全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅻ. 气候变暖对黑龙江寒地水稻安全种植区域和冷害风险的影响

【目的】以1981年为时间节点,将1961-2010年划分为2个时段,结合未来不同升温情景,定量分析历史和未来气候变暖对黑龙江寒地水稻安全种植区域影响以及由此带来的冷害风险。【方法】利用积温带划分标准和农业气候指标,结合ArcGIS方法,对比分析历史和未来黑龙江积温带及寒地水稻安全种植区界限的空间变化特征。基于气象行业标准中水稻冷害标准分析寒地水稻安全种植北界变化敏感区域的延迟型冷害及障碍型冷害变化特征,评估气候变暖背景下水稻种植北界敏感地区冷害风险特征,并预估未来不同升温情景下冷害风险演变趋势。【结果】与1961-1980年相比,研究区域内1981-2010年积温带发生了明显的北移东扩,平均北移1.19个纬度,位移最大的是第五积温带和第六积温带,面积增加最多的是第二积温带,几乎覆盖了整个松嫩平原。未来不同升温情景下各积温带北扩趋势明显,面积增加最多的是第一积温带。1981-2010年寒地水稻安全种植北界相对于1961-1980年北移121 km,水稻安全种植北界北移至嫩江中部-五大连池-逊克北部一线。未来升温1-3℃情景下,寒地水稻安全种植北界向北移动410.5-545 km,向北扩展至黑龙江省呼玛以北地区,温度升高3℃时,除漠河地区外都可种植寒地水稻。比较寒地水稻种植界限敏感区域和非敏感区冷害风险可见,敏感区域冷害风险明显高于非敏感区域,其中障碍型冷害风险高于延迟型冷害,寒地水稻种植区严重冷害出现频率最高,其次是轻度冷害,中度冷害最低。1981-2010年敏感区域严重和轻度延迟型冷害较非敏感区域显著增加,中度延迟型冷害风险在敏感区域和非敏感区域均较低,敏感区域的各级障碍型冷害较非敏感区域明显增加;未来升温情景下敏感区域的各级冷害均高于非敏感区域。【结论】气候变暖背景下黑龙江积温带及寒地水稻安全种植北界发生了明显北移,未来升温情景下仍呈北移趋势。寒地水稻种植敏感区域的冷害风险明显高于非敏感区域,随着未来温度升高,冷害有不同程度的减轻,但仍需进一步关注寒地水稻种植区北缘北扩后的冷害风险,采取改进栽培技术与选育抗寒早熟品种等低温冷害防御措施,同时避免水稻种植区域的盲目扩大和品种越区种植,加强冷害防御能力。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响 Ⅰ.气候变暖对中国种植制度北界和粮食产量可能影响的分析

 【目的】在全球气候变化背景下,中国气温自20世纪80年代明显升高已成为共识,这一变化对中国农业生产尤其是对种植制度的影响越来越受到中国政府和专家学者的重视。为了回答这一问题,笔者以1981年为时间节点,把从20世纪50年代至今分为2个时间段,分析和比较后一时段气候变暖对全国种植制度北界、冬小麦种植北界、双季稻种植北界、雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界的可能影响,以及由于种植北界的空间位移对作物产量可能的影响。【方法】依据全国种植制度气候区划指标、冬小麦和双季稻种植北界指标以及雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界的降水量指标,采用公认的农业气候指标计算方法,使用ArcGIS分别绘出1950s—1980年、1981—2007年2个时段全国种植制度北界图,以及冬小麦种植北界图、双季稻种植北界图、雨养冬小麦-夏玉米稳产的种植北界图。【结果】（1）与1950s—1980年相比,1981—2007年一年二熟制种植北界,空间位移变化最大的区域在陕西省、山西省、河北省、北京和辽宁省。一年三熟制种植北界,空间位移变化最大的区域为湖南省、湖北省、安徽省、江苏省和浙江省。在不考虑品种变化、社会经济等方面因素的前提下,这些区域由一年一熟变成一年二熟,主体种植模式的粮食单产平均可增加54%—106%,由一年二熟变成一年三熟,主体种植模式的粮食单产平均可增加27%—58%。（2）与1950s—1980年相比,1981—2007年辽宁省、河北省、山西省、陕西省、内蒙古、宁夏、甘肃省和青海省冬小麦的种植北界不同程度北移西扩。以河北省为例,冬小麦种植北界的北移,可使界限变化区域由春小麦改种冬小麦,单产平均增加约25%。（3）浙江省、安徽省、湖北省和湖南省双季稻的种植北界向北移动,单从热量资源的角度出发,可使其粮食单产不同程度增加。（4）雨养冬小麦-夏玉米稳产的种植北界大部分区域向东南方向移动,这是由于近年来该区降水量减少造成的。【结论】在过去的50年中,由于气候变暖造成了全国种植制度界限不同程度北移、冬小麦和双季稻种植北界北移,熟制的变化可能使种植制度界限变化区域的粮食单产增加。然而降水量的减少造成了雨养冬小麦-夏玉米稳产北界向东南方向移动。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响:VI.未来气候变化对中国种植制度北界的可能影响

