新疆农八师垦区木本植物物候期对气候变暖的响应

为了掌握植物物候期标指性气候特征,本文依据农八师垦区自然物候和气象观测资料,利用线性回归、相关分析、Mann-Kendall突变检验等方法,研究了该地区1980-2018年木本植物旱柳、榆树、箭杆杨春季物候特征及其对气温变化的响应规律.结果 表明:旱柳、榆树、箭杆杨春季物候期提前趋势明显.旱柳展叶始期、开花盛期平均每1...     

气候变化对大兴安岭西麓林牧交错带木本植物物候期的影响

为了揭示气候变化背景下林牧交错带木本植物物候期的变化趋势及对气候变化的响应,为林草交错带固沙防风等生态恢复工程提供科学气象参考依据,利用内蒙古呼伦贝尔市鄂温克牧业气象试验站1994—2019年观测的榆树、小叶杨和紫丁香3种木本植物物候观测资料及同期气象数据,采用线性倾向估计、Pearson 相关系数、散点图等方法,分析了近26 年气候变化对大兴安岭西麓林牧交错带木本植物物候期的影响。结果表明：近26 年,大兴安岭西麓植物生长季气温显著升高,降水变化趋势不明显。榆树、小叶杨和紫丁香3种木本植物花芽开放期提前,落叶末期推后,且落叶末期推迟天数较多,平均每10 年分别推迟9.6、7.5 和8.5天。生长季显著延长,平均生长季分别为160~164天。气温是影响榆树、小叶杨和紫丁香春季花芽开放期和秋季落叶末期的关键气象因子。3种木本植物春季花芽开放期的提前对温度上升的响应是显著负相关关系,落叶末期推后对温度上升的响应显著正正相关关系。说明气候变暖背景下,3种木本植物花芽开放期提前,落叶末期推迟,生长期长度增加;且推迟天数较花芽开放期提前天数更大,说明气候变化对木本植物落叶末期影响更明显,落叶末期对生长季长度增加的贡献更大;大兴安岭西麓林牧交错带木本植物物候期的变化主要是受气温的影响,与降水量关系不大。     

青岛地区动物物候期对逐月气候变化的响应研究

为了研究青岛地区动物物候期对逐月气候变化的响应关系,利用青岛地区1986—2018年动物物候期资料和逐月气象观测资料,通过趋势分析和超前相关分析法对物候期及其同期和前期气候因子的相关性和响应趋势进行了探讨。结果表明：（1）青岛地区1—12月的气温/风速均呈显著增加/减小趋势,除4月外其他各月日照时数显著减少。除7月降水显著减少外,其他月份青岛降水的气候趋势变化较小。（2）各月风速的显著减少趋势与候鸟（家燕）和两栖类动物（青蛙）的物候变化关系最为密切。对于始鸣期来说：家燕和青蛙始鸣期与各气候因子关系并不非常密切。对于绝鸣期来说：近几十年来风速的显著减小趋势极可能导致家燕和青蛙绝鸣期的推迟。（3）降水和日照时数的变化对昆虫（蚱蝉和蟋蟀）始鸣期的影响较为明显,而气温和风速对昆虫绝鸣期的影响更为突出。以上分析说明动物物候期对气候因子变化的响应比较敏感,可作为气候变化的指示器。     

气候变化对河北省棉花物候期的影响

【目的】研究河北省棉花物候期对气候变化的响应。【方法】利用气象数据和棉花物候期数据,分析了1981—2010年河北省棉花各生育阶段气候变化特征、物候期变化趋势、各生育阶段长短变化趋势以及各生育阶段长短与该生育阶段气象因子的相关性。【结果】1)棉花各生育阶段平均温度和≥0℃积温整体呈升高趋势;2)棉花播种期、出苗期、现蕾期、开花期、吐絮期呈提前趋势,而收获期呈延后趋势。开花之前各生育阶段缩短,开花之后各生育阶段延长,整个生长期延长;3)吐絮之前各个生育阶段的平均温度、≥0℃积温与该生育阶段长短呈负相关,吐絮到收获及全生育期的天数与该时期平均温度、≥0℃积温呈正相关。【结论】研究结果有助于理解气候变化对棉花生长发育的影响,并据此提出棉花生产应对气候变化的适应技术与策略。     

