陇东黄土高原冬小麦生长对气候变暖的响应特征

使用地面平行观测资料,就甘肃陇东黄土高原作物冬小麦对气候变暖的响应进行初步比较分析.结果表明:1981年以来,冬小麦对气候变暖的响应主要表征为全生育期与越冬期缩短,返青期与成熟期提前;各发育阶段对增温的响应差异明显,增温使营养生长阶段的返青～起身～拔节和生殖生长阶段的开花及成熟日期提前,乳熟日期和开花～成熟期间的总日数无明显变化,但增温使开花～乳熟有延长趋势,使乳熟～成熟有缩短趋势.产量随平均最低气温的升高和≥0℃、≥5℃、≥10℃及≥15℃积温的增加而增加,随≥20℃积温的增加而减少,表明乳熟期的高温天气对冬小麦产量有逼熟减产的负作用.     

河北省冬小麦生长和产量对气候变化的响应

利用河北省1981-2007年冬小麦产量资料和冬麦区23个农业气象站点冬小麦全生育期观测资料、逐日气象资料,采用最小二乘法、相关分析、通径分析等方法,分析冬小麦生长发育和产量对气候变化的响应。结果表明:冬小麦冬前各生育期、北部麦区起身期、中南部抽穗－开花期平均气温下降,其他发育期平均气温升高;各发育期平均日照时数减少;降水总量冬前增加,冬后减少。冬小麦冬前生育期延后,冬后生育期提前;播种－分蘖期和抽穗－成熟期延长,其他发育期缩短,实际生长天数变化不大。不同生育期内气象要素对冬小麦发育进程和产量影响不同:气温是影响发育进程的主要气象因子,各发育期内均有较大影响;降水对返青后发育进程影响较大;日照主要影响灌浆成熟期。北部麦区气象产量主要受冬前分蘖期、越冬期、起身－拔节期的气温,开花－成熟期的气温和日照,拔节－抽穗期的降水量影响;中南部麦区气象产量主要受全生育期降水量(以返青－抽穗期最为突出)、开花－成熟期的气温和日照影响。     

中国西北冬小麦和棉花生长对气候变暖的响应

利用甘肃省西峰市和敦煌市农业气象观测站1981～2004年的观测资料,初步探讨了气候变暖对冬小麦和棉花生长的影响.结果表明:春季极端低温的升高使冬小麦返青期和棉花的播种期明显提前,后期极端高温的升高使冬小麦成熟提前,而极端低温的变暖使棉花停止生长延迟.冬小麦越冬期～返青期的缩短与期间极端低温显著相关,而乳熟～成熟期的缩短与期间极端高温显著相关,返青期～拔节期和开花～乳熟期呈现延长的趋势且均与期间极端低温呈显著相关.棉花播种期～五叶期随期间极端低温的升高而缩短;五叶～现蕾、吐絮～停止生长期和全生育期呈现延长的趋势,且分别与期间极端低温显著相关.冬小麦产量与越冬期间的最低气温呈显著正相关,但返青～孕穗和乳熟～成熟期间的最高气温与产量呈显著负相关.棉花产量与开花以前的平均最低气温呈显著正相关;霜前花产量随十月最低气温的升高而显著增加.生育期间的增温特别是十月最低气温的变暖对本地区棉花生产产生了积极的作用,而生育后期的高温对冬小麦的高产则极为不利.     

