西北干旱半干旱区春小麦生长对气候变暖响应的区域差异

对分别位于西北特干旱、干旱、半干旱3种主要气候类型区的敦煌、武威（1981—2005年）、定西3个农业气象观测站(1986—2005）年的气候变化对春小麦各个物候期及其产量的影响进行分析，结果显示：不同台站的气候变化模式在时间和空间上都不同，武威和定西的气温增加而降水量减少，气候均呈现暖干化趋势，但前者的变化量大于后者。所不同的是敦煌站的气温和降水量都呈增加趋势。相关分析结果，一方面显示了在不同的气候类型区，影响春小麦生长的主导因子不同，影响敦煌、武威、定西3站春小麦生长期天数和产量的主导气象因子分别为≥0℃积温、日均温、降水量。另一方面也显示了同一气象因子对不同地区作物的影响程度、强度和方向都不同，日均温的增加对不同地区春小麦生长期的负效应表现为武威＞敦煌＞定西；≥0℃积温对春小麦生长期和产量的正效应表现为敦煌＞定西，对武威春小麦的生长期有正影响，而对产量有负影响；降水量对半干旱雨养农业区定西春小麦生长期和产量的正影响最大且极为显著（P＜0.01）；日照时数对不同地区春小麦整个生长期和产量的正影响敦煌＞定西＞武威。气候变化最终导致敦煌站春小麦的产量以8.8 g/（m2·a）的速率显著增加，武威、定西受气候暖干化的影响，春小麦产量分别下降0.3 g/（m2·a）、5.5 g/（m2·a）。造成这些差异的主要原因可能是各地的气候条件不同，其次是各地的栽培条件、田间管理（如灌溉、施肥、病虫害防治）等非气象因子的不同所致，各地作物的生长及产量形成都是气象因子和非气象因子共同作用的结果。 [HT5H]关〓键〓词：[HT5K]区域差异；响应；气候变暖；春小麦  [HT5H]中图分类号：P463.2;S162.5〓〓〓文献标识码：A[HT5SS][HK]     

高寒针茅草原土壤湿度变化特征及与降水量和牧草产量的关系

利用青海省三江源区兴海县牧业气象站1999-2012年西北针茅牧草生长季的土壤湿度、降水量及牧草产量资料,分析了西北针茅牧草生长季不同生育期土壤相对湿度的变化特征,及与降水量和牧草产量的关系。结果表明：高寒草地西北针茅牧草生长季降水量随年际呈显著增加趋势。牧草返青和枯黄期间的降水量呈减少趋势,抽穗、开花和成熟期降水量均呈增加趋势,其中开花期间的降水量增加趋势极显著。牧草生长季土壤相对湿度随年际呈显著上升趋势,且与生长季降水量之间相关极显著。牧草开花、成熟、抽穗和枯黄期土壤相对湿度的增加趋势显著。牧草开花期土壤相对湿度与气温为显著正相关,抽穗期和全生育期的土壤相对湿度与气温负相关显著。抽穗期、开花期、成熟期和全生育期土壤相对湿度与降水量正相关显著。西北针茅牧草产量与枯黄期土壤相对湿度呈极显著的相关关系。     

甘肃省旱作区越冬作物对气候暖干化的响应及其原因研究

全球性的气候变暖极大地影响了农作物生长和农业种植结构,运用甘肃省冬小麦和冬油菜物候观测和统计年鉴资料,探讨气候变暖对越冬作物种植的影响.结果表明：冬小麦对气候变暖的响应主要表征为全生育期与越冬期的缩短,返青期与收获期提前;增温使越冬-起身、乳熟-成熟缩短,而使起身-拔节、孕穗-抽穗、开花-乳熟延长;冬油菜对气候变暖的响...     

