基于评估模型的陕西省水资源气候影响分析

利用陕西省1961—2009年96个观测站的年降水、气温资料以及1997—2006年水利部公布的水资源资料,基于线性拟合、水资源丰枯评价指标、变差系数及产水模数等方法和指标,对陕西省近50 a来的水资源状况进行了气候影响分析。结果表明,基于降水、气温的水资源评估模型能够对陕西省水资源状况进行评估,且评估效果好于只考虑降水的评估模型。近50 a来陕西省气候趋于暖干,年平均气温自20世纪90年代升高,1996年前后发生突变;年降水自20世纪80年代中后期减少,1988年前后发生突变。受气温升高,降水减少影响,近50 a来陕西省水资源量呈减少趋势,1991年前后发生突变,水资源量显著减少。20世纪90年代之前,陕西省水资源量正常偏多,之后水资源正常偏枯,且年际变化显著,年水资源量不稳定。陕西省属于旱年缺水类型,天然供水量的减少增加了水资源利用率,水资源供需压力增大。     

增温对河南省冬小麦产量的影响分析

研究历史气候变化背景下增温对作物产量的影响是识别气候变化对农业影响的有效途径。本文利用河南省历史气候资料和冬小麦平均单产资料, 通过提取气候产量、建立不同时段回归方程的方法, 分析了河南省气候变暖对冬小麦产量的影响。结果表明: 河南省1961~1981 年冬小麦气候产量与气温距平显著相关, 1987 年以后产量波动随气温变化的相关性减弱。20 世纪80 年代中期以后河南省冬小麦全生育期气温显著升高, 增温幅度为0.81 ℃?10a^-1。相对于变暖前的1961~1981 年, 1991~2000 年和2001~2007 年增温带来的单产增加量占实际增产量的15.6%~20.7%; 但显著升温后的2001~2007 年相对于1991~2000 年增温带来的增产量仅占实际增产量的1.0%, 冬小麦单产对气温的敏感性降低。     

近半个世纪以来四川盆地气温和降水的变化特征

为了了解全球变暖背景下四川盆地的气候变化规律及其演变趋势,该文利用四川盆地22个气象台站1961-2007年月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温、月降水资料,对四川盆地近半个世纪以来的气温、降水变化进行了分析。结果表明:近50a来四川盆地年平均气温呈上升趋势,但增温幅度明显低于全国平均水平,偏暖年份多发生在20世纪90年代以后,偏冷年份多出现在90年代中期以前,尤其集中在80年代;秋、冬季变暖的趋势大于春、夏季,夜间升温幅度大于白天。四川盆地年降水量呈下降趋势,少雨年多在70年代和90年代以后,多雨年多发生在60年代和80年代;除冬季外其余各季节的降水量均呈减少趋势,秋季减少最明显。     

河南省境内以淮河为界的南北气候变化差异分析

选取河南省9个观测站1954-2007年的气候资料,基于ArcGIS等软件,利用数理统计分析、线性回归等方法,分析了河南省境内受淮河影响的气候变化差异及对全球气候变化的区域响应特点。结果表明:河南省境内的南北气候分界线为淮河最大的支流沙颍河和秦岭东部分支所连成地带即34°40′-34°50′N。分析期内南、北部总体上呈增温趋势,但具有阶段性特点,60年代以前持续升温,60年代-80年代中期为降温时期,80年代中期后,南、北部同时开始剧烈升温。在80年代以前南、北部的年降水量均递减,80年代北部骤减、南部骤增,90年代以后南、北地区均增多。80年代为气候突变时期,90年代至今,保持高温多雨水特征,南北温差不断增大。     

