应对气候变化对未来中国农业生产影响的问题和挑战

通过整合农业科学界从不同行业产业角度和不同的影响方面对气候变化可能带来农业生产影响的分析资料,梳理和辨析了气候变化对农业生产影响的途径和机理,提出了气候变化对中国国家尺度农业影响的发酵效应假设:气候变化因子间相互作用与交错叠加,产业的传递和反馈,可能带来不利效应的严重放大;未来气候变化下中国农业面临的基本问题将是:农业技术进步的迟滞性和农业生产能力的波动性,稳定农业生产水平和粮食供应能力将愈来愈困难。讨论和建议了应对气候变化的若干国家战略,这些战略应基于气候变化对中国农业生产的影响的敏感性行业和地区,气候变化的突出性趋势的认识。防患和应对极端性气象灾害事件将成为应对气候变化对农业影响的首要任务,需要加强研究和技术储备,同时迫切需要新的组织和运行机制全面开展气候变化对中国农业生产影响的试验和技术开发研究。     

湖南省季节性干旱对双季稻生长及产量影响的模拟研究

湖南省季节性干旱是水稻生产的主要灾害之一。在对水稻模型ORYZA2000校准验证基础上,模拟分析了1960—2007年不同水分管理方式(持续灌溉、间歇灌溉和雨养)下双季稻生育期间季节性干旱特点及其对水稻生长与产量的影响。结果表明,(1) 在间歇灌溉和雨养条件下,双季稻自幼穗分化前逐渐表现出稻田土壤季节性干旱特征,随着生育进程干旱不断加重,在雨养条件下,干旱特征随发育进程愈加明显;晚稻比早稻易受季节性干旱影响,生长后期较前期加重;双季稻开花期前后出现的干旱胁迫对生物量、产量影响最大;土壤干旱与作物干旱特征表现不同。(2) 早稻与晚稻在平水年型及干旱年型下均表现出干旱现象;在干旱年型下,早稻自穗分化至成熟期干旱都较为严重,且强度与持续时间要大于平水年型;晚稻干旱的频率和强度都大于早稻,尤其是从穗分化到成熟阶段。(3) 季节性干旱可造成不同程度的产量损失,间歇灌溉方式能够获得较高的产量,雨养水稻产量最低;雨养条件下晚稻产量普遍低于早稻产量。研究结果可为减轻季节性干旱的影响和合理水稻管理措施提供科学依据。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅳ.未来气候变暖对东北三省春玉米种植北界的可能影响

【目的】在全球气候变化背景下,中国气温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及作物布局的影响越来越受到农业生产管理部门和专家学者的重视。【方法】本文结合SRES的两种排放情景A2(强调经济发展)和B1(强调可持续发展)预估的未来气候数据,采用经验频率法计算不同保证率下的积温,探讨了未来气候情景下东北三省春玉米不同熟型品种种植北界的变化趋势,同时探讨了未来气候情景下研究区域内春玉米缺水率的变化趋势。【结果】未来气候情景下,在不考虑CO2浓度升高对作物生长发育影响的前提下,东北三省春玉米不同熟型品种种植北界不同程度向北移动,在界限敏感区域内中晚熟品种替代早熟品种,使得玉米生育期延长,干物质积累增加,可以提高东北三省春玉米产量。然而在未来21世纪中期,春玉米缺水率亦呈现增加的趋势,为种植界限北移带来一定的风险。【结论】在未来气候条件下,春玉米不同熟型品种种植北界北移需综合考虑热量和水分的影响,适区种植以减少由于干旱造成的春玉米减产。     

不同践踏强度对沟叶结缕草坪用性状的影响

用模拟践踏器研究践踏对沟叶结缕草(Zoysia matrella)坪用性状的影响。试验设对照、轻度、中度和重度践踏4个践踏强度,结果表明,对照和轻度践踏下,草层高度、叶片长度和活生物量均明显高于重度践踏;中度践踏强度下草坪草层高度、叶片长度随着降雨量和灌溉次数变化而呈现波动式消长规律。对照和轻度践踏的草坪密度随着践踏时期的延长而呈现持续下降的趋势,但中度和重度践踏的草坪密度在9月份时呈现增加的趋势,并且重度践踏草坪增加的幅度明显高于中度践踏;轻度、中度、重度践踏草坪的地上活生物量依次增加,但轻度与中度践踏在践踏的前2个月差异不显著(P>0.05),之后出现显著差异(P<0.05);而中度和重度践踏的草坪地上活生物量差异均不显著(P>0.05)。对于沟叶结缕草草坪而言,如果采取较粗放的养护措施,轻度践踏强度比较适宜即75kg重,每隔4d践踏10次;如果采取比较好的、适时的养护措施如适时灌溉、施肥和封闭恢复,中度践踏强度(即75kg重,每隔2d践踏10次)也可以维持比较好的草坪坪用质量。     

