山西寿阳县旱作农业气候生产潜力研究

根据1967-1999年气象资料，依据布达哥夫斯基连乘原理，估算了寿阳县的光合生产潜力、光温生产潜力和光温水生产潜力，其多年平均值分别为19．3、12．9和4．9万kg／hm^2。4—9月作物生育期内气候生产潜力总值的逐年变化趋势为：光合、光温生产潜力呈总体减小变化，而光温水生产潜力总体减少趋势不明显；4—9月逐月气候生产潜力等值线图表明，20世纪90年代末光合、光温及光温水生产潜力均有不同程度的降低，1999年后的三种气候生产潜力保持继续减少的趋势。     

松嫩平原农业气候生产潜力及自然资源利用率研究

在GIS的支持下,计算了松嫩平原各县市主要作物的农业气候生产潜力,并分析了各地农业自然资源利用率的空间差异。结果表明,松嫩平原各地光合潜力差异不大;由于南北跨度大,各地光温潜力差异较大,且从北到南呈带状增加趋势;由于各地作物生育期内降水呈地带性分布,使得各地气候生产潜力具有较大差异,并呈由西向东逐渐增加的趋势。各地主要作物农业自然资源利用率差别较大,西部地区资源利用率较低,增产潜力巨大。     

关中平原土地利用及农业气候生产潜力分析

农业生产潜力不仅决定于农业气候条件，而且也依赖于农田的数量、质量和种植结构。利用20世纪90年代关中平原气象观测数据和土地利用变更数据，计算分析了关中平原耕地面积、农田光温和气候生产潜力的变化。结果表明：在这11年的时间里，关中平原耕地转移明显，而且以园地、林地和居民用地等类型为主。农田耕地损失直接导致了关中平原农田生产潜力减少。气候变化中的气温升高导致农田光温生产潜力增加，降水量的减少导致气候生产潜力减少。     

塔里木河流域主要农作物气候生产潜力分析--以塔里木河上游的阿克苏地区为例

采用作物生长动态统计模型对塔里木河流域阿克苏地区主要农作物的光合、光温、光温水、光温土、光温水土生产潜力进行了计算和分析.结果表明：阿克苏地区主要农作物的光合生产潜力远大于现实生产力,冬小麦、玉米、水稻、棉花的光合生产潜力分别是实际产量的4.14、3.94、2.73、2.41倍;光温生产潜力相当于光合生产潜力的57.26%,光温水（气候）生产潜力只有光温生产潜力的9.55%,而土壤生产潜力占光温水（气候）生产潜力的49.92%.该地区光热资源丰富,其光热条件是作物气候生产潜力最突出的优势,土壤水肥条件是限制作物气候生产潜力的主要可控因子.     

气候变化对杭嘉湖地区水稻生育期温度适宜性及生产潜力的影响

在田间试验和实地观测资料的基础上,确定了温度适宜性评价函数和生产潜力计算参数,分析了气候变化对杭嘉湖地区水稻生育期温度适宜性和生产潜力的影响。结果表明,由于气候变化,特别是温度条件的变化,使早稻移栽分蘖期和灌浆成熟期、晚稻抽穗开花期和灌浆成熟期的温度条件有很大改善,4个时期温度适宜性评价的平均值1981～1997年分别比1951～1980年提高了11.1%、5.2%、13.4%和13.2%。除早稻光温生产潜力明显增加外,早稻光能生产潜力和晚稻光能、光温生产潜力均呈下降趋势,但早稻和晚稻光温生产潜力及光能生产潜力比值均呈升高趋势,说明温度条件改善和补偿作用明显。     

基于GIS技术的上海精准农业水稻生产潜力估算模型——考虑土壤肥力空间差异的影响

基于精准农业精细与准确的原则,利用层次分析法与模糊数学相结合的方法,详细分析了试验区土壤肥力的空间分布情况,并将其作为水稻生产潜力差异的主要影响因素。此外再综合考虑光、温、水等因素的影响,分别计算了光合潜力、光温潜力、气候———生物潜力及各采样点的农业自然生产潜力。推算结果通过了实际资料的验证,生产潜力与当年水稻实际产量达到显著相关水平。同时根据农业自然生产潜力值绘制了空间分布图,根据图上各点所能实现的产量,可以确定具体的施肥量,对田间定点、定量施肥具有很好的指导意义,避免等同施肥造成的肥料浪费,降低对环境的污染。     

