1961—2015年西南区域单季稻生长季气候年型及其生产潜力分析

了解气候变化背景下农作物气候年型以及不同气候年型下作物的生产潜力,对实现农业的可持续发展具有重要意义。基于1961—2015年西南区域单季稻种植区316个气象台站的逐日气象资料和单季稻生产资料,利用异常度概念分析了单季稻生长季的10种气候年型,解析了不同气候年型下单季稻的气候生产潜力,并分析气候变化对单季稻生长季气候年型及生产潜力的影响。结果表明：（1）近55年来西南区域单季稻生长季正常年型发生频次最高,平均21.5次,其次是少雨年型和多雨年型。从空间分布来看,正常年型多出现在云南南部和西北部、四川攀西和四川盆地南部的部分地区,少雨和多雨年型多出现在四川盆地大部和其他省市的部分地区,高温年型多出现在四川攀西地区、云南和贵州的个别地区,低温和寡照年型的空间差异不明显。（2）1961—2015年,西南区域单季稻气候生产潜力平均为7065.6 kg/hm²。与正常年相比,多雨年型气候生产潜力偏高超过10%,少雨年型偏低超过14%,降水是影响单季稻气候生产潜力的最主要因子。（3）气候变暖对西南区域单季稻生长季气候年型变化的影响最为显著。与1961—1990年相比,1991—2015年暖年增加,冷年减少。近55年来西南各省市单季稻气候生产潜力均呈下降趋势,1990年代以来暖年的增加有利于气候生产潜力的提高,而少雨和寡照年的增加是气候生产潜力总体下降的主要原因。     

黄土高原地区小麦生产潜力模拟研究

分析了作物生产潜力常规研究方法的不足,探讨了作物生长模型模拟方法的优势,在模型验证和气象、土壤和作物数据库组建的基础上,应用DSSAT3中的CERES小麦模型模拟研究了黄土高原地区28个代表点冬小麦和春小麦的光温生产潜力和气候生产潜力,统计计算了各点小麦产量潜力多年平均值、标准差、最高值和最低值,分析了潜力值年际变异与地区分布差异,并计算了小麦的水分满足率。黄土高原冬小麦光温生产潜力、气候生产潜力和水分满足率分别为7970～8647kg/hm²、2219～7545kg/hm²和0.278～0.872,春小麦分别为7436～9127kg/hm²、0～7598kg/hm²和0.192～0.961。     

淮北涡河流域农业自然生产潜力模型与分析

根据淮北涡河流域的特点,本文以小麦—玉米一年两熟制建立光合作用、温度、水分和土壤条件对自然生产潜力影响的动态分室模型,再用阶乘模型将它们综合为农业自然生产潜力模型,并将模型计算值与实际生产情况对比分析。模型的输出结果综合反映了该区自然资源对农业生产的影响。由模型分析出影响本区农业自然生产力的当前限制因子是土壤养分,长远限制因子是土壤有机质和水分,为分阶段区域治理提供了依据。在土壤完全改良后,淮北平原的农业生产可跃上年平均亩产900kg的新水平。     

干旱化与土地利用变化对中国北方草地与农牧交错带耕地自然生产潜力的综合影响评价研究

气候和土地利用变化通过不同的方式影响耕地的自然生产潜力,目前在时空尺度上定量分析典型生态边缘区气候干旱和土地利用变化对耕地自然生产潜力综合影响的研究还比较薄弱。论文首先采用桑斯维特纪念模型(Thornthwaite-Memorial Model)对北方草地与农牧交错带地区耕地自然生产潜力进行了计算。然后结合气象数据,分析了干旱化对研究区耕地自然生产潜力的影响。又在遥感数据生成的1990,1995和2000年1km土地利用/覆盖数据基础上,分析了土地利用变化对耕地自然生产潜力的影响。结果发现1970～2006年研究区总体上呈现出较强的变干趋势,但波动明显,干旱导致耕地自然生产潜力在1990～1995年和1995～2000年分别减少了约16.61×10⁶t和19.55×10⁶t。1990～1995年和1995～2000年耕地增加率分别为2.64%和2.55%,在此基础上,耕地自然生产潜力分别增加了5.36×10⁶t和4.48×10⁶t。从整个研究区尺度来看,1990～1995年和1995～2000年耕地自然生产潜力分别减少了了约11.24×10⁶t和15.08×10⁶t。从基于气象站点的泰森多边形尺度来看,研究区的西北区域,主要包括陕西、宁夏和甘肃部分地区,耕地自然生产潜力对于气候变化比较敏感,而包括河北、山西部分地区在内的研究区华北南部区域和内蒙古主要受到土地利用变化的影响。     

