大柴旦近30 a农业气候资源变化特征分析

本文通过大柴旦地区近30 a农业气候资源变化特征分析,以期在气候变暖的大背景下充分利用农业热量资源,为藜麦在该地区的推广种植提供理论依据。利用大柴旦地区逐日气象资料,运用气候倾向率、M-K及累积距平突变检验等方法对1991~2020年作物生长期(4~9月)平均气温、≥0℃积温、≥10℃积温及降水等要素主要变化特征进行分析。发现大柴旦近30 a生长期平均气温、≥0℃活动积温及≥10℃活动积温变化整体呈显著增加趋势;平均气温、≥0℃活动积温及≥10℃活动积温分别于1998年、1998年及1997年发生突变,在1997年生长期≥0℃和≥10℃的活动积温累积距平曲线同步经历了一次显著的波动,1997年之后呈上升趋势,至今未见明显下降趋势;生长期≥0℃活动积温持续天数为179 d,≥10℃活动积温持续天数为119 d,以上表明该地区作物生长期光照充足,热量资源充沛;生长期降水量占全年降水量的87.4%;降水量以倾向率为9.9 mm/10 a的趋势增加;但自然降水不能满足藜麦发育水分需求,需采用大田灌溉的方式来解决。     

三江源区气候变化及其对牧草产量的潜在影响

对三江源区兴海高寒草地1999-2012年牧草产量与气候因子变化做通径分析,结果表明,近14年来该地区牧草产量呈显著增加趋势,且牧草产量与生长季≥0 ℃积温和降水量之间均呈显著正相关关系。牧草抽穗-开花期产量主要受气温和降水影响,14年来二者均呈显著增加趋势(P<0.05);成熟-枯黄期主要受≥0 ℃积温影响,14年来≥0 ℃积温极显著升高;开花-成熟期主要受平均风速影响,14年来平均风速显著降低。牧草生长中后期热量和水分的增加以及风速的减小均对增产有利。因此,随着未来区域气温的升高、降水增多,可减少土壤水分亏缺,暖湿的气候对该地区牧草产量的提高极有利。     

内蒙古通辽市60年日照时数变化特征及其与气温、降水、风速的关系

利用内蒙古通辽市7个气象台站1957—2016年日照时数、气温、降水、风速气象资料,采用线性趋势和相关性分析方法,研究近60年来通辽市日照时数的年际变化和季节变化特征,同时对影响日照时数的常规气象因子进行相关性分析。结果表明,通辽市年日照时数呈波动减少趋势,平均每10年减少32.9 h,仅冬季日照时数小幅增加,其他三季均显著减少。日照时数与气温和降水量呈负相关关系,与风速呈正相关关系,均通过了99.5%以上的信度检验。     

近56年乌鲁木齐市青草期水热气候条件时空变化

基于乌鲁木齐市及其周边10个气象站1961-2016年逐日气象资料,以日平均气温稳定≥5℃的初、终日分别作为天然草地青草期初、终日指标,使用线性趋势分析以及ArcGIS的空间插值技术对近56年乌鲁木齐市青草期初、终日、青草期日数、平均气温、≥5℃积温、降水量和干湿指数等水热气候要素的时空变化规律进行了分析。结果表明,乌鲁木齐市天然草地青草期初日的空间分布具有"平原荒漠类草地早、山地草原和草甸类草地晚"的特点;青草期终日与初日相反,呈现"平原荒漠类草地晚、山地草原和草甸类草地早"的特点;青草期日数、平均气温、≥5℃积温均为"平原荒漠类草地多(高)、山地草原和草甸类草地少(低)",青草期降水量表现为"山地草甸和山地草原多、高寒草甸和平原荒漠类草地少",青草期干湿指数随海拔的升高而增大。1961-2016年,乌鲁木齐市青草期初日以每10年-0.424d的倾向率呈不显著(P0.05)的提早趋势,青草期终日以1.455d·10a-1的倾向率呈显著(P0.01)的推迟趋势,青草期日数、平均气温、≥5℃积温、降水量以及干湿指数分别以每10年1.879d、0.16℃、61.14℃·d、6.93mm和0.015的倾向率呈显著(P0.05)的增多或上升趋势,但上述变化具有区域性差异。近26年(1991-2016年)较前30年(1961-1990年),除青草期初日提早幅度的空间差异不明显外,青草期终日的推迟幅度以及青草期日数、平均气温、≥5℃积温等要素的增多幅度表现出"平原荒漠类草地多、山地草原和草甸类草地少"的特点,青草期降水量和干湿指数增大幅度的空间分布呈现"平原荒漠类草地少、山地草原和草甸类草地多"的特点。     

