南方稻区水稻产量差的变化及其气候影响因素

为了研究南方稻作区水稻理论生产潜力、单产的提升空间以及气候变化因素对水稻生产潜力的影响,探索区域水稻生产的限制因素和提高水稻产量的技术途径,本研究利用AZE (农业生态区域法)模型对南方稻区1980—2010水稻光温生产潜力进行测算,结合水稻大田平均产量,对该区域水稻光温生产潜力和大田平均单产之间的产量差及其时空变化特点进行研究,并分析了产量差变化的气候影响因素。分析表明,30年来该区域早稻光温生产潜力呈上升趋势,且增幅大于实际产量增加的幅度,二者之间的产量差不断扩大;一季中稻光温生产潜力呈下降趋势,产量差逐步缩小;晚稻光温生产潜力亦呈不断下降的趋势,产量差不断缩小。对区域气候变化分析表明,水稻生育期内辐射总量及温度变化是影响光温生产潜力的关键因子,早稻生育期内温度升高对水稻产量的正效应超过辐射下降的负效应,光温生产潜力不断增加,而一季中稻及晚稻生育期内辐射下降对产量的影响更大,水稻生产潜力呈下降趋势。不同省份间,水稻生育期内辐射及温度变化不同,光温生产潜力及产量差变化趋势空间差异明显。     

黑土区马铃薯气候生产潜力对气候变化的响应及优势产区增产空间研究

揭示黑龙江省马铃薯气候生产潜力的时空演变,明确气候变化的影响效应,了解优势产区的增产潜力,以期为指导黑土区马铃薯优化生产布局、保障黑土区粮食安全提供基础参考。利用黑龙江省80个气象站点1961—2020年的逐日气象资料及马铃薯地段产量资料,采用逐步订正法,精细化评估马铃薯各级生产潜力的时空变化特征,量化辐射、气温、降水主要气候变化因子的影响效应,优化松嫩平原西部马铃薯优势产区的种植空间。结果表明：1961—2020年黑龙江省马铃薯光合、光温、气候生产潜力平均值分别为28885、25802、13843 kg/hm²;光合、光温和气候生产潜力分别表现为不显著的上升、下降和下降趋势;与潜在生育期内辐射、气温、降水的趋势一致。马铃薯光合、光温生产潜力呈现出自北向南逐渐递增的纬度特征,高值区位于松嫩平原南部及牡丹江南部局地;气候生产潜力自中部向周围递减;气候变化对马铃薯气候生产潜力的影响为：辐射的影响为正效应,气温、降水及气候变化综合的影响均以负效应为主。对于松嫩平原南部降水偏少地区,增温、降水量增加有利于提高马铃薯气候生产潜力,而对于东部降水偏多地区影响为弊大于利。松嫩平...     

1961—2019年湖北省一季稻气候生产潜力时空变化规律

为研究气候资源变化对湖北省一季稻气候生产潜力的影响,采用湖北省28个气象站点1961—2019年逐日地面气象资料及一季稻生育期资料,分析一季稻生育期内太阳总辐射、≥10℃有效积温和降水量的时空变化规律;并利用逐级订正法计算一季稻光合、光温及气候生产潜力并进行时空变化规律分析,定量描述辐射、温度和降水变化对作物生产潜力的影响。结果表明：1961—2019年一季稻生育期间绝大部地区太阳辐射显著下降,≥10℃有效积温为显著上升趋势;太阳辐射和有效积温在湖北省内呈北高南低分布。降水量年际变化为不显著的上升趋势,全省仅西南地区为降水高值区。一季稻光合、光温和气候生产潜力均值分别为20134.63 kg/hm²、19434.79 kg/hm²和13523.16 kg/hm²;绝大部分地区光合与光温生产潜力都呈显著下降趋势,气候生产潜力为不显著下降趋势,三者的平均气候倾向率分别为-39.26 kg/(hm²·a)、-35.68 kg/(hm²·a)和-15.76 kg/(hm²     