东北大豆农田保护性耕作水热效应的Meta分析

摘要：基于公开发表文章中有关东北地区保护性耕作下大豆农田土壤温度和湿度数据，以传统耕作（CT）为对照，免耕（NT）、少耕（RT）、秸秆覆盖（SM）、免耕秸秆覆盖（NTSM）为处理，应用Meta分析方法定量评估保护性耕作措施对东北大豆农田土壤水热状况的影响程度。结果表明：与CT相比，保护性耕作总体上使东北大豆农田0-170cm土层的土壤体积含水量增加了9.2%，使浅层土壤（0-30cm）温度降低了8.2%；不同气候条件下4种保护性耕作措施均能提高土壤湿度；秸秆覆盖可以提高大豆整个生育时期土壤含水量，且在营养生长期对土壤水热的影响最大，土壤温度随秸秆覆盖量的增加而增加；保护性耕作措施降低土壤温度的幅度随着土壤黏粒减少而降低，提高土壤湿度的幅度随土壤深度增加而降低；免耕秸秆覆盖在不同土壤深度的蓄水保墒效果最明显，在0-20cm土层提高了32.9%的土壤湿度。综上，保护性耕作措施较传统耕作具有增湿降温效应，气温、降水、生育时期、秸秆覆盖量、土壤类型及土壤深度均对保护性耕作下大豆农田的土壤水热状况产生影响。     

基于Meta分析华北冬小麦高产高效协同提升灌溉方案

目前针对灌溉对冬小麦产量和水分利用效率影响研究大多基于单点实验，受气候、土壤等因素影响，研究结果可比性较差，且难于获得区域结论。本文通过检索搜集获得186篇大田实验文献，共1876对观测数据，采用Meta分析方法分析明确了灌溉对华北冬小麦产量和水分利用效率的影响，揭示了不同区域、降水年型、土壤质地和施氮量水平下灌溉对产量和水分利用效率的影响差异，明确了不同情景下华北冬小麦产量和水分利用效率协同提升的最佳灌溉量。研究结果表明，与生长季内不灌溉相比，灌溉使华北冬小麦总体增产32.0%～38.3%，水分利用效率降低27.3%～30.1%。冬小麦生长季降水量<150mm的西北区域灌溉增产幅度（39.6%～53.5%）高于降水量>150mm的东南区域（24.3%～27.1%），灌溉后水分利用效率降低幅度（32.4%～37.5%）高于东南区域（22.0%～24.3%）。冬小麦高产高效的生长季内最佳灌溉量西北区域为150～180mm，东南区域为120～150mm；干旱年、平水年和湿润年均为灌溉两次效果最佳，且最佳灌溉时期分别为拔节期和开花期、拔节期和抽穗期、拔节期和孕穗期，最佳总灌溉量均为120～150mm；壤土条件下灌溉对冬小麦增产效果最佳，黏土条件下水分利用效率降低幅度最小，沙土、壤土、黏壤土和黏土四种土壤质地下冬小麦最佳灌溉量分别为60～90mm、120～150mm、180～210mm和150～180mm；施氮量在120～240kg·hm⁻²时，灌水80～140mm增产节水效果最佳，其中灌水110～140mm条件下冬小麦产量更高，而灌水80～110mm冬小麦水分利用效率更高。综上所述，华北地区冬小麦在湿润年型下拔节和开花期灌溉，平水年型下拔节和孕穗期灌溉，干旱年型下拔节和抽穗期灌溉，总灌溉量为120～150mm，可实现高产节水，若该区域为壤土，同时施氮120～240kg·hm⁻²，冬小麦可实现产量和水分利用效率的协同提升。 关键词：华北冬小麦|产量|水分利用效率|协同提升|Meta分析方法     

