甘肃黄土高原不同海拔气候变化对马铃薯生育脆弱性的影响

利用黄土高原不同海拔高度马铃薯生长发育定位观测资料和对应平行气象观测资料,分析气候变化对马铃薯生长发育敏感性的影响,以及马铃薯生育脆弱性变化特征.结果表明,研究区域降水量年际变化呈下降趋势,降水量变化曲线线性拟合倾向率在马铃薯生长季5-10月绝对值最大,表现为高海拔区大于低海拔区的特征.气温年际变化呈上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率表现为高海拔区小于低海拔区的特征.作物生长季干燥指数呈显著上升趋势,干燥指数变化曲线线性拟合倾向率也表现为高海拔区小于低海拔区的特征,20世纪90年代后干燥指数明显上升,气候趋于暖干化.影响马铃薯生长发育的主导气象因子是气温,气候变暖,气温增高,导致马铃薯生育前期的营养生长阶段缩短,而生殖生长阶段延长,全生育期延长.块茎膨大期气温增高导致马铃薯生育脆弱性增加,马铃薯对气温变化的敏感性和气温增高导致马铃薯生育脆弱性均随海拔增高而降低.开花期降水减少导致马铃薯生长发育及产量形成的脆弱性增加,此时段以干旱为主的气象灾害频率的增加使马铃薯生育脆弱性增加,马铃薯对降水量变化的敏感性和降水量减少导致马铃薯生育脆弱性却随海拔增高而降低.     

气候变暖对晋北黄土高原半干旱区马铃薯适播期的影响

以气候变暖为主要特征的气候变化对马铃薯物候期、生长发育及产量都产生很大影响,研究马铃薯生长季热量资源和适播期变化特征,对调整品种布局和合理利用气候资源具有重要意义。利用1981—2016年晋北地区地面气象观测站和农业气象观测站资料,通过趋势分析和相关分析,研究晋北马铃薯气候资源变化特征及对马铃薯产量的影响;基于积温稳定性原理,建立气象产量预测模型,得出最高气象产量对应的适播期,并分析适播期的年代变化特征。结果表明,晋北马铃薯生长季气温以0.32℃·10a^-1速率呈升温趋势,≥5℃积温以47.0℃·d·10a^-1速率呈增加趋势。气候变暖背景下对晋北马铃薯产量影响显著的气候因子主要是出苗～分枝期的平均气温,全生育期的积温、日照时数、需水量,出苗～分枝期、花序形成～可收期及全生育期的最高气温≥30℃的日数。气温和日照基本为负效应,降水在营养生长期为负效应,生殖生长期为正效应。晋北马铃薯适播期随着气候变暖有提前的趋势,20世纪80年代适播期在5月上旬末至5月中旬,90年代适播期在5月上旬,21世纪最初10 a适播期在4月下旬至5月上旬初,2010年以...     

黄土高原农田土壤湿度演变及其与气候变化的响应关系

利用黄土高原及其周边区域91个气象站1961—2010年间年、月气象数据和4个农业气象观测站19 a(1981—1999年)的土壤湿度和20 a(1992—2011年)的土壤相对湿度资料,分析了该地区代表站点农田土壤湿度和主要气象要素的年、月变化以及土壤湿度对气候变化的响应。研究主要利用了线性趋势和相关分析等方法。结果表明:(1)黄土高原近50 a来的降水呈减少趋势,气温呈上升趋势。多年平均年降水量(气温)的地理分布特点是南多(高)北少(低),东多(高)西少(低),由东南向西北递减,受到海拔高度和地形的影响,半干旱区和半湿润区有整体南移的趋势。(2)不同年份气候、环境等条件变化使得西峰、长治、延安、绥德4个站点10~50 cm土壤湿度存在年际间差异。(3)土壤湿度与气温之间存在负反馈关系,与降水之间存在正反馈关系。温度和降水条件的变化是导致黄土高原土壤湿度变化的主要原因。(4)以西峰为例,分析了黄土高原地区水热变化对土壤湿度的影响。就表层土壤而言,各季土壤湿度与本季和前一季度乃至前一年气温均为负相关关系,与降水量呈正相关。就较深层土壤而言,土壤湿度与降水和气温的相关关系因季节而异。从月尺度上看,土壤湿度与气温普遍存在负相关关系,而与降水之间总体响应不明显,但在某些月份两者存在显著相关性。     

