气候变化对北方冬麦区冬小麦生育期的影响

利用北方冬麦区18个农业气象观测站1983-2005年气象资料和冬小麦生育期观测资料,采用统计分析方法,分析了该区域气象因素和冬小麦生育期变化特征,以及气候变化对生育期的影响。结果表明：1983-2005年,北方冬麦区降水量、日照时数和日较差的变化趋势不明显;而气温呈明显增加,以冬春季增加最为明显,最低气温的增幅较大;从总体上看,冬小麦播种期和返青期的变化趋势不明显,抽穗期和成熟期分别以0.46d/a和0.27d/a的趋势显著提前;在空间分布上,播种期和返青期的变化趋势差异不显著,而抽穗期和成熟期差异显著,特别是抽穗期表现出随纬度增加提前趋势变小的特点。相关分析表明：冬小麦关键生育期均表现为与日照时数和日较差呈显著正相关;与气温均呈显著负相关;除成熟期与5月降水总量相关性不显著外,其余均表现出显著负相关;从整体上看,最低气温升高是北方冬麦区冬小麦生育期提前的主要原因。北方冬麦区以气候变暖为主要特征的气候变化特征较为明显,其对冬小麦生育期的影响较为显著,研究结果可为北方冬麦区的农作物生产积极应对气候变化提供参考依据。     

气候暖干化对半干旱区马铃薯水分利用效率的影响

基于1988~2013年黄土高原半干旱区马铃薯栽培定位试验,结合试验区域气象站1957~2013年气候要素观测资料,开展气候暖干化对黄土高原半干旱区马铃薯水分利用效率的影响研究。结果表明,1957~2013年试验区降水量呈下降趋势,气候倾向率为-10.219 mm(10a)~(-1);20世纪60年代降水量偏多,90年代降水量最少,降水量减少最多的季节为秋季。气温呈显著上升趋势,气候倾向率为0.228℃(10a)~(-1),20世纪80年代之后气温明显上升。试验区马铃薯水分利用效率呈显著下降趋势,气候倾向率为-25.602 kg hm~(-2)mm-1(10a)~(-1)。马铃薯水分利用率与6月上、中旬气温、7月上旬气温、8月下旬气温呈显著负相关,气温增高导致产量下降,水分利用效率降低。水分利用率与6月上旬降水量和9月中旬日照时数呈显著正相关。气候暖干对马铃薯发育和产量形成的负效应增加,马铃薯产量形成的不确定性因素也呈增加趋势。     

黑龙江省积温时空变化及积温带的重新划分

根据黑龙江省1981-2012年78个气象站点的逐日平均气温资料,运用5日滑动平均法计算≥10℃积温,并对其进行Kiring空间插值分析,研究气候变暖后黑龙江省≥10℃积温的时空变化,选取80％保证率计算黑龙江省各地区积温并对全省积温带进行重新划分.结果表明：（1）黑龙江省1981-2012年年平均气温为3.18℃,呈显著上升趋势（P＜0.05）,气候倾向率为0.21℃/10a;（2）时间分布上,20世纪80年代以来,黑龙江省≥10℃积温呈增加趋势,线性拟合增长率为83.95℃·d/10a（P ＜0.05）,1981-2012年积温均值为2645.39℃·d;（3）空间上,黑龙江省≥10℃积温年代际变化呈显著增加趋势,各积温带北移东扩现象显著;1981-2012年全省大部地区80％保证率下≥10℃积温高于2300℃·d,各积温带大致向北移、东扩了一个积温带.研究结果对黑龙江省农作物的种植区划具有指导作用.     

基于相对湿润度指数的云南干旱气候变化特征

基于云南15个代表站1961-2010年气候资料,使用相对湿润度（M）指数和Morlet小波变换方法分析云南干旱气候的时空变化规律和特征.结果表明：雨季M指数主要反映降水对干旱的影响,干季M指数对气温、日照等共同引发的蒸散量变化有相应的响应.云南气候干湿年际波动大、年代际变化明显;雨季M指数主要表现为10～ 16a、6～8a和2～4a的周期性变化,干季M指数的变化周期以8a和4～6a为主;雨季M指数的地区性差别比干季大.云南的严重干旱均为上年雨季（或其末期）M指数偏小、随后的干季M指数典型偏低和当年雨季开始偏晚相叠加的结果.在全球变暖背景下,云南雨季有气候变干的趋势,干季大多区域呈干旱略加强趋势.近年云南多数区域M指数的主要变化周期相继进入谷值期,并与降水偏少同步出现,导致严重干旱发生频率加大.研究结果对云南干旱预测、评估及其风险管理和应用决策具有指导性和实用性.     

