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。     

我国西北冬小麦生长发育对气候变化响应分析

西北地区为我国气候变暖较明显区域之一,为明确主要农作物冬小麦对气候变暖的响应程度,选取我国西北地区农业气象观测站冬小麦的发育期资料,运用线性统计方法分析其20多a来冬小麦的生长发育变化特征,研究西北地区主要农作物的生长发育对气候变暖的响应程度。结果表明:(1)西北大部分地区冬小麦的播种日期推迟。(2)冬小麦的返青期受局地小气候及干旱等气候条件影响,大部分呈推迟趋势。(3)所选区域冬小麦均一致性地表现为成熟期提前。(4)西北地区大部分冬小麦返青—成熟期间的天数在缩短,仅甘肃庆阳和新疆莎车冬小麦返青—成熟期间的天数在延长,且延长趋势不显著。     

我国北方小麦干热风危害特征研究

全面系统综述小麦干热风气象灾害在危害特点、类型与指标、气候特征、形成原因、对全球气候变暖的响应、防御技术与应对策略等6个方面的研究成果。全面和深刻了解干热风气象灾害,可为应对极端气候事件的发生发展,为监测预测提供科学的理论支撑 对安全生产、趋利避害、减轻不利影响、科学决策,实现人与自然和谐的可持续发展具有重要的指导意义。     

全球气候变暖对我国小麦生产的影响

全球气候变暖作为一个公认的事实,对我国各个领域的影响逐渐增大。农业是与气候条件密切相关的行业,气候变暖对其影响更加深远,其结果对我国粮食安全具有决定性作用。文章综合了有关气候变暖与粮食生产的相关研究,从气候变暖对小麦生长发育、小麦产量以及病虫的发生等方面进行了详细的阐述,最后针对相关问题提出了一些建议和措施,期望能减缓气候变暖给农业生产带来的损失。     

气候变暖对天水市冬小麦生长的影响

【目的】分析气候变暖对天水市冬小麦生育期的影响,以揭示小麦对气候变暖的响应,为探讨当地小麦的适宜播种期和小麦作物带的变迁以及种植业结构调整和粮食安全生产提供理论依据。【方法】利用甘肃省天水市的相关气象资料(气温、负积温、地温),结合天水市农业科学研究所1979-2007年的小麦生育期资料,应用DPS软件,建立小麦生育期与气温的回归模拟方程,探讨小麦生育期与气温的关系及变化趋势。【结果】天水市平均气温、四季平均气温、地温均呈现上升趋势,负积温绝对值呈减少趋势。平均气温、负积温、平均地温与小麦全生育期均呈负相关关系,出苗-拔节期与冬季、春季平均气温呈负相关关系。1979-2007年,随着冬小麦全生育期平均气温的升高,天水冬小麦对气候变暖的响应主要表现为拔节期、抽穗期、成熟期缩短,其中拔节期、抽穗期、成熟期分别缩短了4.261,2.759,4.811d/10年;气温升高使出苗-拔节期、抽穗-成熟期缩短,拔节-抽穗期延长。【结论】气候变暖已对天水市冬小麦的生长发育产生了较大影响,冬小麦全生育期缩短趋势明显。     

气象灾害对冀中南小麦生产的影响及对策

气候变化导致温度、水资源、极端气候事件、病虫害等诸因素发生改变,直接影响农业生产。近50年来气候变暖对小麦生产的影响加剧,小麦生产期间气象灾害的发生频率和强度明显增大。频繁发生的极端气候事件成为影响小麦生产的重要因素之一。通过对冀中南近年来小麦生育期间气象灾害发生情况、变化趋势和对小麦生产的影响分析,提出了应对气候变化、预防小麦气象灾害的主要措施。     

气温变化对青岛市小麦适宜播种期的影响分析

在气候不断变暖的情况下,为较准确地确定青岛市小麦的适宜播种期,统计分析了常年(1971-2000年)与2001-2008年日平均气温稳定通过18℃~16℃、16℃~14℃的时间,越冬停止生长时间,从播种到越冬停止生长≥0℃的积温等指标,并与小麦播种适宜温度、出苗及生长发育所需积温、冬前形成壮苗所需积温等3个农业气象指标进行比较,结合多年多点小麦不同播种期生产试验,总结出目前青岛市小麦的适宜播种期。     

