气候变化对石羊河流域棉花生产和耗水的影响

为了预测未来气候变化对石羊河流域棉花生产和耗水的影响,该文采用英国Hadley中心的区域气候模式PRECIS并结合COSIM棉花模型,对SRES A2（强调经济发展）和B2（强调可持续发展）2种排放情景下民勤地区的棉花生产和耗水情况进行模拟,并对石羊河流域扩大棉花种植范围的可能性进行了探讨,最后通过调整播期、引进新品种和改变灌溉量等适应措施的提出分析了石羊河流域棉花生产对未来气候变化的响应。结果表明,在PRECIS预测的未来气候变化情景下,到2080s（2071－2100年）民勤地区棉花的生长期明显延长,产量升高,且A2情景下产量高于B2情景,但B2情景下产量的增长速度更快。棉花产量的变异系数减小,种植棉花的风险降低;到2080s民勤棉花的参考作物蒸散量、耗水量和水分利用效率明显提高,棉花生长的用水需求提高,单位水分生产力上升。参考作物蒸散量和耗水量的变异系数增大,棉花受干旱影响的风险加大,水分利用效率变异系数减小,棉花生长的用水效率更稳定;在A2和B2的未来气候情景下,到2080s武威能满足棉花的正常生长,且在A2情景下获得了较高产量,仅从气候变化方面来考虑,未来石羊河流域棉花适宜种植区将扩大, 棉花生产存在一定潜力;当假设其他条件不变时,到2080s,A2情景下适当推迟播期,B2情景下适当提前播期有利于棉花增产。选择早中熟品种替换早熟品种, A2情景下产量明显增加,而B2情景下产量下降,品种的替换存在一定风险。到2080s随着灌溉量的减少棉花产量明显下降,未来如果灌溉量不足、生产用水让位于生态用水将增加石羊河流域棉花生产的风险。     

气候变化对我国棉花生产的影响

棉花为喜高温、干旱、无限生长型植物,其产量品质形成对光照、辐射、积温等环境变化较其他作物更为敏感。全球温室化导致的积温增加、CO2浓度上升、辐射量下降、水分分布不均匀及极端天气爆发日趋频繁将对棉花生产产生显著影响。棉花生长期（4-11月）长达7个月,其产量品质形成关键期（7—9月）极易遭受多种极端天气气象条件。因此,尽管温室化效应产生的气温升高、CO2浓度增加将对棉花增产提质带来积极影响,并一定程度扩大我国可种植面积,但温室化效应导致的光辐射量的下降、尤其是短期极端高温/低温、短期极端干旱／暴雨等极端天气发生的日趋频繁将严重威胁我国的棉花安全生产。因此,进行前瞻性的气候变化对中国棉花生产影响的评估、棉花适宜种植区的重新区划、环境稳定型棉花品种选育、应对极端气候条件下的棉化抗逆栽培技术体系的构建对保证全球温室化背景下我国棉花产业的稳定和发展具有极其重要的意义。     

气候变化对陕西棉花产量影响的情景分析

采用陕西省棉花产量和逐旬日照时数、气温及降水量资料,建立棉花产量预测模式,并在此基础上分析在温度增加0.5℃、1.0℃及降水量变化±10%、±20%、±30%的情景下棉花气象产量的变化状况,据此提出陕西省棉花生产可持续发展对策。     

