全球气候变暖对中国种植制度可能影响 Ⅰ.气候变暖对中国种植制度北界和粮食产量可能影响的分析

 【目的】在全球气候变化背景下,中国气温自20世纪80年代明显升高已成为共识,这一变化对中国农业生产尤其是对种植制度的影响越来越受到中国政府和专家学者的重视。为了回答这一问题,笔者以1981年为时间节点,把从20世纪50年代至今分为2个时间段,分析和比较后一时段气候变暖对全国种植制度北界、冬小麦种植北界、双季稻种植北界、雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界的可能影响,以及由于种植北界的空间位移对作物产量可能的影响。【方法】依据全国种植制度气候区划指标、冬小麦和双季稻种植北界指标以及雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界的降水量指标,采用公认的农业气候指标计算方法,使用ArcGIS分别绘出1950s—1980年、1981—2007年2个时段全国种植制度北界图,以及冬小麦种植北界图、双季稻种植北界图、雨养冬小麦-夏玉米稳产的种植北界图。【结果】（1）与1950s—1980年相比,1981—2007年一年二熟制种植北界,空间位移变化最大的区域在陕西省、山西省、河北省、北京和辽宁省。一年三熟制种植北界,空间位移变化最大的区域为湖南省、湖北省、安徽省、江苏省和浙江省。在不考虑品种变化、社会经济等方面因素的前提下,这些区域由一年一熟变成一年二熟,主体种植模式的粮食单产平均可增加54%—106%,由一年二熟变成一年三熟,主体种植模式的粮食单产平均可增加27%—58%。（2）与1950s—1980年相比,1981—2007年辽宁省、河北省、山西省、陕西省、内蒙古、宁夏、甘肃省和青海省冬小麦的种植北界不同程度北移西扩。以河北省为例,冬小麦种植北界的北移,可使界限变化区域由春小麦改种冬小麦,单产平均增加约25%。（3）浙江省、安徽省、湖北省和湖南省双季稻的种植北界向北移动,单从热量资源的角度出发,可使其粮食单产不同程度增加。（4）雨养冬小麦-夏玉米稳产的种植北界大部分区域向东南方向移动,这是由于近年来该区降水量减少造成的。【结论】在过去的50年中,由于气候变暖造成了全国种植制度界限不同程度北移、冬小麦和双季稻种植北界北移,熟制的变化可能使种植制度界限变化区域的粮食单产增加。然而降水量的减少造成了雨养冬小麦-夏玉米稳产北界向东南方向移动。     

全球气候变化对中国种植制度可能影响分析Ⅲ.中国北方地区气候资源变化特征及其对种植制度界限的可能影响

【目的】在全球气候变化背景下,分析中国北方地区的热量和降水资源变化特征,以及北方地区农业气候资源和种植制度界限变动情况。【方法】基于中国北方地区14个省(市、自治区)308个气象台站地面观测资料,综合分析热量和降水资源的年际和空间变化趋势。结合中国种植制度气候区划指标,分析从1950s—1980年和1981—2007年种植北界的空间位移情况。在种植制度北界变化敏感地带选择典型站点,运用作物生产潜力逐级订正法计算由一年一熟春玉米、春小麦及冬小麦种植模式改变为一年两熟冬小麦-夏玉米种植模式导致的作物生产潜力变化。【结果】(1)中国北方地区气温普遍升高,≥0℃积温带北移西扩,温度上升的累积效应十分明显,≥0℃积温为每10年升高65.5℃。年降水量呈带状分布,由东南向西北减少,全区年降水量呈减小的趋势,年降水量每10年变化-90—23mm,平均为每10年减少10.6mm。(2)在热量和降水共同影响下,北部中高原半干旱凉温作物一熟区(Ⅱ)面积减少,东北西北低高原半干旱温凉作物一熟区(Ⅲ)在东北地区面积增加,而在西北和华北地区面积减少,东北平原丘陵半湿润温凉作物一熟区(Ⅳ)面积增加,黄淮海水浇地二熟旱地二熟一熟区(Ⅵ)向北移动,总体而言北方地区东北部种植界限空间位移显著,而西南部变化不明显。(3)在种植制度北界变动的敏感地带,作物生产潜力明显改变:在东北平原丘陵半湿润温凉作物一熟区变化为一年二熟区,作物生产潜力增加1979kg.hm-2,相当于单位面积土地周年产量增加15.3%;在东北西北低高原半干旱温凉作物一熟区改变为一年二熟区,作物生产潜力增加7912kg.hm-2,相当于单位面积土地周年产量增加155.2%;在东北西北低高原半干旱温凉作物一熟区春小麦种植改变为春玉米,作物生产潜力增加2873kg.hm-2,相当于单位面积土地周年产量增加51.7%。【结论】全球气候变化背景下,研究区域内≥0℃积温增加,年降水量呈减少的趋势,种植界限敏感区域种植北界明显北移西扩,种植界限变化敏感区域内因种植模式改变带来单位土地面积周年作物产量增加。     

