气候变化背景下河南省冬小麦品种更新特征

利用河南省30个农业气象站1981-2010年共196个冬小麦品种的观测数据和同期气象数据,采用相关分析和回归分析方法,研究了气候变化背景下冬小麦生育期长度、积温需求和产量构成要素等品种更新特征。结果表明：30年来,河南省冬小麦生长季平均气温升高明显,营养生长期增温速率高于生殖生长期,降水量变化趋势不明显。不同区域品种更新的主要特征是出苗-抽穗天数减少（2.8~5.9 d/10a）、抽穗-成熟天数增加（1.3~2.5 d/10a）;完成各生育阶段所需积温（>0℃积温）总体呈增加趋势,其中抽穗-成熟期尤为明显（26~50℃?d/10a）。有效穗和穗粒数与营养生长期长度或同期积温无显著相关,千粒重随生殖生长期延长而显著增加。豫南地区生育期天数比（抽穗至成熟天数/出苗至成熟天数）和同期积温比（抽穗至成熟积温/出苗至成熟积温）随时间增加,积温比对产量变化的解释性高于天数比;豫中和豫北地区生育期天数比随时间增加,但积温比无明显的时间变化趋势,单产提高与生育期天数比增加有关。气候变化背景下河南省冬小麦品种更新特征是营养生长期缩短、生殖生长期延长、千粒重增加,从而提高了产量。     

1992—2012年东北水稻生育期变化分析

生产实践中水稻生育期变化是气候条件和品种更新等因素共同作用的结果。利用东北地区13个农业气象站点1992—2012年水稻试验观测资料,分析水稻生育期的变化及其与东北变暖趋势、水稻品种调整的关系。结果表明：水稻生长季平均气温和≥10℃积温在1992—2001年呈显著增加趋势,水稻生长季积温的差别最大可达500℃?d,从2002年开始升温趋势减缓,并略有下降。相应地,2002—2012年与1992—2001年的物候期基本上呈现相反的变化特征,其中抽穗期、乳熟期、成熟期在1992—2001年明显提前,分别提前了3.1、2.9、4.5 d/10a,移栽期、分蘖期、成熟期则在2002—2012年呈现出明显的推迟趋势,分别推迟了4.6、4.7、2.0 d/10a;生育期的变化受多种因素影响,但播种-移栽期、乳熟-成熟期在1992—2001年分别缩短了0.7、1.6 d/10a,而在2002—2012年则分别延长了2.9、2.8 d/10a;总的来说,1992—2012年水稻全生育期整体延长了3.7 d/10a,其主要归因于营养生长期的延长。在试验资料比较完整的12个站点所做的分析表明,在东北水稻种植的生产实践中,不断地通过品种调整适应气候条件的改变,多数站点水稻实际生育期与品种审定生育日数差别较小,说明其品种的选择能够与当年的气候条件较好地匹配,充分利用了当地的气候资源。延吉站、梅河口站、通化站随着气候的持续波动又显示出水稻实际生育期与品种审定生育日数偏差增大的趋势,宁安站和前郭尔罗斯站的水稻种植品种的审定生育日数几乎没有改变。因此,迫切需要对东北气候变化的科学事实和水稻种植适应气候变化的生产实践进行系统的总结,为东北水稻生产适应气候变化提供科学支撑。     

