新疆北疆地区旱涝灾害对气候变化的响应

【目的】本文研究新疆北部地区旱涝灾害变化特征,及北疆地区气候变化对旱涝灾害变化的影响,为农牧业生产活动及防灾减灾提供一定的理论指导。【方法】选取北疆地区20个气象站点1961-2016年气温、降水逐日数据,采用趋势分析、M-K突变检验、Z指数等方法对研究区气候变化和旱涝趋势进行分析。【结果】①近56年来,北疆地区气候具有明显的冷干向暖湿转变的趋势,年平均气温以0.34℃·(10 a)~(-1)的速率波动上升,气温空间变化差异明显,由北向南减少;降水量呈现波动增加趋势12.05 mm·(10 a)~(-1),降水空间变化山区多于平原和盆地。②北疆地区涝灾发生频率(37.5%)大于旱灾(30.36%),在1991年气温发生突变;气温突变后,北疆地区涝灾发生比重增加了41%,干旱比重减少27.9%,正常年份和旱灾年份的比重均有所减少,暖湿化明显。【结论】近56年来,北疆地区旱涝灾害由以干旱为主转变为以洪涝为主,此变化与北疆地区气候的暖湿化变化存在一致性。     

沈阳地区玉米生长发育期降水量变化特征分析

采用1951—2014年沈阳东陵气候监测站大气降水资料,运用现代气候统计诊断分析技术,研究了玉米生产期降水变化特征。结果表明:在玉米不同生长发育阶段降水量离散度较大,极比在4.6倍以上,生产期也达3.2倍。播种至出苗期、出苗至拔节期降水量变化趋势平稳,拔节至成熟期、全生育期降水量减少趋势明显,气候倾向率分别为-21.225mm/10a、-20.882mm/10a;近20a(1995-2014年)与前20a(1951-1970年)相比降水量分别减少87.9mm、83.7mm;拔节至成熟期及全生育期降水在1980年出现气候突变,突变前后降水量分别减少50.3mm和48.9mm。沈阳地区玉米生产期,尤其在拔节至成熟阶段降水量明显减少,近年来有不同程度干旱发生,要引起足够重视,应及早采取应对措施,预防干旱灾害所带来的农业损失。     

近50年平凉黄土高原沟壑区气温和降水变化趋势分析

[目的]研究平凉黄土高原沟壑区气温和降水变化,全面了解当地气候变化特点和未来发展趋势。[方法]采用线性倾向估计法对平凉黄土高原沟壑区近50年的年平均气温和年降水量的变化特点进行分析,用累积距平法和Mann—Kendall法对气候突变进行分析检测,并用重标极差（R-S）法对其未来气候变化趋势进行分析。[结果]近50年平凉黄土高原沟壑区气温呈上升趋势,气温变化率为0．26℃／10年,降水呈减少趋势,降水变化率为-20．2Mm／10年;气温的Hurst指数为0．90,降水量的Hurst指数为0．62．预示未来气温上升和降水减少的趋势还将持续;气温的突变发生在1997年,而年降水量的突变发生在1991年,二者的突变时间不同步。[结论]以气温升高降水减少为主要特征的气候变化将对平凉黄土高原沟壑区农业生产产生不利影响。     

宁夏中部干旱带气候变化及其对春玉米气候生产潜力的影响

根据宁夏中部干旱带盐池县、同心县和海原县气象站1961—2011年平均气温和降水量资料,分析该区域气候变化特征和规律,应用Miami和Thornthwaite Memorial模型探讨该区域春玉米生产潜力及其变化特征,并深入研究气候变化对春玉米气候生产潜力的影响。结果表明:1)研究区气候呈气温明显升高、降水波动减少的"暖干型"趋势变化。2)春玉米温度生产潜力呈逐年增加,降水和气候生产潜力呈波动中减少的趋势。3)研究区春玉米气候生产潜力平均值为5 037kg/(hm2·年),气候生产潜力与年平均降水量有着极其显著的线性相关,与年平均气温没有明显的线性相关,表明降水条件是制约研究区春玉米气候生产潜力的关键因子。未来气候变化显著影响着春玉米气候生产潜力,其中降水量变化对春玉米气候生产潜力的影响远大于气温变化的影响,降水的多少及变率对其限制作用将更明显。因此,应大力发展农业技术,合理安排农作物布局来适应气候变化,以保证春玉米产量和品质。     

