近50年气候变化对黑龙港流域棉花需水规律的影响

针对气候变化对作物需水量的影响,研究主要气象因子和作物需水量的变化趋势。应用黑龙港流域棉花试验数据,对棉花需水量和主要气象因子近50年的变化进行趋势检验,分析该地区近50年的棉花需水量变化趋势。结果表明,近50年黑龙港流域气温呈上升趋势,相对湿度、日照时数和风速均呈不同幅度的下降趋势,降水量变化趋势不明显。棉花全生育期需水量总体呈下降趋势。在各生育阶段中,苗期、蕾期和吐絮期需水量总体呈下降趋势,花铃期需水量呈显著上升趋势。风速和日照时数是影响黑龙港流域棉花全生育期需水量的主要气象因子,气温和相对湿度是影响棉花花铃期需水量的主要因子。     

黄淮海地区冬小麦-夏玉米生育期内水分供需时空变化特征

为明确影响黄淮海地区作物需水的关键气象因子及其变化特征,基于该地区的66个国家标准气象站点1987—2016年长时间序列的逐日观测资料,采用敏感性分析、因子趋势检测和GIS空间分析等方法,定量计算冬小麦-夏玉米生育期内的有效降水量(Pe)、作物需水量(ETc)及灌溉需水量(ETaw),分析1987—2016年黄淮海区冬小麦-夏玉米水分供需的时空变化特征以及ETc对不同气象因子的敏感性差异。研究表明,1987—2016年冬小麦生育期内Pe远不能满足其生长需求,年均ETaw达264mm,特别冬小麦生育期内Pe呈较明显的下降趋势,伴随气温不断升高,使其面临较严重的水分亏缺;而夏玉米生育期与Pe耦合度高,年均ETaw仅为79mm。黄淮海地区北部为冬小麦ETc和ETaw的高值区,南部ETaw相对较低,但1987—2016年增加趋势明显。相对湿度和气温对ETc的影响最大,其次是平均风速和日照时数,相对湿度的减少和气温的显著升高都将导致ETc的增加。     

气候变化背景下冀西北半干旱区玉米水分盈亏变化特征

为研究气候变化条件下冀西北半干旱区玉米水分盈亏情况,本文基于1991-2020年气象数据,分析玉米需水量的主要影响因素和变化特征,通过水分盈亏指数(CWSDI)研究玉米生育期内各月份的水分供应情况。结果表明：玉米全生育期多年平均相对湿度、日照时数和平均风速随着年际的变化不断降低,平均温度则呈上升趋势,其中日照时数变化尤为显著。生育期内玉米需水量呈先增后减的抛物线趋势,需水量与日照时数和平均温度呈显著正相关,与平均相对湿度呈显著负相关。多年降雨量呈先降后升的变化趋势,仅存在一个突变点,未出现“反复震荡”变化趋势。玉米全生育期不同月份有发生干旱的可能性,其中7~8月份正值灌浆期,应及时监测玉米水分情况,防止水分亏缺造成减产。本研究以期为冀西北半干旱区玉米科学灌溉提供参考。     

近59年保定市谷子生育期需水变化特征和影响因素分析

[目的]利用保定市气象站1955—2013年逐日气象数据,分析谷子各生育时期需水量、有效降水量和水分亏缺指数变化特征,以期为保定市谷子生产制定合理的灌溉制度。[方法]利用FAO推荐的Penman-Monteith公式对谷子生育期需水量进行计算,分析谷子需水规律及影响因素。[结果](1)保定市谷子生育期需水量、有效降水量和水分亏缺指数多年平均值为372.44mm、301.49mm和0.45,年际发生干旱的概率为33.90%。谷子生育期需水量整体上呈减少趋势,气候倾向率为-1.93mm·10a~(-1),主要是由于6月下旬(播种-拔节)和7月中旬(拔节-抽穗)需水量显著减少造成的。丰水年、平水年和干旱年谷子生育期需水量分别为355.01 mm、364.12 mm和390.36 mm,有效降水量分别为463.75mm、296.10mm和186.79mm。(2)谷子生育期季节性干旱明显,8月上旬、9月上旬和中旬均出现轻旱,8月上旬(抽穗-灌浆期)水分亏缺指数显著升高,干旱风险增加。丰水年未形成干旱;平水年在8月上旬和9月中旬达到轻度干旱;干旱年8月上旬处于中旱,8月下旬～9月中旬均处于轻旱。(3)谷子需水量与平均气温、最高气温、日照时数和风速均呈极显著正相关关系(P0.01),与相对湿度呈极显著负相关关系。造成谷子生育期需水量减少的原因是日照时数减少和风速降低,气候倾向率分别为-38.1h·10a~(-1)、-0.04m·s~(-1)·10a~(-1)。需水量与气象因子建立的回归方程为ET_c=13.89 T_(mean)-2.20 T_(max)-1.53 RH+0.22 n+30.43 U_2-1.15。[结论]保定市谷子抽穗-灌浆期干旱风险较大,因此在农业生产中,应当注意完善该时期灌溉制度,加强保水抗旱措施。     

