1987—2012年黄淮海地区冬小麦生育期气候适宜指数时空分布特征

为了研究气候资源对黄淮海地区冬小麦生产的气候适宜度,以冬小麦气候适宜度模型为基础,选取5省63站1987—2012年逐旬气象数据分析了该区域冬小麦气候适宜指数时空分布特征。结果表明,黄淮海地区冬小麦生长季内温度适宜度、日照适宜度、降水适宜度的空间分布差异较大,温度适宜指数由北向南、日照适宜指数由东向西,降水适宜指数由南向北总体呈现递减的地域分布特征。黄淮海地区冬小麦气候适宜程度较高,总体能满足冬小麦不同阶段生长发育的需要。光温资源总体较好,相应的气候适宜指数较高,各个发育期日照适宜指数均高于0.8,温度适宜指数除分蘖期受气温起伏影响值偏小以外,其余发育阶段均高于0.7;但降水适宜指数明显较低,均小于0.6,是制约该区域冬小麦生产的关键因素。     

基于作物模型的冬小麦气候适宜度算法研究

为了定量分析气象条件对作物生长的综合影响,利用WOFOST作物生长模型分析冬小麦各生育期的气候适宜度。通过对华北地区3个代表站点2007—2009年生长季的冬小麦进行生长模拟,并选取2007—2008年生长季的模拟结果作为标准,以其他年份同一生育期的生物量与标准的比值作为该生育期的气候适宜度,并与统计方法的结果进行对比。结果表明,用作物模型计算得到的适宜度与产量之间呈现出较好的正相关性,决定系数为0.603,且通过了0.05置信水平检验,可用该方法对冬小麦气候适宜度进行估算。     

陇东半干旱地区冬季积温变化特征及对冬小麦的响应

为了解陇东半干旱地区环县冬季积温变化特征及其对冬小麦的影响,通过Mann-Kendell统计检验法、Pearson相关分析法等手段对冬季积温以及冬小麦发育期资料进行分析研究。结果表明：（1）冬季积温在近36年的变化过程中呈现出逐年上升趋势;Mann-Kendall突变检验发现,1990年为冬季积温突变的年份;Morlet小波变换分析得到在30~35年上冬季积温呈现出最为显著的周期变化规律;（2）通过对冬小麦发育期特征分析,发现冬小麦除了在分蘖期表现为推迟的状况,其他播种、出苗、三叶、越冬等发育期均表现为提前的变化特征;对冬小麦发育期与积温进行相关分析,相关系数均为负相关,表明大多数发育期提前1~5天;在冬季积温偏高的年份,冬小麦各发育期普遍提前4~14天;（3）对冬小麦物候间隔期的特征进行分析发现：冬小麦在播种—出苗、播种—分蘖、播种—越冬、播种—返青以及播种—抽穗期,间隔时间呈现出延长的变化特征;在播种—三叶、播种—起身、播种—拔节、播种—开花、播种—成熟期,间隔时间呈现出缩短的变化特征。     

陇东半干旱地区冬季积温变化特征及其对冬小麦的影响

为了解陇东半干旱地区环县冬季积温变化特征及其对冬小麦的影响,通过Mann-Kendell统计检验法、Pearson相关分析法等手段对冬季积温以及冬小麦发育期资料进行分析研究。结果表明:(1)陇东1981—2016年冬季积温的变化过程中呈现出逐年上升趋势;Mann-Kendall突变检验发现,1990年为冬季积温突变的年份;Morlet小波变换分析得到在30~35年上冬季积温呈现出最为显著的周期变化规律;(2)通过对冬小麦发育期特征分析,发现冬小麦除了在分蘖期表现为推迟的状况,其他播种、出苗、三叶、越冬等发育期均表现为提前的变化特征;对冬小麦发育期与积温进行相关分析,相关系数均为负相关,表明大多数发育期提前1~5天;在冬季积温偏高的年份,冬小麦各发育期普遍提前4~14天;(3)对冬小麦物候间隔期的特征进行分析发现,冬小麦在播种—出苗、播种—分蘖、播种—越冬、播种—返青以及播种—抽穗期,间隔时间呈现出延长的变化特征;在播种—三叶、播种—起身、播种—拔节、播种—开花、播种—成熟期,间隔时间呈现出缩短的变化特征。     