博州地区近30年热量资源变化对棉花生育期的影响

利用博乐市、精河县2个国家基本气象站1991—2020年气象资料,采用相关分析、气候倾向率、突变检验等统计分析方法分析了近30 a博州地区热量资源变化对棉花生育期的影响。结果表明：(1)棉花生育期月平均气温、≥10℃积温呈明显上升趋势,≥35℃高温日数呈缓慢增加趋势;初霜期延后,终霜期提前,无霜期延长;日照时数呈缓慢增加趋势。(2)棉花生育期平均气温、≥10℃积温、无霜期的突变,博乐分别发生在2005、2008、2008年,精河分别发生在2005、2005、2011年,突变后两地平均气温分别增加0.6、1.2℃,≥10℃积温分别增加247.1、334.4℃·d,无霜期分别延长13.6、11.4 d;棉花生育期日数呈现增加趋势,博乐市、精河县变化趋势率分别为1.9、7.5 d/10 a。(3)相关分析表明,平均气温、10℃积温越高,棉花各发育期越提前,生育期越长;35℃高温日数越多,现蕾期、开花期、裂铃期越提前;无霜期越长、日照条件越好,对棉花生长越有利。(4)气候变化对博州地区棉花生产以有利为主。     

济宁市气候变化对农业生产影响分析研究

对济宁市（包括11个县市区）1970—2012年的各月气温、降水和日照资料进行研究。结果表明：平均气温整体呈阶段性上升趋势,其中冬季气温上升幅度最大,平均最低气温的上升速率大于平均最高气温的上升速率;全年≥0℃活动积温、越冬前（10月1日—12月12日）≥0℃活动积温、≥10℃的活动积温、<0℃负积温绝对值均呈上升趋势;1981—2010年较1971—2000年,稳定通过≥0℃和≥10℃持续的日数分别增加4.5d和3.2d,稳定通过≥0℃和≥10℃的日期分别提前了3d和2d,终止≥0℃和≥10℃的日期分别推迟了2d和1d。年降水量的变化分为明显的两个阶段,前30年呈下降趋势,而后13年呈上升趋势;日照时数呈下降趋势,夏季下降最为明显。在这种气候变化背景下对济宁农业的影响主要表现在：冬小麦、夏玉米播种期推迟,冬小麦全生育期缩短;夏玉米的种植方式由套种改为直播,收获期推迟,生育期延长;干旱、冻害等其他极端异常气候事件和病虫害的发生机率有增加趋势。     

不同气候背景下北疆霜期的时空变化特征

利用新疆气象信息中心提供的1961—2021年逐日最低气温资料，基于常规气象统计方法，对不同气候背景下北疆地区初、终霜日和霜期的变化特征进行分析，结果表明：（1）初霜日在背景I下呈较快推迟趋势，速率达0.36 d/a，背景II下变化趋势很小；终霜日在背景I下反呈推迟趋势，速率达0.15 d/a，在背景II下呈较快提前趋势，速率达0.28 d/a；霜期在背景I、II下均呈缩短趋势，缩短速率分别为0.24 d/a、0.35 d/a。（2）在气候背景I下霜期的缩短主要由初霜日推迟而导致，在气候背景II下霜期的缩短主要由终霜日提前所导致。（3）北疆地区平均初霜日在背景II下变化趋势很小是因为此时段下北疆初霜日西部在提前，东部在推迟，且推迟与提前的变化趋势相差较小；平均终霜日在背景I下反呈推迟趋势的气候条件是此时段下北疆春季气温变化趋势为-0.357 ℃/10 a，空间变化上则是因为此时段下北疆终霜日整体呈推迟趋势，仅阿勒泰地区东部、哈密地区东部呈提前趋势，且推迟速率较大，提前速率较小。（4）由气候背景I转为II，北疆初霜日等级出现由低向高移动的趋势，终霜日和霜期则与其相反。（5）相关季节北大西洋涛动指数对于北疆地区初、终霜日的影响较为显著，初霜日与夏季北大西洋涛动指数呈显著负相关，终霜日与秋季北大西洋涛动指数呈显著正相关。     