邢台地区夏玉米生产气候脆弱性分析

为明确邢台地区夏玉米产量波动的气象要素变化规律和玉米生产潜力发挥的限制因子,利用邢台地区17个气象站1971—2006年气象资料和1983—2006年夏玉米单产数据,对夏玉米生产潜力做出估算,以直线滑动平均法分离气象产量,进行了气象要素和气象产量间的通径分析,结果表明：邢台地区夏玉米光合生产潜力为24818kg/hm^2,光温生产潜力为20437kg/hm^2,光温水生产潜力为11723kg/hm^2,分别是现实生产力的3.6倍、2.9倍、1.7倍,水分条件是限制生产潜力发挥的主要因素;夏玉米趋势产量年际间变化较为平稳,气象产量年际间变化幅度较大,农业生产表现出气候脆弱性,生育期总降水量及总日照时数是年际间气象产量波动的主要因素,生育期总降水量与气象产量呈显著正相关,直接通径系数为0.363,气象产量与生育期总日照时数呈显著负相关,其直接通径系数为-0.385;生育期内以旬为时间序列气象因子中,气象产量与6月上旬日照时数、7月下旬平均气温、7月中旬降水量具有显著相关性。综合分析表明,邢台地区夏玉米生产的气候脆弱性与该地区降水量的年际间波动相关,发育关键期光温条件对夏玉米生产也具有重要的影响。     

气候变化对鲁西南地区气候生产潜力的影响

为了明确不同气象要素对生产潜力的影响程度,分析影响该地区作物生长的主导限制因素,基于鲁西南地区50年的气象数据,应用线性趋势法分析了研究区的气候变化趋势,运用布达格夫斯基连乘原理估算了研究区的生产潜力。结果表明：平均气温以0.16℃/10 a的速率呈极显著上升,年降水量的变化趋势不显著,以3.0 mm/10 a的平均速率增加,日照时数以112.05 h/10 a的速率呈极显著减少。近50年的光合、光温、光温水生产潜力平均值分别为22.6×104、17.6×104、7.4×104 kg/hm2,其变化趋势分别为：光合、光温生产潜力总体呈减少趋势,而光温水生产潜力的总体减少趋势不明显。温度对气候生产潜力具有负效应,降水对气候生产潜力具有正效应,与温度相比,水分是制约鲁西南地区气候生产潜力的关键气候因子。     

1987—2017年青海省东部农业区粮食作物生产潜力及产量差时空变化特征

为了研究青海省东部农业区粮食生产潜力及主要限制性气候因子,笔者利用1987—2017年4—9月青海省东部农业区13个气象台站的逐日气象要素和粮食作物实际产量资料,采用逐步订正模型,分析了粮食作物的生产潜力、实际产量及产量差的时空变化特征。结果表明：1987—2017年光合生产潜力呈下降趋势,而光温生产潜力、气候生产潜力以及粮食作物实际产量均呈增加趋势变化;光温生产潜力实现了光合生产潜力的37%,气候生产潜力实现了光温生产潜力的53%,说明产量潜力仍有较大的提升空间,气温和降水是提高生产潜力的限制因素;气候生产潜力与实际产量的产量差平均每10年下降178.6 kg/hm2,除贵德、循化、同仁产量进一步提升难度较大外,其余大部地区可以通过优化灌溉、合理利用热量资源等途径缩小产量差距。     

