石家庄地区农业气候生产潜力变化分析

为了定量评价石家庄地区农业气候资源,合理开发利用,本研究以石家庄9个县市1964—2012年的逐日气象资料为研究对象,利用桑斯维特纪念模型和迈阿密模型研究石家庄地区农业气候生产潜力的变化。结果表明:石家庄地区气候生产潜力呈上升趋势,但上升趋势不明显;气候生产潜力经历了"减—增—减—增—减—增"3个周期性阶段;空间变化趋势由西南向东北递增;降水是限制石家庄地区气候生产潜力的主要因子,山区气候生产潜力大于平原。     

1961—2018年西藏高原青稞产区气候生产潜力时空变化特征

定量评估西藏高原青稞产区不同气候区气候生产潜力空间分布格局、演变特征及其影响机理,对于西藏高原青稞生长环境变化研究和产业可持续发展具有重要意义。基于西藏高原青稞产区不同气候区的7个典型气象站观测资料序列,采用Miami模型、Thornthwaite Memorial模型、气候倾向率、Mann-Kendall突变检验等方法,分析西藏高原青稞产区气候生产潜力时空分布特征及其对气候变化的响应。结果显示：1961—2018年青稞产区各站气温生产潜力(NPP_t)呈极显著增加趋势,降水生产潜力(NPP_r)呈显著增加趋势,蒸散生产潜力(NPP_e)和标准气候生产潜力(NPP_b)也均表现为波动的增加趋势。西藏高原主要青稞产区东部及沿雅江一带气候生产潜力限制因子为降水,高寒的北部地区气候生产潜力限制因子为气温或蒸散。NPP_t、NPP_r、NPP_e、NPP_b均表现为年代际增加趋势,20世纪80—90年代发生突变,且在21世纪初显著增加。1961—2018年气候的“暖湿型”变化趋势有利于当地青稞气候生产潜力的提高,青稞的生产不仅依赖于气候资源,还依赖于水资源的调配和利用。     

广东省1988—2018年气候生产潜力变化特征

基于广东省1988—2018年21个地级市的气候资料，运用Thornthwaite Memorial模型，在计算气候生产潜力的基础上，研究广东省气候生产潜力的变化机制以及时空变化特征。结果表明，1988—2018年广东省气候生产潜力呈下降的趋势变化，气候倾向率每10年为18.4 g/m²，空间变化呈阶梯状分布，从沿海到内陆递减。EOF第一特征向量分析表明，广东省的气候生产潜力变化趋势呈现出全省全年气候生产潜力同时偏多或偏少的分布特征；第二特征向量表现出纬向的偶极型空间分布。气候生产潜力与降水呈很强的正相关关系，气温的影响比较弱。暖湿型使气候生产潜力增加，冷干型、冷湿型和暖干型情景下气候生产潜力均减小。未来10年广东省气候生产潜力将呈增加趋势。     

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。     

气候变化背景下陕西关中西部作物气候生产潜力变化特征

为了研究气候变化背景下关中西部作物气候生产潜力变化规律,选用宝鸡市11个气象站1961—2010年温度、降水等气象资料,应用Tuynthwhite Memoral模式计算分析宝鸡地区作物气候生产力状况及其变化趋势。结果表明：关中西部气候生产力呈递减趋势;年及各季平均气温均呈明显上升趋势,降水量呈下降趋势;气候暖干化使作物气候生产潜力以35.69 kg/(hm²·10 a)的速率波动下降,降水是主要限制因子;气候生产力利用率平均为34.8%,作物生产有较大的发展潜力;未来气候情景下,“暖湿型”气候对区域作物生产最有利,平均增产幅度8.5%~22.5%,而“冷干型”气候对作物生产最不利,平均减产幅度为5.7%~20.8%。     

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。     

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。     

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。     

吉林省春玉米生产潜力及其敏感性分析

基于“作物生长动态统计”模型计算吉林省春玉米光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力,运用敏感系数法计算并分析了生产潜力对全生育期平均气温和降水的敏感性。结果表明：春玉米光合生产潜力和光温生产潜力在吉林省由西向东呈递减趋势,中部的气候生产潜力最大,为17 266kg/hm ²,西部和东部分别为10 787、16 983kg/hm ²;西部、中部和东部生产潜力气温影响率分别为20.1%、19.5%和30.9%;生产潜力降水影响率分别为50.9%、17.6%和3.2%;西部和中部的气温敏感系数均值分别为1.77和1.99,西部最大为3.63;西部的降水敏感系数均值最大,为1.6,东部则形成了低值区。     