[目的]气候变化已是一个全球性的问题,中国未来气候将继续变暖,这一变化将对中国的农业生产造成一定的影响.本文旨在研究未来气候变化对中国种植制度北界、冬小麦种植北界、雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界以及热带作物种植北界的影响.[方法]依据全国种植制度气候区划指标、冬小麦种植北界指标、雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界指标以及热带作物种植北界指标,采用经典的农业气候指标计算方法,分析与1950s-1980年相比,未来30年(2011-2040年)及本世纪中叶(2041-2050年)全国种植制度界限北界、冬小麦种植北界、雨养冬小麦-夏玉米稳产的种植北界、以及热带作物的种植北界的变化.[结果](1)与1950s一1980年相比,20112040年和2041-2050年的一年两熟带和一年三熟带种植北界都不同程度向北移动,其中一年一熟区和一年二熟区分界线,空间位移最大的省(市)为陕西省和辽宁省,且2041-2050年种植北界北移情况更为明显;一年两熟区和一年三熟区分界线,空间位移最大的区域在云南省、贵州省、湖北省、安徽省、江苏省和浙江省境内,且2041-2050年种植北移情况更为明显.在不考虑品种变化、社会经济等方面因素的前提下,这些区域由于气温升高种植制度由一年一熟变为一年两熟、由一年两熟变为一年三熟,区域内单位面积周年粮食产量可不同程度提高.(2)与1950s-1980年相比,2011-2040年和2041-2050年的冬小麦的种植北界在辽宁省、甘肃省和宁夏回族自治区都不同程度向北移动,在青海省冬小麦种植界限为西扩明显.在不考虑其它因素影响的前提下,该区域由于冬小麦替代春小麦可带来单位面积产量的提高.热带作物安全种植北界在广西省和广东省境内北移情况比较明显.而未来降水量的增加将使得大部分地区雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界向西北方向移动.[结论]到2011-2040年和2041-2050年,气候变化将会造成全国种植制度界限不同程度北移、冬小麦种植北界北移西扩、热带作物种植北界北移.而未来降水量的增加将使得大部分地区雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界向西北方向移动.     

未来气候变化对中国种植制度北界的可能影响

 【目的】气候变暖已是一个全球性的问题,中国气候未来将继续变暖,这一变化将对中国的农业生产造成一定的影响,本文旨在研究未来气候变化对中国种植制度北界、冬小麦种植北界、双季稻种植北界、雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界以及热带作物的种植北界的影响。【方法】依据全国种植制度气候区划指标、冬小麦和双季稻种植北界指标、雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界指标以及热带作物种植北界指标,采用经典的农业气候指标计算方法,分析与1950s—1980年相比,未来30年（2011—2040年）、及本世纪中叶（2041—2050年）全国种植制度界限北界、冬小麦种植北界、双季稻种植北界、雨养冬小麦-夏玉米稳产的种植北界、以及热带作物的种植北界的变化。【结果】（1）与1950s—1980年相比,2011—2040年和2041—2050年的一年两熟带和一年三熟带北界都不同程度向北移动。与1950s—1980年相比,基于2011—2040年和2041—2050年未来气候资料分别分析得到的一年一熟区和一年二熟区分界线,空间位移最大的省（市）为陕西省和辽宁省,且2041—2050年北移情况更为明显;与1950s—1980年相比,由2011—2040年和2041—2050年气候资料分别确定的一年二熟区和一年三熟区分界线,空间位移最大的区域在云南省、贵州省、湖北省、安徽省、江苏省和浙江省境内,且2041—2050年北移情况更为明显。在不考虑品种变化、社会经济等方面因素的前提下,这些区域由于气温升高种植制度由一年一熟变为一年两熟、由一年两熟变为一年三熟,区域内单位面积周年粮食产量可不同程度提高。（2）与1950s—1980年相比,2011—2040年和2041—2050年的冬小麦的种植北界在辽宁省、甘肃省和宁夏回族自治区都不同程度向北移动,在青海省表现为西扩。由于冬小麦产量通常要比春小麦高,因此在不考虑其他因素影响的前提下,该区域由于冬小麦替代春小麦可带来单位面积产量的提高。未来气候变暖热量资源的增加,将可能导致浙江省、安徽省、湖北省、湖南省、贵州省双季稻种植北界不同程度北移,特别是浙江省、安徽省和湖北省表现更为明显。热带作物安全种植北界在广西省和广东省境内北移情况比较明显。而未来降水量的增加将使得大部分地区雨养冬小麦-夏玉米稳产北界向西北方向移动。【结论】到2011—2040年和2041—2050年,气候变化将会造成全国种植制度界限不同程度北移、冬小麦种植北界北移西扩,双季稻和热带作物种植北界北移。而未来降水量的增加将使得大部分地区雨养冬小麦-夏玉米稳产北界向西北方向移动。     

