1961—2019年湖北省一季稻气候生产潜力时空变化规律

为研究气候资源变化对湖北省一季稻气候生产潜力的影响,采用湖北省28个气象站点1961—2019年逐日地面气象资料及一季稻生育期资料,分析一季稻生育期内太阳总辐射、≥10℃有效积温和降水量的时空变化规律;并利用逐级订正法计算一季稻光合、光温及气候生产潜力并进行时空变化规律分析,定量描述辐射、温度和降水变化对作物生产潜力的影响。结果表明：1961—2019年一季稻生育期间绝大部地区太阳辐射显著下降,≥10℃有效积温为显著上升趋势;太阳辐射和有效积温在湖北省内呈北高南低分布。降水量年际变化为不显著的上升趋势,全省仅西南地区为降水高值区。一季稻光合、光温和气候生产潜力均值分别为20134.63 kg/hm²、19434.79 kg/hm²和13523.16 kg/hm²;绝大部分地区光合与光温生产潜力都呈显著下降趋势,气候生产潜力为不显著下降趋势,三者的平均气候倾向率分别为-39.26 kg/(hm²·a)、-35.68 kg/(hm²·a)和-15.76 kg/(hm²     

辽西朝阳地区近60年玉米生长季降水变化特征分析

利用气候倾向率、降水相对变率,划分基准年方法,研究近60年朝阳地区玉米生长季及各个发育期降水变化特征。结果表明：近60年玉米生长季降水量气候倾向率为-6.55mm /10 a,呈下降趋势。玉米各生育期降水变化趋势不同,玉米播种—苗期、成熟期的降水量呈增加趋势,气候倾向率分别为 4.2 mm/10 a和0.3 mm/10 a,拔节—孕穗期的降水量呈下降趋势,气候倾向率为-10.6 mm /10 a。不同基准年降水变化趋势差异显著,第Ⅱ基准年降水减少最明显,气候倾向率达-23.7 mm/10 a。第Ⅲ基准年降水增加最明显,气候倾向率达29.0 mm/10 a。朝阳地区玉米生长季及各个发育期降水相对变率大,降水偏少年最多,正常年最少。研究结果为该地区玉米生产良种选择、栽培方式改进及趋利避害、防灾减灾等提供气候依据。     

气候变化背景下陕西关中西部作物气候生产潜力变化特征

为了研究气候变化背景下关中西部作物气候生产潜力变化规律,选用宝鸡市11个气象站1961—2010年温度、降水等气象资料,应用Tuynthwhite Memoral模式计算分析宝鸡地区作物气候生产力状况及其变化趋势。结果表明：关中西部气候生产力呈递减趋势;年及各季平均气温均呈明显上升趋势,降水量呈下降趋势;气候暖干化使作物气候生产潜力以35.69 kg/(hm²·10 a)的速率波动下降,降水是主要限制因子;气候生产力利用率平均为34.8%,作物生产有较大的发展潜力;未来气候情景下,“暖湿型”气候对区域作物生产最有利,平均增产幅度8.5%~22.5%,而“冷干型”气候对作物生产最不利,平均减产幅度为5.7%~20.8%。     

1961—2016年柴达木盆地东南部气温变化趋势分析

为了研究柴达木盆地东南部气候变化趋势,笔者利用柴达木盆地东南部都兰县气象局观测的1961—2016年气温资料,使用线性倾向估计、滑动平均、M-K突变分析等方法,分析了都兰县1961—2016年气温的变化特征。结果表明：1961—2016年都兰县年平均最高气温、年平均气温、年平均最低气温均呈极显著升高趋势,其气候倾向率分别为0.33 ℃/10a、0.28 ℃/10a、0.24℃/10a。年极端最高气温以0.23℃/10a的气候倾向率呈显著升高趋势,年极端最低气温以0.17℃/10a的气候倾向率呈不显著升高趋势。突变分析表明,年极端最低气温、年平均最低气温、年平均气温和年极端最高气温、年平均最高气温分别在1966年、1979年、1985年和1990年发生了由低到高的突变。     

