未来气温和降水变化对山西冬小麦产量的影响

【目的】冬小麦是山西省重要的粮食作物，气候变化对冬小麦产量影响显著。利用模型模拟评估气候变化对山西省冬小麦产量的影响，为山西省冬小麦种植规划提供重要科学依据。【方法】利用山西省 2017—2018 年气象资料和 2018 年县级冬小麦产量数据，采用 DNDC 区域模拟方法，对山西省冬小麦种植区单产进行模拟和验证；模拟未来 8 种气候变化情景（温度上升 1、2℃，降水减少 20%、10% 以及温度和降水耦合）对冬小麦产量产生的影响。【结果】DNDC 模型可以较好模拟出山西省冬小麦产量整体水平（4 335.6 kg/hm2），总体平均误差为 4.63%，空间上的模拟误差主要由于山西省地形和气候差异导致。【结论】未来气候变化背景下，不同程度的增温对产量的影响不一，在温度平均升高 1℃情况下，山西省冬小麦单产下降 4.60%，而气温上升 2℃情景下，单产增加 16.44%；降水减少 10% 和 20% 情景下，产量均降低，说明水分依然是制约冬小麦产量的重要因子；但在增温和降水减少的耦合作用下产量增加 7.41%~15.84%。未来还需根据山西省种植特点，从轮作角度评估气候变化对农业的影响。     

1958—2013年山西降水的季节变化及统计特征

为了研究56年来山西旱涝的演变特征,系统分析山西地区旱涝灾害的季节变化,基于山西38个气象观测站1958—2013年的逐月降水观测资料,应用线性倾向估计、M-K突变检测和Morlet小波等方法,分析了山西降水的气候变化。结果表明：（1）56年来山西年平均降水量为377.6~600.2 mm,降水从北至南递增,中部小东西部大,且东部大于西部。（2）春季各地降水为55.7~107.4 mm,从北至南增加,北中部呈经向分布,南部为纬向分布;夏季降水为230.1~355.6 mm,大值区集中在东部;秋季降水为76.6~157.7 mm,纬向分布特征明显,从北至南递增,大值区位于东南部;冬季降水为5.1~24.4 mm,分布同春季降水类似。（3）山西年降水随时间呈显著下降趋势,下降幅度为12.6 mm/10 a;四季降水除冬季小幅增加外,春夏秋均有不同程度的下降。（4）山西年降水在1967年发生了显著突变,春季突变年份为1965、1982、1992、2002年,夏季突变年份为1977年,秋季突变年份为1969、2007年,冬季突变年份为1971、1980、1988、1991年。（5）山西年降水在不同时间尺度上存在3个周期,分别为7、15和26年;春季降水存在2个周期,分别为7和24年;夏季存在3个周期,分别为4、8和18年;秋季存在2个周期,分别为2和8年;冬季存在2个周期,分别为4和15年。     

山西2019年主要气候事件及其对农业的影响

基于1971～2019年山西109个气象观测站的观测资料,采用统计分析方法,对 2019 年山西的气候特征、主要气候事件及其对农业生产的影响进行了分析。结果表明: 2019年,影响山西农业生产的主要气候事件为：干旱、寒潮和暴雨。春夏季中南部持续的高温少雨天气,造成大范围旱情出现。春旱对冬小麦的返青拔节造成了较大影响,也影响了春耕春播工作;夏旱主要对玉米等大秋作物的生长发育和产量形成影响较大;春季低温霜冻,使山西南部经济林果损失巨大,北中部春耕播种时间推迟,导致出苗率低、苗弱,作物产量和品质均受到影响;夏季强降水及对流天气,给部分地区农业生产造成了较大损失;9月持续的降水造成大秋作物贪青晚熟,病虫害加重,还影响了冬小麦的播种。     

夜间增温对水稻生长、生理特性及产量构成的影响

2015年6-11月,在大田条件下采用铝箔反光膜覆盖对水稻(南粳46)进行夜间增温试验。试验设置夜间增温(NW)和对照(CK)两个处理,在水稻主要生育期(分蘖期、拔节期、抽穗扬花期、灌浆期和成熟期)观测水稻分蘖数、叶绿素含量(SPAD值)、叶面积指数、光合作用和蒸腾作用参数以及产量构成(有效穗数、穗粒数和千粒重)。结果表明:(1)铝箔反光膜覆盖达到了夜间增温的目的,整个生育期夜间水稻冠层平均气温比对照提高0.4℃。(2)夜间增温条件下,水稻分蘖数比对照平均每株减少4.33个;各生育期叶片叶绿素含量(SPAD值)分别下降0.2%、2.75%、6.31%、10.77%和32.03%,而叶面积指数差异不大。(3)NW处理各生育期水稻叶片的光合和蒸腾作用参数,包括净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著低于对照(P0.05)。(4)NW处理每穗粒数和有效穗数分别比对照低12.76%和19.02%,产量下降32.54%,千粒重增加3.93%。研究认为,夜间增温对水稻的生长及光合作用产生显著影响,在未来气候变化背景下,应进一步研究不同增温方式对水稻生产的影响及其模型模拟。     

气候变暖对晋北黄土高原半干旱区马铃薯适播期的影响

以气候变暖为主要特征的气候变化对马铃薯物候期、生长发育及产量都产生很大影响，研究马铃薯生长季热量资源和适播期变化特征，对调整品种布局和合理利用气候资源具有重要意义。利用1981—2016年晋北地区地面气象观测站和农业气象观测站资料，通过趋势分析和相关分析，研究晋北马铃薯气候资源变化特征及对马铃薯产量的影响；基于积温稳定性原理，建立气象产量预测模型，得出最高气象产量对应的适播期，并分析适播期的年代变化特征。结果表明，晋北马铃薯生长季气温以0.32℃·10a^-1速率呈升温趋势，≥5℃积温以47.0℃·d·10a^-1速率呈增加趋势。气候变暖背景下对晋北马铃薯产量影响显著的气候因子主要是出苗～分枝期的平均气温，全生育期的积温、日照时数、需水量，出苗～分枝期、花序形成～可收期及全生育期的最高气温≥30℃的日数。气温和日照基本为负效应，降水在营养生长期为负效应，生殖生长期为正效应。晋北马铃薯适播期随着气候变暖有提前的趋势，20世纪80年代适播期在5月上旬末至5月中旬，90年代适播期在5月上旬，21世纪最初10 a适播期在4月下旬至5月上旬初，2010年以...