天津市降水量变化趋势的时空分布特征

本文采用非参数统计检验方法(Mann-Kendall)对天津市临近7个水文气象站点的47年间(1957-2003年)月降水量序列长期变化趋势进行分析,并用参数检验法进行对比;同时根据7个站点的结果,用Surfer7.0做出了4个季节及年降水量的Kendall值等值线图,对天津市进行空间变化分析。对12个月统计检验结果的分析表明:线性趋势统计结果与Mann-Kendall统计检验结果均有7个月的降水量呈现下降的趋势,但月份稍有不同;但两者的结果同样显示,天津市7、8两个月份下降幅度较大,以7月份最甚,b值达到-1.960mm/a,Ken-dall倾斜度值为-2.017mm/a,由此可以看出天津市汛期的7、8月份出现了降水量减少的趋势,而且减少明显;从年值的等值线图可以看出,全市各区均出现了明显的下降趋势,下降趋势呈现由市区向西北的蓟县、西南的塘沽区、汉沽区及大港区逐渐增强;在7个站点中,遵化站的Kendall倾斜度值达到-3.31mm/a,相比而言,天津站的Kendall倾斜度为-0.54mm/a,为7个站点中下降趋势最小。     

气温变化对河北省冬小麦主要发育期的影响分析

本文通过对河北省唐山、栾城、肥乡三个代表站近23年的观测资料统计分析,结果表明:从20世纪90年代以来,河北省冬春季升温明显,北部地区比南部地区年升温率高;冬小麦90年代以后比80年代播种期推迟2-5d,成熟期提早1-2d,生育期缩短2-7d;三叶~返青间隔日数缩短,其他发育期间隔日数延长,以北部麦区表现明显。通过对发育期和温度的相关分析,冬前≥500℃积温初日推迟2~3d,受冬春季2~5月份平均气温升高的影响,致使发育期及发育期间隔日数发生变化。     

陇东冬小麦夏闲期降水量时空分布特征及其与产量的关系分析

首先分析西峰1971~2004年先年7~9月夏闲期降水量与次年冬小麦产量相关关系,进而利用陇东15个气象观测站1971~2004年7~9月降水资料,讨论降水的时空分布特征。结果表明:7~9月降水量与次年冬小麦气象产量通过0.01信度检验,达到显著相关水平;降水量年际最大值出现在2003年,为464.8 mm,最小值出现在1991年,为130.2 mm,最大值是最小值的3.6倍,年际周期以7 a周期最为显著,年代际以13 a长周期最为明显。降水量年代际变化明显,上世纪70、80年代降水正常或略偏多;90年代降水普遍偏少或特少,降水距平均为负值;2001年以来,降水明显偏多。降水总量以正宁为最大值中心,向西及西北分为两支逐渐减少,中部的华亭成为次大值区域,这样的分布特征与陇东的地理和地形条件密切相关。     

塔吉克斯坦百年降水量时空变化特征

利用塔吉克斯坦百年逐月降水资料,以线性趋势分析、Mann-Kendall法、小波分析法以及ArcGIS地统计模块普通Kriging插值法对降水量的时空变化进行了分析.结果表明:过去百年,塔吉克斯坦年总降水量和四季降水量都呈增加趋势并有明显的变化周期;除夏季以外,春季、秋季、冬季平均降水量以及年降水都发生显著性的突变;空间变化上,在1901-2011年,塔吉克斯坦年平均降水总体上呈从西南和东部向中部递增的特征,其中1901-1930年处于少雨期;1931-1960年和1991-2011年处于多雨期.     

不同夏玉米品种水分利用效率对氮肥与降水量的响应

以郑单958与农大108为材料,在3种类型氮肥、3个施氮水平条件下,连续两年(2004~2005)研究了华北平原夏玉米水分利用效率(WUE)对氮肥与降水量的响应。结果表明,(1)在施N 0~180 kg/hm2范围内,夏玉米WUE随施氮量增大而增大,且不同氮肥类型间有一定差异;(2)WUE具有明显的基因型差异,在施氮与不施氮条件下均表现郑单958>农大108;(3)WUE与产量呈极显著正相关,与灌浆期穗位叶光合速率、气孔导度与蒸腾速率呈较明显的正相关关系;(4)WUE存在明显的年际间差异,两品种均表现2005年明显大于2004年,这主要由降水量差异所致。夏玉米生育前期及全生育期降水量的减少使夏玉米产量与耗水量均降低,但产量的降幅小于耗水量的降幅,从而使WUE得到提高。可见在本试验条件下,选择合适的品种进行适度干旱或限量灌溉栽培,再配以施氮量180 kg/hm2,可明显提高夏玉米水分利用效率。     

