贵德县近50年气候变化及对冬小麦生产潜力的影响

利用青海省贵德气象站1961—2010年逐日平均气温、逐月降水资料以及逐日日照时数资料,分析近50a气温、降水以及日照时数的变化。利用Tharnthwaite Memorial模型,以实际的蒸散量计算得到冬小麦的气候生产潜力。结果表明:(1)近50a来贵德气温呈明显的上升趋势,年降水量呈不明显的减少趋势,年日照时数呈明显减少趋势;(2)目前贵德冬小麦生产潜力开发程度偏低,现实生产力产量只有理论生产潜力的42.7%,气候生产潜力适宜开发程度为57.3%,气候生产潜力可开发速度为14.6%。冬小麦生产潜力的适宜开发程度和可开发程度较高,但当前气候生产潜力开发程度偏低,增产潜力较大。     

近30年气候变化对黄土高原地区玉米生产潜力的影响

应用黄土高原地区７２站６０－８０年代的气象条件，分析了气候变化对玉米生产潜力的影响。结果表明，虽然整个黄土高原８０年代年平均气温有变暖趋热，但影响玉米生产期内的温度并没有增高，反面有所降低，以至８０年代玉米的光渐生产潜力均较６０、７０年代减少。由于降水变化的影响，除陕西省外，其它省区８０年代气候生产潜力均高于６０、７０年代。     

近50年气候变化对青藏高原牧草生产 潜力及物候期的影响

基于青藏高原及周边107个气象站点1965—2013年逐月气温、降水及日照时数等气象数据,分析了1965年以来青藏高原区的气候变化趋势,并采用MODIS数据、Thornthwaite Memorial模型及GIS技术分析了近50 a青藏高原牧草气候生产潜力及其时空变化特征;利用连续22 a的青藏高原牧草生育期观测数据,探讨了牧草生育期的时空变化特征及气象因子与牧草主要发育期的关系。结果表明:1)近50 a青藏高原平均气温呈上升趋势,升温幅度达0.53℃?(10a)?1,降水量总体呈现上升趋势,但增加幅度较小,其倾向率为7.81 mm?(10a)?1;而日照时数呈下降趋势,其下降幅度为16.94 h?(10a)?1。2)1965—2013年青藏高原牧草气候生产潜力总体呈增加趋势,在空间上,由西北向东南依次增加,青海省北部及南部部分地区气候生产潜力上升幅度较大,而西藏东部上升幅度较小,且南北部地区差异较大。3)牧草返青期、抽穗期及开花期均呈提前趋势,而黄枯期呈现推迟趋势,从而延长了牧草物候期;由东南向西北牧草返青期逐渐推迟,而黄枯期主要出现在一年中的第257~289 d,其空间整体差异不如返青期明显。4)温度和降水均与牧草物候期呈显著正相关,而日照时数与其呈显著负相关,且温度是影响牧草物候期变化的主要因子。利用青藏高原牧草生产潜力及物候期与气候因子的响应规律,可为提高该区牧草的实际产量和保护青藏高原草地生态系统提供借鉴和依据。     

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。     

气候变化对典型草原区牧草气候生产潜力的影响

利用典型草原区45a的气候和牧草产量资料，应用数理统计方法分析了典型草原区气候变化规律及其对牧草气候生产潜力的影响。结果表明：典型草原区气候暖干化趋势明显，45a的年平均气温上升了1．6℃，最近20a上升了0．7℃，年降水量变化总体上呈减少态势，45a中年降水量下降了27mm，最近20a下降了40mm；降水量小是限制该地区牧草气候生产潜力的主导因素，由此造成45a间牧草气候生产力平均下降率为200．2kghm^-2a^-1，该区气候资源利用率也比较低，最近14a的平均值仅为37．3％，尚有60％的潜力可以开发；用气温、降水量与牧草气候生产力建立的气候评估模式通过了0．01信度检验，拟合的平均相对误差〈4．7％，温度与降水对其综合影响为：温度每降低1℃，降水增加1mm时，牧草气候生产潜力分别增加47．9kghm^-2a^-1和12．1kghm^-2a^-1。     