嵩县2009年干旱天气分析及生产建议

根据嵩县气象资料,重点分析了2009年干旱天气的成因以及对小麦造成的影响,并提出了相关建议,旨在通过对嵩县气象变化规律及其科学预防研究,特别是气候变暖条件下干旱气象的研究,提高人们对气候变暖对极端气候事件影响的认识,及时调整农业产业结构,趋利避害,合理利用农业气候资源。     

气温降水对开封市2017年小麦生育期的影响

用气温降水分析开封市2017年的小麦生长发育,以数理统计学、气象学、气候学和小麦栽培学知识,探讨开封市小麦生长期的气温、降水对小麦生长发育的影响。建立数据库,在Excel软件的支持下,实现气温、降水与小麦生长期各时段关联的研究。2017年开封市小麦生长发育期气温比历年平均偏高整体上有利于小麦的生长发育.降水量之和比历年平均偏少,整体上不能满足小麦生长期的需求。随着气候变暖,本地种植小麦的品种由半冬性为主转换为弱冬性为主,近年来气温持续升高有向种植春性小麦品种变化的趋势。给农业和气象科技人员,留有较大的施展空间,为农业生产提供及时准确的科学依据。     

新疆小麦主要农业气象灾害及防灾减灾技术

面对全球气候变暖导致的农业气象灾害频发的情况,抓好小麦田间管理,做好防灾减灾,对于保障粮食安全、促进粮农增收具有重要意义.本文梳理了新疆小麦生产期间经常发生的农业气象灾害、发生特点和防灾减灾措施,以期为小麦生产提供技术参考.     

异常气候条件下小麦估产方法研究

发展针对异常气候条件下的作物估产模型,对于理解气候变化对作物产量的影响,提高估产模型的适用性具有重要意义。本文提出了一种综合气象灾害指标、遥感植被指数与趋势产量的随机森林回归估产方法,基于该方法构建了中国五大麦区的小麦单产估算模型,并选择典型的灾害年份在县级尺度和麦区尺度上分别进行了精度验证,对比分析了不同麦区输入变量对估产模型构建的重要性。结果显示：五大麦区估产模型拟合精度的R²均在0.95以上,各麦区县级实际单产与预测单产平均相对误差均低于0.060,区级均低于0.049;输入变量在不同麦区的重要性存在差异。标准化降水蒸散指数在五大麦区重要性均较高,干热风指标在西北春麦区与北部春麦区相比其他区域更重要,月平均温度距平与月平均降水距平在各个麦区的重要性差异不大,小麦拔节期与抽穗期的标准化差分植被指数（NDVI）重要性相对其他时间段的NDVI更高。本文构建的估产模型能够满足异常气候条件下估产的精度,可以为极端气候条件下大尺度的估产研究提供参考。     

中国陆地植被对气候变化的适应性分析

[目的]分析我国不同区域气候变化类型对当地生态系统植被长势的长期影响。[方法]利用1981—2010年中国陆地生态系统植被指数NDVI与气温及降水之间的响应关系,定量识别植被与气候的相互作用机制,结合中国气候变化区划,完成气候变化背景下的中国陆地植被覆盖度预测。[结果]我国东北大小兴安岭、长白山、云贵高原等地区植被更适应当地气候暖干化趋势,西北地区大部、东南地区(长江下游除外)植被更适应当地气候暖湿化趋势,为气候变化利于植被生长区;我国内蒙古东部及北部沙漠化严重地区植被不适应当地气候暖干化趋势,为气候变化不利于植被生长区。我国其他大部分区域植被长势与气候变化无显著响应关系。[结果]该研究成果可为我国不同区域生态系统的差异化管理提供参考。     

Study on the Sensitivity and Vulnerability of Wheat to Climate Change in China

Based on B2 climate change scenario produced by PRECIS (providing regional climates for impacts studies), which was developed by the UK Hadley Center, and the wheat yield data outputted by CERES-wheat model, the sensitivity and vulnerability of wheat production to the future climate change in China were studied through analyzing the yield variation using the GIS (geographical information system) techniques. Results showed that, by the 2070s, there will be three negative sensitive areas of rain-fed wheat, i.e., northeastern China, the region of the middle and lower reaches of the Yangtze River, and part of the Loess Plateau. Irrigated wheat is generally sensitive to the future climate change for most areas of China, with a lower sensitive degree and a distribution of sensitive areas similar to the rain-fed wheat. For the irrigated wheat, northeast and northwest of China are strongly negative sensitive, while the middle and lower reaches of the Yangtze River, the coastal areas of southern China and the southwest of China, are moderately negative sensitive to the climate change. With the appropriate adaptation to the climate change, the rain-fed wheat in most regions of China will not be vulnerable and even has a yield increase, while the irrigated wheat will still have a larger vulnerable area (occupying about 2/3 of its total area in China), with the highly vulnerable regions distributed in northeastern China and northwestern China, and the medium and light vulnerable areas distributed along the middle and lower reaches of the Yangtze River,Yunnan and Guizhou provinces.     

