中国日照时数时空变化特征及其影响分析

为研究气候变化背景下中国日照时数的时空变化特征,基于中国2089个气象台站1961—2017年的观测数据,运用趋势分析、突变检测、相关分析等方法,分析中国不同区域日照时数时空变化特征及影响因素。结果表明：中国日照时数的空间分布特征为“南少北多”,并呈现显著减少趋势,其速率为 -45.8 h/10 a;西南地区在1989年发生突变,西北地区1983年发生突变,东北地区1985年发生突变,其他地区未发生突变;从季节上看,日照时数夏季最高,其次是春季和秋季,冬季最低;下降速率夏季最快,其次是秋季和冬季,春季变化幅度最小;日照时数与总云量、能见度、霾、降水量呈现显著负相关,与风速呈现显著正相关,与雾相关性不显著。     

四川省农作物种植结构与气候变化耦合协调性研究

为了探究四川省作物种植结构与气候变化的协调关系,本研究基于四川省气候数据与农作物播种面积数据,分析了2000—2018年四川气候变化、农作物种植结构变化以及它们之间的协调关系。结果发现：四川省2000—2018年间降水量、≥10℃积温均呈显著上升趋势,降水量气候倾向率为53.5 mm/10 a,≥10℃积温气候倾向率为123.7℃/10 a;作物播种面积明显增加的有玉米、油料作物、豆类、果园,薯类播种面积保持相对稳定状态,作物播种面积明显下降的有水稻、小麦和其他作物;各主要农作物种植结构占比变化明显。四川省农作物种植占比前三种为水稻、玉米和薯类,多年平均占比分别为21%、17%和13%,且水稻在所有种类中占比较稳定;小麦种植占比正在逐年降低。四川省2000—2018年农作物种植结构变化与气候变化整体相互适应,耦合度与耦合协调度均较高。     

气候变化对中国粮食生产的影响

气候变化对中国粮食生产的影响已得到高度关注,并形成了诸多研究成果,但影响的评估结果存在一定的争议。笔者对21世纪以来百篇国内外相关高质量文献进行整合梳理,总结讨论了气候变化对中国粮食生产的影响。研究表明：（1）1961年以来气候变化主要通过影响作物生长发育、引起种植结构改变、导致农业病虫害和气象灾害加剧的方式影响了中国的粮食生产,影响结果正负共存,总体上呈负效应,且气温升高的负效应最为显著。（2）气候变化对粮食生产的影响存在地域差异,在东北、西北绿洲等高纬度地区,气温升高改善了区域热量条件,粮食产量有增加趋势;在华北平原、南方稻区、西南地区和西北旱作区,气温升高缩短了作物生育期,加上降水变化,导致区域的粮食产量下降。（3）不考虑CO₂肥效作用,未来气候变化很可能造成粮食产量下降,且小麦的减产幅度可能高于水稻和玉米;考虑CO₂肥效作用,负面影响将会减弱,并可能对东北地区的水稻和华北平原的小麦产生正面影响。     

1973—2017年藏北高寒牧区主要气象要素变化特征分析

为分析全球气候变化下藏北高原主要气象要素的变化特征,采用趋势分析、小波分析、突变点分析等研究方法,利用逐月站点气象数据,分析了1973—2017年藏北高原地区的主要气象要素的多尺度时间变化特征。结果表明：在全球气候变化下藏北高寒牧区的各主要气象要素变化显著,其中气温以0.45℃/10 a速率显著的升高,风速以-0.27 m/(s·10 a)速率呈极显著减小趋势,降水以6.48 mm/10 a速率呈不显著增加趋势;从季节变化来看,春季较为特殊,表现为增温缓慢、风速减幅最大、降水增加最为显著等特点,其他季节在各要素上变化较为均匀;周期变化上在去除显著的全球变暖的线性趋势后气温和降水都存在显著的准3年周期变化,且在发生时域上有互补特征。     

