气候变化对浙江水稻生产影响的集合模拟分析

生长模型耦合气候模式模拟是研究气候变化对农业生产影响的有效途径。本文基于3种典型浓度路径排放情景（RCP）下11个国际耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）全球气候模式（GCMs）的气候预估结果,以1971-2000年观测资料作为气候资料基准值（baseline）,利用LARS WG天气发生器形成包含RCP26、RCP45、RCP85情景下2050s（2041-2060年）和2070s（2061-2080年）时段的气候预估逐日数据集合,分析了浙江省杭州、金华两个代表站点的气候资源变化特征,以气候模式耦合水稻机理模型ORYZA2000方法,集合模拟评估了气候变化对浙江水稻生产的影响。结果表明,未来浙江代表站点杭州和金华的平均气温均会升高,预估2070s时段杭州、金华分别平均升温1.65～3.56、1.75～3.67 ℃,高温热害发生加剧。在仅考虑未来气候变化的条件下,随着温度升高,代表站点的水稻生育期相对基准期缩短。不考虑CO2浓度增加对水稻产量的肥效作用,无论早稻、晚稻、单季稻,其产量相对于基准年份均普遍减产,且高排放情景下的减产幅度明显大于低排放情景。     

CMIP5模式对东北地区气温模拟能力评估

利用CMIP5的多模式集合资料和中国东北地区162个站点逐月平均气温实测资料,从时间变化和空间分布两方面评估了CMIP5模式对1961~2005年中国东北地区气温的模拟能力。结果表明:全球气候模式能够较好地再现东北地区气温显著增高趋势和年平均气温由南向北递减的纬向分布特征以及冷暖中心。EOF分析结果显示,东北地区20世纪90年代以前增温较慢,90年代之后增温较快,东北地区年平均气温呈现南北反位相的时空变化特征。模拟结果和观测结果具有较好的一致性。     

CMIP5模式对东北地区气温模拟能力评估

利用CMIP5的多模式集合资料和中国东北地区162个站点逐月平均气温实测资料,从时间变化和空间分布两方面评估了CMIP5模式对1961²005年中国东北地区气温的模拟能力。结果表明:全球气候模式能够较好地再现东北地区气温显著增高趋势和年平均气温由南向北递减的纬向分布特征以及冷暖中心。EOF分析结果显示,东北地区20世纪90年代以前增温较慢,90年代之后增温较快,东北地区年平均气温呈现南北反位相的时空变化特征。模拟结果和观测结果具有较好的一致性。     

气候变化下灌溉对旱地小麦产量的影响

[目的]探讨气候变化下灌溉措施对旱地小麦产量增加的可能性.[方法]应用ECHAM和HadCM3气候模式输出的A1B情景数据驱动机理模型APSIM,通过概率预测的形式,研究了气候变化和增加拔节期灌溉对旱区雨养小麦产量的影响.[结果]未来气候变暖使得雨养小麦产量降低7％～16％,而增加拔节期灌溉可以有效减缓温度增加引起的负面作用,使得2011 ～ 2030年小麦产量显著增加,2031～20.50年小麦产量可以保持当前的生产水平.[结论]该研究为制定气候变化下有效的农业应对措施提供了理论基础.     

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。     

CMIP5RCP情景下汉江上游流域径流对气候变化的响应

以汉江上游流域为研究流域,建立SWAT分布式水文模型,以黄家港站1981—1990年月径流数据对模型进行校准和验证。采用CMIP5模式RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5情景下的输出数据集,利用率定好的SWAT模型模拟未来气候变化对研究流域径流的影响。结果表明,不同RCP情景下2021—2050年汉江上游流域平均气温、降水量、径流量较基准期都呈增加趋势,增幅从大到小依次为RCP8.5、RCP 4.5、RCP 2.6,并且降水量的增幅均大于径流量的增幅。3种情景下冬季降水量和径流量均呈增加趋势,且增幅较大;春季降水量和径流量均呈减少趋势,RCP 4.5和RCP 8.5情景下减幅较大;夏季和秋季降水量和径流量均呈增加趋势,RCP 8.5情景下增幅较大,RCP 2.6情景下增幅较小。     

