水平衡下黄淮海平原区耕地可持续生产能力测算

为缓解黄淮海平原区地下水水位的持续下降,国家提出耕地资源休养生息的战略,而实施耕地资源休养生息的关键,是确保水平衡下的耕地资源可持续生产能力。本文从可持续理论和水平衡的条件出发,将黄淮海划分成12个自然条件、社会经济条件相对均一的农业生态区,采用不同农业生态区代表实验站限水高产的产量和管理经验,以水定产并逐步修正,得到了黄淮海平原区耕地可持续生产能力,并与现实产量对比得到产量差。结果表明：① 水平衡条件下黄淮海平原区耕地的可持续粮食生产能力为1.16亿t/年;② 可持续总产产量差为-67.85万t/年,由于限水灌溉造成的粮食产能损失为小麦331.84万t/年,玉米不存在产能损失;③ 小麦主要压产地区为黑龙港地区、鲁西平原、豫东平原以及京津唐平原,而徐淮低平原、豫东平原以及胶西黄泛平原具有一定的提产潜力。通过测算,进一步认识了黄淮海平原区耕地可持续产能状况,为区域粮食生产的合理布局以及农业限水限产提供可靠依据。     

中国黄淮海地区冬小麦光合作用特征参数

利用Licor-6200便携式光合作用测定仪，对1949年以来不同历史年代的冬小麦叶片光合作用进行了大量测定，拟合了不同年代12个典型品种的叶片光合作用光响应曲线，首次揭示了黄淮海地区冬小麦叶片光合特征参数随时间演变规律，并利用数值模式分析了特征参数对光合日总量的影响。该研究为我国气候生态数值模型提供了基础数据，并为模式的区域应用提供了重要前提条件。     

黄淮海流域盛夏月降水异常的时空变化

利用１９５１～１９９５年７～８月黄淮海流域４３个站的月降水量及５００ｈＰａ高度资料,采用功率谱以及主相关型与ＥＯＦ相结合的方法,分析黄淮海历年７～８月降水异常的时空变化及其环流特征。主要结果为：黄淮海历年７～８月降水异常的多雨带分布存在着偏南型与偏北型,但７月两类雨型的多雨中心位置与８月不同。这两类多雨型与同期东亚５００ｈＰａ高度距平中心分布存在着很好的对应关系。历年７月两类多雨型的交替变化,存在着２．６ａ和１８ａ左右周期,而８月则存在着６～９ａ的周期。其７月的跃变发生在１９８０年附近,８月则发生在１９６５年附近。黄河下游８０年代盛夏的少雨干旱与其跃变有密切联系。     

黄淮海平原河流的纵剖面凹度特征

本文以黄淮海平原为例,对于冲积河流纵剖面凹度的形成机理及其与不同河型的关系,进行了初步探讨。     

黄淮海平原农业区域开发中的减灾增产对策研究

黄淮海平原是我国最大的平原,也是农业开发最早、垦殖程度较高的农业区。据统计:该平原粮食总产量占全国的1/5,仅次于长江中下游地区,棉花产量占全国的一半以上,大豆、花生和烤烟在全国也都占很高的比重。此外,黄淮海平原还是全国温带水果的集中产区。因而黄淮海农业区域开发对全国农业发展有着重要的推动作用。但是,该区同时也是我国乃至世界有名的多灾地区。干旱、洪涝、盐碱、风沙等多种灾害,发生频率大、范围广、危害重,     

基于EPIC模型的黄淮海夏玉米旱灾风险评价

玉米是中国最主要的粮食作物之一,因其较高的需水量,受气候影响,极易遭受旱灾。因此,以黄淮海夏播玉米区为例,从风险的角度进行玉米旱灾评价,对于农业旱灾预警和保障国家粮食安全具有重要的现实和指导意义。在全面收集研究区气象、土壤、土地利用、农气观测等资料的基础上,基于农业旱灾风险评价的概念框架“致灾因子危险性H评价(Hazard)-承灾体脆弱性曲线Vc 评价(Vulnerability Curve)-作物减产风险性R评价(Risk)”,引入基于物理过程的作物模型EPIC (Erosion Productivity Impact Calulator),采用作物模型模拟和数字制图等技术,分别从全生育期和分生育期角度,对黄淮海夏播玉米区玉米旱灾风险的时空分布进行了定量评价。结果表明：在2、5、10 和20 年一遇致灾水平下,黄淮海夏播玉米区玉米旱灾减产风险总体呈现出从西北向东南方向递减的趋势,这主要由气候环境和下垫面的地形地貌条件所决定。20 年一遇水平时,产量损失风险的高值区(R ≥ 0.5) 集中分布在冀北高原山地和山东省中南部地区,占黄淮海夏播玉米区玉米总面积的7.63%。黄淮海夏播玉米区成灾风险较高的生育期：拔节期-抽雄期、抽雄期-乳熟期、乳熟期-成熟期应加强防范。研究可为高风险区和高风险时段的玉米旱灾风险防范提供理论依据和科技支撑。     

