气候变暖背景下江苏省水稻热害发生规律及其对产量的影响

根据江苏省1960-2009年常规气象资料和1980-2009年水稻生育期观测数据,利用温度距平、气候倾向率和M-K检验法研究江苏省不同区域的气候变暖特征,并分析江苏省水稻热害的时空分布规律及其对产量的影响,探讨气候变暖对江苏省水稻热害发生的影响。结果表明:(1)江苏省水稻热害主要发生在拔节-孕穗期和抽穗-乳熟期,苏南地区发生频次最高,淮北和苏北沿海最少。(2)江苏省水稻热害发生频次有明显的13a和3a周期,前者为主周期,后者为副周期。(3)1960-2009年,江苏省平均气温倾向率为0.2775℃.10a-1(P<0.01),气候变暖明显;20世纪60年代气温开始下降,80年代达最低值,之后开始变暖,21世纪前10a达最高值;江苏省水稻热害发生趋势与气温变化基本一致,80年代发生次数最少,21世纪前10a发生次数最多。(4)7-8月平均气温高的年代,热害发生次数则多,淮北地区20世纪60年代气温最高,热害发生次数也最多,其它地区近10a气温最高,热害次数最多。(5)从年际变化看,气候偏暖的年份,水稻热害多,产量相应低,说明气候变暖是造成水稻热害频次上升、产量下降的重要原因。     

3种水稻趋势产量拟合方法的比较分析

<正>确评估气象条件对粮食产量的影响必须以准确的气象产量为前提,因此,探求长时间序列粮食趋势产量提取分离方法对于更好地指导未来作物生产有重要意义。本文应用辽宁省9个地区17个站点62年的水稻历史产量数据,以相近地区农业生产力技术发展水平应具有一致性、产量序列的趋势应反映国家惠农政策对粮食增产的促进作用、相近地区热量条件变化的一致性可引起气象产量具有同升同降的特点等为评判标准,分析评价了应用HP滤波法、指数平滑法以及Logistic方法分离水稻的趋势产量、气象产量序列的合理性。研究结果表明:1)Logistic方法、HP滤波法以及指数平滑法所拟合出的趋势产量序列与辽宁省平均趋势产量序列一致,3种方法均能较好地反映辽宁省生产力发展水平的区域一致性特点;其中,沈阳、铁岭、鞍山、辽阳、丹东和锦州6个地区的趋势产量序列与辽宁省平均趋势产量序列间的一致性相关系数达0.908以上,表现为一致性极好;2)HP滤波法拟合出的趋势产量序列能较真实地反映由于生产力和国家政策变化所带来的实际产量的变化趋势,指数平滑法次之,而Logistic方法提取的趋势产量变化趋势反映社会发展实际的能力最差;3)不同趋势产量分离方法得到的气象产量区域平均值序列具有相似的年际及年代际变化特征,三者之间无显著区别(P0.05);HP滤波法分离得到的气象产量吻合气候特征的能力最强,指数平滑法次之,Logistic方法最差。综合分析,辽宁省水稻趋势产量的提取以应用HP滤波法最优,指数平滑法次之,而Logistic方法不适合辽宁省水稻趋势产量的提取。研究结果可为作物趋势产量拟合提供方法借鉴。     

基于历史产量丰歉影响指数的黑龙江省水稻产量动态预报

水稻是黑龙江省主栽作物之一,开展水稻产量动态预报对黑龙江省粮食生产具有重要意义。利用黑龙江省水稻主产区产量资料、发育期资料、日最高气温、日最低气温、日降水量和日照时数等资料,根据历史年水稻产量丰歉气象影响指数,建立黑龙江省水稻产量丰歉趋势动态预报模型。另外,采用相关分析的方法,确定影响产量的关键气象因子,建立相应的产量预报模型,对产量丰歉趋势动态预报模型进行修订。通过对1997-2006年水稻产量进行动态预报,结果表明,5月31日、6月30日、7月31日和8月31日预报的水稻产量增减趋势的预报正确率平均为90%、70%、90%和80%,产量预报准确率为84%、90%、94%和93%,预报准确率较高,能够满足业务服务的需要。     

