青藏高原不同积温条件下春小麦光温生产潜力及其对气候变化的响应

【目的】 准确评估青藏高原春小麦光温生产潜力及其对气候变化的响应,可以为合理开发地区农业资源和保障区域粮食安全提供参考。【方法】 首先基于文献数据资料,在对WOFOST模型进行参数校验的基础上,利用青藏高原113个气象台站1958—2017年的逐日气候数据,逐年模拟了春小麦光温生产潜力并进行空间分析,然后利用Theil-Sen Median 坡度、Pearson相关和逐步多元线性回归（SMLR）等方法,统计分析了不同积温条件下春小麦光温生产潜力变化对气候要素变化的响应。【结果】 1958—2017年,青藏高原各个气象台站春小麦的多年平均光温生产潜力在3.20—8.68 t·hm^-2之间,其中5—9月多年平均活动积温在1 600—3 400℃·d区间的潜力相对较高,并且呈轻微上升态势,主要分布在西藏“一江两河”、青海“河湟谷地”、四川甘孜州北部等,而<1 600℃·d和>3 400℃·d区间的生产潜力相对较低,且分别呈显著上升和下降态势（P<0.01）。青藏高原作物生长季的日平均温度、最高温度和最低温度均呈显著上升趋势（P<0.01）,并且最低温度的上升速率高于平均温度和最高温度;温度日较差和太阳辐射则均呈下降趋势（P<0.01）,下降速率分别为0.08℃·(10a)^-1和8.96 MJ·m^-2·(10a)^-1。不同积温区间,气候要素的变化趋势存在明显差异,随着积温的增加,日最高温度、最低温度和平均温度的上升速率均呈下降态势,日较差的下降速率也呈减小态势,而太阳辐射的下降速率则为增加态势。青藏高原及各个积温区间春小麦光温生产潜力变化与太阳辐射变化均呈显著的正相关关系（P<0.01）,而对温度变化的响应存在差异,积温区间从<1 600℃·d到>3 400℃·d,生产潜力对平均温度和最高温度的响应程度逐渐下降,且对最低温度的响应由正向变为负向,与日较差和太阳辐射的正相关性程度也呈先升高后下降的态势。在<1 600℃·d积温区间,平均温度变化是影响光温生产潜力变化的关键因素,平均温度每升高1℃,光温生产潜力可增加885.71 kg·hm^-2（P<0.01）;而在1 600—3 400℃·d区间,太阳辐射变化对春小麦光温生产潜力变化起决定作用,太阳辐射每升高1 MJ·m^-2,生产潜力可增加3.42 kg·hm^-2（P<0.01）;而在>3 400℃·d区间,日最低温度和太阳辐射每升高1℃和1 MJ·m^-2,春小麦光温生产潜力可分别下降和升高398.65和3.07 kg·hm^-2（P<0.01）。【结论】 青藏高原不同积温区间的春小麦光温生产潜力及其对太阳辐射强度、温度变化的响应存在显著差异。研究结果有助于理解青藏高原不同积温条件下春小麦产量潜力水平及其对气候变化的响应,对区域春小麦布局和增产潜力开发提供支持。     

青藏高原高寒区青稞光温生产潜力和产量差时空分布特征及其对气候变化的响应

【目的】探讨有气象数据记录以来1977—2017年青藏高原青稞生长季内气候变化,以及对青稞光温生产潜力和产量差的影响。【方法】基于青藏高原农气资料,校正DSSAT-CERES-barley模型,模拟过去40年间青藏高原青稞生育期长度及光温生产潜力,并结合实际统计产量计算产量差,通过数理方法解析气候变化对其影响情况。【结果】(1)青藏高原多数站点过去40年间青稞生长季内温度、降水呈显著上升趋势,太阳辐射量呈下降趋势,且林芝站达到显著水平,与增湿相比增温趋势更加明显;(2)在播期和品种不变的情况下,过去40年青稞生育期长度显著缩短,引起不同站点下降的主要气候因子不同,高海拔站点主要由平均最高气温升高所致,低海拔站点主要由生育期内平均温度升高导致有效积温增加所致;(3)青藏高原青稞光温生产潜力受海拔影响,3 500 m左右的高海拔站点光温生产潜力高且稳定,如山南站平均光温生产潜力最高可达12 000 kg·hm-2。3 000 m左右的低海拔站点光温生产潜力低,平均在6 000 kg·hm-2,且易受气候变化影响,高海拔站点光温生产潜力对太阳辐射更敏感;(4)青藏高原在过去30年间由于实际产...     