汾河流域50年降水量时空变化特征

运用线性倾向估计的方法,利用汾河流域1957~2006年逐月观测的降水资料,分析了汾河流域降水量的时空分布规律和长期变化趋势。结果表明:近50年来,汾河流域降水量年内分配不均、年际变化小,总趋势以21.49mm/10a的变化率减少,特别是20世纪90年代以来降水明显减少,这种减少主要是由夏季降水量减少所引起的,变化率为-9.04mm/10a,而在春、秋两季降水量则呈现出增加的趋势,变化率分别为8.36mm/10a和2.28mm/10a;空间分布表明该区域降水量的地理分布不均,南北梯度大,东西差异小,有阶段性和周期性比较明显等特点。     

鄂尔多斯盆地降水量分布特征分析

应用鄂尔多斯盆地5个代表站1981-2000降水量资料,对该地区降水分布进行分析,分析结果表明:降水特征由西北向东南递增,降水量年内分配比较集中,连续最大4个月占全年降水量的75%以上,连续最小4个月降水量占全年5%以下,盆地北边最大月降水量趋势基本保持平稳,盆地南边最大月降水量变化趋势与年降水量变化趋势基本吻合。     

河北省土壤水分分布及变化特征

利用河北省26个农业气象观测站1996~2007年土壤水分逐旬观测资料,分析了河北省土壤水分物理常数分布特征,土壤相对湿度的时空分布特征及其受降水量、蒸发量的影响。结果表明:土壤凋萎系数、田间持水量由西北高原地区向东南平原增加,土壤容重自西北高原地区向东南平原地区减小,随深度略有增大;土壤相对湿度由西北高原地区向东南平原地区增大,随土壤深度增加而增大;土壤相对湿度春末夏初最小,秋冬季最大;降水量多,蒸发量小的年份土壤相对湿度较大,降水量小,蒸发量大的年份土壤相对湿度较小。     

叶面喷施FA旱地龙对冬小麦产量和发育期的影响

利用3种不同浓度的抗旱剂(FA旱地龙),在山西省万荣县冬小麦生育的关键期分3次和2次,进行了叶面喷施抗旱试验研究.结果表明:在冬小麦拔节期、孕穗期和灌浆期对叶面喷施一定浓度的抗旱剂,都有明显的抗旱增产效果;在干旱年份,喷施高浓度的抗旱剂比喷施低浓度的抗旱剂增产效果要好,喷施3次比喷施2次的抗旱增产效果好,6种处理的理论产量增产百分率在8.2%～38%之间.喷施抗旱剂主要是提高了冬小麦的抗逆性,提高了土壤水分的利用效率,对提高成穗率、穗粒数和千粒重有利.     

河北省冰雹时空分布特征及对林果的影响评估

根据河北省1951―2018年历史冰雹灾情数据和逐日气象要素数据,分析了冰雹日数时空演变特征;基于单位面积林果雹灾损失,构建了极大风速、冰雹直径、降雹时间等为致灾因子的林果损失评估模型,采用最优分割法划分了轻度、中度、较重、重度、严重5个等级,确定了不同灾害等级的致灾临界阈值;基于模型,对2019年林果受雹灾影响进行了评估。结果表明:河北省冰雹日数以0.26 d·10a^-1的速度下降;冰雹出现时间一般在3—11月,5—7月是冰雹高发期,占全年次数的65.1%,6月频率最高,达30%;冰雹主要出现在午后到傍晚(13∶00—18∶00),16∶00达到峰值。河北省冰雹日数空间分布随地形变化,山区多于平原。林果受雹灾单位面积损失与冰雹最大直径和持续时间呈极显著的正相关。2019年河北省冰雹灾害对林果影响较小,灾情较轻。     

太行山山前平原作物系数与降水年型关系探讨

利用中国科学院栾城农业生态系统试验站1995~2001气象数据和同期大型称重式蒸渗仪监测的小麦、玉米蒸散量,采用参考作物法探讨分析了小麦、玉米生长期作物系数与降水年型的关系。结果表明,不同降水年型下小麦生长期作物系数差异不明显,统计时段内小麦生育期作物系数平均值为0.90,丰水年玉米生长期作物系数偏高,平均值为1.2,而平水年与枯水年玉米生长期作物系数差异不明显,平均值为0.94。为准确估算作物需水量,实现精确灌溉,建议尽量采用长系列观测数据确定的不同降水年型的作物系数,尤其是在玉米生长期。     

