气候变化对石羊河流域农业生产的影响

用石羊河流域气象站47 a气象观测资料和武威农试站37 a农作物生育资料,探讨流域气候变化背景下农业气象、水文变化特征及对作物布局、生育和产量形成的影响。结果表明:流域内≥10℃积温呈逐年代增加趋势,热量条件好转;气候干旱指数呈逐年代增大趋势,暖干化明显;来水量呈逐年代减少趋势,水问题日趋严重;受气候变暖的影响,易受旱害的高耗水作物春小麦种植面积减小,耐旱、喜温的经济作物玉米、棉花种植面积扩大;春小麦生育进程加快,生育期缩短,对产量形成不利,反之,对喜温作物玉米、棉花等提高产量和品质有利。     

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。     

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。     

基于遥感的黑龙江省西部水稻、玉米种植范围对温度变化的响应

利用多时相遥感数据,生成黑龙江西部地区1988年和1998年两个序列的农作物种植范围图,结合相应时段的该地区≥10℃积温数据进行分析。研究表明,黑龙江省西部地区农作物种植结构对气候变暖有明显的响应变化:随着等温线的大幅度整体北移,水稻的种植北界随着≥10℃积温的2200℃等温线向北移动约1.5个纬度,水稻集中种植区随≥10℃积温的2300~2400℃等温线北移约1个纬度;分布在≥10℃积温2800℃等温线和2400℃等温线附近的两个玉米密集种植区随着上述两条等温线北移1个纬度左右。在上述玉米、水稻种植范围北移过程中,同时出现玉米的种植区被新增的水稻种植区大范围替代的现象。     

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。     

气候变暖对西北干旱区农作物种植结构的影响

采用年平均气温与冬小麦、春小麦、玉米和棉花种植面积的相关分析得出：年平均气温与新疆冬小麦种植面积呈显著负相关,与西北干旱区大部地方春小麦种植面积呈显著负相关,与西北干旱区大部地方玉米种植面积呈显著正相关,与新疆和甘肃河西棉花种植面积呈显著正相关。气候变暖、热量资源增加,使喜凉的春小麦和冬小麦种植面积呈迅速减少趋势,喜温的玉米和棉花种植面积呈迅速扩大,夏秋作物种植结构发生明显改变。     

黑龙江省作物合理布局的气候依据

黑龙江省幅员辽阔,各地气候差异很大,受气候条件制约,作物有明显的地域性分布规律。如何根据地区的气候特点,建立合理的农业结构,充分发挥资源潜力,获得最大的经济收益,是农业生产发展中急待解决的问题。近几年来,晚熟品种和喜温作物大幅度北移,越区种植是作物遭受低温冷害的一个重要因素。因此,作物的合理布局,不但是因地制宜,发挥优势的前提,同时也是避免低温冷害的一项重要措施。作物的合理布局必须首先研究作物生长发育与外界环境因子之间的定量关系,鉴定每个地区气候条件对各种作物的满足程度,其主要标志是产量、稳产程度和经济收益。     

RCP4.5情景下气候变化对中国春小麦生育期及种植界线的影响研究(英文)

本文利用IPCC AR5提供的全球气候模式模拟数据和全国农业气象站点数据,建立生育期与气象要素的多元回归模型,模拟基准期全国春小麦播种和收获日期的分布,研究RCP4.5情景下气候变化对中国春小麦生育期的影响;根据春小麦可能种植和适宜种植限制条件,划定春小麦基准期可能种植界线和适宜气候生态区域,考虑气候变化对春小麦生育期的影响,探讨RCP4.5情景下气候变化对中国春小麦可能种植界线和适宜气候生态区域分布的影响。结果表明:春小麦可能种植界线主要分布在山东南部-江苏北部-安徽北部-河南中部-湖北北部-四川东南部-云南北端一线,在RCP4.5情景下,中国春小麦的可能种植南界不断向北移动,春小麦可能种植面积呈减小趋势;基准期中国春小麦播种和收获日期在新疆南部-甘肃一线比较早,向该线两侧播种和收获日期均呈现推迟的现象;RCP4.5情景下,春小麦可能种植区域内播种日期普遍呈推迟现象,收获日期提早现象明显,因此,受气候变化的影响生育期会缩短;春小麦最适宜种植区域主要分布在东北三省,受气候变化影响,春小麦最适宜种植面积在不断增加,并且在内蒙古自治区增加最多;由于冬小麦可能种植界线的西扩和新疆地区冬小麦可能种植区域扩张,导致春小麦次适宜种植区和不适宜种植面积进一步减少。     

