石羊河流域气候变化对春玉米发育及水分利用效率的影响

为了用好有限的水资源,提高农业用水的有效性。以石羊河流域春玉米生长发育、水分利用效率和气象观测资料为基础,分析气候变化对春玉米生长发育和水分利用效率的影响。结果表明：石羊河流域气温年际变化呈显著上升趋势,气温变化线性拟合倾向率为0.383℃/10年,作物生长季4—10月呈现气温明显升高、气候变暖趋势。降水量除秋季呈减少趋势外,年降水、作物生长季和其他季节降水均呈缓慢波动增加趋势,作物生长季降水对年降水量增加的贡献最大。受气候变暖影响春玉米三叶期、拔节期、开花期每10年提前2~3天,乳熟期、成熟期每10年推后1~2天。而春季营养生长期每10年缩短2~3天,秋季生殖生长期每10年延长2~3天。由于气温显著升高,春玉米水分利用率呈上升趋势;气温对春玉米水分利用效率的影响为正效应,气温每提高1℃,春玉米水分利用效率提高0.46~0.57 kg/(hm²·mm)。而降水量与灌溉区春玉米水分利用效率呈负相关,降水量每减少1 mm,水分利用效率可提高0.19~ 0.78 kg/(hm²·mm)。随着日照时数的波动增加,春玉米的水分利用效率呈明显增加趋势,对水分利用效率影响为正效应,日照时数每增加10 h,春玉米水分利用效率提高0.2~0.6 kg/(hm²·mm)。     

作物内禀水分利用效率变化

为探究不同作物类型内禀水分利用效率(IWUE)之间的区别及其环境影响因素,本研究以春玉米科河28和春小麦定西新24为试验材料,通过桶栽和小区试验,设置水分充足和干旱胁迫2个处理,观测玉米、小麦在不同水分和不同气象条件下的叶片光合生理过程并收集文献资料,分析比较C₃和C₄作物之间,以及不同环境条件下相同作物IWUE的变化特征及气孔导度模型斜率。结果表明,C₄作物玉米较C₃作物小麦具有更高的IWUE;有利的环境条件下,小麦IWUE较低,而不利的环境条件下,小麦倾向于提高IWUE;生长在湿润区的C₃作物IWUE较低,而半干旱区的C₃作物IWUE较高;小麦的气孔导度模型斜率高于玉米,同时不利的环境条件及干燥的气候条件下,作物倾向于降低气孔导度模型斜率。综上,作物气孔调节方式具有优化利用水分的功能,在不利的环境条件下,作物的水分利用方式倾向于保守,从而在较小的水分消耗下,获得最大的产出。本研究结果为区域作物品种选择及布局提供了参考依据。     

3种不同代表年份下石羊河流域环境因子对蒸发渗入变化的影响研究

为了揭示石羊河流域蒸发渗入的变化规律,基于LG-I 型大型称重式蒸渗仪,对3 种不同代表年份和不同季节背景下不同环境因子对蒸发渗入变化的影响进行分析研究。通过比较各项环境因子与蒸渗的相关性,结果表明,各项环境因子对蒸渗影响的程度为：降水＞气温＞相对湿度＞风速。降水对蒸渗变化的影响最直接,两者相关性较高,其他3 项因子间接影响蒸渗变化。且降水最多年份蒸渗与各项环境因子的相关性高于其他年份,各个季节中夏季蒸渗与各项环境因子的相关性高于其他季节。     

气候变暖对河西走廊绿洲灌区主要作物需水量的影响

作物需水量是农田水分循环系统中最重要的因素之一。在未来温度上升1～4℃的情景下,研究了气候变暖对我国河西绿洲灌区主要作物需水量的影响。结果表明,气候变暖对不同作物需水量的影响程度不同。其中对棉花和玉米需水量的影响最大,对小麦的影响次之。当生长期内温度上升1～4℃时,棉花需水量将增加2.17%～12.66%,相当于15.00～83.00 mm;玉米需水量将增加1.90%～11.49%,相当于14.60～82.50 mm;小麦需水量将增加1.80%～10.03%,相当于9.70～50.70 mm。气候变化对作物需水量的影响存在一定地域性差异。当增加1℃时,对干旱区武威作物需水量的影响略大于极端干旱区敦煌。当增加2℃时,武威和敦煌的作物需水量几乎相当。当增加3和4℃时,则对敦煌作物需水量的影响大于武威。根据河西绿洲灌区目前的种植结构,当温度上升1～4℃时,估算将使整个地区棉花的灌溉需水量增加0.11,0.21,0.37,0.62亿m³;玉米的灌溉需水量增加0.16,0.33,0.56,0.93亿m³;小麦的灌溉需水量增加0.14,0.26,0.45,0.71亿m³;总的灌溉需水量增加0.41,0.80,1.38,2.25亿m³。气候变暖将使河西绿洲灌区业已紧张的水资源供需矛盾更加突出。     

高海拔地区旱地春小麦光合日变化特征

测定小麦旗叶光合特性,比较乌鞘岭地区分期播种陇春8号小麦的光合生理日变化特征.结果表明:净光合速率、水分利用效率随播种期推后有增大趋势.在日变化过程中,上午蒸腾消耗少,水分利用效率高,光合能力比下午强,且有光合"午休"现象.不同播期春小麦光合要素与温度高低有关,在气温较高时段,温度与净光合速率、水分利用效率呈负相关,气...     