四川单季稻产量对气候变化的敏感性和脆弱性研究

基于1981—2012年25个四川气象台站气象观测数据和单季稻生产数据,建立单季稻产量变化和各气候要素变化的一元线性和逐步回归方程,探讨四川单季稻产量对单个气候要素及气候变化的敏感性与脆弱性,为科学开展适应行动提供基础信息。结果表明：四川单季稻产量随气温上升1 ℃、日较差升高1 ℃、降水量下降100 mm、辐射量下降100 MJ/m²发生了相应反应,部分地区的单季稻产量表现为脆弱,气温升高导致单季稻产量脆弱的地区最多,日较差次之,太阳辐射和降水量偏少;单季稻产量对抽穗至成熟期的气温升高和辐射下降最敏感,而对移栽至分蘖期的日较差升高最敏感。受到6种气候要素变化的综合影响,各站点单季稻产量对气候变化均表现为敏感,其中50%的地区表现为脆弱;单季稻产量对移栽至分蘖期和抽穗至成熟期的气候变化表现最敏感。不同地区、不同生育期内气候变化对单季稻产量的影响存在差异,因此,需要因地制宜地解决气候变化带来的不利影响,同时抓住水稻关键生育期有利的气候资源,有效地保障四川水稻的安全生产。     

海南岛水稻气候生产潜力和人口承载量的估算

本文从海南岛自然优势出发,采用联合国粮农组织《产量与水的关系》中介绍的气候生产潜力的农业生态方法: 计算了海南水稻的气候生产潜力,从海南岛水稻生产和人口的现状出发,采用灰色系统中的GM(1,1)预测模型:计算和探讨了当前和未来水稻生产的人口承载量问题。试图揭示水稻生产的现状、问题和发展前景,为全岛水稻的产、销、购提供科学依据。     

内蒙古自治区气候生产潜力的动态分析

内蒙古自治区地处季风气候边缘区。对该地区气候生产潜力的动态分析表明:区域内气候生产潜力年际变率大,其中水分限制作用突出的地区变率尤大。利用自然正交函数对气候生产潜力的时空分析还揭示出:区域内生产潜力的变化在时间上具有同步性,在变幅上具有地区差异性,在空间上,东西方向具有反相性。     

中亚地区气候生产潜力时空变化特征

根据中亚5 国100 个气象站1901-2000 年月平均温度和降水资料,运用Miami、Thornthwaite Memorial 模型对中亚地区气候生产潜力进行了计算,用气候倾向率、Mann-Kendall 法、并结合ArcGIS 和SPSS 对其时空变化特征及驱动力进行了分析。结果表明：①中亚地区100 a 降水气候生产潜力（Yr）和蒸散气候生产潜力（Ye）均呈逐渐增加的趋势,温度气候生产潜力（Yt）趋势相反,Yr 和Ye 均发生了4 次突变,Yt 没有发生突变;②气候生产潜力区域差异明显,其中,Yt 呈从西南向东北减少的趋势,Yr 和Ye 变化比较复杂,大致具有东部大于西部的规律;③增温增湿的气候变化趋势有利于中亚气候生产潜力的提高,中亚气候生产潜力对增湿的响应更敏感。     

全球CO2倍增对我国自然地域分异及农业生产潜力的影响预测

ＣＯ_２倍增导致全球变暖,并对自然环境产生影响的研究已成为举世瞩目的重大课题。本文在ＩＰＣＣ预告的基础上,分析了气候变化对我国自然地域分异的影响,用６７１个站点资料分析了我国温度带及各自然地区的数量指标、各地区生产潜力及影响生产潜力的因子,将气候变暖增温、温度带北移的界线及降水区向西迁移后干湿地区界线的变化绘制成图,同时预测了农业生产潜力的未来变化。结果表明：全球变暖使我国温暖地区面积增加,半干旱及干旱区水分条件改善,有利于作物生产。     

试论黄淮海地区的自然资源及国家级作物商品基地的建设

根据中国主要农业区——黄淮海地区的自然和社会经济条件,分析了该区小麦、玉米、大豆、棉花等在气候-土壤生态适应性的基础上,采用逐级生产力估算方法,计算出四大作物的商品量,论证了该地区建设为全国性四大作物商品基地的可能性。     

餐厨垃圾厌养发酵沼液制备的液态菌肥对农田土壤理化性质的影响

为研究施用餐厨垃圾厌氧消化沼液制备的液态菌肥对农田土壤的影响,以中国北方典型作物冬小麦和水稻土壤为研究对象,分析在农作物整个生长周期中土壤理化性质的变化规律。结果表明:施用餐厨垃圾厌氧消化沼液制备的液态菌肥可显著提高冬小麦和水稻土壤中有效氮磷含量。冬小麦土壤液态菌肥最适宜施加量为500 L/亩（1亩=666.67 m2,下同）,此时土壤中有效磷含量最高增长到94.00 mg/kg,最大增幅为81.12%;速效氮含量最高增长到1673.00 mg/kg,最大增幅为84.88%。水稻土壤液态菌肥最适宜施加量为400 L/亩,土壤中有效磷含量最高增长到220.80 mg/kg,最大增幅为137.22%;速效氮含量最高增长到1140.00 mg/kg,最大增幅为127.07%。冬小麦和水稻土壤中可溶性全盐和Cl-含量均有轻微的积累现象。通过RDA分析,冬小麦与水稻种植土壤中总磷、总氮、Cl-等与液态菌肥施加量均呈正相关,表明液态菌肥对养分的增加起到促进作用。施用餐厨垃圾厌氧消化沼液制备的液态菌肥对提高农作物土壤有机组分、改善土壤肥力具有重要意义。     