长治农业气候资源的变化特征分析

对1961-2000年长治市11个县（市）平均气温和降水资料的变化特征进行统计分析。结果表明：长治气候趋向变暖，特别是20世纪90年代气温升高明显，冬季增温的贡献最大；降水为减少趋势，从1977年开始降水减少明显，1977—1984年为降水匮乏期，1985—2000年呈波动性减少。进一步分析发现：气候变化导致盛夏农业干旱事件发生的频次增多，90年代几乎每年盛夏出现干旱事件；暴雨过程次数从80年代起逐渐减少，90年代减少明显；80年代初开始终霜冻日期提前，初霜冻日期推迟；70年代起无霜期逐渐延长；稳定≥10℃的活动积温随年代增加。这些变化必将影响到农业生产的布局和结构。     

织金县冬季平均最低气温及低温日数变化特征分析

利用织金县1962—2014年的冬季逐日最低气温资料,运用趋势分析、M-K突变分析、小波变换分析、R/S分析方法,对平均最低气温和低温日数的变化、突变性和周期性进行分析。结果表明:冬季平均最低气温整体在波动中呈上升趋势,20世纪60年代至80年代呈上升趋势,80年代初至80年代中期呈下降趋势,80年代后期至21世纪初期上升趋势明显,分别在20世纪80年代初和80年代中期发生了两次突变,周期性变化不明显,未来平均最低气温呈上升趋势;≤3℃的日数,20世纪60年代至80年代末逐渐减少,20世纪90年代至21世纪期间,低于历史平均值47 d,2010年开始上升趋势明显,且分别在1977年、1982年和1985年发生了显著性突变;≤0℃的日数,20世纪60年代至21世纪初逐渐减少,21世纪初呈上升趋势,在1980年发生了一次突变。     

近50年四川省水稻生产潜力变化特征分析

气候变化对农业生产的影响日益加剧,特别是作为我国粮食重要产区的四川。科学评价气候变化对四川省水稻生产的影响对于区域农业可持续发展具有重要意义。本文基于四川省45个气象站点50年的气象数据和20年的水稻生育期资料,采用侯光良法分析了四川省7个水稻种植区的水稻光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力的时空分布特征,并结合现实生产力数据分析了气候变化背景下四川省水稻的增产潜力。结果表明:1961—2010年四川省水稻生育期内光合生产潜力的空间分布呈北低南高中部最低,光温生产潜力呈现北高南低,气候生产潜力为南北低中间高。近50年来日照时数的减少使得水稻光合生产潜力从20世纪80年代开始持续偏低;温度的升高有利于水稻光温生产潜力的增加,尤其在2006年出现高值;降水量的减少使水稻气候生产潜力从20世纪90年代开始下降明显。四川省水稻存在增产潜力,但增产潜力呈下降趋势,未来应加大农业科技投入,合理利用气候资源,提升水稻生产力。     

晋中市近40年气候变化特征及其对玉米生产的影响

运用数理统计方法,对晋中市1961-2000年实测气温和降水资料进行分析.结果表明：近40a晋中市的年平均气温呈上升趋势,20世纪90年代末增温明显;但不同季节气温升高速率不同,冬季增温尤其明显;春季气温升高使≥10℃初日有提前的趋势.年降水量则呈下降趋势,平川玉米需水关键期的降水明显减少,山区相反.这种气候变化特点会对晋中市玉米生产产生多方面的影响.     

气候变化对黄河中游河龙区间径流量的影响分析

通过对黄河中游河龙区间的气候变化分析发现,河龙区间年平均气温和四季气温均呈现上升趋势;进入20世纪90年代后河龙区间年平均降水量呈明显减少趋势;春、冬季降水量呈微弱增加趋势,夏、秋季降水量呈明显减少趋势.同时计算分析了龙门站径流量对气候变化的敏感性及气候变化对径流量的影响程度.结果表明,年径流量随降水的增加而增加,随气温的升高而减少;径流量对降水变化的响应较其对气温变化的响应更为显著;20世纪90年代后,气候变化对径流量的影响幅度为21%.     