山西省玉米光温生产潜力分析

本文在对全省玉米生产区光温资源及生产情况全面调查的基础上,根据范·费尔图依森介绍的Dewit公式,对玉米生产潜力进行了分析。结果表明:我省玉米生产光温潜力很大.春玉米一般均在880公斤/亩以上,最高产量可达1228.28公斤/亩。夏玉米也在550公斤/亩以上,依此,作者提出了挖掘我省玉米生产潜力的综合措施。同时,也为玉米育种工作者培育适应不同区域玉米品种提供了依据。     

广西单季稻区光温生产潜力分析

以南丹县为代表，估算广西单季稻区中稻不同品种在不同时期播种情况下的潜在光温生产潜力和现实光温生产潜力，结果表明，以４月上中旬播种的中迟熟品种生产潜力最高，并且随播期推则降低；早熟种生产潜力较低，且播期过早产量更低。     

山西省光温生产潜力特征分析

采用光合生产潜力乘以温度订正函数的估算模式,对2011年山西省农作物的光温生产潜力进行了计算。结果表明,山西省大部分地区全年光温生产潜力为2.13×104~3.00×104kg/hm2,其中,6—7月份较大;实际生产力只占光温生产潜力的15%左右。山西省实际生产力提升空间很大,可通过提高农田的管理水平,采用新技术从而实现作物的进一步增产。     

芮城县光温生产潜力与适宜种植制度的关系

通过评价芮城县农业气候的光热资源和各种种植方式的光温气候生产潜力,并在综合分析各乡村农业生产中的主要问题和生产力水平的基础上,得出芮城县各种地理分区的种植形式为:河谷区两茬平播,平川区两茬平播兼套播,半山区一年一熟兼套播,山区一年一熟兼倒茬。     

光温因子对冬小麦发育·产量的影响

[目的]研究光温因子对冬小麦生长发育的影响。[方法]根据1981～2008年西峰农业气象试验站冬小麦试验观测资料及相应阶段的温度、日照资料,对冬小麦主要生育阶段的生长发育受光照、温度的影响程度及光温对冬小麦生长的综合作用光温积进行了分析。[结果]温度时冬小麦的全生育期的影响甚于光照。播种～出苗期间的发育速度主要受有效积温的影响;返青～拔节、拔节。开花及开花～成熟,发育速度受光温积影响较大。抽穗～成熟间的生物量与光照呈正相关;返青～拔节的平均气温与该阶段的生物量呈负相关,拔节一抽穗、抽穗～成熟间的平均气温与生物量呈正相关。[结论]光温积可以反映光照、温度对冬小麦生长发育的综合作用．用其来模拟冬小麦的生长发育期的准确率较高。     

