主要草原生态系统生产力对气候变化响应的模拟

利用历史气候数据(1961-2010年)和气候情景数据(1961-2100年)驱动CENTURY模型模拟高寒草甸、温性草甸草原、温性草原和温性荒漠4类主要草原生态系统的地上净初级生产力(ANPP),分析考虑和不考虑大气CO2浓度增加的直接效益(以下简称“CO2增益”)未来气温和降水量变化对ANPP的影响.结果表明:(1)1961-2010年,高寒草甸的ANPP呈极显著增加趋势(P＜0.01),与生长季内最低气温上升密切相关;温性草甸草原、温性草原和温性荒漠的ANPP变化趋势不显著,但年际波动较大,均与同期降水量具有极显著的正相关(P＜0.01),而与同期气温的相关性较弱.(2)若不考虑大气CO2增益,在A2和B2情景下2020s(2011-2040年)、2050s(2041-2070年)、2080s(2071-2100年)时段该4类草原生态系统的ANPP相对于基准时段(1961-1990年)的平均增幅分别为4.9％、12.0％、18.6％和3.0％、6.6％、8.9％,其中温性草原的ANPP增幅最大,其次是温性荒漠,而温性草甸草原和高寒草甸的ANPP有增有减,变幅较小.(3)若考虑大气CO2增益,在A2和B2情景下2020s、2050s、2080s时段该4类草原生态系统的ANPP较不考虑大气CO2增益均有显著增加(P＜0.05),平均增幅分别为20.0％、31.8％、45.6％和9.0％、13.7％、18.0％,其中温性草原的ANPP增幅最大,其次是高寒草甸和温性荒漠,而温性草甸草原的ANPP增幅稍小.     

四川单季稻区主栽水稻品种的生长模拟

利用四川单季稻区7个农业气象观测站5个主栽品种的田间观测数据,结合当地栽培管理措施、土壤条件及逐日气象资料对ORYZA2000模型进行参数调试,并确定四川单季稻区5个主栽品种的作物参数值;利用4～5a各主栽品种的观测数据对单季稻生育期、叶面积指数、生物量和产量等指标的模拟结果进行验证和评价。结果表明,合系39营养生长期发育速率最大,而生殖生长期发育速率最小,Ⅱ优838营养生长期发育速率最小,而D优63和汕优2生殖生长期发育速率最大;模型对5个单季稻主栽品种的生育期模拟效果较好,各品种开花期与成熟期的相对模拟误差均在1～2d,归一化均方根误差（NRMSE）均小于1%;各品种产量的NRMSE在5.26%～10.01%,叶面积指数的NRMSE为10.37%～19.19%,地上部总生物量、茎生物量、绿叶生物量及穗生物量的NRMSE分别为13.17%～18.69%、14.31%～20.41%、18.95%～24.74%和20.85%～25.39%。由此可见,ORYZA2000模型能够较为准确地模拟四川单季稻区5个主栽品种的发育及产量形成过程,适应能力较强,可以应用于四川单季稻生产。     

四川单季稻区主栽水稻品种的生长模拟*4

利用四川单季稻区7个农业气象观测站5个主栽品种的田间观测数据,结合当地栽培管理措施、土壤条件及逐日气象资料对ORYZA2000模型进行参数调试,并确定四川单季稻区5个主栽品种的作物参数值;利用4～5a各主栽品种的观测数据对单季稻生育期、叶面积指数、生物量和产量等指标的模拟结果进行验证和评价。结果表明,合系39营养生长期发育速率最大,而生殖生长期发育速率最小,Ⅱ优838营养生长期发育速率最小,而D优63和汕优2生殖生长期发育速率最大;模型对5个单季稻主栽品种的生育期模拟效果较好,各品种开花期与成熟期的相对模拟误差均在1～2d,归一化均方根误差（NRMSE）均小于1%;各品种产量的NRMSE在5.26%～10.01%,叶面积指数的NRMSE为10.37%～19.19%,地上部总生物量、茎生物量、绿叶生物量及穗生物量的 NRMSE 分别为13.17%～18.69%、14.31%～20.41%、18.95%～24.74%和20.85%～25.39%。由此可见,ORYZA2000模型能够较为准确地模拟四川单季稻区5个主栽品种的发育及产量形成过程,适应能力较强,可以应用于四川单季稻生产。     