豫西旱作区小麦、玉米一年两熟农田水分亏缺规律研究

通过对豫西地区1971—2002年间30年的降雨资料数据分析以及小麦、玉米一年两熟制下的需水、耗水规律的长期定位监测研究,结果表明:豫西地区自然降水与作物需水严重错位与缺位,≥80%保证年降水450~520mm,干旱发生频率在40%以上。分析了冬小麦与夏玉米的需水和耗水状况,明确了该区在一年两熟制下的水分亏缺规律,夏玉米降水满足率较小麦高19.72个百分点。     

廊坊地区夏玉米气候适宜度评价分析

为了研究廊坊地区夏玉米对气候变化的适宜程度,笔者对廊坊地区夏玉米各生育期和全生育期气温、降水、日照的气候适宜度进行了综合分析。结果表明:各个生育期和全生育期气温适宜度最高,其次是日照适宜度,降水适宜度最低;所有生育期气温适宜度年变化均呈弱的上升趋势,日照适宜度呈下降趋势,七叶—拔节、乳熟—成熟2个生育期的降水适宜度呈微弱上升趋势,其他生育期均呈下降趋势,且年际间波动较大。气候适宜度因受降水的影响最大,各生育期和全生育期年变化趋势和降水适宜度相同,但年际间变化小于降水适宜度。对廊坊地区而言,气温对夏玉米的生长发育是适宜的,而降水是影响夏玉米产量的主要因子。     

气候变化背景下江苏省冬小麦发育期对冬季积温的响应

利用江苏省35 个气象台站1960—2010 年的冬季积温资料和9 个农业气象观测站的冬小麦主要发育期资料,利用曼-肯德尔(Mann-Kendall)法、线性倾向估计和相关分析等数理统计方法,分析江苏省冬季积温的时空分规律、冬小麦主要发育期的基本特征和变化趋势及冬季积温对冬小麦各主要发育期的影响。结果表明：气候变暖背景下,（1）淮北地区自20世纪90年代初、淮河以南地区自20世纪90年代中期起的冬季积温呈显著增加的趋势;（2）从主要发育期特征来看,淮河以南地区播种—拔节期及以后各发育期长度较淮北地区更短;冬小麦播种—拔节期长度的各地差距最大,播种—孕穗、抽穗、开花、乳熟和成熟期长度的差别逐渐缩小,且淮河以南地区各站点播种—孕穗、抽穗、开花、乳熟和成熟期长度的差距较淮北地区小;（3）从主要发育期长度的年际变化趋势来看,近30 年来,播种—拔节期长度明显缩短,拔节—成熟期长度则显著延长,且产量形成的关键期——开花—乳熟期长度随时间也明显延长;（4）随着冬季积温的增加,播种—越冬、拔节—成熟、开花—乳熟期长度显著延长,越冬—拔节、播种—拔节期的长度与冬季积温线性负相关。分析冬季积温对冬小麦各发育期的影响,为进一步掌握其发育期变化的规律提供依据,对更好地指导冬小麦的生产管理具有重要的指导意义。     

新疆喀什市冬小麦生育期气候因子变化特征及其影响分析

为研究喀什冬小麦区气候对小麦生长的影响以及为农作物生产提供气象服务。利用1981—2014 年喀什市冬小麦生育期气温、降水量、日照时数等资料,采用气候学统计方法,研究了喀什市主要气候因子变化特征及其对冬小麦发育期的影响。结果表明,喀什市冬小麦生育期平均气温年际变化呈上升趋势;降水量除了越冬后前2 个月（3—4 月）呈线性减少趋势外,其余时期呈明显的增加趋势;有效积温、日照时数均呈增加趋势;近34 年冬小麦各发育期均表现出不同程度的提前趋势,尤其是起身期、拔节期的提前趋势较明显,但是越冬开始期呈延迟趋势。气温、有效积温、日照时数与冬小麦各发育期呈负相关。总之,气温升高、有效积温、日照时数增加是喀什冬小麦生育期提前的主要原因,喀什地区气候变暖对冬小麦生育期的影响较为显著。     