气候变暖对信阳地区水稻生育期的影响

利用1961-2008年信阳气象站气象资料和1981-2007年信阳农业气象试验站水稻生育期观测资料,分析了气候变暖对信阳地区水稻生育期的影响。结果表明:信阳地区近48a年平均气温整体呈上升趋势,但具有明显的阶段特征,1981年之前温度总体呈降低趋势,而1981年之后(含1981年)温度呈显著上升趋势;水稻生长季内4-5月变暖趋势最为显著,平均温度、最高温度和最低温度均显著上升,其它时段变暖趋势不明显。4-5月温度的显著升高使水稻播种和移栽日期呈显著提前的变化趋势;另一方面,由于生长季中后期温度变化不明显,水稻抽穗和成熟日期无显著变化,造成水稻移栽-抽穗期显著延长。播种期和移栽期提前,有利于水稻早生快发,培育适龄壮秧,移栽-抽穗期延长可相应延长水稻穗分化时间,有利于大穗的形成和产量的提高。     

锡林浩特市日照时数的气候变化特征分析

利用锡林浩特市50a(1961-2010)日照时数以及总云量、低云量、降水量和水汽压等资料,采用气候倾向率分析其变化趋势,利用滑动T检验法和累积距平结合的方法进行突变分析,并根据各气象要素的年、季变化趋势及其与日照时数变化趋势的对应关系对日照时数变化原因进行分析。结果表明,锡林浩特市年日照时数呈极显著增加趋势(P<0.01);从年代际变化看,20世纪60-90年代,年均日照时数呈持续增加趋势,90年代达到最大,进入21世纪后,年均日照时数则明显减少;四季中夏季日照时数呈极显著增加趋势(P<0.01)。各季日照时数偏少期为20世纪60-70年代,偏多期为80年代-21世纪初;各月日照时数均呈波动上升趋势,增加最多的为8月;年日照时数在1985年发生了由少到多的突变,季日照时数发生突变是导致年突变的原因,尤以春季和夏季最为显著;云量是决定日照时数增加的重要原因之一,日照时数增加还与夏季、冬季水汽压以及夏季和秋季降水量密切相关。     

黑龙江省近35年气候变化对粳稻发育期及产量的影响

利用黑龙江省水稻主产区的38个气象观测站1971-2005年的气象数据,以温度、降水量、日照时数作为主要因子,重点分析了黑龙江省西部稻区、中南部稻区、南部稻区的平均温度、降水量、日照时数的时空分布、年际变化和年代际变化。结果表明：随着气候变暖,黑龙江省水稻主产区在过去的35 a中生长季平均气温升高了0.9℃,平均每10 a升高0.225℃;生长季降水量年代际间波动较大,20世纪70年代-90年代年降水量增加,至本世纪初减少;生长季日照时数呈现出20世纪80年代减少、90年代增加、而本世纪初又下降的规律。气候变化使水稻除抽穗期和成熟期外,其它各生育期基本随年代的增加而提前。相关分析显示,影响黑龙江省水稻产量丰歉的主要因子是气温。     

近49年德州浅层地温的变化特征分析

采用德州气象站1961-2009年0-20cm各层逐月平均地温、降水量和平均气温,研究了近49a德州浅层平均地温的变化特征及与降水和气温的关系。用九点二次平滑技术来滤除要素序列的年代际变化趋势。结果表明:浅层各季节平均地温均呈升高趋势,升温速率为0.22～0.485℃/10a,春季和秋季最大,夏季最小;各层年平均地温20世纪60年代-90年代中期为偏冷阶段,90年代中后期至今为偏暖阶段;气温升高及降水减少是影响地温上升的主要原因。研究结果对于合理利用气候资源,适当调整种植区划和合理安排农业生产布局具有参考价值。     

基于SPI的近30年黄河三角洲地区旱涝时空特征

根据1981—2010年黄河三角洲地区11个气象观测站逐月降水资料,采用标准化降水指数(SPI),分析了该地区的旱涝时空变化特征。结果表明:黄河三角洲地区在20世纪80年代干旱较为频繁,90年代中后期和2002年以后则雨涝较为频繁,其他时段呈现出旱涝交替变化的趋势;黄河三角洲地区四季旱涝变化的特征不同,但从长期趋势来看,四季均表现出向雨涝方向发展的趋势;黄河三角洲的区域旱涝变化特征基本趋于一致,且均呈现出多雨的趋势,但旱涝变化幅度有细微差别;黄河三角洲地区在20世纪80年代末至90年代初旱涝变率最大,其次是21世纪00年代中前期,其他时间变率较小,区域变率总体上与全区保持一致。     

