黑龙江省农业界限温度时空变化特征分析

利用黑龙江省78个站点1965~2014年日平均气温数据,采用五日滑动平均法、线性倾向估计法、距平分析法和SPSS相关性分析法,分析黑龙江省稳定通过≥0℃、≥3℃、≥5℃、≥10℃农业界限温度起止日期及持续日数特征。结果表明,黑龙江省1965~2014年,≥0℃、≥3℃、≥5℃、≥10℃界限温度起始日期均呈提前趋势,每10年分别提前1.2、0.8、1.1和1.6 d;终止日期呈延后趋势,每10年分别延后1.5、1.1、0.9和0.8 d;对应的界限温度持续日数依次为209.9、191.5、179.0和141.1 d,界限温度持续日数呈增加趋势,每10年分别增加2.8、1.8、2.1和2.4 d。界限温度空间变化随纬度降低起始日期呈提前趋势,终止日期呈延后趋势,持续日数从北至南呈U型增加趋势,其中东南部大庆地区和西南部牡丹江地区起始日期出现较早,终止日期延后较多,持续天数普遍高于北部地区。除≥10℃界限温度,各界限温度起止日期及持续日数与年平均气温均在0.01水平上显著相关。     

1961～2014年辽宁夏季降水日数及其与降水量的相关性

为探明辽宁省不同等级降水日数在降水变化中的作用,利用辽宁省1961～2014年22个站点的日降水数据资料,对54年的降水日数进行空间和时间分布特征分析,并分析不同等级降水日数与降水量的关系。结果表明:辽宁省夏季降水日数、小雨日数和中雨日数的空间分布基本一致,大值区均位于辽宁东部,降水日数从东向西依次递减,渤海沿岸地区为日数小值区域。降水日数、小雨日数、中雨日数和大雨日数均呈减少趋势,降水日数减少速率最大,为2.42天/10年;暴雨日数气候倾向率为0.005天/10年,呈略微增加趋势,但5个降水日数的气候倾向率均没有通过显著性检验(α=0.05)。夏季降水日数年际变化空间分布上有12个站点的气候倾向率通过显著性检验。随降水量级增加,降水日数与夏季降水量的相关系数也逐渐增大,暴雨日数与降水量的相关性最好,即辽宁夏季降水量主要由暴雨所致。     

襄阳地区降水多年变化特征及趋势分析

利用襄阳地区7个观测站1960—2012年共53年的降水资料分析降水多年变化特征及趋势,结果表明:1襄阳地区年平均降水量为881.6 mm,最大值为1 247.5 mm,最小值为553.9 mm。降水随时间具有阶段性的增加、减少变化,但持续变化不超过4年。总体呈下降趋势。2各月平均降水量图呈两边少中间多分布,最大降水出现在7月,最小降水出现在12月;夏季降水最多,冬季最少。春、秋2季降水总体呈减少趋势,冬、夏2季降水总体呈增多趋势。3汛期降水波动较大,出现3个较明显峰值、2个较明显谷值。年际间降水总体呈上升趋势。4年平均暴雨日数2 d左右,每年的暴雨日数较少,最大每年8场暴雨,80%以上的年份都有暴雨天气出现。年平均大暴雨日数不足1d,最大的大暴雨日数每年只有3场,且大暴雨出现的年份大部分都在20%以下。     

湖北省太阳能资源时空分布特征及区划研究

利用武汉、宜昌等7个站点1961~2004年逐年、逐月太阳总辐射与日照百分率资料,采用最小二乘法确定湖北省太阳总辐射计算公式参数,推算出广大无辐射观测地区的逐年、逐月太阳总辐射;结合日照时数、晴天日数、阴天日数等指标,对湖北省太阳能资源的时空分布特征及气候变化趋势进行了分析;以全国太阳能资源区划为基础,制定了湖北省太阳能资源区划指标,开展了湖北省太阳能区划工作。结果表明:湖北太阳能资源北多南少,同纬度相比,平原多,山区少;太阳能资源夏季最丰富,尤其是8月,总辐射、日照时数、晴天日数均为全年最高,湖北东部秋季大气层结稳定,太阳能资源仅次于夏季;冬季虽然晴天较多,但由于太阳直射南半球,夜长昼短,总辐射全年最低。将全省太阳能资源分为3个区,鄂东北7~12月每月有近一半或以上的晴天,为1级可利用区,也是湖北太阳能资源最佳区域;江汉平原、鄂东南、鄂北岗地部分地区等地为2级可利用区,是光电与光生物质能综合利用的最佳区域;鄂西南、长江河谷地区为太阳能贫乏区。     