气候变化对陇东塬区农作物生长发育的影响与对策研究

根据农田试验观测和气象资料平行分析,随着气候变暖,陇东塬区冬小麦冬前各发育期推迟,冬前旺长现象突出,而春季各发育期显著提前,干旱灾害频繁发生;在大秋作物玉米生长过程中,大部分发育期呈现提前趋势,发育期间隔日数显著缩短,春旱和初夏旱危害严重。通过综合分析,在气候变暖情景下,为了提高本区农作物产量,避免不利气候因素的影响,通过调整作物播种期和收获期等农业技术措施,可以有效地提高本区的玉米播种质量,预防冬小麦冬前旺长和减轻春季干旱的危害。同时加强对农业气象灾害的监测、预警和预报服务系统的建设,为地方政府防灾抗灾的正确决策提供科技支撑作用。     

旱作覆膜玉米生长和水分利用对气候变化的响应

基于3 a连续冬小麦-夏玉米覆膜轮作试验校准和验证AquaCrop模型的适用性,模拟研究了气候变化对夏玉米生长、产量和水分利用的影响,分析了覆膜措施对气候变化的应对效果。结果表明:关中地区(以武功、宝鸡和西安地区为例)年平均温度呈逐年递增趋势,温度增加幅度由高到低依次为宝鸡、西安和武功,增温速率分别为0.20、0.12℃·10a~(-1)和0.09℃·10a~(-1);降雨量呈逐年递减趋势,减少幅度大小依次为西安、宝鸡和武功,减小量分别为3.59、3.23 mm·10a~(-1)和2.64 mm·10a~(-1)。AquaCrop模型在关中地区表现出了良好的适用性,可以较好地模拟连续覆膜条件下作物的产量指标、水分利用和生长的动态变化,冠层覆盖度模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)介于1.1%～15.3%,生物量模拟值和实测值之间的RMSE介于0.626～2.540 t·hm~(-2),土壤贮水量模拟值和实测值之间的RMSE介于12.6～47.4 mm。模拟研究表明,上世纪60年代以来,随着气温不断升高,武功、宝鸡和西安地区的夏玉米生育期均呈逐年缩短趋势,特别是1980s以来,减少幅度达2.76、4.82 d·10a~(-1)和5.94 d·10a~(-1);在不同的降水年型下,覆膜处理产量均高于裸地处理,且其变异系数较小;在干旱气候条件下,覆膜处理依然可以获得一定的籽粒产量,与裸地处理相比,覆膜处理表现出了较好的稳产效应。同时,覆膜处理有效减少了玉米苗期土壤表层蒸发(平均减少7.6 mm),从而在土壤中保蓄更多的降雨;覆膜处理虽然增加了土壤耗水量,但其通过保蓄土壤水分,稳定作物产量,有效提高了玉米的水分利用效率。因此,关中地区旱作覆膜可以有效适应当地气候变化,在一定程度上应对干旱气候,具有较好的增产稳产效应。     

黄土高原夏半年降水气候变化特征及对作物产量的影响

利用黄土高原56站夏半年(4~10月)降水总量资料,分析了其空间基本分布特征,用EOF、REOF方法对平均降水总量进行了气候分区,用方差分析方法分析了其时间变化特征,对比分析了多雨年和少雨年降水对冬小麦及玉米产量的影响。结果表明:黄土高原夏半年降水具有明显的南北和东西差异,可分为6个气候分区,不同区域降水的年代际变化明显;在时间分布上少雨年份和多雨年份交替出现,自1986年以来降水总量趋于减少趋势;对比分析表明,上年7~10月和当年4~6月多雨使冬小麦产量增加420~720 kg/hm2,少雨使冬小麦产量减少180~660 kg/hm2,当年4~9月多雨使玉米产量增加435 kg/hm2,少雨使玉米产量减少435 kg/hm2。     

河北省近四十年(1965-2005)气温和降水变化特征分析

根据1965-2005年河北省85个地面气象站的气温和降水资料,利用线性回归和M-K检验方法,分析了河北省近41年的气温和降水变化特征。结果表明:河北省年平均温度、平均最高温度和平均最低温度均表现出不同程度的升高趋势,其中最低温度升温倾向率最大。并在90年代初的增温过程是一次突变。四个季节的升温倾向率中冬季最大,温度升高最快,其次是春季,秋季比春季略低,夏季的最低。平均气温和最高气温增加明显的地区集中在北部和东部地区,最低气温增温分布在全省大部地区。降水虽然在90年代后期经历了一次较大幅度的下降过程,但总体上其下降的趋势并不明显,基本处于稳中有降,但没有通过0.05信度的显著性检验。空间上,降水变化主要集中在东部和沿海地区。汛期降水量变化情况与年降水变化基本一致,干旱期的降水则表现出微弱的上升趋势。     

