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。     

退耕还林草背景下宁夏气候生产潜力变化研究

对宁夏退耕还林、还草重点区域进行研究,采用＂逐步订正法＂计算该地区近50年的气候生产潜力和光温生产潜力。结果表明：宁夏灌区、中部干旱带、南部山区玉米的光温生产潜力呈线性增加趋势,但考虑光、温、水3因素的气候生产潜力,因降水稀少而数值很低,无灌溉便无农业;中部干旱带冬小麦的光温生产潜力、气候生产潜力无明显趋势,但气候生产潜力变幅很大,南部山区冬小麦光温生产潜力无明显变化趋势,气候生产潜力呈弱的下降趋势,说明冬小麦生产受到水分的极大制约。利用RegCM3-WOFOST/LINGRA耦合模式模拟的气象要素数据计算了未来宁夏中、南部冬小麦气候生产潜力,均呈弱的增长趋势,说明退耕还林后宁夏气候有利于冬小麦产量的提高。     

退耕还林草背景下宁夏气候生产潜力变化研究

针对宁夏退耕还林、还草重点区域进行研究,采用＂逐步订正法＂计算该地区近50年的气候生产潜力和光温生产潜力。宁夏灌区、中部干旱带、南部山区玉米的光温生产潜力呈线性增加趋势,但考虑光、温、水3因素的气候生产潜力,因降水稀少而数值很低,无灌溉便无农业;中部干旱带冬小麦的光温生产潜力、气候生产潜力无明显趋势,但气候生产潜力变幅很大,南部山区冬小麦光温生产潜力无明显变化趋势,气候生产潜力呈弱的下降趋势,说明冬小麦生产受到水分的极大制约。利用RegCM3-WOFOST/LINGRA耦合模式模拟的气象要素数据计算了未来宁夏中、南部冬小麦气候生产潜力,均呈弱的增长趋势,说明退耕还林后宁夏气候有利于冬小麦产量的提高。     

气候变化对沧州地区冬小麦产量潜力的影响

本研究利用DSSAT V4.5模型模拟近50年来沧州地区冬小麦光温生产潜力、气候生产潜力及其在实际水肥条件下可获得产量的变化情况,分析沧州地区近50年的气候变化特征及气候变化对冬小麦产量潜力的影响,旨在为分析气候变化对黄淮海平原冬小麦生产系统的影响提供方法和思路。结果表明:1)近50年来沧州地区冬小麦生育期内平均温度呈极显著上升趋势,平均日照时数和太阳辐射呈减少趋势,平均降雨量呈不显著减少趋势,但降雨分布发生了季节性转移。2)冬小麦的光温生产潜力近50年呈减少趋势,平均每年减少17.94kg/hm2;气候生产潜力和可获得产量均呈增长趋势,平均每年分别增长31.02和3.62kg/hm2;实际产量呈极显著增长趋势,平均每年增长100.85kg/hm2。3)光温生产潜力和气候生产潜力之间的产量差呈不显著减少趋势,气候生产潜力和可获得产量之间的产量差呈不显著增长趋势,可获得产量和实际产量之间的产量差呈极显著减少趋势。4)气候因素的变化对冬小麦的生长和产量产生了明显影响,其中温度增加对冬小麦生长影响较为复杂,不同时期温度变化对冬小麦生长影响不同,总体呈负面影响;平均日照时数和太阳辐射的减少是冬小麦产量潜力降低的主要原因;平均降雨量的变化对冬小麦生长有利,气候变化的综合影响使冬小麦的生育期极显著缩短,开花期和成熟期极显著提前。因此,气候变化对沧州地区冬小麦的生产和产量潜力影响具有一定的复杂性,可以通过优化水肥管理措施来抵消气候变化产生的负效应。     

南亚热带红壤小流域气候生产潜力分析--以那湾小流域为例

采用层次递减法对那湾小流域气候生产潜力进行了估算,结果显示：温度对早玉米、甘蔗产量的制约均较大;水分对晚稻产量的制约最大,其次是旱作;气候年际变化与灾害性气候因素是制约光温水生产潜力的首要限制因素。那湾小流域当前的作物产量水平与高产典型和气候生产潜力之间的差距表明,改善农业生产条件、提高作物栽培技术是挖掘气候生产潜力的主要途径。     

