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.     

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.     

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.     

长江中下游地区农业气候资源时空变化特征

以1981年为时间节点,将1961-2007年分为1961-1980年（时段Ⅰ）和1981-2007年（时段Ⅱ）两个时间段,分析和比较两个时段的农业气候资源变化特征.结果表明：气候变暖背景下,长江中下游地区1961-2007年温度生长期内≥10 ℃积温气候倾向率平均为74 ℃·d·10 a^-1;时段Ⅱ≥10 ℃积温较时段Ⅰ平均增加了124 ℃·d;与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ双季稻的安全种植界限向北推移了0.79个纬度.1961-2007年温度生长期内降水量总体表现为增加趋势;与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ降水量增加了1.6%,降水量≥767 mm（双季稻正常生长的需水量）的面积增加了1.13×10.4 km².时段Ⅱ温度生长期内日照时数较时段Ⅰ平均减少了8.1%;近47年中91.1%的气象站点日照时数表现为减少趋势.与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ温度生长期内参考作物蒸散量呈略微减少趋势,其低值区扩大、高值区缩小.时段Ⅱ稳定通过10 ℃初日平均较时段Ⅰ提前了2 d,而时段Ⅱ≥20 ℃终日平均较时段Ⅰ推迟了2 d,两个时段 ≥22 ℃终日基本相同.     

莎车巴旦姆物候期对气象条件的响应及花期预测模型

利用莎车县农业气象试验站2008—2013年巴旦姆物候期和同期气象观测资料,分析了巴旦姆物候期的变化特征以及气温、日照时数对物候期的影响.结果表明：巴旦姆花期之前的物候期始日之间均呈正相关,与花期之后的物候期始日的相关性大多较小,花芽膨大早迟与休眠期、生长期天数分别呈极显著的正相关和负相关.以果实成熟期为界,气温对之前、之后物候期间隔日数的影响分别为负相关和正相关,日照时数与物候期间隔日数大多为正相关.果实成熟 叶变色始期间隔日数对平均最高气温以及花序出现 开花末期、叶变色始期 落叶末期间隔日数对日照时数存在明显的响应.当巴旦姆休眠期符合日平均气温-3.0～-7.5 ℃的天数满30 d后,经过17～28 d将进入花芽萌动期.花芽萌动期、开花始期、叶变色始期和落叶末期的始日分别与首个候平均气温≥4 ℃且候平均最高气温≥12 ℃、春季侯平均气温≥14 ℃且侯平均最高气温≥22 ℃、秋季首个侯平均气温≤10 ℃且侯平均最高气温≤18 ℃和冬季首个侯平均气温≤1.9 ℃的候序一一对应.利用偏最小二乘法回归分析,建立巴旦姆盛花期始日预测模型,经过检验模型效果较好.     

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.     

陇东黄土高原塬区农业气象要素的变化特征

对1971—2000年陇东塬区气象资料分析表明,该区气温呈现出明显的线性上升趋势,且以冬季和春季增温为主。增温表现为平均气温、最高气温和最低气温同时上升。最高气温以季节转换时升幅最大,最低气温多数时间呈现上升趋势,且升温较最高气温显著。最高气温和最低气温均以12月上升最为显著。在气候变暖的趋势下,蒸发量显著增大,界限温度初日提前、终日推后,气温稳定通过0℃和10℃积温增加,无霜期延长,春秋土壤水分减少等。降水量、日照时数、太阳辐射和空气相对湿度等农业气象要素的整体变化不显著。认为气候变暖引起的多要素变化对农业的影响有利有弊,农业管理部门应根据当地气候变化特征,及时调整种植结构,优化种植模式,趋利避害,充分挖掘气候资源潜力,提高农业经济效益。     

湖北神农架巴山冷杉径向生长对气候的响应

利用湖北神农架巴山冷杉树轮宽度标准年表,研究其径向生长对气候要素(月平均气温和月降水量)和生长期其他参数(活动积温、持续天数、初日和终日)的响应.结果表明:神农架地区巴山冷杉径向生长与当年2、4和9月平均气温呈显著正相关,与上年和当年9月降水量呈显著负相关,与上年12月降水量呈显著负相关.巴山冷杉径向生长与生长期活动积温和持续天数呈正相关,且与以9.0℃为阈值定义的活动积温和持续天数的相关最高.其生长期从5月下旬开始,到9月中旬结束,大约120 d.树轮宽度标准年表与以9.0和9.3℃定义的生长期初日和终日序列相关最高,相关系数分别为-0.25(接近0.05显著性水平)和0.33(P<0.05),所以9.0℃是其进行光合作用的敏感温度.生长期开始得早或结束得晚,即生长期延长,均有利于巴山冷杉的生长.与我国气候突变年(1978年)前相比,1978年以后神农架地区气温开始上升,生长期活动积温和持续天数开始增加,生长期初日提前,终日延迟,使得生长期延长,进而促进了巴山冷杉的径向生长.     

