中国亚热带地区柑桔的气候适宜性

应用生态适宜度理论和模糊数学方法,建立柑桔气候适宜度模型,对中国亚热带地区柑桔生产的气候适宜性及其时空差异进行了计算、评价,并分析了中国亚热带地区柑桔各生育期气候适宜性以及中国亚热带地区各县区的平均气候适宜度.结果表明:柑桔花芽分化期、发芽期、果实成熟期的适宜性较低、风险较高,其他各生育期的适宜性较高、风险较低,影响中国亚热带地区柑桔生产的关键问题是冷害和伏旱.柑桔温度适宜性的地域分异呈纬度地带性规律;降水适宜度最适宜型分布在亚热带中部"射阳-那坡"一线区域,其东南为适宜型区,西北为次适宜型区,高山区为不适宜型区;日照适宜度与实际日照时数的区域变化规律基本一致,大致呈高纬度区高于低纬度区、高海拔区高于低海拔区;受温度因子的限制,气候适宜度与温度适宜度的分布情况大体一致,南部大于北部,基本也呈纬度地带性规律.从中国亚热带地区柑桔气候适宜度的年际变化分析可知,整个亚热带地区柑桔气候适宜度呈下降趋势,且存在区域差异,说明气候变化引起了中国亚热带柑桔适宜区和关键生育期的变动.     

华南地区龙眼寒害灾损风险评估

基于华南地区64个基本气象站1961—2012年逐日气象资料,采用公认的龙眼寒害灾害指标,结合农业气象灾害风险研究的方法与模拟技术,并考虑龙眼寒害灾损减产风险在不同生育期（花芽生理期、花芽形态分化期、休眠期）之间的差别,对1961—2012年华南地区龙眼不同发育时段的寒害灾损最大风险进行定量评估与分析.结果表明： 在花芽生理期,各地区龙眼受灾最严重的是轻度寒害,其次为重度寒害,最后为中度寒害;不同寒害致灾等级对各地龙眼造成的危害程度不同,在轻度寒害威胁下,龙眼受灾轻重次序为福建、广东和海南、广西,中度寒害威胁下,龙眼受灾轻重次序为海南、广东和广西、福建,重度寒害威胁下,龙眼受灾轻重次序为海南、广东和广西、福建.在花芽形态分化期,各地区龙眼受灾最严重的是轻度寒害,其次为重度寒害,最后为中度寒害;该时段内不同寒害致灾等级对各地龙眼造成的危害程度相似,龙眼受灾轻重次序均为海南、广东和广西、福建.在休眠期,各地区龙眼寒害受灾最严重的是轻度寒害,其次为重度寒害,最后为中度寒害;该时段内不同寒害致灾等级对各地龙眼造成的危害程度不完全相同,轻度和重度寒害威胁下,各地龙眼受灾轻重次序为海南、广东和广西、福建,中度寒害威胁下,海南和广西龙眼受灾最轻,其次为广东,福建受灾最严重.同一寒害致灾等级下,不同发育时段龙眼寒害灾损减产最大风险指数差异显著：轻度寒害威胁下,各地区龙眼在花芽生理期受到危害最重,其次为花芽形态分化期,休眠期危害最轻;中度和重度寒害威胁下,各地区龙眼在花芽生理期受到危害最重,其次为休眠期,花芽形态分化期危害最轻.     

全球气候变化下中国亚热带地区柑桔气候适宜性

选取亚热带地区273个气象站1961—2008年逐日气象资料,结合IPCC SRES A2情景下未来亚热带地区温度、降水模拟数据,应用作物气候适宜度模型,对中国亚热带地区柑桔的气候适宜性变化进行了研究。结果表明:柑桔气候适宜度变化受到温度的主导,其空间分布趋势同温度适宜度变化基本一致;未来气候情景下柑桔气候适宜度变化大致呈纬度地带性分布,随着纬度的升高其气候适宜度变化由下降变为上升,可以分为强下降型(Ⅰ)、弱下降型(Ⅱ)、弱上升型(Ⅲ)和强上升型(Ⅳ)4种类型;基本上以温州-金华-浦城-乐平-英山-武汉-石门-吉首-武冈-通道-独山-望谟-广南-屏边-澜沧一线为界,其南气候适宜度有所下降,其北有所上升;亚热带西部柑桔气候适宜度上升较大。     