气候变化对陇东塬区冬小麦生长发育及产量的影响

分析西峰农业气象试验站冬小麦生育期的观测资料表明,气候变暖使陇东塬区冬小麦全生育期天数缩短,主要是越冬期天数缩短,而冬小麦实际生长的天数并未缩短;气候变暖使冬小麦播种期推迟,成熟期提前,从而使麦田的休闲期延长,延长了复种作物的生长期,为提高气候资源的利用率和单位面积的产量提供了保证。气候变化对冬小麦气候产量的影响具有明显的周期性。     

气候变暖对天水市作物生长的影响——以冬油菜为例

利用天水市1968-2009年间的气温变化资料,分析近几十年来天水市气温的变化趋势及特点;结合天水市农业科学研究所1980-2010年的油菜生育期资料,通过分析油菜生育期与温度的关系及变化趋势,建立回归模拟方程,揭示油菜对气候变暖的响应,为种植业结构调整和粮食安全提供理论依据.结果表明,天水市冬油菜播种期、出苗期有推迟趋势,现蕾期、抽薹期、初花期、盛花期及成熟期随时间的推移均呈现提前的交化趋势.冬油菜生育期间隔天数均表现为缩短趋势,成熟期提前10.1 d/10a.在油菜生育期各阶段中,播种～出苗期、抽薹～初花期、初花～盛花期间隔天数有延长的趋势,而出苗～现蕾期、现蕾～抽薹期、盛花～成熟期间隔天数均呈缩短趋势.油菜1980-2010年间千粒重总体呈现增加趋势,拟合方程为:y=0.0135x+ 2.5825,R2=0.0941.油菜全生育期与5、10、15、20 cm平均地温均呈极显著负相关.     

气候变化对陇东冬小麦生态影响特征研究

对黄土高原比较有典型代表性的残塬"董志塬"的变暖及冬小麦生态响应特征进行研究,发现"董志塬"近35 a来年平均增温线性趋势达0.0505℃,增温表现出平均气温、最高气温、最低气温同时上升,且冬春季增温速度最快,秋季次之,夏季增温最平缓;增温对冬小麦的生态影响主要体现在全生育期(线性趋势0.91 d/a)、越冬期(线性趋势0.85 d/a)显著缩短,春季发育期普遍提前(返青期以0.57 d/a的线性趋势提前,拔节期以0.42 d/a的线性趋势提前,成熟期以0.48 d/a的线性趋势提前),而春季各发育期间间隔日数并未出现缩短的趋势.认为气候变暖对当地农业生产有利有弊,气候变暖,尤其冬春气温显著升高将导致越冬期土壤水分损耗增大,春旱加剧,不利于春季农业生产;另一方面冬小麦全生育期缩短,成熟期提前,能有效提高复种指数和土地利用率.     

甘肃东部气候变化及冬小麦生长发育响应特征

分析发现1971年以来陇东黄土高原变暖特征明显,其中西峰半湿润塬区1971～2005年增温线性趋势0.0525℃/a,环县半干旱川区增温线性趋势0.0367℃/a,平凉半湿润半干旱过渡地区增温线性趋势0.0411℃/a.除了环县川区夏季增温不明显,其余各区域四季增温均比较显著,西峰塬区四季增温幅度最大,增温趋势最明显,平凉次之.增温表现出夏季、秋季、春季、冬季依次增强的趋势.西峰半湿润塬区年降水量呈减少的趋势,环县半干旱川区年降水量呈增加的趋势,处于半湿润和半干旱过渡带的平凉年降水量则没有明显变化,不同区域秋季降水量均呈现出减少的趋势.气候变暖对陇东不同气候区域冬小麦生态影响既有相同之处,也有不同之处,相同之处主要表现在停止生长期和乳熟期均没有明显变化,起身期提前趋势明显.不同之处体现在西峰播种期明显推迟,返青期明显提前,而环县和平凉播种期和返青期均没有明显变化;西峰、平凉分蘖期明显推迟,抽穗期明显提前,而环县分蘖期和抽穗期没有明显变化;西峰、环县成熟期显著提前,全生育期日数显著缩短,而平凉成熟期和全生育期日数则没有明显变化;另外,西峰、平凉冬前及早春分蘖减少,越冬死亡率大幅度下降,产量显著增高,西峰、环县灌浆期显著延长,成熟期显著缩短,环县越冬死亡率较高时段对应秋春季降水偏少时段,产量增幅不大,增产趋势不明显.综合分析认为,西峰半湿润塬区气候变暖特征最明显,气候变暖对冬小麦的生态影响最显著.     