玉米叶片气孔特征及气体交换过程对气候变暖的响应

气孔是植物叶片表面控制大气与植物间气体交换的孔状结构,对于生态系统碳、水循环过程的调节起着非常重要的作用。本文利用典型农田生态系统实验增温平台,研究了未来气候变暖对玉米叶片的气孔特征(包括气孔频度、气孔开口大小和形状以及气孔分布格局)和气体交换过程的影响。结果表明:(1)尽管增温并没有改变气孔密度(P0.05),但却由于表皮细胞数目的减少导致气孔指数显著增加12%(P0.05);(2)增温使气孔开口的长度显著减小18%(P0.01),宽度增加26%(P0.01),面积和周长分别增加31%(P0.01)和13%(P0.05);(3)实验增温还使单个气孔之间最近邻域的平均距离显著增加,表明气孔在玉米叶片上的分布变得更加均匀;(4)增温导致玉米叶片的净光合反应速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)分别增加52%(P0.05)、163%(P0.001)和81%(P0.05);与此相反,玉米叶片的暗呼吸速率(Rd)却显著降低24%(P0.01)。增温没有对细胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)产生显著的影响(P0.05)。本研究结果表明,未来全球气候变暖可能通过改变玉米叶片的气孔频度、气孔开口大小和形状及其在叶片上的空间分布格局来改变其气体交换过程。     

作物模型中单叶最大光合作用速率的温度响应修订

作物的光合作用对温度变化敏感, 其温度依存性随品种、生长环境的变化而改变。基于光效率模型的作物生长模型, 在应用中很少对光合作用的温度影响参数值进行订正, 且在全生育期使用相同的参数值, 难免会增加干物质模拟的误差。为此, 本文以ORYZA2000模型为例, 提出了一种修订光合作用温度影响参数值的方法。为确定方法的有效性, 结合2012年和2013年水稻品种两优培九的温度梯度控制实验, 首先利用抽穗开花期光合作用观测曲线提取了不同温度水平的光合作用参数值, 然后结合Arrhenius方程和Peaked方程建立了温度敏感性参数的温度影响方程。将这些方程代入机理性光合作用模型, 模拟了单叶最大光合作用速率与温度的曲线关系。最后, 以归一化后的曲线关系修订作物模型参数值, 并利用两年地上部分生物量(WAGT)观测值对其验证。结果显示, 两优培九单叶最大总光合作用速率随温度的变化关系不同于ORYZA2000的默认设置, 修订后的最适温度为38~40°C, 高于默认值。在10~20°C的低温段, 修订后的温度影响系数低于默认值。从WAGT模拟值的相对误差看, 修订后较修订前平均降低约3.3%。本研究为改进干物质模拟精度和分析不同品种光合作用的温度依存性提供了重要参考。     

水稻开花期花粉活力和结实率对高温的响应特征

采用远红外增温设施在水稻开花第1 d分别对4个水稻品种（南粳41、武香粳14、扬粳6号和汕优559）进行5 h（10:00~15:00）高温处理（40℃）,然后转入常温,观测当天及其后4 d开花颖花的花粉活力及同期开花颖花成熟期的结实对高温的响应特征。结果表明,高温处理后,处理后各天颖花的花粉活力均显著下降（P< 0.05）,但随开花日序的后移其下降幅度逐步减小。其中,下降最大为处理当天或其后1 d,花粉在柱头和培养基上的萌发率以及花粉I-KI溶液的可染率分别平均降低了16.00、25.85和11.74个百分点,而处理后4 d的降幅仅为8.49、6.63和6.02个百分点。相同的趋势也表现在同期开花颖花的结实特征上,高温处理的当天和其后4 d开花颖花的结实率分别平均下降了14.04和5.95个百分点;而高温处理当天的空粒率和秕粒率平均分别提高了10.06和3.98个百分点,处理后4 d分别提高了3.98和1.97个百分点。另外还发现,高温处理下品种间存在一定差异,其中,汕优559的花粉活力和籽粒结实受高温的影响最小。相关分析发现结实率、空粒率和秕粒率与柱头花粉的萌发率、花粉在培养基上的萌发率均呈显著直线相关,而花粉I-KI溶液的可染率仅与空粒率存在显著相关（P< 0.05）。可见,水稻遭遇短期高温后,随着开花日序的后移高温对颖花形成的潜在热害逐渐降低,在生产实践中花粉在柱头和培养基上的萌发率可作为品种选育和高温热害发生的几率、热害程度预测的可靠指标。     

