昌吉地区作物生长季潜在蒸散量变化特征及影响因子

本文探究昌吉地区1963—2020年作物生长季蒸散量变化特征,为该地区水资源优化管理、作物合理布局、农业灌溉规划以及水资源开发利用提供依据。根据昌吉地区8个气象站点1963—2020年的气象数据,采用Thornthwaite法、气候倾向法、M-K检验法、小波分析法分析潜在蒸散量的时空变化特征,结合相关分析探讨气候因子对其影响。结果表明：（1）在时间尺度上,昌吉地区作物生长季潜在蒸散量增加趋势显著,变化率为2.3 mm/10 a,多年平均值为876 mm;8个气象站点潜在蒸散量都呈现增加趋势;（2）在空间尺度上,昌吉地区作物生长季内潜在蒸散量由西向东呈递减趋势。整体呈先减少后增加的变化趋势;（3）西部在2009年、中部在1994年、东部在2013年发生突变,昌吉地区突变发生在1997年,中部和昌吉地区突变早于西部和东部;周期变化显示,昌吉地区作物生长季潜在蒸散量有3.7~4.2年变化周期;（4）影响昌吉地区作物生长季潜在蒸散量主要因素是气温,其中最低气温逐年升高导致潜在蒸散量逐年增加的贡献最大,其他气候因子的变化对潜在蒸散量起着削弱作用。     

1981-2016年庆阳市地表湿润状况时空变化特征分析

根据甘肃省庆阳市8个气象站1981-2016年降水量、温度、日照等观测资料,利用改进后的Thornthwaite公式计算潜在蒸散量,从而得出庆阳市地表湿润指数,并利用地表湿润指数对庆阳市地表湿润状况的时空变化特征进行分析,得出：近36年庆阳市干湿状况的总体特征与各个时间段的空间分布特征均为北干南湿,湿润度从西北向东南递增；平均地表湿润指数随年代变化具有波动减小的趋势,其变化倾向率为0.05/10a,表示庆阳市具有越来越干的趋势；80年代为最湿润时期,该时期庆阳市整体湿润水平较高,90年代最干,各地地表湿润指数均低于30年平均值,2000年以后庆阳市略变湿润,但干湿分布呈现出两极化的特征,西北部与东南部干湿差异增大；降水量与潜在蒸散量随时间变化呈现出相反的特征,降水量随时间递增而减小,而潜在蒸散量随时间递增而增大；地表湿润指数与降水量和潜在蒸散量有极强的相关性,其次是日照,与气温相关性最弱。     

1958—2013年山西降水的季节变化及统计特征

为了研究56年来山西旱涝的演变特征,系统分析山西地区旱涝灾害的季节变化,基于山西38个气象观测站1958—2013年的逐月降水观测资料,应用线性倾向估计、M-K突变检测和Morlet小波等方法,分析了山西降水的气候变化。结果表明：（1）56年来山西年平均降水量为377.6~600.2 mm,降水从北至南递增,中部小东西部大,且东部大于西部。（2）春季各地降水为55.7~107.4 mm,从北至南增加,北中部呈经向分布,南部为纬向分布;夏季降水为230.1~355.6 mm,大值区集中在东部;秋季降水为76.6~157.7 mm,纬向分布特征明显,从北至南递增,大值区位于东南部;冬季降水为5.1~24.4 mm,分布同春季降水类似。（3）山西年降水随时间呈显著下降趋势,下降幅度为12.6 mm/10 a;四季降水除冬季小幅增加外,春夏秋均有不同程度的下降。（4）山西年降水在1967年发生了显著突变,春季突变年份为1965、1982、1992、2002年,夏季突变年份为1977年,秋季突变年份为1969、2007年,冬季突变年份为1971、1980、1988、1991年。（5）山西年降水在不同时间尺度上存在3个周期,分别为7、15和26年;春季降水存在2个周期,分别为7和24年;夏季存在3个周期,分别为4、8和18年;秋季存在2个周期,分别为2和8年;冬季存在2个周期,分别为4和15年。     

