气候变化对沧州地区冬小麦产量潜力的影响

本研究利用DSSAT V4.5模型模拟近50年来沧州地区冬小麦光温生产潜力、气候生产潜力及其在实际水肥条件下可获得产量的变化情况,分析沧州地区近50年的气候变化特征及气候变化对冬小麦产量潜力的影响,旨在为分析气候变化对黄淮海平原冬小麦生产系统的影响提供方法和思路。结果表明:1)近50年来沧州地区冬小麦生育期内平均温度呈极显著上升趋势,平均日照时数和太阳辐射呈减少趋势,平均降雨量呈不显著减少趋势,但降雨分布发生了季节性转移。2)冬小麦的光温生产潜力近50年呈减少趋势,平均每年减少17.94kg/hm2;气候生产潜力和可获得产量均呈增长趋势,平均每年分别增长31.02和3.62kg/hm2;实际产量呈极显著增长趋势,平均每年增长100.85kg/hm2。3)光温生产潜力和气候生产潜力之间的产量差呈不显著减少趋势,气候生产潜力和可获得产量之间的产量差呈不显著增长趋势,可获得产量和实际产量之间的产量差呈极显著减少趋势。4)气候因素的变化对冬小麦的生长和产量产生了明显影响,其中温度增加对冬小麦生长影响较为复杂,不同时期温度变化对冬小麦生长影响不同,总体呈负面影响;平均日照时数和太阳辐射的减少是冬小麦产量潜力降低的主要原因;平均降雨量的变化对冬小麦生长有利,气候变化的综合影响使冬小麦的生育期极显著缩短,开花期和成熟期极显著提前。因此,气候变化对沧州地区冬小麦的生产和产量潜力影响具有一定的复杂性,可以通过优化水肥管理措施来抵消气候变化产生的负效应。     

格尔木地区气温和降水变化对气候生产潜力的影响

利用格尔木地区4个气象站1961—2015年平均气温、降水量资料,分析了该区域气温、降水量及气候生产潜力的时空变化特征,探讨了气候生产潜力对气温、降水量变化的响应。结果表明,格尔木地区年平均气温呈明显升高趋势,升温率为0.47℃/10 a;年降水量呈略增加趋势,增加倾向率为8.2 mm/10 a;格尔木地区气候生产潜力增加趋势明显,增加倾向率为18.0 g/m2·10 a,2001年为增加突变点。格尔木地区气温、降水对气候生产潜力均有正影响,气温升高、降水量增加有利于气候生产潜力提高,降水量对气候生产潜力影响较气温更明显。     

气候变化对汉中市主要粮食作物产量的影响

利用1998～2017年汉中市气象数据和粮食产量资料,采用线性趋势法分析了汉中市气候因素和主要粮食作物产量的变化特征,并应用灰色关联法分析了气候变化与主要粮食作物产量之间的关系。结果表明:近20年来,汉中市气候呈明显的暖湿化趋势,年平均气温的增长倾向率为0.48℃/10 a,年降水量的增长倾向率为53.05 mm/10 a,年日照时数的下降倾向率为-79.9 h/10 a;夏粮和秋粮作物期尺度上的气候变化特点与年尺度趋同。汉中市小麦、稻谷和玉米的单产和气候单产均呈上升趋势,其中稻谷单产的增长最慢,增长倾向率为71.38 kg/(hm~2·10 a);玉米气候单产的增长最快,增长倾向率为93.57 kg/(hm~2·10 a)。汉中市小麦、稻谷和玉米单产均与气温的关联度最大,与降水和日照时数的关联度较小。     