基于AEZ模型的黑龙江省玉米生产潜力变化分析

【目的】分析30年来黑龙江省玉米生产潜力和增产空间的变化趋势,为提高当地玉米的生产水平提供参考。【方法】以黑龙江省1980-2009年共30年的气象资料为基础,采用联合国粮农组织（FAO）农业生态区法（AEZ）计算了黑龙江省玉米的光温生产潜力和气候生产潜力,在此基础上计算了玉米的增产空间,并对黑龙江全省和典型县(市)域的增产空间进行了分析。【结果】1980-2009年的30年间,黑龙江省光温生产潜力呈增加趋势,而气候生产潜力则呈减少趋势;相对于光温生产潜力和气候生产潜力上限值而言,黑龙江省玉米的增产潜力空间均表现为减小趋势,但增产空间仍较大,相对于光温生产潜力而言还有66%的增产空间,相对于气候生产潜力也仍有51%的增产空间。对典型县(市)域玉米增产空间的分析表明,位于三江和松嫩平原县（市）域玉米生产潜力的开发程度较大,增产空间相对较小,而其他县（市）域的增产空间则较大。【结论】水分是限制黑龙江省玉米增产的主要因子,除三江和松嫩平原外其他区域的增产空间相对较大。     

宁夏沙坡头区气候变化对玉米产量及生产潜力的影响

基于全球性气候变化，以宁夏沙坡头区为研究区域，根据沙坡头地区1990-2019年玉米农业气象数据和产量数据，采用线性回归、主成分分析和Thornthwaite Memoriae模型分析沙坡头地区长时间序列气候变化背景下玉米产量和气候生产潜力。结果表明：近30年来，沙坡头地区玉米平均气温和蒸发量均有显著增减，而降水量和日照时数均呈不同程度波动上升；玉米同期总产量呈现非常显著的上升趋势，每年增产105.68 kg·hm^-2，气候生产潜力以每10年36.87 kg·hm^-2呈波动上升趋势的线性倾斜；影响玉米产量的主要气候因素是温度、水分和日照；未来气候变化对玉米气候生产潜力有重大影响，“暖湿型”和“冷湿型”气候有助于提高玉米产量，而“暖干型”和“冷干型”气候不利于玉米的生长，其中降水变化对玉米气候生产潜力的影响作用比温度更大。因此，我们应该大力推进智慧农业发展，合理调整作物的区域分布以适应气候变化，以期获得玉米增产增收。     

西辽河流域玉米气候生产潜力变化分析

研究玉米气候生产潜力可以正确辨识与评价影响玉米产量的光、热、水等自然资源条件,对挖掘玉米的产量潜力具有重要意义。基于西辽河流域1985—2015年气象站点逐日观测资料,利用GAEZ 3.0模型,分析西辽河流域气候变化特征和玉米气候生产潜力,探讨影响玉米气候生产潜力变化的主要因子。结果表明,1985—2015年西辽河流域玉米生育期气候呈现温度升高、降水减少的"暖干化"趋势。1985—2015年西辽河流域光温生产潜力、气候生产潜力分别为12.52~13.40 t/hm2和2.41~7.05 t/hm2,前者表现为轻微变化,后者呈现波动变化的特征。西辽河流域光温生产潜力呈现由北向南逐渐增加的趋势,气候生产潜力空间差异显著,2015年高值区分布在流域东北部的通辽等地。影响西辽河流域玉米气候生产潜力变化的首要因子是水分条件,灌溉水平提升是提高西辽河流域玉米产量的有效途径,升温对流域气候生产潜力变化的影响相对较小。     