福建省地表湿润指数的时空分布特征

笔者利用1971-2004年福建省66个气象站各月平均气温、降水量、风速、气压和相对湿度资料,计算出潜在蒸散量和湿润指数,分析其时空分布特征,并对其变化原因进行探讨。结果表明：过去34年间,福建省湿润指数总体上略有增加,其中在1991-2000年期间最高为2.73,而在2001-2004年期间最低为2.22;福建省湿润指数在空间分布上表现为由东南部沿海向西北部地区逐渐湿润的空间变化趋势;福建省湿润指数变化主要受降水量和潜在蒸散量的影响,日照时数和相对湿度通过对潜在蒸散量的影响,进而都与湿润指数显著相关。通过对福建省地表湿润状况的演变规律及其区域特征的研究,为科学预测福建省未来地表湿润状况提供重要的科学依据。     

1961—2013年青海省雷暴变化特征分析及趋势预测

为深入了解青海省雷暴天气的气候变化特征以及该区域灾害性天气的预测提供参考依据,选用1961—2013 年青海省45 个台站4—9 月的雷暴观测资料,通过趋势系数和旋转经验正交函数分解等,得到青海省植被生长季4—9 月雷暴时空分布和变化特征,再利用R/S 分析法计算Hurst 指数以预测未来雷暴日数的变化趋势。结果表明：青海省4—9 月累计雷暴日数平均为38 天,7 月雷暴日数最多,全省及大部台站的雷暴日数均呈现极显著减少趋势,M-K检验表明,5 月和6 月雷暴日数存在突变,突变从1998年开始。青海省雷暴日数呈现出南高北低,并且由东南向西北减少;雷暴日数的3 个主要空间分布类型分别为东北区、南部区和中部区。Hurst 指数预示,4—9 月青海全省以及东北区和南部区的雷暴未来还将维持下降趋势,且持续性强度很高,而中部区将保持一种较稳定状态。     

河北南部农作物生长季降水满足度与干旱风险度研究

探明冀南地区农作物生长季降水量的变化及其满足度与干旱风险度，有望为农业产业结构调整、干旱风险规避和农业生产管理提供参考。利用邯郸、邢台、衡水区域具有代表性气象监测站1971—2020年的降水和气温数据，采用气候诊断分析方法，选用综合湿润指数及其干湿指数研究降水量对农作物生长季的满足程度、干旱变化特征及干旱风险程度。结果表明：1971—2020年冀南地区农作物生长季降水量呈增加趋势，线性增加38.9 mm；农作物生长季降水满足度和干湿指数呈上升趋势，线性上升12.5%和0.18；农作物生长季干旱风险度呈显著下降趋势，2002/2003年出现上升突变，突变之后最大干旱风险度下降8.9个百分点，年平均干旱风险度下降12.6个百分点。干旱发生的主要时间段在4—5月（播种—苗期），其干旱程度约下降1个等级。1971—2020年冀南地区干旱频率较高，4—5月降水增加对春季干旱风险起到了一定的缓解作用，但仍存在2～3年一次大旱的概率，因此，农业结构调整势在必行。     

高原东北部春季冷空气次数变化及其诊断分析

利用青藏高原东北部68个台站1961—2015年春季(3-5月)地面气温观测资料,统计整理了春季各月冷空气过程的强度指数I(含次数)序列,应用气候诊断方法分析了区域冷气次数的变化特征及其成因。结果表明：在变化的趋势上,1961—2015年青藏高原东北部春季冷空气过程次数的气候变化倾向率为-0.290次/10a,减少的趋势不显著；柴达木盆地区、南部区的减少趋势与青藏高原东北部一致,东部区的增多趋势与青藏高原东北部相反。在周期变化上,青藏高原东北部和3个分区,3、5、7、8年准周期出现的频次相对较高,25年等其它准周期出现的频次相对较低。1991—2015年(1961—1980年),500hPa层贝加尔湖地区春季高度值持续偏高(偏低)是导致青藏高原东北部春季冷空气过程次数持续偏少(偏多)的主要成因之一。春季乌拉尔山高压脊、巴尔喀什湖至贝加尔湖低压槽、里海至咸海高压脊持续偏强,容易引导北方南下的冷空气从偏西北路径和偏北路径影响中国,青藏高原东北部位于冷空气南下的通道上,冷空气过程次数容易偏多；相反,冷空气过程容易次数偏少。     