1961-2001年间陕西冬小麦种植北界北移的热量资源分析与评价

气候变暖使农作物种植北界发生了不同程度的北移。为研究冬小麦在陕北地区种植的适宜性, 本文选取了该地区榆林、绥德、横山、吴起和延安5个站点1961-2001年间40年的逐日温度数据进行整理分析, 研究该地区冬前积温、越冬期负积温、1月平均温度、生育期≥0 ℃积温和年极端最低温度等指标及变化情况, 通过热量指标评价陕西省冬小麦北移的可行性。结果表明, 陕北地区冬小麦越冬期负积温、1月平均温和生育期≥0 ℃积温都呈显著升高趋势, 其中, 越冬期负积温每10年升高36.2~71.7 ℃·d, 1月平均温度每10年升高0.32~0.61 ℃, 生育期≥0 ℃积温每10年升高44.1~88.7 ℃·d。此外, 年极端最低温也表现出升高趋势, 但不显著。而冬前积温在延安和吴起两站点分别以20.3 ℃·d·10a^-1和16.1 ℃·d·10a^-1的速率显著升高, 但榆林和绥德两站则有所下降。整体而言, 到2001年, 延安站各项气温指标都能满足北移冬小麦需要, 热量资源不会成为该地冬小麦北移的障碍; 吴起和绥德1月份平均温度偏低, 北移存在一定风险; 而榆林和横山因越冬期负积温和1月平均温度过低而存在较大风险, 不适合北移冬小麦的种植。     

烤烟铅镉含量及其与环境的关系

在我国南北主产烟区的7省11县采用统一栽培模式,研究了烤烟Pb、Cd含量及其与环境的关系。结果表明,在烤烟各器官中,Pb含量大于Cd;并且含Pb量为根系>叶片>茎≈烟杈(烟花);含Cd量为叶片>茎≈烟杈(烟花)>根。烟叶Pb、Cd含量为下部叶>中部叶>上部叶。在烟株生长发育过程中,烟叶Pb、Cd含量逐渐降低,累积量呈“S”形曲线增加,积累速率呈单峰曲线变化。就地域而言,南方烟叶的Pb、Cd含量高于北方。此外,烟叶Pb、Cd含量的变异系数较大,说明环境条件影响烟叶中的Pb、Cd含量。在气象因素中,烟叶Pb、Cd含量与日照时数呈显著负相关,与降雨量(或相对湿度)呈显著正相关。在烤烟生育期内,南方日照时间短、雨量丰富、相对湿度较大,这些气象因素可能导致南方烟叶Pb、Cd含量高于北方。在土壤因素中,烟叶Pb、Cd含量与土壤交换性Pb、Cd,有机质和有效P含量呈正相关,与土壤pH值呈负相关。因此,在烤烟栽培过程中,选择Pb、Cd含量低的土壤,适量施用石灰,避免大量施用有机肥和重金属污染的P肥可能是降低烟叶过量积累Pb、Cd的有效措施。     

