昆明市气温日较差变化特征及其对作物生长的影响北大核心CSCD

【目的】探究气候变化对作物生长的影响。【方法】利用1961—2013年昆明市及其周边24个气象站点逐日最高和最低气温资料,计算了昆明地区的气温日较差(DTR),分析了DTR的时空变化特征及其与作物生长期(GSL)和作物产量的关系。【结果】1961—2013年昆明市年平均DTR呈显著减少趋势,减少幅度为0.134℃/10 a,通过M-K检验得到年平均DTR突变年份约为1986年,且1991年以后DTR呈极显著减小趋势,春季、秋季和冬季DTR呈减少趋势,其中春季DTR减少幅度最大,秋季DTR减少幅度最小,夏季DTR则呈上升趋势;不同时间段上DTR整体上呈现出由东南向西北递增的分布特征,且年平均、春季、秋季和冬季DTR减少幅度基本上呈东高西低的趋势,夏季DTR上升幅度较大的地区主要集中在中南部,减少幅度较大的地区主要集中在东南部和东北部;DTR与GSL基本呈负相关,且春季DTR变化对GSL影响较为显著;昆明市玉米气候产量整体呈增长趋势,且由中部向西北部和东南部气候产量增加趋势越来越显著,相对气候产量与不同时间段内的DTR呈显著或极显著相关。【结论】春季、秋季和生育期DTR减小,夏季DTR增大,均能够促进作物增产。     

昆明市气温日较差变化特征及其对作物生长的影响

【目的】探究气候变化对作物生长的影响。【方法】利用1961—2013年昆明市及其周边24个气象站点逐日最高和最低气温资料,计算了昆明地区的气温日较差(DTR),分析了DTR的时空变化特征及其与作物生长期(GSL)和作物产量的关系。【结果】1961—2013年昆明市年平均DTR呈显著减少趋势,减少幅度为0.134℃/10 a,通过M-K检验得到年平均DTR突变年份约为1986年,且1991年以后DTR呈极显著减小趋势,春季、秋季和冬季DTR呈减少趋势,其中春季DTR减少幅度最大,秋季DTR减少幅度最小,夏季DTR则呈上升趋势;不同时间段上DTR整体上呈现出由东南向西北递增的分布特征,且年平均、春季、秋季和冬季DTR减少幅度基本上呈东高西低的趋势,夏季DTR上升幅度较大的地区主要集中在中南部,减少幅度较大的地区主要集中在东南部和东北部;DTR与GSL基本呈负相关,且春季DTR变化对GSL影响较为显著;昆明市玉米气候产量整体呈增长趋势,且由中部向西北部和东南部气候产量增加趋势越来越显著,相对气候产量与不同时间段内的DTR呈显著或极显著相关。【结论】春季、秋季和生育期DTR减小,夏季DTR增大,均能够促进作物增产。     

1960-2017年滇中地区参考作物腾发量时空变化特征

为研究滇中地区参考作物腾发量(ET_0)时空变化特征,采用1960-2017年滇中地区9个气象台站观测气象数据,利用Penman-Monteith公式计算了各站点ET_0。通过Mann-Kendall趋势检验和Sen斜率估计,检验了不同区域和各站点ET_0时间变化趋势。结果显示:在时间上,Mann-Kendall趋势检验和Sen斜率估计显示滇中地区ET_0变化趋势季节差异较大,元谋在春季、夏季、秋季和冬季均表现为减小的趋势,昆明均表现为增加的趋势,其他站点增加和减小趋势均存在;同时春季作物腾发量较大,决定了滇中地区全年的作物腾发量变化特征。年变化趋势表现增加和减小趋势的站点均存在,其中,昆明表现为显著增加的趋势,元谋、蒙自和华坪表现为显著减小的趋势;同时显著减少的站点数量要大于显著增加站点的数量。在空间上,ET_0增加和减小趋势的站点在滇中地区广泛分布,其中位于中部的元谋表现为减小的趋势,昆明表现为增加的趋势。     

艾比湖绿洲地区降水变化规律及突变分析

为了研究艾比湖绿洲地区降水变化特征,利用4个气象观测站1960-2013年的逐月降水资料,运用趋势分析法、Mann-Kendall突变检验、T检验、小波分析和GIS空间分析等方法,对艾比湖绿洲地区近54年降水的趋势性、突变性和周期性进行综合分析。结果表明:近54年来,艾比湖绿洲地区年降水量呈7.95 mm/10 a速率增加,四季降水量变化与年降水量变化趋势基本相同,呈春秋微增,夏冬强增的特点;通过M-K检验发现,艾比湖绿洲地区年降水量在1986年发生了增加突变,但未发生显著趋势性变化;小波分析结果表明艾比湖绿洲降雨在长时间序列中呈多时间尺度特征,变化较大。通过以上分析,近54年艾比湖绿洲地区总体气候呈湿润化趋势。     