全球气候增暖对甘肃农作物生长影响的研究进展

系统总结了甘肃省科技攻关重大项目“甘肃干旱生态环境对全球气候变暖的响应研究”等3个课题的主要成果和研究进展。在揭示甘肃省现代气候变化基本特征是冬暖夏干的基础上,比较系统地综述了越冬作物（冬小麦、冬油菜）、喜凉作物（春小麦、马铃薯、胡麻）和喜温作物（玉米、棉花、酿酒葡萄）等8种主要农作物的生长发育、适生种植区高度和种植面积、产量和品质等对现代气候变化的响应特征。现代气候变化对甘肃农作物生长的影响非常突出,已对农作物安全生产与农业可持续发展构成了严重威胁。其研究结果为建立现代农业发展模式,旱作农业生产机制,农作物安全生产提供科学的指导意见。     

露天煤矿草原区植被指数与气象水文要素关系

内蒙古东部草原区某露天煤矿在长期疏排水条件下造成地下水位持续下降，为研究矿区周边植被生长是否受地下水位下降的影响，采用归一化植被指数法（NDVI）分析了研究区2013—2019年植被盖度变化趋势，选择气温、降水量和地下水位埋深3个气象水文要素，基于联合熵理论计算NDVI与不同要素之间的互信息，得出植被生长的主要影响因素。研究结果表明:研究区植被盖度呈逐年好转趋势，植被指数由2013年的0.10逐渐增加至2019年的0.33，年均增长约为0.03；植被生长与当地气温和降水量关系密切，与地下水位埋深相关性弱；研究区气候变暖和稳定的降水量造成植被返青期提前和生长期延长；在矿区目前疏排水强度下引起的地下水位下降不会造成周边草原植被干枯死亡。研究成果丰富了内蒙古东部草原区植被生长与地下水关系的研究内容，为类似分析评价工作提供技术支撑。      

青藏高原典型高寒草甸植被生长发育对气候和冻土环境变化的响应

利用青藏高原河南县典型高寒草甸生态系统群落结构、地上生物量、发育期及其气候、冻土环境观测资料,系统研究了高寒草甸植被生长发育特征及其对气候变化和冻土退化的响应机理.研究表明：20世纪80年代后期以来,随年代进程高寒草甸植被出现了牧草返青初期无明显变化,而黄枯初期显著延迟,致使生长期延长,覆盖度总体下降,但自2004后开...     

中国庐山晚第四纪沉积地层同位素的环境 示踪及表层过程

通过对庐山(1997~2009)进行科学考察及深入研究,取得大校场沟口晚第四纪剖面地层的Rb Sr O稳定同位素的丰度检测数值,采用系统分析及综合研究将沉积地层划分为冰期—间冰期—冰缘期—冰后期的气候演化旋回：冰期阶段平均温度为-6.9℃,降水量约为550.1~1283.5mm;间冰期阶段平均温度约为8.0℃,降水量约为1650.2mm;冰缘期阶段平均温度约为0.5℃,降水量为1600.0mm,其惯性升温时年降水量可能为1650.2mm;冰后期阶段在其初期高温期年平均温度（温度负涨落现象未计算在内）为11.8℃,高温期年降水量约为1650.2mm;现代年平均温度为11.5℃,现代年降水量为1833.6mm。这是庐山地区首次在大校场沟口剖面获得的系统气候变化资料,可以为山地气候演化和区域响应与全球变化的分析提供新的科学信息。     

西北地区特色作物对气候变化响应及应对技术的研究进展

总结了白兰瓜、 大樱桃、 酿酒葡萄、 苹果、 桃、 当归、 党参、 黄芪、 甘草、 枸杞等10种特色作物的生长发育、 种植区域、 气象灾害、 生物量、 产量与品质等对现代气候暖干化的响应特征. 结果表明: 气候暖干化使多年生特色作物萌芽或返青提早, 生长发育速度提前加快; 瓜果类作物全生育期缩短, 根类作物全生育期延长; 使种植区的高度提高150 m左右, 向更高纬度扩展, 种植面积迅速扩大. 对旱作农业区的特色作物气候产量下降, 对灌溉农业区的影响较少, 有利于喜温凉特色作物气候产量增加, 对较耐旱的影响较轻, 对不够耐旱受到较大的影响.有利于提高瓜果类作物的品质, 尤其含糖量提高. 提出了建立特色作物种植基地或示范区, 实现农工商产业系列服务, 创建现代农业发展模式和管理新模式适应气候变化; 制定精细化综合农业自然资源区划, 合理调整种植结构; 根据未来气候预测和不同气候年型调整作物种植比例; 加强气象灾害监测、 评估、 预警与防御工作等4个方面的措施应对气候暖干化.     