气候变化对宁夏自治区中卫市环香山地区气候生产潜力的影响

根据宁夏回族自治区中卫市兴仁气象站1961-2008年逐月气温、降水数据,采用Miami和Thornthwaite Memorial模型模拟了中卫市环香山地区气候生产潜力及其变化。结果表明:(1) 环香山地区气候向"暖干型"方向变化,年平均气温呈明显上升趋势,降水量变化波动大,呈逐年递减的趋势;(2) 温度生产潜力逐年增加,降水生产潜力和气候生产潜力呈波动中减少的趋势;(3) 气候生产潜力与年平均降水量具有着极其显著的线性相关关系,与年平均气温没有明显的相关性,温度生产潜力分别是降水生产潜力和气候生产潜力的2.79和2.35倍,说明降水条件是制约环香山地区气候生产潜力的关键因子;(4) 对未来气候进行情景模拟分析,结果表明环香山地区气候主要以"暖干型"气候为主,这对当地农业生产极为不利,需大力发展节水农业技术以保证农业生产。     

近50年四川省水稻生产潜力变化特征分析

气候变化对农业生产的影响日益加剧,特别是作为我国粮食重要产区的四川。科学评价气候变化对四川省水稻生产的影响对于区域农业可持续发展具有重要意义。本文基于四川省45个气象站点50年的气象数据和20年的水稻生育期资料,采用侯光良法分析了四川省7个水稻种植区的水稻光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力的时空分布特征,并结合现实生产力数据分析了气候变化背景下四川省水稻的增产潜力。结果表明:1961—2010年四川省水稻生育期内光合生产潜力的空间分布呈北低南高中部最低,光温生产潜力呈现北高南低,气候生产潜力为南北低中间高。近50年来日照时数的减少使得水稻光合生产潜力从20世纪80年代开始持续偏低;温度的升高有利于水稻光温生产潜力的增加,尤其在2006年出现高值;降水量的减少使水稻气候生产潜力从20世纪90年代开始下降明显。四川省水稻存在增产潜力,但增产潜力呈下降趋势,未来应加大农业科技投入,合理利用气候资源,提升水稻生产力。     

近30年气候变化对西藏农业生产影响的研究

分析了西藏主要农区近3O年气候资源的动恋变化，结果表明气候变暖主要在冬季和夏季，尤以6月增温明显；积温增高，无霜期缩短；沿雅鲁藏布江一线、昌都年降水量每10年减少4～30mm，东南部年降水量呈递增趋势。8O年代各农区光温生产潜力均高于6O年代和7O年代，3O年平均每年上升11～62kg／hm²。30年气候生产潜力最高的1O年为7O年代，最低的1O年为8O年代。     

未来气候变化对四川盆地玉米生育期气候资源及生产潜力的影响

开展气候变化背景下四川盆地玉米生育期气候资源及生产潜力时空变化趋势的预估, 可对未来应对气候变化及玉米生产宏观决策提供重要的理论依据。利用区域气候模式PRECIS输出的未来A2和B2气候情景(2071-2100年)及基准气候条件(1961-1990年)气象要素资料, 分析了四川盆地玉米生育期内主要气候资源(日平均气温≥10 ℃积温、日照时数、降水量、参考作物蒸散量和缺水率)和玉米生产潜力(光合、光温和气候生产潜力)的时空变化特征。结果表明, 与基准气候条件相比, 在A2和B2两种气候情景下, 2071-2100年四川盆地玉米生育期内≥10 ℃积温、日照时数和参考作物蒸散量都呈增加趋势; 两种气候情景下, 日平均气温≥10 ℃积温的增量分别为460~641 ℃·d和376~492 ℃·d, 在盆地西部增量最大; 日照时数的增量分别为15~225 h和33~202 h, 雅安增加最多; 参考作物蒸散量的增量分别为76~144 mm和73~123 mm, 雅安增加最多。降水量在大部分地区呈减少趋势, 变幅分别为 87~56 mm和 73~47 mm, 雅安减少最多。玉米缺水率分别增加2%~18%和5%~16%, 雅安增幅最大, 未来四川盆地玉米受干旱灾害的风险可能加大。在A2和B2情景下, 2071-2100年玉米光合生产潜力分别增加228~3 277 kg·hm^-2和485~2 960 kg·hm^-2, 雅安和川北部分地区增量最大; 光温生产潜力也呈增加趋势, 分别增加2 923~5 874 kg·hm^-2和2 697~4 909 kg·hm^-2, 雅安的增量最大; 气候生产潜力同样呈增加趋势, 分别增加984~2 975 kg·hm^-2和293~2 090 kg·hm^-2, 盆地西部增加较多。未来四川盆地气候资源变化对玉米的生产有利, 产量存在提升空间。     