渭北旱原区域气候变化及其对冬小麦产量的潜在影响

对渭北旱原长武地区冬小麦产量与农业气候因子变化进行了通径分析,结果表明,降水和地温是影响该地区冬小麦生产的主要气候因子,播种~出苗期降水对小麦产量的影响较大,在分孽~越冬、返青~拔节、灌浆~乳熟期地温对产量影响更大。该地区近50年来年均气温呈明显上升趋势,而年降水总量总体有减少趋势,波动较大;且在播种~出苗期降水量有减少的趋势,极值出现几率增加,而在返青~拔节期地温有增加的趋势,且2000年后增加幅度增大。因此,在区域气候变化影响下,随着气候变暖和降水量减少及波动性增加,将会导致未来冬小麦产量的波动性增加。     

气候变暖对陇东塬区冬小麦成熟期的影响与适宜收获期预报

通过对陇东塬区近35年来的气温资料分析发现,平均气温随年代呈明显增加趋势,年平均气温上升幅度为0.0528℃/a,且以冬春季增幅最大,夏秋季增幅较小.气候变暖使陇东塬区冬小麦春季各发育期整体提前,是冬小麦成熟期提前的主要原因;春末夏初气温偏高、降水偏少,高温持续时间长,加快了冬小麦的生殖生长阶段的发育进程,使发育期间隔天数缩短,也是冬小麦的成熟期明显提前的另一原因.同时根据西峰农试站近10年来对陇东塬区冬小麦灌浆速度的测定结果,结合冬小麦拔节抽穗期的天气气候、作物生长发育进程、相似年型分析,建立了冬小麦成熟期的预报思路和方法,预测了2006年庆阳市冬小麦适宜收获期,并对庆阳市近5年来适宜夏收期间的降水日数进行了分析,做出了2006年庆阳市冬小麦适宜收获期为6月15～25日的预报结论,预报结论和冬小麦的实际成熟期相吻合.     

渭北旱塬区气温变化与冬小麦物候的响应

通过对渭北旱塬区永寿、风翔、蒲城、旬邑4个农业气象试验站1971年到2010年冬小麦观测数据以及30个县市区同期气象资料同步观测分析,得出渭北旱塬区气候近40年来增温明显,且以冬季和春季增温最为显著。受气候变化影响,本区域冬小麦播种期、越冬期推迟,返青期、拔节期、抽穗期、成熟期等发育期普遍提前,以返青期提前最为显著,相关性分析显示,除了冬前生长期,冬小麦越冬期以及春季各发育期间隔和发育期平均气温相关显著,而且春季的相关性明显比冬季显著,但表现在发育期间隔方面,却是冬小麦越冬期呈显著缩短趋势,而返青后各发育期间隔没有明显变化。结论认为：气候变暖一方面有利于越冬农作物安全越冬,减少冻害对农业生产的影响,而且温度升高,也增加了农业生产积温,使农作物可生长期延长,有利于提高复种指数;另一方面,由于旱塬区春季气温变率较大,发育期提前将导致作物受冻害的气候风险增大,尤其果树开花期遭受冻害,将对产量构成严重威胁。冬季气温持续上升,将导致冬小麦条锈病孢子和林果病虫害等安全越冬,对病虫害防治工作带来很大难度。因此,气候变暖对旱塬农业生产将产生深刻的影响,应引起高度关注。     