潍坊市冬小麦生育期气候因子变化特征及其影响分析

为了研究气候变化对冬小麦生产的影响,利用潍坊市1981—2010年连续30年冬小麦生育期观测资料及其生育期的气温、降水量、日照等资料,采用气候变化倾向率、三次多项式函数、线性回归等方法,分析潍坊市冬小麦生育期的主要气候因子变化特征及其对冬小麦影响,以期对冬小麦种植提供依据。结果表明,潍坊市冬小麦生育期平均气温年际变化呈上升趋势,气候倾向率为0.24℃/10年,降水量年际变化呈减少趋势,气候倾向率为-0.49 mm/10年,日照时数年际变化明显减少,平均每10年减少50.18 h;冬小麦全生育期显著缩短,每年缩短0.426天,苗期、返青期和灌浆成熟期缩短,越冬期、拔节孕穗期延长;冬小麦的气候产量呈下降趋势,气候产量与气温呈负相关关系,而与降水量和日照时数呈正相关关系。     

近30年冀东地区气候变化对气候生产力的影响

【研究目的】为了摸清全球气候变化背景下冀东地区年平均气温及年降水量变化情况,以及由此对作物气候生产力产生的影响和未来气候变化情景下作物气候生产力水平。【方法】笔者利用冀东地区11个观测站1977-2006年气象资料与统计资料,在分析年均气温和降水量变化的基础上,应用Thornth waite Memorial模型,计算气候生产力对年均气温和降水量变化的响应情况。【结果】结果表明：（1）该区气温增速为（0.41~0.75）℃/10a,年降水量波动减少,但不显著;（2）过去30年间气候生产力总体呈减少趋势,但不明显,气候生产力利用率平均为43.3%,呈提高的趋势;（3）未来不同气候情景下,“暖湿型”气候将使气候生产力增加7%~20.8%,“冷干型”气候将使气候生产力降低7.1%~9.7%。【结论】（1）年平均气温变化在山区、平原和沿海地区表现出很好的一致性,年降水量表现出非一致性;（2）本地区作物气候生产力随年平均气温和年降水量的增加而增加,单一的气温升高和降水量增加均可使气候生产力增加,降水量不足构成作物气候生产力变化的主要限制因子之一;（3）本地区作物生产力还有很大的潜力,针对非作物本身因素提高单产还有可能;（4）未来气候变化情境下,“暖湿型”气候对本地区气候生产力增加最有利,“冷干型”气候对气候生产力增加最不利。     

1951-2008年西辽河平原玉米气候生产潜力变化特征分析

为了研究气候变化对西辽河平原玉米生产潜力的影响,采用机制法,对1951-2008年西辽河平原玉米光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力变化动态进行研究。结果表明,1951-2008年西辽河平原玉米光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力均呈双波型变化曲线,其中光合生产潜力总体呈下降趋势,在1981年发生突变下降;光温生产潜力呈上升趋势,在1978年突变减少,1997年突变增加;气候生产潜力总体上呈下降趋势,在1957年突变增加。自1951-2008年以来,光温和气候生产潜力的差值趋于增大,表明降水对玉米生产潜力的制约加强。     

黑龙江省富裕县移栽玉米气候增产潜力分析

为充分发挥黑龙江省的气候资源优势,探求玉米种植新模式,采用黑龙江省富裕县2005—2014年6—9月气温、辐射、降水等逐日、逐小时数据及对应的玉米生育期和2014年玉米穴盘大苗移栽分期播种资料,分别分析了移栽和直播玉米的七叶—拔节、拔节—抽雄、抽雄—乳熟、乳熟—成熟各生育期内的气温、辐射、降水。结果表明：移栽玉米比直播玉米生育期总天数增加10天,各生育期平均提前10天,热量利用率、辐射利用率、降水利用率、光温气候生产潜力分别提高21%、23%、27%、47%。玉米穴盘大苗移栽,使玉米各生育期内的光、热、水资源得到重新配置,气候生产潜力得到大幅提高。     

黄土高原地区玉米生产潜力模拟研究

比较了作物生产潜力常规研究方法与作物生长模拟研究方法的特点, 在玉米生长模拟模型介绍、模型验证和气候、土壤、作物数据库组建的基础上, 应用DSSAT3中的CERES-玉米模型模拟研究了黄土高原22个地点玉米光温生产潜力和气候生产潜力, 获得了各点6～15年玉米的产量潜力值, 并统计计算了研究时段内玉米生产潜力的平均值、标准     