河北省冬小麦生长和产量对气候变化的响应

利用河北省1981-2007年冬小麦产量资料和冬麦区23个农业气象站点冬小麦全生育期观测资料、逐日气象资料,采用最小二乘法、相关分析、通径分析等方法,分析冬小麦生长发育和产量对气候变化的响应。结果表明:冬小麦冬前各生育期、北部麦区起身期、中南部抽穗－开花期平均气温下降,其他发育期平均气温升高;各发育期平均日照时数减少;降水总量冬前增加,冬后减少。冬小麦冬前生育期延后,冬后生育期提前;播种－分蘖期和抽穗－成熟期延长,其他发育期缩短,实际生长天数变化不大。不同生育期内气象要素对冬小麦发育进程和产量影响不同:气温是影响发育进程的主要气象因子,各发育期内均有较大影响;降水对返青后发育进程影响较大;日照主要影响灌浆成熟期。北部麦区气象产量主要受冬前分蘖期、越冬期、起身－拔节期的气温,开花－成熟期的气温和日照,拔节－抽穗期的降水量影响;中南部麦区气象产量主要受全生育期降水量(以返青－抽穗期最为突出)、开花－成熟期的气温和日照影响。     

全球气候变化下西安地区的响应

利用西安市56a的气温、降水量资料对其气候变化特征进行分析.得出:西安市56a来气温呈波动上升趋势,年平均气温的增温倾向率为0.296℃ /10a,大于同期全国年平均增温率(0.04℃/10a).从季节来看,冬季增温明显,特别是20世纪90年代以后是出现异常冬暖年的主要时期;西安市56a来降水量以6.752mm/10a...     

甘肃省春油菜生育及产量形成对气候变化的响应

利用甘肃省春油菜种植区甘肃民乐县1987—2006年、合作市1987—1999年油菜生育期、产量资料及光温水气象资料,分析了气候变化特征及与油菜生长发育、产量形成之间的相互关系。结果表明:气候变暖背景下,甘肃油菜产区气温呈升高趋势,气温倾向率在0.28~0.31℃·10a-1,河西民乐产区气温增幅大于甘南合作产区。降水基本稳定,两地增(民乐)、减(合作)幅较小。关键生育期——苔花期降水民乐呈减少趋势,合作呈增加趋势;气候变暖使油菜生育进程加快,民乐现蕾—开花、开花—绿熟间隔日数减少趋势明显,1997—2006年平均日数较1986—1996年分别减少13 d和4 d;单位气候要素变化导致气候产量敏感程度不一,民乐产区降水影响以正效应为主,水分不足是产量提高的主要限制因子,最大影响时段出现在苔花期。合作产区光温影响以正效应为主,光温条件不足是主要限制因子,其次是现蕾—开花期降水呈正效应。总体而言,气候变化对高寒阴湿区油菜产量增加和品质形成更为有利,不利于温带草原气候区油菜生产,温带草原气候区应积极采取抗旱保墒、播种期提前等应对措施。     

近45年来太原气候变化特征研究

利用山区代表站阳曲和平川代表站清徐1961~2005年气候观测资料,对太原市气候变化特征进行了详细分析。结果表明:(1)近45年来,太原山区和平川年降水量呈减少趋势,主要是因夏、秋季降水减少造成;太原年平均气温为明显上升趋势,年平均气温的升高主要是以冬、春季平均气温升高为主,其中平均最低气温均比平均最高气温上升显著,夜间增温明显;1986年、1993年分别为山区和平川年平均气温转折年份,山区冬季平均气温从1985/1986冬季后发生突变;随着气候变暖,太原干旱化在加剧。(2)山区的异常冷冬和暖冬年多于平川,严重少雨年偏少但降水量距平偏大,平川严重少雨年出现频繁但降水量距平偏小;近45年来太原气候经历了由异常到平稳再到异常的变化,而且平川尤为显著。     