近20年黄淮海地区气候变暖对夏玉米生育进程及产量的影响

【目的】探求黄淮海地区近20年气候变暖对夏玉米生长发育进程及产量的影响,为气候变暖背景下夏玉米的高产稳产制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】选取黄淮海地区,包括河北、京津地区、河南、山东、安徽和江苏等地区进行区域研究,利用该地区近20年长期观察的气候数据和夏玉米生产数据以及历史产量数据,采用相关分析和非线性多元回归等分析方法,明确气候因子（温度和降水）与夏玉米生育期和产量的关系。【结果】近20年间黄淮海大部分地区夏玉米生长季内区域平均温度呈上升趋势,但存在地区间差异。降水方面,该区东北部的京津-河北地区与山东降水量呈下降的趋势。与1990s相比,2000s河北和山东夏玉米营养生长期天数呈下降趋势,分别下降2 d和1 d,河南呈上升趋势,增加1 d;而生殖生长期呈上升趋势,分别上升4 d和2 d,河南下降1 d。全生育期天数有所增加,平均增加2 d和1 d。河南保持不变。利用F检验法分析审定品种和试验地玉米全生育期线性趋势一致性。结果表明,审定品种生育期和试验地玉米生育期变化呈现一致的趋势,说明品种的变化是影响夏玉米生育期的因子。采用线性偏回归测验法分析品种和气候因子对夏玉米生育期影响重要性。结果表明,气候因子是夏玉米生育期变化的主要因子,影响率占75.3%。黄淮海地区（除江苏外）夏玉米产量以增产为主。非线性分析表明,气温升高会导致黄淮海地区北部的河北与西部的河南夏玉米产量上升,东南部地区各省份夏玉米的减产。降水对该地区干旱少雨的北部地区夏玉米产量有正效应,对湿润多雨的南部地区有负效应。此外,当GDD10上升时,黄淮海地区北部的河北与西部的河南的夏玉米产量会随着上升,而东部和南部的山东、安徽与江苏夏玉米产量将会下降;整个黄淮海地区,当GDD30上升时,会造成全地区夏玉米产量下降,且山东下降最为明显。【结论】黄淮海地区夏玉米的实际生产受气候变暖的影响,夏玉米对气候变暖是逐步适应,可以利用其适应潜力,通过选育生育期长和耐热的夏玉米品种和改进栽培措施来适应气候变暖,从而提高夏玉米产量。     

宁夏中部干旱带气候变化及其对春玉米气候生产潜力的影响

根据宁夏中部干旱带盐池县、同心县和海原县气象站1961—2011年平均气温和降水量资料,分析该区域气候变化特征和规律,应用Miami和Thornthwaite Memorial模型探讨该区域春玉米生产潜力及其变化特征,并深入研究气候变化对春玉米气候生产潜力的影响。结果表明:1)研究区气候呈气温明显升高、降水波动减少的"暖干型"趋势变化。2)春玉米温度生产潜力呈逐年增加,降水和气候生产潜力呈波动中减少的趋势。3)研究区春玉米气候生产潜力平均值为5 037kg/(hm2·年),气候生产潜力与年平均降水量有着极其显著的线性相关,与年平均气温没有明显的线性相关,表明降水条件是制约研究区春玉米气候生产潜力的关键因子。未来气候变化显著影响着春玉米气候生产潜力,其中降水量变化对春玉米气候生产潜力的影响远大于气温变化的影响,降水的多少及变率对其限制作用将更明显。因此,应大力发展农业技术,合理安排农作物布局来适应气候变化,以保证春玉米产量和品质。     

黑龙江省春玉米产量潜力及产量差的时空分布特征

【目的】研究黑龙江省春玉米不同水平产量潜力及各级产量潜力之间产量差的时空分布特征,分析研究区域制约春玉米生产的限制因素。【方法】以黑龙江省春玉米种植区为研究区域,利用当地气候资料、作物生育期、栽培管理措施和土壤资料,使用区域尺度验证后的农业生产系统模型（APSIM）,分析研究区域春玉米1981-2010年不同水平产量潜力,明确春玉米产量潜力及各级产量差的时空分布特征。【结果】研究区域内春玉米产量潜力与玉米生长季内日照时数分布趋势一致,西部高于东部,产量潜力年际变化趋势有增有减;春玉米雨养产量分布特征与生长季降水量分布特征相似,表现为中部高于东西部的趋势,降水量愈少的地区,雨养产量低且稳产性愈差;最近30年研究区域82%的站点雨养产量呈下降趋势,雨养产量的不稳定性远高于产量潜力的不稳定性,气候土壤生产力区域特征为西部齐齐哈尔和绥化地区最低。近30年因降水变化造成的产量差呈增加趋势,表明生长季干旱发生风险加大。【结论】降水是制约黑龙江省西部玉米产量的主要因素,可通过灌溉提高产量;中部伊春地区、通河地区和牡丹江地区,水分不是限制春玉米产量的因素,提高产量的途径是改良土壤条件及优化栽培管理措施;在雨养条件下,东部的三江平原通过改良土壤物理性状,可提高产量16%-22%。     