重庆近46年气候变化特征分析

利用重庆34个地面气象观测站1960-2005年降水量、降水日数、气温等观测资料的年平均值,运用线性倾向估计、小波分析和M-K突变检验等方法对重庆近46 a来气候变化的主要特征进行了分析。结果表明：分析期内重庆年降水量的线性变化趋势不明显,但以2-3 a的周期波动变化为主,1984年是近46 a降水量变化的显著突变点,20世纪80年代为多雨期,90年代则为相对少雨期。降水日数以2-4 a的年际变化周期为主,呈现显著的线性减少趋势,1984年以后降水日数偏少的年份比之前明显偏多。年平均气温的线性变化趋势不明显,但具有明显的阶段性,20世纪80年代为偏冷期,进入21世纪后则显著上升,其平均值高出多年平均值0.4℃。降水和气温在各年代的变化特征存在较好的对应关系,如20世纪80年代为多雨、偏冷期,21世纪初为少雨、偏暖期。     

秸秆还田下氮肥运筹对白土田水稻产量和氮吸收利用的影响

【目的】研究小麦秸秆直接还田条件下不同氮肥基追比例运筹方式对白土稻田水稻产量和氮素吸收利用的影响, 为华中低产白土稻田水稻合理施肥提供科学依据。【方法】设置2种小麦秸秆还田量(0和3000 kg/hm2)及3种氮肥基肥-分蘖肥-穗肥施用比例(80-0-20、 60-20-20 和40-30-30)和不施氮的对照, 共7个处理, 分别为N80-0-20、 N60-20-20、 N40-30-30、 N80-0-20+S、 N60-20-20+S、 N40-30-30+S和CK。水稻收获期采集代表性样品考察水稻产量结构性状, 同时测定水稻籽粒和秸秆产量, 分析籽粒和秸秆氮素含量, 计算水稻氮素吸收量和氮肥利用效率。【结果】基肥-分蘖肥-穗肥施用比例60-20-20的处理水稻籽粒产量最高, 两年试验较不施分蘖肥的对照分别增产9.4%~12.9%和7.4%~8.9%。实施小麦秸秆直接还田后, 水稻籽粒产量较不施秸秆的对照分别提高10.2%~23.4%和0.8%~5.5%。不施秸秆条件下, 基-蘖-穗肥施用比例60-20-20的处理水稻籽粒含氮量最高, 较不施氮的对照提高11.3%, 而秸秆含N量随中后期追肥比例的加大而提高。秸秆还田条件下, 氮肥后移能明显提高水稻籽粒和秸秆含氮量。水稻籽粒氮素吸收量, 基-蘖-穗肥比例60-20-20处理最多, 2011年较对照N80-0-20分别增加13.7%和24.8%, 2012年提高14.5%和9.2%; 秸秆氮素积累量则随中后期追肥用量的增加而增多, 基-蘖-穗肥比例40-30-30处理最多。不施秸秆条件下, 基-蘖-穗肥比例60-20-20的处理氮素干物质生产效率、 氮素稻谷生产效率、 氮收获指数均最高, 百公斤籽粒吸氮量最低。秸秆还田条件下, 氮素干物质生产效率和氮素稻谷生产效率均随中后期追肥量的增加而下降, 而百公斤籽粒吸氮量则最高。氮素农学效率、 氮肥回收利用率和偏生产力也是60-20-20比例的处理最高, 较对照N80-0-20农学效率分别提高4.90和2.44 kg籽粒/kg N, 氮肥利用率提高7.82和21.29个百分点, 偏生产力提高4.90和2.44个百分点。【结论】综合水稻产量、 氮素吸收量以及氮肥利用效率, 安徽省江淮丘陵低产白土地区, 小麦秸秆直接还田条件下, 单季中稻氮肥的基肥-分蘖肥-穗肥施用比例, 以60-20-20运筹方式较为适宜。     

新疆阿勒泰地区暖季S干旱指数变化特征分析

运用新疆阿勒泰地区1961-2009年7个测站暖季（4-10月）月降水量与无降水日数定义了S干旱指数,采用Mann-Kendall趋势检验法、Morlet小波变换对该指数进行了分析。结果表明：S指数能较好地反映阿勒泰地区的干旱情况。暖季近49a来极端干旱和极端湿润出现了3a和1a;区域中,东部两站无极端干旱年,其它站有极端干旱年;布尔津和吉木乃站有1a和2a的极端湿润年,其它站无极端湿润年。各季中,春秋季分别出现了2a和1a极端干旱年,无极端湿润年;夏季出现了2a极端干旱年和3a极端湿润年;各区域极端干旱和极端湿润年分布较复杂。暖季20世纪80、90年代以湿润为主,其它时间以干旱为主;春季60年代以干旱为主,其它时间以湿润为主;夏季年代变化基本与暖季一致;秋季608、0年代以湿润为主,其它时间以干旱为主。该地区暖季及各季S指数趋势变化不显著。小波分析表明,S指数存在着明显不同的年代际和年际尺度的周期变化。     

