黑龙江省农业界限温度时空变化特征分析

利用黑龙江省78个站点1965~2014年日平均气温数据,采用五日滑动平均法、线性倾向估计法、距平分析法和SPSS相关性分析法,分析黑龙江省稳定通过≥0℃、≥3℃、≥5℃、≥10℃农业界限温度起止日期及持续日数特征。结果表明,黑龙江省1965~2014年,≥0℃、≥3℃、≥5℃、≥10℃界限温度起始日期均呈提前趋势,每10年分别提前1.2、0.8、1.1和1.6 d;终止日期呈延后趋势,每10年分别延后1.5、1.1、0.9和0.8 d;对应的界限温度持续日数依次为209.9、191.5、179.0和141.1 d,界限温度持续日数呈增加趋势,每10年分别增加2.8、1.8、2.1和2.4 d。界限温度空间变化随纬度降低起始日期呈提前趋势,终止日期呈延后趋势,持续日数从北至南呈U型增加趋势,其中东南部大庆地区和西南部牡丹江地区起始日期出现较早,终止日期延后较多,持续天数普遍高于北部地区。除≥10℃界限温度,各界限温度起止日期及持续日数与年平均气温均在0.01水平上显著相关。     

我国西北冬小麦生长发育对气候变化响应分析

西北地区为我国气候变暖较明显区域之一,为明确主要农作物冬小麦对气候变暖的响应程度,选取我国西北地区农业气象观测站冬小麦的发育期资料,运用线性统计方法分析其20多a来冬小麦的生长发育变化特征,研究西北地区主要农作物的生长发育对气候变暖的响应程度。结果表明:(1)西北大部分地区冬小麦的播种日期推迟。(2)冬小麦的返青期受局地小气候及干旱等气候条件影响,大部分呈推迟趋势。(3)所选区域冬小麦均一致性地表现为成熟期提前。(4)西北地区大部分冬小麦返青—成熟期间的天数在缩短,仅甘肃庆阳和新疆莎车冬小麦返青—成熟期间的天数在延长,且延长趋势不显著。     

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。     

气候变暖对天水冬小麦生长发育的影响

运用天水农业气象试验站1981～2008年冬小麦生育期观测资料及麦积国家基本气象站同时期的气象资料,分析了近28年气温升高对冬小麦生长发育的影响。结果表明,1981～2008年天水年平均气温以0．04℃／a的线性趋势上升,其中升温幅度最大的为春季,最小的为夏季。受气温升高的影响,冬小麦全生育期温度适宜性逐年代变好,拔节期～抽穗期、抽穗期～乳熟期温度适宜度线性上升明显。冬小麦返青以后,各生育期提前比较明显,起身期、拔节期、开花期、成熟期分别以0．97、0．50、0．40、0．36d／a的速度提前。全生育期天数以O．59d／a的速度减少,1988～2008年全生育期减少了20d。返青期～拔节期、抽穗期～开花期间隔日数分别以0．57、0．16d／a的速度减少。冬小麦生育期天数减少,有利于气候资源的充分利用,但也增加了生长后期的水分胁迫。     

辽河三角洲地区植物物候对气候变暖的响应

在分析辽河三角洲地区1989～2009年小叶杨春秋两季的物候变化特征的基础上,建立了物候期差异与温度变化之间的关系模式,分析了当前气候变化背景下,物候期对温度变化和界限温度通过日期变化的响应关系。结果表明,近21年辽河三角洲地区春季物候期略有提早,但趋势特征不明显,春季物候期的变化主要受气温波动的制约,且两者之间的关系是非线性的;秋季物候期呈明显推迟趋势,秋季物候期的早晚主要是由气温降到一定指标的时间决定的。     