宁夏中部干旱带气候变化及其对春玉米气候生产潜力的影响

根据宁夏中部干旱带盐池县、同心县和海原县气象站1961—2011年平均气温和降水量资料,分析该区域气候变化特征和规律,应用Miami和Thornthwaite Memorial模型探讨该区域春玉米生产潜力及其变化特征,并深入研究气候变化对春玉米气候生产潜力的影响。结果表明:1)研究区气候呈气温明显升高、降水波动减少的"暖干型"趋势变化。2)春玉米温度生产潜力呈逐年增加,降水和气候生产潜力呈波动中减少的趋势。3)研究区春玉米气候生产潜力平均值为5 037kg/(hm2·年),气候生产潜力与年平均降水量有着极其显著的线性相关,与年平均气温没有明显的线性相关,表明降水条件是制约研究区春玉米气候生产潜力的关键因子。未来气候变化显著影响着春玉米气候生产潜力,其中降水量变化对春玉米气候生产潜力的影响远大于气温变化的影响,降水的多少及变率对其限制作用将更明显。因此,应大力发展农业技术,合理安排农作物布局来适应气候变化,以保证春玉米产量和品质。     

长江源地区气候变化对草地生产潜力的影响

利用长江源地区6个气象站1980-2020年平均气温、降水量资料,采用Miami模型和Thornthwaite Memorial模型、数理统计等方法,分析长江源地区气温、降水量及草地生产潜力时空变化特征,探讨了草地生产潜力对气温、降水量变化的响应。结果表明:长江源地区年平均气温呈显著升高趋势,倾向率为0.51℃/10a;年降水量呈缓慢增加趋势,倾向率为16.21mm/10a;草地生产潜力呈显著增加趋势,倾向率为36.12 kg.hm~(-2).a~(-1).10a。长江源地区气温与草地生产潜力变化梯度方向一致,由南向北递减;降水量由东向西递减。草地生产潜力与气温、降水量呈正影响,气温是长江源地区植被气候生产力的主要限制因子,而年降水量的影响相对较小但不容忽视。     

气候变化对汉中市主要粮食作物产量的影响

利用1998～2017年汉中市气象数据和粮食产量资料,采用线性趋势法分析了汉中市气候因素和主要粮食作物产量的变化特征,并应用灰色关联法分析了气候变化与主要粮食作物产量之间的关系。结果表明:近20年来,汉中市气候呈明显的暖湿化趋势,年平均气温的增长倾向率为0.48℃/10 a,年降水量的增长倾向率为53.05 mm/10 a,年日照时数的下降倾向率为-79.9 h/10 a;夏粮和秋粮作物期尺度上的气候变化特点与年尺度趋同。汉中市小麦、稻谷和玉米的单产和气候单产均呈上升趋势,其中稻谷单产的增长最慢,增长倾向率为71.38 kg/(hm²·10 a);玉米气候单产的增长最快,增长倾向率为93.57 kg/(hm2·10 a);玉米气候单产的增长最快,增长倾向率为93.57 kg/(hm²·10 a)。汉中市小麦、稻谷和玉米单产均与气温的关联度最大,与降水和日照时数的关联度较小。     

都兰县气候变化对气候生产潜力的影响

利用都兰县1961—2018年气温、降水量资料,基于Miami和Thornthwaite Memorial模型计算气候生产潜力,分析了都兰县近58年中气温、降水量及气候生产潜力的变化特征,探讨了气候生产潜力对气候因子的敏感性。结果表明,都兰县年平均气温升高显著,升温率为0.3℃/10 a;降水也呈显著增加趋势,增幅为17.8 mm/10 a。都兰县气温、降水生产潜力均呈显著增加趋势,增加倾向率分别为19.9 g/(m~2·10 a)、30.8 g/(m~2·10 a),2011年以来较20世纪60年代相比,气温、降水生产潜力分别增加90.0、126.3 g/(m~2·a)。都兰地区气候生产潜力呈明显增加趋势,增加倾向率为7.2 g/(m~2·10 a),2011年以来较20世纪60年代相比气候生产潜力增加138.6 g/(m~2·a)。气候生产潜力对降水量变化敏感,降水量增加对提高气候生产潜力有利。     