基于作物生长模拟模型的河北省玉米生产潜力研究

应用作物生长模拟模型方法(PS123),结合GIS工具,应用21个气象站点的连续30年逐日气象资料,分区域对河北省玉米光温生产潜力进行了研究.结果表明,河北省绝大部分地区站点的30年平均光温产量均高于10 000 kg·hm-2,大部分年份的光温产量在13 000kg·hm-2左右.不同的气候分区,光温产量潜力的限制因子不尽相同.冀北高原地区的产量限制因子主要是有效积温,山前平原和冀东平原区的产量限制因子主要是日照时数的不稳定性,太行山区和燕山丘陵区有效积温和日照时数对产量的波动均有较大影响.对30年来的生产潜力和统计产量的比较结果表明,尽管实际产量呈现出不断提高的总体趋势,但近年来平均产量也仅为光温产量潜力的1/3左右,说明河北省的玉米生产尚有较大的潜力,特别是冀东平原区尚有很大的生产潜力可供发掘.     

1961—2017年周口夏玉米气候生产潜力时空变化特征

选取周口10个气象站点1961—2017年的逐日气象资料,应用气候线性倾向率法、相关分析法、ArcGIS空间插值等,分析周口气候生产潜力时空变化特征。结果表明,1961—2017年周口夏玉米光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力年际变化均呈显著下降趋势,且年际波动较大;光合生产潜力空间分布呈现一定的带状分布,光温生产潜力空间分布特征不明显,气候生产潜力呈辐散型分布。     

近35年吴桥县夏玉米水分亏缺变化趋势分析

为探讨自然降雨和有限灌溉条件下提高夏玉米的产量和水分利用效率。本研究利用1981—2015年吴桥气象数据和SIMETAW模型,分析黑龙港流域夏玉米全生育期及播种-出苗、出苗-拔节期、拔节-吐丝期和吐丝-成熟期4个生育阶段的有效降水量、需水量、降水耦合度和水分亏缺指数(CWDI)的变化趋势,同时分析水分亏缺对夏玉米产量的影响。结果表明:1)近35年来夏玉米全生育期水分亏缺指数呈不显著下降趋势;降水耦合度呈不显著上升趋势;需水量呈显著上升趋势。生育期延长是夏玉米需水量上升的主导因素,30年来生育期延长20多天;2)夏玉米全生育期干旱程度主要为无旱和轻旱,概率分别为51.43%和45.71%,播种-苗期和吐丝-成熟期水分亏缺指数最高;3)一般年份,夏玉米需水量与降水耦合度高,降水基本能满足夏玉米生产;水分亏缺严重的年份,应在吐丝-成熟期补灌1次。     

作物气候生产潜力估算及有效增产途径探讨

以河北省为例，通过对小麦和玉米的气候生产潜力估算，得出雨育和灌溉两个系列的气候生产潜力。结果表明，自然降水条件下，生产潜力很低，仅为光温生产潜力的50％左右；而在灌溉条件下，作物的灌溉潜力可达到光温生产潜力的80％，然而河北省水资源缺乏，降水时空分而不均及地表水、地下水不足，作物的灌溉生产潜力尚难发挥，水分成为作物产量的主要限制因素，据此提出提高气候生产潜力的有效措施和增产途径。     

气候生产力在蔬菜产量分析中的应用(英文)

[目的]应用气候生产力对蔬菜产量进行预测分析。[方法]利用气候生产力模型和长期气候预测方法,结合实际蔬菜产量分析了北碚区气候生产潜力的变化特征。[结果]北碚区气候生产力呈波动变化,总体趋势稳定,空间分布差异明显,东北部生产潜力较好;在实际生产中蔬菜单产在下降,气候利用率也呈下降趋势;据预测,未来10年,蔬菜产量将出现小幅度的增长。[结论]该研究为针对北碚区气候条件下蔬菜种植的合理规划和布局以及蔬菜种植品种的选择提供了依据。     