辽宁省本溪市近60年气候变化态势分析

利用本溪和丹东市1951～2010年的气温和降水资料,运用线性趋势分析和Mann-Kendall突变检测分析方法,对近60年本溪市的气候变化特征和气候突变进行分析。结果表明,近60年来本溪市年平均气温呈上升趋势变化,其线性倾向率为0.17℃/10a;各季气温均呈变暖趋势,温度增幅依次为冬季、春季、秋季和夏季;年降水量和各季(除春季外)降水量均呈减少趋势变化。综合气温与降水变化特征,本溪气候呈暖干化变化趋势;本溪市气温与降水量具有明显的阶段性和季节性变化特征。     

近50年锡林郭勒盟的气候变化特征分析

利用锡林郭勒盟地区12个中心气象站1961-2010年的气温、降水资料,采用线性趋势、多项式倾斜率等方法,分析了近50a来本地区的气候变化特征,主要分析了气温、降水量与干旱、洪涝的变化特征及趋势。结果表明:近50a来,锡林郭勒盟地区年平均气温呈波动上升趋势,平均气温增温率为0.45℃/10a。以冬季最低气温升温最显著,平均增温率为0.65℃/10a,大于冬季平均气温增温率(0.53℃/10a)。年平均气温波峰、波谷上升趋势明显,波峰有9a-14a周期,波谷有7a-16a周期。年降水量呈减少趋势2,0世纪90年代降水量最丰沛,进入21世纪以来,降水量明显减少,为各年代最低值。春季降水呈增加趋势,夏季降水呈减少趋势,冬、秋季降水变化不明显。干旱、局地洪涝出现的概率有增加的趋势。     

基于降水量的黑龙江省玉米种植适宜性研究

利用黑龙江省63个气象站点1965~2014年降水资料,运用降水距平百分率、Mann-Kendall突变检验和标准化降水指数等研究方法,分析黑龙江省近50年来不同区域间降水变化趋势和特点,结合玉米生长需水特征判断玉米易缺水时段。结果表明,近50年全省玉米生长季降水量平均值约457.7 mm,可满足玉米生长发育对水分基本需求;黑龙江省各区域中,中南部地区、三江平原区和北部地区生长季降水量高于全省平均值,西部地区低于全省平均值,特别是泰来和肇源,生长季降水量平均值低于375 mm,必须依靠灌溉维持玉米正常生长;黑龙江省中南部地区和北部地区生长季降水量年际间变化较小,三江平原地区和西部地区则波动较大,易发生水旱灾害;黑龙江省近50年生长季降水量主要发生2次突变,分别在20世纪80年代初期和90年代中后期;黑龙江省西部地区玉米生长期基本均处于缺水状态,需灌溉补充水分,其他地区缺水期主要在6月和7月。研究可为黑龙江省降水研究和玉米种植区水资源配置等提供参考。     

湟水流域降水量长期变化趋势的时空分布特征及与气温的关系

【目的】分析青海湟水流域降水量的时空分布特征及与气温的关系。【方法】以湟水流域7个气象站点1971-2007年近37年的实测降水及气温作为研究资料,分析降水量长期变化趋势的时空分布特征及气温对降水量的影响。【结果】1971-2007年湟水流域近37年平均降水量略有增加,降水主要集中在夏季(6-8月),而降水量增加主要发生在春季(3-5月)。降水相对变率在1971-2000年明显增加,可靠性降低;2001-2007年降水相对变率减小,可靠性增加。在降水量丰沛和偏少的地区,降水量增加幅度不明显;而降水量中等地区,降水量增加趋势明显。1971-2007年湟水流域气温呈增加趋势;气温与降水量间大致呈负相关。【结论】流域内近37年平均气温明显增加,降水量略有增加,气温与降水量大致呈负相关,气温低的地区降水相对较多,气温高的地区降水相对较少。气温与降水量变化的关系比较复杂。     

