作物生产模拟及其对2030年气候变化的响应(二)

4 未来技术条件下模拟气候对作物的影响4.l 对产量的出响不考虑调整或适应,伴随未来技术,对作物施加模拟气候将会引起产量下降.旱地暖季作物受影响最为严重:玉米减产28%,大豆减产25%,高梁减产21%.在灌溉条件下,玉米减产将缓和到9%,高梁减产则缓和到10%、模拟气候对小麦和紫苜蓿的影响较轻:旱地小麦和紫苜首蓿仅减产7%,灌溉小麦的产量基本不变.     

对大气环境CO2增加后农业的展望

根据试验研究，对大气中ＣＯ２浓度显著增加以后作物光合作用、增温影响、水分胁迫、矿物营养物吸收、作物中碳水化合物含量、杂草与虫害等未来农业问题做了较全面讨论。     

气候变化对东北地区作物生产潜力影响的研究

利用作物生长动态统计方法,计算和分析了5～9月气温和降水变化对东北地区水稻、玉米、大豆3种主要作物生产潜力的影响,建立了各站气温、降水与作物生产潜力的关系式,并用来评估气温和降水变化对当年作物产量的影响,还讨论了未来气候变化对东北地区作物生产潜力的可能影响。     

两种气候变化情景下中国未来的粮食供给

全球温室气体排放导致的全球温度的上升一直是国际社会关注的重点问题之一。利用IPCC（政府间气候变化专门委员会）SRES（排放情景特别报告）的A2（中-高）和B2（中-低）温室气体排放情景，结合区域气候模式PRECIS和CERES作物模型模拟和分析了未来不同的温室气体排放情景下，中国未来2020年、2050年和2080年各个时段粮食的供需情景，并结合未来社会经济的发展分析了气候变化对未来粮食供求的影响，探讨了不同的气候变化程度对未来中国粮食供应的影响。结果表明：如果不考虑CO2的肥效作用，未来我国三种主要粮食作物（小麦、水稻和玉米）均以减产为主，灌溉可以部分地减少减产幅度，如果单考虑CO2的肥效作用，三种作物的产量变化以增产为主。若保持959／6的粮食自给率，人口按照SRESA2和B2情景增长，到2030年的技术进步可使粮食年单产递增0．79／6以上，维持目前的种植比例和种植面积，B2情景下，气候变化对我国的粮食安全问题将不会构成威胁，而A2情景下，气候变化将会对我国可持续发展的粮食安全造成威胁。     

青海省农业干旱的土壤水分指标及预测方法研究

本文在对青海省农业区土壤水分资源分析研究后,依据０－５０ｃｍ土层土壤水分变化规律,分析了土壤水分变化对春小麦需水的影响,揭示了土壤水分变化与作物干旱的关系,确定了不同时段,土壤水分亏缺对作物生育影响的干旱指标,建立了土壤水分的干旱指标。同时建立了土壤水分的预测方程,可用来预测未来土壤水分变化、评估未来某时段干旱状况。     

大豆产量预报的生长动态模式

研究天气对产量的影响,并在此基础上进行作物产量预报,这是目前使用较多的方法。实际上,农业气象产量预报并不是完整的农业产量预报,因为农作物产量不仅与环境条件有关,还与品种、肥料、农业技术措施有关。因此,只分析外界条件和产量的关系,往往造成与实际有较大的差异。作物生长动态模式是根据作物实际生长状况,如采用干物质累积量、有效分蘖数、穗数、粒数等惰性因子,并考虑未来将出现的天气条件,     

进入21世纪的中国农业气象研究

文中简要回顾了中国农业气象的发展历程,并将现代农业气象研究划分为3个阶段:20世纪50—60年代初创起步阶段、70—80年代恢复发展阶段及90年代以后的快速发展阶段。从作物资源利用、农业气候资源与区划研究、作物产量预报和遥感估产技术、农业气象灾害研究、气候变化对农业与生态影响研究等方面重点介绍了现代农业气象科研工作的主要研究成果和进展;从未来气候变化带来的问题、农业生产和可持续发展需求、农业气象科研中存在的薄弱环节等方面,提出了气候变化影响下农业气象灾害防灾减灾技术研究、气候资源高效利用技术研究、有关国家粮食安全关键技术研究、农业气象现代化观测技术研究、作物生态系统模拟与定量化评估技术研究、设施与特色农业气象及现代生物技术的环境调控技术研究、农业气象基础理论研究等方面农业气象未来的重点研究领域和发展方向。     

