全球气候变化对我国西北地区农业的影响

在比较系统总结全球气候变化对我国西北地区农业影响的主要研究成果的基础上,揭示了我国西北地区现代气候变化对全球气候变暖响应的基本特征,阐述了现代气候变化对土壤水分、地表蒸发和作物气候生产力的影响规律;并且比较全面地概括了西北地区冬、春小麦、玉米、马铃薯、冬油菜、棉花、胡麻、牧草、葡萄等9种主要农作物的生长发育、病虫害、种植面积、气候产量以及畜牧业活动等对气候变化的响应特征,发现气候变化对农业生产过程的影响利弊皆存,而且不同农作物对气候变化的响应特征差异较大.研究对西北地区农业生产具有比较重要的科学指导意见.     

气象因子对江苏省水稻单产的影响

全球气候变暖作为一个不争的客观事实,不可避免地对农业生产产生影响。针对传统多元线性回归分析方法,不能直接分析气象因子与水稻气象单产时序关系,根据1978—2010年间江苏省水稻单产数据和同期气象时序数据,研究了水稻单产的影响因素,提取了水稻气象单产;利用连续小波变换方法研究了水稻气象单产、水稻营养生长与生殖生长期间的日照时数、降水和气温等气象因子的时序变化特征;利用交叉小波和相干小波变换方法,研究了水稻营养生长与生殖生长期间气象因子与水稻气象单产间的相互影响关系。结果显示:(1)近33 a间,江苏省水稻气象单产占实际单产的比重逐渐减小,水稻生产抵御气象灾害能力逐渐增强。(2)水稻气象单产与日照时数、降水量和气温等气象因子有几乎一致的特征周期。(3)在水稻分蘖期、孕穗期与开花结实期,气象单产与日照时数、降水量和气温间的相位差关系较为复杂。水稻分蘖期日照时数的增多有利于水稻单产的增加,降水的增多导致水稻单产的下降。水稻开花结实期日照时数的增强、昼夜温差的变大有利于水稻单产的增加,夜间最低气温的上升会导致水稻单产的下降。为了应对全球气候变暖,需要进一步改变水稻种植方式,加强土地利用监管,积极开展农村土地综合整治,加强高标准基本农田建设,加大农田水利设施建设,调整作物播种期,加强气象灾害应对防范体系建设,更好地发挥生物技术在适应气候变化中的作用。     

气候变化影响下海岸带脆弱性评估研究进展

近百年来,全球气候系统正经历着以全球变暖为主要特征的显著变化。研究海岸带系统对气候变化的响应机制,评估气候变化对海岸带社会、经济和生态的潜在影响,提出切实可行的应对策略,是保障海岸带系统安全的重要前提。回顾了IPCC的四次评估报告,分析了全球气候变化对海岸带的影响。总结了海岸带脆弱性评估框架以及脆弱性评价指标体系,综述了国内外气候变化影响下海岸带脆弱性评估研究的进展。在综述国内外该领域研究进展的基础上,展望了气候变化影响下海岸带脆弱性评估研究。全球气候变化及其对海岸带的影响还有大量的科学技术问题需要进一步探讨,同时也需要对各种适应气候变化措施的可行性和有效性进行研究和验证。     