气候变化对宿州市夏粮产量的影响

[目的]研究气候变化对宿州市夏粮产量的影响。[方法]利用1982~2014年宿州降水量、气温观测资料和夏粮产量资料,采用M-K检验、灰色关联、GM(1,1)模型等方法,通过计算气候产量来评估一定时间尺度上气候变化对宿州夏粮生产的影响。[结果]1982~2014年宿州市夏季粮食生产时间段(6~9月)的气温处于持续上升的趋势,并在1993年气温发生突变,在1996年以后显著上升;夏粮生产期的降水则呈现波动上涨趋势。通过相关分析,选取气温作为主要气候因子分析夏粮气候产量变化。近33 a来宿州市夏粮产量不断增长,利用GM(1,1)模型计算期间趋势产量,研究气候因子对气象产量的影响发现,随着夏粮单产的显著增加,气候变化给宿州夏粮生产带来的损失也越来越大。[结论]该研究为宿州市夏粮生产提供理论依据。     

厄尔尼诺事件对冀中地区气候及农业生产的影响 ——以河北省保定市为例

目前极端天气频发,对各地区的农业生产造成巨大损失。保定是冀中地区重要的粮食生产基地,研究厄尔尼诺事件对保定地区气温和降水的影响,对指导该地区农业生产具有重要意义。获取该地区1988～2018年气温与降水数据、农业气象灾害数据和粮食(小麦和玉米)产量数据,根据GB/T 33666―2017确定该地区厄尔尼诺事件发生年,采用线性趋势和Mann-Kendall (M-K)检验方法,分析1988～2018年保定地区气温和降水的变化趋势与突变情况;利用不同季节的气温和降水距平,分析厄尔尼诺事件对该地区农业生产产生的影响;采用GIS反距离权重法差值,分析保定地区各县(市)气温和降水变化幅度的空间分布特征。得到以下结论:(1)该地区出现超强级厄尔尼诺事件2次、中级厄尔尼诺事件4次、弱级厄尔尼诺事件2次,共计8次。(2)保定地区气温呈上升趋势,降水量呈下降趋势,且通过了M-K检验。气温和降水的突变年与厄尔尼诺年耦合。(3)保定市年平均气温空间分布由东向西逐渐增强,降水量变化空间分布由北向南逐渐减弱。保定西部暖干趋势最为显著,东部偏干但升温不明显。(4)不同等级的厄尔尼诺事件,4个季节的气候变化差异较大。厄尔尼诺事件发生年,农业灾害发生比例增加,且造成当年夏秋粮减产。     

气候条件对奈曼玉米产量的影响

[目的]研究气候条件对奈曼玉米(Zea mays L.)产量的影响,以期为合理利用气候资源,最大程度地减轻气候条件对玉米产量不利的影响提供决策和服务依据。[方法]在奈曼旗玉米气象产量计算的基础上,着重分析玉米全生育期气温、降水、日照和蒸发对玉米产量的影响。[结果]奈曼玉米气象产量变化范围主要在-750～750 kg/hm2,气候条件的减产效应比增产效应更加明显。奈曼旗玉米生长热量资源和光照资源丰富,能够满足玉米生长的需要,产量提高的制约因素主要是高温和干旱;日照和蒸发因子对玉米产量的影响,可以间接归结为降水或温度对奈曼旗玉米产量的影响。[结论]该研究可为奈曼玉米的高产栽培提供气象学指导。     

东北地区气候变化对玉米生产的影响与对策

为了探究气候变迁对东北地区玉米生产的影响,分析了近50年来东北地区的降水量、日照时数和气温的变化,总结了温度、干旱、日照时间等因素对玉米产量的不利影响。认为东北地区经历了气温升高、降水量减少、日照时数减少等气候变化,玉米生产面临着产量下降、生育期延长、品质下降、病虫害和杂草增多等影响。提出玉米生产上应积极改进栽培管理措施,如提前安排播种期、增加化肥和微量元素的投入、选用耐高温抗旱品种等。     

