田间增温1.5℃对高纬度粳稻产量和品质的影响

【背景】水稻是我国最重要的口粮作物。东北稻区不仅是我国高纬度优质粳稻的重要产区,约占我国粳稻总产50%以上;也是我国气候变暖最明显区域,近半个世纪来该区年平均气温上升了1.1℃。【目的】研究气候变暖情境下东北稻区水稻产量和品质的变化,为保障我国优质粳稻生产提供参考依据。【方法】结合田间开放式远红外增温装置,设置全生育期增温1.5℃和不增温处理,分析田间开放式增温1.5℃对高纬度粳稻生育期、产量及产量构成、加工品质、外观品质、营养品质和蒸煮品质的影响。【结果】与不增温相比,2017年和2018年增温处理的水稻全生育期天数分别减少了6—7 d和4—5 d,主要表现在抽穗前天数缩短;增温处理下龙稻5号和龙稻18两年平均产量分别提高了5.8%和14.4%,其主要得益于单位面积的有效穗数增加;增温显著降低了籽粒中直链淀粉含量,但对糙米率、精米率、整精米率和蛋白质含量影响不大;增温有增加水稻淀粉峰值黏度、热浆黏度和最终黏度,降低淀粉消减值的趋势,但对回生值无显著影响。【结论】基于高纬度稻区较低的背景温度,增温1.5℃对水稻产量和稻米蒸煮品质具有一定的促进作用,但未来增温幅度升高将会加大该稻区稻米品质变化的不确定性。     

东北稻作系统对气候变暖的实际响应与适应

【目的】明确气候变暖对作物生产的实际影响,降低对未来粮食安全预测的不确定性。【方法】依据东北水稻生产和气候变化的长期观测数据,并结合田间开放式增温试验（free air temperature increase,FATI）,系统研究稻作系统对气候变暖的实际响应与适应。【结果】历史数据分析发现,近几十年来东北水稻单产与其生长季的气温呈明显递增趋势,相关显著,但与降水量变化相关不显著。理论推算表明,水稻生长季最低气温升高1℃,水稻单产可提高6.0%以上。田间试验发现,在目前的气温背景下,水稻冠层气温升高1℃,单产可提高10%左右。近四十年来东北水稻新品种的生育期每10年约延长3 d,与近二十年来田间观测到的水稻实际生育期延长幅度基本一致,达5 d左右;与1970年相比,2010年黑龙江省的水稻种植面积扩大了24倍,种植重心向北位移了近110 km,与东北水稻生长季≥10℃有效积温带北移的幅度一致。【结论】气候变暖对东北水稻的直接增产效应显著,稻作系统可以通过品种改良、栽培改进和区域调整等策略来逐步适应气候变化的趋势。在应对气候变化的稻作制度调整上,应充分挖掘增温的增产效应及作物系统的适应潜力,调整时机和幅度应适当迟后于预测的气候变化进程。在气候变暖的大趋势下,要注意因水稻生育期延长和种植区域北扩而可能遭遇的低温冷害等极端性天气。     

气候变暖对成都水稻安全播种期的影响

为了探明气候变暖对成都市水稻安全播种期及农事生产的影响,选取成都市13个气象观测站40年(1970-2009年)的逐日温度资料和3个农业气象基本站的水稻生育期观测资料,采用数理统计方法研究了温度变化和气候变暖对成都水稻安全播种期的影响。结果表明:自1976年以来,成都市的年平均温度基本上是3年为一振动周期,1996年开始,年平均温度和3月平均温度升高,水稻生长季延长。结合10℃、12℃初日到来时间和水稻抽穗扬花期及灌浆期的温度要求分析得出,成都中部地区的水稻安全播种期由原来的清明前后提前到3月27日,南部地区提前到3月24日,北部地区提前到3月31日。     

刍议气候变暖对北方种子生产的影响

气候变暖主要是指由于人为因素而导致一段时间内所出现的地球大气与温度升高的自然现象,气候变暖会对动植物的分布、粮食生产的稳定性以及人们的健康状况产生很大的影响。种子生产主要包括良种繁殖、种子加工、种子检验以及包装等过程,最后生产出优质种子,气候变暖对我国北方的种子生产产生了很重要的影响,本文主要对气候变暖的表现和气候变暖对北方种子生产的影响及其应对措施进行了分析和探讨。     

