气候变化对三河地区冬小麦生产适应性研究

为了研究三河地区气候变化对冬小麦的生产适应性，对三河地区1980—2019年冬小麦各发育期的积温、降水量、日照时数的变化特征进行分析。结果表明，近40年来三河地区冬小麦各个发育期积温年变化普遍呈上升趋势，其中播种—越冬开始期积温变化趋势不太明显；降水量年变化播种—越冬开始、越冬开始—返青期呈上升趋势，其余发育期年变化均呈下降趋势，但总体趋势都不太明显，全发育期降水量年变化呈微弱上升趋势；日照时数年变化各发育期均呈下降趋势。对三河地区而言，气温和降水是影响冬小麦生长发育的主要气候因子，但由于冬小麦的整个发育期并不是全年降水量最多的集中时段，所以降水多的年份并没造成冬小麦减产，而降水少的年份由于人为的田间管理，及时进行灌溉，对冬小麦的产量影响也较小。冬小麦是大田作物，气温是限制冬小麦生长发育的主要气候因子，尤其是冬小麦的越冬期，冬季严寒或气温降幅过大，冬小麦易发生冻害，从而造成部分麦苗受冻致死，影响冬小麦的产量。     

气候变化对冬小麦生产潜力的影响——以豫东为例

使用豫东地区代表站点近50年的气象观测资料和冬小麦的农业气象观测资料,分析了该地区近50年来的气候变化特征,结合农业气象观测资料,利用气候适宜度函数和农业生态区域法(AEZ),计算冬小麦气候适宜度和气候生产潜力,分析该地区气候变化对冬小麦的产量和气候适宜性的影响,并提出相应的生产建议。结果表明,随着耕植传统改进、经济投入和技术水平大幅提升,实际产量与气候生产潜力仅相差20%左右,有些年份甚至反超。自然降水和土壤肥力的制约条件已经越来越弱,相对于充裕光照资源而言,热量条件则成为决定灌溉农田最高生产力水平的主要因素。在21世纪气候整体向"暖湿型"变化的情况下,研究地区冬小麦光温生产潜力和气候生产潜力均会维持增加,有利于豫东地区冬小麦产量的提高。建议进一步加大对农业生产的投入,通过扩大农田有效灌溉面积、秸秆覆盖保水或冬小麦覆膜、选育抗逆品种、加强突发病虫害防控和提高土地规模化经营等措施,提升生产单体应对气候变化的能力。     

气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式和产量的影响

【目的】全球气候正以变暖为主要特征发生显著变化,探究气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植制度的影响,为制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】通过气象站点观测值的加权平均和一元线性回归分析黄淮海各省市地区1992—2013年来的气候变化特征。利用农业气象站点多年长期观察的夏玉米-冬小麦物候数据,通过加权求平均,分析气候变暖背景下夏玉米-冬小麦的生育期和茬口推移情况。采用一元线性回归分析1992—2013年来黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量变化。同时利用非线性回归分析法和面板数据敏感性分析法分析气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量的影响。【结果】1992—2013年来,黄淮海地区温度整体呈现波动上升趋势,降水总量变化趋势不明显,但区域差异显著。在气候变化的背景下,黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式发生明显改变:冬小麦播种时间推迟,生育期存在缩短趋势,不同地区缩短2—5 d不等;夏玉米播种时间南部推迟而北部提前,收获时间总体呈现推迟趋势,整个黄淮海地区生育时长未发生明显变化。茬口时间因夏玉米-冬小麦生育期的推移呈现不同程度延长,造成了气候和土地资源的浪费。1992—2013年间黄淮海地区夏玉米-冬小麦单产呈显著上升趋势,多数省份达到显著水平。非线性敏感性分析表明,最低温度、最高温度和平均温度对夏玉米-冬小麦产量的影响基本表现为同时增产或同时减产的一致性。冬小麦产量受最低温度的影响最为显著,东南部的江苏省和山东省减产明显,而北部河北省和西部河南省表现为增产。温度升高除对河南省夏玉米有增产作用外,其他省份夏玉米产量均出现不同程度的降低,这可能与温度升高的幅度不同和降水的区域性差异有关。降水量对夏玉米-冬小麦产量影响存在地区差异。总体上气候变暖对周年单产影响表现为北部增产,而南部减产,因而选择适宜早播且生育期长的夏玉米品种对保障周年产量具有重要意义。【结论】气候变暖背景下,黄淮海地区冬小麦播种时间推迟,生育期缩短,夏玉米生育期北部延长而南部缩短,生育期的推移导致茬口时间延长,造成了气候资源和土地资源的浪费。1992—2013年间夏玉米-冬小麦周年产量显著提高。温度升高和降水增加对产量的影响存在区域差异,整个区域平均来看升温使夏玉米减产,冬小麦增产;降水增加有利于黄淮海北部地区夏玉米的产量形成,对南部地区夏玉米产量则存在不利影响,而对黄淮海大部分地区冬小麦的产量形成不利。     