气温变化背景下中国黄淮旱地冬小麦农艺性状的变化特征 ——以山西临汾为例

【目的】作物品种选育是在气候变化背景下的自然选择和人工选择的结果。黄淮麦区是中国最大的麦区,在保障中国小麦生产和粮食安全中有重要作用。研究过去30年黄淮旱地冬小麦品种农艺性状和气温要素变化规律,为旱地小麦育种适应未来气候变化提供理论依据和技术支撑。【方法】利用近30年来国家黄淮旱地冬小麦区域试验典型代表临汾点的对照品种农艺性状及该市的气温资料,研究对照品种农艺性状、生育期平均气温和≥0℃积温的变化规律,并进行农艺性状和气象要素的相关、多元回归和通径分析。【结果】小麦生育期的平均气温、≥0℃积温、最低和最高温度在逐年呈缓慢增加。小麦生育期平均气温平均每年上升0.05℃,≥0℃积温平均每年上升21.9℃,且二者呈正相关关系。≥0℃积温变化更能深入反映小麦生育期的温度变化情况。小麦生育期最高气温平均每年上升0.02℃、最低气温平均每年上升0.16℃。播种至越冬前的平均气温和≥0℃积温增加最多,营养生长阶段平均气温和≥0℃积温增加明显,生殖生长阶段平均气温增加较少且≥0℃积温有下降趋势。随着气候变暖,分蘖多的强冬性品种逐渐被分蘖适中的冬性和弱冬性品种替代。1986-1996年对照品种农艺性状变化幅度不大,1997-2007年期间变化较大,2007-2014年变化幅度最大;这和小麦生育期平均气温变化趋势基本相同。黄淮旱地对照品种千粒重和穗粒数逐年缓慢上升,分别每年平均增加1.57%和3.39%。有效穗数和产量及株高缓慢下降,分别每年平均下降0.16%和1.29%。产量与株高（0.684^**）、有效穗（0.531^**）和千粒重（0.541^**）均极显著正相关。株高、起身至拔节期≥0℃积温和平均气温是决定小麦产量的3个主要因子,分别决定了小麦产量的46.73%、26.17和3.26%的变异。在黄淮旱地小麦适应气候变化中,起身至拔节期≥0℃积温和株高对产量贡献较大且为正效应;起身至拔节期平均气温为负效应。【结论】气候变暖对黄淮旱地冬小麦农艺性状变化趋势有较强的影响,选育株高和有效穗数适中、穗粒数较多、千粒重较大的中高产抗旱品种是黄淮旱地小麦适应未来气候变化的育种改良方向。     

信阳地区冬小麦生育期水分供需及干旱特征

旱涝灾害是影响信阳地区农业经济发展的重要因素,分析信阳地区近50 a冬小麦生育期水分供需及干旱特征,可为冬小麦生产合理布局、合理用水以及防灾减灾政策的制定提供理论参考。基于信阳地区1962—2011年9个气象站点日尺度数据,通过估算冬小麦全生育期和各生育阶段有效降水量和需水量,计算水分盈亏指数,分析水分供需时空变化特征,并利用不同时间尺度标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)进行干旱特征研究。结果表明:冬小麦生育期需水量空间分布主要呈现西北部和东南部较高,而中部地区相对较低的特征,变化趋势以增加趋势为主;冬小麦生育期水分盈亏指数表明水分亏缺,西北部相对于中南部水分缺乏更为严重,变化趋势以减少趋势为主;冬小麦全生育期SPI值呈现不显著下降趋势,其变化幅度为0.125·10 a^-1,冬小麦冬前生长期、返青抽穗期和灌浆成熟期SPI值呈现不同程度的不显著减少趋势,而越冬期SPI值则呈现不显著的增加趋势;各生育阶段干旱发生状况存在差异,不同生育阶段轻旱发生频率和中旱发生频率亦存在差异,北部冬小麦生育期发生轻度以上干旱频率较高,西部和南部冬小麦生育期发生中度以上干旱频率较高。综上,信阳地区冬小麦生育期水分呈亏缺状态,各生育阶段的干旱状况存在差异。     