商洛1961—2020年10 ℃界限温度变化特征

利用商洛7个气象观测站1961—2020年逐日气象观测资料,分析商洛1961—2020年气温稳定通过10 ℃的初日、终日、持续日数和活动积温分布特征,采用线性倾向估计法分析变化特征,综合采用累积距平、滑动t检验、Mann-Kendall法进行突变分析和检验,采用R/S相关性分析预测其未来变化趋势。结果表明：商洛市1961—2020年≥10 ℃初日、终日、持续日数及积温等值线呈纬向分布;商洛市≥10 ℃平均初日呈提前趋势（线性倾向率为-23 d/10 a,通过0005显著性检验）,平均终日呈推迟趋势（线性倾向率为13 d/10 a,推迟趋势不明显）,持续日数呈增加趋势（线性倾向为33 d/10 a,通过0001显著性检验）,活动积温增加趋势（线性倾向率为688 ℃d /10 a,通过0001显著性检验）;终日和积温突变不明显,初日在1972年前后发生突变,持续日数1972年和2002年前后发生突变;初日将继续呈提前趋势,持续日数呈增长趋势,持续性不明显;终日推迟趋势和积温增大趋势不显著,有较大的随机性。     

1961—2010年博乐市热量资源变化特征

根据新疆博乐国家基本气象站1961-2010年的气温、无霜冻期以及≥10℃积温等资料,使用线性回归、t检验突变检测等方法,对博乐市近50a热量资源的变化特征进行了研究。结果表明, 近50a来博乐市热量资源呈明显的增加趋势：年均气温以0.43℃/10a的趋势极显著升高,年均最高、最低气温亦呈极显著升高趋势,最低气温的上升速率为最高气温的2.3倍;四季中,冬、秋季气温上升最明显,其对年气温的持续升高贡献最显著。终霜冻提前,初霜冻推迟,无霜冻期延长20d。≥10℃的初日提前,终日推迟,活动积温以94.2℃.d /10a的速率极显著地增加。1961-2010年间,各热量要素先后发生了气候突变;热量资源增加对博乐市农业生产具有积极影响,但同时也会产生一些负面作用,因此,应采取趋利避害的技术手段,促进农业生产的稳定而持续发展。     

黑龙江省近50a农业界限温度变化特征分析

利用黑龙江省6个站点的1961-2010年日平均气温资料,利用5 d滑动平均法对该省≥0℃、10℃界限温度进行了分析。结果表明:近50 a来,黑龙江省≥0℃、10℃起始日期均呈提前趋势,分别为平均每10 a提前1.9、1.3 d。≥0℃、10℃终止日期均呈推迟趋势,分别为每10 a推迟1.2、0.6 d。稳定通过≥0℃积温历年平均值为2 961.7℃,倾向率为39.0℃/10a,呈递增趋势;通过≥0℃持续日数历年平均为204 d,倾向率为3.1 d/10a,呈递增趋势。稳定通过≥10℃积温历年平均值为2 515.3℃,倾向率为37.4℃/10a,呈递增趋势;稳定通过≥10℃持续日数历年平均为135 d,倾向率为2.0 d/10a,呈递增趋势。     

沈阳地区农作物生长季热量资源变化特征

利用1958-2009年沈阳地区7个气象站逐日平均气温资料,采用常规统计方法分析了农作物生长季界限温度的热量资源变化趋势。以此为当地在气候变暖的环境下,调整农业种植结构,探讨因升温所带来的利弊关系,促进农业经济稳步发展。结果表明：沈阳地区农作物生长季各界限温度普遍存在始日提前、终日椎后,持续时间延长,积温明显增多的变化趋势。〉10℃持续日数趋势延长11d,活动积温趋势增加340℃·d;≥5℃持续日数趋势延长13d,积温趋势增加359℃·d;≥10℃持续日数趋势延长12d,积温趋势增加305℃·d;≥20℃持续日数趋势延长8d,积温趋势增加326℃·d。初（终）日的地域分布特点为城市早（晚）于乡村、南部早（晚）于北部;不同界限温度下的积温变化特征为城市多于乡村、南部多于北部。     