基于DSSAT模型模拟的气候变化对棉花生产潜力影响研究

【目的】运用农业技术转移决策支持系统(Decision support system for agrotechnology transfer, DSSAT)模型分析石河子地区气候变化对棉花生产潜力的影响,为棉花种植管理的可持续发展提供思路。【方法】本研究以石河子地区田间试验数据为基础,验证DSSAT V4.7模型适用性,模拟棉花光温生产潜力和气候生产潜力,并分析了气候变化对棉花生产潜力的影响。【结果】经过品种参数调试校正,模型的模拟值与试验的实测值吻合度较高,可用于石河子地区棉花的研究。近51年来石河子地区棉花生育期的平均气温和太阳总辐射呈显著上升趋势,降水量变化不显著,并且在棉花的不同生育阶段气候变化趋势有所差异;棉花的实际产量和光温生产潜力都呈极显著上升趋势,其中生产潜力的平均值是实际产量的3.6倍,由于该地区降水量的稀少导致气候生产潜力模型模拟结果不理想;棉花光温生产潜力与生育期内的气象因子有较强的相关性,与月平均最低气温和月太阳总辐射呈极显著正相关,与大多月降水量和部分月平均最高气温相关性不显著,因此气温和太阳总辐射的增加,有利于棉花增产。【结论】气候变化对石河子地区棉花的产量和生产潜力具有一定的正面影响。     

湖南农业气候资源对全球气候变化的响应分析

为了揭示全球气候变化背景下湖南农业气候资源的变化特征,利用湖南省97个台站1960-2010年逐日气象观测资料,在进行均一性检验和订正的基础上,分析湖南省农业气候资源时间、空间变化趋势及其差异。结果表明：湖南气温与全球气温变化趋势一致,呈现以变暖为主要特征的气候变化,相对应的热量资源也呈现为显著增多的变化趋势,以活动积温对气候变暖响应最敏感;湖南降水量无显著趋势变化,但在不同季节、不同地区的变化趋势差异较大,冬季湘北地区呈显著增多趋势,春季湘西地区呈显著减少趋势,夏季湘中地区呈显著增多趋势,秋季湘西南地区呈显著减少趋势;日照时数呈现以夏季显著减少为主要特征的变化趋势,减少幅度最大的地区位于湘江中下游地区。气候变化导致湖南省农业气候资源发生变化,进而影响到农业生产布局和结构,需合理利用气候资源,提高农业适应气候变化的能力。     

50年来湘中地区气候极值与农业气候指标动态变化趋势

利用湘中地区1961-2010年气象站逐日观测数据资料,选取与农作物密切相关的气候极值和农业气候指标,采用统计检验、趋势分析和Mann-Kendall突变检验等的方法,分析了湘中地区农业水热气候条件和气候极值,进而研究主要农业气候指标的变化倾向。研究发现：湘中地区近50年来,水热资源总体呈增加趋势;年强降水量呈增大趋势,尤其以夏季强降水量增加最为明显,表明夏季洪涝灾害的威胁加大;最高(低)气温阈值的变化表明极端高(低)温均呈缓解趋势,及其出现的天数在减少,说明由极端气候引起高温热害、低温冷害等气象灾害发生的可能性减小;≥0℃和≥10℃积温分别在1997年和2000年开始突变,上升趋势明显,表明湘中地区有效热量资源在增加;霜冻日数呈减小趋势,说明霜冻危害发生的风险在减小。这对确定合适的农业气候指标值和促进农业生产有重要的指导意义。     

近60年农业生产期干旱发生风险分析

采用叶柏寿、朝阳气象站1953—2012 年气象资料,运用积分湿度指数、水平衡和干湿指数,评价辽西地区农业生产期大气降水及农业耗水、农业需水的满足度及不同时期旱涝频率。结果表明：1953—2012 年农业生产期大气降水减少,气候变化率为-9.343 mm/10 a;农业耗水量在增加,气候变化率为6.966 mm/10 a;农业生产期水分平均亏缺-136 mm。降水资源农业满足度为76.3%,缺水概率为90.0%。辽西地区农业生产期属于半湿润半干旱气候类型,重旱及以上年景占5.0%;干旱发生风险近10年增加约10%。总之,辽西地区降水在减少、耗水在增加、农业需水满足度在下降、干旱发生风险在增强。近10年随着气候变暖辽西地区农业生长期从半干旱半湿润气候类型升级为半干旱气候类型。     