青海湖流域牧草物候期对气候变化的响应

基于青海湖流域3个气象站点1961～2017年气温、降水及日照时数等气象数据,分析了1961年以来青海湖流域的气候变化特征。利用2003～2017年的牧草生育期观测数据,对返青、黄枯日期、生长季与气象因子之间的关系进行了统计分析。结果表明:1)近57a青海湖流域的年和四季平均气温均呈显著上升趋势,冬季的升温幅度最大;年和四季降水量均增加,夏季降水量增加最多;年和四季日照时数呈下降趋势,夏季日照时数下降最为明显。2)海晏牧草返青期以10d/10a趋势提前,刚察以9d/10a趋势显著推迟,天峻以4d/10a趋势推迟,在空间上表现出从东南向西北呈推迟趋势。黄枯期均表现为推迟趋势,推迟趋势海晏2d/10a、刚察10d/10a、天峻5d/10a,没有明显的经向和纬向特征。生长季均呈延长趋势,海晏11d/10a、刚察2d/10a、天峻1d/10a,在空间上表现出与返青期相同的走向。3)海晏牧草返青期主要受上年秋季(8～10月)降水量的影响,降水量每增加10mm,返青期提前2.4d;天峻与刚察牧草返青期与返青前≥0℃积温正相关,积温每增加10℃,返青期分别推迟1.2d和0.7d。4)牧草黄枯期主要受降水的影响,降水量每增加10mm,海晏、天峻、刚察黄枯期分别推迟1.3d、1.3d、0.5d。5)生长期受同期气温和降水增加的影响均呈延长趋势。     

气候变暖对新疆不同秋眠级紫花苜蓿种植适宜性的影响

基于新疆102个气象台站1961?2019年逐日平均气温、最低气温资料,采用统计学方法以及ArcGIS的空间插值技术,在对影响新疆紫花苜蓿种植的主要气候因子 ≥ 5 ℃积温、冬季最低气温时空变化特征分析的基础上,以80%保证率 ≥ 5 ℃积温和90%保证率冬季最低气温作为指标因子,研究了气候变暖背景下,新疆不同秋眠级紫花苜蓿种植气候适宜性的变化。结果表明：新疆80%保证率 ≥ 5 ℃积温和90%保证率冬季最低气温的空间分布总体呈现“南疆多(高),北疆少(低);平原多(高),山区少(低)”的格局。受上述两指标要素空间分异的综合影响,秋眠级4～6级紫花苜蓿适宜种植区主要分布在南疆的塔里木盆地以及东疆的吐鲁番盆地和哈密盆地;秋眠级2～3级紫花苜蓿适宜种植区分布在塔里木盆地、吐鲁番盆地和哈密盆地周边山前倾斜平原,伊犁河谷以及准噶尔盆地西部和东部的低平原地带;秋眠级1～2级紫花苜蓿适宜种植区分布在北疆北部、西部,准噶尔盆地腹地以及天山和昆仑山中、低山带;阿尔泰山、天山和昆仑山区大部为紫花苜蓿不适宜种植区。影响不同秋眠级紫花苜蓿种植的主导因子不同,秋眠级4～6级紫花苜蓿适宜种植区以及紫花苜蓿不宜种植区主要受80%保证率 ≥ 5 ℃积温的影响;秋眠级1～2级和2～3级紫花苜蓿适宜种植区主要受90%保证率冬季最低气温的影响。在全球变暖背景下,近59年新疆 ≥ 5 ℃积温和冬季最低气温分别以65.52 (℃·d)·10 a?1和0.63 ℃·10 a?1的倾向率呈极显著(P < 0.001)上升趋势,80%保证率 ≥ 5 ℃积温和90%保证率冬季最低气温也总体增多或升高,但其变化具有阶段性差异,时段Ⅰ (1961–1980年) 80%保证率 ≥ 5 ℃积温和90%保证率冬季最低气温为近59年最低时期;时段Ⅱ(1981?2000年)较时段Ⅰ的90%保证率冬季最低气温升高2.9 ℃,但80%保证率 ≥ 5 ℃积温变化不大;时段Ⅲ(2001?2019年)较时段Ⅱ的90%保证率冬季最低气温不升反降0.8 ℃,而80%保证率 ≥ 5 ℃积温增加147.0 ℃·d。受上述气候要素变化的影响,近59年新疆秋眠级4～6级和2～3级紫花苜蓿适宜种植区呈扩大趋势,而秋眠级1～2级紫花苜蓿适宜种植区及紫花苜蓿不宜种植区呈减小趋势。这表明气候变暖对新疆紫花苜蓿种植的发展总体趋于有利。     

