气候变暖对甘肃种植业结构和农作物生长的影响

采用对农作物生长有指标意义的≥10℃积温和<0℃负积温与农作物适宜种植面积、生长发育速度及产量进行对比统计分析研究,得出气候变暖对农作物种植结构发生了较大改变,冬小麦西伸北扩,棉花面积迅速扩大,多熟制向北和高海拔地区推移。农作物生长发育速度发生了明显变化,春播作物提早播种,喜热和喜温作物生育期延长,越冬作物推迟播种,生育期缩短。喜热作物棉花气候产量明显增加。     

气候变化对东北地区玉米生产的影响

利用气象观测数据、玉米产量及面积资料,分析了东北地区气候变化事实及对玉米生产的影响。研究表明:1971年以来,东北地区≥10℃积温增加了262.8℃,≥10℃积温带(以2700℃为例)平原区向北推进了约200～300km左右,向东扩展50～150km。1991年开始玉米生长季(4～9月)降水量持续减少,年平均水分亏缺量达391.5mm,湿润区缩小,有变干趋势。初霜日推后7～9天,无霜期延长了14～21天,霜冻灾害几率降低。20世纪90年代后,玉米延迟型冷害进入低发期。随着热量资源的增加,玉米可种植区范围不断扩大,种植北界北移东扩,玉米适播起始时间提前。玉米总产、播种面积增加趋势分别为967万t/10a、72万hm2/10a。未来40年东北地区玉米产量以减产为主,与过去30年(1961～1990年)相比平均减产9.5%左右。调整玉米种植布局和品种搭配,依靠水利工程和推广旱作农业技术,选种耐旱、抗病、抗逆性强的玉米品种,是实现东北玉米生产可持续发展的主要措施。     

石羊河流域≥10 ℃积温时空变化特征

利用1960—2017年石羊河流域5个气象站逐日平均气温资料，采用滑动平均方法，确定了≥10 ℃积温的界限；通过运用多元线性回归、均方差 (σ)、线性趋势系数、累计距平和信噪比等方法，分析了石羊河流域≥10 ℃积温的时空变化特征。结果表明：石羊河流域≥10 ℃积温具有明显地域特征，≥10 ℃积温的均值和极值均为荒漠区高于绿洲平原区，绿洲平原区高于山区，≥10 ℃积温的空间分布与所受天气系统以及经、纬度和海拔高度的关系非常密切。≥10 ℃积温正常年份最多，概率超过65%，依次向两端迅速递减。年、年代≥10 ℃积温呈显著升高趋势。≥10 ℃积温主要在5～9月，7月为高峰值。≥10 ℃积温气候突变全流域、民勤和天祝在1996年，永昌、凉州和古浪在1997年。石羊河流域≥10 ℃积温升高使喜凉作物种植面积缩小，生育期缩短，不利于高产的形成；而使喜温作物种植面积扩大，生育期延长，有利于高产和高品质的形成。本研究将对现代农业结构规划、农作物品种调整以及农业的定量化评估具有重要意义。     

气候变化对祁连山北坡农林牧业结构的影响与对策研究

揭示了气候持续变暖是祁连山北坡现代气候变化的基本特征。1986年是气候发生明显转折的年份,1987—2003年的平均气温比1961—1986年升高0.8℃,≥0℃积温和≥10℃积温增加142℃和131℃,呈线性上升趋势;降水量平均增加7.5 mm,呈曲线缓慢增多趋势。由于气候变暖,使农作物适生种植区和作物种植上限高度不同程度的提高,其中喜热棉花、喜温玉米和喜凉甘蓝型油菜分别提高100 m左右、150 m左右和200 m左右,种植面积迅速扩大,呈直线上升趋势。依据农业气候生态资源垂直分布特征和15种主要作物气候生态适生种植区以及农林牧业结构布局特点,采用气候生态相似原理,将祁连山北坡大体分为5个农林牧业气候生态区,建议性提出各区农林牧业结构的比重以及夏粮、秋粮、经济作物和饲草的种植比例,并阐明了各区未来主要发展方向。     

美国中东部温带稳定≥10℃积温

应用修订的康拉德公式计算美国中东部温带地区日均温稳定≥10℃积温,并同我国相应纬度地区作了对比。这一对比揭示出我国东部温带并非世界同纬度地带夏半年热量资源最丰富。     