气候变化对宿州农业的影响

利用1982~2014年宿州市逐日气温、降水量资料,采用趋势分析法和M-K突变检验法对近33 a来宿州气温和降水的变化趋势及其对农业的影响进行了分析,并研究了气候变化对农业生产的应对途经。结果表明,1982年以来宿州市气温上升明显,但年降水量变化不大,年降水分布极为不均衡,大部分降水集中在雨季。气候变化给宿州农业带来了较大影响,主要表现在农作物生长的脆弱性和气候变化造成的极端天气导致农业气象灾害加剧,同时气候变化通过对土壤、水分和病虫害的影响间接影响宿州农业的发展,使农业生产面临的风险和损失增大。应该顺应变化,培育优良品种,积极调整农业种植格局;加强农业气候灾害防控,提升农业基础设施建设。     

5月份气候变化对宝鸡地区冬小麦产量的影响分析

气候变化常常会导致小麦产量波动,5月份作为冬小麦生育的关键期,该时段气候变化对冬小麦产量影响较为显著。[目的]为了促进冬小麦产量的提升, [方法]利用宝鸡地区近16年来5月份的气温、降水、日照等气候数据,与宝鸡地区冬小麦单位面积产量进行相关分析。 [结果] [结论]结果显示：宝鸡地区冬小麦5月生育的适宜生长的气温为20 ℃左右;冬小麦单产与5月份降水量之间存在着负相关的关系,但降水量减少所带来的冬小麦增产并不是无限的;冬小麦单产与5月日照累计时长没有明显的线性相关,但产量会随光照时长逐渐增多,充足的光照对于冬小麦5月生育有重要的意义。     

浅谈气候变化对农业生产的影响

农业是国民经济的基础,气候是影响农业生产的重要决定因素,气候变化对农业所带来的不利影响,特别是极端天气气候诱发的自然灾害将会造成农业生产的波动、危及粮食安全、社会的稳定和经济的可持续发展。本文阐述了我国气候变化的特征和趋势,介绍了农作物对温度、降水变化的敏感性,分析了气候变化对中国农业生产所造成的影响和危害。由此,为农民和农业科技人员应对气候变化,保障农业生产提供可靠依据。     

莱西市气候资源特点及其对农业生产的影响

利用莱西市近年的资料,分析了莱西市的地理特征、气候变化、主要气象要素变化以及灾害性天气干旱等,得出莱西地区近年来气候出现气温明显升高,降水减少的结论。分析了气候变暖对农业的有利影响与不利影响,以及对农作物的产量、品质、病虫害等方面的影响,并提出具体建议。     

渭北旱塬区气温变化与冬小麦物候的响应

通过对渭北旱塬区永寿、风翔、蒲城、旬邑4个农业气象试验站1971年到2010年冬小麦观测数据以及30个县市区同期气象资料同步观测分析,得出渭北旱塬区气候近40年来增温明显,且以冬季和春季增温最为显著。受气候变化影响,本区域冬小麦播种期、越冬期推迟,返青期、拔节期、抽穗期、成熟期等发育期普遍提前,以返青期提前最为显著,相关性分析显示,除了冬前生长期,冬小麦越冬期以及春季各发育期间隔和发育期平均气温相关显著,而且春季的相关性明显比冬季显著,但表现在发育期间隔方面,却是冬小麦越冬期呈显著缩短趋势,而返青后各发育期间隔没有明显变化。结论认为：气候变暖一方面有利于越冬农作物安全越冬,减少冻害对农业生产的影响,而且温度升高,也增加了农业生产积温,使农作物可生长期延长,有利于提高复种指数;另一方面,由于旱塬区春季气温变率较大,发育期提前将导致作物受冻害的气候风险增大,尤其果树开花期遭受冻害,将对产量构成严重威胁。冬季气温持续上升,将导致冬小麦条锈病孢子和林果病虫害等安全越冬,对病虫害防治工作带来很大难度。因此,气候变暖对旱塬农业生产将产生深刻的影响,应引起高度关注。     

