中国西北气候变暖及其对农业的影响对策

以全球气候变暖和区域降水变率增加为主的气候变化给农业生产和人类食品安全带来严峻挑战。认识气候变化对农业的影响,提出科学的技术对策,是应对气候变化的基础。基于西北5省区气象观测资料,分析西北地区近52年(1961—2012年)气候时域趋势变化和空间分布特征,对比讨论了气候变化对西北农业的主要影响,提出了西北旱作农业应对气候变化的适应技术对策。结果表明,近52年来,西北区域气温呈显著上升趋势,气温变化倾向率为0.312℃/10 a,从20世纪70年代开始气温持续上升,气候变暖的突变点在1991年。西北区域降水量趋势变化空间差异明显,以黄河沿线为界,黄河以西区域降水量呈增多趋势,黄河以东区域呈减少趋势,并且降水量减少的幅度明显高于增加的幅度。气候变暖对农作物生长生育、植物形态结构、产量形成及品质等生理生化过程产生重大影响,对作物种植结构、栽培方式、种植制度,农田耕作层土壤生态环境等也产生了重大影响。要通过优化农业种植结构、调整作物种植制度、改进作物栽培方式、改良作物品种、加强水肥系统协调管理等技术措施来适应气候变化。科学开发利用气候资源,减缓气候变暖的不利影响,积极应对全球气候变化。     

气候变化对中国水稻产量及其区域差异性的影响

利用1978—2015年中国29个省(自治区、直辖市)的水稻投入产出和气象数据,通过构建"经济-气候"模型,实证分析气候因素对我国水稻产量及其区域差异性的影响。研究表明:(1)降水量、日照时长和气温与我国水稻总产量之间存在倒U型关系。(2)气候变化对水稻产量影响的区域差异性明显。降水增多有利于西南、黄淮海和西北及长城沿线(简称西北)地区水稻产量增加,但对东北、长江中下游和华南地区水稻生产不利;日照时长增加对西南和东北地区水稻产量具有促进作用;温度升高对长江中下游、华南、西北地区水稻产量有正向作用,但对西南、东北和黄淮海地区水稻产量则具有显著负向作用。     

规模化牛场废水灌溉对土壤水分和冬小麦产量品质的影响

通过田间小区试验,设置不同的牛场废水灌溉次数,研究了冬小麦牛场废水灌溉过程中土壤水分和冬小麦产量品质的变化特征,结果表明,灌溉牛场废水土壤水分迁移和土壤贮水量与灌溉清水无显著差别,水质对土壤水分变化影响很小;冬小麦生育期内分别灌溉牛场废水2、3和4次与正常施肥灌溉施肥相比,冬小麦产量和灌溉水生产效率提高,分别提高了4.61%、6.48%、6.63%,4次牛场废水灌溉冬小麦产量略有下降,这说明灌溉牛场废水次数过多会对冬小麦造成一定的负面影响;牛场废水灌溉次数越多冬小麦籽粒中蛋白质质量分数越高,分别提高了2.50%、5.83%、8.03%,而全磷质量分数则有降低趋势。综合考虑,冬小麦生育期内牛场废水灌溉次数不应高于3次。     

环境暑焦点

由于气候的变化,一些重要地区的世界最重要的大宗生产的粮食作物可能会减产三分之一.在最近在摩洛哥马拉喀什举行的一轮气候变化商谈中,KlausTopfer（联合国环境署执行主任）强调了近来有关全球变暖对农业的影响的研究的重要性. 全球人口增长固然使增加产量变得空前紧迫,而国际大米研究协会（IRRI）的研究者们引用证据说明与温室气体排放有关的气温升高会削弱作物开花和结籽的能力.在热带地区气温每升高1℃,大米、玉米和小麦等粮食作物的产量就会下降10％.政府间气候变化专家小组（IPPC）估计到2001年全球热带地区的平均气温将升高3℃.IRRI的科学家们说他们的初步概算显示到2050年热带地区的产量将减少30％.     

施肥量剧减会造成作物大幅度减产吗？

利用匈牙利Balaton湖流域200多个农场田块1981-2002年的作物产量、施肥量和土壤养分历史资料,分析施肥量和作物产量的关系,探讨施肥量剧减对作物产量的影响.结果表明,该区在经历上世纪80年代末社会经济变革之后,几种作物施肥量剧烈下降,其中氮肥降低了256%,而磷钾肥降低了80%以上;但这种剧烈降低并没有引起作物大幅度减产,小麦产量变化不大,其他作物产量降低幅度不到10%,也远远低于肥料降低幅度;同时,土壤有效磷钾含量也有下降;并且,化肥用量的下降也对Balaton湖水质量改善有一定贡献.该区的经验对我国改变目前这种过量施肥的局面、减少土壤养分过量积累、调整化肥发展方向等均有一定借鉴作用.     

