西北半干旱区主要农作物对气候暖干化的响应

应用西北半干旱区33个气象站1951-2004年温度、降水等气象观测资料、气象灾害统计资料和不同海拔高度代表点主要作物生长发育观测资料,分析西北半干旱区主要气候要素变化规律,主要农作物对气候暖干化的响应。结果表明:西北半干旱区降水量近55a来年际变化趋势除个别地方外,绝大多数地区呈下降趋势,气温距平呈上升趋势。由于气候变暖,冬小麦越冬死亡率有所下降,冬小麦越冬天数有所减少,整个生育期缩短。生态气候环境变化比较有利于冬小麦生长。同时由于冬季气温升高也带来了冬小麦小穗发育不良,不孕小穗增多等不良影响。冬季气温升高对冬小麦生长发育产生了较大影响。气候暖干化使玉米各发育期日期提前,全生育期生长天数缩短。春秋季气温增高有利于马铃薯生长发育及产量形成。     

关中近40a冬小麦生育期热量资源变化及影响分析

利用关中10个代表站点1971-2010年气象资料和1986-2010年冬小麦生育期观测资料,采用数理统计方法分析冬小麦生育期热量资源变化及其影响。结果表明:近40a关中热量资源总体呈增加趋势,但年际波动较大,90年代增温较为明显。≥0℃初日呈明显提前趋势,终日略有推后,冬小麦越冬期推后。80年代开始14℃终日推后,18℃终日提前,冬小麦适宜播种期延长。≥0℃积温及日数呈明显增加趋势,越冬期负积温及日数均呈减少趋势。1986-2010年小麦生育期≥0℃积温平均增加180(℃·d)·10a-1,生育期天数减少6d·10a-1。冬前积温≥500℃·d且≤700℃·d保证率达80%的适宜播期为9月28日~10月11日。随着热量资源的增加,冬小麦适宜播期应比传统播期延迟3~5d,利于防止小麦旺长受冻。但实际播期受多种因素影响,应依据实际气候特点播种,提高热量资源利用率。     

气候变暖对甘肃夏秋作物产量的影响

通过对甘肃省日平均气温≥0℃积温与冬小麦、春小麦产量及≥10℃积温与玉米产量的关系进行对比分析,得出≥0℃和≥10℃积温与旱作区和灌溉区的冬小麦、春小麦和玉米产量呈显著的正相关;旱作区冬小麦产量与秋春季降水量呈较显著的正相关。气候变暖使农作物生育期热量资源增加,有利于作物产量提高;但是,由于河东降水量呈减少趋势,限制了热量资源增加所能发挥的作用,影响夏秋作物产量的提高,气候变暖的负面影响显现。     

1981—2009年新疆小麦和玉米物候期与气候条件变化研究

选取新疆地区1981—2009年17个农业气象观测站的作物(包括春小麦、冬小麦、春玉米和夏玉米)物候资料,利用统计方法分析了作物物候和各生长阶段气候条件的变化趋势。结果表明,春小麦播种、抽穗和成熟期分别提前2.0、3.2和3.3 d·10a~(-1);冬小麦播种期平均推迟1.2 d·10a~(-1),而抽穗和成熟期分别提前4.7 d·10a~(-1)和2.8 d·10a~(-1);春玉米和夏玉米物候期主要呈提前趋势,其中夏玉米播种期平均提前达11.0 d·10a~(-1)。物候的提前或推迟一定程度上导致作物各生长阶段历时发生改变。分析发现新疆地区春小麦营养生长阶段(播种—抽穗)平均缩短1.2 d·10a~(-1),而生殖生长阶段(抽穗—成熟)平均仅缩短0.1 d·10a~(-1)。冬小麦营养生长阶段与生殖生长阶段呈相反的变化趋势,营养生长阶段平均缩短达5.9 d·10a~(-1),而生殖生长阶段却平均延长了1.9 d·10a~(-1),导致整个生育期平均缩短4.0 d·10a~(-1)。春玉米和夏玉米各生长阶段主要呈延长趋势,春玉米营养生长阶段、生殖生长阶段和整个生长阶段分别平均延长0.8 d·10a~(-1)、1.5 d·10a~(-1)和2.3 d·10a~(-1);夏玉米3个生长阶段分别平均延长7.2d·10a~(-1)、1.2 d·10a~(-1)和8.3 d·10a~(-1)。分析研究区1981—2009年不同作物类型各生长阶段气候因子的变化趋势结果表明,大部分研究站点,作物各生长阶段最高温度和最低温度均呈增加趋势,同时其生殖生长阶段的日温差主要呈降低趋势。分析降水变化趋势表明,除春小麦和春玉米生殖生长阶段降水呈增加趋势外,大部分研究站点降水变化趋势不明显。     

