气候变化对长江中下游稻区水稻产量的影响

选择长江中下游平原作为研究区域,按照政府间气候变化专业委员会(IPCC)排放情景特别报告(SRES)中的A2和B2方案,将基于区域气候模式PRECIS构建的气候变化情景文件与水稻生长模型ORYZA2000结合,模拟基准时段(1961—1990)气候(Baseline)和2021—2050时段A2、B2情景下的水稻产量,分析未来气候变化对长江中下游水稻产量的影响。构建两种影响评估方法,重点分析增温和大气CO2肥效作用对水稻产量的影响。结果表明,不考虑CO2肥效作用时,随着温度升高,水稻生育期缩短,产量下降。A2情景下水稻生育期平均缩短4.5d,产量减少15.2%;B2情景下平均缩短3.4d,产量减少15%。其中,减产达到20%以上的区域集中在安徽中南部、湖北东南部和湖南东部地区。当考虑CO2肥效作用后,A2情景下水稻平均产量减少5.1%,B2情景平均减少5.8%。减产区域缩小且幅度降低,江西和浙江部分地区则呈现一定程度增产,但增幅10%。大气CO2肥效作用一定程度上可提高水稻产量,使晚稻在增温的不利影响下仍呈现不同程度的增产态势,但对单季稻和早稻的增产贡献仍不足以抵消升温的负面影响。另外,大气CO2肥效作用可有利于提高未来气候变化下水稻的稳产性。     

气象条件对水稻生产影响研究

为了研究气象条件对水稻生产的影响,为当地水稻的种植生产提供依据,对安徽南陵2005—2014年早稻、中稻和一季晚稻、双季晚稻全生育期的主要气象因子进行分析评价,研究其对各类水稻气象产量的影响,并定量计算出各气象因子与该三类水稻气象产量的相关系数。结果发现：水稻气象产量具有明显的年际变化,早稻和双季晚稻整体呈上升趋势,中稻和一季晚稻基本持平,略有下降。对比分析和相关性显示,早稻气象产量与降水量和蒸发量相关性较大,且与降水量和蒸发量分别呈负相关和正相关;中稻和一季晚稻受温度、蒸发量和降水量影响显著,与蒸发量相关性最大,并且与降水量成正比,与温度、蒸发和日照时数成反比;双季晚稻与各气象因子的相关性较前两种水稻偏小。该研究获得了南陵不同气象因子对水稻生长的影响程度,为今后水稻种植合理避开气象灾害打下基础。     

气象条件对水稻生产影响研究——以安徽南陵为例

为了研究气象条件对水稻生产的影响,为当地水稻的种植生产提供依据,对安徽南陵2005—2014年早稻、中稻和一季晚稻、双季晚稻全生育期的主要气象因子进行分析评价,研究其对各类水稻气象产量的影响,并定量计算出各气象因子与该三类水稻气象产量的相关系数。结果发现:水稻气象产量具有明显的年际变化,早稻和双季晚稻整体呈上升趋势,中稻和一季晚稻基本持平,略有下降。对比分析和相关性显示,早稻气象产量与降水量和蒸发量相关性较大,且与降水量和蒸发量分别呈负相关和正相关;中稻和一季晚稻受温度、蒸发量和降水量影响显著,与蒸发量相关性最大,并且与降水量成正比,与温度、蒸发和日照时数成反比;双季晚稻与各气象因子的相关性较前两种水稻偏小。该研究获得了南陵不同气象因子对水稻生长的影响程度,为今后水稻种植合理避开气象灾害打下基础。     

