河北地区气候变化及其对农业的影响

以气温和降水为主要气候因子,选取河北及京津23个气象站点数据,分析河北地区1956-2007年气候变化特征:近50年全区年均气温呈波动上升趋势,且冬季气温升高对年气温的上升贡献率最大;年降水量总体呈波动减少趋势,其中夏季降水呈明显波动减少趋势。对未来该区气候变化特征进行了预估。从地下水位、土地环境、农业病虫害的角度分析了河北地区气候变化对农业生产环境的影响;分析了近50年来气候变化对农作物种植制度的影响以及对作物生理生态和品质产生的不确定影响。气候变化在一定程度上降低了农业生产水平,提高了生产成本,频发的极端气候事件也会增加农业生产的损失。最后给出了未来气候变化对该区农业的可能影响。     

气候变暖下东北地区春玉米生产潜力变化分析

在气候变暖的背景下,依据中国东北地区101个气象站点多年逐日气象数据,利用数理统计分析方法,研究了东北地区1971~2007年春玉米生长季气候变化趋势,包括春玉米生长季平均气温、太阳辐射总量和降水量的变化趋势;利用GIS技术分析了东北地区春玉米光温生产潜力及气候生产潜力的时空变化。结果表明,东北地区春玉米生长季气温呈波动上升趋势,其幅度超过全国平均值,太阳辐射呈减少趋势,降水量年际变化较大,有波动下降趋势。在气温不断升高的情形下,东北地区春玉米的光温生产潜力有所增加,但由于各地区间降水的差异,东北地区春玉米的气候生产潜力在各地区变化差异较大,21世纪以来相对于20世纪70年代,南部地区气候生产潜力减少,而中部地区增加。为此,就如何利用东北地区春玉米生产潜力的特点,以及提高春玉米的实际产量提出了一系列建议措施。     

1958-2016年呼伦贝尔草原新巴尔虎右旗气温和降水变化特征

气候变化是影响草原区植被与环境状况的重要因素。利用呼伦贝尔草原新巴尔虎右旗1958-2016年的气温和降水数据资料,采用线性倾向估计法、累积距平分析法、M-K检验法和Morlet小波分析等方法,从不同时间序列上,对该地区近59年的气候变化趋势、极端气候以及突变现象进行分析。结果表明：年平均气温以0.354℃/10a的速率上升,上升趋势显著;四季平均气温均呈现增温趋势,其中春季增温趋势最大;1985-1986年发生了由低温到高温的突变;研究区年平均气温存在11 a的强显著周期。研究区年降水量整体以8.68 mm/10a的速率呈下降趋势,变化趋势不显著;降水集中在夏季（6-8月）,占全年降水量的72.9%,7月降水量最大,有效降水日数最多;1961-1962年和1981-1982年降水发生突变;极端降水指标中日最大降水量、连续5 d最大降水量、强降水量、极强降水量、强降水比率、连续无雨日数、零降水量日数均呈现递减趋势,仅降水强度呈递增趋势,变化趋势均不显著;Morlet小波分析表明研究区年降水量存在52 a的强显著周期。新巴尔虎右旗近59 a气候总体呈现干旱化趋势。     

近50年来气候变化背景下中国大豆生产潜力时空演变特征

大豆是中国最重要的粮食兼油料作物之一,随着人口的增长和人们生活水平的提高,中国对大豆产品的消费需求不断增加.全球气候变化给大豆生产带来了一定影响,其中有负面的,也有正面的.本文以2010年中国耕地空间分布遥感监测数据为基础,在1961-2010年的长时间序列气象数据、土壤数据等数据基础上,采用GAEZ模型,综合考虑光、温、水、CO2浓度、病虫害、农业气候限制、土壤、地形等因素,估算了中国大豆生产潜力,进而分析了近50年来气候变化导致的中国大豆生产潜力的时空格局特征.研究表明:①中国大豆生产潜力呈现由南向北、由西向东增加的趋势.东北平原区、长江中下游地区和黄淮海平原区是大豆高产区.②近50年来,中国大豆适宜种植面积持续增加,而大豆平均生产潜力却持续下降,大豆生产潜力总量先降后增.③中国大豆生产潜力的变化区域差异明显.东北平原区大豆生产潜力总量居全国第一,长江中下游地区和黄淮海平原区分别居第二、三位.本文揭示了近50年来气候变化背景下中国大豆生产潜力的时空格局演变特征,对合理安排大豆种植布局,高效利用气候和土地资源,实现大豆稳产高产具有指导意义.     