气候变暖背景下中国南方水稻生长季可利用率变化趋势

【目的】研究1951—2010年中国南方主要熟制水稻生长季可利用率的空间分布特征及演变趋势,为南方稻作区种植制度调整提供理论参考。【方法】基于前人种植制度区划方法将南方稻作区分为16个水稻种植亚区,假设不同稻作制的作物品种搭配不变,采用水稻生育期气象生态模拟方法,利用水稻潜在生长季长度与理论生长季长度的比值,评价气候变化背景下研究区域各亚区水稻生长季可利用率的分布特征及演变趋势。【结果】利用ArcGIS对1951—2010年水稻潜在生长季长度的地理分布函数进行运算,获取了南方稻作区80%保证率水稻潜在生长季长度的10 km×10 km的空间分布数据;数据结果表明,气候变化背景下南方稻作区水稻潜在生长季长度呈先增后减的变化趋势,单季稻种植区水稻潜在生长季长度增幅大于双季稻种植区;研究区不同熟制水稻的理论生长季呈缩短趋势,单季稻种植区缩短天数大于双季稻种植区;水稻潜在生长季的延长和水稻理论生长季的缩短造成了水稻生长季可利用率呈增加趋势。【结论】气候变暖背景下中国南方主要熟制水稻生长季可利用率呈增加趋势,合理安排熟制、提高复种指数是气候变化背景下提高水稻生长季利用率的主要措施。     

气候变化对我国主要C3作物影响的研究进展

针对当前全球气候变暖的事实,未来大气CO_2浓度升高、气温增加对我国主要粮食作物的生长发育和产量品质等产生影响。从大气CO_2浓度升高、增温2个方面综述了气候变化对C3作物水稻、小麦和大豆的影响研究,并提出了未来的研究方向,为了解未来我国主要粮食作物C3作物的生产状况及保障我国粮食安全提供依据。     

气候变暖对玉门市啤酒花的影响

气候变暖对农业生产的影响：20世纪80年代起,气候变暖问题越发严重,引起我国政府和科技界的广泛关注。相关机构推行一系列科研活动,研究其对我国经济发展的潜在影响,并在其导致的气温升高、CO₂浓度升高问题对农业的影响方面进行了深度挖掘。在全球温室效应持续发酵的大环境中,中国西北地区难逃气候变暖的厄运,气温呈持续攀升趋势。其导致的生态环境的恶化,对农作物熟制、布局和种植结构都产生不利影响^_[1]。本文通过对气候变暖各指标的分析,为啤酒花种植提供一定的理论依据。     

气候变暖对农业的影响分析

近年来，气候变暖一直是全球的焦点问题，它指的是在一段时间中，地球的大气和海洋温度上升的现象，主要是指人为因素造成的温度上升。气候变暖对农业的影响引起广大人民关注。温度升高，全球气候变暖，进而使社会经济特别是农业生产的持续发展和生态环境产生严重的影响和后果。因此，了解气候变暖影响以及针对气候变暖的措施是很重要的。     

气候变化对东北水稻生产的影响分析

全球气候变暖对农作物的生产造成了多方面的影响。水稻是我国三大粮食作物之一,东北水稻是我国粳稻的主产区,研究分析气候变化对东北水稻生产的影响,对保证我国粮食安全具有重要的意义。文章首先分析了东北地区气候变化的特点,从气候变化对东北水稻物候期、生育期、种植界限的影响分析气候变化对水稻生产的影响,并提出应对气候变化的对策建议。     

全球气候变暖对我国粮食作物生产的影响

分别阐述了全球气候变暖对我国小麦、水稻和玉米等粮食作物生产的影响,并提出了应对措施。     

The Possible Effect of Climate Warming on Northern Limits of Cropping System and Crop Yield in China

