基于3种干旱指标的天水地区干旱演变特征分析

利用1971—2011年天水地区河谷、渭北、关山区3个代表点的气象站资料,以湿润度指数(Mi)、标准化降水指数(SPI)、降水距平百分率(Pa)3种干旱监测指标及等级划分为基础,对天水各气候区的春、夏、秋3个主要作物生长时段干旱气候演变特征进行分析。结果表明,天水春季(3—5月)出现干旱灾害的气候风险最大,各气候区10年中有6~8年出现干旱,中旱以上干旱河谷区10年中有4~5年、渭北区有5~6年、关山区有2~4年出现;夏季(6—8月)干旱风险次之,各气候区10年中有6~7年出现干旱,中旱以上干旱河谷区10年中有2~4年、渭北区有2~3年、关山区有2~4年出现;秋季(9—10月)各等级干旱气候风险出现均较小。各季干旱风险主要出现在20世纪90年代初以后。     

陇东南旱作区大樱桃气候适宜性评估

【目的】评估陇东南旱作区大樱桃的气候适宜性,为当地大樱桃种植区划及推广栽培提供依据。【方法】运用陇东南大樱桃主产区天水市各地2004-2006年物候资料及1990-2008年气象资料,建立估算大樱桃温度、降水及综合气候适宜度模型,对大樱桃气候适宜性进行评估,并分析大樱桃不同生育期气候适宜度与气候产量的相关性。【结果】陇东南旱作区天水市种植大樱桃温度适宜度较好的是河谷区和渭北区;降水适宜度较高的为关山区和河谷区。温度对气候产量影响的显著时期为花期和萌芽期;降水影响气候产量的极显著时期为果实膨大期,其次为花期和果实成熟期。天水市河谷区大樱桃种植的综合适宜性最高,多年平均综合气候适宜度为0.66;其次是渭北区,多年平均综合气候适宜度为0.57;关山区最低,多年平均综合气候适宜度为0.40。20世纪90年代以来,气候变化对天水市大樱桃种植影响表现为,河谷区综合气候适宜度为上升趋势,渭北区变化不大,而关山区有所降低。【结论】天水市除关山区种植大樱桃有低温冻害的风险,综合适宜度较低外,其余各地均可栽培大樱桃,最适宜栽培区为秦州、麦积的藉渭河谷地,但应警惕大樱桃花期寒潮、强降温及晚霜冻的影响,加强对春季低温冻害的防范。     

渭北旱塬地区冬小麦全生育期的干旱-农业耦合特征研究

研究气象干旱和农业生产之间的耦合特性关系,对有效提高研究区作物的产量意义重大。本文以Arcgis为工具,运用频率分析、克里金插值和图形分析方法,对陕西省渭北旱塬地区29个县市1981—2007年的逐日有效降水资料进行分析计算,揭示了研究区针对冬小麦作物的干旱-农业耦合特征。结果表明:总体上3种不同干旱频率下陕西省渭北旱塬地区冬小麦缺水量东北部较多,由东北向西南逐渐减小,研究区中部的变化幅度最大;冬小麦缺水量最多的地区在黄龙县、洛川县周围,缺水量最少的地区在宝鸡金台区周围;频率为80%的设计全生育期干旱降水量情况下,乾县-彬县形成了一个缺水量较少的纵向条带;而干旱频率为90%的设计全生育期降水量情况下,在渭北旱塬中东部地区冬小麦缺水量变化梯度较大,最缺水的等级囊括的范围最小;干旱频率为95%的设计全生育期降水量情况下缺水量最小的地区面积扩大至咸阳西部。     

陕西关中冬小麦气候适宜度分析

利用气候适宜度模型对陕西关中地区1986年以来的冬小麦不同生育期和全生育期的气候适宜度进行计算。结果表明：在冬小麦生长发育期间,温度适宜度和光照适宜度最高,降水适宜度最小;自1986年以来,随着气候变暖,多年温度、光照、气候适宜度变化呈逐年上升,降水适宜度则呈现逐年降低,从变化倾向来看,光照、温度和气候适宜度以每年0.004 4、0.000 2和0.001 3的速度升高,降水适宜度以每年0.002 1的速度减少。在气候变化背景下,对于关中地区冬小麦生产而言,光热资源较为充足,降水则是影响冬小麦生长发育主要气候因素,且随着气候进一步变暖,降水对冬小麦生产的影响将更加明显。     