气候变化对东北三省大豆生育期和产量的影响模拟

【目的】研究未来气候情景下大豆生育期和产量的变化,为保障大豆生产安全、充分合理利用热量资源,以及应对气候变化对东北三省大豆生产的影响提供科学依据。【方法】基于区域气候模式和WOFOST作物生长模型,模拟了A2(强调经济发展)和B2(强调可持续发展)情景下2021-2050年大豆熟型的可能分布及生育期、产量的变化趋势。【结果】①以B2情景为例,不同熟型大豆品种种植北界不同程度北移东扩,极早熟、早熟、中早熟、中熟、中晚熟和晚熟品种适宜种植区北移,极早熟、早熟、中早熟、中熟、中晚熟及晚熟品种适宜种植范围缩小,极晚熟品种适宜种植范围扩大。②在A2情景下,东北三省大豆出苗期平均提前2.2d,开花期平均提前3.0d;在B2情景下,大豆出苗期平均提前3.0d,开花期平均提前4.2d。③在A2情景下,2021-2030年辽宁省大部及吉林省大部地区大豆减产,辽宁东部及吉林省东南部小部分地区减产10%以上,2031-2050年东北三省大部地区大豆减产10%以上。④在B2情景下,2021-2050年东北三省大部地区大豆减产,2031-2050年东北三省大部地区大豆减产10%以上。【结论】在A2和B2情景下,未来30年间大豆出苗-开花阶段缩短,生育进程加快,生育期缩短有可能发生;大豆减产面积不断增加,减产幅度逐渐增大。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响 Ⅴ.气候变暖对中国热带作物种植北界和寒害风险的影响分析#br#

 【目的】以1981年为界,把从20世纪50年代到2007年划分为两个时段,对比分析1950s—1980年和1981—2007年热带作物安全种植北界的地理位移以及北界位移后界限变化敏感区域的寒害风险。【方法】利用中国种植制度分区标准和农业气候指标,对比分析两个时段热带作物种植北界的演变特征,并采用ArcGIS绘制了热带作物种植北界地理位移图;利用综合寒害指数对气候变暖背景下热带作物安全种植北界位移后的敏感区域进行寒害风险评估。【结果】与1950s—1980年相比,1981—2007年在80%气候保证率下中国热带作物安全种植北界北移了0.86个纬度,且年代际变化显著;20世纪90年代和时段2000—2007年,北界的北移速率每年分别达0.03和0.06个纬度;在80%气候保证率下,热带作物安全种植北界北移后敏感区域的寒害风险比非敏感区域要高出3.0倍,而重度以上寒害风险比非敏感区域要高出3.5倍。【结论】在全球气候变暖背景下,中国热带作物安全种植北界发生了明显北移,且北移速率呈加快趋势;在热带作物安全种植北界地理位移后的敏感区域,寒害风险增加。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响 Ⅴ.气候变暖对中国热带作物种植北界和寒害风险的影响分析