南方稻区水稻产量差的变化及其气候影响因素

为了研究南方稻作区水稻理论生产潜力、单产的提升空间以及气候变化因素对水稻生产潜力的影响,探索区域水稻生产的限制因素和提高水稻产量的技术途径,本研究利用AZE (农业生态区域法)模型对南方稻区1980—2010水稻光温生产潜力进行测算,结合水稻大田平均产量,对该区域水稻光温生产潜力和大田平均单产之间的产量差及其时空变化特点进行研究,并分析了产量差变化的气候影响因素。分析表明,30年来该区域早稻光温生产潜力呈上升趋势,且增幅大于实际产量增加的幅度,二者之间的产量差不断扩大;一季中稻光温生产潜力呈下降趋势,产量差逐步缩小;晚稻光温生产潜力亦呈不断下降的趋势,产量差不断缩小。对区域气候变化分析表明,水稻生育期内辐射总量及温度变化是影响光温生产潜力的关键因子,早稻生育期内温度升高对水稻产量的正效应超过辐射下降的负效应,光温生产潜力不断增加,而一季中稻及晚稻生育期内辐射下降对产量的影响更大,水稻生产潜力呈下降趋势。不同省份间,水稻生育期内辐射及温度变化不同,光温生产潜力及产量差变化趋势空间差异明显。     

不同秧龄对双季机插晚稻生长特性与产量形成的影响

为解决长江中下游地区双季机插晚稻移栽秧龄过长的问题,选取温光特性及熟期各不相同的4个代表性品种为材料,研究不同秧龄移栽对双季晚稻生长及产量的影响。结果表明,随着移栽秧龄的增大,感温性水稻穂、成熟期均明显推迟,而感光型水稻生育期受影响较小;感温性迟熟品种25 天、30 天移栽产量显著下降,而感温性中早熟及感光性迟熟品种至30 天移栽产量才发生显著下降。最佳移栽秧龄为感温性晚稻15 天左右,感光性晚稻20 天左右。感温性品种作双季晚稻种植时应选用中早熟品种,而感光性品种可选用高产的中迟熟品种。     

湖南水稻干旱评估方法研究

为了探讨双季早稻、双季晚稻、一季稻干旱影响定量评估方法,统计各熟制水稻各生育期综合气象干旱指数、水分亏缺指数与水稻受旱率、成灾率、单位面积粮食减产量的相关,分析各熟制水稻干旱影响敏感期;基于相关系数,定量计算综合气象干旱指数、水分亏缺指数组合成综合评估指标所占的权重,组建各熟制水稻旱情综合评估指标;基于各熟制水稻旱情综合评估指标,结合抗旱能力,通过多元回归建立各熟制水稻受旱率、成灾率、单位粮食减产量评估模型。结果表明：（1）湖南季节性干旱特征明显,对于双季晚稻,各生育期干旱出现频率基本接近,干旱影响期为返青分蘖期和幼穗形成期;双季早稻、一季稻各生育期干旱出现频率差异较大,以水稻生长后期干旱出现频率高,而水稻干旱影响敏感期也在水稻生长后期。（2）双季早稻干旱灾害评估模型历史同级拟合率平均为77.6%,级差一级以下的拟合率为91.1%;双季晚稻同级拟合率为70.9%,级差一级以下的拟合率为83.0%;一季稻同级拟合率为61.8%,级差一级以下的拟合率为84.5%。基于降水、需水、可供水等因子建立水稻干旱灾害评估模型,物理意义清楚,准确率较高,可为水稻干旱影响定量评估提供技术支持。     

B2情景对湘鄂双季稻发育期及产量的影响

为保障国家粮食安全、应对气候变化对双季稻生产的影响提供科学依据,利用本地化的作物生长模型分析B2情景下湘鄂双季稻发育期和产量的变化,应用B2情景下逐日气象要素预测值,采用作物生长模型的方法,对2011-2050年气候变化对湘鄂双季稻发育期及产量的影响进行分析。结果表明,在灌溉条件下,2011-2050年湘鄂双季稻全生育期比1961-1990年缩短1~7天,单产比1961-1990年下降5%~12%;其中双季早稻全生育期比1961-1990年缩短1.5~4.5天,单产比1961-1990年下降7%~14%,双季晚稻全生育期比1961-1990年缩短1~3天,单产比1961-1990年下降2%~10%。雨养条件下,2011-2050年双季稻全生育期与灌溉条件下的双季稻全生育期相差不大,但产量降幅较大。2011-2050年湘鄂双季稻单产比灌溉条件下的双季稻下降9%~21%,其中双季早稻下降3%~14%,双季晚稻下降13%~33%。在B2情景下,利用本地化的作物生长模型分析表明,湘鄂双季稻发育期和产量均呈下降趋势,尤其是雨养条件下的双季晚稻,产量下降幅度较大,需积极应对气候变化对湘鄂双季稻生产的影响。     