近35年吴桥县夏玉米水分亏缺变化趋势分析

为探讨自然降雨和有限灌溉条件下提高夏玉米的产量和水分利用效率。本研究利用1981—2015年吴桥气象数据和SIMETAW模型,分析黑龙港流域夏玉米全生育期及播种-出苗、出苗-拔节期、拔节-吐丝期和吐丝-成熟期4个生育阶段的有效降水量、需水量、降水耦合度和水分亏缺指数(CWDI)的变化趋势,同时分析水分亏缺对夏玉米产量的影响。结果表明:1)近35年来夏玉米全生育期水分亏缺指数呈不显著下降趋势;降水耦合度呈不显著上升趋势;需水量呈显著上升趋势。生育期延长是夏玉米需水量上升的主导因素,30年来生育期延长20多天;2)夏玉米全生育期干旱程度主要为无旱和轻旱,概率分别为51.43%和45.71%,播种-苗期和吐丝-成熟期水分亏缺指数最高;3)一般年份,夏玉米需水量与降水耦合度高,降水基本能满足夏玉米生产;水分亏缺严重的年份,应在吐丝-成熟期补灌1次。     

鲁中地区夏玉米水分盈亏及灌溉需水量的时空变化特征

利用1980—2014年鲁中地区气象资料和夏玉米生育期资料,采用Penman-Monteith模型和单作物系数计算夏玉米各生育阶段需水量,利用美国农业土壤保持局推荐方法计算有效降水量、水分盈亏系数(CWSDI)和灌溉需水量,分不同生育期进行时空变化分析探讨。结果表明:近35年来,鲁中地区夏玉米全生育期和各生育期需水量均随时间变化呈减少趋势,拔节—抽雄期是需水量最大的阶段,随时间变化减少幅度最大,全生育期需水量主要空间变化规律一致,减少强度中心在中北部地区。全生育期和各生育期有效降水随时间变化呈增加趋势,2003年是突变增加的开始年份,全生育期增加强度中心在南部山区,拔节—抽雄期增加强度中心在中部平原。全生育期CWSDI随时间变化呈增加趋势,拔节—抽雄期增加幅度最大,自南向北递减。为满足夏玉米需水要求,全生育期平均灌溉需水量228 mm,拔节—抽雄期是灌溉需水量最大的阶段,随时间变化呈减少的趋势,减少强度中心在中部地区。研究结果可为鲁中地区夏玉米干旱监测评估、适时灌溉和提高水分利用效率提供数据支撑。     

黄淮海农作区玉米需水量时空变化特征比较研究

鉴于作物需水量变化趋势对制定灌溉策略与区域水资源配置的重要作用,依据黄淮海农作区50个标准气象站点50年逐日气象数据资料,基于SIMETAW模型,分析了黄淮海各农作亚区夏玉米、春玉米生育期需水量、灌溉需要量的时空变化趋势,主要气象因予时间变化趋势以及需水量与气象因子的相关性。结果表明：1）该地区夏玉米、春玉米生育期需水量平均值分别为321．70和456．70mm且近50年均呈下降趋势,两者降水耦合度分别为0．78、0．72;2）与夏玉米生育期灌溉需要量相比,春玉米生育期灌溉需要量地区差异大且下降更显著,但两者在豫西丘陵山地旱坡地一熟水浇地二熟区均呈上升趋势;3）夏玉米,春玉米需水量下降受太阳辐射、温度、平均风速、平均相对湿度、降水的综合影响,其中最主要气候原因为太阳辐射、温度;平均风速、降水量与之呈显著负相关,其他各因素为显著正相关。     

