山东省主要粮食作物气候生产潜力时空变化特征

根据山东省1961-2008年的气象资料,利用逐级订正法计算了山东省冬小麦和夏玉米等主要粮食作物的气候生产潜力,并进一步采用经验正交函数分解方法,探讨了其时空变化特征.结果表明:山东省冬小麦及夏玉米的气候生产潜力存在有明显的年际波动和空间差异,其中冬小麦优、劣年景气候生产潜力相差3～9倍,夏玉米相对较小,为2～3倍;全省冬小麦、夏玉米气候生产潜力的高值区位于水热条件匹配较好的鲁南地区,低值区在半岛东部沿海地区;冬小麦、夏玉米气候生产潜力与实际单产的年际变化基本一致,山东省粮食产量,特别是夏玉米产量的年际波动受作物生长期间气候条件影响较大;全省冬小麦、夏玉米气候生产潜力在空间上具有较好的一致性,区域互补性较差.     

山东省气候变化及其对冬小麦生产潜力的影响

利用全省 2 7个台站 1 96 1～ 1 998年的温度、降水、日照等基本气象要素资料 ,对山东省气候变化特点进行了分析 ,并对冬小麦生产潜力进行了计算、分析。结果表明 ,山东省年、季平均气温呈波动性增暖趋势 ,降水量呈减少趋势。气候变暖有利于生产潜力的提高 ,冬小麦气候生产潜力总的变化趋势是波动性的上升 ,但较光温生产潜力倾向率小 ,反映了小麦生育期内光、温、水的综合影响。     

近50a浙江降水分布的时空特征

采用Kriging插值法对浙江省降水做空间插值划分高、低值区,运用一元线性回归、M-K趋势分析、Morlet小波分析等方法,分别对浙江省以及高、低值区降水趋势变化的时间特征进行分析。结果表明:(1)降水趋势在空间分布上表现为自西南向东北递减,南北相差悬殊,各季节降水量空间分布差异明显。(2)降水量整体呈波动上升趋势,主要集中在春季和夏季;低值区降水量年际变化趋势与全省年际变化特征更接近,整体上升趋势更明显;高值区较全省年际变化波动更大,但整体上升趋势较缓。(3)全省、低值区均在2011年存在突变。(4)全省以及高、低值区年平均降水量与各季节平均降水量在置信区间内均有小于4 a(主要周期为2 a)的周期变化规律,但存在周期变化的时间段不同。     

东北地区夏季降水时空变化特征

采用东北地区99个测站1960～2000年逐日降水资料，运用小波分析、突变分析、旋转EOF等方法，研究了东北地区不同区域夏季降水的长期变化特征。结果表明，东北地区夏季降水呈减少趋势，并存在14年和2～4年的变化周期。东北地区夏季降水异常可分为5种空间分布类型：东北西南部型、东北东南部型，东北东北部型、东北西北部型、东北中部型。东北东南部地区夏季降水减少趋势最明显，东北西南部降水的增加趋势最明显。各区域降水的变化周期有所区别，东北东北部存在16～18年的变化周期，其它地区存在10～14年的变化周期，各区域降水突变的时间主要在60年代和80年代。     

春季亚洲中东部地表感热通量的变化特征及其与中国夏季降水的关系

采用1951～2000年NCEP/NCAR再分析资料中的逐月感热通量资料,分析了亚洲中东部春季近50年地表感热通量的气候分布特征,结果表明:亚洲中东部春季地表感热通量的高值区位于华北、西北和印度地区;低值区主要位于东北、江南和蒙古国北部;青藏高原、中国东部30°N附近地区和印度中部地区是感热通量年际变幅最大的区域.运用...     