东北地区单季稻温度适宜性及其变化特征

利用温度适宜度模型计算了1961—2015年东北地区单季稻各生育阶段温度适宜度,并对其平均值、变异系数及时空分布和变化特征进行了分析。结果表明:东北地区单季稻分蘖、孕穗和抽穗期温度适宜度高且变异系数小,而播种和出苗期则相反;根据各站点55年平均适宜度大小,将东北单季稻主产区划为适宜度高、中、低3个区,且适宜度高低在空间上存在较明显的南北差异,总体随纬度的增加而减小;1961—2015年单季稻各生育阶段温度适宜度均表现为先下降后上升、总体升高的趋势,播种-出苗、乳熟-成熟阶段升高趋势最为明显(尤其在20世纪90年代中期以后);根据东北地区各站点温度适宜度变化倾向率,将东北地区单季稻主产区分为适宜度强增长、次增长和弱增长区,强增长区主要位于温度低适宜区,未来东北地区单季稻温度适宜度的地域性差异将减小,种植环境将趋于平均和优化。     

我国亚热带樟树的温度适宜性及其变化趋势

运用温度适宜度模型对我国亚热带地区1960—2005年樟树的温度适宜性及其时空差异进行了计算、评价和预测。首先分析我国亚热带樟树温度适宜度的空间分布,划分最适宜区、适宜区、次适宜区和不适宜区;亚热带东部地区樟树的温度适宜性自南向北逐渐减小,亚热带西部地区大部分为不适宜区;其次分析我国亚热带樟树温度适宜度的时间变化,樟树温度适宜度随时间呈波动上升趋势,且随年代际变化适宜区分布范围向北扩展;最后,分析樟树温度适宜度倾向率和变率,结合温度适宜度得出,亚热带南部地区适合樟树的种植,西部地区不适宜种植,北部地区有适宜种植的倾向。     

2个果梅品种雌蕊分化进程及相关生化指标分析

为了解果梅(Prunus mume Sieb.et Zucc.)雌蕊分化进程及其败育机制,采用石蜡切片法观察了不同时期果梅品种‘龙眼’(‘Longyan’)和‘大嵌蒂’(‘Daqiandi’)花芽纵切面的解剖结构,并对2个品种不同时期花器官发育状况、花芽百分率、花芽纵径和横径以及花芽中的可溶性糖、可溶性蛋白质和淀粉含量进行了测定分析.结果显示:雌蕊分化期、雌蕊分化末期及盛花期,品种‘龙眼’的不完全花比例均显著小于品种‘大嵌蒂’,其中,盛花期‘龙眼’不完全花比例仅为5.0％,而‘大嵌蒂’不完全花比例高达76.3％.品种‘龙眼’雌蕊分化过程经历未分化期、分化初期、分化期及分化末期4个阶段,且最终有95.0％的花芽在分化末期能顺利形成完全花;品种‘大嵌蒂’雌蕊分化过程则包含未分化期、分化初期、分化期、解体期、解体后修复期和分化末期6个阶段,且仅有23.7％的花芽能形成完全花.雌蕊分化的不同阶段2个品种花芽纵径和横径的变化与其分化进程基本一致.品种‘龙眼’完全花的可溶性糖和可溶性蛋白质含量均高于品种‘大嵌蒂’的完全花和不完全花、淀粉含量则低于后两者;品种‘大嵌蒂’不完全花的可溶性糖和可溶性蛋白质含量最低、淀粉含量则最高,与2个品种的完全花有显著差异.综合分析结果表明:品种‘大嵌蒂’的花芽在12月中上旬停止伸长生长、雌蕊分化停滞直至逐渐解体,这一时期即为品种‘大嵌蒂’雌蕊败育的关键时期;导致果梅雌蕊选择性败育的原因可能与花芽中大分子营养物质的分解代谢有关.     