气候变化背景下安徽省冬小麦气候生产潜力和胁迫风险研究

从气候的资源和灾害双重属性出发,构建了冬小麦气候生产潜力和胁迫风险评价指标,以安徽省为例分析了二者对气候变化的响应特征,综合气候对高产和稳产的影响进行研究区冬小麦种植气候适宜性区划。结果表明:采用逐级订正法结合作物生长动态参数估算安徽省冬小麦气候生产潜力多年平均为12 391kg?hm-2,以沿淮和江淮之间最高;1961—2015年淮北和沿淮东部地区为显著上升趋势,而淮河以南地区则以下降为主。通过考虑在冬小麦生长发育过程中气候条件偏离最适区间而导致的胁迫影响,建立了高温、低温、雨涝、干旱4种气候胁迫的评估指标,并基于气候胁迫的超越概率形成了冬小麦气候风险评价方法。气候变暖使研究区冬小麦高温胁迫显著上升,低温胁迫显著下降,水分胁迫无显著的变化趋势。安徽省冬小麦的气候风险呈现中间低,两头高的分布特征,以沿淮和江淮之间风险最低,淮北北部和江南南部风险较高;淮北地区主要以干旱和低温贡献为主,而淮河以南地区则以雨涝风险为主。融合气候生产潜力和气候胁迫风险形成冬小麦的气候适宜性区划,其空间格局呈南北低、中间高的特征,种植分布格局与气候适宜性的空间匹配程度较高,但有一定的优化调整空间。     

黄土高原地区近50年参考作物蒸散量变化特征

为了探求黄土高原地区深层土壤干燥化过程及成因和该地区植被耗水的变化情况,该文根据黄土高原5站点近50 a的日气象资料,利用Penman-Monteith公式计算了同参考作物蒸散量,并分析了Eto的日均值、月均值和年值的变化特征,同时分析了平均温度、最高温度、最低温度、日照时数、风速和相对湿度与Eto的相关性.结果表明:黄土高原地区Eto日值和月均值与大气温度、日照时数均达到了极显著的相关性,其Eto日值和层Eto月均值曲线均呈单峰型,存在明显的季节变化特征,峰值均出现在6月.除了西安和西宁Eto年值显著降低外,其他3站点的年际间变化趋势不显著,同时除西宁站外其他各站点在20世纪80年代后Eto均有上升的趋势.     

气候变化对四川盆地主要粮食作物生产潜力的影响

基于四川盆地1961—2018年63个气象台站的逐日气象资料和1981—2018年46个农业气象观测站的主要粮食作物(水稻、玉米和冬小麦)生育期资料,利用逐级订正的方法计算作物气候生产潜力,分析太阳辐射、气温、降水及气候变化对四川盆地主要粮食作物气候生产潜力的影响,研究旨在为提高区域农业生产力并保障农业可持续发展提供科学依据。结果显示:1961—2018年四川盆地作物多年平均气候生产潜力的分布为水稻由西向东递增,玉米在盆地北部和西南偏高、其他地区偏低,冬小麦南北高、中部低。辐射量减小对3种作物气候生产潜力的影响为负效应;平均气温升高对作物气候生产潜力的影响为正效应;降水量变化是作物气候生产潜力变化出现空间差异的主要原因,降水量增加对作物气候生产潜力的影响为正效应,而降水量减少为负效应。气候变化对水稻气候生产潜力的影响在盆地西南部和北部的部分地区为正效应,其余地区为负效应;气候变化对玉米气候生产潜力的影响在盆地南部和东部的部分地区为正效应,其余地区为负效应;气候变化对冬小麦气候生产潜力的影响在盆地东北部的部分地区为负效应,其余大部地区为正效应。总体来看,气候变化对四川盆地冬小麦气候生产潜力的影响最大,为9.9kg·hm~(-2)·a~(-1),而对玉米和水稻的影响分别为-1.4 kg·hm~(-2)·a~(-1)和0.5 kg·hm~(-2)·a~(-1)。为了适应气候变化,四川盆地应选育光合效率高和抗旱性强的作物品种,并加强农田管理,以提高农业生产水平并保障粮食安全。     