气候变化对四川盆地主要粮食作物生产潜力的影响

基于四川盆地1961—2018年63个气象台站的逐日气象资料和1981—2018年46个农业气象观测站的主要粮食作物(水稻、玉米和冬小麦)生育期资料,利用逐级订正的方法计算作物气候生产潜力,分析太阳辐射、气温、降水及气候变化对四川盆地主要粮食作物气候生产潜力的影响,研究旨在为提高区域农业生产力并保障农业可持续发展提供科学依据。结果显示:1961—2018年四川盆地作物多年平均气候生产潜力的分布为水稻由西向东递增,玉米在盆地北部和西南偏高、其他地区偏低,冬小麦南北高、中部低。辐射量减小对3种作物气候生产潜力的影响为负效应;平均气温升高对作物气候生产潜力的影响为正效应;降水量变化是作物气候生产潜力变化出现空间差异的主要原因,降水量增加对作物气候生产潜力的影响为正效应,而降水量减少为负效应。气候变化对水稻气候生产潜力的影响在盆地西南部和北部的部分地区为正效应,其余地区为负效应;气候变化对玉米气候生产潜力的影响在盆地南部和东部的部分地区为正效应,其余地区为负效应;气候变化对冬小麦气候生产潜力的影响在盆地东北部的部分地区为负效应,其余大部地区为正效应。总体来看,气候变化对四川盆地冬小麦气候生产潜力的影响最大,为9.9kg·hm~(-2)·a~(-1),而对玉米和水稻的影响分别为-1.4 kg·hm~(-2)·a~(-1)和0.5 kg·hm~(-2)·a~(-1)。为了适应气候变化,四川盆地应选育光合效率高和抗旱性强的作物品种,并加强农田管理,以提高农业生产水平并保障粮食安全。     

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.     

基于GIS技术的河南粮食核心区小麦玉米区域潜力研究

为探讨河南粮食核心区小麦玉米的生产潜力,采用机制法研究了基于GIS的小麦、玉米光合、光温、气候和土土等自然生产潜力。结果表明：河南省小麦玉米均存在较大的增产潜力,并且玉米的增产潜力远高于小麦,表现在玉米的光温潜力、气候潜力和土壤潜力高于小麦的各项潜力指标;各潜力指标与县区间的比例关系为：光合和光温潜力中产县的比例大,高产县和低产县的比例均较少,气候潜力和土壤潜力高产县和低产县的比例增加,并高于中产县比例;小麦玉米潜力各指标间优势区域不完全相同,总体趋势是,豫北和豫中地区潜力较大,现实产量也最高,豫东、豫东南地区居中,豫西和豫西南地区较低;河南省粮食核心区建设的关键是挖掘小麦、玉米的气候生产潜力和土壤生产潜力。     

气候变化背景下江西省早稻气候生产潜力的变化特征

为了科学地评价气候条件变化对早稻生产的影响,采用了1971-2000年全省85站逐日的有关气象要素,按光合、光温和气候三级生产潜力的划分思路,构建气候生产潜力计算模式,以光合生产潜力、温度适宜度、水分适宜度为基本评价因子,计算全省1971-2000年逐年85站光合、光温和气候三级生产潜力,定量化评估气候条件变化对早稻生产的影响,并对其进行了时空分布分析。结果表明:1)1971-2000年江西省早稻的光合潜力呈略减趋势,而光温生产潜力则呈略增趋势,水分条件呈变差的趋势,致使早稻气候生产潜力总体呈减小趋势;2)赣北环鄱阳湖区、赣中和赣南中部地区的早稻气候生产潜力为全省的高值区,而赣东北和赣中西部早稻气候生产潜力相对较低;3)全省的热量条件总体尚好,各分区的早稻光温生产潜力占光合生产潜力的比例均在76%以上,热量条件的改善有利于早稻生产;4)江西省早稻气候生产潜力不稳定性较大,赣南地区早稻生产气候稳定性最好,鄱阳湖区早稻平均气候生产潜力最大。针对早稻气候生产条件的变化特点,提出了适应气候变化、保证早稻生产稳定增长的若干建议。     