未来黄淮海地区夏玉米光温水资源适宜度及灾害风险演变特征

为探索未来气候变化对黄淮海地区农业气候资源和夏玉米气候适宜度及灾害的影响,以黄淮海地区1981—2021年56个农业气象观测站夏玉米生育期观测资料、84个气象站逐日气象要素观测资料及中尺度区域气候模式（Regional Climate Model Version 3,RegCM3）输出的未来气候情景（Intergovernmental Panel on Climate Change Special Report on Emissions Scenarios A1B,IPCC SRES A1B）下黄淮海2022—2100年0.25°×0.25°共897个格点逐日气象资料为基础,分析未来黄淮海地区光温水等农业气候资源演变特征,建立黄淮海夏玉米生长发育气候适宜度模型及气候适宜度灾害指数模型,研究未来气候变化对黄淮海夏玉米气候适宜度的影响特征,预估夏玉米农业气象灾害发生风险及特点。结果表明：（1）2022—2100年黄淮海地区夏玉米生长季热量资源呈明显增加趋势,降水资源总体为微弱上升趋势且阶段性变化明显,光照资源变化趋势不明显。（2）2022—2100年夏玉米全生育期气候适宜度呈总体平稳略有下降波动趋势,并具有一定阶段特征和发育期差异。各生育期相比,播种出苗期气候适宜度相对最差,成熟期最好。（3）全生育期温度适宜度总体呈稳定波动下降趋势,说明未来气候明显变暖趋势对夏玉米生长总体不利;水分适宜度和光照适宜度总体稳定、变化趋势不明显,说明未来水分和光照资源对夏玉米的生长基本有利。（4）由各年代来看,2080年代、2090年代温度适宜度最差,2020年代最好;2030年代水分适宜度最差,2080年代最好;2080年代、2090年代光照适宜度明显偏差,2020年代、2030年代明显偏好。综合来看,2061—2100年期间夏玉米气候适宜度总体偏差,2020年代最好。（5）抽雄吐丝期遭受高温热害风险最大,三叶至七叶期发生旱涝风险最大,播种出苗期发生寡照（连阴雨）风险最大,而成熟期发生各种农业气象灾害风险均最小。（6）2080—2098年期间夏玉米拔节期、抽雄吐丝期、灌浆至乳熟期遭受高温热害的风险大;2031—2035年、2046—2056年播种出苗至拔节期发生阶段性严重旱涝灾害风险等级高。2030年代和2040年代及2026年、2080—2093年播种出苗期出现寡照（连阴雨）的风险较大。     

黄淮海平原地区中尺度环境对气温观测的影响

随着城市化的迅猛发展,气象台站观测环境受到不同程度影响,有些台站甚至已经处于城市中心,影响了台站观测资料的代表性和准确性。本文利用2007年黄淮海渭河区199个气象台站20 km环境调查资料以及2005—2007年气温观测资料,对比分析了居民区台站和农田区台站气温观测值的差异。结果表明:居民区台站气温平均高于农田区台站0.662℃;台站周围建筑物对最低气温观测影响最大,对最高气温观测影响最小;不同季节的影响程度从大到小依次为冬季、春季、秋季、夏季;观测场周围建筑物对不同时刻气温观测的影响程度从大到小依次为02:00,20:00,08:00,14:00;随着下垫面比例的增大,两类台站的气温差不断加大。     

黄淮海湿地系统分类体系构建

黄淮海平原是3条大河在时空演化过程中形成的,其内形成了复杂多样的湿地系统和类型.由于受强烈的人类活动影响,湿地系统演变的自然规律特性逐渐消失,明显受到人为调控下的水文情势制约,并在空间分布上也是持续萎缩,湿地系统的整体性联系被明显打破,景观破碎化、退化严重.构建一个符合现存湿地情形、宜于湿地管理的分类体系,对于保护和管理好湿地,发挥其功能具有重要意义.在湿地系统分类中,就人工湿地的划分,突出了其服务功能性质,有利于人工湿地的归类管理.     

黄淮海地区冬小麦农业气象指标体系的构建

冬小麦农业气象指标体系是定量评价冬小麦农业气象条件优劣和发布灾害预警预报的基础,更是农业气象业务服务的基础。在解释冬小麦农业气象指标内涵的基础上,参照冬小麦农业气象指标体系构建的通则,综合农业气象指标研究方法的优缺点,构建了由4个一级指标、21个二级指标构成的我国黄淮海地区冬小麦农业气象指标体系。其中一级指标由冬小麦品种特性农业气象指标、关键生育期农业气象指标、主要农业气象灾害指标、主要病虫害指标四大类构成。冬小麦品种特性农业气象指标由反映品种特性和地域布局的指标构成,包括品种类型、区域布局和耕作栽培管理气象指标;关键生育期农业气象指标由反映关键生育阶段气象条件适宜与否的指标构成,包括播种出苗期、分蘖期、越冬期、返青期、拔节期、抽穗开花期、乳熟期、成熟收获期气象指标;主要农业气象灾害指标由反映受灾程度的指标构成,包括干旱、越冬冻害、晚霜冻、湿渍害、干热风、烂场雨等;主要病虫害指标由反映病虫害发生发展程度的指标构成,包括白粉病、赤霉病、锈病、蚜虫等。此外,还对指标的筛选和综合集成及赋权方法进行了探讨。