黄河流域中下游地区棉花物候和产量对气候变暖的响应

探明气候变暖对棉花物候和产量的影响,旨在为经济的发展和未来棉花产量的预测提供基础的理论依据。本文利用红外线辐射器模拟增温,研究棉花的物候和产量对气候变暖的响应。结果表明,土壤温度升高0.6℃使棉花的花铃期提前3 d,全生育期的长度延长2 d;增温使棉花花铃期和吐絮期的叶片净光合速率分别提高5.4%和14.7%,使棉花平均蕾和棉铃数分别增加7.4%和7.2%;增温也使成熟期的植株生物量和棉铃的干物质分配指数分别提高32.2%和11.0%,而且也使全株的棉铃重和地上生物量分别增加30.4%和38.1%;增温最终导致棉花的产量提高23.6%。这项研究表明,气候变暖可能有利于黄河中下游地区棉花产量的提高。     

新疆棉花物候期对气候变化的响应及敏感性分析

为了研究气候变化背景下棉花物候的变化规律,对棉花生长模型COSIM进行参数调校,验证实现本地化,利用数理统计及作物模型模拟的方法,分析了棉花物候期对气候变化的响应及其敏感性。结果表明：1980—2019年,新疆棉区棉花出苗期、现蕾期、开花期分别提前0.5~7.0 d/10a、0.1~5.8 d/10a、0.3~3.9 d/10a,吐絮期推迟0.1~4.7 d/10a。COSIM模型模拟棉花物候变化趋势结果与实际较一致,出苗期、现蕾期、开花期、吐絮期实际值与模拟值的RMSE分别为0.9、0.7、0.6、0.7天。以1981—2010年气候条件为基准,增温0.5℃、1℃、1.5℃、2℃,各棉区棉花出苗期、现蕾期、开花期和吐絮期分别提前0~2天、1~9天、2~12天和3~31天,营养生长、生殖生长分别缩短0~6天、2~22天。在气候变暖的趋势下,通过选择生育期较长的品种、调整播期等措施,可充分利用热量资源,实现棉花优质高产。     

根系修剪与施肥对冬枣二次枝生长、果实产量及品质的影响

为了研究断根配合施肥措施对冬枣生长及果实产量和品质的影响,以滨州市冬枣示范园的6年生冬枣(Zizyphus jujube Mill.)为试材,采用树木行间两侧3倍地径断根的方法,结合萌芽前和坐果后不同施肥措施,研究了断根和施肥对冬枣二次枝、果实产量、Vc和可溶性糖含量的影响。结果表明：萌芽期施肥量减半,对冬枣二次枝生长起显著的抑制作用,而后期减半施肥则影响不大。减少施肥量显著降低了冬枣产量。施肥方法相同条件下,根系修剪显著降低了二次枝的生长,其抑制作用与施肥量减半的效果相当。根系修剪后,减少施肥量可增强对冬枣生长的抑制作用。相同施肥量条件下,根系修剪可显著提高冬枣的产量,可在一定程度上起到与半量施肥相近的增产效果。此外,根剪后减少施肥量提高了当季肥料的利用效率,增加了冬枣果实中可溶性糖和Vc含量。由以上分析可知,两侧3倍地径根剪可减少肥料使用量,对冬枣产量及品质的提高有一定的积极作用。     