气候变暖对新疆不同秋眠级紫花苜蓿种植适宜性的影响

基于新疆102个气象台站1961-2019年逐日平均气温、最低气温资料,采用统计学方法以及ArcGIS的空间插值技术,在对影响新疆紫花苜蓿种植的主要气候因子≥5℃积温、冬季最低气温时空变化特征分析的基础上,以80％保证率≥5℃积温和90％保证率冬季最低气温作为指标因子,研究了气候变暖背景下,新疆不同秋眠级紫花苜蓿种植气候适宜性的变化.结果表明:新疆80％保证率≥5℃积温和90％保证率冬季最低气温的空间分布总体呈现"南疆多(高),北疆少(低);平原多(高),山区少(低)"的格局.受上述两指标要素空间分异的综合影响,秋眠级4～6级紫花苜蓿适宜种植区主要分布在南疆的塔里木盆地以及东疆的吐鲁番盆地和哈密盆地;秋眠级2～3级紫花苜蓿适宜种植区分布在塔里木盆地、吐鲁番盆地和哈密盆地周边山前倾斜平原,伊犁河谷以及准噶尔盆地西部和东部的低平原地带;秋眠级1～2级紫花苜蓿适宜种植区分布在北疆北部、西部,准噶尔盆地腹地以及天山和昆仑山中、低山带;阿尔泰山、天山和昆仑山区大部为紫花苜蓿不适宜种植区.影响不同秋眠级紫花苜蓿种植的主导因子不同,秋眠级4～6级紫花苜蓿适宜种植区以及紫花苜蓿不宜种植区主要受80％保证率≥5℃积温的影响;秋眠级1～2级和2～3级紫花苜蓿适宜种植区主要受90％保证率冬季最低气温的影响.在全球变暖背景下,近59年新疆≥5℃积温和冬季最低气温分别以65.52(℃·d)·10 a-1和0.63℃·10 a-1的倾向率呈极显著(P<0.001)上升趋势,80％保证率≥5℃积温和90％保证率冬季最低气温也总体增多或升高,但其变化具有阶段性差异,时段Ⅰ(1961-1980年)80％保证率≥5℃积温和90％保证率冬季最低气温为近59年最低时期;时段Ⅱ(1981-2000年)较时段Ⅰ的90％保证率冬季最低气温升高2.9℃,但80％保证率≥5℃积温变化不大;时段Ⅲ(2001-2019年)较时段Ⅱ的90％保证率冬季最低气温不升反降0.8℃,而80％保证率≥5℃积温增加147.0℃·d.受上述气候要素变化的影响,近59年新疆秋眠级4～6级和2～3级紫花苜蓿适宜种植区呈扩大趋势,而秋眠级1～2级紫花苜蓿适宜种植区及紫花苜蓿不宜种植区呈减小趋势.这表明气候变暖对新疆紫花苜蓿种植的发展总体趋于有利.     