【目的】以1981年为界,把从20世纪50年代到2007年划分为两个时段,对比分析1950s—1980年和1981—2007年热带作物安全种植北界的地理位移以及北界位移后界限变化敏感区域的寒害风险。【方法】利用中国种植制度分区标准和农业气候指标,对比分析两个时段热带作物种植北界的演变特征,并采用ArcGIS绘制了热带作物种植北界地理位移图;利用综合寒害指数对气候变暖背景下热带作物安全种植北界位移后的敏感区域进行寒害风险评估。【结果】与1950s—1980年相比,1981—2007年在80%气候保证率下中国热带作物安全种植北界北移了0.86个纬度,且年代际变化显著;20世纪90年代和时段2000—2007年,北界的北移速率每年分别达0.03和0.06个纬度;在80%气候保证率下,热带作物安全种植北界北移后敏感区域的寒害风险比非敏感区域要高出3.0倍,而重度以上寒害风险比非敏感区域要高出3.5倍。【结论】在全球气候变暖背景下,中国热带作物安全种植北界发生了明显北移,且北移速率呈加快趋势;在热带作物安全种植北界地理位移后的敏感区域,寒害风险增加。     

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。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响ⅩⅢ. 东北三省春玉米熟型调整的降水限制及其对产量的可能影响

【目的】研究气候变化背景下东北三省春玉米品种熟型调整敏感区域内的降水条件变化及其对产量的可能影响,为当地春玉米种植品种熟型的调整提供科学参考。【方法】以1985年为时间节点,将1961—2017年分为2个时间段（1961—1985年和1986—2017年）。基于东北三省春玉米品种熟型调整敏感区域内的24个地面气象观测站点1961—2017年地面气象观测资料和16个农业气象试验站点1981—2007年玉米生育期的观测资料,分析春玉米不同生育阶段水分条件的变化特征,并运用作物生产潜力逐级订正法计算降水条件变化对生产潜力的影响。【结果】（1）1961—2017年,东北三省春玉米品种熟型调整的敏感地带内实际播种期呈提前趋势,成熟期呈推迟趋势,实际生产中品种熟型的调整导致实际生育期延长。（2）敏感区域内春玉米品种熟型的调整,使生育前期（播种—拔节）和后期（开花—成熟）需水量增加,生育中期（拔节—开花）需水量减少;同时,生育前期有效降水量呈现增加趋势,生育中期和后期有效降水量呈现减少趋势。（3）品种熟型调整后,春玉米生育中期有效降水量满足率最低。（4）品种熟型调整后,气候生产潜力在中晚熟品种调整为晚熟的区域5南部和西部的宽甸和通榆站点呈减小趋势,波动性增加,在特早熟品种调整为早熟的区域1和早熟品种调整为中熟的区域3北部气候生产潜力呈增加趋势且波动性降低。【结论】全球气候变化的背景下,东北地区敏感区域内有效降水量满足率在生育中期和后期降低,气候生产潜力在研究区域的西部和南部减小、东部增大且不稳定性高。因此,在敏感区域的东部、西部和南部仍要进一步关注品种熟型的选取,同时在春玉米生育中期和后期,及时进行灌溉补充水分,确保春玉米产量。     

