研究结果揭示了山西生态气候因子对玉米不同生长阶段的正负效应及影响程度,为山西玉米生产充分利用生态气候资源,趋利避害、优产高产提供一定的理论依据和决策参考。     

福建农业气候资源时空分布特征及其对农业生产的影响

通过对近30~40a来福建省光温水资料的分析,阐述热量、水分、光照资源的时空分布特点及对农业生产的影响。结果表明,20世纪90年代以来福建的热量条件总体趋好,但仍常出现阶段性低温冻害过程;降水资源丰富,但存在降水年际变化大、年内分配不均的特点,常导致暴雨洪涝或干旱发生,使农业生产造成严重损失;日照南多北少,并集中在作物生长季内,能满足作物和果树的光合生长需要。     

不同降水年型下播期对晋南旱地小麦产量和水分利用率的影响

根据近54年来山西省临汾市逐日降水量,将7个试验年份分为丰水年型、平水年型和枯水年型,研究了不同年型不同播期对旱地小麦关键生育期持续时间、降水、积温、日照时数、小麦产量及籽粒水分利用效率的影响,并进行相关、多元回归和通径分析,为旱地小麦稳产高产提供理论依据和技术支撑。结果表明,播期对小麦生育期持续时间的影响主要表现在苗期、分蘖期和起身拔节期,而对抽穗期和成熟期影响最多仅相差1 d。旱地小麦全生育期持续时间与积温显著正相关。降水年型显著影响旱地小麦产量及其构成因素,相同降水年型下降水分布不同小麦产量也有较大差异,丰水年型旱地小麦产量较平水年型和枯水年型分别提高100.0%和135.9%。籽粒水分利用率为丰水年型枯水年型平水年型,丰水年型和枯水年型下,籽粒水分利用率随播期推迟而升高,平水年型下,籽粒水分利用率随播期推迟先升高后降低。在拔节—抽穗期,小麦产量与积温显著负相关,与日照时数极显著负相关,与降水量极显著正相关;在抽穗—成熟期,产量与积温、日照时数均呈极显著正相关。年降水量及其分布是影响旱地小麦稳产高产的关键,丰水年型适播期在10月4日左右,产量构成因素协调,可获得高产,同时生育期耗水量最少,水分利用率较高;平水年型和枯水年型适播期应在9月28日左右,产量最高,水分利用率也较高。随播期推迟,应适当加大播量。     

近56年安徽省极端气温变化及其与气候指数的关系

为了研究安徽地区对全球变暖的响应,基于1960-2016年安徽省78个气象站的月值极端气温数据,采用数理统计和GIS空间分析方法,研究多时间尺度下的极端气温时空变化特征,并探讨了极端气温与气候指数的相互关系。结果表明:(1)近56 a安徽省年极端最高、最低气温总体上均呈现上升趋势,极端最低气温的增温幅度(0.37℃/10 a)大于极端最高气温(0.12℃/10 a);(2)年极端最高气温的突变时间为2001年,比极端最低气温(1986年)晚了15 a。年极端最高、最低气温的Hurst指数都大于0.5,存在显著的Hurst现象,持续以往的升温趋势;(3)极端气温区域平均值总体呈上升趋势,但在不同地区气温变化的幅度和趋势存在一定差异;(4)极端气温与3个气候指数存在着多时间尺度的相关性,极端最高气温与ENSO,PDO,AO分别存在2.5~6 a,3~6 a,7.5~11 a的共振周期。极端最低气温与ENSO,PDO,AO分别在3~6 a,4.5~5.5 a,1~3.5 a的时间尺度上有着强凝聚性共振周期。总之,研究期间安徽省极端最低温度的上升对整个区域的变暖趋势起着重要作用,极端温度与3个气候指标具有多时间尺度遥相关现象。     