气候变化情景下黄淮海区域热量资源及夏玉米温度适宜度

利用黄淮海区域90个站点1971—2000年逐日气象资料以及国家气候中心发布的未来气候变化情景(A1B)下区域气候模式(Reg CM3)模拟的黄淮海区域1951—2070年0.25°×0.25°格点气象资料,结合夏玉米主要生育期对温度的需求,构建了黄淮海区域的温度适宜度和变异系数模型,并对1951—2070年黄淮海区域热量资源、夏玉米主要生育期的温度适宜度及其变异系数的时空变化特征进行分析。结果表明:1)黄淮海区域≥10℃积温和80%保证率下日平均温度≥10℃的初日均呈现由北向南依次增加的趋势,且随时间推移,分别呈增加和提前趋势。2)黄淮海区域夏玉米播种—出苗期的温度适宜度随时间整体呈逐渐上升的变化趋势、其变异系数随时间呈降—升—降的变化趋势;出苗—抽雄期的温度适宜度随时间呈先降后升的变化趋势、其变异系数呈降—升—降—升的变化趋势;抽雄—成熟期的温度适宜度空间上呈现2010年前北低南高、未来情景下中部低四周高的分布趋势,时间上呈2010年前稳定、未来情景下先降后升的变化趋势,其变异系数呈相反变化趋势;3)黄淮海区域夏玉米温度适宜度及其变异系数从播种—出苗期—出苗—抽雄期—抽雄—成熟期均呈反相位的变化关系。     

1971-2010年河南省霜期的时空分布及其对气温的响应

利用1971-2010年河南省均匀分布的110个地面气象站霜的观测资料,采用线性倾向率和单相关分析法,对近40 a河南省初霜期、终霜期和无霜期的时空分布特征及其对气温的响应进行研究,利用M-K法分析霜期的突变特征。结果表明：1971-2010年河南省平均无霜期为221.3 d,纬度与初霜期（R=-0.806）和无霜期（R=-0.707）均呈显著负相关,与终霜期（R=0.557）呈显著正相关;初霜期以2.6 d/10 a的速率呈明显推迟（p<0.01）,而终霜期的线性变化趋势不明显,无霜期以4.7 d/10 a的速率呈明显延长（p<0.01）;初霜期、终霜期和无霜期的突变点均在1998年。从各地区看,初霜期在各地区呈明显推迟,豫西地区推迟趋势最大（3.5 d/10 a,p<0.01）;终霜期仅在豫西和豫南地区呈显著提前;除豫东地区外,无霜期在其余5个地区均呈明显延长,豫西地区延长趋势最大（7.7 d/10 a,p<0.01）。从各观测站霜期的变化趋势空间分布来看,初霜期显著推后、终霜期显著提前和无霜期明显延长的站点分布在豫西和豫南地区。河南省初霜期与10月、终霜期与3月气温因子相关性较强;初霜期推迟和终霜期提前主要由气温升高引起的,其中平均最低气温是最重要的影响因素。初霜期推迟和终霜期提前导致无霜期延长。     

近55年海东地区温度变化特征及影响分析

利用海东地区6个气象站点自1961—2015年的实测资料,应用统计学方法分析海东地区近55年来气温、积温、地温等热量资源的变化特征及对海东农业产生的影响。结果表明1961—2015年海东地区年平均气温呈显著的升高趋势,升温率达0.37℃/10年;年平均地表温度也呈上升趋势,其增温率达0.41℃/10a;年平均20cm地表温度为8.8℃,近55a来呈波动上升态势,増温率为0.38℃/10a,大于年平均气温的增温速率但小于地表温度的增温速率,且对年平均气温、地面0cm温度、20cm温度进行了突变分析,结果均未出现突变。积温变化就区域平均而言,2010年以来,≥0℃积温与多年平均相比偏多295.3℃,与60年代相比偏多485.7℃;≥5℃积温与多年平均相比偏多346.9℃;≥10℃积温与多年平均相比偏多505.3℃。气候明显变暖,气候变暖使春播作物播种期提早,越冬作物播种期推迟,初春提前返青,使海东大多数农作物的适宜种植面积有所扩大,气候变暖对海东的农业生产布局和种植结构产生了明显的影响。     