气候变化背景下中国不同区域玉米生育期高温胁迫时空变化特征

研究气候变化背景下作物生长季高温热害的时空分布和变化特征,对于制定适应气候变化的作物栽培管理技术有重要的参考意义。本研究利用我国558个气象站点的逐日气象数据和物候期数据,分析了1961—2020年玉米不同生育阶段的高温度日(heat degree days, HDD)及其气候倾向率的时空变化特征。结果表明, 1961—2020年,我国玉米全生育期及各生育阶段的HDD整体呈升高趋势,不同农作区玉米全生育期HDD增加1.19～9.27℃d (10a)^–1,四川盆地农作区、华南农林渔区和西北农牧区增幅较高,分别显著增加8.79、9.27和5.81℃d (10a)^–1。不同生育阶段HDD变化趋势呈现明显区域差异,北方农作区玉米HDD在生育前期增幅较大,而南方农作区玉米HDD在生育后期增幅较大。播种–抽穗期,北方农作区中西北农牧区和北部中低高原农牧区HDD分别显著增加2.67℃d (10a)^–1和2.00℃d(10a)^–1,黄淮海平原农作区增加1.41℃d (10a)^–1,都高于其他农...     

柴达木盆地南缘农业气候资源变化特征分析

为了给柴达木盆地南缘合理利用气候资源和农业生产可持续发展提供科技支撑,利用柴达木盆地南缘1961～2015年气温、积温、日照时数、降水量等资料,应用气候倾向率、气候趋势系数等统计方法,分析该区农业气候资源变化特征。结果表明：(1)柴达木盆地南缘热量资源呈增加趋势,年、季平均气温升高明显,冬季升温趋势最显著,年平均气温变化倾向率为0.49℃/10a,冬季平均气温变化倾向率为0.62℃/10a。≥0℃、≥10℃年积温变化倾向率分别为77.0℃/10a、102.5℃/10a,除都兰站外其余各地积温增加较明显;21世纪以来较60年代年相比平均气温升高2.1℃,≥0℃的年积温增加336.8℃,≥10℃的年积温增加416.3℃。(2)光照资源呈略减少趋势,日照时数年际变化幅度较小,减少倾向率为35.2h/10a,夏季减少较为明显,减少倾向率为16.7h/10a,21世纪以来与60年代相比日照时数减少155.9h。(3)降水资源呈略增加趋势,年降水量增加倾向率为6.0mm/10a,其中夏季增幅最明显,增加倾向率为4.0mm/10a,年降水量增幅地区间差异较大,都兰增加最多,平均每10年增加15.8mm,格尔木最小,平均每10年增加1.7mm。(4)农业气候资源变化对调整农业种植结构,发展设施、特色农业,增加产量有利;同时也易造成农业水分供需矛盾加剧、农作物病虫害增多、农业成本和投资增加等不利影响。     

潍坊市冬小麦生育期气候因子变化特征及其影响分析

为了研究气候变化对冬小麦生产的影响,利用潍坊市1981—2010年连续30年冬小麦生育期观测资料及其生育期的气温、降水量、日照等资料,采用气候变化倾向率、三次多项式函数、线性回归等方法,分析潍坊市冬小麦生育期的主要气候因子变化特征及其对冬小麦影响,以期对冬小麦种植提供依据。结果表明,潍坊市冬小麦生育期平均气温年际变化呈上升趋势,气候倾向率为0.24℃/10年,降水量年际变化呈减少趋势,气候倾向率为-0.49 mm/10年,日照时数年际变化明显减少,平均每10年减少50.18 h;冬小麦全生育期显著缩短,每年缩短0.426天,苗期、返青期和灌浆成熟期缩短,越冬期、拔节孕穗期延长;冬小麦的气候产量呈下降趋势,气候产量与气温呈负相关关系,而与降水量和日照时数呈正相关关系。     