全球气候变暖对中国种植制度的可能影响 Ⅺ.气候变化背景下中国冬小麦潜在光温适宜种植区变化特征

【目的】气候变化背景下中国农业及粮食安全面临严峻挑战,而小麦是中国三大粮食作物之一,对保障中国粮食安全具有重要作用,研究气候变化背景下中国冬小麦潜在光温适宜种植区的变化特征,为冬小麦合理布局提供重要科学参考。【方法】利用逐级订正法计算中国冬小麦潜在种植区内各站点冬小麦逐年潜在光温产量,综合考虑高产性和稳产性指标,以1981年为时间节点,将1961-2010年划分为两个时段,在分析1981-2010年（时段Ⅱ）较1961-1980年（时段Ⅰ）潜在光温产量高产性和稳产性变化特征的基础上,综合得到气候变化背景下中国冬小麦潜在光温适宜种植区界限的变化及潜在光温适宜种植区分布的变化特征。【结果】与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ中国冬小麦潜在光温产量的最高产区和高产区面积增加,占研究区域冬小麦面积的比例分别增加了6.33%和7.42%,而次高产区和低产区面积减少,占研究区域冬小麦面积的比例减少了10.50%和3.24%。时段Ⅱ中国冬小麦潜在光温产量最稳产区面积下降,占研究区域冬小麦面积比例降低了25.76%,而稳产区、次稳产区和低稳产区面积增加,占研究区域冬小麦面积的比例分别增加了12.09%、10.34%和3.31%。中国冬小麦潜在最适宜区、适宜区、次适宜区和可种植区界限在空间上都发生改变。其中,冬小麦潜在最适宜区界限发生了明显的北移西扩,潜在最适宜区南界由安徽省中部北移至山东省西北部,潜在最适宜区西界由山西省西南部西扩至陕西省西北部;冬小麦潜在适宜区界限向东北方向移动,最大移动距离在四川省东部-陕西省西南部,移动距离达835.63 km。冬小麦各等级潜在光温适宜种植区界限变化引起各区域冬小麦面积相应改变。与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ中国冬小麦潜在最适宜区和适宜区冬小麦面积下降,占研究区域冬小麦面积比例分别降低了4.49%和4.75%,而次适宜区和可种植区冬小麦面积增加,占研究区域冬小麦面积的比例分别增加了7.17%和2.06%。中国冬小麦各等级潜在光温适宜种植区的单产增加,平均提高513 kg·hm^-2,但最适宜区和适宜区冬小麦面积减少,使得最适宜区和适宜区冬小麦的总产下降,与时段Ⅰ相比占总产的比例分别降低了29.4% （5 108×10⁴ t）和15.1% （5 896×10⁴ t）,从而使冬小麦种植区内冬小麦总产整体下降了1 504×10⁴ t,与时段Ⅰ相比占总产的比例降低了2.07%。【结论】全球气候变暖背景下,中国冬小麦潜在光温产量最高产区和高产区面积增加,最稳产区面积减少,由于稳产性下降引起冬小麦最适宜区和适宜区面积缩小;中国冬小麦潜在光温适宜种植区最适宜区界限北移西扩,适宜区界限向东北方向移动,适宜区界限的变动引起中国冬小麦各等级适宜种植区内的单产增加,有利于冬小麦产量的提高,但最适宜区和适宜区冬小麦面积减少,使中国冬小麦的总产整体下降。实际生产中,冬小麦潜在光温产量适宜性发生改变的区域,应注意结合当地的灌溉条件,以确保冬小麦稳产高产。     

气候变化对黑龙江省自然植被气候生产潜力的影响

为了解1970—2014年黑龙江省自然植被气候生产潜力的分布规律和变化趋势及其对气候变化的响应,利用黑龙江省80个气象站观测数据,结合Miami模型,通过小波分析和EOF分析等方法,对黑龙江省自然植被气候生产潜力的变化特征进行分析.结果表明:1970年以来,气温、降水、蒸散和标准气候生产潜力呈增加趋势,2000—201...     

冬小麦生长适宜光温指标研究

根据华北地区45个农业气象观测站近25 a来的冬小麦生育期观测资料和同期逐日气象资料,通过标准化正态分布检验和偏态分布正态化处理,设定概率分布＜50％和＜80％为适宜或较适宜指标界限,最终确定了冬小麦关键生育阶段的适宜气象指标.指标包括春性、半冬性和冬性小麦品种进入某生育始期或生育普遍期的适宜平均温度、相邻2个生育时期间隔内的适宜积温和日照时数,可为冬小麦生育期预报及生育期内气象状况评价提供依据.比较各属性品种的适宜指标可知,随着小麦品种的冬性增强,大部分生育期适宜平均气温的指标范围也逐步升高,其中半冬性和冬性品种差异较小,春性品种较其他属性品种差异较大,平均偏低2℃;冬性品种分蘖-越冬-拔节期所需适宜积温均高于春性和半冬性品种,所需日照时数更明显高于其他2个属性品种.     