动态统计气候评估模式在湖北省双季稻生育期中的应用

为了更好揭示湖北省双季稻生育期特征, 定量评估气象因子对双季稻产量影响, 选取双季稻产区 4个代表站气象因子和产量资料, 运用动态统计气候影响评估模式分析气象因素变化对产量影响效应。结果表明： 早稻播种 4月 2日, 成熟 7月 18日, 生育期 108天; 晚稻播种 6月 20日, 成熟 10月 22日, 生育期 125天。早、 晚稻的生育期长度变化有所差别, 江夏、 监利早稻生育期长度呈延长趋势, 阳新、 孝感则呈缩短趋势; 江夏、 阳新和孝感晚稻生育期长度呈缩短趋势, 监利则相反。动态统计气候评估模式评估发现受地理、 水文条件影响, 气温对双季稻生育期影响最大, 气温、 日照在双季稻关键生育期变化对产量形成有利, 而降水则相反, 气温升高和降水量减少有利产量形成。     

土壤酸化对双季早、晚稻产量的影响

土壤pH是影响水稻生长的重要因素,目前还不清楚土壤酸化对双季水稻产量的影响。本研究利用硫酸调节土壤pH结合移栽后浇灌不同pH的水使土壤酸化。结果表明,随着土壤pH的下降,双季早、晚稻生育期延长,物质生产量下降,产量降低,当浇灌水pH下降至4.5以下,土壤pH下降至5.0以下时,双季早、晚稻产量下降明显,其中早稻平均下降7.82%,晚稻平均下降8.06%;当浇灌水pH下降至3.5以下,土壤pH下降至4.5以下时,双季早、晚稻产量下降幅度更大。土壤酸化主要抑制双季早、晚稻前期分蘖的发生,导致每穗粒数降低,结实率和千粒重也表现出下降的趋势。     

气候变化对福建省水稻生产的阶段性影响

摘要：将福建省划分为三个水稻种植区,选取19个样点,采用近5年（2000-2004年）中逢单年份的产量进行CERES-Rice模型参数的调试,逢双年份的产量用于检验模型在研究区域的适用性;利用GISS GCM Transient Run 的输出值生成了每个样点2030及2050年的气候变化情景;在各情景文件下运行CERES-Rice模型,并将模拟结果与当前气候情景(BASE情景)下的模拟值进行比较,再结合蒸散比（β）、产量波动系数(F)等指标,定量评价了未来气候渐变过程对福建省水稻生产的影响;在此基础上提出了适应气候渐变的若干可能对策。研究结果表明：在未来气候变化过程中,（1）研究区域水稻生长季的土壤水分条件将变得不如目前湿润;（2）研究区域早稻及单季稻生育期都将不同程度的缩短,后季稻2050情景下有所延长;（3）闽东南及闽西北双季稻区产量在未来两种气候情景下均表现为减产,且减产幅度随温度升高而加大。闽西北山地气候的单季稻区表现为增产;（4）当前闽东南水稻的稳产性最差,闽西北双季稻区的稳产性较好。未来气候变化中水稻稳产性将变差;（5）未来两种气候情景下福建省水稻总产将随着温度的升高而减少。     

农业气象条件与水稻种植区划之间的关系研究

[目的]水稻的合理种植和产量与品质的提升,备受人们的关注。对水稻进行气候区划可以有效地利用当地的气候资源,规避风险,提升稻米品质,增加产量。[方法]利用太仓市及周边地区7个基本气象台站1971～2010年的平均气温、降水和日照资料,分析了水稻各生育期气象条件和太仓市农业气象条件、水稻各生育期气象条件和主要农业气象灾害(春末夏初连阴雨、夏末秋初低温)之间的关系。并且采用了空间插值(普通克里金法)的方法对太仓市水稻种植进行了分区。[结果]研究结果表明：太仓市热量、光照、降水等资源较为丰富,可以满足水稻生育期所需;太仓地区的春末夏初连阴雨、夏末秋初低温分布出现概率较低;将太仓市水稻种植可以区划为：城厢镇为最佳种植区,经济开发区、双凤镇、浏河镇、沙溪镇和浮桥镇为适宜种植区,璜泾镇为一般种植区。[结论]该水稻区划可以为水稻增产和品质的提升提供科学依据。     