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。     

甘肃省近43年降水资源变化对农业的影响

选取甘肃省63个地面测站降水量资料,利用对比分析方法,研究了甘肃省降水资源变化特征及其对农业的影响.结果表明:年降水量,越冬作物生育期、春小麦生育期和秋作物生育期的降水量1987-2003年与1961-1986年相比,时空分布发生了明显变化,河西中东部为增多趋势,河东为减少趋势,分界线与黄河走向基本一致;河东年降水量减少的幅度和速率比河西增加的幅度和速率都大,河东气候向暖干化发展的趋势加快;旱作区降水量减少,极端干旱事件频繁发生,可利用降水资源更加紧缺,对农业可持续发展的负面影响明显增大.     

黄土高原半干旱区马铃薯产量对气候变化的响应

为探讨气候变化背景下,黄土高原半干旱区马铃薯生育期气象要素的变化规律及其对马铃薯生长发育的影响,本研究基于黄土高原半干旱区定位观测试验,结合气象要素观测资料,研究了半干旱区马铃薯产量对气候变化的响应。结果表明,1960—2020年61 a间,马铃薯生育期气温和积温显著升高,气候倾向率分别为0.32℃·10a^-1和48.14℃·10a^-1(P<0.01);降水量波动减少,气候倾向率为3.97 mm·10a^-1(P<0.05);日照时数显著减少,气候倾向率为10.92 h·10a^-1(P<0.05)。但2005—2020年16 a间,马铃薯生育期气温显著下降,气候倾向率为-0.54℃·10a^-1(P<0.01),各生育时期气温均呈下降趋势,其中块茎膨大～成熟期气温下降最明显,气候倾向率为-1.18℃·10a^-1,通过0.01水平显著性检验;马铃薯生育期降水量增加显著,气候倾向率为13.89 mm·10a^-1(P&l...     

川中丘陵区气候变化及其对春玉米生产潜力的影响——以遂宁为例

根据川中丘陵区6个站点1971—2013年逐日气象数据资料,分析川中丘陵区气象因子变化,并以遂宁地区为例研究了气候变化对春玉米生产潜力的影响。结果表明：(1) 研究区年日照时数、降水量变异系数分别为14.79%和18.71%,年际间差异明显,且日照时数呈逐年降低趋势,日照时数气候倾向率为-72.69 h·10a^-1,而年平均温度和相对湿度年际间差异不大。(2) 玉米生育期日照时数、降水量、平均温度和相对湿度的变化与年气候变化一致,玉米生育期日照时数和降水量的年际间差异更明显。(3) 研究区春玉米光温生产潜力和气候生产潜力均呈逐年波动下降的趋势,光温生产潜力与玉米生育期日照时数和温度极显著相关,而气候生产潜力与玉米生育期日照时数和相对湿度极显著相关,与降雨量呈显著相关关系。可见,日照时数是该区春玉米光温和气候生产潜力发挥的首要限制因子,而降雨量和相对湿度则是制约春玉米气候生产潜力的关键因子。     

渭北旱原区域气候变化及其对冬小麦产量的潜在影响

对渭北旱原长武地区冬小麦产量与农业气候因子变化进行了通径分析,结果表明,降水和地温是影响该地区冬小麦生产的主要气候因子,播种~出苗期降水对小麦产量的影响较大,在分孽~越冬、返青~拔节、灌浆~乳熟期地温对产量影响更大。该地区近50年来年均气温呈明显上升趋势,而年降水总量总体有减少趋势,波动较大;且在播种~出苗期降水量有减少的趋势,极值出现几率增加,而在返青~拔节期地温有增加的趋势,且2000年后增加幅度增大。因此,在区域气候变化影响下,随着气候变暖和降水量减少及波动性增加,将会导致未来冬小麦产量的波动性增加。     