1961—2019年青海省气候生产潜力时空演变特征

基于青海省42个气象站1961—2019年温度和降水资料,采用Miami模型、Thornthwaite Memorial模型计算青海省温度生产潜力、降水生产潜力及气候生产潜力,分析生产潜力的变化趋势,探讨气候生产潜力对温度和降水的敏感性,并通过ArcGIS空间插值拟合分析青海省作物生育期内气候生产潜力的空间变化特征.结果表明:青海省近59年平均气温持续升高,增温2.26℃;降水量呈波动变化有增加趋势但弱于气温升高趋势,以9.1 mm/10年的速率59年间增加了53.7 mm;作物生长发育期内青海省气候生产潜力呈增长趋势,在693.1～891.6 kg/hm2之间变化,平均值为527.8 kg/hm2;空间分布上降水量、降水生产潜力与平均气温、温度生产潜力的空间分布一致,气候生产潜力总体呈现东高西低,由西北向东南递增变化趋势,温度、降水量、气候生产潜力保持增长趋势,温度生产潜力分别是降水、气候生产潜力的1.2、1.5倍,平均气温和降水量对气候生产潜力都有正向影响,而降水量是主要因子.     

气候变化对涟水县气候生产潜力的影响分析

利用1961~2010年涟水及其周边11个站点年平均气温、降水量资料,应用Thornthwaite Memorial模型,估算了历年涟水蒸散量气候生产潜力(TspV),分析了其时空分布规律及气候生产潜力与温度或降水量的关系。结果表明,1961~2010年涟水县温度呈上升趋势,降水总体没有明显的增加或减少趋势;涟水TspV值的变化趋势与年降水量的趋于一致,其空间分布特征表现为明显的纬向递减特征;气温与气候生产潜力相关系数极小,区域气候生产潜力与气温关系甚微;降水与同期气候生产潜力关系密切,气候生产潜力和降水量时间变化趋势基本一致;降水是区域作物产量的主要限制因子。     

基于GIS的石羊河流域玉米气候生产潜力分析

【目的】分析石羊河流域种植玉米的光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力,探索影响石羊河流域玉米产量的主要限制因素,为当地的玉米生产提供参考。【方法】利用石羊河流域1980-2005年的气象数据,采用机制法分析该流域玉米的光合、光温和气候生产潜力,并结合ArcviewGIS软件分析其空间分布规律;利用FAO的CROPWAT模型,分析玉米生育期蒸发蒸腾量的变化规律,提出相应的灌溉建议,发掘作物生产潜力,提高流域玉米的产量。【结果】石羊河流域玉米光合、光温生产潜力分别为22 704.79~25 732.44和10 665.73~17 189.27kg/hm2,二者的空间分布规律大致为由北向南逐渐降低;气候生产潜力为360.97~3 947.91 kg/hm2,空间分布规律为由北至南递增;综合分析认为,石羊河流域玉米光合、光温生产潜力处于全国中等水平,而气候生产潜力处于较低水平;CROPWAT模型分析表明,玉米需水关键期为6月下旬至7月下旬,即拔节-抽穗期,此时是玉米产量形成的关键期,应该保障该时期玉米的灌溉用水。【结论】石羊河流域玉米气候生产潜力的主要限制因素是水分条件,要充分发掘石羊河流域玉米的生产潜力,就应在玉米的关键需水期进行适时灌溉。     

气候变化背景下江西省双季晚稻气候生产潜力的时空变化特征

【目的】科学评价气候变化对江西省水稻气候生产潜力的影响对保障粮食稳产增产具有重要意义。【方法】本文基于江西省85个气象站54年的气象数据、晚稻生育期资料,采用逐步订正法、线性趋势分析法、Manner-Kendall检验法等分析了江西省双季晚稻光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力的时空分布特征,并结合现实生产力数据分析了气候变化背景下江西省双季晚稻的增产潜力。【结果】1961-2014年双季晚稻光合生产潜力的空间分布呈东部高、西部低,光温生产潜力呈东南部高、西北部低,气候生产潜力呈北部低、南部高特征。近55年双季晚稻的光合生产潜力和光温生产潜力呈下降趋势,下降速率分别为534和465 kg·hm~(-2)(10a)~(-1),气候生产潜力呈上升趋势,上升速率为189.7 kg·hm~(-2)(10a)~(-1)。对江西省晚稻影响较大的气象因子是降水,其次是温度,但降水的影响在逐年减少。【结论】双季晚稻存在着增产潜力,但增产潜力呈下降趋势,增产潜力高值区集中在南部地区、低值区集中在中北部地区。未来可以通过增加农业科技投入,合理安排农业种植结构,提高气候资源的利用率,实现晚稻可持续增产。