北京都市型现代农业气象保障服务的实践与思考

随着我国社会经济的发展,农业进入新的发展阶段,农业生产的对象、条件、环境、技术等均发生了重大变化,特别是随着气候和生态环境的变化,对农业气象工作提出了新的要求。概括地讲,农业气象服务要在深化传统农业气象工作的同时,积极、稳妥地向生态环境新领域拓展,为我国的生态环境保护和农业可持续发展提供科学支持。不断加强特色农业、精准农业、设施农业的农业气象科研与信息服务业务水平,为都市型现代农业发展和农民增收提供及时、可靠的决策服务信息。     

北部冬麦区冬小麦越冬冻害时空变化特征

利用我国北部冬麦区43个气象站点1951—2014年气象资料,综合考虑越冬期最大降温幅度、极端最低气温、负积温、平均气温、降水和风速等冬小麦越冬冻害致灾因子,采用主成分法构建冬小麦冻害指数(FII),FII值越大,冬小麦遭受冻害越严重。结合历史冻害灾情资料,验证冻害指数在研究区域的适应性。采用M-K方法分析冬小麦冻害的突变特征,探究北部冬麦区越冬冻害的时空分布特征。结果表明,FII能较好地反映北部冬麦区冬小麦冻害情况。近60年北部冬麦区冬小麦冻害指数的年际变化均呈显著下降趋势。1980年前后冻害指数发生突变,气候变暖后我国北部冬麦区冬小麦冻害发生的频率、程度和范围明显减少;而由于气候变化的不稳定性增加,自2000年以来,冬小麦中度到重度冻害有所增加。冻害指数的空间分布总体呈现随着纬度和海拔高度的增加而加重的趋势。燕太山麓平原副区遭受冻害最为严重,黄土高原沟壑副区和晋冀山地盆地副区遭受冻害较轻。     

宁夏引黄灌区近50年北移冬小麦越冬期温度变化特征分析

利用宁夏引黄灌区所辖市（县）的11个气象站点1961-2009年的逐日温度数据,分析了当地北移冬小麦种植区各项温度指标的变化特征。结果表明：近50a来,宁夏引黄灌区1月极端最低气温的平均值为-19.8℃,冬小麦北移后比北移前升高了3.9%;1月的平均温度为-7.4℃,冬小麦北移后比北移前升高了12.8%,1月平均气温低于-9℃的年数减少了75%,说明宁夏引黄灌区北移冬小麦已经处于冬小麦种植北界内的适宜种植区;北移冬小麦生育期≥0℃积温平均值为1969.6℃.d,冬小麦北移后比北移前增加了11.1%,但无论冬小麦北移之前还是之后,宁夏引黄灌区冬小麦生育期≥0℃积温都能保证冬小麦正常生长;北移冬小麦越冬前≥0℃积温平均值为363℃.d,北移后比北移前增加了10.3%,接近华北冬小麦生长所需冬前≥0℃积温400℃.d的下限;越冬期负积温平均值为-586℃.d,北移后比北移前增加了22.3%,但仍然达不到华北冬性和强冬性品种安全越冬的越冬期负积温的下限。因此,适时早播和加强水肥管理以增加冬前≥0℃积温、培育壮苗和提高冬小麦的越冬存活率是保证北移冬小麦高产的关键技术措施。     

基于WOFOST模型的玉米干旱损失评估:以北京为例

以北京市山区春玉米和平原区夏玉米产量作为研究对象,利用气候资料和统计资料驱动,就WOFOST模型对北京地区玉米产量模拟的适用性进行评估,并基于模型开展北京地区玉米干旱灾害损失评估研究。结果表明:(1)山区春玉米和平原区夏玉米的产量模拟值与统计年鉴统计值的符合度指数均达0.9以上,模拟结果平均误差小于10%,说明WOFOST模型在北京地区春玉米和夏玉米的产量模拟方面具备较强的适用性;(2)在本文定义的干旱指数体系下,初夏旱对春玉米的产量影响较大,其中初夏轻旱导致春玉米减产率达15.91%,初夏重旱使春玉米减产率达22.99%;春旱和伏旱对春玉米、初夏旱和伏旱对夏玉米产量影响均较小,减产率均在10%以下。研究结果可为北京地区玉米生产和抗旱减灾提供科学依据。     

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。