抚州市气候变化与粮食作物产量的关系研究

在全球气候变暖的总体趋势下，抚州地区的气候也正在发生相应的变化。利用抚州市近20a的气候变化和粮食产量变化资料，分析了抚州市的气候变化特征及粮食产量变化特征。结果表明：抚州市气温在波动中呈升高趋势；年平均日照时数呈总体下降趋势；全年的总降水量呈波动发展的趋势，个别年份出现过较严重的洪灾和旱灾；粮食产量呈明显增加的趋势。还讨论了气候变化对粮食作物产量的影响。气温升高在一定程度上有益于粮食增产，但是由温度升高导致作物发育速度加快，生育期普遍缩短，减少光合作用积累干物质的时间等因素又不利于粮食单产；抚州市的年光照时数的减少趋势有利于早稻的生长发育，而不利于晚稻的生长发育；抚州市降水量总体的上涨趋势有利于农作物的产量，但是在干旱和洪涝灾害的年份中，一定程度影响了农作物的产量。     

鲁西南地区气候变化对小麦生育期及产量的影响

为揭示鲁西南地区气候变化对小麦生产的影响,利用鲁西南地区1961—2010年气象观测资料及农气气象报表资料,分析该地区气候变化对小麦生育期及产量的影响。结果表明:1961—2010年鲁西南地区年降水量整体呈下降趋势,日照时数呈明显下降趋势;年平均气温、≥0℃积温、≥10℃积温均呈明显上升趋势。小麦全生育期天数延长,气象产量不稳定且呈减少趋势,但未通过0.05水平显著性检验。小麦生长所必需的温度、降水、日照、积温均出现了与之需求相反的变化趋势,对小麦产量极为不利。     

镇远县近46年的气候变化特征、突变与周期分析

利用1961～2006年镇远县气象观测站平均气温和降水量资料,运用多年趋势线、5a滑动趋势线、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验和小波分析等方法对镇远县气候变化的主要特征、突变特点和周期特征进行分析。结果表明:近46a来,镇远县年平均气温呈微弱下降趋势,年降水量呈明显减少趋势。年平均气温和年平均降水量均有明显的突变,前者突变年份在1980年,后者突变年份较多。以1989年最显著。Morlet小波及其功率谱分析表明,年平均气温和年平均降水量的变化周期具有多尺度、多层次和多分辨的特性结构。其中,年平均气温存在21a和7.14a(P≤0.16)的优势周期,年降水量存在21a,10.87a,9.09a和6.41a(P≤0.1)的显著周期,且中长期优势周期一致,中短周期不同。     

气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式和产量的影响

【目的】全球气候正以变暖为主要特征发生显著变化,探究气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植制度的影响,为制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】通过气象站点观测值的加权平均和一元线性回归分析黄淮海各省市地区1992—2013年来的气候变化特征。利用农业气象站点多年长期观察的夏玉米-冬小麦物候数据,通过加权求平均,分析气候变暖背景下夏玉米-冬小麦的生育期和茬口推移情况。采用一元线性回归分析1992—2013年来黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量变化。同时利用非线性回归分析法和面板数据敏感性分析法分析气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量的影响。【结果】1992—2013年来,黄淮海地区温度整体呈现波动上升趋势,降水总量变化趋势不明显,但区域差异显著。在气候变化的背景下,黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式发生明显改变:冬小麦播种时间推迟,生育期存在缩短趋势,不同地区缩短2—5 d不等;夏玉米播种时间南部推迟而北部提前,收获时间总体呈现推迟趋势,整个黄淮海地区生育时长未发生明显变化。茬口时间因夏玉米-冬小麦生育期的推移呈现不同程度延长,造成了气候和土地资源的浪费。1992—2013年间黄淮海地区夏玉米-冬小麦单产呈显著上升趋势,多数省份达到显著水平。非线性敏感性分析表明,最低温度、最高温度和平均温度对夏玉米-冬小麦产量的影响基本表现为同时增产或同时减产的一致性。冬小麦产量受最低温度的影响最为显著,东南部的江苏省和山东省减产明显,而北部河北省和西部河南省表现为增产。温度升高除对河南省夏玉米有增产作用外,其他省份夏玉米产量均出现不同程度的降低,这可能与温度升高的幅度不同和降水的区域性差异有关。降水量对夏玉米-冬小麦产量影响存在地区差异。总体上气候变暖对周年单产影响表现为北部增产,而南部减产,因而选择适宜早播且生育期长的夏玉米品种对保障周年产量具有重要意义。【结论】气候变暖背景下,黄淮海地区冬小麦播种时间推迟,生育期缩短,夏玉米生育期北部延长而南部缩短,生育期的推移导致茬口时间延长,造成了气候资源和土地资源的浪费。1992—2013年间夏玉米-冬小麦周年产量显著提高。温度升高和降水增加对产量的影响存在区域差异,整个区域平均来看升温使夏玉米减产,冬小麦增产;降水增加有利于黄淮海北部地区夏玉米的产量形成,对南部地区夏玉米产量则存在不利影响,而对黄淮海大部分地区冬小麦的产量形成不利。     