山西省农业热量资源变化特征及其对农业的影响

基于山西省境内分布较为均匀的70个地面气象观测站1970—2012年逐日平均气温和地面最低温度资料,统计了≥0℃和≥10℃期间的活动积温、7月平均气温以及无霜冻期等农业热量指标.采用线性倾向估计法和累积距平法分析了农业热量资源的变化及其突变特征,以及农业热量资源变化对作物种植带和棉花、马铃薯可种植区的影响.结果表明:≥0℃和≥10℃期间的活动积温分别以64.8和57.9℃·d·(10 a)-1的速率增加(P<0.001),7月平均气温以0.3℃·(10 a)-1的速率显著升高,无霜冻期以5.9 d·(10 a)-1的速率显著延长.≥0℃和≥10℃期间活动积温的增加幅度西部大于东部,7月平均气温的升高幅度北、中部大于南部,无霜冻期的延长幅度中部大于南、北部.≥0℃和≥10℃期间的活动积温在1996年发生了增加突变,7月平均气温在1993年发生了升高突变,无霜冻期在1997年发生了延长突变.与突变前相比,≥0℃和≥10℃期间的活动积温分别增加了219.4和196.7℃·d,7月平均气温升高了0.8℃,无霜冻期延长了15 d;与此同时,温热作物带和温暖作物带的面积向北扩大,扩大面积最大的是温暖作物带,扩大175.7%,而温和作物带、温凉作物带、温寒作物带和高寒植物区的面积缩小,缩小面积最大的是温寒作物带,缩小87.9%.随着农业热量资源的丰富,喜温作物可种植面积扩大,其中棉花可种植面积扩大1.7×106hm2,扩大53.5%;喜凉作物可种植面积缩小,其中马铃薯可种植面积缩小8.9×106hm2,缩小30.5%.     

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.     

季风进退和转换对中国褐飞虱迁飞的影响

利用近30年NCEP/NCAR 逐日气象再分析资料及中国褐飞虱逐候灯诱数据,分析季风指数与褐飞虱迁入量的时空关系,以探明季风进退和转换对我国褐飞虱迁入的影响。研究表明:(1)常年3月中、下旬是我国偏北季风转换为西南季风的时期,西南季风开始后的4月上旬是褐飞虱第1次大规模北迁的时期,第1次大规模北迁的主降区为华南稻区和西南稻区,随后迁向其北的其他稻区。(2)6月中旬-8月中旬是偏南季风指数达最大值的时期,也是各稻区褐飞虱北迁峰次最多、迁入量最集中的时期。(3)8月下旬至9月中旬为偏南季风向偏北季风的转换时期,也是褐飞虱北迁的终见期、南迁的始见期,第1次大规模南迁发生在这一时期内,主降区为江淮稻区和江岭稻区。(4)9月下旬至10月中旬是偏北季风的快速增强期、偏南季风的快速衰退期,也是褐飞虱南迁的高峰期。(5)10月下旬开始偏南季风撤出我国大陆,而偏北季风控制我国大陆,由北到南各稻区依次开始出现褐飞虱迁入的终见期。(6)褐飞虱异常发生年份中西南季风北上的早迟决定了褐飞虱在我国迁入始见期的早晚,而偏北季风南下的早迟则决定了我国褐飞虱迁入终见期的早晚。(7)迁入始见期滞后于西南季风的变化,迁入终见期滞后于偏北季风的变化,它们滞后的时间都为1-3候(即5-15d)。     

中国各棉区棉铃虫滞育解除特点

试验研究了我国华南棉区、长江流域棉区、黄河流域棉区、北部特早熟棉区和西北内陆棉区棉铃虫Helicoverpa armigera(Hubner)13个地理种群的滞育解除特点。随纬度升高地理种群滞育蛹在高温下的发育时间显著延长,羽化格局趋于松散,在30℃下湖南衡阳种群和新疆哈密种群的发育时间分别为(15.6±4.9)d和(41.4±9.0)d。低温处理可明显降低长江流域以北种群的滞育历期,但对华南棉区北部种群则无明显的活化作用。湖南衡阳种群、湖北武穴种群、北京种群和新疆哈密种群活化滞育蛹的发育起点温度和有效积温分别为17.4℃和146.O日度,16.6℃和146.5日度,15.7℃和156.4日度及15.7℃和167.7日度。     

秦岭南坡锐齿栎林的生态环境及其营养积累

秦岭锐齿栎林 (含 0～ 6 0cm土层 )营养元素总储量达 182 .6 4 5～ 394 .70 1t·hm-2 ,植被占 0 .5 9%～2 .13% ;林分生物量为 131.713～ 5 0 3.82 2t·hm-2 ,乔木层占 92 .1%～ 99.2 % ;凋落物层现存量和营养元素积累量分别为 2 .897～ 33.999t·hm-2 和 10 4 .339～ 1136 .5 36kg·hm-2 .在一定范围内 ,林分生物量和营养元素积累量随密度的增加而增大 ;立地、林分条件相似的林分 ,生物量和营养元素积累量与林龄呈正相关 .林分针叶树占的比例越大 ,营养元素积累量越小 ,而且对生物量的影响远小于对营养元素积累量的影响 .在同一地区 ,立地、林分状况相似 ,林型不同 ,生物量及营养元素积累量差别不大 ,树种组成和林型不同林分的生物量和营养元素积累量均不同 .不同地区 ,生态和林分条件相似的林分的生物量和营养元素积累量也有差异 ;林型、结构相似林分生物量和营养元素积累量南坡 >北坡 ,中段 东段≈西段 .林分对营养元素利用率与海拔呈负相关 ,且南坡 >北坡 ,中段 >东西段 ,中段 >西段 >东段 .     

