大连气候变暖及其对农业的影响

选取大连地区7个观测站1961—2007年历年月平均气温、最高气温、最低气温、≥0 ℃积温、≥10 ℃积温、<0 ℃负积温和无霜冻等指标,统计分析了近47年其变化特征,研究了大连地区热量资源对气候变暖的响应及其对农业生产的影响。结果表明: 月平均气温、最高气温、最低气温、≥0 ℃积温、≥10 ℃积温1988—2007年比1961—1987年的平均值明显增高(多),尤以最低气温增幅最大,冬季升温幅度大于夏季,大连地区气候变暖主要来自最低气温升高的贡献;<0 ℃负积温绝对值明显减少;初霜推后,终霜提前,无霜期日数增多;20世纪80年代后期大连气候明显变暖,尤其是21世纪初异常偏暖事件频发,热量资源增加,对冬季大棚蔬菜等设施农业的生产有利,病虫等越冬存活率上升,农业投入增加,气候变暖对大连地区农业影响是利弊并存。     

气候变化背景下中国农业气候资源变化V.宁夏农业气候资源变化特征

基于1961-2009年宁夏21个气象站点的气象资料,分析了宁夏各区农业气候资源的时空变化趋势.结果表明:研究期间,宁夏各地气温逐渐升高,呈北高南低的空间分布特征,年均气温的气候倾向率为0.4℃·(10 a)-1;大部分地区年降水量呈逐渐减少趋势,年降水量的气候倾向率为4.26 mm·(10 a)-1;无霜期和作物生长季天数随着气候变暖逐渐延长;≥10℃积温在3200℃·d以上的区域向南扩展,宁夏适宜种植中晚熟水稻的区域有所扩大;2001-2009年,宁夏大部分地区适宜种植冬小麦,全区各地几乎都适宜种植春小麦;宁夏南部山区各地7月平均气温≤20℃的区域面积逐渐缩小,适宜种植马铃薯的地域也随之缩小.     

气候变暖对河西走廊绿洲灌区玉米产量影响及对策研究

利用河西走廊绿洲灌区西(酒泉)、中(张掖)、东部(武威)代表站25年的气温和玉米产量资料,计算出各区域玉米生育期内≥0℃、5℃、10℃、15℃、20℃活动积温,用正交多项式拟合分离出玉米气候产量。采用多项式法、线性倾向、累积距平等统计学方法分析积温和玉米气候产量的变化特征,以及气候变暖对玉米产量的影响。结果表明:随着全球气候变暖,河西走廊灌区不同区域积温变化均呈明显上升趋势;玉米生育期内≥10℃的活动积温与产量关系最为密切,是影响当地玉米产量的关键气象因子,玉米产量随≥10℃积温的增加而提高;灌区气候变暖后玉米气候产量比变暖前明显增加,自西向东分别增加124%、186%和301%。气候变暖、热量资源增加有利于提高喜温作物玉米产量,表明河西走廊绿洲灌区可以进一步扩大玉米种植面积,建立玉米种植基地。     

气候变化背景下中国农业气候资源变化Ⅴ.宁夏农业气候资源变化特征

基于1961—2009年宁夏21个气象站点的气象资料,分析了宁夏各区农业气候资源的时空变化趋势.结果表明：研究期间,宁夏各地气温逐渐升高,呈北高南低的空间分布特征,年均气温的气候倾向率为0.4 ℃·(10 a)^-1;大部分地区年降水量呈逐渐减少趋势,年降水量的气候倾向率为4.26 mm·(10 a)^-1;无霜期和作物生长季天数随着气候变暖逐渐延长;≥10 ℃积温在3200 ℃·d以上的区域向南扩展,宁夏适宜种植中晚熟水稻的区域有所扩大;2001—2009年,宁夏大部分地区适宜种植冬小麦,全区各地几乎都适宜种植春小麦;宁夏南部山区各地7月平均气温≤20 ℃的区域面积逐渐缩小,适宜种植马铃薯的地域也随之缩小.     