气候变化条件下陕西省不同气候区灌溉对冬小麦减产风险影响评估

研究未来气候变化条件下灌溉对陕西省不同气候区冬小麦生长情况、减产风险及其对气候变化的响应机制,以期为决策者制定应对气候变化长期粮食战略,提供必要的参考依据.联合运用作物模型DSSAT4.6和天气发生器LarsWG5.5,模拟气候变化条件下陕西省不同气候区域、时期灌溉对冬小麦生长的影响.同时计算本研究提出的新概念——冬小麦减产风险,横向和纵向综合评估气候变化对冬小麦产量的影响.选取陕西省干旱半干旱地区、半湿润地区、湿润地区作为研究对象,选择典型站点并获取土壤数据,统一设定灌溉制度,运用天气发生器LarsWG5.5模拟预测未来气象数据,并输入已校准验证的作物模型,模拟气候变化条件下不同地区在雨养、灌溉时的冬小麦产量并评估减产风险.结果表明,未来50年,陕西省大部分地区冬小麦生育期内降水先减少后增多,年平均温度不断增加.不同区域产量、减产风险变化情况不尽相同,气候变化对冬小麦产量的影响程度自北向南逐渐降低,总体上气候变化对陕西地区冬小麦产量的稳定具有积极作用.3区(陕西省北部黄土高原干旱半干旱地区)受气候变化的影响较大,2区(关中平原半湿润易旱区)次之,1区(陕西南部湿润地区)受气候变化的影响较弱,但各地区增产总量差距不大.1区减产风险逐年增加,2区、3区减产风险逐年减少.灌溉能够减缓并利用气候变化对冬小麦生长的不利影响,大幅提高产量、水分利用率,降低减产风险.灌溉条件下,1区减产风险逐年上升,但仍远低于雨养下的减产风险;2区、3区减产风险则逐年下降至零.综合各区域灌溉对减产风险的影响,建议1区、2区增加灌溉设施,3区不推荐但有充足灌溉资源的地区仍可以增加灌溉.     

气候变化对乌鲁木齐市冬小麦产量的影响

【目的】探讨乌鲁木齐市冬小麦不同生长发育阶段气温、降水量和日照时数等气候条件对冬小麦产量形成的影响,进而对近35a冬小麦生长季气候变化及其对冬小麦产量形成的利弊进行分析,以期为制订适应和应对气候变化、采取趋利避害的冬小麦生产管理和技术措施提供理论依据。【方法】利用1977-2011年新疆乌鲁木齐国家基本气象站逐日气温、降水量和日照时数资料以及乌鲁木齐市冬小麦产量资料,在对近35a冬小麦生长季平均气温、降水量、日照时数变化趋势和变化特征分析的基础上,使用积分回归和相关分析方法,对冬小麦不同生长发育时段气候条件对产量形成的影响程度进行分析,进而就近35a气候变化对冬小麦产量影响的利弊进行探讨。【结果】在全球变暖背景下,1977-2011年,乌鲁木齐市冬小麦生长季平均气温以0.606℃/10a的倾向率呈极显著上升趋势,降水量和日照时数分别以4.010mm/10a和29.289h/10a的倾向率呈不显著的增多趋势,但生长季内不同时段各气候要素的变化及其对冬小麦产量的影响差异较大。【结论】近35a乌鲁木齐市气候变化对冬小麦生产既有有利的方面,也有不利的影响,但总体来看弊大于利。气候变暖,尤其是春、夏季气温升高对小麦产量产生了较明显的不利影响,降水量略增对提高冬小麦产量有一定积极意义,而日照时数的变化对冬小麦产量无显著影响。     

气象因素对冬小麦生育和产量影响研究

利用庆阳市气象局气象资料和陇东学院农林科技学院冬小麦试验田试验资料,分析2003～2010年庆阳市冬小麦生育期的气候变化特点及其对冬小麦产量的影响,并对该试验区域冬小麦各生育阶段主要气象因素与小麦产量相关性分析.结果表明,该区气象因素变化最大的是降水量,其次是日照和积温,其中底墒水的变幅最大,其次是后期降水;对冬小麦生长影响而言,前中期日照不足,前期气温偏高（即暖冬）,后期降水过多,气温偏低,以及前期干旱、后期大风雨天气均对小麦生产不利,反之则有利.     