张家口地区49年区域旱涝变化特征分析

利用张家口地区14个观测站的49年（1965—2013年）降水量资料,通过计算单站旱涝指标（Z指数）、区域旱涝指数（W指数）,采用线性趋势法、Mann－Kendall法（简称M－K法）对该区域进行旱涝及其变化特征分析;选取4年典型旱年与4年典型涝年的NCEP/NCAR再分析资料,对比分析其500 hPa环流形势的异同。结果表明,49年张家口地区年W指数存在弱下降趋势,年际变化幅度较大,年和季均有旱涝交替、连旱或连涝的特征。W指数出现极值的年份与降水量极值年份相对应,具有一致性,因此W指数可很好的反映张家口地区的旱涝特征。M－K突变检测分析得出,年、季旱涝突变主要发生在1968年（秋季、冬季）和1995年（年、春季、夏季、秋季）。利用NECP/NCAR再分析资料得出,旱年乌拉尔山东部到贝湖一带高压脊较强,张家口受暖脊控制;涝年贝湖低槽和我国东北冷空气活动频繁,张家口多受我国东北冷空气和贝湖低槽控制。     

近54年长治地区干旱分析

利用长治地区11个气象观测台站1960—2013年逐月降水资料,运用小波分析、突变分析、主分量分析等方法,对近54年来长治地区干旱事件的时空异常分布和变化特征等进行了综合分析。结果表明,近54年来长治地区降水的分布特征是东少西多,区域内干旱频繁;长子县是长治地区干旱发生最为频繁、也是近年来旱情趋于严重的地区。从长治降水变化的分布型来看,全区一致旱涝的分布型占主要地位,其所贡献的方差达总方差的70%以上。长治地区降水存在着年代际变化(周期为准4~14年)和年际变化(周期为准2~4年)2个显著的振荡特征;1972—2013年长治地区降水有逐渐减少的趋势,且从1972年开始可能出现了趋于明显减少的气候突变。     

张家口44年气候变化特征分析

利用张家口站1966～2009年的气温、降水、风速资料及近几年自动站资料,采用基本统计量分析和Mann-Kendall突变检验等方法,对张家口市44年来气候变化特征进行了统计分析。结果表明,44年来张家口年、季平均气温呈显著上升趋势;年、季降水量为减少趋势,但趋势并不明显;年、季平均风速有显著减小趋势,但主导风向未发生改变;气温和风速在1986年发生突变。     

气候变化对莱阳玉米生产的影响

利用莱阳市1951—2015年夏玉米生育期(6月下旬—9月下旬)气温、降水量、日照时数资料以及产量资料,采用一元线性回归、积分回归分析、逐步回归等方法,分析了莱阳市夏玉米全生育期光、温、水的气候倾向率,以及夏玉米生育期各旬光、温、水与玉米产量的相关关系,并确定夏玉米的适宜播种时期。结果表明,1983—2013年是气候变化最剧烈的时段,其气候特点是气温高、降水少、日照少;气象要素与夏玉米产量有一定的相关;1980—2015年因雨水减少,大部分年份气象要素不能满足夏玉米生长需求。夏玉米最适播种时期是6月7—13日。     

气候变化对黑龙江省自然植被气候生产潜力的影响

为了解1970—2014年黑龙江省自然植被气候生产潜力的分布规律和变化趋势及其对气候变化的响应,利用黑龙江省80个气象站观测数据,结合Miami模型,通过小波分析和EOF分析等方法,对黑龙江省自然植被气候生产潜力的变化特征进行分析。结果表明：1970年以来,气温、降水、蒸散和标准气候生产潜力呈增加趋势,2000—2014年粮食安全存在隐患。标准气候生产潜力(W)与蒸散气候生产潜力年代际变化相近。4种气候生产潜力主周期均为26~31年。W空间分布呈正、负相间。W与气温、降水量和蒸散量呈正相关,气温是主要限制因子。“暖湿型”气候对W有利,生产潜力增加幅度7.41%~14.82%。研究结果对优化农业布局,提高农业气候资源利用率以及促进粮食作物稳产高产等有参考价值。     