黑龙江省富裕县移栽玉米气候生产潜力分析

为充分发挥黑龙江省的气候资源优势,探求玉米种植新模式,采用黑龙江省富裕县2005—2014年6—9月气温、辐射、降水等逐日、逐小时数据及对应的玉米生育期和2014年玉米穴盘大苗移栽分期播种资料,分别分析了移栽和直播玉米的七叶—拔节、拔节—抽雄、抽雄—乳熟、乳熟—成熟各生育期内的气温、辐射、降水。结果表明:移栽玉米比直播玉米生育期总天数增加10天,各生育期平均提前10天,热量利用率、辐射利用率、降水利用率、光温气候生产潜力分别提高21%、23%、27%、47%。玉米穴盘大苗移栽,使玉米各生育期内的光、热、水资源得到重新配置,气候生产潜力得到大幅提高。     

不同年份气象因子对夏大豆生长及产量的影响

为了探究气温、降水量、日照时数对大豆生长及产量的影响, 2018-2022 年以冀豆 12 为材料,在相同田间管理条件下,同一试验地轮换种植,调查大豆生长及产量表现,综合分析了不同年份生育期间气象因子对大豆生长及产量的影响。研究表明：气温、降水量、日照时数对大豆生长的影响是明显的,尤其是从开花到成熟期间,降水量和日照时数的影响更明显。生育期与 10月总日照时数呈极显著负相关关系,与开花后总降雨量呈极显著正相关关系。百粒重与生育期、全生育期总降雨量呈显著正相关。开花后总平均气温与单株有效荚数、单株粒重、产量呈显著负相关关系。产量与单株有效荚数、单株粒重呈极显著正相关关系。     

太仓市水稻和小麦气候生产潜力估算

小麦和水稻是太仓市主要的粮食作物，为了解太仓市小麦和水稻的气候生产潜力的变化趋势以及光温水条件对其生产潜力的影响程度，本研究收集并整理了太仓市近几十年来的温度、湿度、辐射、降雨等数据信息，分析了太仓市气象条件的变化趋势，并采用联合国粮食和农业组织（FAO）推荐的逐步订正法，估算了太仓市水稻和小麦生育期内的生产潜力和气候资源利用率。结果表明：（1）近几十年来太仓市太阳辐射能量有所下降，而气温和降水量则有所提升；（2）在太仓市气候条件变化影响下，小麦气候生产潜力呈升高趋势，而水稻气候生产潜力没有明显上升或下降趋势；（3）太仓市小麦气候生产潜力受水分条件影响较大，而水稻气候生产潜力则主要受到温度条件的影响；（4）水稻的气候资源利用率范围为38.50%~64.30%，而小麦则更低，仅23.72%~51.39%。综上所述，太仓市水稻和小麦作物的增产潜力仍然很大，可通过监控温度，调整农时，加强水分管理，改善土壤肥力，提高复种指数，引进新品种等途径提高太仓市作物产量。     

四川盆地玉米生育期气候资源及生产潜力的变化特征

基于四川盆地1961－2010年104个气象台站的气象资料和1981－2010年17个农气观测站的玉米生育期资料,利用农业生态区划模型(aez)计算了玉米生育期内生产潜力,并分析了农业气候资源及生产潜力的空间分布特征。结果表明：1961－2010年,四川盆地玉米生育期内平均≥10℃积温在盆地西部和南部呈增加的趋势,而在其他地区呈减小趋势,气候倾向率为-9.5~18.7℃·d·(10a)-1;平均日照时数在所有站点均呈现减少趋势,气候倾向率在-48.3～-4.3h·(10a)-1;平均降水量除川东北外均呈现下降的趋势,气候倾向率为-47.9～29.3mm·(10a)-1。近50年来,光合生产潜力和光温生产潜力均呈减少趋势,气候倾向率分别为-708～-64 kg·hm-2·(10a)-1和-404～-32kg·hm-2·(10a)-1;气候生产潜力在大部分站点呈减少的趋势,气候倾向率在-408～34kg·hm-2·(10a)-1。研究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。     