全球气候变暖对中国种植制度的可能影响Ⅹ.气候变化对东北三省春玉米气候适宜性的影响

【目的】研究气候变化背景下中国东北三省春玉米气候适宜性的变化特征,为东北地区春玉米种植的合理布局提供科学依据。【方法】本文以1981年为时间节点,把1961-2010年分为两个时间段,基于东北三省74个气象站点1961-2010年的观测资料,根据农业气象学指标,在分析1981-2010年较1961-1980年东北三省春玉米可能种植北界变化的基础上,利用APSIM-Maize模型模拟春玉米可能种植区域内各气象站点逐年的雨养产量,结合统计学方法,分析春玉米雨养产量高产性和稳产性的变化特征,并综合得到气候变化背景下中国东北三省春玉米的气候适宜区分布的变化特征。【结果】（1）与1961-1980年相比,1981-2010年春玉米的可能种植北界向北移动了158.3-285.8 km,春玉米可能种植面积增加了3.87×104 km2,占东北三省土地面积的4.91%。（2）1981-2010年,东北三省春玉米雨养产量的最高产区、高产区和次高产区面积占可能种植面积比例由81.14%增加为86.66%,其中最高产区和高产区面积比例由36.61%减少为34.82%,而次高产区则由44.53%增加到51.85%,低产区面积占研究区域面积的比例由18.86%减少为13.34%。研究区域内雨养产量的单产减少40 kg•hm-2,但由于春玉米可能种植区域总面积的扩大,特别是高产区和次高产区面积的增加,研究区域内雨养产量的总产增加了7.0%。（3）东北三省春玉米雨养产量的最稳产区、稳产区和次稳产区面积占可能种植面积的比例由80.20%增加为89.28%,且最稳产区和稳产区面积比例由40.97%增加为49.97%,而低稳产区面积占研究区域面积的比例由19.80%减少为10.72%。（4）东北三省春玉米气候适宜区和次适宜区面积占可能种植面积的比例由61.09%增加为83.00%,但最适宜区面积比例由18.83%减少为6.67%,可种植区面积占研究区域面积的比例由20.08%减少为10.33%。研究区域内春玉米可稳定获得的雨养产量的单产总体下降了171 kg•hm-2,但由于春玉米可能种植区域总面积的增加,特别是适宜区和次适宜区面积的增加,研究区域内可稳定获得的雨养产量的总产增加了2.6%。【结论】全球气候变暖背景下,东北三省春玉米种植北界明显向北向西移动,春玉米的可能种植面积增加;在春玉米可能种植区域内,如果不考虑品种和栽培管理措施的适应,雨养产量的最高产区面积所占比例缩小,春玉米雨养产量的单产下降,但由于可能种植面积的增加,东北三省春玉米雨养产量的总产增加;春玉米雨养产量的稳定性增加,其中最稳产区和稳产区面积占研究区域面积的比例增加;在春玉米可能种植的区域内,春玉米的气候最适宜区面积减少明显,研究区域内春玉米可稳定获得的雨养产量的单产下降,但由于春玉米可能种植面积的增加,特别是适宜区和次适宜区面积的增加,可稳定获得的雨养产量的总产增加。     

东北春玉米适宜生长期农业气候资源变化及其影响分析

为探讨气候变化对东北春玉米适宜生长期的影响,利用1961²015年东北三省123个气象台站逐日气象资料,分析了≥10℃初日和终日之间农业气候资源的时空变化,采用公认的不同熟性玉米积温指标绘出玉米种植北界图,并探讨了缺水率的变化趋势。结果表明:近55 a东北三省春玉米适宜生长期热量资源分布自西南向东北逐渐减少,平均气温和≥10℃积温的气候倾向率分别为0.14℃/10 a和54.2(℃·d)/10 a,热量资源呈增加趋势;日照时数自西南向东北逐渐减少,气候倾向率为-8 h/10 a,呈减少趋势;降水量自西北向东南逐渐增加,气候倾向率为-4.7 mm/10 a,呈减少趋势;参考作物的蒸散量自西南向东北逐渐减少,增减趋势不明显;可种植界限的变化,早熟品种东移北扩最明显的时段为19812015年东北三省123个气象台站逐日气象资料,分析了≥10℃初日和终日之间农业气候资源的时空变化,采用公认的不同熟性玉米积温指标绘出玉米种植北界图,并探讨了缺水率的变化趋势。结果表明:近55 a东北三省春玉米适宜生长期热量资源分布自西南向东北逐渐减少,平均气温和≥10℃积温的气候倾向率分别为0.14℃/10 a和54.2(℃·d)/10 a,热量资源呈增加趋势;日照时数自西南向东北逐渐减少,气候倾向率为-8 h/10 a,呈减少趋势;降水量自西北向东南逐渐增加,气候倾向率为-4.7 mm/10 a,呈减少趋势;参考作物的蒸散量自西南向东北逐渐减少,增减趋势不明显;可种植界限的变化,早熟品种东移北扩最明显的时段为1981²000年,中熟品种北移、中晚熟品种东扩最明显的时段为20012000年,中熟品种北移、中晚熟品种东扩最明显的时段为2001²015年;水分亏缺最严重的时段为20012015年;水分亏缺最严重的时段为2001²015年。     