信阳市冬小麦需水量的时空分布及其气候影响分析

基于信阳市7个气象站点1961-2016年逐日平均气温、最高气温、最低气温、降水量、日照时数、相对湿度和平均风速等气象资料,采用一元线性回归法、相关分析法和多元线性回归模拟等,对信阳市近56 a冬小麦需水量分布规律及其主要影响因素进行分析研究,结果表明:1961-2016年信阳市冬小麦平均需水量为382.7～403.1 mm,呈弱增长趋势,研究区域内,空间变异较小,东部需水量较少、西部较多。冬小麦生育对降水的需求呈减少趋势,平均气温呈显著升高趋势,日照时数、相对湿度和风速呈显著降低趋势。平均气温、日照时数和风速与信阳市冬小麦需水量呈正相关关系,与降水量和相对湿度呈显著负相关关系。风速和平均气温对需水量的贡献最大。     

陇东黄土高原塬区夏季气候变化对春玉米发育及产量的影响

利用地处陇东黄土高原塬区的庆阳市西峰区1990—2018年夏季平均气温、降水量、日照时数、春玉米发育期及产量资料,分析了夏季平均气温、降水量、日照时数的变化特征及其对春玉米发育期和产量的影响。结果表明,夏季平均气温呈上升趋势,上升速率为每10年0.46℃;降水量呈波动增加趋势,增加速率为每10年4.22 mm;日照时数呈减少趋势,减少速率每10年为4.76 h。夏季平均气温偏高年较偏低年春玉米各平均发育期均提前,全生育期日数缩短,平均气候产量偏低;夏季降水量偏多年较偏少年春玉米各平均发育期均推迟,全生育期日数延长,平均气候产量偏高;夏季日照时数偏多年较偏少年春玉米各平均发育期均提前,但对全生育期日数和平均气候产量的影响不明显。夏季气象因子影响气候产量最显著的是降水量,其次是气温,日照时数与气候产量的相关性不显著。平均气温影响气候产量相关最显著的是拔节-抽雄期;降水量影响气候产量相关最显著的是拔节-抽雄期;日照时数影响气候产量相关最显著的是开花-吐丝期。     

1981—2017年和田地区玉米生育期气候资源特征分析

采用和田地区1981—2017年玉米生育期内气温、降水量和日照时数等气象资料,对和田地区玉米生育期内气候资源特征进行分析。结果表明,近37年和田地区气温明显上升,降水量略增多,日照时数趋于增多,光、热、水资源整体均趋于增多对玉米生长极为有利,但气候变暖导致极端气候事件频发,其中蒸发加剧、降水严重匮乏年份易出现干旱灾害。     

制种玉米蓄水规律与节水技术研究

玉米与其他作物相比,用水比较经济,但植株高大,绝对需水量较多,掌握玉米需水规律是合理灌溉的基础,据研究667m2产籽粒500kg,需水量在250~300m3。影响需水量的主要因素是气象、土壤、栽培措施和品种等,玉米生育期内积温高,相对湿度小,光照强,日照时数长,风力强,需水量就大。凡生长期长,叶面积大,气孔数目多的品种,蒸腾量较大,因而需水量也大。随着深耕深度、栽培密度和施肥量的加大,玉米需水量有增加趋势。此外土壤质地、水分及地下水位也影响玉米需水量。     

豫南雨养区夏玉米产量与气象因子的关系

根据豫南雨养区方城、西平两县1995-2008年的夏玉米单产和同期气象资料,分析了该区生长期间气温、降水量、日照时数等气象因子对夏玉米气象产量的影响。结果表明,水分影响夏玉米生育的全过程,与光照时数相比,气温显著影响产量,6月、8月的降水量、7月的气温是影响夏玉米产量的关键气象因子。     