华东地区热量资源的变化特征、趋势预估及农业适应对策

根据华东地区1961-2004年27个气象站日平均气温资料,研究了华东地区>0℃初终日期、持续日数、积温的变化特征和变化趋势.结果表明:华东地区>0℃积温和持续日数分别增加了5.18～9.53℃·d·a-1和0.22～0.60 d·a-1,>0℃初日提前了0.22～0.46 d·a-1,>0℃终日推迟了0.01～0.14 d·a-1(福建省除外).年平均气温每升高1℃,>0℃积温增加285～402℃·d,持续日数增加7～18 d.各季节>0 ℃积温呈增加趋势,而山东省夏季积温呈减少趋势.到2070年华东地区>0℃积温为6831.4～8585.6℃·d,增幅为283.5～1803.8℃·d;除山东省外,华东其余省市全年日平均气温稳定在0℃以上.为适应华东地区热量资源的变化,农业上应进一步调整作物品种结构、适当提高复种指数、加强病虫草害监测预测和提高农业技术水平等.     

气候变暖对中国西北地区农作物种植的影响

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,指出气候变暖对中国西北地区农作物种植结构发生了较大改变,冬小麦种植区西伸北扩,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,喜温作物生育期延长,越冬作物推迟播种,生育期缩短.棉花气候产量明显增加.     

气候变暖对贺兰山东麓酿酒葡萄热量资源及冷冻害的影响

利用宁夏贺兰山东麓各地1981年以来气象资料,分析了气候变暖对酿酒葡萄生育关键期主要热量资源和冷冻害的影响。结果表明:1981年以来,随着气候变暖,贺兰山东麓酿酒葡萄发育期4—9月各地各月平均气温显著上升,1997年前后发生突变,突变后部分年份较常年同期偏高1℃以上,其中放条萌芽期4月平均气温上升显著,但月内波动幅度增大,酿酒葡萄遭受霜冻或强降温危害的风险增加;7—8月浆果生长和成熟期低温事件发生的可能性仍然较大;气候变暖使活动积温显著增加,中晚熟品种积温保证率达100%,4—9月3300℃(成熟度高,葡萄酒质量好的临界积温)的积温保证率明显提高;无霜期延长,晚熟品种的保证率提高,部分年份活动积温和无霜期满足极晚熟品需求;大部分地区冬季低温冻害相关要素变化趋势都不显著,其中出现持续低于-17℃(冬季受冻临界气温)日数减少,极端最低气温升高,但仍然低于-17℃,惠农、贺兰、平罗、银川20 cm深度-4℃以下日数减少;春季适宜放条期后出现霜冻的年份和日数增多,霜冻过程的最低气温明显降低,出现伴随霜冻的中等及以上强度冷空气频率和次数增加,强度增强。气候变暖对宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄生产有利有弊,不同品种酿酒葡萄对气候的适用性不同,因此在酿酒葡萄生育各关键期,仍需加强极端天气气候事件和气象灾害的监测和防范工作,减轻或避免气候条件变化对酿酒葡萄产业发展的不利影响。     

基于立体气候观测的粤北山区热量资源特征

利用粤北山区南岭南北坡面11个自动气象站2009-2011年逐日气温观测资料,统计包括平均气温≥10 ℃初日、平均气温≥15 ℃终日、10~15 ℃持续日数、平均气温≥10 ℃活动积温、最低气温≤5 ℃日数、逐月平均气温等热量因子,并建立了各热量因子与海拔的线性回归模型.结果表明: 研究期间,南岭山区热量因子与海拔呈极显著相关,相同海拔南北坡面的热量资源有着明显差异;随海拔升高,界限温度初日推迟终日提前、界限温度持续日数缩短、活动积温降低、积温日数减少、年平均气温下降;南坡的各热量因子垂直变率均大于北坡.本研究结果可用于拟合无测站地区垂直方向上的热量资源分布,并为农业气候精细区划提供依据.     

华东地区耕作制度对积温变化的响应

根据华东地区1971-2004年农业资料和1961-2004年26个气象站日平均气温资料,应用统计分析方法,研究了作物耕作制度和积温变化的关系.结果表明:1961-2004年华东地区日平均气温稳定通过10℃初日提前、终日推迟,期间的有效积温呈稳步增加;浙江、上海和江苏等省市复种指数随日平均气温稳定通过10℃期间有效积温增加而减小,相关系数分别为-0.605、-0.582、-0.615(n=34),安徽、山东等省复种指数随日平均气温稳定通过10℃期间有效积温增加而增加,相关系数分别为0.655、0.441(n=34);华东地区全年粮食单位面积产量随日平均气温稳定通过10℃期间的有效积温增加而增加,福建、江西、浙江、上海、安徽、江苏、山东等省市日平均气温稳定通过10℃有效积温与全年粮食单位面积产量间的相关系数分别为0.602、0.370、0.454、0.761、0.518、0.621、0.489(n=34);随着热量增加粮食种植面积减少,而蔬菜、西瓜、甜瓜、经济林、油料等作物种植面积增加;农药和化肥施用量随热量增加而增加.     