关中-天水经济区气候变化特征分析

为正确认识关中-天水经济区气候变化特征,以1960—2014年研究区所辖的七市一区气象站点逐日气温和降水量实测值为基础,综合运用气候倾向率、累积距平法、Morlet小波函数、Mann-Kendall非参数检验法,并结合滑动t检验、Yamamoto分析对其气候变化特征进行诊断分析。研究结果表明:关天经济区近55年来,年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温及降水强度均有上升趋势,年降水量、降水日数呈下降趋势。20世纪90年代是气候变化的转折点,降水量、年平均气温较其它年代增幅明显。降水量存在准6、14、22、32年周期;降水强度存在准6、10、22、27、32年周期,年平均气温存在准28、22年尺度的变化周期。降水要素仅存在弱突变,气温要素呈现相对较强突变。研究区气候整体态势偏向暖湿化趋势发展。     

甘肃武都核桃物候期和产量构成要素变化及其对气候要素的响应

为提高武都的核桃产量与品质,分析不同气象条件下核桃不同品种的物候期、产量构成要素变化及其对气候因子的响应情况。本研究以甘肃陇南市武都山区“万亩核桃园”为试验地点,在2012—2013 年开展核桃‘温185’、‘强特勒’2 个品种的物候期及产量构成要素的连续性观测,分析不同年份2个品种物候期及产量构成要素的变化特征,并结合同期气象资料,研究核桃产量构成要素与主要气象因子的关系。结果表明：（1）不同品种、不同年份的核桃物候期存在较大的差异;（2）尽管2013 年核桃‘温185’的枝条生长量明显长于2012年,但由于2013年前期气温异常偏高,加之降水量偏少,造成后期果实生长量小于2012 年。然而,由于‘强特勒’的物候期较‘温185’晚了20 天左右,其2013 年枝条、果实生长量均较2012 年大,前期的高温并未影响其生长发育;（3）2012、2013 年核桃‘温185’枝条、果实生长量与温度、降水呈正相关,而与日照时数呈不显著负相关,其中与最低温度的相关性最显著。就温度而言,2013年的相关性明显弱于2012年,表明气温异常偏高不利于核桃产量的提高。     

长春市木本植物春季物候对气候变化的响应

根据中国物候观测网络长春观测站点的物候资料及国家气象中心提供的气象资料,采用相关分析、多元回归分析和数学模拟方法,分析了2003-2010年长春市木本植物春季物候与温度、日照、降水之间的相关关系,建立了模拟和预报4种木本植物开花始期的模型。结果表明：在各种气候因子中,温度对春季物候影响最大,日照、降水影响不显著;温度对春季物候影响集中在物候期前2个月,温度升高,春季物候期提前。春季物候期持续日数与1、2月份温度有关,分别与芽萌动期和展叶期成正相关和负相关。开花始期回归模型预测值与物候观测数值拟合较好,表明可以使用回归模型对长春几种木本开花期进行预测。     

高寒草原针茅牧草花期物候变化特征及其影响因子分析

利用三江源区兴海县气象局观测的1999—2021年高寒草原西北针茅牧草开花期物候资料及同期气象资料,对牧草开花期变化趋势进行分析,寻找出影响花期的主要气象因子,并构建花期预测模型。结果表明：（1）1999—2021年三江源区兴海县高寒草原西北针茅牧草开花期的平均气温较平稳,而降水量呈显著增多趋势。（2）1999—2021年三江源区兴海县高寒草原西北针茅开花期呈不显著推迟趋势。牧草开花期年际变化较大,最早与最晚相差26天。（3）相关分析表明,4月上旬和下旬的平均气温、平均最高气温与牧草开花期呈显著负相关;5月上旬平均最高气温、日照时数与牧草开花期呈显著正相关;4月下旬的平均最低气温与牧草开花期呈极显著负相关。（4）回归方程显示,4月下旬平均最低气温每升高（或降低）1.0℃,牧草开花期则相应提前（或推迟）2.1天。     