气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式和产量的影响

【目的】全球气候正以变暖为主要特征发生显著变化,探究气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植制度的影响,为制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】通过气象站点观测值的加权平均和一元线性回归分析黄淮海各省市地区1992—2013年来的气候变化特征。利用农业气象站点多年长期观察的夏玉米-冬小麦物候数据,通过加权求平均,分析气候变暖背景下夏玉米-冬小麦的生育期和茬口推移情况。采用一元线性回归分析1992—2013年来黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量变化。同时利用非线性回归分析法和面板数据敏感性分析法分析气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量的影响。【结果】1992—2013年来,黄淮海地区温度整体呈现波动上升趋势,降水总量变化趋势不明显,但区域差异显著。在气候变化的背景下,黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式发生明显改变:冬小麦播种时间推迟,生育期存在缩短趋势,不同地区缩短2—5 d不等;夏玉米播种时间南部推迟而北部提前,收获时间总体呈现推迟趋势,整个黄淮海地区生育时长未发生明显变化。茬口时间因夏玉米-冬小麦生育期的推移呈现不同程度延长,造成了气候和土地资源的浪费。1992—2013年间黄淮海地区夏玉米-冬小麦单产呈显著上升趋势,多数省份达到显著水平。非线性敏感性分析表明,最低温度、最高温度和平均温度对夏玉米-冬小麦产量的影响基本表现为同时增产或同时减产的一致性。冬小麦产量受最低温度的影响最为显著,东南部的江苏省和山东省减产明显,而北部河北省和西部河南省表现为增产。温度升高除对河南省夏玉米有增产作用外,其他省份夏玉米产量均出现不同程度的降低,这可能与温度升高的幅度不同和降水的区域性差异有关。降水量对夏玉米-冬小麦产量影响存在地区差异。总体上气候变暖对周年单产影响表现为北部增产,而南部减产,因而选择适宜早播且生育期长的夏玉米品种对保障周年产量具有重要意义。【结论】气候变暖背景下,黄淮海地区冬小麦播种时间推迟,生育期缩短,夏玉米生育期北部延长而南部缩短,生育期的推移导致茬口时间延长,造成了气候资源和土地资源的浪费。1992—2013年间夏玉米-冬小麦周年产量显著提高。温度升高和降水增加对产量的影响存在区域差异,整个区域平均来看升温使夏玉米减产,冬小麦增产;降水增加有利于黄淮海北部地区夏玉米的产量形成,对南部地区夏玉米产量则存在不利影响,而对黄淮海大部分地区冬小麦的产量形成不利。     

近50年中国东北地区气候变化对农业的影响

在回顾中国学者关于东北地区气候变化及对农业影响研究成果基础上,系统概括分析了近50年东北地区农业气候资源和灾害的变化特征及气候变化对农业的影响特征。近50年东北地区升温明显,生长季热量资源增加;农业可用水资源和光能资源呈不同程度减少趋势,且时空分布不均。霜冻害、低温冷害、寒潮、洪涝、冰雹等农业气象灾害减少,旱灾增加。东北地区气候变化对农业影响总体有利,表现为作物适宜生育期延长,发育进程加快,全生育期缩短;积温增加且积温带北移东扩明显,主栽作物适宜种植区域扩大;作物品种由中晚熟替换早中熟;作物种植格局的变化为玉米、水稻、马铃薯等喜温作物种植面积扩大,春小麦种植面积减小。在水分为非限制因子的农区,作物气候生产潜力和产量为增加趋势。气候变化对农业影响的研究存在较大的不确定性,有必要针对农业气候变化及其对农业影响等开展系统性研究。     

气候变化下宁夏引黄灌区玉米产量及其构成因素的预估

[目的]定量化估算未来气候变化情景下宁夏引黄灌区玉米产量变化趋势。[方法]利用区域气候模式输出的未来90年（2010～2100年）宁夏25 km×25 km网格的逐日温度、降水、辐射等资料,采用校正的CERES-Maize模型对宁夏21世纪的玉米产量状况进行研究。[结果]随着气候变暖,在未来气候情景下,采用目前玉米的适应性品种和最优生产管理措施,与基准年份BS（1961～1990年平均）相比,宁夏引黄灌区玉米产量在2020s和2050s表现为增产趋势,到2080s,随气温的进一步升高,则开始减产。玉米的产量构成因素穗粒数和穗粒重也表现相同的趋势。在2020s和2050s,B2情景下的玉米增产幅度大于A2情景,在2080s,B2情景下的玉米减产幅度小于A2情景。[结论]随着气候变暖,宁夏引黄灌区玉米增产,随气温的进一步升高,则开始减产。