气候变化对河北低平原冬小麦需水量及水分生态适应性的影响

在气候变化和水资源短缺背景下,河北低平原地区冬小麦生产面临着巨大挑战。本研究以沧州市吴桥县为例,分析该地区1981—2015年冬小麦生育期内各项气象因素变化特征,采用SIMETAW模型模拟冬小麦各生育期需水量变化,分析冬小麦各生育阶段的水分生态适应性,提出影响冬小麦各生育阶段需水量的重要气象因素。结果表明:近35年来,气温是冬小麦生育期内变化最为显著的气象因素,其中最低气温呈极显著上升趋势,增幅为0.41℃/10a,平均气温呈显著上升趋势,增温幅度为0.27℃/10a;其次是降雨量的变化,冬小麦生育期内降雨量历年来呈增加趋势,每10年增加6.06mm;其他气象因素均呈不显著上升趋势。在上述气候变化背景下,冬小麦生育期内需水量近35年总体呈上升趋势,其中1981—1998年需水量呈下降趋势,1998—2015年呈上升趋势;冬小麦3个生长阶段(播种~越冬、返青~拔节、孕穗~成熟)的需水量均为上升趋势,其中拔节~返青阶段需水量显著高于其他2个生育阶段,且水分生态适应性最差,降水耦合度多年平均仅为17.84%。影响冬小麦各生育阶段需水量的气象因素有所不同,其中影响冬小麦返青~拔节阶段需水量的主要因素包括空气相对湿度(-)、最高气温(+)、平均风速(+)、太阳辐射(+)、最低气温(+)。根据回归方程,预测吴桥县冬小麦生育期需水量在2020和2030年分别为466.7和472.6mm。本研究结果将为河北低平原地区冬小麦节水种植制度构建提供理论依据。     

河南省葡萄需水量的时空变化趋势及影响因素分析

基于河南省1960—2015年的17个基本气象站点的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式和作物系数法计算了河南省葡萄需水量;并利用线性趋势分析法和Mann-Kendall非参数检验法,对葡萄生育期需水量和不同月份需水量的年际变化趋势进行了分析。同时,也对其与气象因子的相关性进行了探讨。结果表明,1960—2015年,河南省葡萄生育期平均需水量为451.71 mm。56 a来,除4月份葡萄需水量呈不显著的上升趋势外,其他月份的需水量均呈下降趋势,尤其是6月、7月和8月的需水量均呈显著下降趋势。葡萄生育期需水量的空间分布特征为自西北向东南逐渐降低,豫西葡萄生育期平均需水量最高,为460.82 mm,豫南葡萄生育期平均需水量最低,为438.15 mm。对影响河南省葡萄生育期需水量的气象因子进行相关性分析表明,日照时数和平均风速与葡萄生育期需水量有极显著正相关性,平均相对湿度与生育期需水量呈极显著负相关性。     

南疆阿拉尔垦区棉花生育期气候资源变化特征分析

为探明气候变暖背景下南疆阿拉尔垦区棉花生育期气候资源动态变化规律,选取1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花生育期数据和同期地面气象数据,采用最小二乘法、Mann-Kendall非参数突变检验、滑动t检验和显著性分析方法,对南疆阿拉尔垦区棉花生育期气候资源动态变化及其突变进行了分析。结果显示：1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花全生育期降水量呈极显著增加趋势,相对湿度呈显著减小趋势,分别变化6.377 mm/10 a和1.583%/10 a,最高气温、最低气温、平均气温和积温均呈不显著增加趋势,气温日较差和日照时数均呈不显著减小趋势,主要表现在同期棉花播种－出苗期最高气温、平均气温和积温均呈极显著增加趋势,最低气温呈显著增加趋势;出苗－现蕾期气温日较差呈极显著增加趋势,积温和降水量均呈显著增加趋势;现蕾－开花期最高气温和降水量均呈极显著增加趋势,积温、气温日较差和日照时数均呈极显著减少趋势,平均气温呈显著降低趋势;开花－吐絮期降水量呈极显著增加趋势,气温日较差呈极显著减小趋势,相对湿度呈显著减小趋势;吐絮－停止生长期最高气温、降水量和日照时数均呈极显著增加趋势,其他时段各气候要素变化均不明显。1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花播种－出苗期最高气温、最低气温、平均气温、积温和日照时数分别在2014、1998、2012、1997和1998、2005年出现突变,出苗－现蕾期日照时数在2008年出现突变,现蕾－开花期最高气温、降水量、日照时数和积温分别在2001、2001、2007和2003、2010年出现突变,开花－吐絮期、吐絮－停止生长期和全生育期各气候要素均未发生显著突变。棉农应结合垦区棉花生育期气候资源量值及其动态变化规律适时调整田间管理措施。     

宁夏灌区玉米产量与气象因子关系初探

通过对产量与各生育阶段气象要素的相关性分析,研究宁夏灌区气候条件对玉米产量及其构成要素的影响。结果表明:平均气温、平均最高气温、平均最低气温、平均日较差、≥10℃平均积温、平均相对湿度、平均降水量、总日照等气象因子对玉米干物质的积累及产量有较大影响。其中,平均相对湿度及平均降水量对玉米生殖生长期的影响较为明显;平均气温、平均最高气温、总日照等气象要素对玉米全生育期的生长影响非常重要。一定范围内,温度越高、日照越充分,玉米产量越高;降水量和相对湿度越大,玉米产量越低。     