西藏“一江两河”流域油菜需水关键期降水的变化特征

摸清西藏“一江两河”油菜关键生育期降水的气候变化特征,为本区域科学、合理化灌溉提供参考。基于西藏“一江两河”流域9个站1981—2014年逐旬降水量资料,采用算术平均、线性趋势等统计方法,对流域油菜需水关键期的降水特征及趋势变化进行了分析。研究表明：流域油菜蕾苔期和开花期的降水变率较大,多数年份自然降水不能满足作物需水,水分亏缺严重。近34 年油菜蕾苔期的降水除江孜表现为减少趋势外,其他各站均呈一致的增加趋势,平均每10 年增加0.5~8.6 mm;开花期降水各站均表现出增加趋势,增幅为2.9~10.9 mm/10 a;全生育期的降水量各站以3.9~32.4 mm/10 a 的速率呈增加趋势。区域降水增加,水分亏缺量减少,有利于油菜的生长发育。     

1961—2010年宁夏灌区主要作物需水量时空分布特征

明确气候变化背景下作物需水量的时空分布特征是水资源高效利用和作物合理布局的重要依据。基于宁夏引黄灌区13个气象台站的气象数据及作物生育期数据,利用FAO推荐的彭曼公式和订正的作物系数,计算了1961—2010年宁夏灌区主要作物（春小麦、玉米、水稻、冬小麦）全生育期及不同发育阶段有效降水量及需水量,分析了其时空分布特征,并计算了各作物不同发育阶段灌溉需水量及需水强度。结果表明：1961—2010年宁夏灌区秋粮作物（水稻、玉米）全生育期有效降水量是夏粮作物（春/冬小麦）的2倍,1961—2010年宁夏灌区水稻、玉米生育期有效降水量为降低趋势,春小麦、冬小麦为增加趋势。高值区分布在石炭井、灵武和中宁,北部的石嘴山各站为低值区。宁夏灌区作物需水量从大到小依次为水稻、玉米、冬小麦、春小麦,灌溉需水量在不同发育期的分布和需水量的分布相似,北部的石嘴山各站及中宁为高值区。1961—2010年宁夏灌区4种作物全生育期及不同发育阶段需水量也呈显著增加趋势。所有作物需水强度均在拔节（返青）后开始明显增加,春小麦、冬小麦需水强度开花—乳熟阶段最大,玉米需水强度拔节—开花阶段、开花—乳熟阶段最大,水稻拔节后需水强度一直较大,乳熟—成熟阶段达最大。     

淮河流域冬小麦生育期水热资源时空变化及其影响

研究淮河流域冬小麦不同生长阶段水热资源时空变化特征及其影响,为该区冬小麦生产趋利避害、稳产高产提供科学依据。利用淮河流域106个气象站点1971—2010年逐日气象资料,采用Mann-Kendall趋势检验法、线性倾向率方法、变异系数法分析了冬小麦不同生育阶段热量条件、水分条件的空间分布和时间变化特征。结果表明：淮河流域冬小麦生长期间热量条件分布不均,不同生育阶段平均气温和≥0℃积温均随时间显著增加,其中营养生长阶段增温最显著。热量条件的增加会使冬小麦生育期缩短,干物质积累减少,进而影响产量,同时冬季气温的增加有利于病虫越冬、繁殖,使冬小麦遭受病虫害的危害加重。冬小麦全生育期除沿淮西南部外,其他地区降水量均不足,其中北部地区降水量亏缺在200 mm以上;各生育阶段以并进生长阶段水分亏缺最大。40年来降水量无显著变化趋势,而北部部分地区需水量显著减少,有利于缓解降水不足对冬小麦生长的影响,沿淮大部和中东部需水量增加,导致发生干旱的风险增加;同时降水量的年际变化有增大趋势,发生旱涝灾害的风险加大,给冬小麦产量造成一定程度的损失。     