天山南、北坡河流出山径流对气候变化的敏感性分析——以开都河与乌鲁木齐河出山径流为例

选取开都河与乌鲁木齐河山区流域为研究区域,利用有关水文气象台站1960-2005年的观测资料,对研究区域的气温、降水与出山径流的变化特征及趋势进行了分析,并根据研究区域气候变化的特征与趋势及出山径流与山区降水、气温之间的关系,假定不同的气候情景组合,建立山区径流对气候变化的响应模型,以揭示天山南、北坡河流出山径流对气候变化的响应及其差异.结果表明,开都河与乌鲁木齐河山区径流与气温、降水量均呈正相关关系,受山区降水、气温持续增加和上升的影响,出山径流总体呈上升趋势,1990年代以后的升幅尤为显著;相对而言,乌鲁木齐河山区径流对降水变化更为敏感,而开都河出山径流对气温变化的敏感性略甚于气温.     

河西走廊57年来气温和降水时空变化特征

采用滑动平均、线性回归等趋势分析方法以及Mann-Kendall、Pettitt 和累积距平三种突变检验方法对河西走廊地区1955-2011 年的气温和降水两个指标进行研究, 从而揭示该地区气候变化的事实及趋势。研究显示河西走廊地区的气温在过去57 年呈显著上升趋势, 升温率是IPCC第四次报告中近50 年变暖率的两倍, 达0.27℃/10a, 并且在1986 年发生增温突变;四季气温中, 冬季气温升高对年气温上升贡献最大。河西走廊年降水量在研究时段内呈显著增加趋势, 降水增率为3.95 mm/10a, 但各个流域增加趋势并不显著;雨季降水量呈不显著的增加趋势, 其年际变化与年降水量一致, 雨季降水增量对年降水量增加贡献率大;河西走廊年降水量未发生突变, 雨季降水量在1968 年发生增加突变。河西走廊温度升高, 降水量增加, 总体向暖湿化发展, 这种变化对该地区水资源脆弱性的影响需要进一步研究。     

新疆草地气候生产潜力变化特征及对气候响应的预测研究

基于新疆地区52个气象站点1959-2008年逐月气温、降水资料,利用Miami模型和Thornthwaite Memorial模型、线性趋势线、ArcGIS反距离权重插值等方法,对新疆草地生产潜力的时空变化特征进行分析。结果表明,近50 a来,新疆草地温度、降水、蒸散生产潜力均表现为显著增加,且四季和生长季各生产潜力也呈线性增加,夏季和生长季增幅最大,其次,草地生产潜力以及增幅均表现为北疆高于南疆,基本为由南向北递增,并和多年平均降水量变化一致。其中,水分条件是影响新疆草地生产潜力的主导因素。根据二元一次线性回归方程计算得出,年平均气温每升高/降低1 ℃,草地的年气候生产力增加/减少17.309 kg·hm-2·a-1,年降水量每增加/减少1 mm,草地的年气候生产力增加/减少24.392 kg·hm-2·a-1。     

科尔沁沙地1961—2021年主要气象要素的变化特征——以奈曼旗为例北大核心CSCD

为了分析全球气候变化背景下科尔沁沙地主要气象要素的变化特征,基于逐月站点气象数据,采用趋势分析、Mann-Kendall突变分析和小波分析等研究方法,分析了1961—2021年奈曼旗主要气象要素(气温、降水量和蒸发量)的多尺度时间变化特征。结果表明:在全球气候变化下奈曼旗各主要气象要素变化显著,其中气温以0.21℃/10a速率极显著升高,降水以-9.2 mm/10a速率极显著减小,蒸发量以32.50 mm/10a速率不显著增加;从季节变化来看,春季和秋季气温、降水和蒸发量均表现为增加趋势,夏季和冬季温度和蒸发量增加,降水量减少。各气象要素出现突变点的时间不同,其中气温为1971年左右,降水为1978年和1987年,蒸发量为2002、2009、2013年。各气象要素在研究时段内均表现出明显的周期变化,其中气温为3~7、14~23、34~43 a,降水量为3~6、8~11、13~23、43 a,蒸发量为5~7、11~16、27、35 a。     

黄河上游气候变化对地表水的影响

利用1961~2002年黄河上游唐乃亥水文站水文资料及同期该流域气象资料,研究黄河上游流域气候变化及其对地表水资源的影响,结果表明: 黄河上游年流量呈现出逐年减少趋势,20世纪90年代以来减少趋势更为明显;黄河上游流域气候变化表现出气温升高、降水减少和蒸发增大的干旱化趋势,这一变化趋势在90年代以来尤为突出;气温升高、降水量减少和蒸发量增大是导致黄河上游流量减少的气候原因,其中降水量是影响流量的主要气候因子,降水量的减少特别是夏季降水量的减少直接导致了黄河上游流量的减少。     