气候变暖对渭干河-库车河三角洲绿洲棉花生产的影响

利用库车、沙雅、新和气象站1961-2010年的日均气温数据,揭示了气候变暖对渭干河-库车河三角洲绿洲棉花生产的影响。结果显示:①研究区近50a来气温均呈变暖趋势,春季气温升高1.75℃,夏季气温升高1.65℃,秋季气温升高2.05℃;棉花生长旺期5-9月的平均最低气温升高2.55℃,平均最高气温升高0.3℃;≥10℃积温升高361.1℃。②由于春季增温加快,秋季降温减缓,棉花播种期提早8 d,停止生长期推迟6 d,全生育期延长14 d;由于在生育期平均最低气温和≥10℃积温升高,使棉花生长发育期热量得到较大补偿,不良的灾害性气候条件降到最低,光合作用增强,光温资源匹配更加协调,使有效增加棉花的干物质积累,从而提高棉花单产,近50a来研究区的棉花光温生产潜力提高18.65%,实际产量提高437.38%。③研究区棉花平均光温生产潜力4238 kg/hm2,是平均实际产量的2.45倍。随着棉花栽培技术的不断改善、棉花高产优质品种的广泛应用、先进灌溉技术的大面积推广,棉花光温生产潜力能够实现的程度会越来越高。     

气候变暖对渭干河—库车河三角洲绿洲棉花生产的影响简

利用库车、沙雅、新和气象站1961-2010年的日均气温数据,揭示了气候变暖对渭干河-库车河三角洲绿洲棉花生产的影响。结果显示：①研究区近50a来气温均呈变暖趋势,春季气温升高1.75℃,夏季气温升高1.65℃,秋季气温升高2.05℃;棉花生长旺期5-9月的平均最低气温升高2.55℃,平均最高气温升高0.3℃;≥10℃积温升高361.1℃。②由于春季增温加快,秋季降温减缓,棉花播种期提早8 d,停止生长期推迟6 d,全生育期延长14 d;由于在生育期平均最低气温和≥10℃积温升高,使棉花生长发育期热量得到较大补偿,不良的灾害性气候条件降到最低,光合作用增强,光温资源匹配更加协调,使有效增加棉花的干物质积累,从而提高棉花单产,近50a来研究区的棉花光温生产潜力提高18.65%,实际产量提高437.38%。③研究区棉花平均光温生产潜力4238 kg/hm²,是平均实际产量的2.45倍。随着棉花栽培技术的不断改善、棉花高产优质品种的广泛应用、先进灌溉技术的大面积推广,棉花光温生产潜力能够实现的程度会越来越高。     

宁夏0 ℃积温时空演变特征分析

利用宁夏全区25个气象台站日平均气温资料,统计分析≥0 ℃积温的时空演变及其开始、结束日期的变化特征;采用复Morlet小波分析方法和Mann-Kendall突变检测方法^〔1〕,揭示了宁夏不同区域≥0 ℃积温的周期及突变特征;并对其演变成因进行了初步探讨。结果表明：近50 a宁夏各区域≥0 ℃的积温均呈增大趋势,积温的持续时间明显延长;全区及引黄灌区0 ℃积温在1997年出现由少到多的突变,在周期上存在3～4 a和9 a左右的长周期;≥0 ℃积温期间引黄灌区极端最低气温<0 ℃的出现日数明显减少,由此而引起的冻害也相应减少。造成宁夏≥0 ℃积温增加、持续时间延长的主要原因是气候变暖前后大气环流出现了明显调整。变暖前,500 hPa高度场上中高纬度地区,特别是巴尔喀什湖附近易于形成低槽,有利于极地冷空气南下影响宁夏区域,造成气温偏低,≥0 ℃的积温偏小;气候变暖之后,500 hPa环流场发生了显著变化,中高纬度地区经向环流减弱,纬向环流增强,不利于槽区的形成和发展,极地南下冷空气活动次数减小,下游大范围区域内的气温升高,对应的0 ℃积温增加。     

我国亚热带划分中的一些问题

我国的亚热带幅员辽阔、物产丰富、人口密集、地形复杂、气候多样,气候带如何划分是一个重要问题。在区划的原则、等级、指标和界线等问题上,都有不同的看法。作者就这些问题发表了意见,并提出了划分亚热带的具体方案。     

Agricultural Climate Change and Wetland Agriculture Study under the Climate Change in the Sanjiang Plain