生长调节剂调控龙眼冲梢的研究

为高效、安全地调控龙眼冲梢,在龙眼花芽形态分化开始期(露红点期)和花穗主轴长6～9 cm的花穗展叶期,施用生长调节剂,比较了不同方法调控龙眼冲梢的效果。结果发现龙眼花芽形态分化开始期树冠喷施200 mg/kg乙烯利+150 mg/kg多效唑混合液和土施多效唑每株4 g处理控冲梢效果都显著高于对照,冲梢率分别是10.5%和7.6%,在花穗小叶处于展叶期虹吸输300 mg/kg乙烯利防控龙眼冲梢有效且安全。     

华北平原冬小麦和夏玉米气候适宜性

作物气候适宜度研究有利于应对气候变化对作物生产的影响,合理开发利用农业气候资源,保障粮食生产安全。本研究运用气候适宜度理论构建作物气候适宜度模型,利用华北平原多站点气象和物候观测数据计算1981—2017年典型作物冬小麦和夏玉米不同生育期气候适宜度,并分析其时空变化特征。结果表明:华北平原冬小麦全生育期光照、温度、降水和综合气候适宜度分别为0.69、0.63、0.50和0.58,生育期内降水资源不足是华北平原冬小麦生长的限制因子,而夏玉米生育期内光照、温度、降水和综合气候适宜度均高于0.60;冬小麦全生育期温度、降水和综合气候适宜度变化趋势不明显,光照适宜度以0.020(10 a~(-1))趋势下降;夏玉米全生育期内仅光照适宜度下降趋势明显,温度、降水和综合气候适宜度变化趋势均不显著;空间上,冬小麦全生育期光照适宜度呈现出自西南向东北升高的空间分布趋势,温度适宜度大致为北低南高,降水和综合气候适宜度自北向南逐渐升高;夏玉米全生育期光照适宜度呈现出自西南向东北升高的分布趋势,温度适宜度大体上自东向西降低,降水适宜度自西北向东南升高,综合气候适宜度呈现出自西向东逐渐升高的"阶梯状"空间分布特征。     

板栗雏梢分化期内源激素的动态变化特征

以3个品种板栗上部芽为材料,采用石蜡切片法确定板栗雏梢分化进程,再运用高效液相色谱(HPLC)对雏梢分化期内源激素含量进行分析,探讨板栗内源激素与花芽分化的关系.结果表明:板栗雏梢分化进程可划分为冬前花序原基分化期、休眠期、冬后花序原基分化期、花簇苞片原基分化期和花簇原基分化期5个时期.在板栗整个雏梢分化过程中,各品种芽内源ZT含量总体呈"M"形双峰曲线变化,分别在11月中旬和翌年1月中旬出现峰值;芽内源GA3含量也总体呈双峰曲线变化,分别在冬前花序原基分化期(10月中旬)和冬后花序原基分化期(翌年2月中旬)达到峰值;内源ABA含量在冬前花序原基分化期达到最大值,之后呈逐渐下降,于1月中旬降到一个较低的水平并一直维持至花簇原基分化期(3月中旬).内源激素GA3/ZT值从9月中旬开始持续下降,于冬前花序原基分化过后下降到低水平状态并保持至花簇原基分化期.可见,在整个板栗雏梢分化过程中,较高浓度GA3有利于花序原基的分化,低水平的ABA有利于休眠期的解除和冬后花序原基的分化;内源激素GA3和ZT间的平衡关系在板栗雏梢分化的过程中起着重要的调控作用.     