梯棱羊肚菌≥0℃积温对其生长发育的影响

为研究≥0℃积温对梯棱羊肚菌Morchella importuna生长发育的影响,通过调查不同海拔种植的梯棱羊肚菌的生长发育,应用农业气象方法和统计法计算出其不同海拔≥0℃的气温积温和地温积温。结果显示,不同海拔种植的梯棱羊肚菌生育期存在差异,但其生育期≥0℃的气温积温和地温积温差异小。梯棱羊肚菌从播种到原基分化、子实体成熟、原基发育到子实体成熟≥0℃气温积温分别为(563±21)℃·d、(712±20)℃·d、(149±21)℃·d。离地表0cm、5cm、10cm不同深度≥0℃的地温积温有较大的差异,5cm深度≥0℃的地温积温可以作为其生长发育热量需求的参考,估计区间是：从播种到原基分化、子实体成熟、原基发育到子实体成熟分别为(741±36)℃·d、(915±46)℃·d、(174±23)℃·d。     

气候变化背景下我国农业热量资源的变化趋势及适应对策

根据区域气候模式PRECIS输出的未来A2气候情景（2011-2050年）以及基准气候时段（1961-1990年）的逐日资料,对2011-2050年我国农业热量资源的变化趋势进行了预测.结果表明: 与1961-1990年相比,未来A2气候情景下,2011-2050年我国大部分地区的平均无霜期日数延长趋势明显,主要表现为终霜冻日的提前和初霜冻日的推迟;各地日均气温稳定通过0 ℃的持续日数也明显延长,大部分地区延长了1～14 d,其中2041-2050年,青藏地区大部、长江中下游地区大部、甘新地区西部和西南地区北部均可延长49 d;我国大部分地区≥0 ℃积温均呈增加趋势.为适应未来农业热量资源的变化,应进一步调整农业种植制度、优化农业生产布局和发展生物技术等,以实现我国农业的可持续发展.     

青海省门源县1980—2015年青稞物候期变化趋势及其驱动因素

利用1980—2015年青海省门源县农业气象站的青稞物候期及平行气温和降水资料,分析了气候变化背景下青海省门源县青稞物候期变化趋势及其驱动因素,结果表明:播种、出苗和拔节期呈推迟趋势,其余物候期均呈提前趋势。其中播种期以2.65d/10a的趋势显著推迟,分蘖期、抽穗期分别以4.78d/10a和2.30d/10a的趋势显著提前。显著影响青稞物候期的气候因子为气温、降水和积温。播种前0℃活动积温升高1℃·d,期间降水量增加1mm,播种期推迟0.252d;稳定通过0℃积温增加1℃·d,分蘖期提前0.026d;4月最低气温升高1℃,抽穗期提前1.890d。自20世纪90年代出现播种推迟、分蘖期和抽穗期提前、驱动因子升高突变现象。物候期与驱动因素开始突变基本同步,表明青海高原气候变暖是青稞物候期变化的主导因素。     

气候变化对广东省双季稻种植气候区划的影响

基于广东省86个气象站1961—2016年的气温资料和1∶25万数字高程模型(DEM)数据,采用线性趋势分析、累积距平和反距离权重插值等方法,分析影响双季稻种植的关键气候因子(双季稻安全生育期日数、≥10 ℃积温)时空变化特征,结合气候因子在1961—1990年、1971—2000年、1981—2010年、气候因子突变前(1961—1997年)、突变后(1998—2016年)等5个时间段的变化,研究了气候变化对广东双季稻熟性搭配分布区域及其面积的影响.结果表明: 广东省双季稻安全生育期日数、≥10 ℃积温的空间分布表现为南高北低、平原高山区低.近56年,广东双季稻安全生育期日数以1.7 d ·10 a^-1的速率显著增加,≥10 ℃积温以43 ℃·d·10 a^-1的速率显著上升,各气候因子均在1997年发生了突变.广东双季稻熟性搭配可分为早熟+早熟、早熟+晚熟和晚熟+晚熟3个气候区.早熟+早熟区主要分布在北部中亚热带地区,早熟+晚熟区主要分布在中部南亚热带地区,晚熟+晚熟区主要分布在南部北热带地区.受气候变化的影响,广东晚熟+晚熟区面积明显扩大,早熟+晚熟区面积明显减小,而早熟+早熟区的面积变化不明显.与1961—1990年相比,1971—2000年和1981—2010年广东省晚熟+晚熟区面积分别增加了1.22×10⁶和2.56×10⁶ hm²,早熟+晚熟区的面积分别减小了1.13×10⁶和2.56×10⁶ hm².与突变前(1961—1997年)相比,突变后(1998—2016年)晚熟+晚熟区的面积增大一倍多,早熟+晚熟区面积缩小近一倍.     