三江源区近50年降水量变化特征分析

利用三江源同德地区1961—2010年的逐月降水资料,采用线性回归、滑动平均、距平分析等方法,分析了该地区降水的变化特征。结果表明:三江源同德地区年降水量总体呈不显著减少趋势,具体表现为20世纪60—80年代和21世纪10年代降水量偏多,80年代明显偏高,2000年以后显著增多;从季节变化来看,秋、冬季降水量呈不显著增多趋势,春、夏季降水量呈不显著减少趋势。降水量年内分配十分不均,主要集中在5—9月。年降水量在1985年发生了由多到少的一个跃变;春季在1970年附近,夏季在1990年附近,秋季在1983年附近发生了由多到少转折;冬季降水量在1962年发生了由少到多的突变。     

近50年来疏勒河上游气候变化及其对地表径流的影响

以1961—2010年疏勒河上游山区气温、降水和径流数据为基础,采用Mann—Kendall和R/S分析法,在年、季节尺度上研究了气温、降水和径流的变化特征,并采用多元线性回归分析法揭示了径流变化的主控因素。研究结果表明,近50a来研究区年均气温上升趋势显著且持续性极强。20世纪60—70年代气温偏低,1986年以后快速上升,并在1990年左右发生暖突变。降水量在研究时段内增加趋势明显且持续性较强。20世纪60—70年代降水偏少,80年代开始偏多,90年代偏少,1998年左右发生由少到多的突变。研究区气候在20世纪80年代中期由暖干向暖湿转型,受气候变化影响上游地区径流量显著增加,其年际和季节变化特征与降水变化相似。冬季和秋季径流变化主要受地下水影响,而春季和夏季径流变化主要受降水和冰雪融水的控制。     

两湖地区水稻抽穗开花期高温热害时空分布

根据两湖地区(湖北省和湖南省)34个气象站1961-2017年逐日气象资料和早、中稻各28个农业气象站1981?2011年生育期观测资料,采用数理统计、线性回归法、ArcGIS的反距离权重（IDW）空间分析功能,对两湖地区各省早、中稻抽穗开花期高温热害的时空分布进行分析。结果表明：（1）湖北省、湖南省早稻高温热害日数和频次在21世纪00年代最多,20世纪60年代、2010?2017年次之,80年代最少;两省中稻高温热害日数和频次在70年代最多,60年代、21世纪00年代、2010-2017年次之,80年代最少。（2）早稻高温热害日数和频次高值区分布在鄂东南、湘南,低值区分布在鄂西南、湘西;中稻高温热害日数和频次的高值区分布在鄂东北、鄂东南、鄂西南、湘西、湘南,低值区分布在鄂西北、湘西。（3）各级别早、中稻高温热害在湖北、湖南两省的发生频数表现为轻度＞中度＞重度,且湖南省发生程度比湖北严重;两省均表现为中稻高温热害发生比早稻严重。     

近50年福建省日照时数的变化特征及其影响因素

采用气候倾向率方法,对福建省64个站1961-2008年逐月日照时数以及对日照有影响的总云量、低云量、水汽压和相对湿度等资料进行了统计分析。结果表明：近50a福建省的年日照时数呈现出显著的减少趋势,平均减速为71.7h/10a,闽南地区减速最大。四季日照时数也表现出明显的减少趋势,减速为13.8～26.5h/10a,以夏季减速最大,秋季减速最小;最近30a夏季日照时数的减幅更大,春、秋季则呈增加趋势。从年代际变化看,20世纪60-70年代四季日照充足,均为正距平;80年代夏季偏多,其它三季为负距平;90年代春季正常,其它季节偏少。年日照时数异常偏多出现在1963、1971年,但从未出现过异常偏少年。年、季日照时数减少与低云量增加关系密切,而冬季日照时数的减少还与水汽压的增加有关。     

四川省水稻综合气象灾害风险区划

本文利用1981—2012年四川省82县的水稻单产资料,采用HP滤波法,进行水稻气象产量分离,分歉收年和成灾年两个年型,研究四川省水稻单产平均减产率、减产率变异系数和不同等级减产率风险概率的空间分布特征,并基于成灾年风险区划指标,开展四川省水稻综合气象灾害风险区划。结果表明:HP滤波法可用于四川省水稻气象产量分离,四川省水稻气象产量具有显著的准4 a、7 a周期振荡特征。平均减产率从西南向东北方向呈现"高–低–高"分布特征,80%以上县歉收年平均减产率介于2%～7%,成灾年平均减产率介于6%～15%。各县歉收年减产率变异系数介于0.6～2.2,成灾年减产率变异系数介于0～1.2;减产率变异系数相对高值区位于西南山地西部、盆地南部和盆地北部山地。各级减产率风险概率大值区主要集中于广元和巴中地区,还包括盐亭、古蔺、盐源、越西等县。四川省水稻综合气象灾害高风险区主要分布于盆地北部、盆地南部和西南山地西部等山区,中等风险区主要分布于盆地丘陵区及盆周低山区,低风险区主要分布于盆地平原、浅丘区和凉山州中东部。风险区划结果与四川省气象灾害分布和水稻农业气象灾害分布的研究成果相吻合,可为四川省水稻防灾减灾提供科学依据和重要参考。     