锦州地区春玉米物候变化趋势及其与水热条件的关系

利用1980—1984年和2004—2020年锦州市农业气象观测站春玉米物候观测资料和气象观测资料, 采用趋势系数、倾向率、相关分析和通径分析等方法, 分析了锦州市春玉米生育期长度和水热条件的变化趋势, 并探讨了锦州市春玉米生育期长度与水热条件的关系。结果表明: 1980—1984年和2004—2020年锦州地区春玉米各生育期长度变化趋势不同, 除抽雄期、成熟期和生殖生长期外, 其他生育期长度均呈缩短的趋势。营养生长期长度极显著缩短, 生殖生长期长度极显著延长, 因此全生育期呈弱的延长趋势, 变化不明显。春玉米各生育期水热条件变化趋势不同, 热量条件变化显著, 而水分条件变化不显著, 多数生育期≥10 ℃活动积温(DT10)和生长度日(GDD)呈增加的趋势, 其中抽雄期、成熟期和生殖生长期、全生育期热量条件呈极显著增加趋势, 表明热量条件对春玉米生长发育影响最大。相关分析和通径分析表明, DT10和GDD对春玉米生育期长度影响最大, 水分条件对春玉米生育期长度影响较小, 其中出苗期、成熟期和全生育期长度与水分条件相关显著。可见, 锦州地区水热因子之间相互制约、相互影响, 共同影响春玉米的整个生育期。     

近52 a铜仁市热量资源变化特征分析

为了解气候变暖对铜仁市热量资源变化的影响,对农业热量资源利用及农业经济的发展提供科学依据,该文基于铜仁市近52 a(1960—2011年)的日平均气温数据,采用线性倾向估计等统计方法,分析界限温度0℃、5℃、10℃及15℃的起始日期、终止日期、持续天数和积温的变化特征。结果表明:1960—2011年期间热量资源呈显著增加趋势。≥0℃、≥5℃、≥10℃和≥15℃的积温和持续天数普遍显著增加,≥0℃、≥5℃、≥10℃和≥15℃的年均积温分别为6 285. 51℃·d、5 976. 0℃·d、5 412. 2℃·d及4 614. 9℃·d,分别以59. 4℃/10 a、54. 8℃/10 a、48. 9℃/10 a及79. 4℃/10 a的速率显著增暖。初始日期整体表现为提前趋势,终止日期则为延后趋势。持续天数显著增加,积温显著增强。     

玛曲草地垂穗披碱草物候变化及影响因子

通过对1985—2005年玛曲草地垂穗披碱草 (Elymus nutans) 物候变化及其影响因子分析,发现玛曲草地垂穗披碱草返青期略有推迟的趋势,推迟趋势为1.6 d/10 a,而抽穗、开花、种子成熟、黄枯等物候期均呈提前趋势,特别是抽穗、开花、种子成熟期明显提前,提前趋势分别为4.9 d/10 a,8.0 d/10 a,13.9 d/10 a。影响玛曲草地垂穗披碱草返青期推迟的主要因子是秋季降水量减少,夏季气温升高是导致玛曲草地垂穗披碱草抽穗、开花、种子成熟期提前的主要原因,秋季暖干化趋势是导致黄枯期提前的主要原因。     

沈阳地区农作物生长季热量资源变化特征

利用1958-2009年沈阳地区7个气象站逐日平均气温资料,采用常规统计方法分析了农作物生长季界限温度的热量资源变化趋势。以此为地方在气候变暖的环境下,调解农业种植结构,掌握因升温所带来的利弊关系,促进农业经济稳步发展。结果表明：沈阳地区农作物生长季各界限温度普遍存在始日提前、终日推后,持续时间延长,积温明显增多的变化趋势。≥0℃持续日数趋势延长11 d,活动积温趋势增加340 ℃?d;≥5℃持续日数趋势延长13 d,积温趋势增加359℃?d;≥10℃持续日数趋势延长12 d,积温趋势增加305 ℃?d;≥20 ℃持续日数趋势延长8 d,积温趋势增加326 ℃?d。初（终）日的地域分布特点为城市早（晚）于乡村、南部早（晚）于北部;不同界限温度下的积温变化特征为城市多于乡村、南部多于北部。     