石河子垦区气温日较差的变化特征

利用线性趋势法对1961—2016年石河子地区4个气象站点气温日较差进行趋势研究,并根据各因子趋势值,应用相关统计法分析了影响气温日较差呈减小趋势的因子。结果表明,石河子地区四季日较差呈显著减小趋势,其中冬季最显著,春季变化最弱。各季节最低气温呈明显上升趋势,而最高气温上升趋势只有春秋季节较明显。春季日照时数和降水量的变化趋势与气温日较差的相关性最大;秋季日照时数、总云量和降水量与气温日较差的相关性最大;夏季、冬季气温日较差与4个因子的变化都比较显著。年气温日较差与水汽压和降水量相关性最大。     

气候变化对内蒙古牧草气候生产潜力的影响

气候变化对牧草生产潜力的影响研究对充分利用气候资源,应对气候变化,提高牧草生产潜力有重要意义。基于1960—2010 年内蒙古地区30 个气象站逐日气象资料、1983—2009 年8 个牧草观测站牧草观测资料,采用气候线性倾向率模型、迈阿密模型对内蒙古3 个不同类型草原区（草甸草原、典型草原、荒漠草原）的气候及牧草生产潜力特征进行分析。结果表明：近50年内蒙古草原气温升高、降水量偏少,使得暖干化趋势显著,且有发展态势。牧草气候生产潜力空间上由东北到西南逐步递减,3类典型草原气候生产潜力草甸草原＞典型草原＞荒漠草原,分别为4490~6180、4100~6000、420~5000 kg/hm2;气候资源利用率草甸草原＞典型草原＞荒漠草原,分别为39.2%~79.0%、28.9%~66.3%、21.2%~38.7%,尚有潜力可以开发。降水量对草原气候生产潜力的影响均具有正效应;气温对草原气候生产潜力的影响不同草原类型区存在差异,气温对草甸草原牧草气候生产潜力的影响均具有正效应,气温对位置偏南地区的典型草原和荒漠草原牧草气候生产潜力形成负面影响,气温与降水的协同作用对内蒙古草原区牧草气候生产潜力产生影响。总体上,降水量是限制牧草气候生产潜力的主要气候因子,对牧草气候生产潜力起主导作用。     

华北地区冬小麦产量潜力分布特征及其影响因素

利用华北地区农业气象观测站作物资料,验证APSIM-Wheat作物模拟模型区域尺度有效性,结合1961-2007年47年逐日气候资料,分析冬小麦潜在产量、水分限制产量和水氮限制产量时空分布特征,明确了气候因素对冬小麦不同等级产量潜力分布特征的影响程度。对APSIM-Wheat模型在华北地区区域尺度上进行验证,结果显示区域化模型在华北地区有较好的适用性。华北地区冬小麦各层次产量在时间上总体呈下降趋势,空间上呈带状分布,不同层次产量空间分布特征有所差别：冬小麦潜在产量从东北向西南减少,水分限制产量从东南向西北递减,水氮限制产量从东向西先增加后降低在山东济宁地区达到最大;河北省为冬小麦潜在产量和水氮限制产量的高值区,同时为水分限制产量的低值区,增加灌溉是提高其产量的主要途径;山东省为冬小麦潜在产量和水分限制产量的高值区,水氮限制产量的低值区,增施氮肥是提高其产量的主要途径;河南省为冬小麦潜在产量的低值区,辐射是其主要限制因素。决定冬小麦潜在产量时空分布特征的最主要气候要素为生长季内总辐射,总辐射与潜在产量呈极显著正相关关系;决定冬小麦水分限制产量分布特征的最主要气候要素为冬小麦生长季内降水量,呈极显著正相关关系;气候要素对于冬小麦水氮限制产量空间分布特征的解释方差较小,仅为0.48,故土壤等其他因素对其空间分布影响较大。气候变化背景下,如不改变作物品种,冬小麦各级产量潜力呈下降趋势,造成其下降的主要原因为总辐射下降以及随积温增加冬小麦生长季缩短,决定冬小麦产量潜力空间分布的主要因素为总辐射和降水量。     