新疆喀什气候变化对棉花发育期及产量的影响分析

利用喀什国家基准气候站1961—2013年53 a的平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量以及日照时数资料,结合1990—2013年的棉花发育期、单位面积产量、"三桃"数等资料,采用线性倾向估计计算、检验方法、气候趋势系数和气候倾向率方法,对1961年以来喀什气候变化特征、1990年以来棉花发育期和产量进行分析,探讨了喀什近期气候变化对棉花生产的影响。结果表明:近53 a来,喀什年和各季平均气温、平均最高气温、平均最低气温总体呈线性上升趋势,其年气候倾向率为0.25~0.47℃-10a-1(P-0.01),春、夏、秋3个季节的倾向率分别为0.24~0.47℃-10a-1(P-0.05)、0.09~0.37℃-10a-1、0.32~0.46℃-10a-1(P-0.01),其中春、秋季平均最低气温的升温率最大。年降水量呈明显增多趋势,其增幅为6.16 mm-10a-1,对各季节降水而言,春季降水量呈减少趋势,其气候倾向率为-0.44 mm-10a-1,夏、秋季降水量呈明显的增多趋势,其增幅分别为2.10 mm-10a-1、2.23 mm-10a-1(P-0.05)。日照时数呈增多趋势,其气候倾向率分别为31.3 h-10a-1(P-0.05)(年)、16.16 h-10a-1(P-0.01)(春)、9.84 h-10a-1(P-0.05)(夏)、4.27 h-10a-1(P-0.01)(秋),其中春季日照时数的增幅最大。近53 a来,喀什初霜日呈推后趋势(1.4 d-10a-1)、终霜日呈提前趋势(-1.3 d-10a-1),无霜期延长明显(1.0 d-10a-1)。近23 a来喀什棉花生长发育期资料统计指出,棉花播种期、出苗期、三真叶期、五真叶期、现蕾期、开花期、裂铃期、吐絮期等各发育期均表现出不同程度的提前趋势,其中现蕾期的提前趋势最明显,为6.6 d-10a-1(P-0.01);棉花停止生长期呈延迟趋势,即延迟幅度为4.2 d-10a-1(P-0.01),发育期的延长对棉花产量和品质的提高都十分有利。棉花"三桃"数中,伏前桃数、伏桃数和秋桃数呈增多趋势,其增幅分别为0.58个-10a-1、0.92个-10a-1和0.49个-10a-1。近23 a棉花生产中,平均产量呈增多趋势,其增幅为373.5kg-hm-2-10a-1(P-0.01)。影响棉花发育期和产量的主要气候因子有气温、日照时数、降水、初终霜日、无霜期。总之,喀什气候的变化对棉花生产的影响以积极影响为主,气候变暖有利于提高棉花的产量和品质。本文中,初、终霜冻日及无霜期与棉花产量总体呈正相关,初霜日推后、终霜日提前、无霜期延长,棉花产量增多。     

气候变化背景下玉米品种更替对新疆光热资源利用效率的影响

以新疆地区乌兰乌苏和哈密站春玉米、喀什和库尔勒站夏玉米为研究对象,基于1981-2019年气象资料、1981-2018年农业气象试验站玉米作物资料和土壤资料,分析APSIM-Maize模型在新疆典型站点的适用性;并结合统计学方法,分析了气候变化背景下新疆春玉米和夏玉米生长营养和生殖生长阶段,以及生长季内有效热时数和有效辐射的变化特征;采用调参验证后的APSIM-Maize模型,明确了气候变化背景下品种更替对玉米产量和光热资源利用效率的影响。结果表明:调参验证后的APSIM-Maize模型可较好地模拟研究区域春玉米和夏玉米的生育期和产量。气候变化背景下玉米生长季内热量资源和辐射资源呈增加趋势,其中春玉米以生殖生长阶段延长为主,夏玉米以营养生长阶段的延长为主。研究时段内玉米生育期缩短、产量降低,但品种更替使玉米生育期延长、产量提高,其中春玉米表现为生育期延长,生殖生长阶段占全生育期比例提高,而夏玉米则表现为生育期缩短趋势的减小。同时,品种更替也显著提升了玉米生长季内的光热资源利用效率。     

气候变化对河北省棉花生产及病虫害的可能影响

根据1989年赵宗慈用美国大气环流模式输出结果计算出的当CO₂倍增时我国地面温度和降水量变化情况^[2]，得出CO₂倍增时河北省温度和降水的输出结果，分析了CO₂倍增时河北省棉花生长季内气候变化的可能性及其对棉花分布、种植结构、产量、品质和对病虫害的影响。结果表明，CO₂倍增后河北省棉花种植区域扩大，复种指数增加，产量质量有不同程度的提高，有些病虫害的发生将趋于严重，而有些病虫害则可能趋于缓解。     

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。CO2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;CO2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。     