气候变化背景下浙江省单季稻气候生产潜力研究

采用逐步订正法计算浙江省单季稻的气候生产潜力,再利用地理信息系统空间插值、线性趋势分析等方法分析生产潜力的时空变化特征。结果表明:浙江省光合生产潜力自北向南呈“低一高一低一高”的带状分布;光温生产潜力、气候生产潜力则大体呈北低南高的分布;气候生产潜力整体呈下降趋势,同时在下降速率上,光合生产潜力>光温生产潜力>气候生产潜力;浙江省单季稻气候资源利用率仍有较大的提升空间,在气候生产潜力下降的背景下,单季稻产量仍表现出稳中有升的态势。     

东北地区气温演变的一致性与局地性特征研究

选取中国东北区域162个气象站1961—2015年地面气温资料,采用多种统计方法分析了近55 a东北地区气温的一致性和局地性演变特征。结果表明:东北地区年平均气温存在较为良好的空间一致性,"全区一致型"气候类型为东北地区最主要气候形态;第一旋转载荷向量时间系数呈上升趋势亦存在较明显2—7 a的周期,说明北部地区气温受全球变暖、ENSO等大尺度气候背景影响显著; 1961—2015年北部区域以0. 34℃/10 a的升温率高于南部区域的0. 26℃/10 a,但1980年后增温趋势减慢;年平均气温的概率曲线随年代整体向高值区移动,北部区域冬季增暖较为显著,南部区域冬夏均较为明显,春秋季节可能有缩短趋势。     

邛崃山生态环境及生物多样性遥感监测评价

为了解邛崃山生态保护红线区生态环境及生物多样性维护状况,利用卫星遥感和地形数据,运用主成分分析法,建立遥感生态指数和生物多样性维护功能指数模型,对邛崃山生态保护红线区2000~2019年生态环境状况和生物多样性状况开展监测评估。结果表明:就遥感生态指数而言,近20a区域平均值为0.642~0.680,红线区南部多为高值区,北部多为低值区,评价等级为优的区域面积呈明显上升趋势,东北部及西南部的低值区略有扩大,呈弱恶化趋势;就生物多样性维护功能指数而言,近20a区域平均值为0.482~0.522,红线区南部多为高值区,北部多为低值区,多样性功能整体表现为缓慢增强,其中功能评价等级为强的区域面积呈显著增长趋势,而东北部功能等级改善效果不明显;邛崃山生态保护红线区生态环境状况整体较好,南部优于北部,生态环境状况和生物多样性大部分区域有所提升,小部分区域有所下降。      

江西暴雨气候特征及降水极值重现期分析

利用1961—2020年江西省83个国家气象观测站日雨量资料,采用线性倾向估计法、年最大值法以及耿贝尔Ι型极值分布理论,对江西年平均暴雨日数、暴雨降水量、暴雨贡献率、暴雨强度等的变化特征以及不同重现期的降水极值进行了分析.结果表明:1)江西各地年均暴雨日数呈西南向东北递增分布;大部分地区年暴雨日数呈增加趋势,并呈现西部和南部增加略慢,东部和东北部快速增加态势;尤其是江西东北地区既是暴雨高发中心,同时也是暴雨日数增长中心.2)江西各地年平均暴雨降水量和暴雨贡献率均呈东北多、西南少分布;景德镇和上饶为暴雨降水量和暴雨贡献率高值区也是增长中心;赣州北部和吉安南部为暴雨降水量和暴雨贡献率低值区,但呈现明显增长趋势.3)江西各地平均暴雨强度呈现较明显的北部大、南部小的分布特征;暴雨强度呈现西部增强、东部减弱的趋势.4)江西不同重现期的日雨量极值呈现东北大、西南小的分布,高值区主要分布在上饶、景德镇和抚州一带,低值区主要在吉安南部和赣州.     