亚洲高山区积雪物候时空动态及其对气候变化的响应

以亚洲高山区为研究区,在对2000—2020年逐日MODIS积雪产品进行去云处理的基础上提取了每一水文年的积雪日数（snow-covered days, SCD）、积雪开始日期（snow onset date, SOD）、积雪结束日期（snow end date, SED）和积雪持续日数（snow duration days, SDD）等积雪物候参数,并分析了积雪物候时空动态特征及其与气候变化的响应关系。结果表明：亚洲高山区积雪物候空间差异较大,并呈现出主要受海拔影响的垂直地带性分布规律。研究区SED主要集中在3—6月,在低海拔区SED出现在3月份及以前,而高海拔山区则推迟到6月份及以后;SOD主要集中在9—12月,高海拔山脉及高纬度地区的SOD出现较早,而低海拔区的SOD多出现在11月及以后。近20年,研究区SDD主要呈缩短趋势,在13.5%的区域呈显著缩短,而仅7.4%的区域为显著延长;SED主要呈提前趋势,在15.8%的区域显著提前,而仅8.8%的区域为显著推迟;SOD主要呈推迟趋势,在11.4%的区域表现为显著推迟,在8.2%的区域为显著提前。亚洲高山区积雪物候年际变化对气候变化的响应关系明显,积雪累积期气温是影响SOD年际变化的主导因子,而融雪期气温是影响SED年际变化的主导因子;气温的上升,导致了SOD的推迟、SED的提前和SDD的缩短。     

5种荒漠植物幼苗对模拟降水量变化的响应

以5种荒漠植物红砂、泡泡刺、花棒、白刺和沙拐枣为研究对象,根据当地生长季节内60 d的平均降水量最大为91.2 mm,平均约为50.7 mm,最小约为35.9 mm等基本情况,人工控制了4种降水量处理水平(29、58、88、117 mm)来模拟幼苗生长对生长季节内降水量变化的响应.结果表明,每种植物都以自己的生长策略表现出独特的对降水量变化的响应格局.红砂幼苗的生长高度和高度生长率随着降水量的增加而显著减小,但降水量变化对其生物量和生物量分配及相对含水量影响不显著;降水量显著影响了泡泡刺和白刺幼苗的生长高度、高度生长率、生物量及其分配和相对含水量,但二者在生物量及生物量分配和相对含水量方面的趋势存在差异.泡泡刺幼苗的生长高度、高度绝对生长率、生物量及其分配等都随着降水量的增加而呈抛物线趋势;白刺幼苗以萎蔫老叶、发出新芽的方式来适应干旱环境.降水量显著影响了花棒幼苗的绝对高度生长率、生物量干重、生物量分配和相对含水量,但对生长高度和相对高度生长率影响不明显;沙拐枣幼苗的相对高度生长率和生物量干重对降水量的响应不敏感,但从其幼苗的生长高度和绝对高度生长率来看,沙拐枣幼苗的存活需要较多的水分.花棒和沙拐枣在不同降水量处理下对地上、地下生物量的分配方式相反,但降水量偏少限制了二者的生长.红砂和白刺幼苗更适合于在适宜在降水量为29 mm的环境中生存,泡泡刺幼苗阶段适宜在降水量为58~88 mm的环境中生长,而花棒和沙拐枣在幼苗阶段的生长更偏向于降水量多于88 mm的条件.     