With linear curvefitting, Mann-kendall method and Yamamoto method, ≥10 ℃accumulated temperature and precipitation from May to September of 6 meteorological stations (Baoqing, fujin, Jiamusi, Hegang, Jixi and Hulin) from 1978 to 2007 were used to explore 30-year agricultural climate change and trend in the Sanjiang Plain. The results showed that ≥10 ℃ accumulated temperature of the 6 stations have risen by 141.0 ℃ to 287.4 ℃ when estimated by their significant linear trends (n=30, α=0.05) over the last 30 years (1978 to 2007). The rates of warming for the last 30 years range from 4.70 ℃per year to 9.58 ℃ per year. There are not significant linear trends on precipitation from May to September of the 6 stations over the last 30 years. The period of 1978 to 1998 in which ≥10 ℃ accumulated temperature is lower is consistent with that in which there is more precipitation from May to September, and warming and drying period has occurred in the Sanjiang Plain since 1999. Under the background of warming and drying agricultural climate, high yield cultivation of Phragmites australis and establishment of Phragmites australis-fish (crab) symbiosis ecosystem in natural mire are the ways for reasonable use of natural wetland. The area of paddy fields has been increasing from 7.25×104 ha in 1978 to 121.2×104 ha in 2006. It is proposed that paddy field range should not be expanded blindly toward the north in the Sanjiang Plain, and chilling injury forecast and prevention should be pay attention to. In the area that the chilling injury happens frequently, the rotation between rice and other crops should be implemented. Measures, which combine drainage, store and irrigation, should be taken instead of single drainage on comprehensive control of regional low and wet croplands to ensure controlling drought and flood.     

山西省中部五大盆地主要作物农田热量、水量盈亏分析

本文根据晋中五大盆地的热量、水量实测数据和当地的实际情况,分析计算了不同耕作制度下主要作物农田热量盈亏量和无灌溉条件下的水量盈亏量。为充分合理利用水热资源,发展农业生产,提供科学依据。     

耕地生态安全视域下棉花生产布局优化问题研究——以新疆为例

利用2000-2015年农业生产统计数据,运用空间自相关、生产贡献度和PSR模型,分析新疆棉花生产格局变化及增产贡献因素,根据耕地生态安全评价结果测算各县市棉花种植调减面积,结论表明：2000年以来,棉花生产空间格局发生显著变化,形成天山南北坡两个主产区,“南增北减”趋势增强,单产高值区由点及面向天山南北两侧扩张,形成多个集中连片高产中心;棉花生产存在空间集聚效应,表现出持续的稳定性,高值聚集区集中分布于南疆区域;棉花增产主要归因于播种面积的持续扩大;耕地生态安全为临界安全或较不安全状态并呈集中连片分布;新疆棉花种植调减重点集中于南疆区域。在种植结构调整中,综合考虑水资源和土地管理制度约束、农业灌溉用水效率和替代作物选择等问题,科学有序调减棉花种植面积。     

中国绿洲喜温作物气候生长期对全球变暖停滞响应的时空差异

基于中国绿洲喜温作物分布区67个地面气象站1960—2016年逐日平均气温数据,运用线性趋势法、反距离加权(IDW)、Morlet小波分析法、Mann-Kendall检验等方法,分析了中国绿洲喜温作物气候生长期生长初、终日及生长期的时空变化对全球变暖停滞(globe warming hiatus)的响应。结果表明:1998—2012年中国绿洲喜温作物气候生长期生长初、终日及生长期变化倾向率分别为:-2.15d·(10 a)-1、2.76 d·(10 a)-1、4.91 d·(10 a)-1,与1960—2016年和1960—1998年相比呈现出初日提前、终日推迟、生长期延长的态势,没有出现对全球变暖停滞的响应;空间变化方面,仅有超过22%的站点有对全球变暖停滞的响应,整体响应不显著;但各绿洲对全球变暖停滞的响应却不尽相同,柴达木绿洲喜温作物气候生长期对全球变暖停滞的响应最为显著,其余绿洲则反之,也反映了青藏高原是气候变化的驱动器与放大镜。突变分析显示,研究区喜温作物生长初日、终日及生长期分别在2008年、2001年、2006年发生突变,突变年份多集中于变暖停滞期,之后的变化趋势显示对全...     

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。     

增温和光周期变化对温带典型木本植物展叶始期的影响

厘清驱动植物物候变化的气候因子对评估全球变化对生态系统的影响具有重要意义。针对欧洲与北美地区木本植物的控制实验表明春季物候变化主要受冷激、驱动温度和光周期影响,但这3个气候因子是否对东亚地区木本植物的春季物候存在相似的作用仍需验证。论文选取了5种典型木本植物(迎春Jasminum nudiflorum、连翘Forsythia suspensa、荚蒾Viburnum dilatatum、玉兰Yulania denudata与东京樱花Cerasus yedoensis),利用生长箱对冬季休眠枝条的展叶过程开展了控制实验。实验设置了3种驱动温度(12℃、15℃、18℃)、3种冷激(3 d、38 d、59 d)以及2种光周期(10 h、14 h)处理,并利用分层贝叶斯模型建立了展叶始期与各影响因子间的关系。结果表明,驱动温度每升高1℃导致展叶始期提前2.6～9.0 d,但展叶始期的温度敏感度随温度和冷激天数的增加而减弱。冷激也是影响木本植物展叶始期的重要因子。与冷激处理3 d相比,冷激处理59 d使展叶始期提前20.3～66.6 d,但随冷激天数增加,展叶始期对冷激响应的敏感度减弱。光周期延长...