“农业气象预测系统”在农业管理决策中的应用

该文介绍了“农业气象预测系统”的总体设计,并重点阐述了“系统”采用的预测模型“后验差(P.C)检验”方法及模糊决策方法。经验证,采用上述方法,预测准确率得到较大幅度提高;决策的可涉及因素增加,且能得到量化的决策依据,提高了总体决策水平。经生产部门多年应用表明,采用该“系统”进行农业管理决策,生产效益和经济效益得到明显提高。     

基于APSIM模型的2015-2100年气候变化对中国玉米生产力影响

全球气候变化直接影响作物生产。玉米是中国种植面积最大的粮食作物，系统探究未来气候变化对其生产力的影响对保障玉米高产稳产和粮食安全具有重要意义。为探究未来气候变化对中国玉米生产力影响，该研究基于SSP1-2.6和SSP5-8.5 共2种气候情景（shared socioeconomic pathways，SSP）1981-2100年逐日气象资料以及中国气象局农业气象观测站玉米生育期数据和土壤数据，使用调参验证后的农业生产系统模拟模型（agricultural production systems simulator，APSIM-Maize）解析了气候变化对中国玉米主产区高产性和稳产性的影响。结果表明：1）未来气候情景下，中国玉米主产区生育期内气温和≥10 ℃有效积温总体呈增加趋势，SSP5-8.5气候情景下升温幅度高于SSP1-2.6气候情景；降水量年际波动大，变化趋势不显著；太阳总辐射呈先增加后减少趋势。2）若不采取适应措施，未来气候变化使玉米全生育期、营养生长期和生殖生长期总体呈缩短趋势，且SSP5-8.5情景下缩短幅度大于SSP1-2.6情景，2080 s缩短幅度大于2030 s和2050 s。3）无适应措施条件下，未来气候变化下研究区域玉米光温潜在产量和雨养潜在产量总体呈下降趋势，SSP5-8.5情景下较SSP1-2.6情景下减产效应更大，2个情景光温潜在产量减产率平均值分别为13.8%和11.9%，雨养潜在产量减产率平均值分别为17.5%和14.0%。玉米潜在产量的稳定性略有提高，但区域间存在差异。因此，未来气候变化使中国玉米生产力总体下降，稳定性略有提高。研究为未来玉米高产稳产和中国玉米种植区划提供理论依据。     

近39年东北地区风蚀气候侵蚀力及其对气候变化的响应

为评估东北地区风蚀气候侵蚀力及其对区域气候变化的响应，基于东北地区66个气象站点1981—2019年气象数据，采用风蚀气候侵蚀力计算方法，解析东北地区风蚀气候侵蚀力空间分布特征、时间变化趋势及其对气候变化的响应。结果表明：近39年(1981—2019年),东北地区风速和相对湿度呈下降趋势，降水量呈波动增加趋势，气温呈上升趋势；风蚀气候侵蚀力整体呈西高东低趋势，全区平均为18.8,空间变化范围为0.9～63.8;春、夏、秋和冬季的风蚀气候侵蚀力分别为10.4,1.4,4.1和2.9;全区年风蚀气候侵蚀力平均每10年减小3.71,春、夏、秋和冬季平均每10年分别减小2.05,0.24,0.96和0.44;风蚀气候侵蚀力有明显的空间性(西高东低)和季节性(春季高，夏季低)。39年来，全年及四季的风蚀气候侵蚀力整体呈下降趋势。研究结果可为不同农业种植区土壤风蚀防治提供理论依据。     

华北平原旱稻作物系数试验研究

该文依据2001～2004年4年田间试验资料，利用Penman-Monteith公式计算了北京地区旱稻出苗～成熟期间参考作物蒸散量，并利用农田水量平衡方程及土壤水分胁迫系数计算了作物实际蒸发蒸腾量，由此计算了旱稻各生育阶段的作物系数，并分析了旱稻作物系数变化规律。结果表明：北京地区旱稻出苗～成熟期间参考作物蒸散量平均为560.1 mm；日平均孕穗～开花期最高为6.8 mm/d，年际变化幅度很小。旱稻作物系数全生育期平均为1.07，在孕穗～开花期最大，为1.49，其次为开花～成熟阶段，平均为1.20，拔节～孕穗最小为0.87；在北京气候背景下，旱稻作物系数与出苗后天数和大于0℃积温具有较好的三次多项式关系。