西北半干旱区主要农作物对气候暖干化的响应

应用西北半干旱区33个气象站1951-2004年温度、降水等气象观测资料、气象灾害统计资料和不同海拔高度代表点主要作物生长发育观测资料,分析西北半干旱区主要气候要素变化规律,主要农作物对气候暖干化的响应。结果表明:西北半干旱区降水量近55a来年际变化趋势除个别地方外,绝大多数地区呈下降趋势,气温距平呈上升趋势。由于气候变暖,冬小麦越冬死亡率有所下降,冬小麦越冬天数有所减少,整个生育期缩短。生态气候环境变化比较有利于冬小麦生长。同时由于冬季气温升高也带来了冬小麦小穗发育不良,不孕小穗增多等不良影响。冬季气温升高对冬小麦生长发育产生了较大影响。气候暖干化使玉米各发育期日期提前,全生育期生长天数缩短。春秋季气温增高有利于马铃薯生长发育及产量形成。     

甘蓝型冬油菜在西北寒旱区适应性分析

为了研究甘蓝型冬油菜在西北寒旱区的适应性,以29份甘蓝型冬油菜品系为材料,分析在天水、兰州两个试点越冬率、生育期、产量、含油量及农艺性状的差异。结果表明,参试品系在天水试点越冬率均高于兰州试点,在天水试点,21份参试品系越冬率80.00%以上,而兰州试点在覆盖条件下越冬率平均为14.49%,最高为平甘1号(48.50%)。联合方差表明,试点气候差异是引起越冬率差异的最主要原因。与天水试点相比,参试品系北移至兰州试点后越冬期延长,冬后生育期缩短,全生育期延长;在天水试点参试品系株高、分枝部位、主花序长度、千粒重、折合每667 m~2产量、含油量平均值分别为133.52 cm、32.79 cm、51.37 cm、3.15 g、184.20 kg、40.16%,较兰州分别高22.11 cm、31.58 cm、2.47 cm、0.66 g、160.54 kg、22.54%;变异分析表明,在天水试点参试品系越冬率、主要农艺性状、产量、含油量变异系数相对兰州试点较小,相对稳定。结论:天水试点气候条件更适合甘蓝型冬油菜的生长,参试品系越冬率高、农艺性状良好、产量高、含油量高,适应性强。     

生物炭施用对冬麦田土壤水热环境及土壤呼吸的影响

探究施用生物炭对冬麦田土壤水热因子及土壤呼吸的影响,对生物炭在麦田应用及农田固碳减排有重要的实践意义。2018年10月至2021年6月在关中灌区连续3 a进行了麦田生物炭施用试验,试验设置生物炭施用量水平分别为：0 t·hm^-2·a^-1（C0）、10 t·hm^-2·a^-1（C10）、20 t·hm^-2·a^-1（C20）,通过测定小麦生长季的土壤温度、土壤水分、土壤呼吸速率及产量,明确不同施炭量对冬小麦田土壤水热因子及土壤呼吸的影响。各处理生育期内土壤呼吸速率及全生育期CO₂排放量存在显著性差异（P<0.05）,均表现为C0>C20>C10。生物炭施入增加了生育期内的平均土壤温度,同时显著提高了0～20 cm土壤含水量（P<0.05）,并减弱了土壤水分在生育期内的变化幅度。C10、C20处理3 a平均土壤含水量较C0分别增加了17.0%、29.0%。5 cm及10 cm土壤温度能分别解释土壤呼吸变化的54.7%～...     

气候变化对山西省冬小麦种植的影响

以1961-2005年地面气象观测资料和冬小麦生长发育资料为基础,分析了山西省气候要素及关键界限温度等变化趋势和特征。结果表明:山西省年平均气温增温明显,最冷月平均气温稳定上升,其倾向率为0.42℃/10 a;冬、春两季增温明显,其中冬季气温上升尤为显著;年平均气温和极端最低气温等值线北移较明显;降水量总的趋势在减少,秋、夏两季节降水量下降趋势以及阶段性都较明显,冬、春季总降水趋势不太明显,但阶段性起伏比较大;年平均日照时数也呈下降趋势。≥0℃积温、降水量和日照时数较1960年代在区域分布上东南部地区则较正常,其余地区呈增加、减少趋势。经M-K检验可知,自上世纪70年代末、90年代初开始温度升高、降水减少趋势开始明显,并在1998年通过U0.05显著性检验,从1990年代开始的气候暖干旱化趋势明显。气候变化使冬小麦播种和越冬期推迟,从返青开始各发育期均有提前,冬小麦种植北界较1960年代北移约15km左右。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量的影响