不同二氧化碳浓度处理对棉花生长发育和产量形成的影响

借助于ＯＴＣ－１型开顶式气室进行了７００ｐｐｍ，５００ｐｐｍ和６上二氧化碳深度对棉花影响的模拟诊断试验，结果表明，二氧化碳深度升高，特别是二氧化碳浓度倍增加对棉花生育进程、生物量和产量等均有明显的正效应。     

植物声频控制技术对棉花生产的影响

为探讨植物声频控制技术对新疆大田棉花生长发育和产量的影响,为该技术在棉花生产中的应用提供科学依据。该试验设5个点,每个点分声波处理和对照2个区。声频区通过QGWA-01型植物声频发生器定期给作物播放特定频率的声波,以测定声频及声强对棉花生产的影响。通过3 a的对比试验表明,声波处理促进了棉花的营养生长,其中处理区棉花的株高、倒四叶宽（功能叶）和果枝数量分别较对照增加了1.17%、5.25%和1.14%;处理同时促进了棉花的生殖生长,其中,棉铃数和单铃重分别提高了9.22%和3.34%。声波处理使棉花3 a的增产幅度在11.1%～13.5%,差异显著,平均增产12.7%,在一定范围内,声波的增产效应与距离声源的远近呈负相关。研究证明了植物声频控制技术对棉花营养生长和生殖生长均有促进作用,可作为植物声频控制技术推广应用的理论基础。     

江苏沿江夹砂土地下水位对棉花生长发育的影响

江苏省工夹砂土棉田地下水位对棉花生长发育的影响的研究表明：棉田地地下水位变情况受距排水明沟的远近、沟河水位的高低、降雨和气候变化以及不同的棉田田面设置所制约。地下水位的变化对土壤的含水量，空气含量和温度状况有强烈影响。地下水位对棉花生产发育和产量的影响明显。     

气候变化对安徽省淮河区域旱涝灾害的影响及适应对策

通过历史旱涝灾害面积和产量资料的统计分析安徽省淮河区域旱涝灾害和降水分布的演变规律，研究气候变化对该区旱涝灾害和粮食减产率的影响，并在分析未来气候变化对旱涝灾害影响的基础上阐述减缓旱涝灾害的适应性对策。     

吐鲁番地区气候变化对参考作物蒸散量的影响

新疆吐鲁番盆地是中国气候最干旱、水资源最紧缺的地区之一,农业用水完全依赖于山区径流和地下水的灌溉。研究在气候变化背景下的参考作物蒸散量的变化,对制定科学合理的水资源管理技术方案具有重要意义。根据吐鲁番地区4个气象台站1959-2007年的历史气候资料以及联合国粮农组织（FAO）推荐的Pen-man-Monteith公式计算各地逐年参考作物蒸散量,采用线性回归、Morlet小波和Mann-Kendall突变检测等方法,分析近49a各站年平均气温、降水量、日照时数、年平均风速和空气相对湿度等气候要素以及年参考作物蒸散量的变化趋势和变化特征,据此分析参考作物蒸散量变化的气候成因。结果表明：①近49a吐鲁番地区年平均气温和空气相对湿度呈升高趋势,日照时数和年平均风速呈减小的趋势,降水量变化不明显;②年参考作物蒸散量与上述各气候要素均具有较好的相关关系（p〈0.1）,其中与年平均风速、空气相对湿度、降水量和平均气温的相关性最为密切（p〈0.01）。受上述各气候要素变化的综合影响,近49a吐鲁番地区的参考作物蒸散量总体呈明显的减小趋势（P〈0.01）,这对降低农作物需水量和农田灌溉量具有重要影响;③突变检测表明,吐鲁番地区年平均气温在1970年发生了突变性升高,年平均风速在1965年发生了突变性减小,参考作物蒸散量在1968年发生了突变性减小,其它气候要素未发生突变;④各气候要素和参考作物蒸散量分别存在准2～8a的年际尺度和16～24a的年代际尺度的周期性变化。     