气候变化背景下安徽省冬小麦气候生产潜力和胁迫风险研究

从气候的资源和灾害双重属性出发,构建了冬小麦气候生产潜力和胁迫风险评价指标,以安徽省为例分析了二者对气候变化的响应特征,综合气候对高产和稳产的影响进行研究区冬小麦种植气候适宜性区划。结果表明:采用逐级订正法结合作物生长动态参数估算安徽省冬小麦气候生产潜力多年平均为12 391kg?hm-2,以沿淮和江淮之间最高;1961—2015年淮北和沿淮东部地区为显著上升趋势,而淮河以南地区则以下降为主。通过考虑在冬小麦生长发育过程中气候条件偏离最适区间而导致的胁迫影响,建立了高温、低温、雨涝、干旱4种气候胁迫的评估指标,并基于气候胁迫的超越概率形成了冬小麦气候风险评价方法。气候变暖使研究区冬小麦高温胁迫显著上升,低温胁迫显著下降,水分胁迫无显著的变化趋势。安徽省冬小麦的气候风险呈现中间低,两头高的分布特征,以沿淮和江淮之间风险最低,淮北北部和江南南部风险较高;淮北地区主要以干旱和低温贡献为主,而淮河以南地区则以雨涝风险为主。融合气候生产潜力和气候胁迫风险形成冬小麦的气候适宜性区划,其空间格局呈南北低、中间高的特征,种植分布格局与气候适宜性的空间匹配程度较高,但有一定的优化调整空间。     

基于ORYZA2000模型的湘赣双季稻气候生产潜力

应用湘赣地区1961-2006年25个气象观测站的逐日气象资料以及31个农业气象观测站1981-2006年双季稻发育期、生物量观测等资料,对水稻生长模型ORYZA2000进行参数调试和验证。以双季稻发育速率参数为主,结合地形、气候、水稻熟性分布和当地生产实际,将湘赣双季稻区划分为7个区域,实现了ORYZA2000在湘赣双季稻地区的应用。利用本地化后的ORYZA2000模型模拟湘赣地区早、晚稻的逐日生长过程,分析了湘赣地区1961-2006年双季稻气候生产潜力的时空演变规律。分析表明,赣东、赣中、湘中一带双季稻气候生产潜力较高,湘北、湘南、赣南、赣东北双季稻气候生产潜力较低,其空间分布与实际生产情况相符。从历史演变看,25个站中有18个站的双季稻气候生产潜力呈下降趋势,每年下降22-86kg/hm^2不等。初步分析表明,湘赣地区双季稻气候生产潜力下降是由于生育期天数减少、生育期内辐射（日照时数）减少和（或）积温上升3个因素的共同影响。辐射减少导致光合作用产物减少,积温上升意味着生育期内温度升高,或产生高温胁迫,或引发生育期缩短,均对水稻生长不利。     

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.     

黑龙江省黑土区气候-土壤生产潜力分析

采用机制法、层次分析法通过对光、温、水、土逐级衰减,计算黑龙江省黑土区各县玉米、水稻、大豆的气候生产潜力与气候-土壤生产潜力,分级统计分析空间分布及其变化特点。结果表明：黑土区玉米、水稻、大豆的气候生产潜力分别为6939～14241kg／hm^2,10720～18079kg／hm^2,1947～3989kg／hm^2;气候-土壤生产潜力分别为3513～12346kg／hm^2,4465～15505kg／hm^2,1032～3553kg／hm^2。空间分布与温度和降水一致,由南向北逐渐递减。在过去45a中,气候生产潜力呈逐渐上升趋势。由两次土壤调查结果比较可知,2005年黑土区各县土壤肥力有的升高,有的降低,但总体呈下降趋势,气候-土壤生产潜力也随之变化,总体有所下降。因此,土壤肥力对气候-土壤生产潜力起着重要的作用;并且在气候资源相对较差的地区,土壤肥力对其气候-土壤生产潜力的影响大于气候资源较好的地区。     

气候变化对云南气候生产潜力的影响

利用1961-2009年云南省117个台站年平均气温、降水量资料和Thornthwaite Memorial模型计算分析云南省气候生产潜力(TSPV)的分布及年际变化特征,并模拟了未来气候变化情景下气候生产潜力的变化。结果表明:云南多年平均TSPV值为1439.2g.m-2.a-1,滇西北和滇东北最低,滇西南和滇东南最高;近49a云南全省以及各站的平均TSPV变化的年际变化不显著;云南TSPV利用率较低,实际粮食产量平均只占气候生产潜力的19%。在云南气温明显上升、降水略减少、年际波动大的气候变化趋势背景下,TSPV与降水的相关系数(P0.01)大于气温,说明降水是当地TSPV的主要限制因素;敏感性分析显示,未来如果出现"暖湿型"气候对作物生长最为有利,出现"冷干型"对作物生长最为不利。而趋势分析表明,未来云南易出现"暖干型"气候,这不利于当地的农业生产。     