山西省玉米小麦需水量的变化特征及对气候变暖的响应

作物需水量是农田水分循环系统中最重要的因素之一。为了研究山西省主要作物需水量的变化特征及对气候变化的响应,基于山西省39个地面气象站1961—2010年的气象资料,运用彭曼公式计算了近50年山西省玉米和小麦的需水量。结果表明：（1）近50年来玉米需水量和小麦需水量都存在以1982年为分界点的2个明显的变化过程,玉米需水量表现为先有微弱的上升趋势（1961—1982年; 4.8 mm/10 a）而后呈现微弱的下降趋势（1983—2010年;-1.0 mm/10 a）,而小麦需水量在2个阶段均表现为显著的上升趋势（20.7 mm/10 a和17.1 mm/10 a）,但上升过程并不连续;后一阶段2种作物需水量平均值都有所降低,玉米需水量降幅大于小麦;（2）气候变暖对山西省不同地区作物需水量的影响存在差异：对高寒地区影响大于温暖地区;对干旱地区影响最大,半湿润地区次之,半干旱地区最小;（3）作物需水量的变化同作物产量显著相关,分析显示近30年玉米需水量和玉米单产呈显著负相关关系。因此,需水量的变化在一定程度上能有效地反映或预测作物产量的变化。     

湖南农业气候资源对全球气候变化的响应分析

为了揭示全球气候变化背景下湖南农业气候资源的变化特征,利用湖南省97个台站1960-2010年逐日气象观测资料,在进行均一性检验和订正的基础上,分析湖南省农业气候资源时间、空间变化趋势及其差异。结果表明：湖南气温与全球气温变化趋势一致,呈现以变暖为主要特征的气候变化,相对应的热量资源也呈现为显著增多的变化趋势,以活动积温对气候变暖响应最敏感;湖南降水量无显著趋势变化,但在不同季节、不同地区的变化趋势差异较大,冬季湘北地区呈显著增多趋势,春季湘西地区呈显著减少趋势,夏季湘中地区呈显著增多趋势,秋季湘西南地区呈显著减少趋势;日照时数呈现以夏季显著减少为主要特征的变化趋势,减少幅度最大的地区位于湘江中下游地区。气候变化导致湖南省农业气候资源发生变化,进而影响到农业生产布局和结构,需合理利用气候资源,提高农业适应气候变化的能力。     

典型喀斯特高原湖泊气候变化特征分析——以贵州草海为例

威宁草海是贵州省内最大的天然淡水湖泊,是喀斯特高原湖泊的典型代表。本研究基于威宁县1951—2016年逐月气温和降水资料,采用累积距平法、Mann—Kendall非参数检验、Sen’s斜率估计及Morlet小波分析等方法分析了草海地区气候变化特征。结果表明:1951—2016年草海地区气候向气温显著上升、降水明显下降的暖干化趋势发展;气温上升率为0.14℃/10 a,不同季节增温速率表现为秋季>冬季>夏季>春季,年降水量下降倾向率为21.46 mm/10 a,不同季节降水量下降速率表现为秋季>夏季>春季>冬季;从年代际变化来看,草海地区气温在20世纪50到70年代呈下降趋势,之后持续升高,不同季节表现为夏冬季开始变暖的时间要比春秋季开始变暖的时间早;年均气温在2002—2003年间发生突变,不同季节突变年份不一致,年降水量和不同季节降水量突变大多发生在1983年左右;Morlet小波分析表明,草海地区气温存在29、14、6年的尺度变化周期,年降水量存在30、20、9、4年的尺度变化周期。研究结果可为草海湿地生态环境保护和可持续发展提供科学依据,同时也...     

本溪山区旱柳物候变化特征及其对气候变化的响应

为了探讨本溪山区气候变化对木本植物物候的影响,利用1980—2012 年国家农业气象本溪县观测站旱柳物候期资料和气温、降水、日照等资料,运用线性倾向率和趋势系数等分析方法,研究了本溪山区旱柳物候期对气候变化的响应。结果表明：在近33 年本溪山区气温呈明显的升温趋势变化,升温速率为0.45℃/10 a,降水和日照呈波动性减小趋势变化,降水量波动幅度较大,最大降雨量与最小降雨量差异大。旱柳芽开放期呈明显的延后趋势变化,其线性倾向率为2.4 d/10 a;开花始期呈拖后趋势变化,线性倾向率为0.35 d/10 a;旱柳变色始期和落叶始期均呈显著的延后趋势,其线性倾向率分别为7.27 d/10 a和5.52 d/10 a。温度对旱柳物候影响最为显著,降水和日照对物候期的变化也有一定的影响。