中国气候变化对县域粮食产量影响的计量经济分析

利用中国1988、1995、2000和2005年县级而板数据构建了包含气候变化因素、投入要素、自然环境条件变量的面板数据随机效应计量模型,并利用该模型研究了中国县域气候变化(主要以1988-2005年间气温、降水变动)对粮食产量的影响.研究表明,从整体上看,一定幅度内的气温上升和降水增加对我国粮食产量变动有正向作用.将气温、降水变动的影响分解到不同省份上后,可以发现气温、降水变动对中国县域粮食产量的影响存在明显的区域分异特征.气温上升和降水量的增加对中国东北、华北以及西北部省份的粮食产量提升有利,对其他省区则会产生小幅负面影响.对气温、降水变动分季进行考察的结果表明,气温、降水变动对中国县域粮食产量的影响存在季节性差异,譬如春季气温变动对中国县域粮食产量的影响并不显著,但是夏、秋、冬3季的气温对中国县域粮食产量有显著的影响,不过其影响的程度与效果各异.春、夏两季降水对中国粮食产量变化存在显著影响.     

黄淮海平原耕地转移对植被碳储量的影响

应用GLO-PEM模型和1988年NOAA/AVHRR遥感数据,估算了黄淮海平原植被净初级生产力(NPP),并根据NPP和植被凋落物产生量计算了不同土地利用类型的植被碳密度。通过对1988年与2000年土地利用图的叠置分析,统计了耕地与其他土地利用类型之间的转移量,并估算了耕地转移对植被碳储量的影响。研究发现,耕地转移对植被碳储量变化的影响在不同区域与不同土地利用类型上存在显著差异。1988~2000年间,耕地转移导致全区植被碳储量下降了0.24%,其中耕地转为建设用地是植被碳储量减少的主要原因。这一研究结论为正确把握耕地转移对区域植被碳储量的影响,并据此制订碳汇管理措施具有重要的参考价值。     

水平衡下黄淮海平原区耕地可持续生产能力测算

为缓解黄淮海平原区地下水水位的持续下降,国家提出耕地资源休养生息的战略,而实施耕地资源休养生息的关键,是确保水平衡下的耕地资源可持续生产能力。本文从可持续理论和水平衡的条件出发,将黄淮海划分成12个自然条件、社会经济条件相对均一的农业生态区,采用不同农业生态区代表实验站限水高产的产量和管理经验,以水定产并逐步修正,得到了黄淮海平原区耕地可持续生产能力,并与现实产量对比得到产量差。结果表明：① 水平衡条件下黄淮海平原区耕地的可持续粮食生产能力为1.16亿t/年;② 可持续总产产量差为-67.85万t/年,由于限水灌溉造成的粮食产能损失为小麦331.84万t/年,玉米不存在产能损失;③ 小麦主要压产地区为黑龙港地区、鲁西平原、豫东平原以及京津唐平原,而徐淮低平原、豫东平原以及胶西黄泛平原具有一定的提产潜力。通过测算,进一步认识了黄淮海平原区耕地可持续产能状况,为区域粮食生产的合理布局以及农业限水限产提供可靠依据。     

基于GIS的甘肃省农业生产潜力研究

在气象数据库、属性数据库和GIS支持下,采用机制法对作物生产潜力模型进行了光、温、水、土逐级订正,得到了甘肃省的光合、光温、降水、水资源及土地的生产潜力,其结果很好的反映了甘肃省农业生产和农业资源分布的空间格局,各级订正的有效系数进一步揭示了各种资源因子对农业生产的限制程度。     

农牧交错带典型地段土地沙化主要因素分析——以河北坝上张北县为例

本文应用灰色关联模型 ,对农牧交错带典型地段河北省坝上张北县土地沙化因素进行了分析 :发现影响土壤风蚀和土地沙化的主要自然因素是冬季平均气温和降水量 ,而并非年降水量和年平均气温。人类活动只是在气候变化的背景上 ,加速或减缓土壤风蚀和土地沙化过程。根据冬季平均气温和降水量的变化 ,人类可适当调整农业生产结构和生产方式 ,以减轻土壤风蚀和土地沙化 ,实现农业的可持续发展     

基于RS和GIS的土地生产力与人口承载量──以向家坝库区为例

本文在分析土地生产力与承载力研究现状的基础上 ,以向家坝库区耕地为研究对象 ,根据库区经济地理现状 ,确定土地人口载量研究区域 ,并利用GIS和RS技术对研究区土地利用现状和地形地貌特点进行深入分析 ,建立“空间·属性一体化”数据库。本文还建立了土地资源人口承载量评价指标体系 ,利用潜力递减法 ,进行以村级为单位的耕地粮食综合村尺度的近期和远景 (2 0 12 )土地人口承载量研究 ,提出与当地农业发展相一致的整个研究区环境容量。结果表明 ,与其它耕作方式相比 ,复种耕种可获得更大的人口承载量 ;库区环境容量已趋饱和 ,而且未来库区土地承载力呈下降趋势 ;通过改良品种、扩大水稻播种面积可在一定程度上缓解地矛盾。     