气候变化对呼伦贝尔草地地上生物量的影响

基于温、压、湿、风等主要气象资料,结合生长季逐月的地上生物量实测数据,分析气候变化及气候年型对牧草产量形成的影响,结果表明：（1）两站降水量呈波动变化,无明显的变化趋势;（2）额尔古纳和鄂温克的年均气温呈显著升高的趋势,气温倾向率分别为0.348℃/10 a、0.444℃/10 a,增温速率均明显高于同期中国东北地区,其中,鄂温克的增温速率高于中国增温最迅速的青藏地区;（3）额尔古纳和鄂温克潜在蒸散量呈波动升高的趋势;（4）两站湿润度呈显著的波动下降趋势,气候呈较明显的变干燥趋势;（5）湿润状况影响两站地上生物量形成,气候偏旱年草原地上生物量的形成会受到显著的抑制,两站草地地上生物量均与当月及上个月的湿润度指数呈线性回归关系。     

陕西宝鸡市近50年0℃界限温度气候特征变化分析

为了研究气候变暖背景下0℃界限温度的变化特征,分析陕西宝鸡市1961—2010年日平均气温稳定通过0℃的初日、终日、间隔日数及其积温、降水量的变化特征。结果表明：陕西宝鸡市日平均气温≥0℃的初日呈显著提早趋势,终日呈波动推迟趋势。初终日之间间隔日数显著增加。≥0℃期间的积温以73.86℃?a/10 a显著增加,降水量以13.706 mm/10 a缓慢减少。积温年代际波动增加,冷暖交替频繁。气候变化影响冬小麦种植品种特性转变,适宜播种期推迟,主要发育期提前,有效生长期明显延长,对提高作物产量有重要意义。     

辽宁西部干旱区蒸发量变化特征分析

为了给水资源的合理开发利用提供科学依据和气候变化背景,利用辽宁西部地区近58年气象资料,采用线性变化率及相关分析方法,研究蒸发量变化特征和影响蒸发量的主要气候因子。结果表明：蒸发量的变化表现为明显的下降趋势。其中,年蒸发量气候变化率为-110.54 mm/10 a,在58年间蒸发量趋势减少641 mm;春季、夏季和秋季蒸发量气候变化率分别为-45.92 mm/10 a、-47.98 mm/10 a、-14.76 mm/10 a,近58年蒸发量趋势减少为266 mm、278 mm、86 mm;冬季呈微弱的下降趋势。蒸发量变化受多因素的影响,日照时数、气温日较差、风速、相对湿度、水汽压、最低气温相关显著,而日照时数的变化则是影响辽西地区蒸发减少的最主要气候因子。     

1961—2010天水市光、温、水资源变化特征及其与粮食产量的关系

为了探索气象资源变化与粮食产量的关系,运用天水市7个国家基本（一般）气象站1961—2010年日照时数、温度、降水资料,借助于气候变化率、Mann-kendall、Z-score标准化等方法,对该地近50年农业气候资源变化规律进行分析,并建立了综合资源指数模式。结果表明：1961—2010年,该地日照时数以30 h/10 a气候变率下降;年平均气温以为0.40℃/10 a气候变率上升,年平均最高气温以0.36℃/10 a气候变率上升,年平均最低气温以0.39℃/10 a气候变率上升;降水量以20 mm/10 a的气候变率下降。综合资源指数呈二次曲线变化,变化的转折点在1982年;1961—1982年以0.08/10 a气候变率下降,1982—2010年以0.48/10 a气候变率上升。与当地的实际粮食产量变化基本吻合。     

气候变化背景下中国不同区域玉米生育期高温胁迫时空变化特征

研究气候变化背景下作物生长季高温热害的时空分布和变化特征,对于制定适应气候变化的作物栽培管理技术有重要的参考意义。本研究利用我国558个气象站点的逐日气象数据和物候期数据,分析了1961—2020年玉米不同生育阶段的高温度日(heat degree days, HDD)及其气候倾向率的时空变化特征。结果表明, 1961—2020年,我国玉米全生育期及各生育阶段的HDD整体呈升高趋势,不同农作区玉米全生育期HDD增加1.19～9.27℃d (10a)^–1,四川盆地农作区、华南农林渔区和西北农牧区增幅较高,分别显著增加8.79、9.27和5.81℃d (10a)^–1。不同生育阶段HDD变化趋势呈现明显区域差异,北方农作区玉米HDD在生育前期增幅较大,而南方农作区玉米HDD在生育后期增幅较大。播种–抽穗期,北方农作区中西北农牧区和北部中低高原农牧区HDD分别显著增加2.67℃d (10a)^–1和2.00℃d(10a)^–1,黄淮海平原农作区增加1.41℃d (10a)^–1,都高于其他农...     