1961-2016年江西省气候时空变化特征

利用中国气象数据网提供的江西省及周边地区30个气象站点的月气候数据,采用ANUSPLIN软件对各气象要素进行插值获得江西省空间数据,通过对1961—2016年江西省地区降水量、平均气温、最高气温、最高气温进行了时空变化特征分析,结果表明:近56年来,江西省气候变化特征以增温为主,特别是20世纪80时代之后更为显著,最低气温是平均气温增温的主要贡献者;降水量呈波动变化趋势,20世纪60年代为枯水期,而90时代为丰水期;夏季气候变化以降水增加为主,增加速率为20.0 mm/10 a （p<0.05）,其他季节以增温为主;空间上,江西省北部地区增温增湿趋势更为显著;各气象要素变化特征在季节上具有一定的空间差异性,春、秋、冬季在江西省北部地区表现为显著增温趋势,夏季在江西省东北部地区增湿增温显著。     

近50年冬小麦主产区农业气候资源变化特征分析

在冬小麦主产区内选取113个气象站点的1961-2008年逐日气象资料,应用Mann-Kendall突变检测和气候线性倾向率方法,分析冬小麦生育期内农业气候资源变化趋势和特征。结果表明：研究区域近50a冬小麦生育期内≥0℃积温呈明显的增加趋势（P〈0.01）,90年代初期以来,≥0℃积温增加趋势更加显著（P〈0.05）;冬小麦生育期内的降水量变化趋势不显著,也不存在突变现象,但降水量年际间变化较大;冬小麦生育期内参考作物蒸散量的变化趋势不显著,80年代出现弱的减少趋势（P〈0.1）,90年代以后有弱的增加趋势（P〈0.1）;冬小麦生育期内的初霜冻日期呈推迟趋势（P〈0.01）,终霜冻日期呈提前趋势（P〈0.01）,导致霜冻日长度呈减少趋势。21世纪初初霜冻日的推迟趋势、终霜冻日的提前趋势更加显著（P〈0.05）。     

水分胁迫下不同年代冬小麦品种干物质积累与转运特性

为了明确河南中部地区冬小麦品种改良过程中物质积累与转运特性及对水分亏缺响应的差异, 选取新中国成立以来6个不同年代主栽冬小麦品种, 采用测坑试验研究了冬小麦品种在不同水分胁迫(CK: 充分供水田间持水量的75%~85%; MD: 轻度干旱, 田间持水量的60%~70%; SD: 重度干旱, 田间持水量的45%~55%)下干物质生产与积累转运特性的演进特征及其与产量的关系。结果表明, 品种改良协调了干物质在各生育阶段的分配, 使花前和花后干物质积累与转运对籽粒的贡献更加平衡。在品种更替过程中, 株高和穗下节降低, 千粒重、籽粒产量和收获指数增加, 干物质积累总量无显著差异, 千粒重和收获指数的提高对产量增加起重要作用。在CK、MD和SD处理下, 20世纪90年代和2002年品种比20世纪50年代品种平均株高降低35.2%、36.2%和38.2%, 平均千粒重比增加31.7%、17.4%和56.3%, 平均籽粒产量增加40.4%、43.0%和52.4%; 20世纪90年代和2002年品种的收获指数比20世纪80年代及以前品种增加31.4%、22.3%和24.6%。CK处理早期品种干物质积累在抽穗至开花阶段超过现代品种。MD和SD处理的20世纪90年代及以后的品种花前干物质转运能力高, 茎秆干物质输出率增加, 花后贮藏物质积累降幅小, 干物质贮藏转运分配比例适宜, 对籽粒贡献率高, 是水分胁迫条件下现代品种高产的基础。     