长江下游平原小麦生长季气候变化特点及小麦发展方向

利用长江下游平原 10个样点 196 0～ 1997年的逐日气象资料 ,分析了近 40年来小麦生长季的气候变化特点 ;根据GISSTransientB模型的有关网格点值 ,展望了研究区域未来 5 0年气候演变的趋势 ;采用上述各样点近40年的小麦单产资料和同期气候资料 ,评价了当前小麦气候产量的变化规律 ;将经修正的CERES Wheat模型在各样点未来不同年份的气候变化情景下运行 ,并考虑大气CO2 增长对小麦产量的增益作用 ,模拟了今后 5 0年研究区域小麦气候产量的走势。结果表明 :近 40年来 ,长江下游平原小麦生长季已出现了明显的增温现象 ,并伴随日照时数和降雨日数的显著降低 ,小麦气候产量因暖冬、阴湿寡照和后期高温等呈下走趋势 ) ;今后 5 0年 ,这种下走趋势将因大气CO2 浓度增长而一定程度地得到缓解或补偿。因此 ,在研究区域目前种植结构调整中 ,合理压缩小麦面积是顺应气候变化的举措之一 ,但不能因此“封杀”小麦在研究区域的应有地位。培育耐阴的弱冬性或春性的优质小麦品种和发展多元化种植 ,将是研究区域今后利用冬季气候资源的发展方向。     

The Possible Effect of Climate Warming on Northern Limits of Cropping System and Crop Yield in China

Significantly increasing temperature since the 1980s in China has become a consensus under the background of global climate change and how climate change affects agriculture or even cropping systems has attracted more and more attention from Chinese government and scientists. In this study, the possible effects of climate warming on the national northern limits of cropping systems, the northern limits of winter wheat and double rice, and the stable-yield northern limits of rainfed winter wheat-summer maize rotation in China from 1981 to 2007 were analyzed. Also, the possible change of crop yield caused by planting limits displacement during the periods 1950s-1981 and 1981-2007 was compared and discussed. The recognized calculation methods of agricultural climatic indices were employed. According to the indices of climatic regionalization for cropping systems, the national northern limits of cropping systems, winter wheat and double rice, and the stable-yield northern limits of rainfed winter wheat-summer maize rotation during two periods, including the 1950s-1980 and 1981-2007, were drawn with AreGIS software. Compared with the situation during the 1950s-1980, the northern limits of double cropping system during 1981-2007 showed significant spatial displacement in Shaanxi,Shanxi, Hebei, and Liaoning provinces and Beijing municipality, China. The northern limits of triple cropping system showed the maximum spatial displacement in Hunan, Hubei, Anhui, Jiangsu, and Zhejiang provinces, China. Without considering variety change and social economic factors, the per unit area grain yield of main planting patterns would increase about 54-106% if single cropping system was replaced by double cropping system, which turned out to be 27- 58% if double cropping system was replaced by triple cropping system. In Liaoning, Hebei, Shanxi, Shaanxi, Gansu, and Qinghai provinces, Inner Mongolia and Ningxia autonomous regions, China, the northern limits of winter wheat during 1981-2007 moved northward and expanded westward in different degrees, compared with those during the 1950s-1980.Taking Hebei Province as an example, the northern limits of winter wheat moved northward, and the per unit area grain yield would averagely increase about 25% in the change region if the spring wheat was replaced by winter wheat. In Zhejiang, Anhui, Hubei, and Hunan provinces, China, the planting northern limits of double rice moved northward, and the per unit area grain yield would increase in different degrees only from the perspective of heat resource. The stableyield northern limits of rainfed winter wheat-summer maize rotation moved southeastward in most regions, which was caused by the decrease of local precipitation in recent years. During the past 50 yr, climate wanning made the national northern limits of cropping systems move northward in different degrees, the northern limits of winter wheat and double rice both moved northward, and the cropping system change would cause the increase of per unit area grain yield in the change region. However, the stable-yield northern limits of rainfed winter wheat-summer maize rotation moved southeastward due to the decrease of precipitation.     

The impacts of climate change on wheat yield in the Huang-Huai-Hai Plain of China using DSSAT-CERES-Wheat model under different climate scenarios

Climate change has been documented as a major threat to current agricultural strategies. Progress in understanding the impact of climate change on crop yield is essential for agricultural climate adaptation, especially for the Huang-Huai-Hai Plain(3 H Plain) of China which is an area known to be vulnerable to global warming. In this study, the impacts of climate change on winter wheat(Triticum aestivum L.) yield between the baseline period(1981–2010) and two Representative Concentration Pathways(RCP8.5 and RCP4.5) were simulated for the short-term(2010–2039), the medium-term(2040–2069) and the long-term(2070–2099) in the 3 H Plain, by considering the relative contributions of changes in temperature, solar radiation and precipitation using the DSSAT-CERES-Wheat model. Results indicated that the maximum and minimum temperatures(TMAX and TMIN), solar radiation(SRAD), and precipitation(PREP) during the winter wheat season increased under these two RCPs. Yield analysis found that wheat yield increased with the increase in SRAD, PREP and CO2 concentration, but decreased with an increase in temperature. Increasing precipitation contributes the most to the total impact, increasing wheat yield by 9.53, 6.62 and 23.73% for the three terms of future climate under RCP4.5 scenario, and 11.74, 16.38 and 27.78% for the three terms of future climate under RCP8.5 scenario. However, as increases in temperature bring higher evapotranspiration, which further aggravated water deficits, the supposed negative effect of increasing thermal resources decreased wheat yield by 1.92, 4.08 and 5.24% for the three terms of future climate under RCP4.5 scenario, and 3.64, 5.87 and 5.81% for the three terms of future climate under RCP8.5 scenario with clearly larger decreases in RCP8.5. Counterintuitively, the impacts in southern sub-regions were positive, but they were all negative in the remaining sub-regions. Our analysis demonstrated that in the 3 H Plain, which is a part of the mid-high latitude region, the effects of increasing thermal resources were counteracted by the aggravated water deficits caused by the increase in temperature.     

