近50年来榆林市气候变化特征及其对气候生产力的影响研究

利用1961～2010年榆林市逐月气温、降水资料,分析了榆林市的气候变化特征;利用Thornthwaite Memorial模型计算了该区域气候生产力,通过二元回归模型分析了气候生产力的演变特征。结果表明:近50年来,榆林全年及四季平均气温均呈上升趋势,尤以冬季平均气温上升显著;降水量年际波动剧烈而总体变化趋势不大;de Martonne干燥度呈现下降趋势。气候生产力呈现微弱的增长趋势,年降水量是影响气候生产力的主要因素,其与气候生产力间存在极显著的正相关关系,当榆林年均气温上升1℃、年降水量上升1 mm时,榆林气候生产力将上升21.5 kg/(hm2.a)。     

气候变化下四川盆地气候生产力时空响应

利用四川盆地21个站点1961-2012年气象资料,应用Thomthwaite Memorial模型、EOF等数理方法对该区近52a气温、降水和气候生产力的时空变化进行分析。结果显示:1)四川盆地的气温倾向率为0.095℃/10 a,降水倾向率为-21.461 mm/10 a,"暖干化"是该区主要的气候变化特征,气候生产力以-4.91 kg/(hm2·10 a)的速率减少。2)四川盆地年均气温自南向北递减,气候倾向率中间低、两侧高;年降水量则中间低、两侧高;植物气候生产潜力除东北部的万源、达县、奉节外,其余地区均呈减少趋势。3)对不同气候变化情景分别计算气候生产力可知,"暖湿型"气候环境对该区气候生产力最有利,增产范围为5.74%-16.77%;"冷干型"气候环境则对气候生产力最不利,减产范围为5.92%-18.53%。当降水量减少幅度在10%以内,区域气候生产力是有利的;一旦降水量的减少幅度超过10%,区域气候生产力将有所减少,农业发展的不稳定性也将增加。     

汉江谷地气候变化及其对农作物气候生产力的影响

根据陕南汉江谷地17个测站1960-2009年气象资料,主要应用Thomthwaite Memoriai气候生产力模型、Kriging插值法等对当地近50a气温、降水以及气候生产力的时空分布特征进行了分析,并对该地区气候生产力的长期趋势进行了初步估测。结果显示:①汉江谷地近50a来暖干化趋势明显,增温突变发生在1998年,降水量减少突变发生在1990年;气候生产力以-91.74kg/hm2.10a的速率减小且在1989年发生突变减少。②近50a来,汉江谷地年平均气温安康、汉中盆地高,北部秦岭南坡最低,变差系数表现为两侧山坡大于河谷盆地;年降水量南部米仓山、大巴山北坡多,汉中、安康盆地少,变差系数也表现为山坡大盆地小;50a来,研究区气候生产力整体呈递减趋势,气候生产力的变差系数显示汉中、安康盆地波动较小。③假定不同气候变化情景下分别计算当地气候生产力可知,"暖湿型"的气候有利于农业生产,而冷干型气候不利于农业生产。随着汉江谷地气候日益暖干化,气候生产力进一步下降,农业生产将受到很大影响。     

东北地区主要粮食作物对气候变化的响应及其产量效应

综述了在全球气候变暖背景下,东北地区农业气候资源、农业气象灾害的变化特征以及主要农作物对气候变化的响应。结果表明,气候变暖给东北地区农业带来的影响利弊共存,主要表现为东北地区主要农作物生长季节温度升高、热量资源增加,适宜农作物生长的时期延长、适种区域扩大,为作物的光温生产潜力以及产量的提高提供了潜在的可能。但由于光照及水资源的限制以及CO₂浓度的增加而引发的温室效应,对农作物的产量和品质也产生了负面影响。极端天气事件增加,农作物生态环境恶化,干旱、洪涝、盐碱化速度加快,尤其是近几年受全球变暖的影响,东北地区主要农作物受干旱灾害的影响最为明显。降水总量减少和降水分布不均匀,使东北地区成为受气候变化影响最敏感和脆弱地区之一。     

气候变化对晋城市热量资源及农作物气候生产力的影响及应对措施

选取1961—2008年晋城市3个代表站气温、降水资料,计算历年各地积温、无霜期和农业气候生产力,分析气候变化对气候生产力的影响,并提出了气候变暖背景下发展农业生产的对策。结果表明,近48年来,晋城市气温呈持续升高趋势,降水量呈波动减少趋势,≥10℃有效积温增多,大部分县市无霜期延长,农作物气候生产力减少。气候生产力的减少主要是由降水减少造成的,暖湿型气候对农业生产最为有利。     