基于GIS的稻田蜘蛛混合种群发生分析

在地理信息系统的支持下 ,对中国稻区 117个样点蜘蛛物种数与个体数进行空间插值 ,获得稻田蜘蛛混合种群数量专题地图和个体数量发生专题地图 .根据所得专题地图 ,分析了不同水稻种植区蜘蛛种群发生以及不同稻区的生态特征 .研究结果如下 :在北纬 35 .5°以南的水稻种植区域 ,蜘蛛种群与个体发生量较高 ,种群一般在 13种以上 ,个体数一般在每 10 0丛禾 10 0头以上 ;在北纬 35 .5°以北的水稻种植区域种群一般在 11种以下 ,个体数一般在每 10 0丛禾 47头以下 ;在北纬 35 .5°以南的水稻种植区域的年降雨量、年无霜期和 7月平均温度要高于在北纬 35 .5°以北的水稻种植区域 .在北纬 35 .5°以南的水稻种植区域的年日照时数要低于在北纬 35 .5°以北的水稻种植区域 .     

气候变化背景下中国农业气候资源变化Ⅰ.华南地区农业气候资源时空变化特征

基于华南地区1961-2007年66个气象台站的地面观测资料,对华南地区全年及温度生长期内热量、光照和水分的时空变化特征进行了分析.结果表明：1961-2007年,华南地区年均气温以0.20 ℃·（10 a）^-1的趋势上升,温度生长期内积温的气候倾向率［平均为98 ℃·d·（10 a）^-1］由北向南递增;1981-2007年,6200～7500 ℃·d和7500～8000 ℃·d积温带面积分别较1961-1980年增加了1.5×10⁴和4.7×10⁴ km².研究期间,华南地区全年和温度生长期日照时数分别以-57和-38 h·（10 a）^-1的速率递减;与1961-1980年相比,1981-2007年全年和温度生长期内≥1800 h日照时数的区域面积均呈减少趋势.全年和温度生长期降水量均呈略微增加趋势,但不同地区的增减幅度明显不同.全年及温度生长期分别有62%和52%站点参考作物蒸散量的气候倾向率为负值;与1961-1980年相比,1981-2007年全年和温度生长期参考作物蒸散量均表现为高值区缩小、低值区扩大.全年湿润指数的平均气候倾向率为0.01·（10 a）^-1,70%站点的年湿润指数呈上升趋势;与1961-1980年相比,1981-2007年温度生长期内湿润指数增加了0.02,53%站点的气候倾向率为正值.研究期间华南地区气候变化总体表现为暖湿趋势,这将对该地区作物种植制度、作物产量和农业结构等产生影响.     

Reproductive characteristics of the flower breeding Drosophila hibisci Bock (Drosophilidae) along a latitudinal gradient in eastern Australia: relation to flower and habitat features

For many insect species, egg and larval substrate characteristics are significantly correlated with interspecific differences in female reproductive allocation and egg size-number tradeoffs. We tested the hypothesis that a similar pattern occurred within the Australian drosophilid, Drosophila hibisci, that is restricted throughout its life cycle to flowers of species in the genus Hibiscus. These plants occur as small, isolated, normally monospecific stands that should facilitate differentiation of the fly populations in relation to specific oviposition and larval substrates. Data from 38 sites ranging from 20.8̀ to 34.4̀ S latitude in eastern Australia indicated no relationship between female body size, egg size, or ovariole numbers and floral size or mass among four species of Hibiscus. However, the flies did show a latitudinal cline in ovariole number that was independent of floral variation. Females averaged 15–20 ovarioles per female in the south (32–34̀ S latitude) and 10–12 ovarioles in the north (21–22̀ S latitude). The increase in ovariole number with latitude was due to divergence in the ovariole number of the largest females. In contrast, small females in the north and south had the same number of ovarioles. Reproductive allocation of female flies in the northern region was less than females in the southern region. The latitudinal divergence in ovariole number was not associated with habitat differences (density of trees, density of flies and beetles), nor with differences in floral characteristics (flower weight, petal length, yeast species present). Short term weather patterns in daily temperature and rainfall preceding collections pardy explain the variation in ovariole number. These observations in conjunction with preliminary genetic results suggest the cline is associated with genetic differences that interact with environmental determinants such as the temperature during larval development.