东北春玉米适宜生长期农业气候资源变化及其影响分析

为探讨气候变化对东北春玉米适宜生长期的影响,利用1961~2015年东北三省123个气象台站逐日气象资料,分析了≥10℃初日和终日之间农业气候资源的时空变化,采用公认的不同熟性玉米积温指标绘出玉米种植北界图,并探讨了缺水率的变化趋势。结果表明:近55 a东北三省春玉米适宜生长期热量资源分布自西南向东北逐渐减少,平均气温和≥10℃积温的气候倾向率分别为0.14℃/10 a和54.2(℃·d)/10 a,热量资源呈增加趋势;日照时数自西南向东北逐渐减少,气候倾向率为-8 h/10 a,呈减少趋势;降水量自西北向东南逐渐增加,气候倾向率为-4.7 mm/10 a,呈减少趋势;参考作物的蒸散量自西南向东北逐渐减少,增减趋势不明显;可种植界限的变化,早熟品种东移北扩最明显的时段为1981~2000年,中熟品种北移、中晚熟品种东扩最明显的时段为2001~2015年;水分亏缺最严重的时段为2001~2015年。     

2011—2050年RCP4.5新情景下东北春玉米种植布局及生产评估

【目的】研究东北地区春玉米适种区域及其生育期、产量对气候变化的响应。【方法】基于气候模式RegCM4输出的未来RCP4.5新气候情景逐日资料,采用经验频率法预测80%保证率下2011—2050年中国东北地区早、中、晚熟型春玉米种植区域时空变化,同时结合作物模型DSSAT4.5对黑龙江省晚熟品种的生育期、产量变化特征及该省因气候变化而新增的晚熟品种可能种植区内晚熟玉米的适种性进行模拟评估。【结果】RCP4.5情景下,2011—2050年东北三省≥10℃的积温呈增加趋势,早、中、晚熟型玉米品种种植界限均有不同程度的北扩或东移,可能种植范围扩大。黑龙江省2011—2050年间晚熟玉米新增可能种植区域内适宜种植晚熟品种;气候变化对原有种植区内晚熟品种生殖生长期的影响程度大于对营养生长期的影响,全生育期天数平均缩短2—11 d;产量变化存在明显空间差异,不考虑CO2肥效作用和考虑CO2肥效作用两种方案下的产量变化范围均介于±20%以内,但考虑CO2肥效作用时的产量较高。【结论】因气候条件变化而新增的春玉米种植区域的适种性需要综合考虑多方面因素来评估。未来40a玉米全生育期天数变化主要源于生殖生长期缩短,大气中CO2浓度增加带来的肥效作用可抵消一部分因温度升高产生的对玉米产量形成的不利影响。     

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。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅶ.气候变暖对中国柑桔种植界限及冻害风险影响

 【目的】以1981年为界,把1950s—2007年划分为两个时段,对比分析1950s—1980年和1981—2007年柑桔种植区界限的地理位移以及北界线位移后的冻害风险。【方法】利用中国种植制度分区标准和农业气候指 标,对比分析两个时段柑桔种植区界限的演变特征,并采用ArcGIS绘制柑桔种植区界限地理位移图;利用冻害风险评估指标对气候变暖背景下柑桔种植区界限位移后的冻害风险进行评估。【结果】与1950s—1980年相比,1981—2007年柑桔最适宜种植区、适宜种植区、次适宜种植区和可能种植区的北界线平均位移了0.75个纬度,位移最大的是柑桔次适宜种植区,其次分别为适宜种植区、最适宜种植区和可能种植区,4个种植区北界线东段的北移程度均明显大于西段;最适宜种植区和适宜种植区南界线分别北移了0.56和0.42个纬度;种植面积增加得最多的是最适宜种植区,其次为适宜种植区,面积减少得最多的是不能种植区,其次分别为可能种植区和次适宜种植区。气候变暖背景下,柑桔最适宜种植区和适宜种植区敏感区域轻级和中级冻害的出现频率较各自的非敏感区域显著增加,重级和极重级冻害出现频率在敏感区域和非敏感区域均较低;柑桔次适宜种植区和可能种植区敏感区域轻级冻害的出现频率均较各自非敏感区域低,但二者敏感区域的重级和极重级冻害风险较各自的非敏感区域显著增加。【结论】全球气候变暖背景下,中国柑桔种植区界限发生了明显北移;柑桔界限北移后,柑桔种植区敏感区域的冻害风险明显高于非敏感区域。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响 Ⅱ.南方地区气候要素变化特征及对种植制度界限可能影响