近63 a安康地区降水与太阳黑子活动的相关性分析

依据安康气象局安康站1953—2015年逐日降水量和太阳黑子逐年相对数,利用Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析等方法,对安康地区近63 a降水变化特征及其与太阳黑子相对数关系进行了分析。结果显示:近63 a安康地区年降水量以及夏季降水整体呈增加趋势,增加量分别为0.99 mm·a~(-1)、1.65 mm·a~(-1),春季、秋季和冬季降水整体呈下降趋势,减少量分别为0.26 mm·a~(-1)、0.35 mm·a~(-1)、0.06 mm·a~(-1),降水集中分布在夏季和秋季。年降水距平极值与太阳黑子相对数峰谷值主要存在0~3 a滞后;近63 a安康地区年降水有显著3 a和28 a的变化周期,与太阳黑子相对数的9 a变化周期存在一定差异。     

近47年来京津冀地区降水的变化

利用线性回归、突变分析和小波分析方法,分析了京津冀地区1960-2006年84个地面台站降水量的变化。结果表明:47年来京津冀降水量呈下降趋势,气候倾向率为15mm/10a。除夏季外,其余季节降水量均呈增加趋势。由于华北地区夏季降水量集中了全年降水量的60%至70%,所以夏季降水量的显著减少使得年平均降水量呈下降趋势;京津冀地区夏季降水量在1996年代初减少是一突变现象,其他季节降水量无突变现象;京津冀地区年降水量和四季降水量大致存在3个主要周期的变化。     

新疆石河子地区气候变化特征分析

利用1953—2007年的气温、降水资料分析了新疆石河子地区冷暖干湿气候特征的演变规律和突变情况。结果表明:近55 a来石河子地区的气温在20世纪80年代中后期持续升高,90年代以后明显变暖,其中春、冬季升温幅度较大;70年代降水最少,80年代后各季降水持续增加,21世纪后降水增加趋势更加明显。受降水的影响,干燥度经历了一个"偏湿—偏干—偏湿"的变化过程。在西北变暖湿背景下,石河子地区的气温和降水突变都比较明显。各季气温突变比较一致,主要集中在20世纪80年代和90年代;各季降水突变时段不尽相同,在60年代、70年代和80年代都有突变发生;干燥度在60年代和70年代经历了一次变干突变和一次变湿突变。     

不同气候情景下中国东北与华北作物产量变化趋势模拟

采用意大利ICTP中心的区域气候模式RegCM3输出的多情景加权平均值简称REA情景和英国Hadley中心的区域气候模式PRECIS输出的A2和B2情景,结合WOFOST作物生长模拟模型,模拟研究了未来40 a(2011—2050年)气候变化对我国华北东北农作物产量的影响。模拟结果表明:从40 a平均结果来看,对于东北玉米区,三种气候情景资料下可能减产区域主要是东北三省的偏西南地区,其中减产高值区主要集中在吉林省的西部地区白城、通榆等地。对于华北冬麦区,REA情景下可能减产区主要是河北省的东部和山东省的东部,其中减产高值区主要集中在京津及其以东地区;A2和B2情景下可能减产区主要是河北省的中部和东部、山东省的东部以及河南省的南部偏南地区,其中减产高值区主要集中在天津及其以东地区和山东省的东部沿海地区。     

新疆奇台县近42a气候变化特征分析

根据新疆奇台县气象站的气温及降水资料,利用线性趋势函数及M ann-kendall突变检测法分析了该地区近42年的气候变化。结果表明:年平均气温与极端最低气温均呈上升趋势,而极端最高气温呈下降趋势;年降水量呈上升趋势。从季节变化来看,除夏季平均气温呈下降趋势,其它各季平均气温均呈上升趋势,其中以冬季增幅最大,秋季次之;各季降水均呈上升趋势,其中以夏季增幅最大,冬季次之。年平均气温未发生突变,而年降水量在1984年发生由少向多的突变。对气温和降水的异常分析得出,暖温年多发生在上世纪80年代后,冷温年多发生在上世纪60、70年代;多雨年主要在近20年,少雨年则多在上世纪60、70年代。此外,该县近42 a来增暖幅度小于全疆和北疆;增湿幅度大于全疆,小于北疆。     

汉中市近59年气候变化特征分析

采用汉中市1951～2009年气温和降水资料,对近59年汉中市气候变化特征进行了分析。结果表明:汉中市年平均气温以0.018℃/a的速度递增,1997年以后递增幅度更大。年降水量以2.96mm/a的速度递减,1990年以后递减趋势较明显。利用M-K法检验,近59年汉中市气温存在突变现象,突变点在1996年,而年降水量没有明显突变现象。针对气候变化,结合汉中市实际情况提出了一些参考性建议。     