全球气候变化下秦岭南北气候生产力时空对比研究

根据秦岭南北60个气象站点1961-2007年气象资料,利用Thomthwaite Memoriai模型计算了秦岭南北关中、陕南地区的气候生产力,分析了其时空分布特征,并对该地区气候生产力的长期变化趋势进行了初步估测.研究表明:秦岭南北气候生产力值介于9525.0～14156.2 kg/hm2·a之间,陕南大干关中;其空间分布由北向南逐步增加,西安、成阳地区最小,安康地区最大;近半个世纪以来秦岭南北气候生产力呈递减趋势,关中趋势更为明显;就年代变化而言,秦岭南北变化步调一致但幅度有别:60、80年代为正距平,70年代、以及进入21世纪后变化不大,90年代急剧减少;随着气候日益暖干,气候生产力将进一步下降,农作物很可能因高温缺水而减产.     

气候变化对农作物气候适宜度影响研究进展

农业受气候变化的影响最直接。由于气候变化使农业气候资源发生变化,从而直接影响到农作物的气候适宜度,并最终影响到作物的生长发育和产量。综述了近年来农作物气候适宜度的计算方法及应用情况,并根据农作物对气候要素的响应提出了应注意的一些问题。     

吉林北部山区长白落叶松林径向生长对气候干暖化的响应

目的中国东北地区的气候干暖化对长白落叶松林构成了严重威胁,有待进一步探究林分因子(如林龄、密度、蓄积量等)如何与气候条件共同作用、影响树木径向生长对气候变化响应的相关机制。方法本研究基于吉林长白山北部余脉至老爷岭间的长白落叶松林的树轮宽度标准年表,分析了气候条件及林分因子对长白落叶松林的年轮—气候关系中的相对作用大小,以研究长白落叶松在气候变化下的响应机制。结果近30年来,研究区气候干暖化趋势显著,长白落叶松的生长明显受到气候变化的影响,气候条件和林分因子共同作用于年轮—气候关系,但前者的影响要大于后者。Palmer干旱指数对主成分第1轴的解释力为50.27%,表明水分条件的影响更为重要;林分因子中的林龄有显著作用,林龄大的林分更易受到温度升高的限制作用,其余林分因子则在本研究中没有表现出显著影响。结论在未来气候干暖化情境下,林龄较小的长白落叶松的生长会得到一定促进,但若林龄过大则会受到温度上升导致水分亏缺的限制作用,所以有必要采取经营措施以减小升温对林分的不利影响,以保证林分的持续发展。      

辽宁省农作物及自然物候对气候变暖的响应

利用辽宁省1971年以来近40年气候资料和1981年以来25年物候期观测资料,采用数理统计、气候倾向率、地理信息系统精细化模拟等方法,对辽宁地区主要农作物及自然物候在气候变暖过程中的显著变化进行了分析。结果表明,近40年来辽宁地区增温趋势明显,气候变暖显著,2001～2006年全省平均大于10℃积温比20世纪70年代增加277．4℃,无霜期延长13d。农作物与自然物候对气候变暖反应敏感,近36年（1971～2006年）玉米适宜播期提前4d左右,水稻适宜生长期延长近8d,冬小麦可种植北界从盖州北移约250km;近25年（1981～2005年）草本植物春季展叶期每10年提前2-4d,草本、木本植物秋季枯黄期每10年推后5～7d。     

河南省气候生产力时空分布及粮食产量预测

利用河南省59a的气象资料,采用Thornthwaite Memoriai模型计算了河南省的气候生产力,用线性回归、M-K突变检验和Kriging空间插值法分析了河南省气候生产力的时空变化特征;最后用灰色预测方法对河南省未来12a的粮食潜力进行预测.研究表明:59a年来河南省气候生产力呈上升趋势,1955年为气候生产力的突变年份;河南省气候生产力空间分布由东南向西北逐渐减少,豫南的气候生产力增速最快,稳定性最大;气候变暖对干河南农业生产是有利的,河南省粮食单产量仍有40%-45%的生产潜力,未来12a粮食产量呈增长的趋势,到2020年粮食总产量可达8740.8082×10<'4>t.     