湖北省近45年≥10℃界限温度的变化特征分析

根据湖北省20个代表站点1961～2005年逐日平均气温,计算并分析历年≥10℃界限温度的初终日、持续日数、活动积温及其变化趋势和年代变化。结果表明,45年来,全省大部≥10℃界限温度初日呈提前趋势但不显著,≥10℃界限温度终日变化不大;各站点≥10℃界限温度持续日数都表现出延长的趋势;≥10℃界限温度活动积温除建始、郧西、英山、利川等边缘山区呈不显著的减少趋势外,其他大部分地区均呈显著增加趋势。从年代变化看,全省大部≥10℃界限温度初日为先提前后推迟至20世纪90年代后持续提前的趋势;≥10℃界限温度终日年代变化趋势与初日变化趋势基本相反;≥10℃界限温度初终日间隔日数,20世纪60～70年代都呈增加趋势,20世纪70～80年代大部分减少,20世纪90年代缓慢变化,进入20世纪大幅增加;≥10℃界限温度活动积温随着年代呈波动性的上升趋势。可见湖北省近45年≥10℃界限温度的初终日期、持续日数、活动积温都发生了一定变化,可能对农业生产布局造成一定影响。     

近50年宿州积雪日数的气候变化特征及其影响因子分析

[目的]研究近50年宿州积雪日数的气候变化特征及其影响因子。[方法]根据1961～2010年宿州年积雪日数及相关资料,运用线性趋势法、累积距平及完全相关系数法等数理统计方法,对宿州积雪日数的气候变化特征及其影响因子进行分析。[结果]50年来宿州积雪期呈现出缩短趋势。除≥20 cm厚度的积雪日数外,各级厚度积雪的年积雪日数呈现出不同程度的减少趋势;年积雪日数呈波动下降趋势,下降幅度为0.84 d/10a;年积雪日数20世纪60年代～70年代前期呈现由少到多的态势,70年代中后期～80年代中期步入少积雪的时期,80年代后期～90年代初逐渐增加,90年代中期～2003年又进入少雪期,2004年至今呈现出多雪、少雪交替的振荡。影响宿州年积雪日数变化的主要气候因子为平均气温,其次为平均地表温度。[结论]该研究为全球气候变暖背景下宿州的气候变化分析提供理论依据。     

1961-2015年共和县阴晴天日数变化特征

利用青海省共和县气象局观测的1961-2015年总云量资料,采用线性倾向估计法、M-K检验法和滑动t检验法,分析了近55年来该地阴、晴天气日数的变化规律.结果表明,共和县年平均晴天日数呈不显著的减少趋势,四季平均晴天日数增减均不显著,春季晴天日数呈增多趋势,夏季、秋季和冬季的晴天日数均呈减少趋势;夏季晴天日数在1969年发生了增多突变,年、春季、秋季、冬季晴天日数未发生突变.年阴天日数以3.08d/10a的速度显著增多,秋季阴天日数呈不显著的减少趋势,春季、夏季和冬季的阴天日数均呈显著的增多趋势,其中阴天日数增多程度从大到小依次为春季、夏季、冬季;春季阴天日数在1985年发生增多突变,夏季和冬季阴天日数在2005年发生由少到多突变,秋季阴天日数未发生突变,年阴天日数在2009年发生增多突变.     

1961-2010年贵州省高温气候的时空分布特征

为贵州防灾减灾以及高温气象灾害风险区域划分提供科学依据,利用1961-2010年贵州省81个气象站的逐日最高气温资料,采用线性趋势分析等方法,研究贵州省近50年高温时空的分布特征。结果表明:近50年来,贵州省年高温日数为7.3d,7-8月出现频率最大,占全年的75.6%;高温日数以0.25d/10a的速率呈较弱的增加趋势,平均最高气温和极端最高温度分别以0.12℃/10a、0.41℃/10a的速率显著增加。多年平均高温日数以铜仁市、黔东南州、黔南州及遵义市北部分布较多,最高值为29.9d。高温日数,黔西南州、黔南州、黔东南州及黔西北的大部分地区呈较小的上升趋势,镇远、铜仁、剑河、兴义、天柱和赤水等较少站点呈下降趋势;极端最高气温有2个极值中心,分别位于黔南的都匀(47.3℃)和黔北的赤水(42.3℃)。     