基于项目驱动的藉河流域土地利用时空变化动态分析

根据1997年、2001年和2005年三期TM影像资料,运用遥感非监督分类的方法提取土地利用信息.利用地理信息系统空间分析和数据统计的方法,分析藉河流域1997～2005年间土地利用数量变化和空间变化特征,研究该地区主要土地利用类型数量变化、空间变化以及在不同坡度的动态变化特征.结果表明:耕地、林地和草地三种主要土地利用类型占该研究区土地利用面积的97%以上,是该研究区主要的土地利用类型.以1997年为基数,到2001年和2005年耕地减少幅度分别为1.2%和11.1%,因此 1997～2001年的退耕程度小于2001～2005年;在不同坡度上,土地利用变化主要发生在5°～40°,而且在15°～25°之间变化最大.     

天津市近50a来降水变化分析

根据天津市13个气象站近50年的实测月降水资料,运用回归分析、趋势分析和5年滑动平均等方法,分析了天津市近50年来降水变化特征。结果表明:天津市降水量年内分配不均,主要集中在7~8月份,占全年降水量的53.98%~60.64%;天津市年降水波动较大,极差在470.00~944.80之间;20世纪70年代是近50年来天津市年降水量最多的十年,80年代以来,年降水量持续减少,尤其是二十一世纪以来,年降水量显著减少;天津市年降水量总体上呈减少趋势,各站平均下降率为22.97mm/10 a。     

未来气候变化情景下我国主要粮食作物产量变化模拟

采用气候模式BCC-T63与作物模式WOFOST相结合的研究方法,在多年试验数据和模型适宜性验证的基础上,模拟分析了未来100 a(2000～2100年)气候变化情景下我国主要粮食作物发育和产量变化趋势.主要的粮食作物选取东北区域的玉米、华北区域的冬小麦和南方区域的双季稻.东北区域为东经120°～135°,北纬40°～50°,主要以黑龙江、吉林和辽宁三省区为研究对象;华北区域为东经111°～123°,北纬35°～41°,主要包括京、晋、冀和鲁等地;南方区域为东经109°～120°,北纬25°～30°,主要包括湖南、湖北以及江西等地.结果表明:东北地区玉米生育期会缩短,其中,中熟玉米平均缩短3.8 d,晚熟玉米平均缩短1.4 d,产量也会相应地下降,中热玉米平均减产3.3%,晚熟玉米平均减产2.7%;华北地区冬小麦的生育期平均缩短8.4 d;产量平均减产10.1%;南方早稻生育期平均缩短4.9 d,晚稻生育期平均缩短4.4 d,早稻的产量变化范围为1.9%～-9.5%,平均减产3.6%,晚稻的产量变化范围为2.2%～-7.3%,平均减产2.8%.     

近45年来太原气候变化特征研究

利用山区代表站阳曲和平川代表站清徐1961~2005年气候观测资料,对太原市气候变化特征进行了详细分析。结果表明:(1)近45年来,太原山区和平川年降水量呈减少趋势,主要是因夏、秋季降水减少造成;太原年平均气温为明显上升趋势,年平均气温的升高主要是以冬、春季平均气温升高为主,其中平均最低气温均比平均最高气温上升显著,夜间增温明显;1986年、1993年分别为山区和平川年平均气温转折年份,山区冬季平均气温从1985/1986冬季后发生突变;随着气候变暖,太原干旱化在加剧。(2)山区的异常冷冬和暖冬年多于平川,严重少雨年偏少但降水量距平偏大,平川严重少雨年出现频繁但降水量距平偏小;近45年来太原气候经历了由异常到平稳再到异常的变化,而且平川尤为显著。     

新疆区域高空气温变化特征分析

运用再分析资料(NCEP/NCAR)分析了新疆区域高空年均气温变化特征,同时运用逐步回归法对新疆高空冷月(1月)、暖月(7月)实测气温数据进行缺测插补,并通过交叉验证法对插补数据进行精度检验,在此基础上分析了新疆区域冷月、暖月高空气温变化特征,运用插补重建后的高空实测数据对1月、7月再分析资料(NCEP/NCAR)进行...