日尺度标准化前期降水蒸散指数及其在安徽省的适用性分析

旱涝灾害是影响农业丰产增效的主要灾害之一。目前广泛应用的旱涝指数,多以旬、月、季尺度的旱涝指数为主,其时效性与精准性水平与农业旱涝灾害绿色应对和防控服务需求还有差距。本文选取位于南北气候过渡带的安徽省,应用78个地面气象观测站数据,通过对日尺度前期降水蒸散差值指数（antecedent precipitation evapotranspiration index,APEI）序列值进行三参数log-Logistic概率分布拟合,构建日尺度的标准化前期降水蒸散指数（standardized antecedent precipitation evapotranspiration index,SAPEI）,并在沿淮淮北、江淮之间、沿江江南不同干湿性区域选取代表站,对SAPEI在安徽省旱涝监测评估中的适用性进行分析。结果显示：不同区域代表站APEI序列的经验概率分布曲线与log-Logistic理论概率分布曲线高度拟合,有无降水时逐日SAPEI曲线能反映农田水分收支状况;2011年6月8日、6月28日旱涝急转应用案例中,SAPEI旱涝等级与变化趋势,与同期土壤水分监测的旱涝等级与演变趋势具有很好一致性。基于SAPEI的小麦全生育期累年平均旱涝积空间分布,符合安徽省实际旱涝分布型;全生育期SAPEI累年平均值（I_SAPEI）的0值线以北、以西为负值、偏干区域,与安徽省小麦主产区一致。研究表明,日尺度的SAPEI及其旱涝积指数,可以反映降水时间分布及日雨量大小对旱涝的影响,精准刻画安徽省不同区域日尺度的旱涝变化及旱涝过程累积效应,可在安徽省旱涝逐日动态监测与农业旱涝影响评估服务中应用。     

安徽省县域麦稻玉米秸秆时空分异特征与还田养分输入量测算

安徽省是国家重要商品粮生产基地,作为农业大省其粮食作物秸秆产量居于全国前列。明晰全省产粮大县主要粮食作物秸秆理论资源量和可收集资源量时空分布特征,并准确测算秸秆就地还田对土壤养分输入的贡献,可为秸秆全量化差异化利用策略优化及秸秆还田情景下的农田养分平衡调控提供决策依据。研究表明,2011-2019年安徽省产粮大县三大粮食作物秸秆资源总量呈现出稳步增长的态势,而不同作物秸秆产量年际变化趋势各异：小麦秸秆先升后稳,水稻秸秆波动不大,玉米秸秆逐年递增。2019年安徽省产粮大县三大粮食作物秸秆理论资源量为3 878万t,其中小麦、水稻和玉米秸秆所占比例分别为47.3%、36.3%和16.4%。淮北区为小麦和玉米秸秆资源集中分布区,占比分别为73.0%和88.3%,水稻秸秆主要产自江淮区（41.7%）、皖西区（21.3%）及沿江区（19.7%）。主要粮食作物秸秆资源总量分布表现为淮北区（52.5%）?江淮区（24.3%）?皖西区（10.5%）?沿江区（9.1%）?皖南区（3.6%）。2019年全省产粮大县小麦、水稻和玉米秸秆可收集资源量分别为1 338万、1 041万和542万t,淮北区单位播种面积小麦和玉米秸秆可收集资源量分别为4 505～6 310和4 171～5 395 kg/hm2,江淮区、皖西区和沿江区单位播种面积水稻秸秆可收集资源量分别为4 487～5 326、4 570～5 028和4 329～5 778 kg/hm2。2019年安徽省产粮大县三大粮食作物秸秆氮（N）、磷（P2O5）和钾（K2O）养分资源总量分别为25.3万、10.9万和90.1万t。在秸秆就地全量还田情景下,小麦玉米主产区（淮北区）小麦秸秆还田的氮（N）、磷（P2O5）和钾（K2O）养分输入量分别为35.8～50.1、14.1～19.8和139.8～195.8 kg/hm2,玉米秸秆还田的养分输入量分别为42.7～55.2、16.9～21.8和93.4～120.9 kg/hm2;水稻主产区（江淮区、皖西区和沿江区）水稻秸秆还田的养分输入量分别为38.0～50.8、18.8～25.0和151.6～202.3 kg/hm2。研究结果对进一步提升安徽省产粮大县秸秆资源综合利用效率及推动农业绿色高质量发展具有重要的现实意义。     