Significantly increasing temperature since the 1980s in China has become a consensus under the background of global climate change and how climate change affects agriculture or even cropping systems has attracted more and more attention from Chinese government and scientists. In this study, the possible effects of climate warming on the national northern limits of cropping systems, the northern limits of winter wheat and double rice, and the stable-yield northern limits of rainfed winter wheat-summer maize rotation in China from 1981 to 2007 were analyzed. Also, the possible change of crop yield caused by planting limits displacement during the periods 1950s-1981 and 1981-2007 was compared and discussed. The recognized calculation methods of agricultural climatic indices were employed. According to the indices of climatic regionalization for cropping systems, the national northern limits of cropping systems, winter wheat and double rice, and the stable-yield northern limits of rainfed winter wheat-summer maize rotation during two periods, including the 1950s-1980 and 1981-2007, were drawn with AreGIS software. Compared with the situation during the 1950s-1980, the northern limits of double cropping system during 1981-2007 showed significant spatial displacement in Shaanxi,Shanxi, Hebei, and Liaoning provinces and Beijing municipality, China. The northern limits of triple cropping system showed the maximum spatial displacement in Hunan, Hubei, Anhui, Jiangsu, and Zhejiang provinces, China. Without considering variety change and social economic factors, the per unit area grain yield of main planting patterns would increase about 54-106% if single cropping system was replaced by double cropping system, which turned out to be 27- 58% if double cropping system was replaced by triple cropping system. In Liaoning, Hebei, Shanxi, Shaanxi, Gansu, and Qinghai provinces, Inner Mongolia and Ningxia autonomous regions, China, the northern limits of winter wheat during 1981-2007 moved northward and expanded westward in different degrees, compared with those during the 1950s-1980.Taking Hebei Province as an example, the northern limits of winter wheat moved northward, and the per unit area grain yield would averagely increase about 25% in the change region if the spring wheat was replaced by winter wheat. In Zhejiang, Anhui, Hubei, and Hunan provinces, China, the planting northern limits of double rice moved northward, and the per unit area grain yield would increase in different degrees only from the perspective of heat resource. The stableyield northern limits of rainfed winter wheat-summer maize rotation moved southeastward in most regions, which was caused by the decrease of local precipitation in recent years. During the past 50 yr, climate wanning made the national northern limits of cropping systems move northward in different degrees, the northern limits of winter wheat and double rice both moved northward, and the cropping system change would cause the increase of per unit area grain yield in the change region. However, the stable-yield northern limits of rainfed winter wheat-summer maize rotation moved southeastward due to the decrease of precipitation.     

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。     

淮河流域小麦-水稻种植制度的气候适宜性

 【目的】定量研究淮河流域小麦-水稻种植制度对气候变化的响应,揭示种植制度适宜性的变化规律,明确种植制度适宜区的变动趋势,为因地制宜地制定科学可靠的种植制度提供依据。【方法】运用生态适宜度理论和模糊数学的方法,建立作物适宜度函数,同时结合空间插值的方法研究淮河流域麦-稻制的温度、降水、日照和气候适宜度。【结果】小麦-水稻种植制度的气候适宜度呈下降趋势;其中,温度适宜度呈上升趋势,降水适宜度和日照适宜度呈递减趋势。淮河流域麦-稻制气候适宜度的空间分布由东南沿海向西部山地递减,西南山区适宜度低于平原地区。在未来气候变化情景下,淮河流域麦-稻制的气候适宜度有所升高,但空间格局变化不大。【结论】淮河流域麦-稻制气候适宜度对近几十年来的气候变暖有明显的响应。     

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。     

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近年来,在全球变暖的大背景下,西北也经历着同样的变暖趋势,尤其是在西北干旱区新疆、甘肃河西走廊等地的棉花种植区,气候变暖对小麦生长发育的影响研究日益增多,但如何正确、合理的评价小麦对气候变暖的响应,已成为目前十分突出的科学和实际问题。在评价的过程中,评价指标的选择和确定是重中之重。鉴于此,本文筛选了几类重要的评价指标,主要有小麦生长发育、种植结构、地理分布、农业气象灾害、农业病虫害气象指标等,这些指标的选择为科学评价小麦对气候变化的响应奠定了一定的基础。     