1978年前、后中国≥10 ℃年积温对比

利用620个气象站点的逐日平均气温分别计算了1951—1978和1979—2005年≥10 ℃年积温及其初日、终日,并对比分析了1978年前、后≥10 ℃年积温及其初日、终日和持续天数.结果表明：与1951—1978年相比,1979—2005年全国大部分地区≥10 ℃年积温有所增加,其增幅以东北、华北、华南地区较大;长江以北大部分地区的≥10 ℃年积温初日提前0～5 d,长江以南大部分地区则推迟0～5 d;除华南沿海和西南小部分地区的≥10 ℃年积温终日推迟5 d以上外,其余地区则推迟0～5 d;全国≥10 ℃年积温日数总体呈增加趋势,以0～5 d和5～10 d的增幅为主,各地区的差异大且连片性差.对积温变化趋势的准确掌握可为农业结构布局调整以及农业生产潜力评估提供重要依据.     

松嫩平原活动积温变化及其对作物产量的影响

选取松嫩平原长春、哈尔滨、白城、齐齐哈尔、海伦和嫩江6个气象台站1951—2017年逐日气温资料,统计各地区历年≥10℃积温,构建各气象台站的年活动积温时间序列,分析其变化特征,并利用自回归综合移动平均模型(ARIMA模型)预测各气象台站未来10年的活动积温变化,同时利用国家统计局网站提供的2012—2016年黑河市、绥化市、哈尔滨市、四平市和沈阳市的大豆、玉米和水稻的产量数据,建立活动积温与作物产量的回归关系。结果表明:近67年松嫩平原6个气象台站的活动积温年际间波动较大,1981—2010年是积温升高的主要年份,1993年以来,活动积温增加较显著,2001—2017年的平均活动积温较1951—2000年增加243.6～420.3℃·d;松嫩平原北部活动积温上升幅度大于南部;构建ARIMA模型预测2018—2027年松嫩平原的活动积温较2001—2017年有所升高,6个气象台站间升高幅度在25.7～96.9℃·d;活动积温预测值均在置信区间内;活动积温与作物产量呈二次曲线变化,活动积温在3300℃·d以下时,玉米产量随活动积温增加而增加,活动积温在3800℃·d以下时,大豆和水稻产量随活动积温增加而增加。     

甘肃陇东黄土高原秋季冬小麦异常旺长对气候变暖的响应

使用甘肃西峰试验田的地面平行观测资料,分析了2006年陇东黄土高原冬小麦异常旺长的气候特征、多年秋季冬小麦生长高度对气候变暖的响应。结果表明：2006年秋季冬小麦异常旺长是发生概率相对较小事件;10月平均气温≥10．0℃时,多年秋季冬小麦高生长高度随气温的上升而显著增高,在≥10℃积温达到580℃以上时,随着积温的增加高生长高度明显增加;10月平均气温每升高1℃,叶面积指数增加0．4,在≥10℃积温达到550℃以上时,随着积温的增加叶面积指数明显增加;大蘖数随着10月平均气温和≥10℃积温的增加呈反抛物线型增加;为达到主动控制冬小麦冬前异常旺长和减少水分及养分不合理消耗的目的,秋播应推迟5d左右,积极有效地应对气候变暖对冬小麦的负面影响。     