黄土高原庆阳地区春玉米生育期对气候变化的响应

旨在研究黄土高原庆阳地区春玉米的生育期气候变化特征及物候变化规律,给粮食生产安全及情报服务提供理论依据。通过以黄土高原庆阳地区有代表性的物候观测站的春玉米生育期内的气温、降水、≥10℃的活动积温作为研究对象,来分析气候变化背景下春玉米生育期的气候资源及物候变化特征。结果表明:春玉米全生育期内平均气温呈上升趋势,上升速率为0.6℃/10a;平均降水量呈减少趋势,减少速率为8.7 mm/10a,但绝大多年份雨水能满足玉米生长发育需要;积温呈增加态势,变化速率为58.0℃/10a,热量资源充足;稳定通过10℃的日期为偏早出现趋势,变化速率为6.3 d/10a。春玉米全生育期日数呈现为缩短的响应特征,减少量为1.7 d/10a。因此,气候变化对春玉米种植较为有利,尤其热量资源增加,有利于拓展种植界限及提高产量。要充分利用气候资源,因地制宜,选择适合的品种及播期进行生产,同时要加强田间管理,充分挖掘气候增产潜力,提高玉米种植的经济效益,为精准脱贫提供决策依据。     

唐山地区近48年农业气候资源变化特征分析

以全球变暖为主线的气候变化已被世界公认。气候变化会影响到农业气候资源的变化,从而影响农业生产的格局,作物品种布局、粮食产量等。为此,利用唐山地区11个气象观测站1961~2008年日平均气温和逐日降水资料,运用最小二乘法进行线性倾向估计,分析唐山地区主要农业气候资源时间、空间变化趋势及其差异,为政府部门指导农业生产,发展设施农业和名优农产品开发、引进、农业气候资源利用论证提供决策依据。结果表明：唐山地区热量均呈增加趋势,西南部热量增加趋势明显,东北部热量增加较缓;≥0 ℃活动积温、≥10 ℃活动积温的变化与年平均气温的变化密切相关;年降水量表现为减少趋势,且年际间变化较大。     

长江中下游中籼杂交稻区试品种产量成因性状分析

基于2008—2012年南方稻区国家水稻品种区试数据,运用相关分析、通径分析和主成分分析方法,分析了长江中下游地区中籼杂交水稻5年220个参试品种的农艺性状与产量形成的关系,结果表明,有效穗数、每穗总粒数与结实率对产量显著正相关,其中对产量贡献最大的是结实率,千粒重与产量极显著负相关。在长江中下游杂交稻育种过程中,应以每穗总粒数和结实率为中心兼顾有效穗数和千粒重,协调优化产量构成因素的关系,建立良好的群体结构,发挥中籼品种产量的潜力。综合各种分析及结合长江中下游杂交中籼的9t/hm²以上的的高产组合,得出其产量结构是：有效穗数达到255万/hm²左右,株高在122cm以下,每穗总粒数达到180~200粒,结实率80%以上,千粒重27g左右。     

品种搭配对湖北省玉米-晚稻复种产量及资源效率的影响

Maize-late rice cropping (M-R) is considered to coordinate the production of food and feed crop. In recent years, M-R has begun to develop in the middle reaches of the Yangtze River. However, technologies have not been systematically studied and improved for its higher yield and higher resources use efficiency. Especially, a reasonable collocation of varieties between maize and late rice seasons is an important basis to realize the yield potential of M-R, and still is under evaluation. In this study, different maize and late rice varieties were selected and collocated to different M-R modes. Their yield performance and use efficiency of resources were detected in different regions of Hubei province in 2015 and 2017. The results showed that under different heat conditions, the varieties collocation modes had significant effects on the annual yield of M-R and the production efficiency of resources. The modes of medium maturity maize-late indica rice cropping had obviously higher annual yield and resource production efficiency under higher accumulated temperature (GDD_≥10°C); on the contrary, the annual yield and resource production efficiency of the modes of early maturity maize-late indica rice cropping were higher under lower GDD_≥10°C. The utilization percentage of the annual effective GDD_≥10°C of each varieties combination mode could reach 95.6%-100.0%, and the distribution ratio of GDD_≥10°c between previous and subsequent season (TR) had a significant non-linear relationship with the relative annual yield of M-R. When the utilization percentage of GDD_≥10°C was 97.0%-98.5% and TR was 1.06-1.08, M-R could obtain highest annual yield. Therefore, suitable varieties of maize and late rice could be selected according to the local heat resource and reasonable TR. In summary, high-yield maize varieties with a growth period of 125 days and late rice varieties with a growth period of 140 days should be selected for the southern regions with higher GDD_≥10°C, while high-yield maize varieties with a growth period of 120 days and late rice varieties with a growth period of 130 days should be selected for the middle and northern regions with relatively lower GDD_≥10°C in Hubei province.     