黄土旱塬区近40年降水对冬小麦耗水和产量的影响

冬小麦是黄土旱塬区重要口粮作物,产量受降水等因素影响较大,为研究降水对冬小麦耗水规律和产量的影响,收集、统计甘肃省农业科学院镇原试验站近40年冬小麦长期观测数据,分析冬小麦产量、耗水量等指标随降水变化的趋势。结果表明,黄土旱塬区近40年冬小麦产量以每年51.2 kg·hm-2速度增加,但持续系数仅为0.43;10月中旬至11月中旬、3月中上旬、5月上旬和下旬降水量增加,产量随之显著增加;全生育期降水满足率为64.4%,干旱年型仅为52.7%,不同生育时期中拔节-灌浆期满足率最低。冬小麦生育期耗水量近40年呈降低趋势,平均为361.3 mm,播种-返青期耗水占全生育期的34.3%,为全生育期耗水最大的时期;干旱年和平水年分别在出苗-拔节期和拔节-灌浆期降水满足率最低,分别为36.9%和42.2%,此阶段降水对冬小麦产量影响显著。冬小麦产量相关的因素由高到低依次为耗水量>穗数>穗粒数>播前底墒>生育期降水量>全年降水量。近40年来黄土旱塬区冬小麦稳产性差,原因为播种-返青期耗水占全生育期比重较大,降水满足率低,影响了冬小麦分蘖成穗和水分高效利用。以上结果表明,...     

全球气候变化对作物气候适宜性的影响--以河南省冬小麦为例

运用建立的冬小麦气候适宜模型对全生育期气候适宜度年际变化进行了计算。结果表明,不同生育期三因子(降水、温度和光照)及其组合的累积距平变化反映了不同生育时段气候因子对冬小麦生长的作用大小及其趋势变动。分析发现,受近年来全球变暖的影响,冬小麦拔节期温度与降水适宜度明显提高。     

气候变暖对天水冬小麦生长发育的影响

运用天水农业气象试验站1981～2008年冬小麦生育期观测资料及麦积国家基本气象站同时期的气象资料,分析了近28年气温升高对冬小麦生长发育的影响。结果表明,1981～2008年天水年平均气温以0．04℃／a的线性趋势上升,其中升温幅度最大的为春季,最小的为夏季。受气温升高的影响,冬小麦全生育期温度适宜性逐年代变好,拔节期～抽穗期、抽穗期～乳熟期温度适宜度线性上升明显。冬小麦返青以后,各生育期提前比较明显,起身期、拔节期、开花期、成熟期分别以0．97、0．50、0．40、0．36d／a的速度提前。全生育期天数以O．59d／a的速度减少,1988～2008年全生育期减少了20d。返青期～拔节期、抽穗期～开花期间隔日数分别以0．57、0．16d／a的速度减少。冬小麦生育期天数减少,有利于气候资源的充分利用,但也增加了生长后期的水分胁迫。     