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。     

近50年来全球变暖背景下青藏高原气温变化特征

利用青藏高原1961—2010年逐日气温气候统计资料,采用了线性回归方程、曼—肯德尔突变检验等方法,研究了青藏高原气温气候时间和空间尺度上的变化趋势,研究表明:(1)青藏高原年平均气温以0.022 8℃/a的速率递增,在1993年之后年平均气温值较高,在南部区域年平均气温较高,而在中部区域年平均气温较低,且1996年为青藏高原年平均气温开始突变的年份;(2)青藏高原年平均气温存在显著的季节变化特征,且4个季节下的年平均气温均呈递增的变化趋势,其中春季增温幅度最大,冬季增温幅度最小;(3)通过对青藏高原年平均气温EOF分解分析得出,年平均气温呈南—中—北型、南—北型分布特征     

黄土高原中部冬小麦生长对气候变暖和春季晚霜冻变化的响应

利用位于黄土高原中部的甘肃西峰试验田资料和当地平行气象观测资料,分析了春季气温、终霜冻和冬小麦生长发育对气候变暖的响应特征。结果表明：1981年以来,春季平均气温和平均最低气温分别以1.2℃/10a和1.1℃/10a的速率升高,5月的极端最低气温以1.2℃/10a的速率升高;1997年以来4月极端最低气温波动幅度增大,在气候变暖大背景下2001年和2006年出现了最小值,属于反常年份,冻害严重;终霜日期提前的气候趋势比较明显,速率为3.2d/10a,终霜日地面最低温度表现为波动变化,个别年份出现反常的重霜冻灾害;终霜冻过程的持续日数表现出阶段性增加规律,地面最低温度负积温在反常年份2005-2006年有增强变化;1981年以来冬小麦拔节期以4.5d/10a的速率极显著提前（P〈0.01）,1997年以来提前趋势更加明显,1997-2008年平均拔节期比1981-1996年提前9d。气候持续变暖,冬小麦拔节期提前的速率大于终霜日提前的速率,表明冬小麦春季拔节-孕穗期遭受终霜冻危害的气候风险在增大。     

Impact of climate change on soil erosion, runoff, and wheat productivity in central Oklahoma

The potential for global climate changes to increase the risk of soil erosion is clear, but the actual damage is not. The objectives of this study were to evaluate the potential impacts of climate change on soil erosion, surface runoff, and wheat productivity in central Oklahoma. Monthly projections were used from the Hadley Centre's general circulation model, HadCM3, using scenarios A2a, B2a, and GGa1 for the periods of 1950–1999 and 2070–2099. Projected changes in monthly precipitation and temperature distributions between the two periods were incorporated into daily weather series by means of a stochastic weather generator (CLIGEN) with its input parameters adjusted to each scenario. The Water Erosion Prediction Project (WEPP) model was run for four climate scenarios including a recent historical climate and three tillage systems (conventional tillage, conservation tillage, and no-till). HadCM3-projected mean annual precipitation during 2070–2099 at El Reno, Oklahoma decreased by 13.6%, 7.2%, and 6.2% for A2a, B2a, and GGa1, respectively; and mean annual temperature increased by 5.7, 4.0, and 4.7 °C, respectively. Predicted average annual soil loss in the tillage systems other than no-till, compared with historical climate (1950–1999), increased by 18–30% for A2a, remained similar for B2a, and increased by 67–82% for GGa1. Predicted soil loss in no-till did not increase in the three scenarios. Predicted mean annual runoff in all three tillage systems increased by 16–25% for A2a, remained similar for B2a, and increased by 6–19% for GGa1. The greater increases in soil loss and runoff in GGa1 were attributed to greater variability in monthly precipitation as projected by HadCM3. The increased variability led to increased frequency of large storms. Small changes in wheat yield, which ranged from a 5% decrease in B2a to a 5% increase in GGa1, were because the adverse effects of the temperature increase on winter wheat growth were largely offset by CO₂ rise as well as the bulky decrease in precipitation occurred outside the growing season. The overall results indicate that no-till and conservation tillage systems will be effective in combating soil erosion under projected climates in central Oklahoma.