黄土塬区降水变化条件下冬小麦田土壤水分消耗与补给

通过人工实时降水分配试验,研究了黄土塬区冬小麦田3种降水条件:正常降水(R_(CK))、降水增加1/3(R_(+1/3))和降水减少1/3(R_(-1/3))下,土壤水分变化速率、消耗深度以及水量平衡状态。结果表明:R_(CK)和R_(-1/3)处理0~3.8 m土层土壤储水量以91.85 mm·a~(-1)和109.39 mm·a~(-1)的速度下降,而R_(+1/3)处理土壤储水量在0~3.0 m深度以48.94 mm·a~(-1)的速度减少,而在深层(3.0~3.8 m)土壤水以17.39 mm·a~(-1)的速度增加;降水增加使得土壤水分的补给次数增多,减少了土壤水分的时空变异;当土壤底墒充足且生育期降水量较多时,各降水处理土壤水分的消耗深度较浅,反之,则较深;在休闲期,降水的转化效率与生长季土壤水的消耗率呈现极显著的指数相关。     

河北省冬小麦生长和产量对气候变化的响应

利用河北省1981-2007年冬小麦产量资料和冬麦区23个农业气象站点冬小麦全生育期观测资料、逐日气象资料,采用最小二乘法、相关分析、通径分析等方法,分析冬小麦生长发育和产量对气候变化的响应。结果表明:冬小麦冬前各生育期、北部麦区起身期、中南部抽穗－开花期平均气温下降,其他发育期平均气温升高;各发育期平均日照时数减少;降水总量冬前增加,冬后减少。冬小麦冬前生育期延后,冬后生育期提前;播种－分蘖期和抽穗－成熟期延长,其他发育期缩短,实际生长天数变化不大。不同生育期内气象要素对冬小麦发育进程和产量影响不同:气温是影响发育进程的主要气象因子,各发育期内均有较大影响;降水对返青后发育进程影响较大;日照主要影响灌浆成熟期。北部麦区气象产量主要受冬前分蘖期、越冬期、起身－拔节期的气温,开花－成熟期的气温和日照,拔节－抽穗期的降水量影响;中南部麦区气象产量主要受全生育期降水量(以返青－抽穗期最为突出)、开花－成熟期的气温和日照影响。     

基于水分亏缺指数的陕西冬小麦干旱特征分析

以陕西1961—2010近50 a 22个站点的逐日气象数据为基础资料,计算其冬小麦生育期各旬需水量(ETi)以及作物缺水指数(CWDI),并根据农业干旱等级计算出研究区干旱频率,分析陕西冬小麦各生育期内干旱指数时空分布特征。结果表明:陕西冬小麦各生育期干旱频率为拔节抽穗期灌浆成熟期返青期冬前生长期越冬期;冬小麦重旱以上频率的空间分布由北向南逐渐减少;冬小麦干旱指数的年代际变化呈上升趋势,20世纪70年代和90年代干旱指数较高,1968年为突变年份。     

河北省冬小麦干旱预测技术研究

本研究以河北省冬小麦干旱综合监测模型为基础,对其包含的土壤相对湿度指数、作物水分亏缺距平指数、降水量距平指数进行未来10天的预测,建立冬小麦干旱预测模型;应用2001年、2008-2010年唐山、涿州、定州、黄骅、深县、栾城、南宫、肥乡8个站气象和土壤墒情资料,以农田土壤水分平衡方程为依据,对0 ～ 50 cm、0～20 cm土壤相对湿度预测结果和冬小麦干旱预测模型模拟结果进行检验.结果表明:0～50 cm土壤相对湿度相对误差在10％以下的站点占73％,在10％ ～ 15％的占12％,在15％以上的占15％;0～ 20 cm土壤相对湿度相对误差在10％以下的站点占68.4％,在10％ ～ 15％的占13.7％,在15％以上的占17.9％;干旱预测模型预测准确率为77.8％,如果以预测结果与监测结果相差一个干旱等级为正确,则干旱预测与监测结果完全一致,干旱预测模型可满足业务应用的需要,但干旱预测模型预测准确率依赖于降水预报的准确率.