陇中半干旱区集雨限灌对马铃薯干物质积累和产量的影响

研究了大田条件下集雨有限补偿灌溉对旱区马铃薯干物质积累分配和产量的影响。结果表明:进行有限补充灌溉对旱作马铃薯有显著的增产效果,其经济系数也得到相应提高,与对照(不灌水)相比,补灌处理产量增幅在3.91%~21.21%之间,苗期补灌45 mm与90 mm对马铃薯产量的补偿效应显著;补灌马铃薯干物质积累量与对照相比无显著差异,但花后干物质的分配运转,苗期补灌处理比对照移动量大,转换率高,有利于花后薯块营养物质的积累;薯块膨大期补灌45 mm和90 mm,在干物质积累和花后干物质转化方面均低于对照,增产效果也并不显著。     

黄土高原气候变化与植被恢复

对黄土高原100a来的气温、降水资料的分析表明,黄土高原气温持续升高,降水减少,气候较过去变得暖干;年降水平均减少了100mm左右,使得黄土高原气候带及植被带南移,生态与环境更加恶化。根据环境的变化,提出黄土高原植被恢复的对策是选择合适的树种、适当减少人工林种植密度;配合一定的工程措施,增加雨水的蓄积和入渗;加强生态环境保护法规建设,强化行政管理措施;加强生态环境保护教育,强化生态意识。     

黄土高原的气候生态环境、气候变化与农业气候生产潜力

分析了黄土高原的气候生态环境特征，计算了近40a黄土高原的光温和气候生产潜力，并根据未来气候变化的可能情景，计算和分析了未来50a该地区光温和气候生产潜力的可能变化。结果表明，在未来50a，除东南部外，其它各区总的来说无论是小麦的光温生产潜力还是气候生产潜力均有所增加，而且光温生产潜力增加的幅度大于气候生产潜力的增加幅度。     

平凉黄土高原沟壑区最高最低气温对气候变暖的响应

利用平凉黄土高原沟壑区7站1959-2008年平均最高、最低气温资料,采用线性倾向估计法和累积距平法,分析了最高、最低气温和日较差的长期变化趋势,对气候变化过程有了进一步的认识,用Mann-Kendall法对气候突变进行了检测。结果显示:平均最高、最低气温呈上升趋势,与全球和全国变暖趋势一致,气温日较差与全国减小趋势相反;气候的变化过程分三个阶段,20世纪70年代以前为气候偏冷期,80年代开始转暖,90年代明显变暖;最高、最低气温分别在1999年和1994年发生变暖突变。     

黄土高原气候响应全球变化的敏感区

收集黄土高原区域近40 a各主要气候要素变化资料并利用Petitt方法计算变点,滑动t检验气候变点或转折点,以分析判断黄土高原对全球气候变化响应的敏感性及敏感区域。结果表明:黄土高原降水、气温、土壤干旱、气候生产力等气候要素对全球气候变化响应的敏感区主要集中在高原中部附近,敏感区要素变化以2~4 a的年际振荡为主。     

黄土高原地区冬、春小麦对气候变化的适应度评价

以整个黄土高原地区为研究区域,建立作物的气候变化适应度模型,通过数理统计和地理空间分析方法,分析了自1960—2011年来,区域冬、春小麦对水分、温度、光照的适应度时空变化特征,并进行了适应度分区。结果表明：区域冬小麦全生育期的综合适应度达到了较强适应水平,有减小趋势;除返青—拔节期在中度适应水平外,其他生育期均为较强适应水平。春小麦全生育期的综合适应达到较强适应水平,有升高趋势;灌浆—成熟期最大,达到了较强适应水平;播种—出苗期最小,只达到中度适应水平。区域综合适应度由西北向东南呈增加趋势且与水分适应度分布的相关性最大,与温度适应度的相关性相对较小,与日照适应度的空间分布呈负相关;其倾向率在西部、西北和东北地区呈增加趋势;在南部和东南部呈减少趋势。冬小麦在返青—拔节期,春小麦在播种—出苗期需要加强人工管理,以增强其适应度;且气候变化对北部的春麦种植较为有利,而对南部的冬麦种植不利。     