黑龙江省气温变化对水稻产量的影响

[目的]为黑龙江省农业生产适应气候变化提供气候依据。[方法]利用黑龙江省1961~2003年逐日气象资料,采用世界粮食研究模型(WOFOST)和气候变化趋势分析的数学方法,分析气温变化趋势对水稻产量变化趋势的影响。[结果]在黑龙江省中部、东部和北部水稻种植区,气温增高趋势对水稻模拟产量趋势增加的作用最显著;松嫩平原西部热量资源丰富的齐齐哈尔、大庆和哈尔滨西部以及伊春地区北部的局部温凉区域,气温增高趋势对水稻模拟产量趋势增加的作用次之;仅在松嫩平原西南部的泰来县、泰康县和肇源县3县交界的热量资源最丰富的局部区域,微呈减少趋势。[结论]黑龙江省水稻模拟产量变化趋势百分率10年平均值为6.37%,气温增高是气候变化的主要原因。     

气温变化背景下中国黄淮旱地冬小麦农艺性状的变化特征——以山西临汾为例

【目的】作物品种选育是在气候变化背景下的自然选择和人工选择的结果。黄淮麦区是中国最大的麦区,在保障中国小麦生产和粮食安全中有重要作用。研究过去30年黄淮旱地冬小麦品种农艺性状和气温要素变化规律,为旱地小麦育种适应未来气候变化提供理论依据和技术支撑。【方法】利用近30年来国家黄淮旱地冬小麦区域试验典型代表临汾点的对照品种农艺性状及该市的气温资料,研究对照品种农艺性状、生育期平均气温和≥0℃积温的变化规律,并进行农艺性状和气象要素的相关、多元回归和通径分析。【结果】小麦生育期的平均气温、≥0℃积温、最低和最高温度在逐年呈缓慢增加。小麦生育期平均气温平均每年上升0.05℃,≥0℃积温平均每年上升21.9℃,且二者呈正相关关系。≥0℃积温变化更能深入反映小麦生育期的温度变化情况。小麦生育期最高气温平均每年上升0.02℃、最低气温平均每年上升0.16℃。播种至越冬前的平均气温和≥0℃积温增加最多,营养生长阶段平均气温和≥0℃积温增加明显,生殖生长阶段平均气温增加较少且≥0℃积温有下降趋势。随着气候变暖,分蘖多的强冬性品种逐渐被分蘖适中的冬性和弱冬性品种替代。1986—1996年对照品种农艺性状变化幅度不大,1997—2007年期间变化较大,2007—2014年变化幅度最大;这和小麦生育期平均气温变化趋势基本相同。黄淮旱地对照品种千粒重和穗粒数逐年缓慢上升,分别每年平均增加1.57%和3.39%。有效穗数和产量及株高缓慢下降,分别每年平均下降0.16%和1.29%。产量与株高(0.684**)、有效穗(0.531**)和千粒重(0.541**)均极显著正相关。株高、起身至拔节期≥0℃积温和平均气温是决定小麦产量的3个主要因子,分别决定了小麦产量的46.73%、26.17和3.26%的变异。在黄淮旱地小麦适应气候变化中,起身至拔节期≥0℃积温和株高对产量贡献较大且为正效应;起身至拔节期平均气温为负效应。【结论】气候变暖对黄淮旱地冬小麦农艺性状变化趋势有较强的影响,选育株高和有效穗数适中、穗粒数较多、千粒重较大的中高产抗旱品种是黄淮旱地小麦适应未来气候变化的育种改良方向。     