新疆博州1961—2009年霜冻的特征及变化分析

根据1961—2009年新疆博州4个国家基本气象站的日最低气温资料,用气候趋势系数t、检验研究了终霜冻、初霜冻和无霜冻期的特征、长期变化趋势及突变时间。结果表明:除阿拉山口外,博州自东向西随地势的由低到高终霜冻逐渐推迟,初霜冻逐渐提前,无霜冻期逐渐缩短。终霜冻除温泉为微弱的推迟趋势外,其他地区均呈提前趋势,但不显著;初霜冻以2.5～4.2 d/10 a的显著趋势推迟;无霜冻期以2.2～4.8 d/10 a的速率延长,除温泉外均为显著趋势。     

河南省稻麦类作物对气候变化的响应

小麦和水稻是世界最重要的粮食作物。利用河南省小麦和水稻的历史观测资料,结合DSSAT-CERES小麦和ORYZA2000水稻模拟模型,分析和模拟河南省稻麦类作物在历史气候变化条件下生育期和产量的变化。结果表明:冬小麦全生育期长度呈缩短趋势,但播种-越冬天数平均每10 a增加1.7 d,开花到乳熟天数平均每10 a增加2-4 d,返青后各生育期均表现出不同程度的提前;水稻各生育期均有不同程度的提前,尤其是拔节期以前,分蘖前的生育期间隔天数以缩短为主,拔节后以延长为主。雨养小麦模拟产量和水氮增产潜力均呈减少趋势;随着播种期的提前,水稻减产趋势逐渐减弱。     

喀什地区夏玉米发育期与气象因子关系分析

利用喀什地区1961—2013年6—9月气温、日照时数、降水量月资料及1990—2013年玉米生育期资料,选取资料完整的4个代表站,采用一元线性回归分析方法 ,分析喀什地区气候变化及玉米生育期变化特征,重点探讨喀什近期气候变化对玉米生产的影响。结果表明:近53 a喀什市、巴楚县、叶城县6—9月平均、平均最高、平均最低气温及降水量总体呈上升趋势;日照时数,喀什市和巴楚县总体呈增加趋势,叶城县9月日照时数呈减少趋势;麦盖提县7—9月平均气温、8月降水量,6、8、9月日照时数呈下降(减少)趋势。喀什市、巴楚县玉米各发育期均呈不同程度的提前趋势;叶城县玉米各发育期的提前(推迟)趋势不明显,其中播种期、七叶期呈较弱的提前趋势(0.06~0.67 d/10 a),其它发育期呈延迟趋势,趋势为0.01~2.92 d/10 a,其中抽雄始期、开花始期的延迟趋势相对明显,通过了a=0.05显著性检验;麦盖提县玉米8月出现的抽雄期、开花期、吐丝普期呈延迟趋势外,其余的发育期均表现出不同程度的提前趋势。     

藏北牧区牲畜掉膘期温度变化特征

 利用西藏那曲地区1971-2005年日平均气温≤-5℃的初终日、持续时间及期间的负积温、平均气温、最高气温、最低气温等资料,采用气候倾向率等方法分析了近35 a来藏北牧区牲畜掉膘期及期间温度要素的变化趋势和异常年份。结果表明：藏北各牧区牲畜掉膘期开始日均呈现推迟趋势,平均推迟2.1～4.9 d/10 a;终日变化不显著;掉膘期持续时间均呈现缩短趋势。掉膘期间各牧区平均气温呈升高趋势,≤-5℃的负积温为减少趋势。掉膘期持续时间年代际变化呈明显的下降趋势,20世纪90年代掉膘持续时间短,有利于牧业生产。