气候变化对豫西旱地冬小麦生育的影响及对策

以豫西伊川县为例,分析丘陵区旱地冬小麦生育期气候变化规律。观测资料表明,冬小麦生育期气温呈上升而降水呈减少趋势,以春季气温增幅和降水减幅最大。气候变暖,使冬小麦发育进程加快,除分蘖期、越冬开始期和抽穗期推迟外,其余发育期均有所提前,以成熟期表现最为明显,每10年提前4．90d,其次为返青期,每10年提前3．30d。生育前期,播种至起身期发育间隔日数明显缩短,越冬期推迟,开花至乳熟期间隔日数稍有缩短。起身至开花期发育期间隔日数延长,全生育期每10年缩短了9．05d。产量结构因素表现为：有效穗数每10年减少44．65茎／m2,穗粒数每10年减少3．70粒,千粒重每10年增加2．24g。针对气候变化对豫西旱地冬小麦生长发育、产量因素的影响,提出了适应气候变化的对策。     

鄂北冬小麦生育期气候变化分析

利用鄂北冬小麦产区8个气象观测站1971～2010年共40年冬小麦生育期降水、气温和日照资料,运用线性统计方法探讨了鄂北冬小麦生育期气候变化规律。结果表明,冬小麦全生育期平均温度变化总体呈上升趋势,倾向率为0.37℃/10年,降水量增加的速度不大,降水量变化倾向率为1.44 mm/10年,日照时数变化的倾向率为-13.3 h/10年,日照时数减少直接作用是太阳总辐射的下降。冬麦区气候变暖特征明显,对冬小麦生育期的影响显著。     

华北北部地区应对气候变化的冬小麦品种·播期调整初探

通过不同品种冬小麦的播期试验,探究在正常偏暖年份下,北京地区继续种植冬性品种小麦和提高偏春性小麦品种种植比例的可能性,并利用播期调整减少抗寒性相对弱的品种的产量损失。结果表明,与9月下旬常规播种相比,北京地区目前可以适当推迟冬小麦播期,10月中旬前均可种植,品种选择应以冬性和半冬性品种为主;10月上旬以后播种的冬小麦,冬前难形成壮苗,容易遭受冻害影响,特别是偏春性品种,但可通过提高播量和选种抗寒品种减少产量损失。     

气候变暖条件对北京地区不同冬小麦品种冬前生长情况的影响

[目的]确定气候变暖条件下北京地区冬小麦安全越冬的适宜播期。[方法]通过不同品种冬小麦的播期试验(9月25日,10月7日,10月17日),研究正常偏暖气候条件下,冬前积温和小麦叶龄的关系,从苗情角度,为气候变化条件下如何确定播期提供建议。[结果]气候变暖后冬小麦出苗所需积温增加,但随着播期推迟逐渐降低。9月底播种可以实现壮苗,10月中旬播种,冬小麦苗情依然能达到安全越冬的基本要求。[结论]北京地区,冬小麦9月底至10月中旬均可播种。     

气候变化导致的冬小麦产量波动及应对措施模拟

气候变化导致中国气候资源发生变化,从而影响中国未来的农业生产。利用区域气候模式模拟的未来两种温室气体排放方案A2和B2下的气候变化情景分别与CERES-小麦模式相连接,研究了气候变化下中国北方地区冬小麦长时间序列的产量波动及产量变率的可能变化,及采取两种适应措施后,产量波动及变率的相应变化。结果表明,A2和B2两种气候变化情景下,未来3个时段冬小麦平均产量和最高产量会有所增高,但产量的年际波动和变率也将明显加大,产量的年际变幅也会显著增加。采取适应措施后,调整播期和改变品种会减少产量的波动和变率,该地区播期适当提前,选用中熟品种是未来气候变化下的较好适应组合。     

冬小麦气候影响评价方法和模式研究

应用百分位法对冬小麦相对气象产量进行气候年景划分,在资料分析的基础上,结合已有研究成果,确定各生育期平均气温、降水量、日照时数的评价指标和灾害分级指标。所建立的气候年景评价模式和灾害评估模式具有较好的业务应用价值。     

气候变化对中国冬小麦生产的影响

气候变化会对中国冬小麦生产带来深远的影响。CO_2浓度升高和气候变暖有利于冬小麦种植区向春麦区扩展,主要表现在辽宁、河北、陕西、内蒙古等种植边界的显著北移和青海、甘肃种植边界的显著西扩;CO_2浓度升高还会促进小麦根、茎、叶的生长,提高叶片光合速率和氮素的吸收与利用,有利于产量提高。但气候变化在中国还表现为太阳辐射的下降,冬小麦主产区黄淮海麦区和长江中下游麦区下降更为显著,试验研究表明,长期弱光小麦产量降幅可达6.4%～25.8%。温度升高对小麦产量的影响目前尚无明确定论;不同生育期降雨量变化对小麦产量的影响不同,生育前期降水量增加有利于小麦产量的提高,而后期则会导致一定的减产。然而,最值得关注和警惕的是高温与低温以及降水时空分布不均导致的干旱和渍水等极端气象灾害事件,随着全球气候变化发生频率显著增加,严重影响了小麦的生产,尤其是生育中后期的逆境将导致小麦结实粒、千粒重显著下降,造成产量锐减。此外,气候变化导致的病虫草害加剧不仅导致减产,还将显著增加生产成本,不利于小麦生产。     