气候变化背景下华北平原夏玉米适宜播期分析

【目的】随人口增加、饮食结构变化和能源需求的增加,中国粮食安全问题日益严峻,在耕地资源有限的背景下,高产稳产仍是保证粮食安全的主要途径。华北平原是我国夏玉米主产区,明确气候变化背景下该区域夏玉米的适宜播期,对于稳定和提升该地区夏玉米单产,保障我国粮食安全具有重要意义。【方法】依据夏玉米生长季积温和降水将华北夏玉米区分为8个气候亚区,在每个气候亚区内基于1981—2015年气候资料、农业气象观测站夏玉米种植资料和土壤资料,对农业生产系统模型(APSIM-Maize)进行调参验证,选用决定系数(R~2)、D指标、均方根误差(RMSE)和归一化均方根误差(NRMSE)等指标来评价模型调参验证结果。在此基础上设置不同播期,利用调参验证后模型模拟各气候亚区不同播期夏玉米产量,采用高稳系数并综合考虑下茬作物冬小麦的播期,明确各气候亚区冬小麦-夏玉米两熟系统下充分灌溉和雨养条件夏玉米适宜播期,并分析与实际播期相比适宜播期下的夏玉米增产幅度。【结果】(1)模型适应性评价指标中决定系数(R~2)均在0.75以上,D指标均在0.80以上,归一化均方根误差(NRMSE)均在7%以下,表明调参后的APSIM-Maize模型在华北平原夏玉米生育期和产量模拟方面具有较好的模拟效果,可用于华北平原夏玉米生育期和产量模拟研究。(2)充分灌溉条件下,第一气候亚区夏玉米推荐适宜播期主要在6月下旬,第二气候亚区到第七气候亚区,主要在6月中下旬,第八气候亚区主要在6月中上旬。雨养条件下,第一气候亚区主要在6月下旬和7月上旬,第二、三A、四、五、六气候亚区主要在6月中下旬,第三B、七气候亚区适宜播期范围较广,6月均可播种,第八气候亚区在6月上中旬。(3)在充分灌溉和雨养条件下,与实际播期相比,适宜播期在各气候亚区的增产幅度为第一气候亚区到第五气候亚区增产幅度最大,平均在4%—10%;第六气候亚区到第七气候亚区次之,平均在2%—5%;第八气候亚区增产幅度最小,平均在3%以下。【结论】华北平原夏玉米适宜播期随着纬度的升高而提前。充分灌溉和雨养条件下,随着年代的推移,夏玉米适宜播期呈现推迟趋势,自20世纪80年代到21世纪00年代,每10年推迟3 d左右。第一和第二气候亚区雨养条件下的适宜播期晚于充分灌溉条件下适宜播期,其他气候亚区无显著差异。与实际播期相比,各气候亚区适宜播期下产量有2%—10%的提升,但雨养和充分灌溉条件下增产幅度没有明显差异,增产幅度由南到北呈现减小的趋势,第一到第五气候亚区,增产幅度较其他气候亚区大。     

作物产量差研究进展

随着人口的增加以及生活水平的提高,人们对粮食的需求不断增加,因此增加粮食产量、确保粮食安全仍是未来永恒不变的课题。近年来随着育秧、覆膜等技术的应用,灌溉、施肥技术措施的提高以及作物品种的更替和技术的进步等使得农作物产量呈现增加的趋势。即便如此,作物实际产量与其潜在产量间仍然存在较大差距,而这种现象广泛存在于世界各国的农业生产中。文章在阐述产量差内涵的基础上,对目前国内外产量差的研究方法及主要研究进展等方面进行了综述,并对未来产量差的研究做了展望,以期为进一步开展产量差研究提供科学参考。产量差概念发展至今,虽然众多学者都对其做了不同的定义及阐述,但总体而言,作物的最大产量水平为潜在产量,实际产量与潜在产量之间的产量差为该作物的总产量差。造成作物产量差的原因主要包括不可能应用到田间的技术和环境因子、生物因素（品种、病虫害等）和经济因素（投入产出比）、政策、文化水平及传统观念等。为了进一步解析作物产量差,前人根据研究目的的不同,划分了不同等级的产量差。目前国内外产量差的研究方法主要有试验调查统计分析法和作物模拟模型法。前者概念简单,可操作性强,但是要求足够的试验数据,试验费用大,周期长;后者可以设置更多的情景和处理,但难以精确定量实际生产中的所有管理措施。因此,在实际进行产量差研究中,可综合利用统计方法、作物模拟模型及遥感方法,充分发挥各种方法的优势。世界各地主要作物产量差的研究结果显示,发达国家因栽培管理水平相对较高,作物产量提升空间较小。虽然各地学者对当地不同作物产量差进行了详细的研究,为提升该地区产量、缩小作物产量差提供了科学依据和参考。然而,由于产量估算方法不同,使得研究结果之间差异较大,可比性差。同时因数据和方法的限制,大多集中在解析农业生产过程中的气候、土壤、品种、栽培管理措施等因素对产量的限制程度,而往往忽略了在产量形成过程中农民意愿、政策和经济等因素的影响。总之,未来的产量差研究重点应包括准确计算各区域主要作物产量潜力上限,明确针对不同产量差计算方法,综合考虑气候、土壤、品种和栽培技术以及社会经济因素,解析产量差限制程度。     