玉米秸秆不同还田方式对黑土耕层温度影响的短期效应

阐明东北黑土区玉米秸秆不同还田方式的土壤温度效应,对农田秸秆管理和热量资源高效利用具有重要意义。本研究在大田试验条件下,设置传统垄作秸秆不还田(CT)、秸秆深翻还田(PTSR)、秸秆碎混还田(RTSR)和秸秆覆盖还田(NTSR)4个处理,2018—2020年测定了玉米生育期5、15、30 cm土壤温度和含水率动态变化及秸秆覆盖率,分析了不同处理各土层温度差异、≥10℃土壤积温和有效积温(GDD)、土壤温度日动态变化和空气积温生产效率,以及影响土壤温度差异的因素。结果表明：不同处理主要影响玉米播种至出苗期(S～VE)的土壤温度,土壤日平均温度呈现CT>PTSR>RTSR>NTSR的趋势,随着生育进程推进和土壤深度增加土壤温度差异逐渐缩小。与CT相比,PTSR、RTSR和NTSR处理5 cm土壤温度分别降低0.86、1.84和3.50℃;NTSR处理显著降低了不同土层≥10℃积温和GDD,5、15和30 cm土层≥10℃积温分别降低216.2、222.7和165.1℃·d, GDD分别降低201.9、138.7和123.9℃·d; NTSR处理还显著降低了空气积温生产效率...     

甘肃陇东黄土高原冬小麦对气候变暖的响应

使用地面试验田平行观测资料,就甘肃陇东黄土高原冬小麦对气候变暖的响应进行了比较分析。结果表明,1981年以来,冬小麦对气候变暖的响应主要表征为全生育期与越冬期的缩短,返青期与收获期提前,而越冬前和返青后的生长期总日数并无明显变化;各发育阶段对增温的响应差异明显,增温使营养生长阶段的返青至起身至拔节和生殖生长阶段的开花及成熟日期提前,乳熟日期和开花至成熟期间的总日数无明显变化,但增温使生殖生长阶段的开花至乳熟有延长趋势,而乳熟至成熟期有缩短趋势。籽粒重随≥10℃积温的增加而增加,随3月至收获期最高气温的升高而减少;产量随平均最低气温的升高和≥0℃、≥5℃、≥10℃和≥15℃积温的增加而增加,随≥20℃积温的增加而减少,表明高温天气增加对冬小麦产量有一定程度的逼熟减产负作用产生。     

气候变化背景下东北地区热量资源及玉米温度适宜度

利用RegCM3模式输出的东北三省1951-2100年日平均温度和最低温度,分析了东北三省热量资源和玉米不同生育期温度适宜度的时空分布.结果表明:1951-2100年,东北地区热量资源显著增加,稳定通过10℃初日不断提前,初日在4月25日之前的区域北界向东向北扩展,2071-2100年辽宁部分地区初日已提前至3月26日;≥10℃活动积温大于3000℃·d的区域面积不断增加,玉米的生长季长度不断增加,适宜种植晚熟玉米的区域面积不断增加.与1981-2010年相比,2011-2100年,东北三省年均温度将平均升高3.34℃.1951-2100年,玉米播种-出苗期以及出苗-抽雄期的温度适宜度随时间逐渐升高;1951-2040年,辽宁省玉米抽雄-成熟期以及全生育期的温度适宜度较高,而黑龙江省较低;2041-2100年,辽宁省玉米抽雄-成熟期以及全生育期的温度适宜度逐渐降低,吉林省东部和黑龙江省呈逐渐增加的趋势.     

青海省门源县1980-2015年青稞物候期变化趋势及其驱动因素

利用1980-2015年青海省门源县农业气象站的青稞物候期及平行气温和降水资料,分析了气候变化背景下青海省门源县青稞物候期变化趋势及其驱动因素,结果表明：播种、出苗和拔节期呈推迟趋势,其余物候期均呈提前趋势。其中播种期以2.65d/10a的趋势显著推迟,分蘖期、抽穗期分别以4.78d/10a和2.30d/10a的趋势显著提前。显著影响青稞物候期的气候因子为气温、降水和积温。播种前0℃活动积温升高1℃·d,期间降水量增加1mm,播种期推迟0.252d;稳定通过0℃积温增加1℃·d,分蘖期提前0.026d;4月最低气温升高1℃,抽穗期提前1.890d。自20世纪90年代出现播种推迟、分蘖期和抽穗期提前、驱动因子升高突变现象。物候期与驱动因素开始突变基本同步,表明青海高原气候变暖是青稞物候期变化的主导因素。