半干旱牧区天然打草场生产力时空变化及对气候响应分析

【目的】定量评估半干旱牧区天然打草场的生产能力,分析天然打草场的退化程度,明确气候因子对打草场生长过程的影响。【方法】利用Miami和Tharnthwaite Memorial模型计算2000—2017年半干旱牧区天然打草场气候生产潜力,并结合近18年的中分辨率成像光谱仪(MODIS)净初级生产力(NPP)产品(MOD17A2H)进行分析。【结果】2000—2017年半干旱牧区天然打草场实际生产力与潜在生产力均随降水增加呈上升趋势,天然打草场18年平均实际生产力和潜在生产力分别为295.24和557.79 g C·m^-2·a^-1。按不同草地类型分析,气候生产潜力与实际生产潜力均以草甸草原最高,分别为589.68 g C·m^-2·a^-1和349.78 g C·m^-2·a^-1,山地草甸的气候生产潜力最低,为518.72 g C·m^-2·a^-1,而实际生产潜力以典型草原最低,仅为269.52 g C·m^-2<...     

我国作物生产潜力的研究方法

本文综述并评价了我国作物生产潜力的研究方法,就国内作物生产潜力研究的未来提出了拙见。     

中国稻田土壤基础地力的时空演变特征

【目的】探明1988年以来中国粮食主产区稻田土壤基础地力的差异与时空演变特征,为地力提升和实现水稻的稳产高产提供科学的施肥依据。【方法】结合水稻土实际情况,并参考生产力模型、土壤质量系数模型等修正得出土壤生产力指数模型（PI）和土壤基础地力指数模型（BPI）的计算公式并验证,同时以全国水稻土监测数据资料为基础,将统计所得的各肥力指标和权重因子采用数值归一化处理,运用土壤生产力指数模型和土壤基础地力指数模型方法综合分析;并进一步与产量和基础地力贡献率相结合验证,从而定量地分析出中国粮食主产区间稻田土壤基础地力的高低差异和时空演变特征。【结果】1988-2012年间,长江中下游、东北、西南以及华南4个区域稻田土壤基础地力BPI值（P＜0.05）与土壤生产力PI值（P＜0.01）均呈显著上升趋势。其中,长江中下游区的BPI值增幅最大,从0.031上升至0.108,增幅为248.4%,其次为华南区,从0.127上升至0.289,增幅为128.0%,东北区的BPI值到2012年为止,增幅为71.7%,西南区BPI值从0.028上升至0.046,增幅为65.8%;而长江中下游区、东北区、西南区和华南区土壤生产力水平（PI值）平均每年分别升高0.0015、0.0042、0.0022和0.0113。各大区稻田土壤基础地力（BPI值）与相对应的施肥区产量之间存在显著正相关关系（P＜0.05）,即各施肥区水稻产量随着稻田土壤基础地力的提升而呈增加趋势,即土壤基础地力的提升可以实现土壤生产力的提高。25年来4大区稻田土壤基础地力水平（BSPI值）以长江中下游区为最高,华南区土壤基础地力最低,而西南区略高于华南区,但二者差异较小;而最近10年（2003-2012年）间,长江中下游区的BSPI值也明显高于其他3区,西南区土壤基础地力水平最低,东北区与华南区无明显差异;并且区域间BSPI值的变化趋势与土壤基础地力产量的变化趋势相吻合。【结论】近25年来中国粮食主产区稻田土壤基础地力总体上呈上升趋势,稻田土壤基础地力和稻田土壤生产力均随时间不断提升,长江中下游、东北、西南和华南4区稻田土壤基础地力BPI值与相对应的施肥区产量均呈显著正相关关系,土壤基础地力的提升还可以实现土壤生产力的提高。提出了全国尺度上土壤基础地力的评价方法和指标。近10年来（2003-2012年）农民习惯性耕作施肥管理水平下,各区域土壤基础地力的高低顺序为：长江中下游区＞东北区≥华南区＞西南区;而在全国尺度上,稻田BSPI值越高,无肥区产量也越高,基础地力贡献率也越高;反之,基础地力越低,水稻产量也就越低,基础地力贡献率也越低。     

Spatial and Temporal Characteristics of Rice Potential Productivity and Potential Yield Increment in Main Production Regions of China