近50 年江苏省极端降水时空变化及其对单季稻产量的影响

利用江苏省52个气象站1961—2012年逐月降水量资料及单季稻产量逐年数据,计算5~10月各生育期的极端降水指数,研究区降水变化与产量的潜在关系。各站点降水指数的趋势检验结果表明,大部分站点6、7、8月的极端降水事件呈现增强的趋势,其中8月1日最大降水量的增加趋势尤为显著;而大部分站点5、9、10月极端降水事件呈现减弱的趋势,其中9月总降雨日数的减少趋势尤为显著。单季稻产量与各月降水指数的相关分析表明,在7、8、9、10月中,大多数站点的产量与降水指数呈负相关。诸多指数中,7月最大连续7 d降水量和8月总降雨日数对产量的负效应尤为显著,而苏南地区的单季稻种植对这两个指标的变化更为敏感。     

近60年三江平原夏季强降水日数气候变化特征及其影响因子研究

利用1961～2019年三江平原国家气象站和农垦气象站夏季逐日降水观测资料以及NCEP/NCAR资料,分析三江平原夏季强降水日数气候变化特征及其影响因子.结果表明,三江平原夏季强降水日数年际变化显著,气候平均分布空间差异明显.近60年夏季强降水日数总体呈增多趋势,其中最多年10.7 d(1994年)比最少年2.1 d(1977年)多8.6 d.1961～2019年,夏季强降水日数较气候平均值偏少年份多、偏多年份少.鄂霍茨克海高压偏强有利于三江平原夏季强降水日数偏多,偏弱有利于强降水日数偏少.三江平原夏季强降水日数异常年,中高纬度高空急流存在差异;8月高空急流偏强有利于强降水日数偏多.三江平原夏季强降水日数异常年,西太平洋副热带高压强度、位置在6～8月存在差异.     

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。     

玉米播种期水分胁迫及补水对幼苗生长的影响

利用华北平原49个气象站点的逐日气象数据和24个农业气象试验站的物候期数据,分析了1961—2010年冬小麦营养生长期、并进期、生殖生长期和全生育期的生长度日(Growing degree days,GDD)、高温度日(Killing degree days,KDD)、降水量及其气候倾向率的时空变化特征。研究表明,1)华北平原冬小麦全生育期GDD各省间差异不显著,但其他各生育期各省间空间分布差异显著(P<0.05),华北平原所有地区GDD的气候倾向率均呈正值,高值主要分布在山东东部(莱阳市和烟台市等)、河南东南部(信阳市和固始市等)一带;2)华北平原冬小麦各生育期KDD各省间差异不显著,营养生长期KDD均呈增加趋势,其他时期有增有减,生殖生长期与全生育期KDD倾向率呈现东北与西南正值,其他地区负值的特征;3)华北平原在过去的50年冬小麦各生育期降雨量均呈现由南向北递减特征,营养生长期及全生育期降雨量均呈增加趋势,并进期山东东部地区及生殖生长期河南南部地区呈现降低趋势。因此,过去50年,河北省西部(保定和石家庄等)一带小麦种植极端高温风险较大;山东东北及河南西南一带未来小麦种植极端高温风险较大。华北大部分地区干旱风险呈现降低趋势,山东东部(潍坊市和莱阳市等)在冬小麦并进期,河南南部(南阳市和固始市等)在冬小麦生殖生长期干旱风险呈增加趋势。     

东北冬季极端气温趋势变化及其城市化影响

利用我国东北地区90个气象站和5个乡村气象站1957～2010年日最高、最低气温资料,分南北两区分析了冬季极端气温事件的长期趋势变化特征,并评价了城市化因素对各极端气温指数趋势变化的影响。结果表明,东北地区暖夜日数、暖昼日数明显增加;冷夜日数、冷昼日数、冷日持续指数均呈显著减少趋势;日较差逐年减小,北区变化更大;其中冷夜日数减少最明显,北区以3．3d／10a的速率下降,南区减少速率为1．9d／10a。城市化对各种极端气温指数序列的趋势变化具有明显的影响,对冷指数序列趋势变化的影响比暖指教更大;城市化对冷夜日教、冷昼日数长期减少趋势的贡献率为35．79％和20．62％,对暖昼日数增加的贡献率为14．46％。     