甘肃省黄土高原旱作玉米水分适宜性评估

运用甘肃省天水、西峰农业气象试验站1981—2008年玉米观测资料及两地相应时段的气象资料,利用FAOPenman-Monteith公式及作物系数对玉米各生育阶段的需水量进行估算,建立了玉米水分适宜度计算模型,对1981—2008年玉米全生育期及各生育阶段的水分适宜度进行了计算,分析了玉米产量与水分适宜度的相关性。结果表明,甘肃省黄土高原种植玉米的水分条件比较优越,年平均水分适宜度均在0.50以上。陇西黄土高原(天水)与陇东黄土高原(西峰)水分适宜度相关程度较好,变化趋势比较一致。1995年是水分适宜度的转折年份,1981—1995年陇西黄土高原水分适宜度以0.12/10a的趋势降低,陇东黄土高原以0.11/10a的趋势下降;1995—2008年陇西黄土高原水分适宜度以0.18/10a的趋势升高,陇东黄土高原以0.06/10a的趋势上升。水分适宜程度以成熟期较好,降水量可满足玉米需水的70%以上,旺盛生长阶段水分适宜程度较差,降水量只能满足玉米生理需水的49%—55%,初始生长阶段耗水较少,大气降水对需水的满足程度在50%以上。出苗期—七叶期、拔节期—抽雄期、抽雄期—乳熟期、乳熟期—成熟期的水分适宜度呈20世纪80年代较高,90年代较低,21世纪初较高的趋势变化;七叶期—拔节期水分适宜度从20世纪80年代到21世纪初持续降低。陇东黄土高原各个生长阶段的水分适宜度比陇西黄土高原偏高约0.1。除成熟生长阶段外,陇西黄土高原的需水量均大于陇东黄土高原。水分适宜度与玉米产量相关性最显著的时期为七叶期—拔节期,其次为拔节期—抽雄期,出苗期—七叶期、抽雄期—乳熟期及乳熟期—成熟期的水分适宜度与玉米产量相关性不显著。利用建立的水分适宜度模型可对甘肃省黄土高原旱作玉米的水分适宜性进行评价,为当地玉米种植区划及科学管理提供依据。     

中国橡胶树气候适宜度分布特征研究

选取气温、降水、光照、风速四个气象要素, 应用气候适宜度方法对中国橡胶树的气候适宜性进行定量评价。结果表明: 中国橡胶树的气候适宜度指数均低于0.8, 平均值为0.43, 变化趋势普遍在±0.05 (10a)之间, 海南岛的大部分地区为橡胶树气候适宜区, 广东, 广西和福建南部以及云南南部的部分地区为较适宜区; 降水适宜度均值为0.43, 趋势值为-0.08-0.09 (10a), 是中国橡胶树适宜性的主要限制因素; 温度适宜度平均值为0.59, 趋势值在-0.04-0.25 (10a)之间, 是造成气候适宜度空间分布差异的主要因素; 光照适宜度平均值为0.70, 变化趋势均在±0.05 (10a)之间, 分布和变化的空间差异最小; 风速适宜度均值为0.71, 变化趋势范围为-0.34-0.28 (10a), 区域性最强。     

气候变化背景下华北地区冬小麦生育期的变化特征

以21世纪初近10年的冬小麦(Triticum aestivum)生育期调研数据和气象站点数据为基础, 利用“多元逐步回归分析+残差插值”方法, 绘制了2000年后华北地区冬小麦生育期等值线图, 通过研究两个时期(1971-1980年和21世纪初近10年)华北地区气候资源及冬小麦生育期的变化, 探讨了气候变化对华北地区冬小麦生育期的影响。结果表明: (1)华北地区北部年均气温及≥10 ℃积温增加显著, 但降水减少, 暖干趋势明显, 中部和南部年平均气温和≥10 ℃积温也呈现增加趋势, 但降水增多, 日照下降, 出现暖湿趋势; (2)除南部江苏、安徽两省冬小麦播种期无明显变化外, 华北地区冬小麦播种期普遍推迟, 一般在7-10天; 冬小麦返青期变化较为复杂, 西部地区的冬小麦返青期推迟2-10天, 而东南部的山东、安徽及江苏地区冬小麦返青期明显提前, 一般在5-7天; 华北地区冬小麦的拔节期提前, 北部地区幅度较大, 为5-10天; 冬小麦抽穗期推迟明显, 以华北中部和北部最为明显, 为10-15天; 除华北南部胶东半岛外, 华北大部分地区冬小麦成熟期推迟, 一般在5-10天; (3)气候要素的波动是引起华北地区冬小麦生育期变化的主要原因: 日照时数与冬小麦返青期和拔节期呈显著相关, 日照时数减少, 冬小麦返青期和拔节期提前, 而受年平均气温升高的影响, 冬小麦抽穗期有所推迟, 积温的增加对冬小麦成熟期有推迟作用, 同时降水对冬小麦生长的拔节和抽穗有促进作用。     