气候要素、品种及管理措施变化对河南省冬小麦和夏玉米生育期的影响

为揭示气候要素和品种及管理措施变化对冬小麦和夏玉米生育期的影响,利用1980—2014年河南省30个冬小麦站点和18个夏玉米站点的物候观测资料和逐日气象资料,通过一阶差分结合逐步回归的方法分析生长季温度、降水和辐射3个气候要素变化以及品种及管理措施变化对冬小麦、夏玉米全生育期和各生育阶段长度的影响。结果表明:1)河南省冬小麦返青期推迟,拔节、抽穗和成熟期提前;返青-拔节期、拔节-抽穗期分别缩短了4.8±1.9和3.3±0.9 d/10年,抽穗-成熟期延长了2.3±0.8 d/10年,全生育期长度无显著变化趋势。夏玉米大部分站点物候期变化趋势不显著;44%的站点全生育期延长,主要表现在抽雄-成熟期延长2.5±1.4 d/10年。2)冬小麦生长季温度升高,33%的站点降水减少,总辐射无显著变化趋势;气候要素变化主要发生在返青-拔节期。夏玉米生长季温度升高的站点占39%,降水量无显著变化趋势,39%的站点日均总辐射减少;温度升高主要发生在出苗-拔节期,日均总辐射减少主要发生在出苗-拔节期和抽雄-成熟期。3)冬小麦全生育期长度对温度、降水和辐射变化均较敏感,夏玉米全生育期长度对温度和辐射变化敏感。温度、降水和日均总辐射变化使河南省冬小麦全生育期平均缩短了6.3±4.2 d/10年,使夏玉米全生育期平均缩短了0.8±0.9 d/10年;而品种等其他因素使冬小麦和夏玉米全生育期分别延长了5.2±5.4和2.6±2.6 d/10年。气候要素变化缩短了河南省冬小麦和夏玉米的生育期,品种及管理措施等因素改变减缓了气候的负作用。但是各要素变化对河南省冬小麦、夏玉米全生育期、各生育阶段长度的影响仍存在较大的不确定性。     

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。     

临汾市冬小麦生育期降水对产量的影响分析

冬小麦产量的变化主要受降水、温度、光照等气象要素的影响,其中,以降水尤为明显。冬小麦全生育期对降水量的需求不尽相同,拔节—抽穗期和抽穗—乳熟期是冬小麦需水最大的时期,降水对产量的影响也最大。临汾市冬小麦生育期降水量的变化是影响冬小麦产量的主要因素。1985—2008年冬小麦产量和降水的对比分析发现:4月份(拔节—抽穗)降水量的多少对冬小麦产量影响很大,降水量与小麦产量呈正相关,在适宜的范围内,降水量偏多的年份为增产年,降水量偏少的年份为减产年;在冬小麦全生育期,临汾市多年平均降水量小于冬小麦生育期需水量;在春季降水异常的年份中,降水量偏少比降水量偏多对冬小麦减产影响明显;在冬小麦生育后期,降水因素(降水量与降水日数)是影响冬小麦产量的主要因素。     

5月份气候变化对宝鸡地区冬小麦产量的影响分析

气候变化常常会导致小麦产量波动,5月份作为冬小麦生育的关键期,该时段气候变化对冬小麦产量影响较为显著。[目的]为了促进冬小麦产量的提升, [方法]利用宝鸡地区近16年来5月份的气温、降水、日照等气候数据,与宝鸡地区冬小麦单位面积产量进行相关分析。 [结果] [结论]结果显示：宝鸡地区冬小麦5月生育的适宜生长的气温为20 ℃左右;冬小麦单产与5月份降水量之间存在着负相关的关系,但降水量减少所带来的冬小麦增产并不是无限的;冬小麦单产与5月日照累计时长没有明显的线性相关,但产量会随光照时长逐渐增多,充足的光照对于冬小麦5月生育有重要的意义。     

近39年来渭河上游主要气候因子变化特征

渭河是影响陕西关中地区及甘肃东部工农业生产及人们生活的重要河流。为了探索近39年渭河上游主要气候变化特征,运用1971～2009年渭河上游流域11个气象站的资料,对气候因子变化特征进行了分析。结果表明,流域内降水呈下降趋势。温度以0.3℃/10a趋势上升,冬、春季增温趋势为0.4℃/10a,夏、秋季增温趋势不明显。潜在蒸散近年呈逐年上升趋势。降水减少、温度升高、潜在蒸散加强将不利于上游流域内及下游生态系统健康运行,加剧水资源的短缺程度。     

鄂北冬小麦生育期气候变化分析

利用鄂北冬小麦产区8个气象观测站1971～2010年共40年冬小麦生育期降水、气温和日照资料,运用线性统计方法探讨了鄂北冬小麦生育期气候变化规律。结果表明,冬小麦全生育期平均温度变化总体呈上升趋势,倾向率为0.37℃/10年,降水量增加的速度不大,降水量变化倾向率为1.44 mm/10年,日照时数变化的倾向率为-13.3 h/10年,日照时数减少直接作用是太阳总辐射的下降。冬麦区气候变暖特征明显,对冬小麦生育期的影响显著。     