东北地区春玉米生育期内气候资源变化特征

为明确东北地区春玉米生育期内不同生育阶段气候资源的变化规律，基于东北地区40个农业气象试验站点的物候期观测记录及相应的气象站点逐日气象数据，对比分析了1981-1999年、2000-2016年春玉米营养生长期、并进期、生殖生长期和全生育期平均温度、生长度日、降水量、高温度日的时空变化特征。结果显示：①1981-2016年，东北地区春玉米全生育期及不同生育阶段的平均温度、生长度日和高温度日在空间分布上总体呈现相同的自东北向西南逐渐增加的趋势，降雨量呈现自西北向东南增加的趋势。②相比1981-1999年，2000-2016年春玉米全生育期及不同生育阶段的平均温度和生长度日总体呈现增加趋势，局部趋势不明显。降雨量在各生育期变化不明显，吉林省和辽宁省在并进期略有下降，黑龙江省在生殖生长期的降雨量减少。在营养生长期高温度日在空间上有增加趋势，特别是西部地区高温风险频率有较大增加。     

柳州市主要气象灾害变化特征分析

为了达到防灾减灾的目的,利用柳州气象站1951-2016年降水、大风、冰雹、雷暴、大雾等资料,对柳州市主要气象灾害的变化特征进行了分析。结果表明：暴雨日数年代变化较明显,20世纪60年代、90年代,21世纪00年代为相对多发期,20世纪70-80年代相对较少,柳州市年平均暴雨日数为5.4 d,多集中出现在4～8月,以6月最多;柳州市年平均雷暴日数61.2 d,3～9月雷暴日数较多;年平均大风日数为1.7 d,最多月份为7月,月平均大风日数为0.5 d;年平均冰雹日数为0.1 d,主要出现在每年的3-4月份;年平均雾日数为5.3 d,主要出现在1-4月份;从年变化趋势看,柳州市年平均雷暴、大风、冰雹,雾日总体呈下降趋势,但2000年以后,雾日有增多趋势。     

乌鲁木齐城区近40年来降水量的变化特征

利用线性回归、气候趋势法及R/S等数理统计方法,对乌鲁木齐地区1971 ～2010年5个测站逐日的降水量变化进行研究.结果表明,近40年乌鲁木齐地区降水量呈上升趋势,气候倾向率为22.29 mm/10a;而年平均降水日数也呈上升趋势,但相比较降水量的增加来说,降水日数的增加不是很明显,其气候倾向率为1.12 d/10a,其中市区降水天数增加的最为明显;除秋季外,其余季节降水量均呈增加趋势,而四季的降水日数均呈正趋势,各站逐月降水量和降水日数分布表现不一致;乌鲁木齐地区降水量和降水日数的R/S分析结果表明,在未来的一段时间内两者均保持着上升趋势.     

气候变化下东北农作区大豆需水量时空变化特征分析

为探讨气候变化背景下东北农作区大豆需水量变化特征,基于Simulation of Evapotranspiration of Applied Water(SIMETAW)模型,利用东北农作区58个气象站点1961—2010年的气象资料,分析气候变化背景下大豆不同生育时期内有效降雨量、需水量(ETc)与缺水量(WD)的时空变化特征。结果表明:近50年来东北农作区大豆花前有效降雨呈微弱增加的趋势,花后有效降雨呈下降趋势,大豆全生育期有效降雨量呈下降趋势,气候呈现暖干趋势;在大豆全生育期及各生育阶段长白山区的有效降雨量均高于其他亚区。全区大豆全生育期50年平均需水量为398.29mm,呈下降趋势,其分布呈西多东少、南多北少;全区大豆播种-出苗阶段需水量多年来保持稳定,平均为27.36mm,其分布呈北部及中部多、南部少。全区大豆出苗-开花阶段平均需水量为130.90mm,呈下降趋势,其分布呈南多北少,全区大豆开花-成熟阶段平均需水量为240.03mm,呈上升趋势,其分布呈中部多、南北少。近50年来,东北农作区大豆全生育期及不同生育阶段内缺水量为正值,其中松辽平原区大豆缺水量值最大。如果不考虑灌溉,研究区域有效降雨不能满足大豆的需水,有条件的地区,应适时补充灌溉,来保证大豆的稳产高产。     