云南省农业生长季热量资源的时空特征

云南省是中国典型的湿润型雨养农业区，农业发展受热量资源变化影响显著。然而，当前对湿润型雨养农业区热量资源的研究较为缺乏，尤其是对区域内不同海拔梯度下各界限温度的积温研究仍有待深入。本研究基于云南省27个气象站近50年逐日气象数据，采用气候倾向率、小波分析以及Mann-Kendall检验等研究方法，分析了云南省不同海拔地区生长季≥0℃、≥10℃及≥20℃积温的时空特征，并探讨了各积温的周期演变特征与气候变化的响应。结果表明：(1)近50年，云南省不同海拔地区的各类积温均表现出稳定增加的趋势，峰值都出现在近5年，谷值出现在20世纪70年代中期。(2)除滇中城市群区域内呈现出显著性增温现象之外，不同海拔地区的各类积温呈现出高海拔地区增温趋势高于低海拔地区的特征。(3)在海拔因素、城市热岛效应和气候变暖的协同影响下，云南省气温增长多发生在≥10℃的天数上，≥20℃积温在不同海拔地区的空间分布差异性极大，增温趋势显著大于0℃积温和10℃积温。(4)不同海拔地区各类积温都存在15～25 a和40～50 a两个变化周期，且各类积温基本在20世纪90年代出现突变点，即各类积温在近20 a的增温趋势得到...     

气候变化背景下秦岭气候分界线的变化

 依据秦岭南北地区80个站点1980-2009年气象数据,主要应用空间分析方法对半干旱与湿润区、暖温带与亚热带界限的位置变动特征进行了分析。结果表明：（1）近30 a来,秦岭南北地区的气候干燥度呈明显的纬向分布,由北向南湿度依次增加,其线性趋势除商洛东北部,和西安中部地区呈增加变湿的趋势外,其余部分呈减少趋势;≥10 ℃积温天数呈纬向分布,由北向南依次增加,其线性趋势均为增加趋势,空间分布特征呈同心分布;（2）半干旱与湿润界限在20世纪80年代位置最北,在90年代最南,21世纪前10 a次之;暖温带与亚热带界限在20世纪80年代的位置最南、 90年代略有北移,且在21世纪前10 a位置最北;（3）秦岭南北地区的半干旱与湿润、暖温带与亚热带界限最大波动分别为1.2、0.5 个纬度,且两者30 a平均位置均在34 °N附近;（4）秦岭南北地区近30 a气候暖干化趋势明显,该区的半干旱与湿润区、暖温带与亚热带界限的北移可能会对该地区的种植制度产生较大影响。     

西藏高原农业界限温度的变化特征

根据西藏1971～2000年≥0℃、10℃界限温度资料,建立了小网格推算模式,应用GIS推算出500m×500m网格点上的农业界限温度值,分析了界限温度的空间分布特征、趋势变化、年代际变化和气候异常。结果表明:界限温度持续日数及积温总的分布趋势自东南向西北减小,并随着海拔高度的升高、纬度的增大而减小。过去30年,西藏大部分站点≥0℃表现为初日提早、终日推迟、持续日数延长、积温增加的趋势。20世纪70年代,各站点≥0℃积温偏少,持续日数较短;主要农区≥10℃积温呈逐年代增加趋势,90年代热量最充足。前20年西藏各站点≥0℃的积温未出现过异常偏高年,90年代后期大部分站点发生了异常偏高年。     

中国植被NDVI与气候因子的年际变化及相关性研究

根据1982-2006年全国GIMMS NDVI资料,以及全国583个气象站点的气温和降水量数据,以像元为计算单元,分别以植被分区和气象站点为对象分析了植被NDVI、≥10℃积温和降水量的年际变化及相关关系。结果表明:(1)全国及各分区≥10℃积温均呈显著的增加趋势,降水量和植被NDVI整体上呈减小趋势,植被覆盖面积略有增加,且≥10℃积温增速越大则降水量减速越小。(2)全国植被NDVI与≥10℃积温和降水量分别呈微弱的负相关和正相关。由于地形地貌、地理位置以及人类活动作用的差异性,不同植被分区相关性有所差异。(3)秦岭-淮河以北地区,降水量是影响植被生在的限制性气候因子。而秦岭-淮河以南地区,植被NDVI与≥10℃积温和降水量的分布无显著性规律。     