绿色超级稻品种的农艺与生理性状分析

探明绿色超级稻的农艺与生理性状,对于培育和选用绿色超级稻品种有重要意义。本研究以4个绿色超级稻品种为材料,1个超级稻品种和1个非超级稻品种为对照,观察了绿色超级稻的农艺与生理表现。结果表明,与对照品种相比,绿色超级稻品种具有较高的产量和氮素利用效率。绿色超级稻品种较高的产量得益于总颖花数和结实率的同步提高,较高的氮素利用率主要在于较高的植株氮素籽粒生产效率(氮素内部利用效率)。绿色超级稻具有较高的茎蘖成穗率和粒叶比,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的作物生长速率、净同化率、根系氧化力和茎中同化物向籽粒的运转率和成熟期较高的收获指数。这些性状与产量及植株氮素籽粒生产效率均呈极显著的正相关。建议将上述性状作为培育和选用绿色超级稻品种的参考指标。     

水稻耐低温研究重要进展

水稻是中国最重要的粮食作物之一,低温寒害作为主要非生物胁迫,严重影响了水稻的产量和品质,对水稻的各个生长时期都有不同程度的危害。研究水稻耐低温的分子机制,培育高产优质的耐寒品种对保障中国粮食安全具有重要意义。为了进一步揭示水稻耐低温分子机制,本研究综述了近几十年来水稻低温信号途径研究方面的研究进展,发现在水稻的种子萌发期、幼苗期及孕穗期均克隆了若干个重要的耐低温基因,并初步解析了其基因功能和分子机制。但具体的作用机制及信号通路研究仍存在不足。今后的研究工作还需要发掘更多水稻耐寒基因及其作用机制,并鉴定重要的SNP位点,以期为水稻分子育种提供科学依据。     

再生稻种植产量差形成的研究

为明确安徽省沿江地区再生稻种植产量差形成的原因,筛选出该地区适宜的再生稻种植品种,以9个杂交水稻品种为试材,比较分析了其头季和再生季生育期、再生力、产量及其构成因素等性状。结果表明,在产量构成因素中,造成不同品种头季稻产量差异的主要因素是单位面积上的有效穗数;导致再生季产量差异的主要因素是单位面积上有效穗数和每穗着粒数。准两优608再生季单产5.27 t/hm~2,2季综合产量高达13.59 t/hm~2,可作为该地区再生稻种植的优选品种;皖稻119和新两优6号头季产量高,再生力较强,再生季产量潜力大,可以作为该地区再生稻种植的候选品种。研究表明,生产中可通过增加单位面积上有效穗数,主攻大穗,并在维持较高结实率的基础上提高千粒质量以实现再生季产量增加和获得2季综合高产。     

“十一五”国审水稻新品种特征特性分析

为了分析水稻新品种的主要特性及存在的问题,为今后制订水稻品种改良策略提供理论依据,应用归纳统计的方法,对“十一五”期间国家审定的288份水稻新品种进行特征性状统计分析、不育系的配组分析及品质、抗性分析。结果显示,6个生态类型的水稻品种间形态差异比较大,其产量相关性状与产量的相关性也有较大差别;长江中下游单季稻生育期长和较大穗形是其高产的重要因素,在其现有穗型大的基础上,适当增加有效穗数可进一步提高产量;长江中下游早稻和北方粳稻的有效穗数最多,进一步增产应在稳定其较多有效穗数的基础上增加单穗粒数。北方粳稻和南方双季晚籼稻品质较好,而双季早稻的垩白粒率较高,具有较大的改良空间。国审水稻品种对稻瘟病的抗性较好,而对稻飞虱抗性普遍较差,因此,在今后水稻新品种培育中,在稳定提高稻瘟病抗性育种的同时,应重点加强稻飞虱的抗性育种。优秀不育系在杂交稻选育中发挥了重要作用,除了Ⅱ-32A、‘协青早A’等一批老不育系仍然大量应用外,‘天丰A’、‘五丰A’、‘川香A’等一批新的强优势的不育系脱颖而出。两系杂交稻由于‘株1S’、‘准S’等一批实用光温敏两用核不育系选育与应用,对推动中国“十一五”水稻育种进步发挥了重要作用。     