气候变化对内蒙古牧草生产潜力的影响

气候变化对牧草生产潜力的影响研究对充分利用气候资源,应对气候变化,提高牧草生产潜力有重要意义。基于1960—2010年内蒙古地区30个气象站逐日气象资料、1983—2009年8个牧草观测站牧草观测资料,采用气候线性倾向率模型、迈阿密模型对内蒙古3个不同类型草原区(草甸草原、典型草原、荒漠草原)的气候及牧草生产潜力特征进行分析。结果表明:近50年内蒙古草原气温升高、降水量偏少,使得暖干化趋势显著,且有发展态势。牧草气候生产潜力空间上由东北到西南逐步递减,3类典型草原气候生产潜力草甸草原典型草原荒漠草原,分别为4490~6180、4100~6000、420~5000 kg/hm~2;气候资源利用率草甸草原典型草原荒漠草原,分别为39.2%~79.0%、28.9%~66.3%、21.2%~38.7%,尚有潜力可以开发。降水量对草原气候生产潜力的影响均具有正效应;气温对草原气候生产潜力的影响不同草原类型区存在差异,气温对草甸草原牧草气候生产潜力的影响均具有正效应,气温对位置偏南地区的典型草原和荒漠草原牧草气候生产潜力形成负面影响,气温与降水的协同作用对内蒙古草原区牧草气候生产潜力产生影响。总体上,降水量是限制牧草气候生产潜力的主要气候因子,对牧草气候生产潜力起主导作用。     

气候变化对伊犁河谷冬小麦产量的影响

为了明确气候变化对伊犁河谷冬小麦产量的影响,以伊犁河谷冬小麦主产区的伊宁、霍城、巩留、新源4县为例,在对1980—2011年各县冬小麦生长季气温、降水量变化特征分析的基础上,探讨冬小麦不同生长发育时段气候条件对产量形成的影响,进而对近32年气候变化对冬小麦产量影响的利弊进行分析。结果表明：就多年平均而言,伊犁河谷冬小麦生长季气候条件对小麦生长发育和产量形成是较适宜的,但气候的年际间差异对冬小麦产量的影响仍十分明显,由其导致的冬小麦产量的年际间波动可达-1507~745 kg/hm2。冬小麦生长季内不同时段各气候因素对产量的影响差异较大,气温的影响,在冬小麦越冬前表现为正效应,越冬期影响很小,但返青后为负效应。降水量对冬小麦的影响在生长季各时段大多表现为不显著的正效应,生长季总降水量对冬小麦产量的影响,除新源、巩留县通过了P=0.05的显著性检验外,伊宁、霍城县未达到显著水平。在全球气候变化背景下,1980—2011年,伊犁河谷各地冬小麦生长季平均气温分别以0.503~0.653℃/10年的倾向率呈极显著的上升趋势,降水量分别以3.828~18.948 mm/10年的倾向率呈不显著的增多趋势。气候变暖对冬小麦有利也有弊,但总体来看弊大于利,其中,冬前的播种至分蘖期气温升高对小麦较有利,越冬期气温变化对小麦影响不大,但返青至成熟期气温升高将对小麦产量形成一定的不利影响,其中,抽穗开花至成熟期的不利影响更为明显。降水量增多对提高小麦产量具有一定积极意义,但对灌溉农业区的伊犁河谷来说,其直接影响大多不显著。