未来气候变化对东北玉米品种布局的影响

为探求未来气候变化对我国东北玉米品种布局的影响,基于玉米生产潜力和气候资源利用率,结合区域气候模式输出的2011—2099年RCP_4.5,RCP_8.5两种气候背景气象资料和1961—2010年我国东北地区91个气象站的观测数据,分析了未来气候变化情况下,东北玉米品种布局、生产潜力、气候资源利用率的时空变化。结果表明:未来东北地区玉米可种植边界北移东扩,南部为晚熟品种,新扩展区域以早熟品种为主,不能种植区域减少。未来玉米生产潜力为南高北低,增加速率均高于历史情景,水分适宜度最低,而历史情景下温度是胁迫玉米生产的关键因子。未来东北玉米对气候资源利用率整体下降,其中RCP8.5情景利用率最低。     

1971-2010 年重庆蔬菜气候生产潜力特征分析

利用重庆地区1971-2010年34个地面气象站日值数据集,结合周广胜气候生产潜力模型,采用线性回归、Mann-Kendal突变、经验正交函数（EOF）等方法分析重庆地区蔬菜气候生产潜力。结果表明：重庆地区年平均蔬菜生产力呈下降趋势,并存在明显的突变,主要是由于降水量的减少;全市蔬菜气候生产潜力空间分布呈现渝东南、渝东北偏西地区偏高的特点, 局地差异也比较明显。重庆气候处于暖湿型气候时对蔬菜的生长最为有利。     

基于AEZ模型的产量动态预报研究

利用洛阳地区1981-2014年夏玉米产量资料、9个气象站点的逐日观测资料、农田0-50 cm土壤墒情资料,结合夏玉米生物学特性,采用农业生态区域法(AEZ模型),计算了夏玉米不同生长阶段的气候生产潜力,通过气候生产潜力与夏玉米产量的相关关系,建立以旬为尺度的夏玉米产量动态预报模型,并进行历史回代和试报检验。结果表明:气候生产潜力与夏玉米单产增减率呈显著正相关,气候生产潜力可以客观地反映夏玉米单产水平及其动态变化。构建的产量动态预报模型对1981-2010年单产历史回代检验的准确率为88.3%~90.7%,单产丰歉趋势回代检验准确率为65.5%~75.9%;对2011-2014年模型准确性试报检验,单产预报准确率为82.7%~87.5%,趋势预报准确率为50.0%~100.0%。     

黄河三角洲草场气候生产力与草业开发

分析了黄河三角洲地区主要栽培草种的气候生态适应性以及牧草生长季气候条件的优劣势。计算得出该区天然草场和人工草场的气候生产力、气候增产潜力，研究其时空分布规律，提出草场改良措施。结果表明：天然草场年气候生产力为９２１０—１１８２０ｋｇ／ｈａ。增产潜力为４５００—１０５００ｋｇ／ｈａ；种植紫花苜蓿的人工草场年气候生产力为２３７７５—２８０８０ｋｇ／ｈａ，增产潜力为６０００—１９５００ｋｇ／ｈａ。     

气候变化对四川盆地作物生产潜力的影响评估

计算了四川盆地作物的光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力,选择代表站点分析了主要气象因子的变化特征及其对生产潜力的影响。结果表明,四川盆地日照时数和降水量在减少,气温在升高,日照时数和降水量的减少使生产潜力降低,而气温升高具有增加作用;各类生产潜力在1970 s都属于高值时期,光温生产潜力在2006年达到另一个高值;近十年各类生产潜力平均值均较1970 s有所减少,盆地平均气温升高1℃,光温生产潜力增加6%,降水量减少10%,气候生产潜力减少1.6%。      