开封市小麦产量与气候变化响应分析

建立数据库,在Excel软件的支持下,利用二阶多项式将农作物受灾和气象因子分离成社会量和物理量进行研究,用数理统计学和模糊数学分析了开封市气候变化趋势、光温水与小麦生产的关系。结果表明,开封市小麦生长期积温与小麦产量均呈上升趋势,二者呈明显的正相关;降水量与小麦产量均呈上升趋势,二者呈正相关关系;日照时数呈明显的下降趋势,二者呈明显的负相关。总之,气候变暖对小麦产量利大于弊,降水量上升不能满足小麦生长所需要的水分,日照时数下降对小麦的品质和产量有一定影响,但不起决定作用。     

冬春气候变化对开封小麦产量的影响分析

本文主要利用开封国家基本气象站1951-2010年的观测资料,简单分析了开封市50多年冬春两季的气候变化特征。分析结果表明:开封市春季气温呈波浪式平缓上升,冬季气温上升明显;开封市年平均降水量变化趋势不明显,冬春降水变化不明显,并将研究结果与开封市冬小麦的产量之间的关系进行了分析。     

气候变化对乌鲁木齐市冬小麦产量的影响

【目的】探讨乌鲁木齐市冬小麦不同生长发育阶段气温、降水量和日照时数等气候条件对冬小麦产量形成的影响,进而对近35a冬小麦生长季气候变化及其对冬小麦产量形成的利弊进行分析,以期为制订适应和应对气候变化、采取趋利避害的冬小麦生产管理和技术措施提供理论依据。【方法】利用1977-2011年新疆乌鲁木齐国家基本气象站逐日气温、降水量和日照时数资料以及乌鲁木齐市冬小麦产量资料,在对近35a冬小麦生长季平均气温、降水量、日照时数变化趋势和变化特征分析的基础上,使用积分回归和相关分析方法,对冬小麦不同生长发育时段气候条件对产量形成的影响程度进行分析,进而就近35a气候变化对冬小麦产量影响的利弊进行探讨。【结果】在全球变暖背景下,1977-2011年,乌鲁木齐市冬小麦生长季平均气温以0.606℃/10a的倾向率呈极显著上升趋势,降水量和日照时数分别以4.010mm/10a和29.289h/10a的倾向率呈不显著的增多趋势,但生长季内不同时段各气候要素的变化及其对冬小麦产量的影响差异较大。【结论】近35a乌鲁木齐市气候变化对冬小麦生产既有有利的方面,也有不利的影响,但总体来看弊大于利。气候变暖,尤其是春、夏季气温升高对小麦产量产生了较明显的不利影响,降水量略增对提高冬小麦产量有一定积极意义,而日照时数的变化对冬小麦产量无显著影响。     

CMIP3和CMIP5模式对北太平洋海平面气压变率主导模态的评估

利用20世纪再分析资料(1871～2010年),分析了北太平洋(135°E～100°W、10°～65°N)海平面气压变率的前2个主导模态的时空特征,并结合CMIP3和CMIP5耦合模式模拟的结果,对比评估了两代CMIP耦合模式对北太平洋海平面气压变率主导模态的模拟效果。结果表明,北太平洋海表面气压异常变化的第1模态呈现阿留申低压型的变化特征,变率最大的中心位于阿留申群岛附近,而第2模态表现为北太平洋涛动型的变化,北面中心位于阿留申群岛偏北地区,南面中心位于30°N的中太平洋地区,南北呈现反相变化;CMIP3多模式集合仅能模拟出北太平洋海表面气压异常变率的第1模态,模拟不出第2模态,而CMIP5多模式集合对北太平洋海表面气压变率的前2个主导模态均能够较好地模拟出来。对北太平洋海表面气压异常变率的主导模态而言,CMIP5多模式集合无论在空间型还是强度、时间序列的模拟均优于CMIP3多模式集合的结果。     