朝阳地区近 50年生长季小麦有效积温变化特征分析

为了研究气候变化对朝阳小麦生长季有效积温的影响,合理应对气候变化,为区域气候变暖对农业生产影响评估及农业防灾减灾体系建设和完善提供基础依据。利用朝阳和建平1961—2011年共51年3—7月逐日平均气温资料,通过采用气候统计分析方法,分析了朝阳干旱地区生长季小麦有效积温变化规律和特征。结果表明：建平和朝阳有效积温气候均值均表现为增大趋势,朝阳春季、夏季和年有效积温气候均值都大于建平,增大变率高于建平;1970—1979年热量条件最差,2001年前后热量条件最好;朝阳和建平夏季和年有效积温增暖趋势基本一致,1996—1997年为突变点;建平1980—1989年增暖最大,朝阳2000—2009年增暖最大,增暖幅度大于建平;年有效积温增加趋势朝阳比建平明显,夏季有效积温增加趋势建平比朝阳显著。     

水稻农业气候资源变化特征及影响分析

为了合理利用气候变暖背景下的农业气候资源,减缓和适应气候变化带来的不利影响,以江苏稻区为例,利用全省60个气象台站1961—2012年气象观测资料,应用估算模型和统计方法,评估了一季稻全生育期内农业气候资源的变化趋势以及对一季稻生长的影响。结果表明：1961—2012年,太阳总辐射在逐年代递减,苏北、苏中、苏南的下降速率分别为65 MJ/(m²·10 a)、43 MJ/(m²·10 a)、52 MJ/(m²·10 a),光资源的下降不利于一季稻的光合作用;2000年前后为苏中和苏南≥10℃年活动积温的突变点,21世纪后热量资源增加显著;日均气温稳定通过10℃的初日在逐年代提前、终日在逐年代推迟,使得一季稻旺盛分蘖期提前、安全齐穗期推迟;水分资源没有明显变化趋势,总体充足。因此,近52年,江苏农业气候资源总体呈现光能资源减少、热量资源增加、水分资源充足,气候变化的影响利弊并存。     

高寒地区近57年无霜期及其积温变化特征

为了有效防御和减轻霜冻灾害对高寒贵南地区农牧业生产的影响,为合理开展农牧业气候区划提供可靠依据。利用青海省高寒地区贵南县气象局观测的1961—2017年逐日最低气温、平均气温资料,采用线性倾向估计、M-K突变分析等方法,对高寒地区贵南县霜冻初日、终日、无霜期及同时期积温变化特征进行分析。结果表明：近57年高寒地区贵南县≤0 ℃霜冻的终日呈极显著的提前趋势,初日呈显著的后延趋势,终日提前的幅度大于初日后延的幅度；无霜期呈现极显著延长趋势,无霜期积温呈现极显著的升高趋势。霜冻终日在1972年发生了提前突变,霜冻初日和无霜期在1970年发生了延迟突变,无霜期积温在1977年发生了升高突变。     

Influence of Climate Change on Cotton Production Potential Based on DSSAT Model Simulation

[Objective] Analyze the influence of climate change on cotton potential productivity in Shihezi region by using decision support system for agrotechnology transfer (DSSAT) model, so as to provide thoughts for sustainable development of cotton planting management. [Method] Based on the field test data in Shihezi area, this study verified the applicability of DSSAT V4.7 model, simulated cotton light and temperature potential productivity and climate production potential, and analyzed the impact of climate change on potential productivity on cotton. [Results] After the adjustment of variety parameters, the simulated value of the model is in good agreement with the experimental measured value, so the model can be used in the study of cotton in Shihezi. In the past 51 years, the average temperature and total solar radiation in the growth period of cotton in Shihezi have shown a very significant trend of increasing, while the rainfall change is not significant and the trend of climate change is partly various in different growth stages of cotton. The actual yield and light and temperature potential productivity of cotton have shown a very significant improving trend; the average value of production potential was 3.6 times than the actual yield, and due to the lack of precipitation in this area, the simulation results of climate production potential are not good. Cotton light and temperature potential productivity has a strong correlation with the meteorological factors in the growth period, and has a very significant positive correlation with the monthly average minimum temperature and the monthly total solar radiation. But the potential productivity has no significant correlation with most monthly rainfall and some monthly average maximum temperature. Therefore, the increasing of temperature and total solar radiation are conducive to the production of cotton. [Conclusion] Climate change has a positive effect on cotton yield and production potential in Shihezi.