1961～2010年华南极端降水日数的时空变化特征

[目的]分析1961～2010年华南极端降水日数的时空变化特征。[方法]根据华南地区气象站逐日降水资料,以百分位值定义极端降水阈值,采用模糊聚类、趋势系数、小波分析、交叉谱分析等方法,对华南地区极端降水日数的时空变化特征进行研究。[结果]华南地区极端降水日数可分为4个气候区,分别是南岭区、桂西区、沿海区和海南区,不同区域出现极端降水的季节有明显差异。各区域极端降水日数都有增加的趋势,其中,南岭区和沿海区增加趋势显著。各区域极端降水日数周期变化特征显著,且在2～5年周期上大多具有显著的同位相演变趋势,但落后时间长度不一致。[结论]该研究为华南地区极端强降水的预测和影响评估提供了背景材料。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅷ ——气候变化对中国冬小麦冬春性品种种植界限的影响

【目的】全球气候变化背景下,中国20世纪80年代以后冬季温度升高明显,这一变化对冬小麦冬春性品种种植界限产生怎样的影响,为了回答这一科学问题,笔者以1981年为时间节点,将1951—2010年划分为两个时段,分析比较后一时段冬季温度升高对中国冬小麦的强冬性、冬性、弱冬性和春性4种类型品种种植北界和种植南界的空间位移及可种植面积的影响。【方法】依据制约冬小麦正常越冬的冻害指标和影响春化天数指标确定冬小麦不同品种种植的北界和南界;采用ArcGIS软件绘制冬小麦不同品种种植区域及种植面积变化。【结果】与1951—1980年相比,1981—2010年冬小麦强冬性品种种植北界在宁夏-甘肃及河北-辽宁北移趋势最明显,分别北移200 km和100 km,其种植南界东部地区北移趋势大于西部地区,在江苏和安徽等地移动90 km,强冬性品种可种植面积共增加36.24万km2;冬小麦冬性品种种植北界在山东-河北变化明显,向北移动310 km,种植南界在贵州毕节-习水地区向西推移趋势明显,西推95 km,冬小麦冬性品种可种植区域共增加17.75万km2;冬小麦弱冬性品种种植北界在安徽、江苏、河南和山东交互之处变化明显,北移120—370 km,西部地区变化趋势不明显,种植南界呈略微北推趋势,冬小麦弱冬性品种可种植面积共增加15.70万km2;冬小麦春性品种种植北界在江苏、安徽和河南变化明显,北移230 km,而西部地区不明显,春性品种可种植面积共增加23.44万km2。华北北部地区以强冬性品种为主,华南地区以春性品种为主,河南、山东和四川等地区冬小麦可种植冬春性品种类型较多,以冬性和弱冬性品种为主。【结论】由于中国冬季温度明显升高,较1951—1980年,1981—2010年冬小麦不同冬春性品种种植界限明显北移,北界北移趋势大于南界移动趋势,种植区域面积增大,其中强冬性品种种植界限及可种植区域移动最明显。     

1961～2009年四川强降水变化的时空特征

利用四川143个气象站1961～2009年逐日降水资料,采用气候倾向率、Mann-Kendall检验、Morlet小波分析等方法,分析了四川极端降水事件的变化趋势、突变特征和周期性特点,结果表明,近50年来,四川区域性暴雨次数、暴雨日数和极端降水日数呈略微减少趋势,气候倾向率分别为-0.36次/10a、-0.06d/10a、-0.1d/10a,极端降水强度、极端降水量占年降水量的比例呈微弱增加趋势,但极不显著,与我国极端降水趋多趋强的变化特征不一致。5个指数均有明显的25年左右的年代际振荡周期,年际振荡周期5～8年,5个指数都表明当前正处于极端降水事件的多发期。从空间格局看,四川极端降水事件从西向东呈＂增-减-增＂的分布特征,即四川盆地东部和川西南山地及川西北高原呈增多增强趋势,四川盆地西部、北部和南部则呈减少减弱趋势。大部分站点极端降水指数未发生突变,少数发生突变的站点其突变时间均发生在60年代初。