黄土高原庆阳地区春玉米生育期对气候变化的响应

旨在研究黄土高原庆阳地区春玉米的生育期气候变化特征及物候变化规律,给粮食生产安全及情报服务提供理论依据。通过以黄土高原庆阳地区有代表性的物候观测站的春玉米生育期内的气温、降水、≥10℃的活动积温作为研究对象,来分析气候变化背景下春玉米生育期的气候资源及物候变化特征。结果表明:春玉米全生育期内平均气温呈上升趋势,上升速率为0.6℃/10a;平均降水量呈减少趋势,减少速率为8.7 mm/10a,但绝大多年份雨水能满足玉米生长发育需要;积温呈增加态势,变化速率为58.0℃/10a,热量资源充足;稳定通过10℃的日期为偏早出现趋势,变化速率为6.3 d/10a。春玉米全生育期日数呈现为缩短的响应特征,减少量为1.7 d/10a。因此,气候变化对春玉米种植较为有利,尤其热量资源增加,有利于拓展种植界限及提高产量。要充分利用气候资源,因地制宜,选择适合的品种及播期进行生产,同时要加强田间管理,充分挖掘气候增产潜力,提高玉米种植的经济效益,为精准脱贫提供决策依据。     

农业气候资源变化对陇东塬区旱作粮食的影响分析

为了研究气候变化对陇东塬区旱作粮食的影响，利用陇东塬区1961—2020连续60年气候因子资料，采用线性回归、多项式函数、气候倾向率等方法，分析农业气候资源变化特征，进而分析80%保证率下农业气候资源变化对主要粮食作物冬小麦、玉米的影响。结果表明：日均气温稳定通过0℃和10℃的初日呈提前趋势，终日呈现推后趋势，初终日期间持续天数呈现极显著增加趋势；80%保证率下，日均气温稳定通过0℃和10℃初终日期间降水量随年代的增加呈现递减趋势，≥0℃和≥10℃积温随年代增加呈现增加趋势，日照时数随年代增加呈现递减趋势。农业气候资源变化造成小麦播种推迟，成熟提前，但生育期缩短主要体现在越冬期缩短上，有效生长期得到保证；夏季热量资源增加保证了玉米生长，成熟期提早为小秋作物收获后的秋播工作赢得了时间，有效扩大了作物种植面积。陇东塬区小麦、玉米气候产量与生育期内降水量呈显著正相关，水份影响着陇东粮食产量的生育全过程，水资源短缺是陇东塬区作物生长的制约因素；平均气温对小麦、玉米是不显著的负效应，温度是重要的影响因子；有效积温和日照时数对小麦、玉米的影响不一致，玉米受气候不确定性影响大于小麦。     

气候变化对中国粮食生产的影响

气候变化对中国粮食生产的影响已得到高度关注,并形成了诸多研究成果,但影响的评估结果存在一定的争议。笔者对21世纪以来百篇国内外相关高质量文献进行整合梳理,总结讨论了气候变化对中国粮食生产的影响。研究表明：（1）1961年以来气候变化主要通过影响作物生长发育、引起种植结构改变、导致农业病虫害和气象灾害加剧的方式影响了中国的粮食生产,影响结果正负共存,总体上呈负效应,且气温升高的负效应最为显著。（2）气候变化对粮食生产的影响存在地域差异,在东北、西北绿洲等高纬度地区,气温升高改善了区域热量条件,粮食产量有增加趋势;在华北平原、南方稻区、西南地区和西北旱作区,气温升高缩短了作物生育期,加上降水变化,导致区域的粮食产量下降。（3）不考虑CO₂肥效作用,未来气候变化很可能造成粮食产量下降,且小麦的减产幅度可能高于水稻和玉米;考虑CO₂肥效作用,负面影响将会减弱,并可能对东北地区的水稻和华北平原的小麦产生正面影响。     

