石岛地区气候变化对农业生产的影响

利用石岛地区1981—2010年气温与降水观测资料,采用统计分析方法,对近30年石岛地区的气候变化特征及其对农业生产的影响进行分析。结果表明,近30年石岛地区年平均气温以0.205℃/10 a的速度上升,除秋季外,春、夏、冬各季平均气温均呈上升趋势;年降水量以33.4 mm/10 a的速度缓慢增加,春、夏、秋季降水量均呈缓慢上升趋势,冬季降水量呈缓慢减少趋势。气候变暖对农业生产有利有弊,灾害性天气和极端降水事件将有所增加,干旱和洪涝可能趋于增加,对农业生产影响较大。     

基于生态学意义可视指标的乡村景观情景可视化评价

获得情景的关键就是辨识和归纳未来变化的方式、途径和关键要素,进而有的放矢地进行情景模拟。目前,一些研究开始通过增减某些关键景观要素来进行乡村景观情景可视化模拟,但还较少将基于生态学意义的可视景观指标运用到模拟的条件之中。本研究将基于生态学意义的可视景观指标应用到乡村景观情景可视化评价的情景设计之中。通过复杂性、自然性、开阔性、一致性和记忆表象5个可视景观指标的专家预期和基于GIS环境的客观分析,确定出不同情景的设计标准,并根据此标准生成原始现状景观、生态保护景观、集约生产景观和旅游休闲景观4个设计情景。通过当地居民、周边利益相关者以及在校学生对4个情景中的乡村景观进行评价,探讨了不同利益相关者对景观情景偏好的选择差异及影响因素。结果表明:参与者对集约生产景观情景普遍不感兴趣;越靠近当地的利益相关者对旅游休闲景观情景的偏好越强、对生态保护景观情景的偏好越弱;人们通过情景得到的感性认识和他们经过理性思考后的选择往往有差异,对景观主观判断上的差异很大程度来自于他们的个人生活背景。基于生态学意义的可视景观指标而构建的情景可视化对反映乡村景观变化、增强相关者决策与设计参与具有重要作用。     

安溪县日照时数气候变化特征及对茶叶生产的影响

利用安溪国家一般气象观测站46年(1971-2016)的日照时数观测数据,对安溪县日照时数的年代变化、年际变化、季变化、月变化进行气候变化特征分析,并分析日照时数变化对当地农业生产的影响,结果表明:日照时数的年代分布以20世纪70年代为最多,90年代为最少;年际变化总体呈现减少趋势,年极大值出现在1971年,为2353.3h;四季均呈现减少趋势,其中以夏季减少最为明显;月分布中最多的是7月,最少的是2月和3月。针对其变化趋势及对茶叶生产的影响提出对策。     

华北夏谷区2001—2015年谷子育种变化

【目的】对华北夏谷区近15年谷子区域试验数据进行分析,探讨谷子育种变化趋势,为谷子品种改良提供参考。【方法】利用2001—2015年华北夏谷区参试品种的主要农艺性状数据,研究其变化规律;以通过鉴定的51个育成品种为材料进行分析,并与15年间华北地区谷子生长季6—9月份气候因素进行相关分析,梳理通过鉴定的51个品种的类型。【结果】2001—2015年华北夏谷区区域试验参试品种各农艺性状在年度间变异较大,随着年份的推移,产量、生育期、株高、穗长、单穗重和穗粒重持续增加,千粒重基本不变,公顷穗数略有下降。51个通过鉴定品种的整体变化趋势与所有参试品种的变化趋势基本一致。51个通过鉴定品种间产量、生育期、株高、穗长、千粒重和公顷穗数差异极显著,单穗重、穗粒重和出谷率差异不显著。华北夏谷区谷子生育期气候趋向于暖湿的变化趋势。通过鉴定的品种产量和生育期、单穗重、穗粒重呈极显著正相关,与最低温、降水量呈极显著负相关。最低温、最高温、降水量、生育期、穗粒重、出谷率决定谷子产量85.17%的变异。对产量贡献较大且为负效应的是最低温,为正效应的是最高温。近几年谷子育种水平有所提高,品种类型较丰富多样,抗除草剂品种和优质米类型逐渐增多,反映了轻简栽培和优质是目前的主要育种方向。但是以冀谷19、豫谷1、冀谷25等3个主干品种为亲本来源的品种数为26个,占杂交选育品种的57.8%,育成品种亲本范围相对较窄的问题越来越严重。【结论】2001—2015年华北夏谷区区域试验育成品种产量有所提高,品种类型较丰富多样,育种水平取得一定的进步。然而,造成产量显著差异的原因主要取决于气候因素,而且品种培育的亲本选择狭窄可能是育种突破的关键瓶颈。在今后的育种过程中,要从亲本创制和选择着手,丰富亲本类型;提高品种穗粒重和出谷率,以适应气候变化,提高夏谷产量。     