云南省参考作物蒸发蒸腾量时空变化特征

基于1960-2012年云南省25个气象站点观测的气象数据,用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸发蒸腾量ET0,通过Mann-kendall检验法进行突变检验和趋势检验。结果表明滇中、滇东北、滇东南、滇西南及滇西北各分区多年平均ET0介于872.5~1 240.0mm,突变时间依次分别为1982年、1968年和2008年、1971年、2005年、1965年和2001年。5个区多年平均ET0按从大到小排列的顺序是滇中滇西南滇东北滇东南滇西北。时间尺度上,年均ET0以没有显著变化为主,ET0显著增大的站点数量比显著减小的站点数量多;春季蒸发蒸腾量较大,决定了全年蒸发蒸腾量的分布特征。空间尺度上,ET0呈增加趋势的站点主要位于滇西南和滇西北地区,少部分位于滇中地区的东部和滇东北地区;呈减小趋势的站点主要位于滇中地区,少部分位于滇东北和滇西南地区。     

基于作物水分亏缺指数的云南省夏玉米不同生育期干旱时空特征分析

【目的】研究云南省夏玉米不同生育期干旱变化规律,为该区夏玉米合理布局和防御生育期内阶段性干旱提供科学依据。【方法】利用云南省1960—2014年32个典型气象站点逐日气象资料,计算夏玉米生育期逐旬作物水分亏缺指数(crop water deficit index,CWDI),采用线性趋势和M-K检验分析了云南省不同地区夏玉米干旱的时空变化特征,并探究了CWDI与夏玉米产量的关系。【结果】①云南省夏玉米初始生长期、快速生长期、生长中期、生长后期和全生育期平均干旱站次比分别为50.30%、12.36%、5.88%、6.00%和10.35%。②1960—2014年夏玉米初始生长期干旱站次比和CWDI均呈减小趋势,快速生长期、生长中期、生长后期和全生育期则均呈上升趋势,且快速生长期和生长中期干旱面积和强度上升幅度相对较大,上升趋势主要集中在滇西南。③云南省夏玉米各生育阶段不同等级干旱发生频率整体上表现出中部高四周低的分布特征,其中滇中干旱频率最高,滇西南最低;云南省夏玉米各生长阶段干旱强度上升幅度较大区域主要集中在滇西南和滇东北,上升幅度较小区域主要集中在滇中中西部和滇西北。④云南省夏玉米生长中期水分供需状况对夏玉米产量影响较大。【结论】一定幅度的干旱强度上升,有利于云南省西部夏玉米增产,尤其是滇西南地区;但会导致中东部夏玉米减产,尤其是滇东北。     

淮北平原降水量和参考作物蒸散量时空演变规律研究

【目的】研究淮北平原降水量和参考作物蒸散量的时空演变规律。【方法】基于5个气象站1955—2015年的气象数据,采用M-K检验法、Kendall秩次相关检验法、R/S分析法、M-K突变检验法、Yamamoto法、滑动t检验法,并结合Arc GIS,分析了降水量和参考作物蒸散量的时空演变规律。【结果】淮北平原年降水量整体呈不显著的上升趋势,未来仍将保持这种微弱的上升趋势;参考作物蒸散量整体呈显著的下降趋势,未来仍将维持这种明显的下降趋势。降水量变化较大的年份为1966、1998、1999、2000、2007、2013年,参考作物蒸散量变化较大的年份为1998年和2004年。经检验,这些年份均没有达到气候突变的要求。1955—2015年,降水量高值中心出现在蚌埠和阜阳的概率各占50%,低值中心出现在砀山的概率为83%;参考作物蒸散量高值中心出现在亳州的概率为33%,低值中心出现在蚌埠的概率为67%。因此,淮北平原各地的灌溉任务可据此作一定的调整,亳州和砀山地区的灌溉应加强,蚌埠和阜阳的灌溉可适当减少。【结论】1955—2015年,降水量和参考作物蒸散量都没有发生突变,但相对而言,参考作物蒸散量的波动较大。未来一段时间内降水量将增加,参考作物蒸散量将减少,淮北平原未来出现涝渍的概率加大,因此,未来的排涝任务可能会加重。     

1960-2019年河南省参考作物蒸散量时空演变与成因分析

基于河南省17个气象站1960-2019年逐日气象资料,采用Penman-Monteith模型、M-K检验和Morlet小波分析等方法分析河南省参考作物蒸散量(ET0)时空变化特征及其影响因素.结果表明:1960-2019年河南省ET0平均值为1050.11 mm/a,以-14.81 mm/10a的倾向率呈下降趋势,1...     