青藏高原东北部春季冷空气次数变化及其诊断分析

利用青藏高原东北部68个台站1961—2015年春季(3—5月)地面气温观测资料,统计整理了春季各月冷空气过程的强度指数I(含次数)序列,应用气候诊断方法分析了区域冷气次数的变化特征及其成因。结果表明:在变化的趋势上,1961—2015年青藏高原东北部春季冷空气过程次数的气候变化倾向率为-0.290次/10 a,减少的趋势不显著;柴达木盆地区、南部区的减少趋势与青藏高原东北部一致,东部区的增多趋势与青藏高原东北部相反。在周期变化上,青藏高原东北部和3个分区,3、5、7、8年准周期出现的频次相对较高,25年等其他准周期出现的频次相对较低。1991—2015年(1961—1980年),500 hPa层贝加尔湖地区春季高度值持续偏高(偏低)是导致青藏高原东北部春季冷空气过程次数持续偏少(偏多)的主要成因之一。春季乌拉尔山高压脊、巴尔喀什湖至贝加尔湖低压槽、里海至咸海高压脊持续偏强,容易引导北方南下的冷空气从偏西北路径和偏北路径影响中国,青藏高原东北部位于冷空气南下的通道上,冷空气过程次数容易偏多;相反,冷空气过程容易次数偏少。     

华北地区冬小麦产量潜力分布特征及其影响因素

利用华北地区农业气象观测站作物资料,验证APSIM-Wheat作物模拟模型区域尺度有效性,结合1961-2007年47年逐日气候资料,分析冬小麦潜在产量、水分限制产量和水氮限制产量时空分布特征,明确了气候因素对冬小麦不同等级产量潜力分布特征的影响程度。对APSIM-Wheat模型在华北地区区域尺度上进行验证,结果显示区域化模型在华北地区有较好的适用性。华北地区冬小麦各层次产量在时间上总体呈下降趋势,空间上呈带状分布,不同层次产量空间分布特征有所差别：冬小麦潜在产量从东北向西南减少,水分限制产量从东南向西北递减,水氮限制产量从东向西先增加后降低在山东济宁地区达到最大;河北省为冬小麦潜在产量和水氮限制产量的高值区,同时为水分限制产量的低值区,增加灌溉是提高其产量的主要途径;山东省为冬小麦潜在产量和水分限制产量的高值区,水氮限制产量的低值区,增施氮肥是提高其产量的主要途径;河南省为冬小麦潜在产量的低值区,辐射是其主要限制因素。决定冬小麦潜在产量时空分布特征的最主要气候要素为生长季内总辐射,总辐射与潜在产量呈极显著正相关关系;决定冬小麦水分限制产量分布特征的最主要气候要素为冬小麦生长季内降水量,呈极显著正相关关系;气候要素对于冬小麦水氮限制产量空间分布特征的解释方差较小,仅为0.48,故土壤等其他因素对其空间分布影响较大。气候变化背景下,如不改变作物品种,冬小麦各级产量潜力呈下降趋势,造成其下降的主要原因为总辐射下降以及随积温增加冬小麦生长季缩短,决定冬小麦产量潜力空间分布的主要因素为总辐射和降水量。     

江西近55年秋季降水时空分布及异常环流特征分析

为了研究江西近55年秋季(9—11月)降水的时间空分布及其异常环流形势特征,利用1961—2015年共55年86个气象站逐日降水资料及NCEP/NCAR月平均再分析资料,采用EOF、REOF分析、Morlet小波分析、趋势分析、M-K突变检验和合成分析等方法,研究江西近55年秋季降水的时间变化规律、空间分布特征及旱涝年的环流特征。结果表明:近55年来江西秋季降水呈弱增长趋势,在1981年、1984年和1987年发生突变,存在12~14年和2~4年的周期。空间场可分为全省一致型,南—北相反型和南北—中部相反型,其中全省一致型为主要空间分布形式。江西秋季降水可分为5个区域:一区(赣北中西部)、三区(赣中西部)和五区(赣中中东部)秋季降水呈增多趋势,二区(赣南)秋季降水呈减少趋势;四区(赣东北)秋季降水变化趋势较为稳定。5个区域秋季降水都存在2~4年左右的周期变化,还有多个区域都存在4~6年左右的周期变化,最长周期为14年左右。此外,江西秋季旱年,欧洲东部500 h Pa的大槽加强,江西850 h Pa处东北风距平中,降水偏少;反之,降水偏多。     