吉林省地表温度时空变化及影响因素研究

为了掌握吉林省地表温度的时空变化规律及其影响因素,利用吉林省46个气象站的气象数据,采用气候统计和诊断方法,分析了1961—2015年吉林省地表温度的时空变化及其影响因素。结果表明：1961—2015年吉林省地表温度平均值空间分布呈由西向东逐渐降低的趋势,气候倾向率由西向东先升高后降低。地表温度高的站点升温幅度小于地表温度低的站点。地表温度多年平均值的季节排序为夏季>春季>秋季>冬季。地表温度在1月最低,7月最高。1961—2015年吉林省地表温度以0.70℃/10 a的气候倾向率显著上升,春季、夏季、秋季和冬季气候倾向率分别为0.44、0.36、0.51、1.50℃/10 a。冬季和年平均地表温度分别在2001年和1993年发生突变。地表温度绝大多数异常气候年份为异常偏暖年,多在2010年之后。未来季节和年地表温度均呈上升趋势。海拔是影响地表温度的主要地理因子,气温是主要的气候因子。夏季降水量对地表温度为负效应,冬季降水量以正效应为主。     

华北平原夏玉米生产潜力数值模拟及其自然正交分析

为了明确华北平原夏玉米区域生产潜力的气象要素影响层次,在中国科学院禹城综合试验站进行了夏玉米田间试验,利用Licor-6400便携式光合仪等对夏玉米生长过程进行了较为全面的生理生态参数测定,在此基础上对WOFOST模型进行了相应改进和系统验证,并利用验证后的WOFOST模型对华北平原42个站点1961—2006年夏玉米光温生产潜力和气候生产潜力进行了数值模拟,进行了生产力自然正交分解(EOF)分析。结果表明：模型可以较好地模拟夏玉米生长发育及干物质积累过程。华北平原光温生产潜力变化在7360~11370 kg/hm2之间,平均值为9384 kg/hm2,呈东北高西南低的趋势。光温生产潜力的EOF第一模态方差贡献超过总方差的1/3,前3个模态累计方差贡献达到总方差的62.5%。第一模态在区域上均为正值,具有较好的一致性。气候生产潜力变化在6160~10420 kg/hm2之间,平均值为7906 kg/hm2,与光温生产潜力的区域分布趋势类似,气候生产潜力的EOF前2个模态较为突出,其累计方差贡献可达总方差的1/3。该研究首次将作物数值模拟与EOF方法相结合,进一步揭示了气象要素对夏玉米生产潜力的影响层次关系,可为区域农业布局及决策提供一定的理论支持及实践指导。     

石河子近50年棉花生育期农业气候资源特征分析

本文选用石河子气象局4个气象站1961—2010年的气象观测资料,分析了近51年来石河子垦区棉花生育期农业气候资源的变化。结果表明,棉花生育内平均气温和最低气温及最高气温都呈上升趋势,增温速率分别为0.32℃/10年、0.47℃/10年和0.51℃/10年;≥10℃的活动积温以122℃/10年气候倾向率增多;降水以8.7 mm/10年气候倾向率增多;日照时数以28 h/10年倾向率增加;初霜期呈偏晚趋势,终霜期呈偏早趋势,无霜期呈延长趋势,其变化速率分别为3.4 d/10年、1.0 d/10年和4.4 d/10年。     

吉林省春玉米生产潜力及其敏感性分析

基于“作物生长动态统计”模型计算吉林省春玉米光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力,运用敏感系数法计算并分析了生产潜力对全生育期平均气温和降水的敏感性。结果表明：春玉米光合生产潜力和光温生产潜力在吉林省由西向东呈递减趋势,中部的气候生产潜力最大,为17 266kg/hm ²,西部和东部分别为10 787、16 983kg/hm ²;西部、中部和东部生产潜力气温影响率分别为20.1%、19.5%和30.9%;生产潜力降水影响率分别为50.9%、17.6%和3.2%;西部和中部的气温敏感系数均值分别为1.77和1.99,西部最大为3.63;西部的降水敏感系数均值最大,为1.6,东部则形成了低值区。     