气候变化对中国冬小麦生产的影响

气候变化会对中国冬小麦生产带来深远的影响。CO_2浓度升高和气候变暖有利于冬小麦种植区向春麦区扩展,主要表现在辽宁、河北、陕西、内蒙古等种植边界的显著北移和青海、甘肃种植边界的显著西扩;CO_2浓度升高还会促进小麦根、茎、叶的生长,提高叶片光合速率和氮素的吸收与利用,有利于产量提高。但气候变化在中国还表现为太阳辐射的下降,冬小麦主产区黄淮海麦区和长江中下游麦区下降更为显著,试验研究表明,长期弱光小麦产量降幅可达6.4%～25.8%。温度升高对小麦产量的影响目前尚无明确定论;不同生育期降雨量变化对小麦产量的影响不同,生育前期降水量增加有利于小麦产量的提高,而后期则会导致一定的减产。然而,最值得关注和警惕的是高温与低温以及降水时空分布不均导致的干旱和渍水等极端气象灾害事件,随着全球气候变化发生频率显著增加,严重影响了小麦的生产,尤其是生育中后期的逆境将导致小麦结实粒、千粒重显著下降,造成产量锐减。此外,气候变化导致的病虫草害加剧不仅导致减产,还将显著增加生产成本,不利于小麦生产。     

河南省商丘市气候变化对玉米产量的影响

为探明气候变化对豫东玉米(Zea mays L.)产量的影响,以河南省商丘市为研究区域,根据1991～2010年河南省商丘市气候变化和玉米产量资料,利用数学统计与Thomthwaite memoriae模型,结合未来气候预测结果定量分析了气候变化对玉米产量的影响.结果表明,在全球气候变暖的背景下,玉米产量整体上呈波动上升趋势;主成分分析表明,气温、降水量与极端温度为影响玉米产量的主要气候因子,降水过多及低温对玉米生产不利.河南省商丘市“暖温型”气候有利于玉米生产力的提高,“冷干型”气候对玉米生产最为不利.     

气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式和产量的影响

【目的】全球气候正以变暖为主要特征发生显著变化,探究气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植制度的影响,为制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】通过气象站点观测值的加权平均和一元线性回归分析黄淮海各省市地区1992—2013年来的气候变化特征。利用农业气象站点多年长期观察的夏玉米-冬小麦物候数据,通过加权求平均,分析气候变暖背景下夏玉米-冬小麦的生育期和茬口推移情况。采用一元线性回归分析1992—2013年来黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量变化。同时利用非线性回归分析法和面板数据敏感性分析法分析气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量的影响。【结果】1992—2013年来,黄淮海地区温度整体呈现波动上升趋势,降水总量变化趋势不明显,但区域差异显著。在气候变化的背景下,黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式发生明显改变:冬小麦播种时间推迟,生育期存在缩短趋势,不同地区缩短2—5 d不等;夏玉米播种时间南部推迟而北部提前,收获时间总体呈现推迟趋势,整个黄淮海地区生育时长未发生明显变化。茬口时间因夏玉米-冬小麦生育期的推移呈现不同程度延长,造成了气候和土地资源的浪费。1992—2013年间黄淮海地区夏玉米-冬小麦单产呈显著上升趋势,多数省份达到显著水平。非线性敏感性分析表明,最低温度、最高温度和平均温度对夏玉米-冬小麦产量的影响基本表现为同时增产或同时减产的一致性。冬小麦产量受最低温度的影响最为显著,东南部的江苏省和山东省减产明显,而北部河北省和西部河南省表现为增产。温度升高除对河南省夏玉米有增产作用外,其他省份夏玉米产量均出现不同程度的降低,这可能与温度升高的幅度不同和降水的区域性差异有关。降水量对夏玉米-冬小麦产量影响存在地区差异。总体上气候变暖对周年单产影响表现为北部增产,而南部减产,因而选择适宜早播且生育期长的夏玉米品种对保障周年产量具有重要意义。【结论】气候变暖背景下,黄淮海地区冬小麦播种时间推迟,生育期缩短,夏玉米生育期北部延长而南部缩短,生育期的推移导致茬口时间延长,造成了气候资源和土地资源的浪费。1992—2013年间夏玉米-冬小麦周年产量显著提高。温度升高和降水增加对产量的影响存在区域差异,整个区域平均来看升温使夏玉米减产,冬小麦增产;降水增加有利于黄淮海北部地区夏玉米的产量形成,对南部地区夏玉米产量则存在不利影响,而对黄淮海大部分地区冬小麦的产量形成不利。     