气候变暖对昆虫影响研究进展

"全球气候变化"已成为国内外最受关注的环境问题。气候变化中以温度升高为特征的气候变暖对变温动物昆虫自身及其所在的生物群落产生直接或间接影响。从研究内容与研究方法2个方面综述了气候变暖对昆虫影响研究的国内外进展。气候变暖导致昆虫发生期提前,地理分布向更高纬度和海拔地区扩散,低温适生种种群密度下降,高温适生种种群密度增加。气候变暖改变寄主植物—害虫—天敌的物候同步性和昆虫原有种间互作关系,影响植食性昆虫的寄主植物范围和取食为害程度。长期的气候变暖带来的强烈的选择性压力引起某些昆虫种群的基因组发生变异。以日均温升高、日最高气温升高和昼夜温差变化等为主要特征气候变暖对昆虫发育、繁殖及存活等生态学指标产生重要影响。研究方法上主要是利用野外直接观察法、回归预测模型、有效积温模型、CLIMEX和GIS等生态风险评估软件、生物化石比较技术、人工气候下生态试验、检测标记基因频率变化等方法来研究气候变暖对昆虫的影响。最后简要评述了已有研究的不足并指出未来的研究方向:(1)气候变暖情景下开展昆虫种间互作研究并拓展研究对象;(2)高温下昆虫适应性研究;(3)建立完善人工模拟气候下的实验方法;(4)构建昆虫有效生态机理模型。     

气候变化对黄淮海地区弱冬性小麦的影响评价

气候变暖正在影响我国的农业生产.研究某一区域一定历史时期气候变化对农业的影响,可以使人们科学认识当地气候资源,更好地利用气候资源为农业生产服务.本文以黄淮海地区弱冬性小麦为例,利用DSSAT中的CERES-Wheat作物生长模型研究上世纪后40年气候变化对冬小麦生长发育及产量的影响,得出几点主要结论:气候变化对弱冬性小麦发育期影响不大,而对产量影响较大;灌溉能极大地提高冬小麦的产量.     

中国北方气候暖干化对粮食作物的影响及应对措施

东北、华北和西北50a来的平均气温增幅高于全国平均水平,气候变暖明显,尤其冬季增温最显著。区域增暖的极端最低气温远比极端最高气温的贡献大。东北、华北大部、西北东部降水量明显减少,平均每10a减少20—40mm,尤其春夏季减少最明显。这种趋势一直延续到20世纪90年代以后,干旱化趋势非常突出。在综述我国北方现代气候变化基本特征是暖干化的基础上,重点阐述了喜凉作物冬小麦、春小麦、马铃薯和喜温作物水稻、玉米、谷子、糜子等7种主要粮食作物的生长发育、品种熟性、种植区域与面积、产量与品质等对气候暖干化的响应特征。揭示了气候暖干化使春播作物播期提早,苗期生长发育速度加快,营养生长期提前,生殖生长期和全生育期延长;秋作物发育期推迟,生殖生长期和全生长期延长;越冬作物播期推迟,越冬死亡率降低,种植风险减少,春初提前返青,生殖生长期提早,全生育期缩短。使作物适宜种植区域向高纬度高海拔扩展;品种熟性向偏中晚熟高产品种发展;喜温作物和越冬作物以及冷凉气候区的作物种植面积迅速扩大;在旱作区种植不较耐旱的玉米、春小麦等作物种植面积受到制约。对雨养农业区的作物气候产量影响严重,尤其对不够耐旱的小麦和玉米的气候产量受影响最大;对较耐旱的谷子、糜子、马铃薯等影响较轻。从作物属性而言,对喜温作物水稻、玉米和越冬作物冬小麦有利于气候产量提高;对喜凉作物春小麦和马铃薯的气候产量将产生不利影响。同时,提出了从5个方面应对气候暖干化的技术措施,调整作物种植结构,确保粮食生产安全;根据不同气候年型调整各种作物种植比例;针对不同气候区域发展优势作物和配置作物种植格局;采取不同栽培技术和管理模式应对气候变化;采取综合配套技术提髙抵御灾害能力。为粮食作物安全生产和种植结构调整与布局提供科学依据。     