The vast area and marked variation of China make it difficult to predict the impact of climate changes on rice productivity in different regions.Therefore,analyzing the spatial and temporal characteristics of rice potential productivity and predicting the possible yield increment in main rice production regions of China is important for guiding rice production and ensuring food security.Using meteorological data of main rice production regions from 1961 to 1970(the 1960s) and from 1996 to 2005(the 2000s) provided by 333 stations,the potential photosynthetic,photo-thermal and climatic productivities in rice crop of the 1960s and 2000s in main rice production regions of China were predicted,and differences in the spatial and temporal distribution characteristics between two decades were analyzed.Additionally,the potential yield increment based on the high yield target and actual yield of rice in the 2000s were predicted.Compared with the 1960s,the potential photosynthetic productivity of the 2000s was seen to have decreased by 5.40%,with rates in northeastern and southwestern China found to be lower than those in central and southern China.The potential photo-thermal productivity was generally seen to decrease(2.56%) throughout main rice production regions,decreasing most in central and southern China.However,an increase was seen in northeastern and southwestern China.The potential climatic productivity was observed to be lower(7.44%) in the 2000s compared to the 1960s,but increased in parts of central and southern China.The potential yield increment from the actual yield to high yield target in the 2000s were no more than 6×103 kg ha-1 and ranged from 6×103 to 12×103 kg ha-1 in most of the single-and double-cropping rice growing regions,respectively.The yield increasing potential from the high yield target to the potential photo-thermal productivity in 2000s were less than 10×103 kg ha-1 and ranged from 10×103 to 30×103 kg ha-1 in most of the single-and double-cropping rice growing regions,respectively.The potential yield increment contributed by irrigation was between 5×103 and 20×103 kg ha-1,and between 20×103 and 40×103 kg ha-1 in most of the single-and double-cropping rice growing regions,respectively.These findings suggested that the high yield could be optimized by making full use of climatic resources and through a reasonable management plan in rice crop.     

松嫩平原作物气候生产潜力分析及其气候变化响应

根据松嫩平原1951-2005年36个气象站的历史资料,分析了近44年温度、降水的年际变化特征,采用机制法,计算了松嫩平原农作物的气候生产潜力。在MAPGIS、SAS的支持下,探讨了农作物气候生产潜力的时空变化规律,分析了气候变化对气候生产潜力的影响,建立了气候因子与作物气候生产潜力之间的回归模型。     

东北地区大风的气候变化特征及其对全球气候变暖的响应

利用东北地区1971-2006年43个气象台站大风、气温以及全球气温资料,采用线性趋势分析、滑动T检验和Yamamoto法、差值T检验等方法分析了东北地区大风的多时间尺度和空间的气候变化特点、变化趋势、突变特征及其与全球气温、东北地区气温变化的关系。结果表明,东北地区大风气候趋势为显著下降趋势,气候倾向率为-12.3 d/10 a,且在1988年发生了气候突变,由大风偏多期转为大风偏少期。东北地区大风与全球气温、东北地区气温变化呈相反的变化趋势,大风偏多期与冷期相对应,大风偏少期与暖期对应,东北地区大风由多转少与东北地区气温由低转高同步发生。     

河村项目区气候变化及其生产潜力分析

气候是影响植物生产力的重要因素,太原市河村是国家"十一五"科技支撑计划旱作节水高效农业综合技术研究与示范项目区,根据其周边11个气象台站1979~2008年30年的气温和降水资料,利用多元逐步回归方法和Lieth模型,分析了河村30年来气温、降水和气候生产力的变化趋势,讨论了气温、降水变化对气候生产力的影响。结果表明:1979年以来的30年河村年均气温上升了0.54℃,年降水量减少了77.3 mm;温度生产力呈增长趋势,而降水生产力呈减少趋势,温度对气候生产力的影响大于降水,提高降水利用率和水分利用效率是提高植物生产力的主要途径。     

气候变化对作物生产潜力的影响研究进展

作物生产潜力的研究对提高作物产量、评价地区粮食的生产能力和人口承载能力,以及为合理进行农业生产规划提供依据。气候变化（包括温度、降水、日照时数等）和极端天气（如干旱、洪涝和暴风雨等）已经对农业产生了深刻的影响。综述了目前国内外气候变化对作物生产潜力的影响的研究方法,以及气候变化对中国小麦、水稻、玉米等主要粮食作物的生产潜力的影响,分析了目前研究中存在的问题与展望,以期为提高中国主要粮食作物的生产潜力和适应气候变化提供理论依据。