商丘市气候变化对小麦生长发育及产量的影响

利用商丘市1964—2010年气象资料和1985—2010年商丘市农林科学院区试记录,确定各年型适宜播种期、气象学越冬期、生产越冬期、返青期、拔节期、抽穗期和成熟期,依据1985—2010年的小麦产量统计结果,利用多元回归分析方法,分析了小麦气候产量和光、温、水与小麦产量的相关性。结果表明,随着气温的升高,日照时数的减少,该区小麦播种期、越冬期、成熟期呈推迟趋势,返青期、拔节期和抽穗期呈提前趋势,致使小麦全生育期和越冬期缩短、灌浆期延长,产量受气候的影响逐渐加重。小麦实际产量与生育期活动积温呈极显著正相关,与日照时数、降水量呈负相关,其中与日照时数相关性显著;高温和干旱胁迫均抑制了籽粒灌浆速率,使最大灌浆速率出现时间提前,灌浆持续期缩短,导致籽粒干物质积累量下降,粒重降低;其中积温是影响小麦产量的主导因子。     

黄淮海地区冬小麦物候对气候变化的响应及对产量的影响

我国是农业大国,冬小麦是我国主要的粮食作物之一,研究其物候对于气候变化的响应以及对其产量的影响是研究气候变化对于农业生产影响的重要内容。以黄淮海地区5个省(市)为研究区域,利用1999—2015年SPOT VGT/NDVI数据提取出冬小麦主要生育物候期(返青期、抽穗期和成熟期)时空分布信息,分析气候变化对于冬小麦物候的影响以及物候变化与冬小麦产量之间的关系。结果表明,冬小麦返青期与气候数据之间并无明显相关性,而抽穗期和成熟期与3月份气温存在显著相关性,同时冬小麦产量与这2个物候期关系密切,抽穗期至成熟期时间段的长短与冬小麦产量极显著相关。     

四川石渠垂穗披碱草的物候期及其与气象因子的相关性

为促进垂穗披碱草的产业化发展及牧业气象辅助决策服务提供科技支撑,利用1961-2017年四川省石渠国家基本气象站气象资料和1984-2017年石渠县农业气象试验站天然牧草垂穗披碱草生育期的观测资料,采用数理统计和回归模型等相关分析方法研究垂穗披碱草的物候期变化及其与气象因子的相关性。结果表明:1960年以来,石渠县年平均气温呈上升趋势,气候倾向率为0. 359℃/10a,年降水量呈微小的增加趋势,线性倾向率为9. 45 mm/10a;随着气候的变化,石渠垂穗披碱草整个生育期缩短,全生育期为111～180 d,多年平均为137 d。返青期和分蘖期分别推迟7. 2 d/10a和6. 4 d/10a,抽穗、开花、种子成熟和枯黄期分别提前2 d/10a、2. 9 d/10a、5. 3 d/10a和7. 8 d/10a;石渠县垂穗披碱草返青期≥0℃日平均气温初日提前,返青期前1个月的平均气温越高和降水量越多则石渠垂穗披碱草返青期提前,由于夏季气温的升高,石渠垂穗披碱草抽穗、开花和种子成熟期提前;在秋季暖湿化倾向的综合作用下,近年来枯黄期以提前居多。石渠县垂穗披碱草返青期与前期≥0℃积温成负相关,其余各生育期前期积温偏小,生育期起始时间呈推后变化趋势。     

乐都近60年农业界限温度变化特征分析

本文利用乐都区气象局近60年地面气象观测实测气温资料,采用五日滑动平均法对稳定通过0℃、10℃二农业界限温度初终日期进行统计计算,并根据统计结果对其初终日期、持续日数、活动积温从极值分布、年代际平均值变化情况、逐年变化趋势三方面进行了分析。经分析,随着历年年平均气温逐步升高,稳定通过二界限温度的初日提前,终日延后,持续日数延长,活动积温升高的变化特征显著,二界限温度的初终日期、持续日数和活动积温在资料前期变率相对较小,后期变率增大。≥0℃各要素随年际(年代际)变化相对平稳,≥10℃各要素振荡上升趋势明显。     