五道沟地区1971—2020年地温月尺度变化及其对气温的响应

【目的】研究五道沟地区1971—2020年0～320 cm土层月平均地温变化及其对气温的响应。【方法】利用五道沟水文实验站1971—2020年月平均气温和月0～320 cm(0、10、40、80、160、320 cm)土层地温资料,采用线性倾向估计、M-K检验以及Morlet小波分析等方法,分析了该地区1971—2020年0～320 cm土层温度月尺度变化规律及其对气温的响应。【结果】(1)五道沟实验站1971—2020年各土层地温趋势变化,除6—9月,其余月份均呈增加的趋势,最大增幅在3月,最小增幅在10月;0～160 cm土层地温总体呈上升的趋势,0 cm增幅最大,160 cm增幅最小,320 cm总体呈下降趋势。(2)利用小波分析可知各层年均地温具有明显的3～6、8～12 a和15～25 a周期变化,其中以3～6 a和8～12 a尺度为主周期。(3)M-K突变检验表明,0、10、80、160 cm和320 cm各层年均地温均发生突变,突变的年份分别在2013、2016、2019、2017年和1972年,其中0、10 cm和80 cm土层突变后地温显著性上升。(4)不同深度的月平均...     

1968―2018年民勤地区参考作物需水量的年际变化特征及相关气象影响因子研究

【目的】研究民勤地区作物需水量的主要影响因子。【方法】基于民勤地区1968―2018年气象数据,利用Penman-Monteith公式计算了不同时间尺度的平均参考作物需水量ET0,分析ET0变化趋势,并与气象因子变化趋势进行相关性拟合。【结果】1968―2018年民勤地区年平均参考作物需水量呈波动上升趋势,最低值为1968年的3.15mm/d,最高值为2013年的3.72 mm/d,且参考作物需水量的上升趋势是从2003年开始最为明显;参考作物需水量与年平均最高气温、年平均最低气温、年平均气温、年平均相对湿度、年平均日照时间以及年平均风速的相关性比较显著,与降雨量和净辐射相关关系不显著。【结论】民勤地区的干旱状况目前处于平稳期,年平均最高气温和年平均相对湿度是导致民勤地区参考作物需水量年际变化的最主要的气象因子。     

山东省农业基础设施建设对农业产出的影响

以山东省16个地市2006－2020年的面板数据为样本,用双向固定效应模型分析了各类农业基础设施对全省及东中西部地区的影响。结果表明:从山东省来看,交通基础设施对农业产出具有明显的正向作用;水利基础设施对农业产出无明显影响;电力基础设施对农业产出具有负向作用。从省内各地区来看,交通基础设施对东中西部都有明显的正向作用;水利基础设施对西部具有显著的积极影响,对东西部具有明显的负向作用;电力基础设施对东中部有具有负向影响,对西部无明显影响。各地区经济发展的不平衡性是导致各要素对农业产出产生不同影响的直接原因,应因地制宜加大能够促进农业产出的要素投入,确保投入效益的最大化。      

GPR、XGBoost和CatBoost模拟江西地区参考作物蒸散量的适应性研究

[目的]提高机器学习模型模拟参考作物蒸散量在江西省适应性和精度.[方法]基于江西南昌等15个气象站2001—2015年日值气象数据(最高气温、最低气温、地表辐射、大气顶层辐射、相对湿度和2 m高风速),以FAO-56 Penman-Monteith(P-M)公式的计算结果作为对照,建立了计算ET0的高斯过程回归(GPR...     

气候变化对黑龙江省生育期内玉米产量的影响

以玉米为研究对象,基于黑龙江省长时间的气象站点观测数据,结合标准化降水蒸散发指数(SPEI),研究黑龙江省玉米生长季内降水、气温、区域干湿变化特征及对玉米产量的影响。结果表明:黑龙江省降水变化趋势不显著,但最高气温、平均气温和最低气温变化趋势显著。湿润化的趋势主要集中在黑龙江省西北部和东南部,干旱化趋势主要集中在黑龙江省自东向西大部分地区。玉米的气象产量主要受SPEI3-8影响,气温是影响黑龙江省生育期内玉米产量的主要因素。研究结果可为区域水资源合理规划和优化农业种植结构提供参考。     

甘肃省1961―2018年降水量时空分布与变化研究

[目的]研究甘肃省降水量时空分布与变化,获得在暖湿趋势下甘肃省降水量变化特征.[方法]选取甘肃省1961―2018年59个气象站降水量为基础数据,采用PCI指数、小波分析、M-K检验等方法对甘肃省降水时空分布特征、降水周期、突变年份及趋势变化进行分析.[结果]甘肃省年降水量在空间上自东向西呈现逐渐减少的规律,降水量年内...     