基于Meta分析中国水稻产量对施肥的响应特征

目的 定量分析近30年施肥对中国水稻产量的综合效应和影响机制,为水稻种植区域肥料的科学施用提供依据。方法 以全国水稻土长期监测点为平台,将相应的监测数据按照种植区域、试验时间、种植制度、作物类型、施肥类型、土壤质地、土壤pH、土壤有机质含量、土壤全氮含量、土壤有效磷含量、土壤速效钾含量、土壤缓效钾含量进行分组,以不施肥处理作为对照,利用Meta-analysis方法探究施肥对水稻产量的综合效应及其影响因素。结果 近10年（2008—2017）以来,无论施肥与否,水稻产量均显著高于1988—1997和1998—2007年对应的水稻产量。与不施肥相比,施肥显著提高水稻产量,其提高幅度平均为80.8%。在西南地区施肥对水稻产量的提高幅度最高（98.5%）,显著高于华北地区（70.3%）。不同试验时间下,施肥比不施肥处理在1988—1997年对水稻产量提高的幅度（99.1%）高于1998—2007年（84.2%）和 2008-2017年（78.1%）。不同种植制度下,施肥较不施肥处理能显著提高一年三熟水稻产量（92.0%）,且提高幅度均高于一年一熟（76.2%）和一年两熟（81.9%）。与不施肥相比,双季稻施肥对水稻产量的提高幅度（85.9%）高于单季稻区（75.9%）和水稻-其他作物（79.5%）。与不施肥相比,有机肥与无机肥配合施用对水稻产量提高幅度（88.3%）高于化肥单施处理（76.6%）。施肥较不施肥处理能显著提高黏质土壤水稻产量（92.0%）,提高幅度显著高于砂质土壤（58.0%）和壤质土壤（77.5%）。随着土壤有机质和有效磷含量的增加,施肥较不施肥处理水稻产量提高的幅度呈降低趋势。在较高的土壤pH（＞7.5）、较低土壤全氮（＜1.5 g·kg ^-1）和缓效钾（＜150 mg·kg ^-1）情况下,施肥较不施肥处理水稻产量提高的幅度较高。随机森林分析结果表明：施肥对水稻产量提高幅度主要受水稻种植区域、土壤全氮和种植制度的影响。此外,肥料的农学效率与施肥对水稻产量增产幅度呈极显著正相关。结论 虽然当前施肥对水稻产量增加的趋势在降低,但是适量的肥料投入（尤其是西南地区）是提高和维持水稻高产的重要措施,尤其是有机肥与无机肥配合施用增产效果更加显著。同时,在种植制度的基础上,各水稻种植区域应结合土壤质地、土壤氮素和钾素等方面作为肥料投入的主要依据。     

西北干旱半干旱区小麦对气候变化响应的评价指标体系*

近年来,在全球变暖的大背景下,西北也经历着同样的变暖趋势,尤其是在西北干旱区新疆、甘肃河西走廊等地的棉花种植区,气候变暖对小麦生长发育的影响研究日益增多,但如何正确、合理的评价小麦对气候变暖的响应,已成为目前十分突出的科学和实际问题。在评价的过程中,评价指标的选择和确定是重中之重。鉴于此,本文筛选了几类重要的评价指标,主要有小麦生长发育、种植结构、 地理分布、农业气象灾害、农业病虫害气象指标等,这些指标的选择为科学评价小麦对气候变化的响应奠定了一定的基础。     

The Effects of Climate Change on the Planting Boundary and Potential Yield for Different Rice Cropping Systems in Southern China

Based on climate data from 254 meteorological stations, this study estimated the effects of climate change on rice planting boundaries and potential yields in the southern China during 1951-2010. The results indicated a signiifcant northward shift and westward expansion of northern boundaries for rice planting in the southern China. Compared with the period of 1951-1980, the average temperature during rice growing season in the period of 1981-2010 increased by 0.4＆#176;C, and the northern planting boundaries for single rice cropping system （SRCS）, early triple cropping rice system （ETCRS）, medium triple cropping rice system （MTCRS）, and late triple cropping rice system （LTCRS） moved northward by 10, 30, 52 and 66 km, respectively. In addition, compared with the period of 1951-1980, the suitable planting area for SRCS was reduced by 11%during the period of 1981-2010. However, the suitable planting areas for other rice cropping systems increased, with the increasing amplitude of 3, 8, and 10%for ETCRS, MTCRS and LTCRS, respectively. In general, the light and temperature potential productivity of rice decreased by 2.5%. Without considering the change of rice cultivars, the northern planting boundaries for different rice cropping systems showed a northward shift tendency. Climate change resulted in decrease of per unit area yield for SRCS and the annual average yields of ETCRS and LTCRS. Nevertheless, the overall rice production in the entire research area showed a decreasing trend even with the increasing trend of annual average yield for MTCRS.