近 50年气候变化对中国小麦生产潜力的影响分析

为了定量评估气候变化背景下中国小麦生产潜力变化主要特征和气候归因,将1961-2010年分为1961-1990年和1991-2010年2个时段,对比分析近50年气候变化背景下中国农业气候资源变化,并基于IIASA最新开发的农业生态区模型AEZ 3.0模拟气候变化对中国小麦生产潜力的影响.结果表明,由于热量、水分条件以及小麦生育期的变化,近50年中国雨养和灌溉小麦单产潜力增加的区域主要为东北、华北和四川盆地,单产潜力减少的区域为西北和东南地区.中国冬小麦的适宜区域出现较明显的北扩南收态势,而雨养春小麦适宜面积在中国半湿润半干旱的过渡带显著减少.全国雨养小麦总生产潜力减少5％,而灌溉小麦总生产潜力变化不大.东北区域雨养和灌溉小麦总生产潜力增加都最为明显,是气候变化背景下实现中国小麦增产的重点区域.中国小麦生产需要合理利用气候资源和优化布局,以适应气候变化带来的影响.     

1987—2017年青海省东部农业区粮食作物生产潜力及产量差时空变化特征

为了研究青海省东部农业区粮食生产潜力及主要限制性气候因子,笔者利用1987—2017年4—9月青海省东部农业区13个气象台站的逐日气象要素和粮食作物实际产量资料,采用逐步订正模型,分析了粮食作物的生产潜力、实际产量及产量差的时空变化特征。结果表明：1987—2017年光合生产潜力呈下降趋势,而光温生产潜力、气候生产潜力以及粮食作物实际产量均呈增加趋势变化;光温生产潜力实现了光合生产潜力的37%,气候生产潜力实现了光温生产潜力的53%,说明产量潜力仍有较大的提升空间,气温和降水是提高生产潜力的限制因素;气候生产潜力与实际产量的产量差平均每10年下降178.6 kg/hm2,除贵德、循化、同仁产量进一步提升难度较大外,其余大部地区可以通过优化灌溉、合理利用热量资源等途径缩小产量差距。     

1961—2018年西藏高原青稞产区气候生产潜力时空变化特征

定量评估西藏高原青稞产区不同气候区气候生产潜力空间分布格局、演变特征及其影响机理,对于西藏高原青稞生长环境变化研究和产业可持续发展具有重要意义。基于西藏高原青稞产区不同气候区的7个典型气象站观测资料序列,采用Miami模型、Thornthwaite Memorial模型、气候倾向率、Mann-Kendall突变检验等方法,分析西藏高原青稞产区气候生产潜力时空分布特征及其对气候变化的响应。结果显示：1961—2018年青稞产区各站气温生产潜力(NPP_t)呈极显著增加趋势,降水生产潜力(NPP_r)呈显著增加趋势,蒸散生产潜力(NPP_e)和标准气候生产潜力(NPP_b)也均表现为波动的增加趋势。西藏高原主要青稞产区东部及沿雅江一带气候生产潜力限制因子为降水,高寒的北部地区气候生产潜力限制因子为气温或蒸散。NPP_t、NPP_r、NPP_e、NPP_b均表现为年代际增加趋势,20世纪80—90年代发生突变,且在21世纪初显著增加。1961—2018年气候的“暖湿型”变化趋势有利于当地青稞气候生产潜力的提高,青稞的生产不仅依赖于气候资源,还依赖于水资源的调配和利用。     