2000—2016年辽宁省NDVI时空变化及其与降水量的关系

为了开展辽宁地区的生态环境保护和干旱预警,基于MODIS遥感影像的MOD13A2数据,对辽宁省2000-2016年归一化植被指数(NDVI)的时间变化和空间变化进行分析,并研究归一化植被指数与降水量的相关性.结果表明:辽宁省NDVI的空间分布区域性较为明显,呈现出东部最高、中部和南部次之、北部较低、西部最低的特点.辽宁省年均NDVI值的年际变化总体上呈现波动上升的趋势,植被覆盖度呈增加的状态.NDVI年内存在季节变化,且呈现单峰型.最大值和最小值基本上分别发生在7月和5月.辽宁省NDVI与降水量两者有相关性,且与降水量存在一定的滞后性.     

基于水稳定同位素技术的生物炭对土壤持水性影响分析

以不同生物炭配比的土壤样品为研究对象,通过低温真空抽提和稳定同位素光谱技术,进行不同抽提时间下的土壤水稳定同位素分析,采用绘制土壤抽提曲线和计算抽提贡献率的方法,探讨生物炭对土壤持水性的影响。结果表明,低温真空抽提下,砂土的最短抽提时间(T_(min))为30 min,壤土为45 min,粘土为60 min。土壤持水性的变化会导致抽提过程中水稳定同位素值、T_(min)和抽提贡献率发生变化,通过分析不同生物炭配比下土壤的T_(min)、水稳定同位素分馏情况以及计算贡献率可得出,生物炭显著影响砂土持水性,且与生物炭添加量呈线性正相关;而对壤土和粘土的持水性有一定影响,但过量或过少则不明显,壤土对生物炭更为敏感。     

基于水足迹理论的县域农业用水评价及影响因素分析

水资源是一个地区发展的基础和重要保障,对区域水资源进行评价与分析研究,对于制定合理的水资源战略有重要的意义。利用水足迹理论,对甘肃省景泰县的农业水足迹进行了结构分析、时空变化分析和水足迹综合影响因子分析和评价。水足迹结构变化分析显示,景泰县农业水足迹2010—2019年整体上总量呈现不断增长的变化趋势,其中经济作物水足迹最高,畜产品水足迹次之,粮食作物水足迹最低;从2010—2019年农业水足迹增长变化来看,粮食作物水足迹增加了102％,畜产品水足迹增加了38％,经济作物水足迹增加了22％。农业水足迹空间变化分析结果显示,2010—2019年景泰县农业水足迹从东向西转移,农业水资源消耗重心由东向西转移;各乡镇农业水足迹增长型主要为景泰县西部区域,下降型为中东部地区,波动型区域为东北部地区。主成分影响因素分析结果显示,第1主成分影响贡献率高达64.997％,第2主成分和第3主成分分别为11.333％、10.504％,说明经济因素和农业生产因素对于景泰县的农业水足迹影响最大,而气候因素和人口因素影响相对较低。未来景泰县需从调整农业结构出发,发展高水效农业,促进区域农业水资源可持续利用。      

基于水足迹理论的县域农业用水评价及影响因素分析——以甘肃景泰县为例

水资源是一个地区发展的基础和重要保障,对区域水资源进行评价与分析研究,对于制定合理的水资源战略有重要的意义。利用水足迹理论,对景泰县的农业水足迹进行结构分析、时空变化分析和水足迹综合影响因子分析和评价。结果显示：(1)水足迹结构变化分析显示,景泰县农业水足迹整体上从2010年到2019年间总量呈现不断增长的变化趋势,其中经济作物水足迹最高,畜产品水足迹次之,粮食作物水足迹最低;从2010年到2019年农业水足迹增长变化来看,粮食作物水足迹增加了102％,畜产品水足迹增加了38％,经济作物水足迹增加了22％。(2)农业水足迹空间变化分析结果显示,在2010年到2019年间,景泰县农业水足迹呈现从东向西转移,农业水资源消耗重心由东向西转移;各乡镇农业水迹增长型主要为景泰县西部区域,下降型为中东部地区,以东北部及波动型区域。(3)主成分影响因素分析结果显示,第一主成分影响贡献率为高达64.997％,第二主成分和第三主成分分别为11.333％、10.504％。说明经济因素和农业生产因素对于景泰县的农业水足迹影响最大,而气候因素和人口因素,影响相对较低。未来景泰县需从调整农业结构出发,发展高水效农业,促进区域农业水资源可持续利用。