气候变化背景下中国南方地区季节性干旱特征与适应Ⅳ.基于作物水分亏缺指数的玉米干旱时空特征

基于1959－2008年中国南方地区249个气象台站的地面观测资料,以作物水分亏缺指数为玉米干旱指标,计算其干旱频率和干旱站次比,分析中国南方地区春玉米和夏玉米各生育阶段发生干旱的时空分布特征.结果表明: 从干旱发生频率的空间分布看,春玉米在淮北、云南北部和华南南部发生的干旱较严重,在其他地区的干旱相对较轻;除了长江中下游地区、华南北部和西南东部的夏玉米在生育后期干旱较严重,研究区域内夏玉米在其生育前期和中期干旱较轻.从干旱面积和强度的变化趋势看,长江中下游地区春玉米在七叶到拔节阶段的干旱强度明显增加,在吐丝后到乳熟阶段的干旱面积和强度呈减小趋势;夏玉米在拔节后期到抽雄阶段以及吐丝后到乳熟阶段的干旱都呈减轻趋势.西南地区春玉米、夏玉米的干旱强度和范围没有明显趋势.从干旱面积和范围的年际和年代际变化看,长江中下游地区夏玉米的变化较大,而西南地区差异较小.     

近30年辽宁玉米水分适宜度时空演变特征及农业干旱评估

引入农业气象干旱指标建立发育期尺度的玉米水分适宜度模型,利用1981-2010年辽宁52个气象站玉米发育期及常规气象数据,采用气候趋势分析和突变分析方法对玉米水分适宜度时空演变特征及农业干旱进行分析和评估.结果表明: 不同发育期水分适宜度变化趋势不同,出苗至七叶期(Ⅱ)、拔节至抽雄期(Ⅳ)及乳熟至成熟期(Ⅵ)分别在1994、1996和1999年发生气候突变,在30年内播种至出苗期(Ⅰ)、七叶至拔节期(Ⅲ)、Ⅳ和抽雄至乳熟期(Ⅴ)水分适宜度呈不显著增大趋势,Ⅱ和Ⅵ期呈减小趋势,其中Ⅵ期达到显著水平.水分适宜度气候趋势存在空间差异,不同等级干旱在各发育期发生的概率不同,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅵ期辽宁仅部分地区水分适宜度增大或减小趋势显著,这4个时期辽西北和辽南地区是水分适宜度高变异性区域,也是中、重度干旱的高发地区,而Ⅳ和Ⅴ期干旱发生频率较低,仅在相应地区发生轻、中度干旱.区域平均的水分适宜度能够对区域尺度上的农业干旱进行很好的评价.
     