气候波动对典型草原区潜在蒸散的影响

根据FAO推荐的彭曼—孟蒂斯方程,利用典型草原区1961—2008年25个地面气象站资料,分析了典型草原区潜在蒸散量的变化趋势以及与气候波动间的关系。结果表明,1）典型草原区四季与年潜在蒸散量均呈现出一致的减少趋势,且春季潜在蒸散量减少趋势最为显著,减少率为3.71mm/（10a）,其次为夏季和秋季,冬季最少。典型草原区年潜在蒸散量的80%以上集中在牧草返青、生长关键期,且此时又是潜在蒸散量变幅最大的季节,由此可能引发典型草原区干旱事件频发、地上生物量减少、草场的退化。2）对典型草原区潜在蒸散量影响最为密切的因子为：相对湿度、降水量、日照时数和平均风速,气温影响不显著。究其原因从能量平衡原理分析,典型草原区近50a平均风速减少影响了空气动力学对蒸散的影响,日照时数减少和湿度的略增是太阳辐射减少的原因,从而导致了潜在蒸散量的降低。3）21世纪典型草原区潜在蒸散量处于低的平均态和变率增大时期,极有可能引发干旱灾害,这与目前该地区气候变暖后生态耗水加大、干旱化加剧、生态退化严重等结论是一致的     

气候变化对四川盆地作物生产潜力的影响评估

计算了四川盆地作物的光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力,选择代表站点分析了主要气象因子的变化特征及其对生产潜力的影响。结果表明,四川盆地日照时数和降水量在减少,气温在升高,日照时数和降水量的减少使生产潜力降低,而气温升高具有增加作用;各类生产潜力在1970s都属于高值时期,光温生产潜力在2006年达到另一个高值;近十年各类生产潜力平均值均较1970s有所减少,盆地平均气温升高1℃,光温生产潜力增加6％,降水量减少10％,气候生产潜力减少1．6％。     

Attribution of Maize Yield Increase in China to Climate Change and Technological Advancement Between 1980 and 2010

Crop yields are affected by climate change and technological advancement. Objectively and quantitatively evaluating the attribution of crop yield change to climate change and technological advancement will ensure sustainable development of agriculture under climate change. In this study, daily climate variables obtained from 553 meteorological stations in China for the period 1961-2010, detailed observations of maize from 653 agricultural meteorological stations for the period 1981-2010, and results using an Agro-Ecological Zones (AEZ) model, are used to explore the attribution of maize (Zea mays L.) yield change to climate change and technological advancement. In the AEZ model, the climatic potential productivity is examined through three step-by-step levels: photosynthetic potential productivity, photosynthetic thermal potential productivity, and climatic potential productivity. The relative impacts of different climate variables on climatic potential productivity of maize from 1961 to 2010 in China are then evaluated. Combined with the observations of maize, the contributions of climate change and technological advancement to maize yield from 1981 to 2010 in China are separated. The results show that, from 1961 to 2010, climate change had a significant adverse impact on the climatic potential productivity of maize in China. Decreased radiation and increased temperature were the main factors leading to the decrease of climatic potential productivity. However, changes in precipitation had only a small effect. The maize yields of the 14 main planting provinces in China increased obviously over the past 30 years, which was opposite to the decreasing trends of climatic potential productivity. This suggests that technological advancement has offset the negative effects of climate change on maize yield. Technological advancement contributed to maize yield increases by 99.6%-141.6%, while climate change contribution was from-41.4% to 0.4%. In particular, the actual maize yields in Shandong, Henan, Jilin, and Inner Mongolia increased by 98.4, 90.4, 98.7, and 121.5 kg hm^-2 yr^-1 over the past 30 years, respectively. Correspondingly, the maize yields affected by technological advancement increased by 113.7, 97.9, 111.5, and 124.8 kg hm^-2 yr^-1, respectively. On the contrary, maize yields reduced markedly under climate change, with an average reduction of-9.0 kg hm^-2 yr^-1. Our findings highlight that agronomic technological advancement has contributed dominantly to maize yield increases in China in the past three decades.     

澄碧河水库上游流域气候变化特征及其影响分析

运用数理统计方法,对广西澄碧河水库上游流域气候变化特征进行分析,结果表明:水库降水量的变化以减少为主,春季、秋季和主汛期降水量的减幅均较大;平均气温均呈显著增高趋势,其中冬季增幅最大;蒸散量的变化均呈减少趋势.并探讨了气候变化对澄碧河水库上游流域的影响,总体来看,弊大于利;提出了水库应对气候变化的若干措施和建议.