气候变化背景下黄土高原丘陵区红枣主要气象灾害变化特征分析

为了揭示全球气候变化背景下黄土高原丘陵区红枣主要气象灾害变化特征,利用黄土高原丘陵区12 个红枣种植县所在气象站1971—2010 年降水日资料,分析了近40 年黄土高原丘陵区红枣花期阴雨、幼果期干旱、成熟期阴雨等主要气象灾害的时空分布特征以及变化规律。结果表明：红枣花期阴雨、幼果期干旱均呈增加趋势,成熟期阴雨呈减少趋势;各灾害年代际变化较为平稳;主要气象灾害多发区分布具有明显的区域性,花期阴雨以枣区中东部和西南部发生率高于其他地区,幼果期干旱以黄河西岸发生频率较高,成熟期阴雨灾害南部重于北部。     

黄土高原丘陵区中阳木枣精细化气候适宜性区划

利用陕晋黄河两岸32 个县1985—2014 年气象观测资料和地理信息数据,基于GIS技术对该区的中阳木枣进行气候适宜性区划,可为气候变化背景下黄土高原丘陵区中阳木枣产业结构调整和可持续发展提供科学依据。在综合分析黄土高原丘陵区中阳木枣气候适宜性、气候变化对陕晋两地红枣生产影响实地调查结果,以及陕晋两地红枣典型丰产年和受灾年关键生育期气象条件的基础上,建立了黄土高原丘陵区中阳木枣气候适宜性评价指标体系,基于GIS 技术完成研究区域各区划指标的精细化空间小网格模拟推算,利用模糊综合评判法,结合坡向地形因子对黄土高原丘陵区中阳木枣气候适宜性进行区划与评价。研究表明：适宜区主要分布在陕晋黄河及其支流沿岸,海拔高度730~1100 m的阳坡滩地、河谷和丘陵坡地;建议北部适宜区适当扩大中阳木枣种植面积,中南部适宜区和次适宜区应及时调整产业结构,改良种植抗裂品种,同时加大基础配套设施建设,促进黄土高原丘陵区红枣产业健康持续发展。     

东北地区夏季降水和气温时空分布特征

为了研究东北地区夏季降水和气温的时空分布特征,基于1951—2012年国家气候中心提供的160站月降水及气温资料,利用经验正交函数分析方法及小波分析方法对东北地区的降水、气温场的时空分布特征进行诊断分析。结果表明：东北地区夏季降水量场主要表现为全区一致型、南北差异型、东西差异型及中部差异型,东北地区气温场主要表现为全区一致型及南北差异型,且均存在明显的震荡变化。东北地区夏季降水及气温存在显著不同的多时间尺度振荡周期,降水量存在29年的主周期,气温存在28年的主周期。     

内蒙古黄土高原秸秆还田对玉米农田土壤水热状况及产量的影响

内蒙古清水河县地处黄土高原的边缘地带,沟壑纵横,是典型的北方干旱缺水地区。为明确秸秆翻耕还田对该区域玉米农田土壤蓄水保墒效果及产量形成特性的影响,通过连续2年的田间小区试验,探究0kg/hm ²（CK）、3 000kg/hm ²（SF1）、6 000kg/hm ²（SF2）和12 000kg/hm ²（SF3）4种秸秆还田量下玉米农田全生育期地温、土壤水分、植株生长发育、水分利用效率和产量的变化规律。结果表明：秸秆还田促进了玉米叶面积指数提高和地上部生物量的积累,2018年,SF2处理叶面积指数和地上部干物质积累量较CK分别提高13.17%和10.70%;玉米全生育期0~30cm土层土壤温度、0~80cm土层土壤含水率、生育期贮水量和农田耗水量、水分利用效率和产量均表现为SF2>SF3>SF1>CK;2018年,SF1、SF2和SF3产量分别较CK提高了8.5%、11.4%和9.3%。秸秆翻耕还田措施能够显著改善玉米农田土壤水热状况、促进植株生长、提升子粒产量和水分利用效率,其中6 000kg/hm ²还田处理效果最好,可作为节水保墒栽培模式在内蒙古黄土高原推广应用。     

围场的野生植物资源及其利用价值

围场县地处内蒙、东北、华北三大自然地理区域的交汇处,由于地形、气候、土壤及历史的原因,这里野生资源丰富.该县坝上西北部为草甸草原,在沟谷侧坡和小丘阴坡有小面积针阔混交林分布;东部起伏和缓的高原山地为森林草原,山地阴坡为块状针阔叶混交林,呈带状分布;接坝地区和坝下为山地针阔混交林.全县植物资源约有100余科,300余属,1000余种或变种.按其利用价值可分为:一般用材与特种用材植物,固沙及水土保持植物,薪炭材植物,饲用植物,药用植物,食用和饮料植物,工业原料植物,观赏植物等八类,本文列举了各类用途中主要植物的名称.     