西北干旱区气候变化对水资源影响关系探讨

西北干旱区是对全球变化响应最敏感地区之一,由于气候变化问题导致的水文、水资源问题越来越突出.研究分析全球变暖背景下的西北干旱区水资源问题,对应对和适应未来气候变化带来的影响具有重要意义.通过对西北干旱地区气候变化特征分析,探讨气候变化对水资源的影响,提出关于西北干旱区水文模型的建立与改进的建议,以期为后期关于制定西北地区经济发展战略提供地理方面参考.     

水分管理和秸秆还田对稻麦轮作系统温室气体排放的综合效应

水分管理和秸秆还田是调节温室气体排放、提高作物产量的有效措施,在农业生产中受到广泛关注。为明确水稻季水分管理和秸秆还田对稻麦轮作系统全球增温潜势(GWP)和作物产量的影响,开展了为期两年的田间试验,在传统灌溉(TI)和控制灌溉(CI)两种模式的基础上,设置麦秸还田(WS)、生物炭还田(BC)、不还田(NS)3种秸秆处理方式,对稻麦轮作系统进行CH_4和N_2O的排放监测以及作物产量的评估,以筛选出最佳的水分管理和秸秆还田组合方式,为农业的可持续发展提供科学依据。结果显示,与NS处理相比,WS、BC处理年均CH_4排放分别增加106.02%、36.77%,年均N_2O排放分别降低27.25%、16.21%,稻麦年平均产量分别增加6.49%、5.90%,年均单位产量GWP(GWPyield-scaled)分别增加40.53%、8.07%。在整个轮作周期,CI系统的CH_4排放较TI降低79.63%,N_2O排放增加27.03%,稻麦年平均产量增加0.42%,单位产量GWP降低60.32%。各处理中,以控制灌溉加生物炭还田(CIB)的年均单位产量GWP最低,比传统灌溉不还田(TINS)、传统灌溉麦秸还田(TIS)、传统灌溉生物炭还田(TIB)、控制灌溉不还田(CINS)、控制灌溉麦秸还田(CIS)分别降低53.81%、70.49%、59.77%、4.46%、11.92%。水分管理和秸秆处理方式对全球增温潜势表现出强烈的交互作用,但对作物产量无明显交互作用。可见,控制灌溉加生物炭还田(CIB)是降低稻麦轮作系统温室气体排放提高作物产量的有效管理措施。     

再生水灌溉对冬小麦生长和产量的影响

随着我国污水处理技术的发展,再生水生产能力得到了明显地提高,实现再生水农业安全利用,将开辟农业用水新途径。以冬小麦（Triticum aestivum）为对象,通过盆栽试验,研究了不同程度处理的再生水（二级再生水、三级再生水）对冬小麦生长和产量的影响。结果表明：再生水灌溉能显著提高冬小麦的株高、叶面积、叶绿素含量,但开花前对光合作用的改善不显著。再生水灌溉处理的冬小麦超氧化物歧化酶（SOD）活性整体提高,尤其是越冬阶段,叶片SOD活性较对照处理提高了15%,抽穗后作用减弱,各处理间的过氧化物酶（POD）活性差异不明显。以再生水灌溉的盆栽小麦产量和对照相比没有明显差异,再生水灌溉可以实现正常的产量水平。     

黄土高原地区节水灌溉增产效益分析

分析了节水灌溉和作物产量的关系，多角度探讨了地节水灌溉、地上节水灌溉、地下节水灌溉三种不同形式，根据黄土高原地区的实际情况，对旱作农业补充灌溉进行了研究。通过实地调查可知节水灌溉已成为发展“两高一优”农业的有效途径和粮食再上新台阶的重要战略措施。     

干旱区哈密瓜生长和产量与气候要素的关系

农业是气候变化最敏感的领域之一,气候变化将对农作物产量产生巨大影响.探讨气候变化对干旱区哈密瓜(Cucumis melo L.)生长和产量的影响,明确关键影响气象因子,可为合理有效利用气候资源和防灾减灾提供科学依据.选取1981—2019年哈密瓜生长年气候因子、生长季内气象要素和1999—2019年发育期及产量资料,分...