黄土高原气候生产力演变特征

利用黄土高原地区40a的气象资料,采用EOF、REOF、EEOF、CEOF分解和小波分析等方法,研究了该区域气候生产力时空演变特征.结果表明：黄土高原气候生产力呈递减趋势;存在相关程度高的3个次区域（西部、东部和南部）,次区域间气候生产力时间演变差异较大;小波分析表明气候生产力变化2～4a周期振荡比较明显;气候生产力变化空间系统的移动方向、强度等在4a内变化明显;高原中北部是气候生产力变化的敏感区;气候生产力的空间变化幅度南部明显大于北部,变化信息有从高原中东部向四周传播的趋势.     

模拟增温和降水变化对半干旱区春小麦生长及产量的影响

为了探索和验证未来气候变化对半干旱区春小麦生产的影响,了解春小麦生长发育和产量对增温和降水变化协同响应的基本特征,利用开放式增温系统和水分控制装置,设置不同水分和温度梯度来模拟气候变化对半干旱区春小麦的影响。结果表明：正常和增加30%降水条件下,增温2.0℃使春小麦株高降低。在不增温和增温2.0℃条件下,增加30%降水使春小麦株高增加;正常和增加降水条件下,增温的叶面积指数比不增温的低。正常和增温条件下,水分对叶面积指数的影响规律性不是很明显;增温和增水协同条件下的株高、叶面积指数小于不增温和正常降水条件下的株高、叶面积指数;增温导致叶绿素含量降低,增温情况下增水会使叶绿素含量提高;正常和增加降水条件下,增温的干物质质量比不增温的低。正常和增温条件下,降水增多则有利于干物质质量的积累;营养生长阶段和生殖生长阶段,在正常和增加降水条件下,增温对叶的分配系数有负效应,增水为正效应。增温对茎的分配系数有正效应,增水为负效应。增温对穗的分配系数有负效应,增水为正效应;增加降水对春小麦的产量有正效应,而增温则不利于产量的提高,即便是在增加降水的情况下,增温还是对产量有不利的影响。研究结果为中国半干旱区春小麦对全球气候变化下的敏感性及适应性提供理论参考。     

基于模式识别的半干旱区雨养春小麦干旱发生状况判别

为准确判断作物生长发育过程中农业干旱的发生状况,并预估作物产量,该研究以半干旱区1986-2011年生育期气象和产量资料为基础,分析雨养春小麦产量形成所受因素,以产量变动状况作为春小麦干旱和正常年景的判断标准。采用模式识别法,迭代求解建立可预测春小麦年景的线性分类方程,对半干旱雨养区农业干旱的发生状况进行判定。研究结果表明:半干旱雨养区春小麦产量形成受诸多因素影响。若不剔除其他因素的影响,仅以气象要素为基础无法建立判别方程,从而难以定量判断春小麦生育期农业干旱的发生状况。但在剔除播前50 cm层次土壤相对含水率大于55%的年份后,以主要生育期平均温度和降水量能够建立判别方程预测春小麦年景,从而可以对春小麦生长发育过程中的农业干旱发生状况进行定量分析。同时,5月份降水量对春小麦生长发育具有非常重要的作用,在播前50 cm层次土壤相对含水率小于55%时,只用5月份降水量一个气象要素即可较为准确地模拟估测春小麦产出。该研究可为干旱致害机理的进一步深入探讨提供参考依据。     

气候变暖对甘肃省不同气候类型区主要作物需水量的影响

作物需水量是农田水分循环系统中最重要的因素之一。在未来温度上升1~4 ℃的情景下, 研究了气候变暖对我国甘肃省不同气候类型区主要作物需水量的影响。结果表明, 气候变暖对不同作物需水量的影响程度不同。其中对冬小麦需水量的影响最大, 对玉米和春小麦次之。当生长期内温度上升1~4 ℃时, 冬小麦需水量将增加3.05%~12.90%, 相当于13.2~81.2 mm; 玉米需水量将增加2.49%~10.80%, 相当于9.9~60.6 mm;春小麦需水量将增加2.74%~11.69%, 相当于6.7~40.0 mm。气候变暖对作物需水量的影响存在一定地域性差异。对干旱区的作物需水量影响最大, 半干旱区次之, 其次是半湿润区, 对湿润区影响不大。根据甘肃省目前的种植结构, 据此估算, 当温度上升1~4 ℃时, 将使甘肃省冬小麦的灌溉需水量增加12.43×10⁸ m³、13.02×10⁸ m³、13.74×10⁸ m³ 和14.65×10⁸ m³, 玉米的灌溉需水量增加7.94×10⁸ m³、8.32×10⁸ m³、8.78×10⁸ m³ 和9.30×10⁸ m³, 春小麦的灌溉需水量增加4.97×10⁸ m³、5.16×10⁸ m³、5.42×10⁸ m³ 和5.76×10⁸ m³。     

河西走廊日光温室可持续发展分析

从资源利用、环境保护、经济发展的角度,分析了河西走廊日光温室发展的利弊.结果表明:采用日光温室很好地提高了光、热、水以及土地资源的利用率,使至少33%的太阳能从无效资源转变为有效资源,光温生产潜力提高24585kg/hm2(蔬菜、玉米),增幅75%;新增≥10℃积温3364.9℃/d,增幅123%,生长期延长一倍,水资源利用率提高一倍左右;土地单位面积产出提高1倍～2倍;对生态环境利大于弊.同时日光温室生产提高了农民的收入,促进了地方经济的发展.