气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式和产量的影响

【目的】全球气候正以变暖为主要特征发生显著变化,探究气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植制度的影响,为制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】通过气象站点观测值的加权平均和一元线性回归分析黄淮海各省市地区1992—2013年来的气候变化特征。利用农业气象站点多年长期观察的夏玉米-冬小麦物候数据,通过加权求平均,分析气候变暖背景下夏玉米-冬小麦的生育期和茬口推移情况。采用一元线性回归分析1992—2013年来黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量变化。同时利用非线性回归分析法和面板数据敏感性分析法分析气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量的影响。【结果】1992—2013年来,黄淮海地区温度整体呈现波动上升趋势,降水总量变化趋势不明显,但区域差异显著。在气候变化的背景下,黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式发生明显改变:冬小麦播种时间推迟,生育期存在缩短趋势,不同地区缩短2—5 d不等;夏玉米播种时间南部推迟而北部提前,收获时间总体呈现推迟趋势,整个黄淮海地区生育时长未发生明显变化。茬口时间因夏玉米-冬小麦生育期的推移呈现不同程度延长,造成了气候和土地资源的浪费。1992—2013年间黄淮海地区夏玉米-冬小麦单产呈显著上升趋势,多数省份达到显著水平。非线性敏感性分析表明,最低温度、最高温度和平均温度对夏玉米-冬小麦产量的影响基本表现为同时增产或同时减产的一致性。冬小麦产量受最低温度的影响最为显著,东南部的江苏省和山东省减产明显,而北部河北省和西部河南省表现为增产。温度升高除对河南省夏玉米有增产作用外,其他省份夏玉米产量均出现不同程度的降低,这可能与温度升高的幅度不同和降水的区域性差异有关。降水量对夏玉米-冬小麦产量影响存在地区差异。总体上气候变暖对周年单产影响表现为北部增产,而南部减产,因而选择适宜早播且生育期长的夏玉米品种对保障周年产量具有重要意义。【结论】气候变暖背景下,黄淮海地区冬小麦播种时间推迟,生育期缩短,夏玉米生育期北部延长而南部缩短,生育期的推移导致茬口时间延长,造成了气候资源和土地资源的浪费。1992—2013年间夏玉米-冬小麦周年产量显著提高。温度升高和降水增加对产量的影响存在区域差异,整个区域平均来看升温使夏玉米减产,冬小麦增产;降水增加有利于黄淮海北部地区夏玉米的产量形成,对南部地区夏玉米产量则存在不利影响,而对黄淮海大部分地区冬小麦的产量形成不利。     

近50年中国东北地区气候变化对农业的影响

在回顾中国学者关于东北地区气候变化及对农业影响研究成果基础上,系统概括分析了近50年东北地区农业气候资源和灾害的变化特征及气候变化对农业的影响特征。近50年东北地区升温明显,生长季热量资源增加;农业可用水资源和光能资源呈不同程度减少趋势,且时空分布不均。霜冻害、低温冷害、寒潮、洪涝、冰雹等农业气象灾害减少,旱灾增加。东北地区气候变化对农业影响总体有利,表现为作物适宜生育期延长,发育进程加快,全生育期缩短;积温增加且积温带北移东扩明显,主栽作物适宜种植区域扩大;作物品种由中晚熟替换早中熟;作物种植格局的变化为玉米、水稻、马铃薯等喜温作物种植面积扩大,春小麦种植面积减小。在水分为非限制因子的农区,作物气候生产潜力和产量为增加趋势。气候变化对农业影响的研究存在较大的不确定性,有必要针对农业气候变化及其对农业影响等开展系统性研究。     

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。     

气候变化对菏泽冬小麦播种期的影响及对策

 利用36年（1970—2006年）气温资料分析了菏泽市局地气候变化对来年小麦产量的影响。根据相关和综合分析结果,发现局地气候变化对本地区冬小麦的冬前生长具有较大影响。由于传统播种期没有考虑这种影响,其结果严重影响了来年小麦的产量,所以研究冬小麦产量与播种—出苗间平均气温之间关系,并找出适合本地冬小麦适宜播种期,无疑对提高来年小麦产量具有重要意义。