新疆艾比湖绿洲潜在蒸散量年代际变化特征

潜在蒸散量在研究气候变化、监测农业旱情、提高农业水资源利用率等方面得到广泛应用。为研究新疆艾比湖绿洲潜在蒸散量年代际变化特征,该文使用1960—2013年艾比湖绿洲地区4个气象站点的数据,通过Penman-Monteith公式计算年和季节潜在蒸散量,利用Cramer突变检验分析和相关性分析与贡献率计算其特征变化。结果表明:1)20世纪90年代的潜在蒸散量在研究时间尺度中达到最低,自2000年后开始增加。春季、夏季、秋季的潜在蒸散量与年潜在蒸散量变化趋势一致,冬季无明显变化;2)通过Cramer法检验表明,春、夏、秋潜在蒸散量3季突变时间分别为1999年、1996年、1999年,冬季不存在突变,总体而言,潜在蒸散量突变均出现在20世纪90年代;3)风速是全年及季节潜在蒸散量的主导因素。研究可为艾比湖绿洲区域的水资源科学配置、农业灌溉管理以及脆弱生态环境恢复提供依据。     

赣州近30年气候变化对双季早稻产量的影响

以赣州市1980-2009年逐日气温、降水量和日照时数等资料为基础,对赣州双季早稻生长期的气候变化特征进行分析,并对早稻气象产量与其生长期气象因子间进行了相关分析。结果表明：（1）近30a早稻的单产随时间呈增加趋势,20世纪90年代以前基本呈线性增长,90年代后期开始增长速度明显放缓;（2）近30a早稻生长期的气温总体呈增加趋势,升温速率为0.35℃/10a,90年代末以前增温不明显,但随后气温跳跃上升,其中2000-2009年的平均气温比90年代上升了0.7℃,气温与早稻产量存在极显著的负相关,气候变暖对早稻增产起抑制作用;（3）近30a早稻生长期的降水量呈减少态势,其递减速率为157.6mm/10a,降水量与早稻产量存在明显的正相关,早稻生长期间降水量由多变少,并有逐年减少趋势,降水不足将是影响未来早稻高产的主要因子之一;（4）近30a早稻生长期的日照时数没有明显的变化趋势,但年际间和年代际间的变幅都较大,日照时数与早稻产量呈明显的负相关,表明日照太强对早稻生产有不利影响;（5）近30a早稻灌浆乳熟期的气温呈明显增加趋势,特别是从90年代后期开始＂高温逼熟＂天气明显增多,且灌浆乳熟期气温与早稻产量存在明显的负相关,灌浆乳熟期的高温热害也是影响赣州早稻优质高产的关键因子之一。     

基于空间统计的重庆市水稻生产地理集聚时空演变

掌握农作物区域地理种植格局动态变化是进行种植结构调整和优化的重要基础。本研究以2000—2015年重庆市属区县水稻生产调查数据为基础,运用排序方法、空间统计方法剖析了16年来重庆水稻种植时空分布特点、不同区县时空演变的趋同性和相异性、区域水稻种植重心的转移特征、重庆水稻产业的地理集聚程度与分布的演化路径,以量化重庆市水稻生产的空间演化格局与动态。结果表明,16年间重庆市水稻种植面积和产量都存在波动,2007年以前水稻面积不断下降,2008年后面积逐渐恢复;在研究的各个时段内,无论单产、面积占比还是总产,重庆市的水稻生产均呈现出西部高于东部,南部高于北部的特征。重庆市以区县为统计单位的水稻生产可分为大面积高单产、小面积高单产、大面积低单产、小面积低单产4个类型;重庆市水稻产量重心位于区域西南部,但逐年向东北方向偏移;重庆水稻产业表现出高值聚集的特征,但空间聚集程度随时间推移逐渐降低,空间均质化程度提高。区域自然条件、社会经济、种植技术发展、政策引导等影响水稻产业的集聚格局,在今后的工作中需针对区域特征进行水稻种植规划和优化管理。