农作物长势遥感监测业务化应用与研究进展

农作物长势监测可为田间管理提供及时的决策支持信息和早期估产提供依据。为了更好地研究作物生长过程中不同遥感监测作物长势方法的适用性,从多光谱遥感数据、高光谱遥感数据和微波遥感数据的应用及遥感监测指标与模型模拟方面综述了国内外农作物长势遥感监测研究及业务化应用的最新进展,指出了未来拟重点加强的研究任务,包括高时空分辨率和高光谱分辨率遥感数据的业务化技术、多遥感反演参数协同监测作物长势技术研发、基于遥感信息与作物过程模型的集合预报技术研究、全球尺度作物长势监测业务运行系统研发。     

气候变化对玉米产量影响的动态统计评价模式及其应用

气候变化对作物产量影响的评价模式近年来已有许多成果，一般都是采用作物生育期内主要气候要素与作物产量的共变统计关系建立回归模式。该类模式突出了作物生育期内主要气候要素的变化在关键时段的影响，对探索气候变化对作物产量的定量影响规律有一定作用。但是，由于模式只突出了关键时段的影响，而对整个作物生育期内气候变化随时间的连续性影响缺乏认识，所以使气候影响评价工作不能在作物生长过程中进行及时连续的跟踪服务。     

太阳紫外辐射的变化及其对作物的影响

针对臭氧减少导致太阳紫外辐射增加这一气候变化,探讨了未来紫外辐射增哟的时空分布规律;并对此崖产 能对作物造成的影响进行了试验和分析。结果表明,太阳紫外辐射加强可危及作物的生育等,但在干旱条件下,这些影响可能被消弱。     

中国七大地区“气候变化—作物产量—经济影响”综合评价

农业作为响应气候变化最敏感的领域之一,未来作物产量可能受到深刻影响。量化气候变化冲击作物产量导致的最终经济影响,需要综合"气候变化—作物产量—经济影响"开展链式研究。文中采用系统回顾和Meta回归分析方法整合了55篇文献的667项研究结果,推导出我国七大地区主要作物(水稻、玉米、小麦)产量与地区内未来温度和降水变化的定量关系,并将其作为农业部门的损失量代入改进的多区域投入产出模型,量化七大地区内与地区间遭受的经济波及影响(ERE)。结果显示:(1)气候变化对我国作物产量的影响主要体现在温度升高上,每升温1℃减产2.6%～12.7%,东北和西北地区作物受升温影响最显著;(2)气候变化导致的作物减产将对经济产生更严重的波及影响,GDP因作物减产每下降1%将额外产生17.8%的波及影响;(3)21世纪末,若不考虑CO_2肥效作用,作物减产导致的ERE将占GDP的-0.1%～13.6%(负值表示收益),最悲观情况下ERE与当前我国农业总产值相当(2012年为基准年);(4)不同地区受ERE影响程度的差异较大,因各区之间产业结构、贸易联系及经济发展程度存在差异,西南地区遭受本区及来自其他地区的ERE比华东地区高2.8～8.5倍。     

中国七大地区“气候变化—作物产量—经济影响”综合评价

农业作为响应气候变化最敏感的领域之一,未来作物产量可能受到深刻影响。量化气候变化冲击作物产量导致的最终经济影响,需要综合“气候变化—作物产量—经济影响”开展链式研究。文中采用系统回顾和Meta回归分析方法整合了55篇文献的667项研究结果,推导出我国七大地区主要作物（水稻、玉米、小麦）产量与地区内未来温度和降水变化的定量关系,并将其作为农业部门的损失量代入改进的多区域投入产出模型,量化七大地区内与地区间遭受的经济波及影响（ERE)。结果显示：(1)气候变化对我国作物产量的影响主要体现在温度升高上,每升温1℃减产2.6%~12.7%,东北和西北地区作物受升温影响最显著;(2) 气候变化导致的作物减产将对经济产生更严重的波及影响,GDP因作物减产每下降1%将额外产生17.8%的波及影响;(3) 21世纪末,若不考虑CO₂肥效作用,作物减产导致的ERE将占GDP的-0.1%~13.6%（负值表示收益),最悲观情况下ERE与当前我国农业总产值相当（2012年为基准年);(4)不同地区受ERE影响程度的差异较大,因各区之间产业结构、贸易联系及经济发展程度存在差异,西南地区遭受本区及来自其他地区的ERE比华东地区高2.8~8.5倍。     