基于生态位和模糊数学的冬小麦适宜性评价

为定量评价气象、土壤等要素对作物生长的影响,利用江苏省及周边40个气象站1980—2010年日气象资料,选取影响冬小麦品种生长发育的主要气象(如气温、降水、日照时数等)和土壤(如土壤厚度、有机质和p H值等)生态因子,基于生态位理论和模糊数学的方法,依据冬小麦生长对生态各因子的响应关系建立各生态因子适宜度模型,借助GIS空间插值和空间分析,计算江苏省冬小麦品种的种植适宜度并进行等级划分。结果表明:从单要素看,研究区气温适宜度和日照时数适宜度都由北往南逐渐降低,降水适宜度由南往北逐渐降低;大部分地区土壤厚度和土壤有机质适宜,但大部分地区的p H值适宜度较低;从气候适宜度看,江苏省气候适宜度的范围为0.68—0.81,中北部大部分区域适宜度大于0.73,全省的气候适宜度均适合种植冬小麦,大体上呈现由北往南逐渐减小的变化;从土壤适宜度看,全省中部、南部与西北部大部分区域适宜度大于0.70,适合种植冬小麦。从综合适宜度看,全省大部分地区适宜度为0.50—0.86,适宜于冬小麦生长。综合考虑农业气候资源和土壤资源对江苏省冬小麦品种种植的综合适宜性进行评价,评价结果为充分利用江苏省农业生态资源、指导及科学制定冬小麦品种区域种植规划提供科学依据;按作物品种分生育期多角度的精细化研究方法和建立的各因子的适宜度模型可为今后作物区域适宜性评价提供一种新的思路,对同类研究具有一定的借鉴作用。     

2000-2019年重庆市植被覆盖时空变化特征及其驱动因素

基于MODIS-NDVI数据、气象数据、地形数据和人类活动数据,采用趋势分析等方法,应用地理探测器模型,全面分析2000-2019年重庆市植被覆盖时空变化特征,并探究各地理因子及其交互作用对重庆市植被覆盖的影响程度与作用机制。研究发现:(1)2000-2019年,重庆市植被覆盖整体呈波动上升趋势,增长率为4.4%/10a,NDVI偏差值呈先减小后增加趋势。(2)2000-2019年,重庆市植被覆盖高值区主要分布于渝东北和渝东南,低值区则主要分布于三峡库区消落带及渝西、主城地区;植被覆盖空间格局在东西方向上由"一字型"向"斜线型"演化,南北方向上由"浅U型"向"深U型"演化。(3)2000-2019年,各地理因子对重庆市植被覆盖空间分异性解释力大小依次为:年均温(0.3459)>高程(0.3281)>年均降水量(0.2305)>人类活动强度指数(0.1747)>坡度(0.1008)>总辐射(0.0552)>坡向(0.0034);年均温、坡向、人类活动强度指数解释力总体呈增加趋势,年均降水量、总辐射、高程、坡度解释力总体呈减小趋势。(4)2000-2019年,各地理因子对重庆市植被覆盖变化存在交互作用,且呈双因子增强和非线性增强两种类型,而不存在相互独立作用或对植被覆盖变化解释力减弱的交互因子。     

未来气候变化对中国天然橡胶种植气候适宜区的影响

全球气候变暖将严重影响中国天然橡胶种植的气候适宜区分布.根据影响中国橡胶种植的5个主导气候因子,即最冷月平均温度、极端最低温度平均值、月平均温度≥18 ℃月份、年平均气温和年平均降水量,基于最大熵MaxEnt模型,利用1981—2010年全国气候数据和RCP4.5情景的气候预估,分析了1981—2010、2041—2060、2061—2080年中国天然橡胶种植的气候适宜区变化.结果表明： 随着未来气候变化,2041—2060和2061—2080年中国天然橡胶的种植气候适宜区范围总体呈北扩趋势,对橡胶树北移有利. 2041—2060、2061—2080年中国天然橡胶气候适宜区总面积较1981—2010年呈增长趋势,高适宜区和中适宜区的面积均有增加趋势,而低适宜区面积呈减少趋势.局部区域气候适宜性发生明显变化：云南的橡胶主产区的适宜区总面积减少,其中,云南省的景洪、勐腊等地将由现在的高适宜区转变为中适宜区,海南岛及广东雷州半岛的橡胶种植高适宜区面积明显增加,在台湾岛出现了新的橡胶种植低适宜区等.