内蒙古呼和浩特地区近40年来气候变化特征分析

利用1961年至2001年呼和浩特地区的气象资料,分析了40 a来气温、降水、日照的变化特征,结果表明:呼和浩特地区的季节和年平均气温以及最低、最高气温均呈明显上升趋势,且季节温度升高率:冬季>夏季>秋季>春季;降水总体呈下降趋势,下降幅度不是很大,各年际之间呈跳跃性摆动;年平均日照时数总体呈下降趋势且下降幅度很大,各年际之间呈现周期性变化;年潜在蒸散量(ET0)总体呈升高趋势,但季节变化有较大差别。研究结果充分表明,呼和浩特地区气候正在趋于暖干化,日照时数变短,这对本区发展农牧业具有很大的消极作用。     

基于模糊评价法的小麦生长期气象因子定量评价

为了从温度、降水、日照等角度,分析小麦各发育期气象条件的适宜度,为作物气候评价的定量化提供参考和依据,运用模糊数学理论,分别建立气温、降水量和日照时数对昆明小麦生长发育适宜程度的隶属函数模型,据此模型分别计算小麦不同生育阶段的温度、降水、日照及光温水综合因子对小麦生长发育的隶属度,进而分析气象条件的适宜程度;除生殖生长阶段温度适宜度偏低外,其余发育期温度适宜度较高;日照适宜度在小麦整个生长阶段都较高,降水适宜度较低,且变化幅度较大,说明日照条件能够满足小麦生长发育的需要,自然降水偏少和生殖生长阶段的温度偏低是昆明小麦产量形成的限制因子。运用模糊数学理论建立的作物气候适宜度动态模型,能客观地反映气象条件对作物生长发育的适宜程度,为提高气象服务质量提供了依据。     

连云港市气候变化对水稻产量的影响

利用江苏省连云港市近年的气象资料分析出气候变化趋势,并对应水稻(Orvza sativa L.)气象产量的变化,分析在当今气候变暖的背景下气象因子对水稻产量的影响。结果表明,在水稻全生育期,最高气温、最低气温、平均气温、降水都呈逐年上升趋势,日照时间和温差呈逐年下降的趋势,各气象因子在不同地区也呈现相同的变化趋势,但变化程度不相同。在水稻的6个生育期阶段,气象因子的变化趋势与全生育期基本相同,但在各地区各生育阶段也存在着不同的变化趋势。在水稻全生育期,通过特征分析表明,降水量与水稻产量的相关性最高,由降水在水稻全生育期的变化趋势可以看出,降水量的变化使得水稻产量增加。水稻在移栽返青期的温差与抽穗开花期和灌浆成熟期的最高气温、温差、日照时间对水稻产量的影响最为明显。最高气温在近年呈上升趋势,将有利于水稻产量的增加,而温差与日照时间呈减小趋势,将会对水稻造成减产。     

气候变暖对建昌地区农业气候资源的影响

根据建昌1960~2009年气象三大要素,采用常规统计方法,分析了年、作物生长季时间尺度热量、光照、降水资源的变化特征。结果表明,热量资源（平均气温、≥0℃、≥10℃活动积温）呈明显的升高和增加趋势;光照资源、降水资源呈不同程度的下降减少趋势。光、热、水等气候条件的改变,使得气候资源从新整合,对建昌农业生产的影响利弊共存。一方面,气候变化使建昌地区热量资源增加,将使作物生育期延长,提高复种指数,增加单位面积产量;另一方面,光照资源和降水资源的趋势减少,造成了农业生产的不稳定性增加。纵观气候变暖的利弊关系,应该是弊大于利,因此,提高对气候变暖的认知和应对能力,非常必要。