中国干旱区温度带界线对气候变暖的响应

在全球气候变暖大背景下,热量资源的改变与温度带界线的动态变化将会影响到干旱区天然植被的生长与分布,而农业气候资源的变化将对干旱区农业生产的布局与种植制度的调整产生深刻影响。本文采用1961-2007 年均一化气温数据与MPI_ECHAM5 模式输出的21 世纪上半叶A1B情景下的区域降尺度格点数据,选取保证率为80%的日均温≥ 10 ℃持续日数等值线和日均温≥ 10 ℃等积温线为干旱区温度带北界指标,探讨了过去近50 年及21 世纪上半叶气候变暖背景下中国干旱区温度带界线的动态变化。研究表明,(1) 1961-2007 年,干旱区夏、冬半年气温呈显著增加趋势,且冬半年较夏半年增温幅度要大;各年代日均温≥ 10 ℃积温与≥ 10 ℃持续日数的等值线动态变化一致,均表现为显著向北或向高海拔推移;(2) 通过对温度带北界指标变化的判断,1961-2007 年干旱区暖温带和中温带北界普遍北移,北移幅度最大者为阿拉善地区,超过1 个纬度;21 世纪上半叶,暖温带和中温带北界将继续北移,且暖温带移动趋势更为显著;无论是过去近50 年,还是21 世纪上半叶,干旱区暖温带和中温带北界均有向高海拔区域移动趋势;(3) 与温度带北界的变动相对应,干旱区生长期起始日期和终霜日等气候指标显著提早,天然植被与作物种植北界向北向西推移,并呈现向高海拔区域扩展的态势。因此,综合考虑农业气候资源变化以及人类活动的影响,从而确定气候条件与农业生产种植之间的反馈关系,这将是下一步研究的重点。     

东北地区水稻延迟型冷害时空特征及其与气候变暖的关系

利用水稻延迟型冷害分级指标和1951-2010 年东北地区101 个气象台站的逐日气温资料,采用累计距平、相关系数、气候倾向率、趋势系数等方法分析东北地区水稻延迟型冷害时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明：蒙东地区西部、吉林东部和黑龙江交界延迟型冷害出现的频率较大,辽宁中南部延迟型冷害出现的频率较小。东北地区严重冷害出现频率高于轻度冷害和中度冷害。轻度、中度、严重延迟型冷害都呈下降的趋势,特别在1994 年后延迟型冷害呈快速下降的趋势,东北地区水稻延迟型冷害与气候变暖有着较好的对应关系,5-9 月平均气温和延迟型冷害呈明显反相关,5-9 月平均气温升高1℃,水稻延迟型冷害减少约45次。     

气候变暖的适应行为与黑龙江省夏季低温冷害的变化

与气候变暖相联系的极端天气、气候事件及其影响的研究正日益受到重视,极端事件与气候变化直接相关,而极端事件的影响还与人类的适应行为密切相关。本文以农业对温度变化最敏感的黑龙江省为例,分析了变暖对夏季低温冷害事件的影响。结果显示,变暖后夏季出现低温冷害临界气温的概率减小;但由于人们追求更高经济效益的适应行为,在变暖的情况下种植更适应较暖气候条件的农作物,低温冷害的发生的频率和强度并不一定随变暖而减少,但作物单产期望值还是会增加。     

黑龙江省冷害对水稻产量的影响

以黑龙江省为例, 比较了在大尺度范围内、利用传统的站点平均法以及基于格点水稻密度分布的泰森多边形面积权重法所得的两种省级水稻气象数据差异, 并分析了1960-2009 年内, 不同时间尺度上温度和降水的变化趋势特点。针对当地水稻低温冷害频发及其危害严重的实际情况, 对比研究了气象行业标准(QX/T 101-2009) 和国家标准中有关低温冷害的指标定义, 以及国际上较通用的有效负积温算法(GDD_n-) 这三种指标在反映黑龙江省水稻冷害事件上的能力, 结果表明:气象行业标准可以较好地反映延期型冷害对水稻的影响, 而GDD指标在反映障碍型冷害上均优于气象行业及国家标准。利用时间序列模型对包含延迟型和障碍型两种冷害影响的黑龙江省水稻产量进行拟合, 回归方程的解释能力可达92% (p < 0.05)。本研究定量得出了人为因素和气象因素对黑龙江省水稻生产的影响分别占87.2%和12.8%的结论, 并检测出近年来水稻抽穗开花期障碍型冷害的波动增加趋势, 为明确今后低温冷害的防御重点提供科学参考。     