东北三省水稻籽粒充实率及其与产量和品质的关系研究

以2005年辽宁、吉林、黑龙江3省水稻区域试验品种(品系)为材料,在栽培管理水平高、有代表性的沈阳、公主岭、五常区试点,研究了东北不同地区水稻籽粒充实率的差异,充实率与产量、穗部性状、品质、淀粉RVA谱特征值的关系.结果表明3省籽粒充实率以黑龙江最高,辽宁和吉林差异不显著;饱谷千粒重是吉林>黑龙江>辽宁,相互差异显著;受精粒千粒重是吉林和黑龙江极显著高于辽宁,吉林与黑龙江差异不显著;饱粒率和结实率是辽宁、黑龙江>吉林;充实率与产量正相关不显著,与着粒密度、二次枝梗数、二次枝梗粒数和二次粒率显著或极显著负相关,与穗型指数、一次枝梗结实率和二次枝梗结实率显著或极显著正相关;与碾磨品质和外观品质关系密切,对其有正面影响.RVA谱特征是黑龙江峰值粘度、热浆粘度、冷胶粘度、回复值、消减值和起浆温度最大,辽宁崩解值最大,吉林峰值粘度时间最大,并且充实率与RVA谱特征值关系密切.     

基于农作制分区的1985—2015年中国小麦生产时空变化

Comparing spatio-temporal variation characteristics of China’s wheat production, yield, sown area and yield-area-contribution in different farming zones in the past 30 years could help improving wheat planting layout and adjusting planting structure. Concentration index, rate of change, moving of gravity and resolution of yield-area-contribution were used to analyze spatio-temporal changes of China’s wheat production and yield-area-contribution based on county wheat production statistics including sown area, production and yield from 1985 to 2015. The wheat sown area decreased obviously in Northeast farming region, Northwest farming region and South farming region and increased rapidly in Huang-Huai-Hai farming region and Yangtze Plain farming region. In Huang-Huai-Hai farming region, the concentration indexes of Haihe Plain farming region, Huang-huai Plain farming region and Fenwei Basin farming region reached to 20.64%, 25.77%, and 21.65% respectively in 2015. Wheat production increased significantly by more than 48 milliontons in Huang-Huai-Hai farming region, and nearly 8 million tons Yangtze Plain farming region but decreased by more than 2.6 million tons in Northeast farming region. In Huang-Huai-Hai farming region, wheat production was concentrated in Haihe Plain farming region, Huang-huai Plain farming region and Yuxi Hill farming region. The average wheat yield continuously improved during the study period, Huang-Huai-Hai farming region and Northwest farming region had the yield increase up to 103.5 kg hm ^-2 and 92.9 kg hm ^-2 each year. Wheat yield in Yuxi Hill farming region, Fenwei Basin farming region and Haihe Plain farming region was relatively high in Huang-Huai-Hai farming region. The yield-reduced area was mainly caused by the decreasing of sown area, while the yield-area-contribution rate was different in yield-increased area. Yield-dominant counties were reduced, area-dominant counties were increased and yield-area-dominant counties were relatively steady. In production increased area, yield-dominant and yield-area-dominant counties were the main types in Huang-Huai-Hai Farming region, area-dominant and yield-area-dominant counties were the main types in Yangtze Plain farming region. Chinese wheat production was increasingly concentrated in Huang-Huai-Hai farming region which has high and rapid increase of wheat yield over the past three decades. Haihe Plain farming region, Huang-huai Plain farming region and Fenwei Basin farming region were the most concentrated areas in Huang-Huai-Hai farming region for wheat production during this period. Wheat yield and sown area jointly promoted the increase of wheat production in Huang-Huai-Hai farming region, wheat sown area was the crucial factor to increase wheat production in Yangtze Plain farming region, especially in the north of Jiangsu, Anhui province and greater part of Xinjiang.