目的研究气候变化背景下,中国南方地区种植制度一级区种植界限的变化特征及其对单位面积周年产量的可能影响。方法基于中国南方15个省(市、自治区)281个站点自建站至2007年的地面气象观测资料,笔者以1981年为时间节点,把20世纪50年代至今分为两个时间段,分析和比较后一时段≥0℃积温和年降水量的变化趋势,根据热量指标分析了气候变化背景下南方地区种植制度零级带的变化,综合考虑热量和降水两个指标研究了种植制度一级区界限的变化,并利用2000-2007年各省粮食产量分析了种植制度界限变化敏感区域粮食产量变化情况。结果(1)南方地区≥0℃积温整体呈增加趋势,平均气候倾向率为60.1℃·d/10a,≥10℃积温整体呈增加趋势,年降水量平均气候倾向率为1.9mm/10a,空间差异大。(2)与1980年以前相比,南方一年一熟与一年二熟区的分界限无明显变化;一年二熟区和一年三熟区的界限变化较为明显,平均向西推进约0.2个经度,向北移动约0.20个纬度;研究区域一年三熟区面积扩大,一年二熟区面积有所缩小,一年一熟区也稍有缩小。与1980年前相比,种植制度一级区界限变化较大:黄淮海地区水浇地二熟与旱地二熟一熟区的南界向北移动;江淮平原丘陵麦稻二熟区整体向北推移,且总面积扩大;四川盆地水旱二熟三熟区北界在四川东北部向南移;西南高原山地水田二熟旱地二熟一熟区西界向西推移,东南界向西推进,总区域面积变化不大;长江中下游平原丘陵水田三熟二熟区,北界平均向北移动,西界也平均向西推进,总区域扩大;华南晚三熟二熟与热三熟区,其北界平均向北移动,区域扩大。(3)种植制度的改变有利于大部地区单位面积周年作物产量的提高。结论气候变化对南方地区种植制度界限有较大影响,造成多熟种植界限的向北、向西推进,多熟种植区域扩大,总体上有利于单位面积周年作物产量的增加。     

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。     

气候变化对黑龙江省水稻生产可能带来的影响

通过对全球及黑龙江省气候趋势的分析,说明黑龙江省气候至少在未来的几十年内仍处于持续增温的时期。气温升高对黑龙江省水稻生产是有利的,使水稻的北界继续向北扩展,水稻适宜区扩大,同时,原水稻种植区积温增加,可以种植更晚熟品种,单产提高。积温增加、CO2浓度提高和育苗条件的改善,实际生产可用品种熟期可比原积温划分区的可用品种晚1~2个熟级。     

气候变暖对湖北农业的影响

利用湖北省主要的四个地面现测台站1961-2003年日平均气温资料，计算了各年代的年平均气温，对比分析近四十年平均气温、最高气温、最低气温，结果表明，冬季增温明显，夏季有降温的趋势，总体上湖北省气候变暖主要来自于冬季增温的贡献。通过估算CO2倍增后≥10℃积温变化情况，CO2倍增后，双季稻区和三熟区北界将北移，目前的两熟区大部分将被各种不同组合的三熟制取代。     

甘肃临夏高寒干旱地区玉米种植气候区划与产量的气候预测

【目的】分析甘肃临夏高寒干旱地区玉米的气候生态条件,并进行了玉米适生气候区划及玉米产量的气候预测,为高寒干旱地区充分利用气候资源,调整作物布局提供技术支撑。【方法】以农业气象学和农业气候学为指导,采用1988-2008年临夏地区玉米产量资料和1971-2009年农业气象资料,结合生产调查和1988-2008年物候资料,分析研究了影响甘肃临夏玉米生长的关键生育期及主要气象因子,对该区的玉米适生种植区进行区划,并建立临夏地区玉米各生育期时空动态气候预测模型。【结果】临夏各地玉米种植区海拔高度不同,全生育期≥10℃活动积温和降水量差异很大,根据玉米生育期对气象条件的要求及临夏州气候特点,确定临夏玉米种植最适宜区为海拔1 800m以下地区,适宜种植中熟、晚熟品种;适宜区为海拔1 800～1 900m,适宜种植中熟、中晚熟品种;次适宜区为海拔1 900～2 000m地区,适宜种植早中熟、中熟品种;可种植区为海拔2 000～2 300m,属高寒阴湿气候,以种植早熟品种为主;不可种植区为海拔2 400m以上地区,由于热量条件严重不足,难以达到玉米气候生态条件,不宜种植。建立的玉米苗期、抽雄期和成熟期3个阶段的产量气候预测方程,预测准确率均达80%以上。【结论】根据预测模型和气象因子可以科学制定种植结构并调整规划,以指导临夏地区玉米的科学种植,促进农业增效和农民增收。