青海贵南自然物侯对气候变化的响应研究

利用统计和突变分析方法,对贵南地区1978—2018年气候和4种植物物候(1992—2018年)的趋势变化特征进行了分析,探讨了植物关键物候期与温度、降水的相关性以及对温度变化的响应趋势。结果表明,贵南地区温度、降水、日照时数的年际变化与气候变化基本相一致,温度呈上升趋势,降水呈增加趋势,日照时数呈下降趋势。物候期变化受当地气象条件及地理环境等因素的综合影响,温度、降水、日照是影响植物生长发育状况的重要气象因子。草本植物展叶盛期推迟明显,开花盛期趋势倾向率的变化幅度比展叶盛期要小一些,果实或种子完全成熟期变化趋势差异较大,黄枯普遍期一致提前;木本植物春季展叶盛期、落叶始期推迟的趋势不明显;果实或种子成熟期提前的趋势不明显。贵南地区年平均温度在1996年后开始逐步上升,突变发生在1994—1996年,植物全物候期突变点都发生在温度突变以后。植物物候对气候变化响应比较敏感,掌握当地气候和物候变化规律及可能产生的影响,对农业生产、生态环境监测、治理有一定的参考价值。     

极端气温变化对湘西北物候的影响

为掌握极端气温对物候的影响,提升精细化气象服务能力,利用湘西北2000—2018年气候资料和同期青蛙、家燕以及桃树、梓树、核桃树物候资料,运用趋势分析、显著性检验等方法研究极端气温变化特征及对物候的影响,分析极端气温与物候现象的相关性。结果表明,湘西北极端最高气温在空间上呈中部高、两边低的空间分布趋势,极端最低气温的地域差值分布不明显,极端最高、最低气温在年际变化趋势上均不明显。湘西北动物各个物候期受极端最高气温影响明显,始鸣(见)期和绝鸣(见)期既有提前,又有推迟,始鸣(见)期以呈提前趋势为主,绝鸣(见)期以呈推迟趋势为主;动物物候期与其发生时和发生前1~4个月的极端最高气温相关较显著。植物物候与极端最高气温的相关性较显著,与极端最低气温的相关性不太明显;植物叶芽开放、展叶、开花、落叶末期与极端最高气温以负相关为主。可见极端最高气温是影响湘西北动、植物的关键气象因子,动物活动期、植物的开花对极端最高气温均较敏感。     

近30年桑植烟区界限温度及生育期温度变化特征研究

为了探明桑植烟区近30年界限温度及生育期温度变化特征，为烟叶生产提供参考，以1991—2020年桑植的逐日气象观测数据为基础资料，采用趋势分析和Mann-Kendall突变检验等方法，分析了桑植烟区界限温度和生育期温度变化特征。结果表明：（1）近30年来，气温稳定通过10、13、28℃的初日呈提前趋势。（2）苗期均温、伸根期均温、旺长期均温和成熟期均温均呈升高趋势，其中苗期均温升高达显著水平，并于1999年发生突变。总体上，桑植烟区烤烟苗期和伸根期温度的升高，以及通过10、13℃初日的提前将有利于烤烟早生快发，而成熟期温度的升高和28℃初日的提前将会增加烤烟高温逼熟的风险；根据以上变化，有必要在本研究的基础上，优化烤烟生产的物候期。     

辽蒙农牧交错带植被物候变化遥感监测

植被物候信号能够反映温度和降水等变化对植被生长的影响,对理解植物和环境间的相互作用关系、植物的适应机制和生存策略,应对全球变化具有重要的科学意义。研究区为辽宁朝阳、阜新,内蒙古赤峰、通辽,采用非对称高斯函数对2000—2015年研究区MODIS MOD13Q1 NDVI数据重建,提取辽蒙交界地区植被的物候信息——返青期和枯黄期。结果表明,辽蒙农牧交错带植被返青期在16年间表现为明显提前的趋势,赤峰市和朝阳市植被返青期整体呈显著提前,通辽市和阜新市植被返青期呈微弱提前;研究区内植被枯黄期发生变化区域较少,仅赤峰市和通辽市呈微弱延后趋势。     