气象因素对冬小麦生育和产量影响研究

利用庆阳市气象局气象资料和陇东学院农林科技学院冬小麦试验田试验资料,分析2003～2010年庆阳市冬小麦生育期的气候变化特点及其对冬小麦产量的影响,并对该试验区域冬小麦各生育阶段主要气象因素与小麦产量相关性分析.结果表明,该区气象因素变化最大的是降水量,其次是日照和积温,其中底墒水的变幅最大,其次是后期降水;对冬小麦生长影响而言,前中期日照不足,前期气温偏高（即暖冬）,后期降水过多,气温偏低,以及前期干旱、后期大风雨天气均对小麦生产不利,反之则有利.     

三峡库区蓄水后气候特征及其对生产潜力的影响

选用三峡库区33个台站1960～2008年气象资料,利用＂作物生长动态统计＂模型方法,计算了三峡库区水稻、玉米、冬小麦的气候产量及三峡水库蓄水后气候生产潜力的变化情况。结果表明,三峡库区气温在20世纪80年代末以前波动降低,而在80年代末后增温迅速;降水量在90年代末期前变化不大,在90年代末期以后略有减少;日照时数则是在60、70年代较多,80年代后相对较少,且变化不大。水库蓄水后整个库区气温升高;而降水在库区南部减少,在库区西北部增加;日照时数除了在库区西南部的垫江附近增加外,其余大部地区都是减少的。蓄水后,水稻气候生产潜力在库区西北部和东北以减小为主,而在库区南部以增大为主;玉米的气候生产潜力在库区东北部和西南部是减小的,在其余地区都是增大;冬小麦的气候生产潜力在整个库区以增大为主。     

华北冬小麦降水亏缺变化特征及气候影响因素分析

为了探究气候变化背景下作物降水亏缺变化规律和影响因素,该文基于华北地区1971－1980年和2001－2010年气象数据和冬小麦生育期资料,研究了冬小麦生育期内降水亏缺变化特点,利用构建的敏感度分析模型探讨了降水亏缺量对主要气候要素的敏感性特征,主要结论：2001－2010年华北中部地区冬小麦全生育期内干旱加重,降水亏缺面积略有增加;播种—返青期内降水亏缺程度自江苏徐州—河南许昌一线往北都有所加剧,返青—拔节期内降水亏缺程度缓解,拔节—抽穗期内降水亏缺程度加重,仅在山西中部太原地区降水略有盈余,抽穗—成熟期内降水亏缺有所缓解;冬小麦拔节—抽穗期降水亏缺量对日照时数高度正向敏感站点最多,主要分布在河北北部地区和安徽省,其次是风速,对温度和降水的高度正向敏感站点最少。该文为制定灌溉定额,农业水资源管理和缓解水资源供需矛盾提供科学依据。     