西藏气候变化趋势及其对青稞产量的影响

为了研究气候变化对西藏青稞产量的影响，采用西藏37个气象站点1986-2015年的气象资料，选取年均以及青稞生长期平均气温、最高气温、最低气温、降水量、空气相对湿度和日照时数以及逐年青稞产量数据，运用趋势分析、相关分析和逐步回归方法分析了气候变化趋势及其对青稞产量的影响。结果表明：1986-2015年以来西藏地区气温呈线性增加趋势，温度（平均气温、最高温和最低温）增加特别是最低温的增加与青稞产量增加呈极显著正相关，是影响青稞产量的最重要因素；降水量也是影响青稞产量的主要因素之一，与青稞产量呈极显著正相关；空气相对湿度对青稞产量的影响不显著；日照时数与青稞产量呈负相关，但相关性不显著。     

Impacts of climate change on drought risk of winter wheat in the North China Plain

Drought is a major natural disaster causing crop yield losses, while its occurrence mechanism and spatiotemporal variations in a changing climate are still not clear. Based on a long-term climatic dataset(during 1958–2015) from weather stations in the North China Plain(NCP), the influencing mechanism of various climatic factors on drought risk of winter wheat was quantified by using sensitivity analysis, Mann-Kendall trend test and slope estimation. The results indicated that climatic factors have changed considerably over the past six decades in the growth season of winter wheat. As a result, winter wheat suffered from severe droughts(with 350 mm of water deficit during its growth season), particularly at the jointing–heading and heading–mature stages, which were critical to crop yield formation. There were large spatial and temporal variations in drought risk and climatic change factors at different growth stages of winter wheat. Despite precipitation playing a vital role in determining the spatiotemporal patterns of drought risk, high temperature and low humidity along with other climatic factors at key growth stages of winter wheat aggravated drought risk. Particularly, temperature at nearly 90% weather stations showed a notablely upward trend, which exacerbated water deficit and drought risk of winter wheat. Given the complexity and high uncertainty of climate change, these findings provide important information for adapting crop production to future climate change and accompanied droughts while ensuring food security and agricultural sustainability.     

近20年东北气候变暖对春玉米生长发育及产量的影响

【目的】探求东北三省近20 年气候变暖对春玉米生长发育进程及产量的影响,为东北地区气候变暖下粮食安全问题提供理论依据。【方法】选取东北黑龙江、吉林和辽宁省三省进行区域研究,利用东北地区近20 年气候观察数据和春玉米长期观测数据,通过相关和回归等数理统计方法系统分析东北三省春玉米生长季的气候因子（温度和降水量）与春玉米生育进程数据和历史产量数据之间的关系。【结果】东北地区1989—2009 年春玉米生长季日最高温度、最低温度以及平均温度均呈明显上升趋势,气候倾向率每年分别为0.050、0.045和0.044℃,表现为春玉米生育期间白天增温幅度较夜间增温幅度大,降水量变化不显著。近20 年黑龙江省各试验站平均播种日期变化趋势是每年提前0.10 d,而吉林省、辽宁省各试验站每年分别推迟0.18和0.21 d。黑龙江省、吉林省以及辽宁省各试验站春玉米平均成熟日期变化趋势分别每年推迟0.39、0.35和0.55 d,平均生育期天数变化趋势分别每年增加0.49、0.17和0.34 d,成熟日期推迟的幅度大于播种日期的推迟幅度导致三省试验站春玉米生育天数增加。对1991—2006 年东北地区审定品种生育期数据与气候数据关系进行相关性分析表明,黑龙江省最高温度（Tmax）上升会延长审定品种生育期,而吉林和辽宁省春玉米的审定品种生育期与平均温度（Tavg）、最高温度（Tmax）和最低温度（Tmin）均呈现为正相关。采用T检验法分析春玉米审定品种生育期和试验站春玉米生育期关系表明,黑龙江和辽宁省的审定品种和试验站春玉米生育天数呈一致的增加趋势,且无显著性差异。采用线性偏回归测验法分析品种和气候因子对春玉米生育期影响重要性的结果表明,品种生育期的延长是导致春玉米生育期不断延长的主要原因。三省春玉米近20 年平均产量表现为增加趋势,其趋势由小到大的次序是辽宁省、吉林省以及黑龙江省,越往北其产量增加趋势越大,产量增加越明显。东北各省地级市1989-2009年面板数据分析表明,东北地区平均温度（Tavg）、最高温度（Tmax）和最低温度（Tmin）的变化均会影响春玉米的产量。温度上升,东北部产量增加明显,尤其是黑龙江省东部的三江平原地区,而东北地区西南部减产。【结论】受气候变暖的影响,东北春玉米品种对气候变暖是逐步适应,可以利用其适应潜力,通过春玉米品种改良和调整播期等措施来适应气候变暖,从而提高春玉米产量。     