黑龙江省气候变化对玉米气象产量的影响

利用黑龙江省庆安县1990年~2012的气象资料和玉米产量资料,在确定庆安县玉米的气象产量与积温、降雨以及日照时数之间关系的基础上,分析黑龙江省气候变化规律及其对玉米产量的影响。结果表明;玉米的气象产量(Y),与降雨量(X1),呈显著正相关,与生育期内的积温(X2)呈显著负相关,与日照时数无显著相关关系,与生育期内的降雨量和积温存在显著的二元线性关系;Y=15768.77+2.87x1-5.42x2,(R=0.63)。黑龙江省整个生育期内的平均气温、积温分别以每年0.05℃和10℃左右增加,降雨量以每年5mm左右减少,日照时数没有明显变化。随着黑龙江省气候变暖和降雨减少现象的加剧,对吉林省的旱情和玉米产量的影响越来越重。     

气候变暖对格尔木地区农作物种植结构的影响

利用格尔木地区格尔木、小灶火2个气象站1961～2015年气温、积温及农作物种植面积数据,分析了气温、积温及农作物种植面积变化特征,探讨了气候变暖对农作物种植结构的影响。结果表明:55 a来格尔木地区气温和积温呈显著增加趋势,升温倾向率为0.6℃/10a,≥0℃、≥5℃、≥10℃的积温增加倾向率达125.6～167.8℃/10a。粮食和油料作物种植面积呈减少趋势,减少倾向率分别为404.0 hm~2/10a、1.2 hm~2/10a;枸杞等其它作物种植面积呈增加趋势,增加倾向率为595.0 hm~2/10a,其中粮食作物和枸杞等其他作物种植面积变化明显;分析原因,气温升高,气候变暖,热量资源增加,对农作物生长提供了丰富的热量资源,有利于农作物种植面积扩大和复种指数的提高,同时有利于特色农作物推广和种植,格尔木地区种植结构发生明显变化主要原因是气候变暖有利于产量高、经济效益明显的枸杞等特色农作物种植面积扩大所致,气温每升高1.0℃,粮食作物种植面积减少560.1 hm~2,油料作物种植面积减少3.9 hm~2,枸杞和藜麦等其它特色作物种植面积增加833.9 hm~2。     

内蒙古鄂温克族自治旗近35年牧业气候资源变化特征分析

应用内蒙古鄂温克族自治旗气象局1981—2015年气象资料,分析了该旗近35年来的气候变化。结果表明,该旗气温呈上升趋势,降水量线性趋势不明显,波动较大。生长季平均气温显著升高,初霜期出现偏晚和终霜期出现明显偏早,是造成无霜期呈延长趋势的主要原因;≥0℃、≥5℃、≥10℃有效积温均呈增加趋势。     

新疆北疆荒漠草地土壤容重空间分布格局及其影响因素

针对我国荒漠草地土壤容重清查数据库严重缺失问题,以新疆北疆426个荒漠草地野外实测数据为对象,结合气象数据及“3S”技术,探讨土壤容重空间变异特征及其主要影响因素。结果表明:0~100cm各土层土壤容重变化范围为0.66~2.17g/cm 3,平均值为1.45g/cm 3,砾砂质、盐土、沙质、土质、砾石质荒漠亚类土壤容重均值依次为1.46、1.31、1.55、1.34、1.54g/cm 3。土壤容重随土层深度增加均呈增加趋势,表现出幂函数关系。荒漠土壤容重变异系数为10.06%~20.81%,呈现中等变异强度,其中砾砂质、砾石质和沙质荒漠土壤容重显著高于盐土与土质荒漠,且在空间分布上自东北向西南呈现降低趋势。荒漠草地土壤容重与经度、纬度、海拔、年均降水量、≥10℃年均积温、年均气温均极显著相关,且主成分分析将6个生态因子指标转化为3个复合指标,累计贡献率达到79.42%,其中年均降水量、≥10℃年均积温是北疆荒漠草地土壤容重空间变异的主要影响因子。     