1961-2010年中国主要麦区冬春气象干旱趋势及其可能影响

【目的】近年来,连续发生的冬春连旱事件已经严重威胁到冬小麦的安全生产和粮食增产,本研究以中国主要麦区为研究对象,分析1961-2010年中国北方主要麦区冬春季降水、无降水日数和极端干旱频率的变化趋势及其对当地冬小麦生产的可能影响,揭示冬春干旱在当前气候背景下的演变趋势,为科学应对冬春干旱提供依据。【方法】采用线性倾向估计与Robust F线性显著性检验分析1961-2010年中国北方各站点冬春季降水、冬春季无降雨日数的线性倾向与显著性,揭示冬季、春季和冬春季的降水和无降雨日数的年代际变化趋势;根据气象干旱等级的国家标准GB/T 20481-2006将干旱5个等级中的重旱和特旱定义为极端干旱,基于降水距平的滑动平均,计算1961-2010年各年冬春季极端干旱频次的线性倾向,分析极端干旱发生频次的年际变化趋势和干旱风险剧增区降水的时间变化,揭示干旱时间动态趋势。【结果】(1)1961-2010年,华北为中心的冬麦区冬春气象干旱呈加剧趋势,其中心区域山西、河北和山东西北部冬春两季极端干旱的频次呈现增加趋势,陕西东部和湖北西北部春极端干旱的频次也呈增加趋势;(2)1961-2010年华北冬麦区的冬季降水呈减少趋势,且无降水日数呈增加趋势,即冬季气象干旱呈加剧趋势,其他区域的冬季降水呈增加趋势,无降水日数呈减少趋势;(3)1961-2010年华北冬麦区、黄淮冬麦区中南部和西北春麦区南部的春季降水均呈减少趋势,且无降水日数呈增加趋势,其他区域春季降水呈增加趋势,无降水日数呈显著减少趋势;(4)从重点区域降水的时间动态看,近20来华北地区的冬季和春季降水呈急剧下降趋势,无降水日数呈显著增加趋势,冬春气象干旱风险呈剧增趋势;近50年来黄淮冬麦区和长江中下游冬麦区的冬季降水呈增加趋势,而春季降水呈下降趋势,无降水日数呈增加趋势,长江中下游麦区20世纪70年代中期以后春季降水呈持续下降趋势。【结论】华北地区冬春季降水呈急剧下降趋势,无降水日数呈增加趋势,华北冬小麦冬、春干旱势必由于地下水位的持续下降和抗旱成本的增加而导致干旱风险加大;黄淮冬麦区南部和长江中下游冬麦区的春季降水尽管也呈下降趋势,由于该区域春季平均降水量对小麦来说以偏多为主,降水减少还不会影响到小麦生长,该区域降水的减少可能对冬小麦生长有利;气候干旱区东北和内蒙春麦区、西北春麦区西部50年来的冬春季降水呈增加趋势,有利于春小麦生产。     

1961～2004年北方冬麦区气候变率和变化特征

[目的]研究1961～2004年北方冬麦区气候变率和变化特征。[方法]利用我国北方冬麦区55个气象站点1961～2004年的温度、降水、日照等气象资料和冬小麦产量资料,采用一元线性回归、相关系数、气候倾向率等统计方法,对我国北方冬麦区的日照时数、温度、降水等农业气候资源的时空演变特征进行了分析。[结果]1961～2004年北方冬麦区年平均温度、年降水、年日照时数在空间上均呈一定的纬向分布,降水和温度从南向北逐渐减少,日照时数则从南向北逐渐增加。44年来北方冬麦区年平均温度总体呈上升趋势,不同地区的年平均温度总体基本都是增温的,但增温速率存在地区差异,年平均温度在纬度较高地区比纬度较低地区升温明显;年降水量总体呈减少趋势,不同地区年降水倾向率存在显著的差异,中部和西部降水量减小的速度比其他地区大;年日照时数总体呈下降趋势,绝大多数地区年日照时数倾向率均为负值,但不同地点有一定的差异,减幅较小的地区散布在西部（包括陕西中部、山西南部及山东东南部的部分地区）,河南南部、山东西北部、河北南部等地区减幅较大。[结论]该研究为北方冬麦区气候的历史演变提供理论依据。     

气候资源变化对阜阳地区主要农作物产量的影响

利用1986—2015年阜阳市逐日降水、气温、日照资料,分析气候变化趋势,并以当地主要农作物冬小麦为例,分析气候变化对该地区农作物产量的影响,针对其不利影响提出农业领域应对气候变化的策略。结果表明,近30年来阜阳地区热量资源有所增加,但在增温的同时,降水及日照时数却略有下降。降水时期分布不均,特别是拔节孕穗期降水量的多寡是冬小麦产量的限制因子;越冬期≥10℃积温的提高,有助于冬小麦的安全越冬,但也造成虫口密度增加,导致病虫害危害加剧以及杂草蔓延。应从调整种植制度、加强新品种选育、加强农业气象灾害防御、加强农业基础设施建设等方面来应对气候变化对农作物的不利影响。