气候变化对不同春小麦品种产量构成相关因素的影响

为进一步掌握近年来气候变化对东北春麦区小麦产量的影响,对4个不同类型春小麦品种连续6a产量、千粒重、穗粒数、容重及株高性状进行分析。结果表明:近年来气候变化主要体现在小麦生育期间降水分布不均,拔节期降水量对产量形成影响较大。同时气候的变化对穗粒数影响较大,可通过提高穗粒数才获得较高产量。     

Impacts of Climate Change on Rice Yield in China From 1961 to 2010 Based on Provincial Data

The impacts of climate change on rice yield in China from 1961 to 2010 were studied in this paper, based on the provincial data, in order to develop scientiifc countermeasures. The results indicated that increase of average temperature improved single cropping rice production on national level by up to 11%relative to the average over the study period, however, it resulted in an overall loss of double cropping rice by up to 1.9%. The decrease of diurnal temperature range （DTR） in the major producing regions caused the decrease by up to 3.0%for single cropping rice production and 2.0%for double cropping rice production. Moreover, the contribution of precipitation change reached about 6.2%for single cropping rice production, but no signiifcant effect for double cropping rice production in recent 50 years.     

江陵小麦生长的气象条件及小麦产量预测

分析研究了小麦生长的气象条件，得出了影响小麦生长的最关键因子：温度、降水和日照。并以此为线索寻找小麦产量预报因子，采用统计方法建立江陵小麦产量预报方程。     

Geographic Variation of Rice Yield Response to Past Climate Change in China

Previous studies demonstrated climate change had reduced rice yield in China, but the magnitude of the reduction and the spatial variations of the impact have remained in controversy to date. Based on a gridded daily weather dataset, we found there were obvious changes in temperatures, diurnal temperature range, and radiation during the rice-growing season from 1961 to 2010 in China. These changes resulted in a signiifcant decline of simulated national rice yield （simulated with CERES-Rice）, with a magnitude of 11.5%. However, changes in growing-season radiation and diurnal temperature range, not growing-season temperatures, contributed most to the simulated yield reduction, which conifrmed previous estimates by empirical studies. Yield responses to changes of the climatic variables varied across different rice production areas. In rice production areas with the mean growing-season temperature at 12-14＆#176;C and above 20＆#176;C, a 1＆#176;C growing-season warming decreased rice yield by roughly 4%. This decrease was partly attributed to increased heat stresses and shorter growth period under the warmer climate. In some rice areas of the southern China and the Yangtze River Basin where the rice growing-season temperature was greater than 20＆#176;C, decrease in the growing-season radiation partly interpreted the widespread yield decline of the simulation, suggesting the signiifcant negative contribution of recent global dimming on rice production in China＇s main rice areas. Whereas in the northern rice production areas with relatively low growing-season temperature, decrease of the diurnal temperature range was identiifed as the main climatic contributor for the decline of simulated rice yield, with larger decreasing magnitude under cooler areas.