德江县双低优质油菜丰产栽培技术

双低优质油菜既是人民日常生活中食用营养油 ,也是生产高级润滑油和医药、肥料、饲料等工农业的重要优质原料。随着人们生活水平的不断提高 ,食油已从食用动物油转向植物油 ,又从食用植物油到双低优质油。推广种植优质油菜 ,改进和提高油菜籽内在品质 ,是适应人民生活水平不断提高的要求和国际市场的需求。德江县自 1996年示范推广优质油菜以来 ,面积逐年扩大 ,总产稳步增长。1996年推广优质油菜 0 .14万ｈｍ2 ,1999年推广面积达到 0 .4 7万ｈｍ2 ,单产 10 7.5～ 112 .4ｋｇ/ 6 6 7ｍ2 ,一般比前几Ｆ年作为我县的当家品种秦油二号增15～ 2 5…     

滞绿剂和践踏对马尼拉草坪冬季保绿能力的影响

在践踏和非践踏条件下,研究了滞绿剂对马尼拉结缕草秋冬枯黄的调控效应。结果显示:滞绿剂处理能显著延缓马尼拉结缕草的枯黄进程,保绿效果随着滞绿剂剂量的增加而增大;与对照相比,滞绿剂处理显著增加了草坪密度、单茎绿叶数、单茎鲜重和叶绿素含量,降低了枯叶率和叶片电导率;对照区践踏显著降低了草坪高度、密度和单茎绿叶数,加速了草坪的枯黄进程;1000和200 g/hm²滞绿剂处理可以逆转践踏的负面作用,草坪密度、单茎绿叶数和叶绿素含量显著高于非践踏处理,而枯叶率和叶片电导率则显著低于非践踏处理,表明高、中剂量的滞绿剂处理增加了结缕草的耐践踏能力。     

高粱对丝黑穗病3号小种抗性遗传初探

由于高粱丝黑穗病菌(Sphacelothecayeiliana Clinton)小种的分化,使原来抗丝黑穗病的亲本系或杂交组合变成不抗或高感。高粱丝黑穗病每年都有发生,但因年份、茬口不同,发病率也不一样。70年代我国普遍推广以 Tx3197A 配制的杂交种,由于 Tx3197A 对丝黑穗1号小种免疫,使其有效地控制了丝黑穗病的为害,这是运用寄主抗性防治丝黑穗病的有效措施。后来因为丝黑穗病菌小种的分化,产生了2号生理小种,抗性寄主变为感性寄主,Tx3197A 系统的杂交种也由抗病变为感病或高感。80年代初辽宁省农科院开始用对丝黑穗病2号小种为免疫寄主的 Tx622A 系统不育系组配杂交种,头4年抗病的 Tx622A 系统杂交种种植约392万亩,起到了防治丝黑穗病的作用,     

新疆杏的气候生态适应性及花期霜冻气候风险区划

新疆杏产区的光、热、水、土等条件都能很好地满足杏生长、发育的需求,从萌芽到果实成熟期只需≥10℃积温2500℃·d,杏树就能正常开花结果。杏树开花、幼果形成期间的低温霜冻对杏的产量和经济效益有很大影响。天山以北冬季寒冷,杏树越冬保证率低,限制了其发展。用自然灾害风险分析原理,以霜冻灾损率为区划指标,把新疆杏产区划分为4个花期霜冻灾害气候风险区,分析了各区的霜冻发生频率和冻害程度以及发展杏产业的利弊条件。     

重庆三峡库区农业气候变化的研究

对重庆三峡库区 1961～ 2 0 0 0年气候周期性和非周期性变化研究分析发现 ,各种气温、日照均具有 2 0年的主要周期 ,库区东部气温非周期性变化平均增加 2 .0℃ ,东部降水量平均减少 181.5mm ,较中、西部变化显著。建立了GM (1,1)灰色系统模型 ,对未来 10年库区各段农业气候生态变化进行预测 ,库区东部和西部生长季气温将升高 0 .5～ 1.0℃ ,中部则略有下降 ,东部日照将增加 2 0 0h左右 ,中、西部将减少 0～ 2 0 0h ,降水量中部将减少2 0 0mm左右 ,东、西部将增加 10 0～ 50 0mm。并提出适应策略