气候变化对小麦生产影响的数值模型研究

在未来气候变化对作物影响的研究基础上,分析未来不同气候情景对南京地区小麦生长发育、产量形成的影响,并考虑了紫外辐射变化的影响。采用数值模拟方法具体估算了温度升高、降水变化、ＣＯ２ 浓度上升及紫外辐射增强对南京地区小麦产量的影响。计算结果表明：未来ＣＯ２ 增加可提高小麦产量,气温升高、降水变化及紫外辐射增强均使得小麦产量有所降低。     

第五讲 农作物发育期预报

农作物发育期预报,是关于作物未来某个发育期出现日期的作物气象预报。它是在分析这一发育时期的发育速度与其主要影响因子,特别是气象因子关系的基础上,根据作物当前的发育状况和未来的主要影响条件编制出来的。 一、编制农作物发育期预报的意义 农作物主要发育期预报,是目前广大气象台站普遍开展的一种农业气象预报,是为农业服务的一种有效形式之一。它的重要性主要表现在以下两个方面:     

国外作物模型区域应用研究进展

文章针对目前作物模拟模型从单点和田间尺度应用于更大区域尺度的问题，介绍了诸如模型数据标准化，模块化建模，作物模型和天气发生器结合，作物模拟和地理信息系统结合，作物模型与遥感技术结合，区域升尺度连接，基于Web的建模等作物模型区域化应用中技术问题及当前作物模型区域应用的研究进展。     

水分影响作物发育进程的研究

不分是影响作和发育进程的重要因子，作者在田间试验的基础上，研究了不同阶段干旱处理对作物发育进程的影响，这对于指导田间灌溉，节约水资源，调节作物发育进程，提高作物产量及品质有重要意义。     

气象灾害与作物种植

利用历年气象资料和作物观测资料，分析了驻马店各季的气象条件和气象灾害对作物生长的影响，提出了现有作物种植的弊端，分析了改进作物种植方法的必要性和紧迫性，并提出了改进措施。     

利用随机天气模式及多种插值方法生成逐日气候变化情景的研究

针对目前大气环流模式在用于气候变化影响评估研究中时间分辨率较低的局恨性, 以及气候情景的要求和气候变化影响研究的需要, 结合GCM的模拟试验结果, 利用随机天气模式WGEN生成了中国东北地区未来气候变化的逐日情景, 其中包含了可能的气候变率信息, 可与作物动力模式等气候影响模式嵌套, 研究作物生长发育及其产量的可能变化, 及气候变率变化的可能影响等.     

农作物主要生长参数自动观测技术综述

农作物生长参数是描述作物生长和评价环境条件（包括农业气象灾害）对作物生长影响的重要数据,也是预测产量、指导农田管理的重要依据。介绍作物覆盖度、发育期、株高等主要生长参数国内外自动观测技术的研究进展及应用,探讨相关技术的原理、方法、可行性及局限性。分析表明：利用CCD图像传感器实时获取作物图像,采用计算机视觉及图像处理技术能更精准、快速、直观、动态获得作物覆盖度、发育期、形态、叶面颜色等实况特征,还可作为卫星遥感大面积作物长势地面验证及更进一步开展作物病虫害、作物营养供给情况自动监测的基础,具有广阔的推广前景。     

国家级现代农业气象业务技术进展

农业气象业务技术是开展农业气象服务的基础和前提,因此,农业气象业务技术的研发一直是国家级农业气象业务服务的核心工作。近年来,国家级农业气象业务技术已逐步迈向精细化、定量化,涵盖了农业气象监测评价、作物产量预报、农业气象灾害监测评估与影响预报、农用天气预报、农林病虫害发生发展气象等级预报等诸多领域。随着农业气象业务技术的发展,支撑农业气象服务的客观产品更加丰富和多样化,既有站点产品,又有格点产品,涵盖了日、周、月、季、年等不同时间尺度。以农业气象指标、数理统计模型、作物生长模拟、卫星遥感、地理信息系统、大数据等技术为核心的国家级农业气象业务平台（CAgMSS）已成为全国农业气象业务系统的重要品牌。面向现代农业发展对气象服务日益增长的需求,精细化、精准化的农业气象灾害监测与风险评估技术、作物长势评估与产量预报综合集成技术、农业应对气候变化技术以及农业气象大数据挖掘与人工智能技术将是未来国家级农业气象业务技术发展的重点。