天津市武清区冬小麦各生育期灌溉需水量分析

为了量化武清区冬小麦各生育期灌溉指标,利用天津市武清区2009-2016年气象监测资料,1988-2016年农业气象观测资料,采用美国农业部土壤保持局推荐方法计算了有效降水量,应用FAO推荐的Penman-Monteith方法,并引进土壤修正系数,计算了武清区冬小麦8个生育阶段需水量及灌溉需水量。结果表明：近8年天津市武清区有效降水呈现降低趋势,冬小麦在播种至成熟阶段,水分亏缺较为严重,各生育阶段灌溉需水量具有明显差异。其中,返青至拔节期及开花至乳熟期需水量最多,灌溉量分别为56.48mm及53.71mm。其次是分蘖至越冬期、拔节至抽穗期,灌溉量分别为37.96mm、31.27mm。为满足冬小麦生产用水,冬小麦全生育期需水量为251.94-328.00mm,灌溉需水量为189.65-292.53mm。武清区冬小麦需水量及灌溉量在时间上具有隔年增加趋势,但在空间上差异不明显。     

影响淮北地区小麦生产的降水因子分析

利用濉溪县1958—2004年小麦产量资料和相应的降水资料,进行同步统计分析,结果表明：小麦气象产量与播种~分蘖和返青~拔节期的降水量显著正相关,与抽穗~成熟期的降水量显著负相关。适宜的降水量为：底墒水60~120mm,生育期内降水220~290mm。濉溪县小麦生产过程中降水总量适中,部分时段略显不足,旱多于涝,要优化品种结构,抢墒早播,浇好播种底墒水、分蘖越冬水和拔节孕穗水,集雨保墒。     

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。     

近60年河北省冬小麦干旱风险时空规律

干旱是造成作物减产的主要自然灾害,开展作物干旱成因机制和时空特征研究,对于稳定区域粮食生产有重要意义。本研究基于河北省内18个国家标准气象站点1958—2016年的长时间序列观测资料,采用水分亏缺指数(CWDI)作为干旱评价指标,分析了近60年来河北省冬小麦的干旱风险时空格局;通过CWDI对不同气象因子的敏感性分析,进一步探究了冬小麦干旱的成因机制。研究表明,冬小麦生育期需水量和干旱风险呈先增后减再增加的特征,在拔节–抽穗阶段的干旱风险最高,其次是抽穗-成熟阶段。冬小麦全生育期间干旱等级以重旱和特旱为主,特别在其产量形成的关键生长中后期,河北省东南部黑龙港地区面临较高的旱灾风险。冬小麦干旱受降水、气温、湿度等多种因素的影响,其中影响最大的是降水;气温是影响冬小麦生育后期干旱程度的关键因子,伴随近几十年气候变化冬小麦生长期内温度明显升高,将增加冬小麦生长期的耗水量和灌溉需求。本研究揭示了气候变化影响下河北省冬小麦干旱风险的时空演变规律,识别出了干旱灾害的高风险区和关键生育期阶段,可为优化冬小麦灌溉管理和农田防灾减灾提供参考依据。     

气候变化背景下山东省冬小麦发育期的变化特征

为了揭示气候变化背景下冬小麦发育期的变化特征,以1981—2000年和2001—2011年2个时段山东省冬小麦发育期数据和气象站点数据为基础,通过研究2个时段的发育期变化和气候变化,绘制了2个时段山东省冬小麦发育期等值线图和气候资源差值的空间变化图,探讨气候变化对山东省冬小麦发育期的影响。结果表明,2001—2011年冬小麦发育期内日照时数明显减少,平均减少63.5 h,积温平均增多120.3℃,降水量平均减少9.2 mm。山东省冬小麦的播种期平均推迟3.3天,返青期、拔节期、抽穗扬花期和成熟期均有不同程度的提前。冬小麦的发育期除播种期外都与积温呈负相关,播种期与冬前积温和前茬作物的收获期关系密切。