1990-2012年淮河流域粮食生产的时空演进及驱动机制

[目的]动态研究粮食连增及农业政策调整背景下淮河流域1990—2012年的粮食产量时空变化进程及影响因素,为淮河流域科学合理粮食安全政策构建提供理论参考。[方法]采用区域重心计算模型和空间自相关技术。[结果]（1）淮河流域粮食总产量及县域均值持续增长。高产县域集中在流域中游皖北地区,中高产县域逐步向中上游推进,低产县域日趋边缘化。（2）淮河流域粮食产量重心呈西进南移态势变动,西进速率减缓,南北波动幅度较小,空间格局趋向稳定。（3）县域粮食产量分布呈显著空间聚集性特征,且有持续增强趋势。高产县域聚集于流域中游豫皖交界及下游苏中沿海地区;低产县市逐步集中连片聚集于流域上游豫西北边缘地区;高—低与低—高聚集县域规模较小,空间分布变化剧烈。[结论]水土资源变化、农业新技术及政策倾斜、种粮比较效益等主导因素共同驱动流域粮食产量空间格局演进。     

气候变化对嘉兴农业的影响及对策

通过对嘉兴市50年来地面观测气象资料及粮食产量资料处理分析,得出:20世纪90年代暖冬多雨水,对春粮生产不利,3-4月雨水多光照少且年际变化大,是春粮产量不稳的重要原因;梅汛期降水增加且集中,对早稻生产形成威胁;9-10月温度适宜,降水较少,光照丰富,对晚稻生产有利。因此,应改变嘉兴农业生产布局、完善熟制改革,以达到充分利用嘉兴农业气候资源优势、增加农业效益的目的。     

基于信息扩散理论的南方双季早稻气象灾害风险评估

小满寒（GBC）和高温热害（HTD）是影响南方双季早稻生长发育及产量形成最主要的农业气象灾害。为了提高双季早稻气象灾害的预测预报能力,利用双季稻区142个站点1960-2012年常规气象观测数据,根据前人研究的关于小满寒和高温热害临界气象指标,统计分析各站点历年发生小满寒和高温热害次数,运用信息扩散理论对双季早稻种植区各站点进行精细化风险评估。结果表明：（1）双季早稻小满寒及高温热害年平均发生次数空间分布差异显著,小满寒发生次数由南向北大致呈逐级递增趋势,呈明显的带状分布,高温热害频发区主要集中在湖南衡阳、双峰、郴州一带,江西大部分地区以及浙江金华、衢州、丽水附近,湖北甲鱼、武汉、黄石以及安徽安庆部分地区。（2）小满寒和高温热害至少发生1次及以上的概率值空间分布特征较为相似,大部分地区均表现为明显的高概率区,重现期较短,再现率较高;小满寒及高温热害超越概率值低概率区随着年发生次数的增加而逐渐减小。（3）随着年发生次数的明显增加,早稻小满寒及高温热害重现期短的站点数减少,重现期长的站点数相应增加。     

黄淮海地区夏玉米干旱风险评估与区划

黄淮海地区是我国最大的粮食产区和夏玉米的主产区,同时也是干旱灾害的频发区,因此加强黄淮海地区夏玉米干旱灾害风险评估与区划有着重要的现实和战略意义。利用黄淮海地区气象数据以及地形、土地利用类型等数据,基于自然灾害风险评估原理,运用信息扩散法、加权综合评价法和层次分析法,结合GIS技术对黄淮海地区夏玉米干旱灾害进行风险性评估与区划。结果表明:黄淮海地区夏玉米干旱危险性整体偏高,干旱频率均在64.36%以上,高危险性等级主要分布在河北省北部和安徽省北部;敏感性偏高,高敏感性等级占总面积的20.80%,集中分布于山东省沿海等地;易损性偏低,高、中易损性地区占总面积的22.4%,各省均有少量分布;干旱综合风险偏高,高、中综合风险地区占总面积的68.43%,整个黄淮海地区除安徽省东南部外其他地区风险性均较高。