1960-2008年额尔古纳河流域气候变化特征

为分析我国中高纬度地区的额尔古纳流域典型湿地对气候变化的响应,利用额尔古纳河流域气象站和水文站1960-2008年近50a的气象资料,分析了流域年、四季平均气温、降水量、蒸发量变化特征.结果表明：额尔古纳河流域全年及4个季节平均气温变化总体趋势为波动中上升,进人20世纪80年代中期以后,气温上升趋势进一步增强,且上游各...     

青藏高原高寒草甸土壤水分运移机制

查明青藏高原高寒草甸区土壤水分运移机制,对正确理解土壤水分迁移过程、提高高寒草甸重建效率具有重要指导意义。通过开展土壤剖面负压、地温观测等原位试验,结合气象资料,对土壤剖面地温、含水率及总水头特征进行分析。结果表明,土壤的冻结期起始于10月,解冻期起始于4月;地温最高值出现在植物生长旺盛期8月,最低值出现在1月;1～3月土壤水分呈固态,6～10月土壤水分呈液态,处于稳定变化阶段,4～5月、11～12月土壤水分呈固液转化态,含水率变化幅度较大,处于过渡阶段。随着气温升高及降水量增加,6～8月水热同季有利于高寒草甸生长,属于高寒草甸主要生长阶段;春季土层由表及深土壤解冻,冻土层滞水性能保障了返青期春旱牧草生长的水分需求;深秋季节的由表及深的土壤冻结,深层土壤水分随水汽发生的表聚作用保障了牧草生长的水分需求,也是高原生态系统能够维持稳定的原因之一。     

四川省水稻气候干旱灾害风险研究

水稻生育时期内水分亏缺, 是形成水稻气候干旱的首要条件. 利用四川省1960-2010年159个气象站逐日降水量、日平均气温资料和水稻生育时期资料, 以降水距平百分率、相对湿润度指数作为干旱指标, 分析四川省水稻分蘖期、拔节孕穗期和抽穗扬花期不同气候干旱等级发生概率, 构建水稻气候干旱灾害风险模型, 评估四川省水稻分蘖期、拔节孕穗期和抽穗扬花期以及整个生育时期的气候干旱风险. 结果表明:四川省水稻拔节孕穗期和抽穗扬花期气候干旱风险较高, 降水距平百分率和相对湿润度指数的风险区划结果并不完全相同, 但分布趋势相近. 水稻整个生育时期, 四川盆地和东北部部分地区干旱风险较高, 川南地区干旱风险相对较小.     

地下水埋深对作物产量与水分利用效率的影响及作物系数变化

采用排水式蒸渗仪试验,研究不同地下水埋深对冬小麦和春玉米产量和水分利用效率的影响及其作物系数的变化,表明冬小麦和春玉米生育期的地下水位分别控制在1.5 m和1.0 m以下时产量和水分利用效率最为适宜,作物系数随地下水埋深的变化而变化,幅度可达到0.5～0.6,作物系数最大值处于1.2 m埋深处。研究结果可为地下水埋深较...     

作物生长季节降水量和农业地下水开采量对地下水变化影响研究——以河北晋州地区为例

晋州地区是典型的农业井灌区,通过对该地区农作物生长季节降水量-农业地下水开采量-地下水埋深之间互动变化特征及其机制研究发现,枯水年份,农业地下水开采量的大小与小麦、玉米生长季节的降水量变化密切相关;平水年份,小麦生长季节的降水量变化对农业地下水开采量影响占主导,其次为玉米生长季节的降水量变化;丰水年,农业地下水开采量仅与小麦生长季节的降水量变化之间具有明显相关性,与玉米生长季节的降水量变化相关性明显弱化。不同水文年降水量变化,在影响农业地下水开采量增减的同时,对地下水的入渗补给量呈现与开采量逆向变化,二者叠加影响地下水位动态变化。平水年份或丰水年份,小麦生长季节地下水埋深增大,玉米生长季节降水量一般能满足玉米需水量,地下水埋深减小。因此,充分利用作物生长季节降水量,对减少地下水开采和高产农业的稳定发展有重要意义。     