江淮历代冬小麦主栽品种生产力与氮肥效率的比较

于2007～2009年在江苏省丹阳市,以江淮地区20世纪50年代至今冬小麦代表性主栽品种为材料,设置两个氮肥水平,研究该区冬小麦生产力与氮肥效率的变化特征.结果显示,冬小麦生物学产量随年代变迁呈现递减趋势,低氮水平下1980年之前品种的生物量显著高于1980年之后的品种.冬小麦籽粒产量呈现递增趋势,高氮水平下1980年之前品种的籽粒产量明显低于1980年之后的品种.1980年之前品种的生产力对氮肥的响应不明显,而1980年之后品种的生产力则随施氮量增加而明显提高.1980～1990s品种与2000s品种之间的生物量与籽粒产量差异均不显著.低氮水平下,不同年代品种间的茎叶氮含量、籽粒氮含量、地上植株氮积累量、籽粒氮积累量和氮偏生产力无明显变化趋势;高氮水平下,上述各氮指标均随年代变迁而呈现递增趋势,尤其是植株氮积累总量和氮偏生产力显著提高.1980～1990s品种的各氮指标与2000 s品种的相应指标之间无明显变化趋势.冬小麦品种的演变过程是遗传改良与氮肥施用增加的互促过程,现代品种在高氮水平下呈现出增产优势.     

探索农业现代化道路 引领现代农业技术服务区域农业发展——中国科学院栾城农业生态系统试验站30 年区域示范实践

本文回顾总结了中国科学院栾城农业生态系统试验站(简称栾城试验站)30 年来在河北省栾城县及太行山前平原开展的示范实践与成果。1978 年栾城县批准为3 个国家农业现代化综合科学试验基地县之一, 20世纪80 年代初栾城试验站率先开始设施农业、农村新能源、秸秆机械化覆盖、小麦模式化栽培等新技术研发与示范, 80 年代中期开始了农牧果结合的城郊型农业模式和生态循环农业模式集成示范, 90 年代初率先开展了以节水技术为核心的资源节约型农业模式示范, 21 世纪初开始了以信息技术为核心的都市农业模式示范实践。30 年来栾城试验站以服务农业、服务地方为宗旨, 积极探索农业现代化道路与关键支撑技术, 拉开了我国农业现代化建设的序幕, 引领了我国现代农业关键技术研发与区域示范, 探索了我国农业现代化发展模式,为区域农业乃至全国农业现代化发展起到积极推动作用。     

1962-2010年潜在干旱对中国冬小麦产量影响的模拟分析

旱灾是冬小麦生产中常见的气象灾害,该研究旨在了解气候变化背景下中国冬小麦小麦受干旱的历史影响及变化情况,这对合理指导冬小麦生产的减灾、防灾,稳定冬小麦产量有重要的指导意义和作用。该研究采用CERES-Wheat模型,模拟了1962-2010年潜在干旱对中国冬小麦产量影响的时空变化趋势,并分析其与大气环流因子间的关系,以期了解中国近50a来冬小麦受旱程度的变化情况。结果表明:1)1962-2010年中国冬小麦因干旱造成的潜在产量损失总体呈上升的趋势,但不同时期表现不同,其中20世纪60年代、20世纪80年代表现为下降趋势。2)在过去近50a里,中国冬小麦潜在旱灾产量损失中心有向西北移动的趋势,这主要是受黄土高原和河西走廊地区受旱程度增强的影响。3)中国冬小麦潜在旱灾产量损失中心的经纬度和影响中国降水的副热带高压、北极涡系统的部分指数具有显著的负相关关系。冬小麦生长季同期(前一年10月-当年5月)的副热带高压系列指数与中心的相关关系表现显著,而生长季同期和生长季前期(前一年6月-前一年9月)的北极涡系列指数与中心都具有显著的相关关系。当冬小麦生长季同期北半球的西太平洋副高、印度副高和南海副高的强度偏强、范围偏大时,潜在旱灾产量损失中心的位置将会偏西;当北极涡在冬小麦生长季前期或同期偏大偏强时,中国冬小麦潜在产量损失中心将偏南,反之亦然。     