水稻农业气候资源变化特征及影响分析

为了合理利用气候变暖背景下的农业气候资源,减缓和适应气候变化带来的不利影响,以江苏稻区为例,利用全省60个气象台站1961—2012年气象观测资料,应用估算模型和统计方法,评估了一季稻全生育期内农业气候资源的变化趋势以及对一季稻生长的影响。结果表明：1961—2012年,太阳总辐射在逐年代递减,苏北、苏中、苏南的下降速率分别为65 MJ/(m²·10 a)、43 MJ/(m²·10 a)、52 MJ/(m²·10 a),光资源的下降不利于一季稻的光合作用;2000年前后为苏中和苏南≥10℃年活动积温的突变点,21世纪后热量资源增加显著;日均气温稳定通过10℃的初日在逐年代提前、终日在逐年代推迟,使得一季稻旺盛分蘖期提前、安全齐穗期推迟;水分资源没有明显变化趋势,总体充足。因此,近52年,江苏农业气候资源总体呈现光能资源减少、热量资源增加、水分资源充足,气候变化的影响利弊并存。     

黑龙江省典型日光温室气候生产潜力估算及分析

研究旨在估算黑龙江省典型日光温室气候生产潜力,分析其时空分布特征,以期使有限的气候资源得到充分高效的利用,为设施农业的稳产高产提供科学依据。利用温室内外的观测数据,建立温室内温度预测模型,模拟1961—2020年温室内温度,对黄秉维光合生产潜力估算模型进行修订,得到日光温室内的光合和光温生产潜力模型,计算1961—2020年不同地区的气候生产潜力并分析其分布规律。结果表明：研究时间段内林甸和友谊的天气类型每月晴天居多,其次为阴天,多云天气相对较少;建立了代表站点典型日光温室平均气温预测模型,均通过信度检验(P≤0.05);黑龙江省日光温室1961—2020年温室生产季节光合生产潜力和光温生产潜力时空分布规律基本一致,均是由东北向西南逐渐增大,且逐年减小,5月最高,12月最低。光合生产潜力最小值出现在2015年,最大值出现在2020年,光温生产潜力最小值出现在1995年,最大值出现在2020年。该研究获得了黑龙江省不同地区典型日光温室1961—2020年的气候生产潜力分布,以期为当地日光温室生产布局提供科学依据。     

气候变化对北碚区蔬菜气候生产潜力影响研究

为了最大限度地提高北碚区蔬菜产量,促使蔬菜充足供应和农民增收,利用北碚区1951—2010年逐日平均气温、降水量等气象资料,结合周广胜气候生产力模型,统计了北碚区蔬菜气候生产潜力。在此基础上,采用线性回归、MK突变、小波理论等方法重点分析其变化分布特征。结果显示：北碚区蔬菜气候生产力呈上升趋势,并具有2~4年、12~13年的周期振荡,年平均蔬菜生产力为11412.11 kg/(hm2?a);蔬菜气候生产力存在明显的突变,影响北碚气候生产潜力变化的主要因素是降水量。建立了北碚蔬菜气候生产潜力预测模型,模拟的蔬菜气候生产力与实际蔬菜产量的变化趋势基本相同,当北碚气候处于暖干型气候（温度增加3℃,降水量减少10%）和暖湿型气候时,对蔬菜的生长最为有利。关键词 气候变化 北碚区 蔬菜气候生产潜力     

气候变化对鲁西南地区气候生产潜力的影响

为了明确不同气象要素对生产潜力的影响程度,分析影响该地区作物生长的主导限制因素,基于鲁西南地区50年的气象数据,应用线性趋势法分析了研究区的气候变化趋势,运用布达格夫斯基连乘原理估算了研究区的生产潜力。结果表明：平均气温以0.16℃/10 a的速率呈极显著上升,年降水量的变化趋势不显著,以3.0 mm/10 a的平均速率增加,日照时数以112.05 h/10 a的速率呈极显著减少。近50年的光合、光温、光温水生产潜力平均值分别为22.6×104、17.6×104、7.4×104 kg/hm2,其变化趋势分别为：光合、光温生产潜力总体呈减少趋势,而光温水生产潜力的总体减少趋势不明显。温度对气候生产潜力具有负效应,降水对气候生产潜力具有正效应,与温度相比,水分是制约鲁西南地区气候生产潜力的关键气候因子。