气候变化影响链的形成机制及其应对

目前气候变化的影响研究多集中在直接影响,间接影响考虑较少。对气候变化影响传递认识的不全面是应对气候变化的盲点之一,探讨气候变化影响链的形成机制对应对气候变化具有重要意义。本研究基于对气候变化影响特征的分析,探讨气候变化影响链的形成机制,界定了气候变化影响链的内涵,明确了气候变化的影响层级,并提出气候变化影响链的应对途径。研究表明,气候变化影响具有广泛性、差异性、持续性、突发性、传递性及可转化性等特征。气候变化及其带来的各种胁迫与干扰作用于受体系统之后,受体系统与其它系统联系,把这种胁迫与干扰传递到其它系统,导致气候变化的影响在时间上和空间上不断延伸,形成复杂的气候变化影响链。气候变化作用于直接受体后,其影响在生态系统中会沿着食物链传递,在经济系统中沿着产业链传递,在社会系统中沿着社会关系链传递;影响链的传递以物质流、能量流、信息流的形式进行。气候变化的影响总是从低层级到高层级,沿着资源禀赋的变化上升到自然生产系统、经济生产系统直至社会系统。研究认为,有效阻控或切断气候变化不利影响的传递,能够有效降低气候变化影响的风险与损失。气候变化影响链及其形成机制为全面应对气候变化提供了思路与途径。     

基于CERES-Rice模型分析黔中高原水稻生产对气候变化的响应

将贵州省花溪站2004-2005年的气象资料以及同期贵州省农业科学研究院的水稻种植田间试验资料输入作物模型CERES-Rice,通过校准和验证获得贵州水稻品种黔两优的遗传参数,利用1962-2006年的气象资料动态模拟该品种水稻的生长发育过程。结果表明,44a来,在黔中高原春、夏季气温略有下降和秋季气温略有增加的气候背景下,水稻模拟产量下降趋势不显著;模拟的水稻开花期有一定的稳定性;分期播种的模拟产量差异不显著,表明当前水稻的播种期合适,同时可适当提前以规避秋风等自然灾害对水稻产量的影响。     

气候变化对畜牧业生产的影响

人类活动将导致气候变化，从而给畜牧业生产带来影响。文中从三个方面综述并分析了气候变化对畜牧业的影响：１）气候变化对草地生态系统和草地面积的影响；２）气候变化包括大气中ＣＯ_２含量增加、温度和降水的变化对草地生产力和牲畜负载力的影响；３）气候变化对家畜健康、生长和繁殖的影响。     

气候变化对云南气候生产潜力的影响

利用1961-2009年云南省117个台站年平均气温、降水量资料和Thornthwaite Memorial模型计算分析云南省气候生产潜力(TSPV)的分布及年际变化特征,并模拟了未来气候变化情景下气候生产潜力的变化。结果表明:云南多年平均TSPV值为1439.2g.m-2.a-1,滇西北和滇东北最低,滇西南和滇东南最高;近49a云南全省以及各站的平均TSPV变化的年际变化不显著;云南TSPV利用率较低,实际粮食产量平均只占气候生产潜力的19%。在云南气温明显上升、降水略减少、年际波动大的气候变化趋势背景下,TSPV与降水的相关系数(P0.01)大于气温,说明降水是当地TSPV的主要限制因素;敏感性分析显示,未来如果出现"暖湿型"气候对作物生长最为有利,出现"冷干型"对作物生长最为不利。而趋势分析表明,未来云南易出现"暖干型"气候,这不利于当地的农业生产。     

气候变化对青海省种植业的影响及适应对策

从青海省种植业存在结构单一、为畜牧业提供的饲草(料)有限、春播作物收获后的水热资源没有充分利用等现状出发，结合青海省未来气候暖干化的发展趋势，提出了青海省种植业结构调整对策：如实行农区兴林、旱区兴牧；利用春播作物收获后的余热资源提高复种指数；利用冬、春季增温明显的气候特点扩大冬小麦的种植面积等。     

未来气候变化对重庆地区冬小麦产量的影响

分析重庆地区40 a来气候变化对冬小麦产量的影响,用WOFOST作物模型与BCC-T63气候模式相结合,定量化地估算未来50 a(2001-2050年)重庆地区冬小麦产量变化趋势。结果表明:在目前的品种和生产条件下,未来气候变化后重庆地区冬小麦的产量变化波动不是很大,减产幅度在2.0%~5.0%,平均减产3.0%。