遥感数据驱动的耕地生产潜力模型与应用

采用传统的潜力递减法模型,在 GIS空间建模技术支持下,分别计算光合生产潜力、光温生产潜力、气候生产潜力和耕地生产潜力。本研究以遥感数据驱动模型构建：首先,通过日本的静止气象卫星GMS-5数据反演每日的实际蒸散、相对蒸散,用以计算气候生产潜力;其次,通过SPOT5高分辨率遥感数据提取耕地空间位置和耕地类型信息,用以计算耕地生产潜力。研究表明模型估算的耕地生产力与现实粮食产量整体相差在10%左右,模型估算耕地生产潜力比现有粮食产量提高30%左右;同时研究表明,耕地生产潜力受高程、坡度和水源的影响较大。     

1990-2010年中国耕地变化对粮食生产潜力的影响

1990年以来,在国家生态环境保护工程实施、经济快速增长等因素的影响下,中国耕地数量与空间格局发生了巨大变化,对粮食生产潜力造成了巨大影响。本文采用GAEZ模型,结合中国气象、地形、土壤等因素,定量分析了中国耕地粮食生产潜力空间特征以及1990-2010年中国耕地变化对粮食生产潜力的影响。主要结论如下：① 2010年全国耕地粮食生产潜力总量为10.55亿t,全国耕地平均粮食生产潜力为7614 kg/hm²。中国耕地粮食生产潜力存在显著的空间差异,总体表现为东部高而西北部较低的趋势,并且高值区主要分布在长江中下游地区和华南区。② 1990-2010年的20年间,中国耕地粮食生产潜力变化表现出明显的时空差异,总体呈现南减北增、总量减少的基本特征。新增耕地粮食生产潜力的重心逐步由东北向西北转移。耕地粮食生产潜力总量净减少297万t,占2010年全国实际粮食总产量的0.29%。③ 在1990-2000年与2000-2010年两个时期,耕地变化对耕地粮食生产潜力影响差异明显。前10年,耕地粮食生产潜力总量净增加1011万t,主要集中在东北平原区和北方干旱半干旱区;后10年,耕地粮食生产潜力总量净减少1308万t,主要集中在长江中下游地区和黄淮海平原区。从总体看,近20年来耕地粮食生产潜力总量增加主要是由林、草地和未利用土地开垦所导致,而耕地粮食生产潜力总量减少主要是由城市扩展和退耕还林还草所导致。     

江西省土地转移驱动力分析

This article explores the factors and mechanism driving the land-use conversion at regional level by developing and using an econometric approach which is called the simultaneous equations model (SEM). A case study in Jiangxi Province of China is conducted by establishing the SEM, which consists of three equations including agricultural production, land conversion of cultivated land to built-up area and land conversion of cultivated land to forest cover/grassland from 1988 to 2005. And then this paper employs the method of piecewise estimation to represent the influences of the factors such as population, society, economy, location and geophysical conditions on the process of land-use conversion in Jiangxi Province. Estimation results show that population is a predominant factor driving the land-use conversion at counties, while social and economic factors are determinant factors in the short term for the entire Jiangxi Province. Specifically, the size of agricultural population and the magnitude of agricultural input determine the agricultural production to a large extent; population size, plain area proportion at counties and land management policies together affect the direction and magnitude of conversion between cultivated land and built-up area; agricultural population proportion, terrain slope, grain production and non-agricultural industry promote the conversion of cultivated land to forest cover/grassland. Furthermore, the explored mechanism also reveals the underlying causes of the land use changes driven by a series of factors in Jiangxi Province. Finally, this paper concludes that factors proven to play an important role in driving the land-use conversion need to be considered when the land management agencies make out the land use planning to optimize the land use, expand the agricultural production, and conserve the cultivated land.     

湖北省随州城市化进程中人口变动及其对土地利用的影响

采用GIS技术及多种统计分析方法,对湖北省随州市城市化进程中人口变动状况及其对土地利用方式的影响进行了整体分析,初步揭示了城市化的综合发展状态及其所包含的人口及土地两个方面的变化特征,并明确了人口变化的主导作用。分析表明,随州城市化处于中期发展阶段并呈现与工业化同步的发展状态,在此前提下城镇人口迅速增长,空间分布向中心市区集中,但农业就业比重偏高,同时土地利用方式发生相应的变化。