1951-2014年内蒙古地区气温、降水变化及其关系

内蒙古地域辽阔,气候复杂多变,研究气候因子变化对生态环境建设、水资源开发利用有一定借鉴意义。利用内蒙古地区及周边70个气象站点1951-2014年气温和降水资料,采用中心聚类、气候倾向率等方法,对气温、降水变化特征及其关系做了分析。结果表明：空间上平均、最低、最高气温年（季）变化均随纬度升高而降低,降水量与此趋势相反。各类气温年际变化均呈上升趋势,最低气温增温速率最快,西、中、东部气候倾向率分别达到0.427℃·（10a）^-1、0.442℃·（10a）^-1、0.395℃·（10a）^-1。各类气温在春、冬季增温明显,总体表明最低气温对气候变暖所做贡献最大。降水量年际波动较大,但总体趋势不明显。春季降水量呈缓慢增长趋势,其中中部增长速率最快[1.583 mm·（10a）^-1],夏季呈减少趋势。年降水量与年际各类气温均呈负相关,各分区年、季（除个别夏季）降水量与三类气温除个别阶段呈一致变化趋势外,其他年际呈反对称变化。气温不断升高,降水量的减少,使得研究区气候不断向暖干化趋势发展。     

粮食产量对气候变化驱动水资源变化的响应

水资源是支撑粮食生产的重要因素之一,气候变化驱动下的水资源变化及对粮食产量的影响是当前研究的国际前沿和热点问题。以汾河流域冬小麦和夏玉米2种主要粮食作物为研究对象,利用线性回归、人工神经网络、支持向量机、随机森林、径向基网络、极限学习机等6种机器学习算法构建粮食产量模拟模型,基于气候弹性系数法分析水资源量对气候变化响应关系,在流域尺度上研究粮食产量对气候变化驱动水资源变化的综合响应。结果表明:①机器学习算法能够较好地模拟汾河流域的冬小麦和夏玉米产量;②降水增加10%导致汾河流域水资源量增加19.4%,气温升高1℃导致水资源量减少4.3%;③当降水减少10%~30%时,冬小麦产量减少6.4%~19.3%,夏玉米产量减少4.0%~15.0%;④当气温升高0.5~3.0℃时,冬小麦产量预计增加1.8%~17.1%,夏玉米产量预计增加1.2%~7.9%;⑤汾河流域冬小麦产量对降水和气温变化的敏感性大于夏玉米。相关成果对于区域水资源管理和农业生产策略制定具有重要的科学意义和实用价值。     

黑龙江省土壤冻融期气象要素变化特征

黑龙江省春季土壤冻融剧烈,土壤湿度和温度受土壤冻融影响较大,利用黑龙江省64个气象观测站1961—2018年的逐日最高气温、最低气温、平均气温、降水量、地温资料及34个农气观测站人工观测的1981—2018年的土壤湿度资料,分析土壤冻结期间的气象要素变化,研究春季土壤冻融过程中湿度和温度的变化。结果表明：土壤冻结期从北向南缩短,且逐年缩短,冻结期平均气温从北向南升高,逐年上升,降水量西部少、东部和北部多,逐年增加;春季冻融次数平原少、山区多,逐年减少。春季融雪开始日期由北向南提前,并且呈现逐年提前的趋势,融雪期升温速率北部、东部低,中部、南部高;在春季冻融过程中,土壤湿度随着土壤深度的增加而增多,东部土壤湿度受土壤融冻影响最大;在整个冬季土壤冻结期间,北部、中部及东部土壤湿度是增加的,且随着土壤深度的增加,土壤湿度增加的越多,而西部土壤湿度是减少的,且随着土壤深度的增加,土壤湿度减少的越少;春季土壤冻融期间,0 cm平均地温全省平均在-17.3~22.1 ℃之间,南部与全省变化趋势基本一致,升温趋势明显,而北部升温速度明显慢于南部。