近22年叶尔羌河—喀什噶尔河三角洲绿洲土地利用结构变化及其驱因分析

为了探明叶尔羌河-喀什噶尔河三角洲绿洲土地利用结构变化规律及其归因,以研究区Landsat遥感分类数据、水文和气象数据、社会经济数据为主要数据源,综合运用动态度、时间序列追踪以及MK趋势检验等方法,探寻土地利用结构的变化过程和流向及其影响因素。结果表明,1)近22年,研究区土地利用类型变化显著,其中,城镇用地、植被和湿地面积分别增加240.09、3 908.22和539.73 km2;水域和未利用地面积分别减少464.60和4 223.44 km2;各土地利用类型后10年的变化速度均大于前10年的变化速度;2)土地利用类型随时间的变化轨迹结果显示,研究区66.22%的土地利用类型未发生变化,其中稳定性最强的是未利用地,然后依次为植被、城镇用地、水域和湿地;3)在22年内,研究区的气温呈上升趋势,并达到显著水平;相对湿度呈下降趋势,达显著水平;降水量呈波动式减少趋势,未达到显著水平;人口和GDP呈不断增长趋势,但不显著;气候的暖干化、人口及GDP的急剧增长在某种程度上导致研究区的城镇用地和植被面积的增加以及水域和未利用地面积的减少。     

基于人工神经网络的甘肃省年积温空间插值研究

中国西部地区气象站点空间分布不均匀,而且数量较少,导致气象要素空间插值的误差较大。以甘肃省为研究区,将其划分为东、中、西3个插值区域,利用人工神经网络方法,对1960~2009年气象站点地面观测的≥0℃年积温值进行拟合,将202个气象站点数据扩展到586个,插值结果表明:3个区域年积温平均绝对误差(MAE)为246.53℃、平均相对误差(MRE)为8.37%;东中西3个区域精度与原有气象站点数据量有明显关系。研究方法和结果可为进行甘肃省生态环境变化研究提供方法和数据参考,为进一步进行区域空间插值提供数据基础。     

新疆伊犁地区草地土壤容重空间格局分析

以新疆伊犁地区146个草地样地表层土壤容重调查测定数据为基础,结合遥感及气象数据,进行草地土壤容重与海拔、年均气温、年均降雨、≥10℃年积温、湿润度和NDVI间的相关及回归分析,构建土壤容重综合评价模型,借助ArcGIS平台加权叠加计算出伊犁地区草地土壤容重的空间分布格局。结果表明,伊犁地区草地土壤容重与海拔、年均气温、年均降雨、≥10℃年积温、湿润度和NDVI间显著相关(P<0.01);综合评价结果与实测值之间的复相关系数R²=0.6025,均方根误差(RMSE)为0.1479 g/cm³,总体偏差为14.39%,平均预测精度达85.61%。空间格局上,土壤容重在河谷地带较高,随着海拔递增呈现出逐渐减小的趋势;伊犁河谷两侧的温带荒漠类草地土壤容重最大,约为1.3340 g/cm³,南部天山北坡的高寒草甸类草地最小,约为0.7310 g/cm³。综合评价结果较好地反映了新疆伊犁地区的土壤容重空间分布情况,与土壤类型和草地类型的分布基本吻合,可以为草地退化安全评估提供参考。     

青海省共和盆地温性草原影响牧草产量的气候因子定量分析

通过对青海共和盆地天然草地牧草产量影响因子：年降水量、≥0℃年积温、年均温、年日照时数、3～8月≥0℃积温、3～8月日照时数、3～8月均温、3～8月降水量22年资料的主成分分析结果表明,作为最主要综合指标的第一主成分中的≥0℃年积温、3～8月≥0℃积温、3～8月均温的影响,贡献率是59．16798％,第二主成分中的年均温、年降水量和3～8月均温的作用,贡献率为25．51548％,第三主成分中的年降水量、年日照时数、3～8月降水量、3～8月日照时数因素,贡献率为9．301132％。天然草地牧草产量的形成是众多自然因子综合作用下相协调的产物,其中热量因子是牧草生长的重要原因。     