陕北粮食生产潜力及土地人口承载力研究

在光温生产潜力计算的基础上,经过降水、土壤肥力和土壤质量等自然因素的订正,分析了陕北的土地生产潜力和粮食生产潜力。通过对陕北主要粮食作物产量分析,采用产潜比增长速度法预测了2010年和2020年的粮食产量,并据此计算2010年和2020年的潜在人口最大承载量,提出了陕北建立稳定协调可持续发展的人地关系的关键。     

气候模拟数据订正方法在作物气候生产潜力预估中的应用——以江苏冬小麦为例

利用全球气候模式BCC_CSM1.1(Beijing Climate Center Climate System Model version 1.1),耦合区域气候模式Reg CM4(Regional Climate Model version 4)输出的1961-1990年(基准时段)气候模拟数据,并根据同期实测资料,确定模拟值和实测值之间的非线性传递函数与方差订正参数,构建气候模拟数据的误差订正模型。利用1991-2005年(验证时段)模拟数据与实测资料验证该模型的有效性,并对RCP(Representative Concentration Pathway)情景下2021-2050年(未来时段)气候模拟数据进行订正,同时通过潜力衰减方法预估未来江苏冬小麦气候生产潜力格局。结果表明:将气候模拟数据订正方法应用到作物气候生产潜力预估是有效的。以均值传递函数和方差信息建立的模型可以较好订正江苏逐日气候模拟数据。订正后的秋冬季气温、辐射量、蒸散量和冬春季降水量模拟偏差明显减小。在此基础上研究发现,冬小麦的成熟期在RCP4.5和RCP8.5情景下介于153~175和153~174,较基准时段均明显提前。两种情景下冬小麦气候生产潜力分别介于10335~14368kg·hm~(-2)和9991~13708kg·hm~(-2),较基准时段呈下降趋势。其变异系数分别介于7.6%~14.6%和7.5%~13.6%,较基准时段呈增大趋势,表明江苏冬小麦气候生产潜力总体趋于不稳定。未来时段,徐州中北部、连云港东北部、宿迁西部以及盐城东南部冬小麦在RCP4.5和RCP8.5情景下可以保持相对较高的生产潜力(≥12501kg·hm~(-2)),该省应确保这些地区的冬小麦种植用地。研究建议,作物气候生产潜力预估应考虑利用研究区实测资料对气候模拟数据进行订正,以提高预估可信度。     

四川省水稻高温热害风险及灾损评估

高温热害是四川省最主要的农业气象灾害之一，研究高温热害对水稻的影响对于四川省农业可持续发展、保障水稻的安全生产具有重要意义。本文以1981—2015年四川省84个气象台站的逐日气象资料、农业气象观测站水稻生育期资料和县级水稻产量资料为基础，利用水稻高温热害指数，构建四川省水稻关键生育期和全生育期综合高温热害风险模型；分离水稻气象产量，建立高温热害影响下水稻气象产量与高温热害指数间的统计模型，开展1981—2015年四川省水稻高温热害风险和灾损评估。研究结果表明：四川省水稻抽穗扬花期，高温热害较高风险区和高风险区主要集中在盆地东北大部和盆地南部的个别地区，其中达州、广安和泸州的部分地区为高风险区。而低风险区主要分布在盆地西部、南部和川西南的大部地区。灌浆结实期，水稻高温热害较高风险区和高风险区主要集中在盆地东北和盆地南部的大部分地区，其中泸州大部、南充和宜宾的个别地区为高风险区。而低风险区主要分布在盆地北部、西部和川西南的大部地区。水稻全生育阶段高温热害较高风险区和高风险区主要集中在盆地东北和盆地南部的大部分地区，其中泸州、南充和达州的部分地区为高风险区。而低风险区主要分布在盆地北部、西部和川西南的大部地区。构建的水稻高温热害灾损评估模型简单实用，验证结果表明高温热害年水稻统计产量与模拟产量间的相对误差绝对值都小于1.5%，建立的模型能反映四川省高温热害对水稻产量的影响，同时能够较好地评估高温热害下四川省水稻的产量损失。进一步的灾损评估结果表明，高温热害危害下代表站点水稻的减产率为5.6%~10.2%。