气候变暖对菏泽市冬小麦产量的影响

根据1981~2010年菏泽市冬小麦产量和气温资料,采用5a滑动平均法分离出冬小麦气候产量,并将气候产量与气温进行相关分析。结果表明:在冬小麦全生育期内,平均气温呈极显著上升趋势,上升速率为0.54℃/10a,冬季升温较春季升温明显。在18个温度因子中,共有15个因子与冬小麦气候产量呈正相关,其他3个因子与气候产量呈负相关。其中拔节期极端最低气温(X15)、灌浆~成熟期平均气温(X17)与气候产量相关达到了显著水平,相关系数分别为0.41和0.36。     

气候变化对四川东北部冬小麦产量的影响

气象因子是影响冬小麦生长发育及产量的重要因素。南充市是四川东北部重要的小麦生产区域,小麦是南充第二大粮食作物,对成渝经济区的粮食安全至关重要。本研究采用1998—2019年气象数据和小麦生长发育及产量数据,较为系统地分析日照、温度、降雨三大气象因子对小麦生产的影响。结果表明,日照和降雨是影响川东北冬小麦生产的重要限制因子,该结果可为使用栽培和育种手段调控川东北地区小麦的生长发育使其高产稳产提供参考。     

气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式和产量的影响

【目的】全球气候正以变暖为主要特征发生显著变化,探究气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植制度的影响,为制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】通过气象站点观测值的加权平均和一元线性回归分析黄淮海各省市地区1992—2013年来的气候变化特征。利用农业气象站点多年长期观察的夏玉米-冬小麦物候数据,通过加权求平均,分析气候变暖背景下夏玉米-冬小麦的生育期和茬口推移情况。采用一元线性回归分析1992—2013年来黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量变化。同时利用非线性回归分析法和面板数据敏感性分析法分析气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量的影响。【结果】1992—2013年来,黄淮海地区温度整体呈现波动上升趋势,降水总量变化趋势不明显,但区域差异显著。在气候变化的背景下,黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式发生明显改变:冬小麦播种时间推迟,生育期存在缩短趋势,不同地区缩短2—5 d不等;夏玉米播种时间南部推迟而北部提前,收获时间总体呈现推迟趋势,整个黄淮海地区生育时长未发生明显变化。茬口时间因夏玉米-冬小麦生育期的推移呈现不同程度延长,造成了气候和土地资源的浪费。1992—2013年间黄淮海地区夏玉米-冬小麦单产呈显著上升趋势,多数省份达到显著水平。非线性敏感性分析表明,最低温度、最高温度和平均温度对夏玉米-冬小麦产量的影响基本表现为同时增产或同时减产的一致性。冬小麦产量受最低温度的影响最为显著,东南部的江苏省和山东省减产明显,而北部河北省和西部河南省表现为增产。温度升高除对河南省夏玉米有增产作用外,其他省份夏玉米产量均出现不同程度的降低,这可能与温度升高的幅度不同和降水的区域性差异有关。降水量对夏玉米-冬小麦产量影响存在地区差异。总体上气候变暖对周年单产影响表现为北部增产,而南部减产,因而选择适宜早播且生育期长的夏玉米品种对保障周年产量具有重要意义。【结论】气候变暖背景下,黄淮海地区冬小麦播种时间推迟,生育期缩短,夏玉米生育期北部延长而南部缩短,生育期的推移导致茬口时间延长,造成了气候资源和土地资源的浪费。1992—2013年间夏玉米-冬小麦周年产量显著提高。温度升高和降水增加对产量的影响存在区域差异,整个区域平均来看升温使夏玉米减产,冬小麦增产;降水增加有利于黄淮海北部地区夏玉米的产量形成,对南部地区夏玉米产量则存在不利影响,而对黄淮海大部分地区冬小麦的产量形成不利。