山西冬小麦作物需水量近45年变化特征

[目的]研究冬小麦生态需水量随气候变化的响应机制。[方法]利用1961~2005年山西冬小麦产区各县的气象资料和区域各农业气象观测站观测资料,根据区域冬小麦物候规律将山西冬小麦区分为5个区域,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式结合作物系数,分别计算5个区的冬小麦作物需水量,并结合同期降水量,分析各发育期冬小麦作物的需水、缺水变化规律,需水、缺水年际变化特征。[结果]结果表明,山西冬小麦各区域作物需水量在436.1~446.0 mm之间,表现出由轻旱-干旱-重旱区域作物需水量逐渐增加的趋势 以抽穗~灌浆期需水强度最大,冬前分蘖期和春季的拔节~灌浆期需水最为关键 生态缺水量平均为260 mm,缺水率在60%以上 各生育期返青~拔节期缺水率最大 气候变暖背景下,区域冬小麦生态需水量基本表现出下降趋势,而生态缺水率呈增加趋势,20世纪80年代需水量下降比较明显,缺水率则较小,从90年代开始随着暖干化趋势明显,作物缺水率也日益严重。[结论]抓好关键期水分利用、优化灌溉制度对提高冬小麦产量非常重要。     

近35年吉林省玉米气候适宜度及其变化

利用吉林省50个气象站1981～2015年的气象数据及玉米产量数据,利用模糊数学方法建立吉林省分区域玉米逐旬温度、降水、日照时数和气候适宜度模型,并利用加权分析法计算玉米全生育期、营养生长期、营养生长与生殖生长并进期、生殖生长期的单要素适宜度和气候适宜度,并分析其时空变化特征。结果表明:玉米全生育期、营养生长期各区域基本是日照时数适宜度最高,其次是温度适宜度,降水适宜度最低;并进期多数情况下温度适宜度最高,降水适宜度仍然最低;而生殖生长期日照时数适宜度最高,温度和降水适宜度不同区域不同年份高低不定。因此,水分是影响吉林省玉米生长发育的主要关键气象因子。各时期降水适宜度均呈西低东高的特点,导致气候适宜度基本也是西低东高。气候适宜度在各区域生殖生长期以及东部的并进期呈不显著上升趋势,其他各生育时期各区域均呈不显著的下降趋势。     

邢台地区夏玉米生产气候脆弱性分析

为明确邢台地区夏玉米产量波动的气象要素变化规律和玉米生产潜力发挥的限制因子,利用邢台地区17个气象站1971—2006年气象资料和1983—2006年夏玉米单产数据,对夏玉米生产潜力做出估算,以直线滑动平均法分离气象产量,进行了气象要素和气象产量间的通径分析,结果表明：邢台地区夏玉米光合生产潜力为24818kg/hm^2,光温生产潜力为20437kg/hm^2,光温水生产潜力为11723kg/hm^2,分别是现实生产力的3.6倍、2.9倍、1.7倍,水分条件是限制生产潜力发挥的主要因素;夏玉米趋势产量年际间变化较为平稳,气象产量年际间变化幅度较大,农业生产表现出气候脆弱性,生育期总降水量及总日照时数是年际间气象产量波动的主要因素,生育期总降水量与气象产量呈显著正相关,直接通径系数为0.363,气象产量与生育期总日照时数呈显著负相关,其直接通径系数为-0.385;生育期内以旬为时间序列气象因子中,气象产量与6月上旬日照时数、7月下旬平均气温、7月中旬降水量具有显著相关性。综合分析表明,邢台地区夏玉米生产的气候脆弱性与该地区降水量的年际间波动相关,发育关键期光温条件对夏玉米生产也具有重要的影响。     

海口市气候变化对水稻生育期和产量的影响

基于海口市农业气象观测站1983—2016年水稻生育期、产量和历史气象资料,分析了气候变化对水稻生育期和产量的影响。结果表明,海口市水稻生育期呈现不同程度推迟,营养生长期缩短,生殖生长期延长,各生育期内气温总体升高,其中最高气温升高最显著,日照时数总体减少。影响早稻产量的主要气象因子是生殖阶段的最高气温,故应重点关注对早稻生殖阶段的高温防范;晚稻生育期气温和日照时数与产量关系不显著,台风暴雨气象灾害可能是造成晚稻产量波动大的主要因素。