施肥方式对冬小麦季紫色土N2O排放特征的影响

利用紫色土养分循环长期定位施肥试验平台,通过静态箱-气相色谱法,于2012年11月至2013年5月,研究了单施氮肥(N)、猪厩肥(OM)、常规氮磷钾肥(NPK)、猪厩肥配施氮磷钾肥(OMNPK)、秸秆还田配施氮磷钾肥(CRNPK)及对照不施肥(NF)6种施肥方式下,紫色土冬小麦季土壤N2O的排放特征。结果表明,在相同施氮水平[130 kg(N)·hm-2]下,施肥方式对N2O排放量有显著影响(P0.05)。N、OM、NPK、OMNPK和CRNPK处理下,土壤N2O排放量[kg(N)·hm-2]分别为0.38、0.36、0.29、0.33和0.19,N2O排放系数分别为0.25%、0.23%、0.18%、0.21%和0.10%。NF的土壤N2O排放量为0.06 kg(N)·hm-2。土壤无机氮含量(NO3--N和NH4+-N)是N2O排放的主要影响因子,降雨能有效激发N2O排放。基于小麦产量评价不同施肥方式下的N2O排放,结果表明,N、OM、NPK、OMNPK和CRNPK单位小麦产量N2O的GWP值[yield-scaled GWP,kg(CO2 eq)·t-1]分别为132.57、45.70、49.07、48.92和26.41。CRNPK的小麦产量与6种施肥方式中获得最大产量的OM间没有显著差异,但显著高于其他处理。而且,CRNPK的yield-scaled GWP比紫色土地区冬小麦种植中常规施肥方式(NPK)显著减少46%,并显著低于其他4种施肥方式。可见,秸秆还田配施氮磷钾肥在保证小麦产量的同时,能有效减少因施肥引发的N2O排放,可作为紫色土地区推荐的最佳施肥措施。     

地理信息系统与数学模型集成技术在福建甘蔗气候适生地评价中的应用

利用福建省气象要素观测数据与土地利用现状资料,探讨GIS与数学模型集成技术在福建甘蔗气候适生地评价中的应用。结果表明,2次方趋势面分析结合1、2、5、7、6次方反距离权重插值模型可分别适用于研究区年降雨量、≥20℃年活动积温、年日照时数、无霜期、年极端低温多年均值的气象因子空间数据库的准确推算,其验证气象站点观测值与上述模型推算值之间的差异均未达到显著水平,t值仅分别为0.780,0.006,0.308,0.120,0.878。借助地理信息系统与数学模型可实现福建省甘蔗气候适生地定位与定量的评价,研究区甘蔗气候适宜用地面积为119.09万hm2,占全省耕地总面积的86.85%,其中最适宜用地面积、适宜面积、次适宜面积分别占甘蔗气候适宜用地面积的23.54%、39.73%、36.73%。     

气候波动对海伦市粮食产量影响的风险分析

粮食生产具有不确定性特征,气候波动是影响粮食产量年际变化的主要因素之一。本研究采用风险分析方法,基于海伦市22个乡镇1978～2007年大豆和玉米产量的统计资料,以相对气象产量作为农作物受气候波动影响程度的指标,采用非参数信息扩散方法中正态扩散模型,对各乡镇大豆和玉米产量不同减产程度出现的概率进行了计算,进而获得各乡镇大豆、玉米单产受气候波动影响的风险度。在此基础上,基于海伦市气象站逐日降雨量和气温资料,按照气候干燥度将所有年份分为偏干旱年份、正常年份和偏湿润年份,分别计算不同水热耦合年份下各乡镇粮食产量受气候波动影响的风险程度。结果表明,大豆和玉米极端减产年出现的概率高于极端高产年;北部大豆减产风险小于南部,玉米在总体上呈现出和大豆减产概率空间分布相反的趋势;在不同水热耦合年份中,海伦市旱田农作物生产风险具有空间差异性,其中大豆生产风险空间分布与河网相关性较玉米高。     

云南玉溪植烟区气候——土壤因子聚类分析

采用系统聚类分析对植烟区6个气象要素进行聚类分析,根据各类型的指标特征及气候特点可看出,以玉溪江川县为代表的第1生态区气候达一级相似的有美国的北卡州、中国的许昌市、郑州市。相似距离在0.37～0.45之间,相似程度最高,相互引种容易成功。主成分分析表明,玉溪市植烟区的烤烟品质与土壤中的碱解氮含量、有效钾含量、pH值、有效磷含量关系最大。通过对玉溪市各(区)县土壤样品共1369个进行聚类分析,结果表明:可把这些样品分成5个类群。它们的共同特征是土壤为中性至弱酸性,仅9.50%的为低肥力区,其余为中等肥力至高肥力区,富含速效钾但全钾含量普遍偏低。与1992年相比,植烟土壤的盐碱化(pH8.0)提高较大,占20.89%,适宜种烟的土壤(pH5.5～6.5)比例明显降低,降低了11.94个百分点。植烟土壤速效N、P、K养分明显提高。养分含量平均提高了13.24个百分点。