基于日尺度SPEI的黄淮海平原冬小麦生育阶段干旱特征分析

黄淮海平原地处燕山以南、淮河以北,包含黄河、淮河和海河冲积平原及部分丘陵山区,属于半干旱、半湿润地区,年降水量500~900 mm,是我国主要的冬小麦种植区。利用黄淮海平原49个农气站点1961—2017年日值气象数据,采用Penman-Monteith模型计算的日尺度SPEI指数,从气象干旱的角度分析了黄淮海平原近56 a冬小麦主要生育阶段干旱持续时间和干旱强度的变化,并采用R/S方法对干旱未来变化趋势进行预测。结果表明:(1)从空间分布上来看,冬小麦的营养生长期和并进期,北部干旱持续时间较短,干旱强度较小,南部干旱持续时间较长,干旱强度较大,而冬小麦生殖生长期与前两个生育期干旱分布相反。(2)从各站点变化趋势来看,在冬小麦整个生育期内干旱持续时间与干旱强度呈相反趋势。(3)从时间变化趋势上来看,1961—2017年干旱有明显减缓趋势,除个别站点外,在冬小麦的营养生长期和并进期,干旱持续时间和干旱强度自2003年起干旱有逐渐减缓趋势,在生殖生长期则从2007年起干旱有逐渐减缓趋势。(4)从未来变化趋势来看,营养生长期干旱持续时间将缩短,干旱强度将减小,并进期的干旱持续时间和干旱强度的变化将和过去56 a基本保持一致,生殖生长期干旱持续时间将有所增长,干旱强度将有所加重。本研究分析了黄淮海平原冬小麦生育阶段干旱特征,旨在认识分析和掌握冬小麦生育期干旱演变特征以及干旱发生规律,对保障粮食安全和防旱减灾提供了科学依据。     

黄淮海地区丰富多彩的现代农业

黄淮海平原在农业改革的大潮中,随着现代科学技术的发展、现代工业提供的生产资料和科学的管理方法不断得到广泛推广和应用,以高效农业、生态农业、设施农业、一乡一品特色业为主要形式的现代农业（modern agriculture）正在由典型示范向规模效益型转变。     

黄淮海平原种植业生产波动分析

本文利用黄淮海平原２５３个县１９８３－１９８９年农业生产的时间序列数据，采用多元回归和逐步回归方法分析了种植业产值波动与主要作物总产波动、各作物的总产波动与单产，播种面积波动的时间和空间上变化的相关关系，并进一步分析了原因和提高了稳定种植业生产的建议。     

黄淮海平原耕地功能演变的时空特征及其驱动机制

本文以县域为基本研究单元,从经济、社会及生态三个维度构建了耕地功能评价指标体系,分析了黄淮海平原耕地功能演化的时空特征,利用耦合动态度模型探讨了耕地功能间耦合关系的演变。在此基础上,利用空间计量模型,对耕地功能演化的驱动机制进行了定量分析。研究结果表明：① 1990-2010年间,冀中南及豫东地区部分欠发达县市耕地经济功能明显增强,发达的城市群及其腹地受工业化及城镇化影响较大,耕地经济功能持续下降;60.29%的县域单元耕地的社会功能下降,增强区主要集聚于郑州北部、德州及沧州西部、烟台、威海等区域;生态功能变化在空间格局上基本形成了以豫北、山东中部山地丘陵区为核心的增长区以及以环京津、环济南地区为核心的持续下降区。② 黄淮海平原耕地经济、社会及生态功能的耦合度及协调度空间差异显著,且退耦化现象日渐突出;经济发达地区耕地的社会及生态功能演化速率普遍滞后于经济功能。③ 黄淮海平原耕地的功能演化是区域本底因素与外部驱动因素综合作用的结果;城镇化与工业化进程中人口、产业的转型对耕地经济、社会及生态功能演化的强度及方向起决定性作用。并指出：黄淮海平原应激活农业现代化、产业化发展动力,促进传统农业的转型升级,充分考虑耕地功能演化的区域分异特征,实行由发达城市地区到欠发达传统农区的差异化、多元化的耕地多功能利用与管理模式。     

REGCM2和SUCROS模式的双向耦合模拟试验

文中利用NCAR区域气候模式REGCM2和荷兰WAGENINGEN农业大学的作物生长过程模式SUCROS在中国东部平原进行了作物-大气双向耦合的模拟试验。初步的研究结果表明，该双向耦合模拟试验(R／S)能较好地描述大气和农作物间动态的基于生物过程的相互作用。R／S模拟试验不仅能真实合理地反映植物叶面积指数的逐日变化特征，更好地描述中国东部平原的陆面物理过程，而且改善了REGCM2对中国东部地区夏季降水和地面温度的数值模拟。该项研究对进一步认识和研究气候系统与陆地生态系统的相互作用具有一定的意义。     

黄淮海平原典型区域的水问题和水管理

本文简要介绍了黄淮海平原典型区域的水问题及其变化规律。沧州—衡水地区的水问题主要有 :水资源严重匮乏、深层地下水严重超采以及风暴潮影响严重。文中估算了该区的缺水损失 ,并建立了漏斗中心水位埋深与地下水超采的经验关系。黄河三角洲地区的水问题主要有 :水资源尚嫌不足、黄河断流影响大以及地下水超采有所发展。文中提出了黄河断流的开源对策。安阳地区的水问题主要有 :水资源不足与地下水位下降速率加剧。文中亦建立了该区地下水水位与地下水超采量的经验关系。此外 ,本文还预测了各典型区引黄、引江灌溉的发展前景 ,2 0 1 0水平年外流域调水可望占可供水量的 32 %以上。     

黄淮海平原土地类型及其利用

本文以土地类型为基础,探讨黄淮海平原土地合理利用的方向与途径,阐明土地类型研究的实践意义。     

黄淮海平原封丘试区水生植被

对封丘试区水生植被的研究表明:挺水植物的种类少,但其分布和生物量在该地区占有绝对优势。在本地区的两大代表水体中其生物量(鲜重)可达2.9×10~(?)kg和0.13×10~(?)kg。沉水植物的分布面积在其中一个主要水体(曹岗湖)分布较广,但其生物量仅为3.2×10~3kg(鲜重),其生长的制约因素是水体中过多的草食性鱼类和水体过低的透明度。对植被中的主要经济种类芦苇的生长研究得出了其生物量与时间、密度和均长之间关系的函数。     

黄淮海平原冬小麦生长期旱性分析

黄淮海平原降水较少且年际,季际变化大,因此水分供应状况成为该区作物,特别是以冬春季为主要生育期的冬小麦的主要限制因素,鉴于作物实际蒸散量与潜在蒸散量关系依赖于作物状况的干旱指标－作物水分胁迫指数。计算黄淮海平原冬小麦生长期间的ＣＷＳＩ,并分析其在自然降水条件及适是灌溉条件下的时空分异规律。