气候变化对荒漠区5种主要灌木植物物候的影响

物候常作为指示气候变化的一项可靠指标,基于物候资料分析气候变化对荒漠区5种灌木物候的影响,对阐明荒漠生态系统碳循环具有重要意义。因此,本研究采用一元线性回归法和相关分析法对阿拉善左旗荒漠区5种灌木30年来的物候及其对应的气象数据进行了分析,结果表明,1)1983-2012年研究区增温明显,气温平均增幅0.43℃·10a-1,降水量无显著变化,气候朝着暖干化方向发展;2)5种灌木春季物候均表现出提前的趋势,枯黄期则表现出显著的提前或不明显的推后趋势,生长季长度有所延长;3)3月均温、4月均温和10月均温对研究区5种灌木物候期影响显著,月降水量仅与白刺(Nitraria tangutorum)的春季物候期呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的相关关系。     

基于CA-MARKOV模型的江苏沿海土地利用变化情景分析

以江苏沿海为例,基于2000年、2005年、2010年TM影像解译数据,分析了江苏沿海土地利用类型的动态变化,结合转移矩阵和CA-Markov模型,设定了自然发展趋势、生态环境保护管理和城市规划与区域发展3种不同的情景进行模拟预测。结果表明:(1)2000—2010年耕地、草地、林地面积有所减少,其他面积有所增加,2005—2010年城乡居民用地增加1 341.45km~2,耕地减少1 147.65km~2,城镇化发展速度较快,建设用地占用大量生态用地。(2)自然发展趋势情景与生态保护情景相比,林地、草地的面积变化不大,仅城乡居民用地面积多出583.68km~2,说明该情景既保护生态环境也保证城乡发展;生态保护情景下城乡居民用地面积10年间仅增长684.78km~2,说明该情景下生态环境虽然得到保护,但也限制了该区域城镇化发展;城市规划与区域发展情景下城乡居民用地比2010年增加3 963.35km~2,而耕地、林地和草地面积大幅度减少,说明过分强调城市的发展,不仅会导致耕地面积大幅减小,威胁粮食安全,也会对当地的生态系统带来巨大的危害。通过对不同情景的模拟,可为区域土地规划、生态保护以及可持续发展提供决策依据。     

中国冬油菜产业氮肥减施增效潜力分析

【目的】在“化肥零增长”的背景下评估冬油菜氮肥减施潜力,为我国油菜产业高产高效的协同发展提供科学依据。【方法】本研究通过分析统计数据 (2005～2014年)、文献数据 (2000年至今) 以及油菜施肥 (2005～2015年) 和调查数据 (2009～2011年),定量研究了国内外油菜产量与氮肥偏生产力的差距,明确了我国冬油菜各主产省份氮肥推荐水平较农户水平的节氮空间,同时利用QUEFTS模型探讨了未来不同情景模式下我国冬油菜的节氮潜力。【结果】统计数据显示,近十年我国油菜产量接近于世界平均水平(1800 kg/hm2),冬油菜产量集中在1500～2100 kg/hm2,但远低于发达国家,且年均产量增幅较低。调查数据显示,国内农户水平施氮量普遍偏高,平均为188 kg/hm2,结合我国冬油菜种植面积 (6238×103 hm2) 和推荐水平施氮量 (平均162 kg/hm2),全国冬油菜氮素投入量可节省16.0×104 t,可节氮的主要省份为湖南、江苏、湖北、四川。其中,湖南、江苏节氮主要由于单位面积节氮空间较大,湖北和四川则因种植面积大而获得较大的节氮空间。分别以不施氮处理油菜吸氮 (N) 量 30、50、70 kg/hm2 (相当于油菜产量约为500、1000、1500 kg/hm2) 划分为低、中、高三个土壤供氮水平。在农户氮肥偏生产力水平 (PFP_N,10.9 kg/kg) 的基础上,设置推荐水平为情景Ⅰ,PFP_N依次增加5个单位分别为情景Ⅱ (国外一般水平)、情景Ⅲ (国外中等水平)、情景Ⅳ (国外较高水平),分析不同情景的冬油菜节氮潜力。结果显示,在低供氮条件下,当目标产量超过2500 kg/hm2时,至少达到情景Ⅱ (国外一般水平) 时才有节氮空间;而在中、高等供氮条件下,达到不同目标产量时均有一定的节氮空间。【结论】依据土壤基础供氮能力和油菜目标产量进行氮肥管理,并结合其他农艺管理措施,是实现油菜高产、氮肥减施增效的重要途径。     