气候变化对作物矿质元素利用率影响研究进展

作物矿质元素利用率对气候变化的响应是目前全球变化研究中既重要、又复杂,且认知最少的科学领域。这个科学问题的研究关系到解密或预测陆地植物及农作物矿质胁迫对全球气候变化响应的机理,为将来农业投入提供理论依据,是应对气候变化的当务之急。目前只有少数研究,通过模拟试验,探索性地开展了CO_2浓度或温度升高的环境条件下,矿质元素在土壤-植物系统迁移、分布和储存特征的研究。从相关的文献报道来看,CO_2浓度升高环境条件下,小麦和水稻作物籽粒中大量和痕量元素的富集水平一般呈下降趋势。但温度升高情况下,作物各器官对对矿质元素的吸收情况则更为复杂。正由于气候因素与植物矿质元素利用率之间关系的复杂性,在气候变化背景下,解密作物矿质胁迫对全球气候变化响应的科学问题,尚需改进试验方法、手段,从土壤性质、作物生态生理,以及农业生态系统中矿质元素在土壤-作物系统中迁移转化的过程,全面考察作物矿质元素利用率对气候变化的响应机理。     

北方农牧交错区农业生态系统生产力对气候波动的响应——以准格尔旗为例

气候变化对区域生态系统结构和功能有重大影响。以中国北方农牧交错区的准格尔旗为例,利用气象和《统计年鉴》数据,采用数理统计方法分析准格尔旗1961—2009年降水量、平均气温的波动特征,计算出该地区1961—2009年农业生态系统NPP值和主要农作物的气候产量,论述了准格尔旗农业生态系统生产力对气候波动的响应。结果表明:(1)降水量和平均气温的年际、年内波动均显著。(2)准格尔旗农业生态系统生产力呈现阶段性地波动上升趋势。排除社会、科技等影响,气候生产力对气候波动表现出较强的敏感性,是作物气候生态适应的结果。(3)中国北方雨养旱作区,粮食气候产量受降水量年际波动(特别是7、8月)显著影响;谷子、糜黍、玉米、薯类、大豆和油料等农作物的气候产量与降水量年际波动呈显著正相关;谷子、糜黍的气候产量与生长季降水量年内波动呈显著负相关。集水型生态农业是北方农牧交错区生态环境友好的农业发展模式。(4)谷子、糜黍、薯类、大豆和油料等农作物的气候产量与6、7、8月平均气温年际波动呈显著负相关;生长季平均气温年内波动对谷子、糜黍、大豆和油料等农作物的气候产量有显著负面影响。因此,需要综合采取工程、生物和农业措施,将气候变化对主要农作物气候产量的不利影响降到最低。     

昆虫对全球气候变暖的响应

过去的100年全球地表平均温度显著上升,全球气候变暖对生物的影响引起世界范围内的广泛关注。和其他生物一样,昆虫也受到了气候变暖的影响,如繁殖发育速度增快、遗传变异、种群多样性降低、分布区扩大、种群爆发、外来入侵、种群灭绝等等。全球变暖引起的昆虫响应对农林业以及人类健康存在潜在风险,因此本文主要从物候、分布区、生长发育及繁殖、形态、行为与生理、分子水平这些方面综述全球气候变暖背景下昆虫如何响应,并讨论了目前研究动态和未来的研究方向,意在为气候变化条件下昆虫科学管理策略(如种群监控、模型预测、风险评估、遗传多样性、抗性遗传等)提供指导意义。     

全球气候变化对农业生态系统的影响研究进展

全球大气中CO2浓度升高、气温升高及降水量的变化等是全球气候变化对农业生产和农业生态系统影响最为重要的几个生态因子,其影响主要表现在对农作物产量、生长发育、病虫害、农业水资源及农业生态系统结构和功能等方面.在过去的几十年,全球气候变化已对我国农业和农业生态系统,特别是我国北方旱区农业造成重大影响,其中不少影响是负面的或不利的.本文综述了全球气候变化对农业水资源、农田土壤养分变化、农作物生长发育、农作物病虫害与杂草、粮食安全及农业生态系统的结构和功能等方面的影响.针对21世纪全球气候变化对我国农业生产和农业生态系统带来的挑战,探讨了今后研究的重点和难点问题.