河北省气候变化特征及其对物候的影响

基于河北省气候和物候资料,利用统计学方法研究了1961~2006年河北省气候变化特征及其对物候的影响。结果表明,46a中河北省气候发生了明显的变化,其主要特点是气温显著上升,降水量略有下降,日照时数显著减少;气候变化引起物候期的变化明显,木本、草本植物春季物候提前,秋季物候呈推迟趋势,生长季呈延长趋势;土壤表面始冻期推迟,解冻期提前,封冻期缩短。     

冬小麦拔节期遥感监测方法研究

遥感数据因其空间连续成像和重复采样的特点,可用于区域尺度小麦拔节期监测,为冬小麦晚霜冻害监测研究提供基础数据。以河南省冬麦区为研究区,建立气象台站获取的积温与遥感获取的陆面温度（LST）累积值间的关系方程,在此基础上,将冬小麦返青-拔节期间的积温需求量转化成累积LST需求量,利用Terra/MODIS LST数据产品MOD11A2,从返青日期开始求算累积LST值达到返青-拔节期间的累积LST需求量的日期,获得拔节期开始时间。结果表明,河南省小麦拔节期开始日期集中在3月下旬至4月上旬;年际间同期气温差异会引起小麦拔节期开始时间显著波动;空间分布上,除信阳地区外,河南省冬小麦拔节期开始时间大致由南到北逐渐推迟;小麦拔节期开始时间监测值与观测值之间的误差大部分能控制在5 d之内,说明利用LST遥感数据结合积温法可以监测冬小麦的拔节期。     

基于MODIS NDVI数据的江苏省冬小麦物候期提取

农作物物候期是作物对气候变化响应的重要指标,也是提高区域农业管理水平的重要参数;遥感技术的发展为大面积提取农作物物候期提供了有效的技术途径。利用2010年MODIS NDVI序列提取江苏省冬小麦关键物候期的方法,首先采用非对称高斯函数、双Logistic函数对NDVI时序曲线进行拟合,进而采用动态阈值法确定冬小麦物候期,并利用观测数据对提取结果进行验证。结果表明,就冬小麦返青期、抽穗期、成熟期的提取而言,双Logistic函数拟合方法略优于非对称高斯函数拟合方法,利用前一种拟合方法提取的返青期、抽穗期、成熟期与观测数据比较的均方根误差分别为5.5、9.4、7.5 d,而利用后一种拟合方法提取的返青期、抽穗期、成熟期均方根误差分别为6.1、9.5、7.8 d;2010年全省的冬小麦普遍于第49天之前开始返青,抽穗期普遍开始于第105天至第113天,成熟期普遍开始于第145天至第161天,抽穗期、成熟期大体上表现出从南到北逐渐延迟的趋势,但是返青期的空间差异并不明显。     

湖北省近45年≥10℃界限温度的变化特征分析

根据湖北省20个代表站点1961～2005年逐日平均气温,计算并分析历年≥10℃界限温度的初终日、持续日数、活动积温及其变化趋势和年代变化。结果表明,45年来,全省大部≥10℃界限温度初日呈提前趋势但不显著,≥10℃界限温度终日变化不大;各站点≥10℃界限温度持续日数都表现出延长的趋势;≥10℃界限温度活动积温除建始、郧西、英山、利川等边缘山区呈不显著的减少趋势外,其他大部分地区均呈显著增加趋势。从年代变化看,全省大部≥10℃界限温度初日为先提前后推迟至20世纪90年代后持续提前的趋势;≥10℃界限温度终日年代变化趋势与初日变化趋势基本相反;≥10℃界限温度初终日间隔日数,20世纪60～70年代都呈增加趋势,20世纪70～80年代大部分减少,20世纪90年代缓慢变化,进入20世纪大幅增加;≥10℃界限温度活动积温随着年代呈波动性的上升趋势。可见湖北省近45年≥10℃界限温度的初终日期、持续日数、活动积温都发生了一定变化,可能对农业生产布局造成一定影响。     