陕北黄土高原地区极端气温事件变化特征

为了分析区域气温变化对全球气候变化的响应过程,利用6个气象站点1959—2011年逐日最高、最低和平均气温数据,分析陕北黄土高原地区极端气温事件变化特征。结果表明：（1）变化趋势上,区域内极端气温暖指数（极端最高气温、生长季长度、暖夜日数和暖昼日数）呈显著增加趋势,而极端气温冷指数（霜冻日数、结冰日数、冷夜日数和冷昼日数）呈显著减少趋势,极端气温指数变化趋势与全国趋势一致;（2）空间分布上,榆林和吴起是极端气温指数最大值和最小值分布较为集中的2个站点,反映出区域北部和西部对气候变化的响应较为敏感;（3）突变特征上,极端气温冷指数（结冰日数、冷夜日数和冷昼日数）减少突变主要发生在1980s,而暖指数（极端最高气温、生长季长度、暖夜日数和暖昼日数）增加突变主要发生在1990s。     

气候变化对不同产区苹果安全越冬的可能影响

为科学评估气候变化对中国产区苹果安全越冬的影响,结合现有成果提出了分别表征果树初冬低温伤害风险、冬季持续性低温伤害风险、冬季极端低温危害风险和脱驯化期的低温伤害风险4个农业气象指标,利用1961—2015年中国苹果主产区的气象资料,分黄土高原、环渤海湾、黄河故道、西南高地和新疆5个产区,评估了气候变化对苹果安全越冬的可能影响。结果表明：苹果产区越冬期升温明显,霜冻日数和极端低温事件发生频次显著减少。初冬首次低温与初霜日间隔缩短导致渤海湾北部产区、黄河故道及北疆苹果的初冬低温伤害风险增加。越冬期持续性低温伤害风险和极端低温危害风险总体降低,特别是中高纬度表现明显,而黄土高原和新疆产区的极端低温事件发生的不确定性较大。同时黄土高原、辽宁、川西和北疆等产区苹果脱驯化期的低温伤害风险有所增加。总体上,苹果深度休眠期的冬季极端低温和持续性低温冻害风险有所降低,而初冬和脱驯化期低温冻害风险显著增加。     

中国气候变化对农作物育种策略影响探究

气候变化直接影响农作物产量,根据生产实际和气候特征,因地制宜选育农作物新品种,对保障中国粮食安全具有重要的意义。本文利用1979—2014年中国粮食主产区和西北地区气象站点数据及粮食产量数据,通过进一步的统计分析,明确粮食产量与气候变化特征。结果表明：中国东北地区、黄淮海地区、长江流域地区和西北地区年平均气温增幅均值分别为0.30℃/10 a、0.37℃/10 a、0.38℃/10 a和0.48℃/10 a,与粮食产量相关性显著;年平均气温空间上从南到北、从东到西呈降低趋势;由于热量资源分布不均导致各地区年降水量变化差异显著,但与粮食产量相关性不显著。粮食作物应以优质、高产、多抗以及适宜于机械化生产为原则,采用传统育种和现代分子生物学技术相结合的育种策略,重点提高东北地区水稻品种的耐涝性和抗倒性,黄淮海和长江流域地区水稻品种的耐高温性,西北地区晚稻品种的耐低温性,以及各地区小麦和玉米品种的耐旱性。     

黄土高原不同年代旱地冬小麦品种产量及光合特性对密度的响应

为研究旱地冬小麦品种更替过程中产量与光合特征对群体大小的响应,选择1940-2004年先后培育的7个冬小麦品种,于2011-2012年在陕西长武农业生态试验站进行田间试验,并设置3个播种密度（100、250、350粒/m ²）。在所有密度处理中,子粒产量均随着品种的更替而呈线性增长,年均遗传增益在0.65%到1.29%之间。1980年后培育的小麦品种的产量对于播种密度更不敏感,具备更好的群体调节能力。现代品种收获指数和千粒重的提高与其产量的提升呈显著正相关。品种更替过程中花期旗叶净光合速率和叶面积指数持续增长,并提高千粒重,最终增加产量。花期时冠层下可见天空比随着品种更替呈显著下降趋势。在黄土高原的冬小麦育种工作中,应将耐密性、大库容、高光效的理想株型作为重要的筛选指标。