全球河流输沙量分布格局及其影响因素

研究河流输沙量具有重要的理论和实践意义。近60年在气候变化和人类活动日益增强的背景下,全球众多河流输沙量都发生显著变化。基于全球河流输沙量数据库和区域河流输沙量研究成果,从全球尺度对全球河流输沙量现状、输沙量空间分布格局及其影响因素、输沙量变化及其影响因素3方面进行分析研究。结果表明:(1)全球河流年均总输沙量在2×10~(10) t左右,对全球主要36条河流输沙量数据分析表明大多数河流输沙量显著减少;(2)地质地貌条件是河流输沙量控制性因素,气象水文条件和人类活动对河流间输沙量差异的贡献大致相当;(3)对各气候带的代表性河流研究表明,相比较气候变化,全球河流输沙量变化主要受人类活动的影响。未来全球河流总输沙量会因人类活动尤其是大坝建设的影响而继续减少。     

种质创新、灌溉与玉米稳产研究——兼论中国玉米生产“靠天吃饭”的局面是否有所改观

气候变化背景下中国玉米稳产的农业适应性策略研究,对于确保粮食安全和优化农业资源配置具有重要的现实意义。本文以玉米为例,对中国农业生产是否"靠天吃饭"这个老话题给予了一种新的检验。通过2004-2014年玉米主产区12个省(自治区)166个地级市(区、盟、自治州)的统计数据,研究发现玉米种质创新和灌溉条件改善作为减缓气候变化不利影响的适应性策略对稳定玉米产量具有重要的促进作用,而干旱对玉米单位面积产量具有显著负向影响。基于玉米种质创新、灌溉条件和干旱指数的联合检验结果表明,2004-2014年中国玉米生产"靠天吃饭"的局面已有所改观。然而,支撑玉米有效应对干旱的灌溉手段是不断扩张的机井数量,这对于农业灌溉水资源短缺的华北和西北地区,过度开采地下水资源,将加重粮食生产的生态环境脆弱性和安全性风险。"十三五"时期,在平衡粮食生产和环境资源的双目标时,有必要缩减农业灌溉水资源负荷过重地区的粮食生产任务,并就这一问题给予相关的科研论证。     

秦岭不同年龄太白红杉径向生长对气候因子的响应

秦岭地区是我国最为典型的太白红杉温带针叶林分布区,也是受全球气候变化影响最为显著的地区之一。已有的研究已经显示树木的生理特征会随着树木年龄发生变化,这可能会造成与树木生长有关的气候信号随时间改变。为探索该区不同年龄太白红杉树木径向生长对气候变化的响应差异,本研究运用树木年轮气候学传统方法,研究了不同年龄太白红杉年表特征及其与气候因子的关系,以期揭示年龄因素对年表的潜在影响。结果表明:1)不同年龄太白红杉径向生长对气候因子的响应存在差异,老龄组太白红杉年表较中、低龄组年表对气候因子的响应更加敏感,更适合用于年轮气候学研究;2)响应函数分析表明,老龄组太白红杉年表对生长季早期和春季温度以及春季降水更加敏感,而幼龄组太白红杉年表与各月气候变量均未表现出显著相关关系。综上所述,太白红杉年轮宽度与气候变化的响应模式受年龄因素影响,高龄年轮年表对气候响应的敏感性更高,包含更多的气候信息。该研究结果为全球变暖背景下秦岭高山林线太白红杉林的合理经营管理及该区域气候重建提供了一定的基础数据。