黄土高原秋季降水年际和年代际气候变化特征

根据黄土高原地区分布较为均匀的39个气象观测站(1961~2000年)及西峰国家基准气候站(1938~2003年)秋季降水序列资料,应用NCEP/NCAR(1968~2003年)500 hPa高度距平场再分析资料,利用区域性各年代距平场和西峰各年代逐年累积秋季降水距平百分率分析得出:黄土高原20世纪60(90)年代秋季降水全区域偏多(偏少),70(80)年代除北部偏多外中南部转为略少(均略少);秋季降水持续阶段性转折变化特征突出,存在5个转折变化年份和6个相对持续阶段,继20世纪90年代持续偏少阶段之后,从2001年开始转入一个相对偏多阶段,有利于冬小麦生产;秋季降水的大气环流背景为:偏少(多)年份,极地冷空气影响势力弱(强),新疆高压脊强(弱),特别是偏多年份新疆低压槽活跃。     

Streamflow responses to climate change and LUCC in a semi-arid watershed of Chinese Loess Plateau

Climate change and Land Use/Cover Change(LUCC) have been identified as two primary factors affecting watershed hydrological regime. This study analyzed the trends of streamflow, precipitation, air temperature and potential evapotranspiration(PET) from 1962 to 2008 in the Jihe watershed in northwestern Loess Plateau of China using the Mann-Kendall test. The streamflow responses to climate change and LUCC were quantified independently by the elasticity method. The results show that the streamflow presented a dramatic decline with a turning point occurred in 1971, while the precipitation and PET did not change significantly. The results also show that the temperature rose markedly especially since 1990 s with an approximate increase of 1.74°C over the entire research period(1962–2008). Using land use transition matrix, we found that slope cropland was significantly converted to terrace between 1970 s and 1990 s and that forest cover increased relatively significantly because of the Grain for Green Project after 2000. The streamflow reduction was predominantly caused by LUCC and its contribution reached up to 90.2%, while the contribution of climate change to streamflow decline was only 9.8%. Although the analytical results between the elasticity method and linear regression model were not satisfactorily consistent, they both indicated that LUCC(human activity) was the major factor causing streamflow decline in the Jihe watershed from 1962 to 2008.     

黄土高原气候与气候生产力对全球气候变化的响应

应用黄土高原7省51个代表性气象站1961～2000年主要气象要素观测资料,采用EOF和其他数理统计方法研究了黄土高原气候与气候生产力对全球气候变化的响应,结果表明：中国黄土高原年和各季节的平均气温均呈明显的上升趋势,增温速度大于全国同期增温速度;年降水量和作物生长季节降水量均呈下降的趋势;气候生产力呈递减趋势;未来“暖湿型”气候对作物生产最有利,平均增产幅度为5．9％,而“冷湿型”气候对作物生产最不利,平均减产幅度为6．3％。     

黄土高原东部近45年气温变化研究

利用山西省68个站的年平均气温资料,运用累积距平、聚类分析等统计学方法,研究了近45年来黄土高原东部山西省的气温变化。结果表明:最高气温出现在1999年,次高年出现在1998年,最低出现在1984年,这三年的气温距平均超过了两倍标准差的异常标准;80年代和70年代相比气温还略有降低;仅从距平我们很难较为准确地分析出气温的冷暖时段,而采用累积距平方法则清楚地显示出1986年和1996年是该地区近45年气温出现转折的关键两年,以此为界将这一地区45年的气温变化划分为三个时段;由于1987-1996年10年气温演变的差别,导致了三类不同演变的站点,突出的是南部的大部分站点从90年代中期开始才进入暖期,北部升温高于南部。     

中国黄土高原月降水对全球变化的响应

利用40年月降水资料,采用EOF和小波分析方法,分析了黄土高原月降水变化特征。结果表明:月降水的全区一致性程度高;月降水演变中,各月的增加速度不同,月降水增加速度在-12.1~6.3 mm/10 a之间;月降水区域响应存在明显减少、明显增加和不明显3种类型。降水明显减少类型中,在1985年发生突变,减少趋势加剧;趋势不明显的类型中,振荡周期相对简单清晰,2~4年振荡周期显著;降水明显增加类型中,在1978/1977年存在阶段点(界点),降水明显趋于增多。另外,月降水与海温和副热带高压间存在一定的联系。