为探索利于西北黄土高原旱作麦田可持续发展的覆盖保墒栽培新技术,通过大田试验研究了不同覆盖方式(秸秆带状覆盖:BSC,旧膜二茬利用:PAH,露地条播:CK)和不同施肥量(纯氮、P2O5分别为:90、120、150 kg·hm~(-2))对旱地冬小麦产量的影响。结果表明,覆盖方式与施肥量对冬小麦产量、产量三因素、生育期耗水量及水分利用效率有显著影响,且二者互作效应显著。秸秆带状覆盖下,籽粒产量达到5 305.0 kg·hm~(-2),较PAH和CK分别显著增加24.0%和37.5%,水分利用效率达10.8 kg·hm~(-2)·mm~(-1),较PAH和CK分别显著提高20.6%和33.3%,且同等施肥量下BSC的产量和水分利用效率均显著高于PAH和CK。从产量三因素看,BSC单位面积穗数较PAH和CK分别显著提高27.0%和42.2%,而穗粒数分别降低14.3%和6.7%,千粒重分别降低2.3%和6.8%,差异均达显著水平。与CK相比,BSC和PAH全生育期表现为显著的增墒效应,其中返青前以BSC保墒效果最好,拔节后则以PAH保墒效果最好。比较全生育期0~25 cm土壤温度差异,BSC越冬前表现为增温效应,较CK高1.2℃,返青后表现为降温效应,较CK低1.8℃;而PAH全生育期表现为增温效应,平均较CK高0.9℃。通径分析表明,秸秆带状覆盖主要是通过改善土壤水热条件,显著提高单位面积穗数,从而提高冬小麦产量。     

甘肃省冬小麦干旱灾害风险评估及其区划

为提高西北旱作冬小麦干旱风险管理水平,选用甘肃省41个气象站1971—2016年逐日常规气象观测资料及甘肃省冬小麦农业生产相关资料,基于自然灾害风险理论,从危险性、暴露性、脆弱性、防灾能力4个因子出发,建立了甘肃省冬小麦干旱灾害风险评估模型,并用Arc GIS对甘肃省冬小麦进行干旱风险区划。结果表明:甘肃省冬小麦全生育期干旱高危险区和次高危险区主要位于陇中北部、陇东北部和陇南南部;高暴露区和次高暴露区集中在陇东和陇南地区;高脆弱区和次高脆弱区主要位于陇东大部;次低防灾能力区和低防灾能力区位于陇东大部和陇南北部。甘肃省冬小麦高风险区分布于庆阳市北部和陇南市南部,次高风险区和中度风险区主要位于陇东大部、陇中北部和天水市北部,省内其余冬小麦区属于次低和低风险区。该研究成果将为甘肃冬小麦防灾减灾及可持续发展提供一定理论依据。     

若羌县近50a来气候变暖及其对农业生产影响分析

利用若羌县气象站1958～2007年日平均气温实测资料,深入分析若羌县气候变暖及其对农业生产影响。分析结果显示:(1)近50a来若羌县年均气温呈增加趋势,其线性倾向率为0.204℃/10a,50a增温达1.02℃,年均气温波动基本与我国西北地区气温变化趋势一致。(2)年内气温的季节变化差异明显,各季节气温均呈上升趋势,其中,冬夏两季对全年气温上升贡献较大。(3)近50a来≥0℃、≥10℃、≥20℃活动积温值增加,持续天数增多,而<0℃负积温绝对值明显减少。(4)近50a来若羌县气候显著变暖,热量资源增加,使喜温作物面积扩大,生长期延长,对越冬作物有利;同时病虫害越冬存活率上升,防止难度加大,气候变暖对若羌县农业影响是利弊并存。