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。     

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。     

山西省冬小麦生产潜力时空分布与气象因子分析

估算一定区域内作物生产潜力,对于明确该区域作物生产力及其限制因子具有重要意义。采用农业生态区域法和生产潜力递减机制法估算山西省冬小麦生产潜力,并解析其与主要气象因子的关系。结果表明,2004-2013年山西省冬小麦平均光合、光温、气候和土地生产潜力分别介于63.63~74.81、10.86~12.97、3.68~5.65和2.71~4.73t/hm ²。山西冬小麦生产潜力分布特征为南部普遍低于中部地区,中部盆地地区普遍低于东西部高海拔地区。与2004-2008年相比,2009-2013年晋中西部地区和吕梁冬小麦光合和光温生产潜力有所增加,而晋中东部和长治东部的冬小麦气候和土地生产潜力有所降低。限制冬小麦气候和土地生产潜力的主要气象因子是生育期降水量和日平均温度。     

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。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

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。     

山西省近49年降水量变化特征及趋势分析

为了了解山西省降水量变化规律,合理开发利用山西的气候资源,利用1960—2008年山西省65个气象观测站的降水资料,采用线性倾向估计、滑动平均法、小波分析、突变分析等方法,系统地分析了山西省近49年来降水量变化的特点和规律。结果表明：除冬季降水外,山西省年降水量和春、夏、秋3季降水量均呈现下降趋势,降水倾向率分别为-16.0 mm/10 a（年）、-1.4 mm/10 a（春）、-8.0 mm/10 a（夏）、-7.2 mm/10 a（秋）和0.8 mm/10 a（冬）。山西省年降水量以及夏、冬季降水量存在着明显的准15年和5~10年的周期;春、秋2季降水量则以5~10年的周期为主。山西省年降水量发生了突变,突变开始时间为1978年,而四季降水量均未发生明显的气候突变。     

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。     

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.     

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。     

基于气候数据的蔬菜适宜栽培季节判别模型建立及应用

为了研究蔬菜生长与气候资源的适宜情况,利用浦东25年以月为基础的气象数据,结合蔬菜的生物学特性,根据农业生态气候适宜度理论,用模糊数学的方法,确立温度、光照、水分3个方面的隶属函数及综合评价模型,并利用该模型逐月对蔬菜生长的气候适宜度进行评价。结果表明,蔬菜生长适宜性随全年各气候单因素的变化而变化;不同权重气候单因素配合情况影响对蔬菜生长适宜程度的综合评价;可以获得相应的栽培管理方法,以保证蔬菜在相对适宜的条件下良好生长。本研究结果填补了蔬菜生长气候适宜性模糊评价的空白,可为蔬菜四季均衡生产提供科学依据。     

1951—2012年河南省气候变化对冬小麦和玉米产量的影响

在分析河南省1951—2012 年历史气候变化背景下,对冬小麦和玉米不同生长时期对应的气候要素变化对其产量的影响进行定量研究。利用国家气象局网站提供的历史气象数据,基于Matlab 和Surfer 8.0 绘制年平均气温和降水量的小波系数实部等值线图。通过用二次函数拟合趋势产量,将冬小麦和玉米的历年气象产量分离出来。之后利用SPSS进行逐步回归分析,建立以气候产量为因变量,不同生长时期的气候要素为自变量的回归模型。结果表明：（1）河南省年降水量在其变化过程中存在多时间尺度特征,小波波幅中心在36~58 年、15~35 年以及8~14 年这3 类时间尺度上正负交替出现,存在周期性的变化规律。在18 年尺度上,年均气温到2012 年处于升高状态。（2）冬小麦全生育期内,在其他自变量不变的情况下,越冬期降水量每增加1 mm,气象产量将减少0.221 万t;越冬期平均温度每增加1℃,气象产量将减少13.277万t;在冬小麦生长期第二阶段中,降水量每增加1 mm,气象产量将减少0.149万t。（3）在玉米全生育期内,保持其他自变量不变的前提下,营养生长期内降水量每增加1 mm,气象产量将减少0.003 万t;营养生长期平均温度每增加1℃,气象产量将减少6.389 万t;玉米生殖生长期间,降水量每增加1 mm,气象产量将减少0.159 万t。从总体上来看,温度和降水变化对气象产量的影响皆为负面影响,并且温度变化对粮食产量的影响比降水变化产生的影响显著得多。通过对2 个回归模型进行对比发现冬小麦比玉米具有更强的气候变化敏感性。     

气候变化对柴达木盆地主要农作物产量的影响

为合理利用气候资源,提高农作物生产潜力提供科学依据,利用柴达木盆地1991—2017年气温、降水量和主要农作物（小麦、油菜）产量等资料,应用数理统计方法,分析了该区近27年来主要的气候因子（气温和降水）、作物产量的变化特征以及气候因子对农作物产量的影响。结果表明：（1）1991—2017年柴达木盆地年平均气温升高显著,升温率为0.5℃/10 a,降水呈略增加趋势,增幅为16.5 mm/10 a,气候趋于暖湿化。（2）农作物产量增加趋势明显,小麦平均每年增加73.0 kg/hm ²,油菜平均每年增加37.9 kg/hm ²;相对气象产量小麦年际正负变化较明显,油菜年际正负变化较频繁。（3）农作物产量与年平均气温、年降水量存在着显著的相关性,气温每升高1.0℃,小麦产量增加845.8 kg/hm ²,油菜产量增加454.5 kg/hm ²;降水量每增加10 mm,小麦产量增加140.0 kg/hm ²,油菜产量增加74.0 kg/hm ²,气温对农作物产量影响较降水大。     

广东近40年气候变化特征及对农业的影响

为了合理利用气候资源,趋利避害,保障粮食及特色作物安全生产,利用广东省9个代表气象站1971—2010年气象资料,分析了近40年热量、降水及光照资源时空变化特征。研究表明,广东各地平均气温1976年以后呈较明显的上升趋势,上升突变年出现在1989年,2007年以后为下降趋势;四季气温亦呈上升趋势,冬季及秋季最为明显,由北到南,冬季增幅最多,夏季变化最小;1990年以后热量资源增加显著。各地年平均降水量呈减少趋势,由北到南,冬季、春季降水量减少,夏季、秋季增多。潜在蒸散于20世纪80年代最低,21世纪初期最高,冬季增幅最为明显。日照百分率呈下降趋势。气候变化对作物生长、产量品质、种植布局及干旱等气象灾害均带来一定影响。     

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。