黑龙江省冷害与全球变暖对水稻产量的影响(英文)

This study is focused on indexes for the rice chilling injury in Heilongjiang Province during 1960-2009. Firstly, we compared a new derived climate data weighted by rice planting density with the traditional method, and found that the new one is more reasonable to assess the impact of climate change on crop yields. Considering the frequency and intensity of rice chilling in the province, secondly, chilling indexes defined by meteorological, national and international levels were assessed. The result showed that the meteorological standards were suitable for the delayed-type injury, while the international one, so-called sum of Grow-ing Degree Day below threshold (GDDn-), characterized best the sterile-type chilling injury for rice. The explanation ability of the rice yield time series model including both injury types as two independent variables reached approximately 92% (p < 0.05). Finally, we concluded that the contribution rates of human and weather factors to rice yields are about 87.2% and 12.8% respectively, and as light increasing trend for sterile-type chilling injury was found during heading to flowing period in recent years, indicating a high chilling risk for rice planting in Heilongjiang Province in the future global warming.     

气候变暖对甘肃农业的影响

应用甘肃省63个地面测站1961～2003年气温资料,对年平均气温、最高气温、最低气温、≥0℃、≥10℃活动积温和＜0℃负积温进行分析。结果表明, 1987～2003年比1961～1986年的平均值明显增高,尤以最低气温增幅最大,甘肃省气候变暖主要来自最低气温升高的贡献。冬季升温幅度大于夏季,＜0℃负积温绝对值明显减少。甘肃省20世纪80年代后期气候明显变暖,热量资源增加,喜温作物面积扩大,越冬作物种植区北界向北扩展,对牧区牲畜越冬度春有利。但由于水资源不足,气候变暖对甘肃农业的负面影响大于正面影响。     

1960~2010年黑龙江省土地利用变化对气温的影响

基于黑龙江省1960~2010年的土地利用变化,采用自然正交分解（EOF）、气候倾向率及Observation Minus Reanalysis (OMR)等方法,分析了土地利用变化对黑龙江省气温的影响。研究发现：① 1960~2010年黑龙江省耕地、建设用地、水域面积依次增加,沼泽、草地和林地依次减少。土地利用变化区域性较明显,沼泽转变为耕地集中在东部,草地转为耕地集中分布在黑龙江省西部,沼泽转为林地和林地转为耕地集中在北部,建设用地增加主要集中在南部;② 黑龙江省1960~2010年土地利用变化对年平均气温及各个季节平均气温均产生升高效应,但并不显著,对年气温的影响趋势为0.053℃/10a,贡献率为12.1%;③ 1960~2010年土地利用变化产生气温空间变化异质性,但没有改变气温纬向性空间分布特征;④ 1960~2010年,林地和沼泽的气温影响效应为升温,草地和耕地为降温,但各个季节有所差异,夏季和秋季表现出降温效应,建设用地全年及各个季节均表现出升温效应,冬季最强;林地转耕地、草地转耕地均以升温效应为主,沼泽转耕地为降温效应。     

近20年气候变暖对黑龙江省水稻增产的贡献

研究过去的气候变暖对作物产量的影响是认识变暖对农业影响的有效途径,但如何定量区分出气候变化和技术发展对粮食作物的影响程度是目前研究的难点。本文提出的算法在一定程度上可以克服传统算法缺陷,用此方法估算过去20年气候变暖对黑龙江省水稻单产增加的贡献率,结果表明：20世纪80年代相对于70年代水稻单产增加了30.6%,其中由气候变暖带来的增产量占实际增产量的12.8%~16.1%,相当于使70年代的单产增加3.9%~4.9%。20世纪90年代水稻单产较80年代增产42.7%,其中,气候变暖对单产增加的贡献率约为23.2%~28.8%,相当于在20世纪80年代的单产水平上增产9.9%~12.3%。