邢台市近57年来气候变化趋势分析

[目的]研究近57年邢台市气候变化趋势。[方法]选取邢台市1954～2010年的降水量、气温、日照、相对湿度、地温等气候资料,利用折线图、趋势图、气候变率等方法,对近57年来邢台市气候变化趋势进行了分析,探讨其具体变化趋势特征。[结果]近57年来邢台市年降水量呈较明显的减少趋势,以20.952 mm/10 a的速率减少;年平均气温、年平均最高、最低气温均呈增温趋势,其中最低气温增温速度最快,平均气温次之,最高气温增温速率最慢;年相对湿度以1.460%/10 a的速率减少;0 cm地温呈上升趋势,但5～20 cm浅层地温均呈现出下降趋势,0.8、1.6 m深层地温均呈微弱的下降趋势,3.2 m地温则呈较明显的上升趋势;年总云量以1.673成/10 a的速率增加,年日照时数以100.600 h/10 a的速率减少;年平均气压和年最低气压均呈现出下降趋势,年最低气压下降趋势很明显,而年最高气压呈现出较明显的上升趋势。[结论]该研究为邢台市农业生产资源的开发和利用提供理论依据。     

青藏高原不同积温条件下春小麦光温生产潜力及其对气候变化的响应

【目的】 准确评估青藏高原春小麦光温生产潜力及其对气候变化的响应,可以为合理开发地区农业资源和保障区域粮食安全提供参考。【方法】 首先基于文献数据资料,在对WOFOST模型进行参数校验的基础上,利用青藏高原113个气象台站1958—2017年的逐日气候数据,逐年模拟了春小麦光温生产潜力并进行空间分析,然后利用Theil-Sen Median 坡度、Pearson相关和逐步多元线性回归（SMLR）等方法,统计分析了不同积温条件下春小麦光温生产潜力变化对气候要素变化的响应。【结果】 1958—2017年,青藏高原各个气象台站春小麦的多年平均光温生产潜力在3.20—8.68 t·hm^-2之间,其中5—9月多年平均活动积温在1 600—3 400℃·d区间的潜力相对较高,并且呈轻微上升态势,主要分布在西藏“一江两河”、青海“河湟谷地”、四川甘孜州北部等,而<1 600℃·d和>3 400℃·d区间的生产潜力相对较低,且分别呈显著上升和下降态势（P<0.01）。青藏高原作物生长季的日平均温度、最高温度和最低温度均呈显著上升趋势（P<0.01）,并且最低温度的上升速率高于平均温度和最高温度;温度日较差和太阳辐射则均呈下降趋势（P<0.01）,下降速率分别为0.08℃·(10a)^-1和8.96 MJ·m^-2·(10a)^-1。不同积温区间,气候要素的变化趋势存在明显差异,随着积温的增加,日最高温度、最低温度和平均温度的上升速率均呈下降态势,日较差的下降速率也呈减小态势,而太阳辐射的下降速率则为增加态势。青藏高原及各个积温区间春小麦光温生产潜力变化与太阳辐射变化均呈显著的正相关关系（P<0.01）,而对温度变化的响应存在差异,积温区间从<1 600℃·d到>3 400℃·d,生产潜力对平均温度和最高温度的响应程度逐渐下降,且对最低温度的响应由正向变为负向,与日较差和太阳辐射的正相关性程度也呈先升高后下降的态势。在<1 600℃·d积温区间,平均温度变化是影响光温生产潜力变化的关键因素,平均温度每升高1℃,光温生产潜力可增加885.71 kg·hm^-2（P<0.01）;而在1 600—3 400℃·d区间,太阳辐射变化对春小麦光温生产潜力变化起决定作用,太阳辐射每升高1 MJ·m^-2,生产潜力可增加3.42 kg·hm^-2（P<0.01）;而在>3 400℃·d区间,日最低温度和太阳辐射每升高1℃和1 MJ·m^-2,春小麦光温生产潜力可分别下降和升高398.65和3.07 kg·hm^-2（P<0.01）。【结论】 青藏高原不同积温区间的春小麦光温生产潜力及其对太阳辐射强度、温度变化的响应存在显著差异。研究结果有助于理解青藏高原不同积温条件下春小麦产量潜力水平及其对气候变化的响应,对区域春小麦布局和增产潜力开发提供支持。     