水稻农业气候资源变化特征及影响分析

为了合理利用气候变暖背景下的农业气候资源,减缓和适应气候变化带来的不利影响,以江苏稻区为例,利用全省60个气象台站1961—2012年气象观测资料,应用估算模型和统计方法,评估了一季稻全生育期内农业气候资源的变化趋势以及对一季稻生长的影响。结果表明：1961—2012年,太阳总辐射在逐年代递减,苏北、苏中、苏南的下降速率分别为65 MJ/(m²·10 a)、43 MJ/(m²·10 a)、52 MJ/(m²·10 a),光资源的下降不利于一季稻的光合作用;2000年前后为苏中和苏南≥10℃年活动积温的突变点,21世纪后热量资源增加显著;日均气温稳定通过10℃的初日在逐年代提前、终日在逐年代推迟,使得一季稻旺盛分蘖期提前、安全齐穗期推迟;水分资源没有明显变化趋势,总体充足。因此,近52年,江苏农业气候资源总体呈现光能资源减少、热量资源增加、水分资源充足,气候变化的影响利弊并存。     

潍坊市冬小麦生育期气候因子变化特征及其影响分析

为了研究气候变化对冬小麦生产的影响,利用潍坊市1981—2010年连续30年冬小麦生育期观测资料及其生育期的气温、降水量、日照等资料,采用气候变化倾向率、三次多项式函数、线性回归等方法,分析潍坊市冬小麦生育期的主要气候因子变化特征及其对冬小麦影响,以期对冬小麦种植提供依据。结果表明,潍坊市冬小麦生育期平均气温年际变化呈上升趋势,气候倾向率为0.24℃/10年,降水量年际变化呈减少趋势,气候倾向率为-0.49 mm/10年,日照时数年际变化明显减少,平均每10年减少50.18 h;冬小麦全生育期显著缩短,每年缩短0.426天,苗期、返青期和灌浆成熟期缩短,越冬期、拔节孕穗期延长;冬小麦的气候产量呈下降趋势,气候产量与气温呈负相关关系,而与降水量和日照时数呈正相关关系。     

气候变化对中国主要作物生育期的影响研究进展

作物生育进程受环境直接影响,其中气候条件是主要的影响因子之一。本文基于中国粮食主产区分布,阐述了历史气候变化对小麦、玉米和水稻生育期的影响。结果表明,气候变化使北方冬麦区小麦播期推迟,传统品种生育期缩短;西北区冬麦越冬死亡率降低,水分利用率提高,但全生育期缩短。东北区春玉米适宜播期提前,近50年来潜在适宜生长期延长10天左右,晚熟玉米面积增加;华北区小麦-玉米一年两熟适宜生育期延长,推动了小麦—玉米“两晚技术”发展;西北区玉米整体播期提前,灌区玉米全生育期延长,旱区生育期缩短。长江中下游稻区水稻生育期普遍提前,除东北区水稻生育期延长约3天/10年,其他地区水稻全生育期基本呈缩短趋势。总体而言,气候变暖使生产中作物春季适宜播期提前,秋季适宜播期推迟,生产中传统作物品种生育期普遍缩短。通过品种选择和播期调整,可以充分发挥热量资源潜力,规避关键生育期灾害风险,并通过延长作物生长期提高产量。     

气候变化对西北地区不同气候类型区春小麦生长的影响

以直接研究观测到气候变化对作物发育和产量的影响,可以为评估气候变化对作物生产影响提供更准确的信息。利用西北地区特干旱（敦煌）、干旱（武威）、半干旱（定西）、半湿润（临夏）、湿润（岷县）5个案例区1981(1986)—2017年地面观测数据,分析气象变化趋势,确定春小麦生长、产量与气候因子的关系。结果表明,1981—2017年间,5个案例区的气候变化模式及其对春小麦物候和产量的影响在空间和时间上是不同的。除极端干旱地区出现较暖和较潮湿的趋势,其他地区观测到较暖和较干燥的趋势。相关分析表明,1981(1986)—2017年武威、定西、临夏站春小麦产量呈增加趋势,但变化趋势除武威站外均不显著,其中武威站生育期内≥30℃天数的减少致使武威站近37年来产量增加,而定西站生育期内降水增多、每穗粒数显著增多及不孕小穗数的显著减少致使定西站近32年产量呈增加趋势。预计随着全球气温的持续升高和未来降水格局的变化,将进一步影响中国西北地区春小麦生产。