基于光谱变换的低温胁迫下冬小麦叶绿素含量估测研究

近年来,冻害已成为影响我国冬麦区的农业气象灾害之一,及时、快速、准确地获取冬小麦叶绿素含量对于监测冬小麦冻害发生具有极其重要的意义。本研究通过低温胁迫试验,在拔节期对两个冬麦品种进行-6℃,4 h、8 h和12 h的胁迫处理后,测定其冠层光谱反射率,并对原始光谱数据进行15种典型变换处理,分析比较不同光谱变换下冬小麦叶绿素含量的PLSR模型,筛选出能够表征低温胁迫下冬小麦叶绿素含量的最佳光谱变换方式。结果表明,随低温胁迫时间的延长,两个冬小麦品种叶绿素含量呈降低趋势,随着低温胁迫后天数的增加,各处理与对照的差异逐渐减小。胁迫后5 d,近红外区域反射率有较大升高,并随低温胁迫后时间的延长而升高;在可见光区域,短期内差异不明显。胁迫后10 d、20 d、35 d,黄、红波段逐渐趋于水平,同时近红外区域反射率差异逐渐缩小,可见光区域光谱反射率出现不同程度的上升。对原始光谱数据进行15种典型变换处理,发现原始光谱的倒数、对数、幂、平方根等变换难以提高与叶绿素含量的相关性,且建模效果较差。除原始光谱对数的一阶微分(T6)外,其他微分变换处理的叶绿素含量诊断模型都优于原始光谱。综合考虑模型的校正、验证效果、模型最佳因子数以及相对分析误差的大小,二阶微分变换处理(T15)叶绿素含量校正模型的R2和RMSE分别为0.930、0.340,验证模型的R~2为0.753,表明基于T15的光谱变换数据可实现低温胁迫下叶绿素含量的准确估算,为最佳光谱变换方式。     

三工河流域气候、水文变化及其影响

选取三工河流域内的山区和平原区40 a来气候资料和流域内三条河流20 a来径流资料,对气候和径流资料进行计算和相关性分析,结果表明:山区和平原区气温总体都呈上升趋势,90年代是升温幅度最大的年代,冬季气温升高幅度最大;山区和平原区降水整体呈增湿趋势,80年代增加显著,秋季是山区降水增多的季节而平原区降水增加最多的是夏季;三条河流径流量年内分配比较集中,主要出现在汛期,春冬两季径流量很少,90年代较80年代径流量减少,减少310.9×10⁴m³;夏季的降水是影响流域各季节的径流量主要季节,季节气温对流域的径流量变化影响不大。     

冬小麦在固原试区的生态适应性

通过分析影响作物生产的四大生态因子:光、热、水、肥的供需状况,探讨了在冬春小麦混交区的黄土高原西部种植冬小麦的可行性与不利因素.作者认为:冬小麦在此区光照是适宜的,热量比较适宜.水分不足、肥力缺乏严重影响了冬小麦产量.并提出了发展冬小麦的措施:1、选择和培育抗旱、抗寒品种;2、采取适时早播和保温保水措施;3、增磷补氮、培肥地力.     

1961—2010年白龙江流域气温和降水量变化特征研究

以1961—2010年白龙江流域气温和降水量资料为基础,综合运用线性趋势分析、多项式回归、Mann-Kendall趋势性检测和突变分析、复Morlet小波分析和R/S分析等数理统计方法,在季节和年际尺度上研究了气温和降水量的趋势性、波动性、突变性、周期性和持续性。结果表明:在研究时段内四季和年平均气温均呈显著上升趋势,20世纪80年代中期之前升温缓慢,90年代以来升温速率明显加快并发生暖突变。年降水量呈“多—少—多—少”的波动变化,整体微弱减少。春季和冬季降水量分别呈“多—少—多”和“少—多—少”变化,整体微弱增加。夏季和秋季分别呈“多—少—多—少”和“多—少”变化,整体微弱减少。气温和降水量存在7,11,22 a左右的准周期变化。未来一段时间内,四季和年平均气温将可能继续升高,夏季和冬季降水量将可能增加,而春季、秋季和年降水量将可能减少。