全球气候变化对中国种植制度可能影响分析Ⅲ.中国北方地区气候资源变化特征及其对种植制度界限的可能影响

【目的】在全球气候变化背景下,分析中国北方地区的热量和降水资源变化特征,以及北方地区农业气候资源和种植制度界限变动情况。【方法】基于中国北方地区14个省(市、自治区)308个气象台站地面观测资料,综合分析热量和降水资源的年际和空间变化趋势。结合中国种植制度气候区划指标,分析从1950s—1980年和1981—2007年种植北界的空间位移情况。在种植制度北界变化敏感地带选择典型站点,运用作物生产潜力逐级订正法计算由一年一熟春玉米、春小麦及冬小麦种植模式改变为一年两熟冬小麦-夏玉米种植模式导致的作物生产潜力变化。【结果】(1)中国北方地区气温普遍升高,≥0℃积温带北移西扩,温度上升的累积效应十分明显,≥0℃积温为每10年升高65.5℃。年降水量呈带状分布,由东南向西北减少,全区年降水量呈减小的趋势,年降水量每10年变化-90—23mm,平均为每10年减少10.6mm。(2)在热量和降水共同影响下,北部中高原半干旱凉温作物一熟区(Ⅱ)面积减少,东北西北低高原半干旱温凉作物一熟区(Ⅲ)在东北地区面积增加,而在西北和华北地区面积减少,东北平原丘陵半湿润温凉作物一熟区(Ⅳ)面积增加,黄淮海水浇地二熟旱地二熟一熟区(Ⅵ)向北移动,总体而言北方地区东北部种植界限空间位移显著,而西南部变化不明显。(3)在种植制度北界变动的敏感地带,作物生产潜力明显改变:在东北平原丘陵半湿润温凉作物一熟区变化为一年二熟区,作物生产潜力增加1979kg.hm-2,相当于单位面积土地周年产量增加15.3%;在东北西北低高原半干旱温凉作物一熟区改变为一年二熟区,作物生产潜力增加7912kg.hm-2,相当于单位面积土地周年产量增加155.2%;在东北西北低高原半干旱温凉作物一熟区春小麦种植改变为春玉米,作物生产潜力增加2873kg.hm-2,相当于单位面积土地周年产量增加51.7%。【结论】全球气候变化背景下,研究区域内≥0℃积温增加,年降水量呈减少的趋势,种植界限敏感区域种植北界明显北移西扩,种植界限变化敏感区域内因种植模式改变带来单位土地面积周年作物产量增加。