气候要素、品种及管理措施变化对河南省冬小麦和夏玉米生育期的影响

为揭示气候要素和品种及管理措施变化对冬小麦和夏玉米生育期的影响,利用1980—2014年河南省30个冬小麦站点和18个夏玉米站点的物候观测资料和逐日气象资料,通过一阶差分结合逐步回归的方法分析生长季温度、降水和辐射3个气候要素变化以及品种及管理措施变化对冬小麦、夏玉米全生育期和各生育阶段长度的影响。结果表明:1)河南省冬小麦返青期推迟,拔节、抽穗和成熟期提前;返青-拔节期、拔节-抽穗期分别缩短了4.8±1.9和3.3±0.9 d/10年,抽穗-成熟期延长了2.3±0.8 d/10年,全生育期长度无显著变化趋势。夏玉米大部分站点物候期变化趋势不显著;44%的站点全生育期延长,主要表现在抽雄-成熟期延长2.5±1.4 d/10年。2)冬小麦生长季温度升高,33%的站点降水减少,总辐射无显著变化趋势;气候要素变化主要发生在返青-拔节期。夏玉米生长季温度升高的站点占39%,降水量无显著变化趋势,39%的站点日均总辐射减少;温度升高主要发生在出苗-拔节期,日均总辐射减少主要发生在出苗-拔节期和抽雄-成熟期。3)冬小麦全生育期长度对温度、降水和辐射变化均较敏感,夏玉米全生育期长度对温度和辐射变化敏感。温度、降水和日均总辐射变化使河南省冬小麦全生育期平均缩短了6.3±4.2 d/10年,使夏玉米全生育期平均缩短了0.8±0.9 d/10年;而品种等其他因素使冬小麦和夏玉米全生育期分别延长了5.2±5.4和2.6±2.6 d/10年。气候要素变化缩短了河南省冬小麦和夏玉米的生育期,品种及管理措施等因素改变减缓了气候的负作用。但是各要素变化对河南省冬小麦、夏玉米全生育期、各生育阶段长度的影响仍存在较大的不确定性。     

山西省冬小麦主要发育期特征及对气候变暖的响应

基于山西省13个农业气象观测站23年以上冬小麦主要发育期观测资料,利用线性倾向估计、相关分析和积分回归等数理统计方法对其基本特征、变化趋势、影响因素及影响敏感期进行了分析.得出以下主要结论:(1)从各主要发育期的多年平均情况看,各站之间以播种期差另q最小、返青期差别最大;(2)南部和中部冬小麦的播种主要与降水有关,东南部则与气温关系密切;(3)越冬开始期以及冬后各发育期随纬度、海拔高度而变,纬度、海拔高度愈高,越冬开始期愈早、冬后各发育期愈晚,而且海拔高度的影响比纬度的影响明显;(4)从各发育期的变化趋势上看,拔节期和抽穗期表现为提前趋势,尤其是抽穗期的提前趋势明显.其余发育期变化趋势不明显;拔节期和抽穗期的提前趋势与冬前、冬季和春季的降水量以及日照时数关系不大,主要与冬季和春季平均气温有关;(5)不同时期的气温波动对冬小麦拔节期和抽穗期的影响不同,南部冬小麦拔节期和抽穗期的气温敏感期分别为3月上旬～中旬和4月上旬.气温每升高1℃可使拔节期和抽穗期分别提前0.6d和O.5d;中部冬小麦拔节期和抽穗期的气温敏感期分别为3月下旬～4月中旬和4月下旬～5月中旬,气温每升高l℃可使拔节期和抽穗期分别提前O.5～0.8d和1～2d:东南部冬小麦拔节期和抽穗期的气温敏感期分别为9月下旬和4月下旬～5月上旬,气温每升高1℃可使拔节期和抽穗期分别提前O.5d和ld.     

石河子春季温度变化对蟠桃花期的影响

为了解新疆石河子蟠桃花期对春季气温变化的响应,利用新疆石河子乌兰乌苏站气象和物候期观测数据,研究石河子蟠桃的花期与春季平均气温的相关性。结果表明:3月、4月平均气温呈缓慢上升趋势;石河子蟠桃花期提前、物候期间隔天数增加;开花日期和0℃、5℃初日呈现显著正相关,5℃初日出现越早蟠桃花期各物候期出现越早。