箭舌豌豆生育期和活动积温的相关分析

本文统计分析了榆中县种植的箭舌豌豆生育期持续日数和≥10℃活动积温,认为她们的持续日数在100天以上,积温在1600℃以上.生育期持续日数和≥10℃活动积温相关显著,显著性水平0.01,根据相关分析建立了直线回归方程,回归效果检验显著,显著性水平0.01。     

黄土高原多次刈割提高长叶车前的产草量和营养品质

车前(Plantago asiatica)饲用品质高,能提高反刍动物的蛋白利用率。为此在黄土高原开展两年的田间试验,研究长叶车前(P.lanceolata)在多次刈割(模拟轮牧)和一次刈割(收获干草)两种利用方式下牧草产量和营养品质。结果表明:多次刈割下粗蛋白和粗脂肪的含量和产量均高于一次刈割,而中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量和产量均低于一次刈割(P<0.05)。多次刈割的车前产草量随着生长时间的延长和≥0℃积温增加呈上升趋势,而粗蛋白、粗脂肪等含量呈下降趋势(P<0.05)。利用生长时间和≥0℃积温,建立了预测长叶车前品质和产量的线性和Logistic模型,≥0℃积温2069~2984℃是长叶车前产量和品质形成较为关键的时期,研究区对应的生长时间为102~161 d。研究结果可为黄土高原栽培草地的管理和利用提供理论依据。     

内蒙古开鲁县近58年气温、降水量变化特征及未来变化趋势

以线性趋势和R/S分析方法对内蒙古开鲁县1953—2010年各季和年平均气温、年平均降水量进行了分析。结果表明,58年来开鲁县年及各季均温呈上升趋势,夏季均温的时序相关系数在0.01显著水平以上,其他为0.001极显著水平以上,倾向率为每10年上升0.19～0.41℃,而且均符合赫斯特现象,H值≥0.7139,未来将继续维持上升趋势;年及夏、秋季平均降水量为减少趋势,时序相关系数大于或接近0.10水平,春、冬季为增加趋势;年及各季降水量变化符合赫斯特现象,其中,年及春、夏、冬季的H值≥0.6026,未来年及夏季降水量将维持减少趋势,春、冬季维持增加趋势,秋季H值接0.5,未来趋势难以预测。     

呼伦贝尔草原陈巴尔虎旗气候23年变化特征的研究

为了更好地指导呼伦贝尔草原的开发利用,对其气象变化规律的研究有至关重要的作用。利用陈巴尔虎旗1995～2017年的气温和降水数据资料,采用线性倾向估计法、滑动平均法、累计距平分析等方法,从不同时间序列对研究区近23年的气象趋势进行分析。结果表明:年均气温总体以0. 090℃/10a速率呈缓慢上升趋势,除冬季外,其余三个季节平均气温均呈增温趋势,尤其夏季增温速率最快;年降水量总体以-7. 82mm/10a速率呈减小趋势,枯水年出现的概率高于丰水年。一年中66. 40%的降水集中在夏季,尤其在7月份;经突变分析表明,陈巴尔虎旗可能于1998、2007、2013年附近发生过3次气温和降水的突变。     

甘肃农牧交错带1971—2019年降水量变化研究

为了探索甘肃农牧交错带影响农牧业生产的关键因素——降水的变化规律，本研究利用1971-2019年甘肃农牧交错带30个气象站点的降水量时间序列，研究了区域49 a来降水的年、季、月变化趋势和空间分布特征，并运用Mann-Kendall突变检验法和小波分析法分析了区域降水量变化的突变特征和周期特征。结果表明：近49 a来，研究区年平均降水量为442.24 mm，以5.39 mm·（10a）^-1的速率增加，并分别于1973，1980，1984和2018年发生了突变；就季节而言，夏季降水量最多，但呈微弱减少趋势，秋季降水量增加最明显，冬季降水量最少但呈微弱增加趋势，4季降水量均发生了突变；年内各月降水量变化不一致，3月和8月的降水量呈减少趋势，其他月份的降水量均呈增加趋势，其中5月降水量增加最为明显；从空间分布来看，研究区年降水量南多北少，自南向北逐步递减；而年降水量变化速率自南向北逐步递增。