河北沧州黑龙港地区粮食作物生产潜力估算

本文采用屡次分析法,运用1∶10万TM卫星图象对黑龙港类型区(沧州区域为例)农业生产水平类型划分的结果,分析计算了该区各种类型土地(高、中、低产田)的各级生产潜力和粮食作物生产潜力。得出沧州区域提高粮食生产潜力着眼点在高、中产田,主要措施是增加能量投入,合理用水,改良土壤。     

黄淮平原不同多熟模式生产力特征与资源利用效率研究

对黄淮平原一麦三玉米、一麦二玉米和一麦一玉米三种多熟模式的产量、资源利用及经济效益状况进行了比较分析。结果表明，三种模式年亩产均超过吨粮，说明在集约栽培条件下黄淮平原亩产吨粮的现实性。三种模式产量梯度差异表明，在水肥供应基本充足的情况下，通过集约多熟种植并配合以合理调控技术是在高产基础上进一步提高产量的有效途径。一麦三玉米最高产量达２２０１ｔ／ｈｍ２（亩产１４６７ｋｇ），是在现有技术条件下接近与突破亩产吨半粮的有效种植模式之一。全年玉米总穗数增加是增产的关键。一麦三玉米模式通过接茬移栽等综合措施的有效配合，能维持较高的同化功能，光热资源利用效率提高。经济效益上表现为高投入高产出，但部分产投经济指标有下降的趋势。从综合考虑公顷产量与公顷纯收入及物质费用、用工等因素上综合评判，一麦三玉米模式总体上表现优势。     

黄淮平原不同多熟模式生产力特征与资源利用效率研究

对黄淮平原一麦三玉米、一麦二玉米和一麦一玉米三种多熟模式的产量、资源利用及经济效益状况进行了比较分析。结果表明，三种模式年亩产均超过吨粮，说明在集约栽培条件下黄淮平原亩产吨粮的现实性。三种模式产量梯度差异表明，在水肥供应基本充足的情况下，通过集约多熟种植并配合以合理调控技术是在高产基础上进一步提高产量的有效途径。一麦三玉米最高产量达２２０１ｔ／ｈm₂（亩产１４６７ｋｇ），是在现有技术条件下接近与突破亩产吨半粮的有效种植模式之一。全年玉米总穗数增加是增产的关键。一麦三玉米模式通过接茬移栽等综合措施的有效配合，能维持较高的同化功能，光热资源利用效率提高。经济效益上表现为高投入高产出，但部分产投经济指标有下降的趋势。从综合考虑公顷产量与公顷纯收入及物质费用、用工等因素上综合评判，一麦三玉米模式总体上表现优势。     

利用生产模拟对青藏高原小麦高产原因的分析

在大量的实测资料基础上，通过模拟计算得到了在当前气候条件下、水肥适宜的青藏高原冬小麦干物质累积动态曲线。模拟计算表明：青藏高原夏季气候温凉，小麦生育期延长，因而干物质累积时间长，高原小麦高产主要以干物质累积时间长取胜，有利的夏季温度条件是高原小麦高产的最主要原因；青藏高原冬小麦干物质潜在产量可达３２ｔ／ｈm₂·ａ，籽粒潜在产量可达１４４ｔ／ｈm₂·ａ，为平原的１４５倍。     

农业气候资源变化对双季稻生产的可能影响分析

基于长江中游地区50 个气象台站自1960 年以来的历年地面气象观测资料,分1960-2009 及1960-1984、1985-2009 年3 个不同时间段,分温度生长期、早稻生长期、晚稻生长期分别分析了热量、光照、降水等农业的变化特征,并讨论对双季稻生产的可能影响。1960-2009年,该地区温度生长期平均气温、平均日最低气温、平均日最高气温的平均增速分别为0.08 ℃/10 a、0.09 ℃/10 a、0.07 ℃/10 a,≥10 ℃活动积温的平均增速为66.3 ℃/10 a,日照时数的平均减速为31.7 h/10 a,降水量的平均增速为3.7 mm/10 a。表现为温度上升、积温增加、温度生长期延长、日照时数减少、降水量微弱增加的变化特征。温度升高、积温增加可能导致发育速度加快、生育期缩短、病虫害加重,日照时数减少可能影响叶片光合及产量。早稻生长期的平均气温、≥10 ℃活动积温的增速分别为0.20 ℃/10 a、48.9 ℃/10 a,晚稻生长期分别为0.09 ℃/10 a、14.6 ℃/10 a,早稻和晚稻生长期间日照时数的下降速率分别为18.6 h/10 a、42.7 h/10 a,降水量的增加速率分别为1.9 mm/10 a、8.7 mm/10 a,表现为升温速率早稻大于晚稻,日照时数下降速率晚稻大于早稻,降水量增加速率晚稻大于早稻。早稻期间升温和积温增加明显可能有利于早稻提前播种、选用生育期稍长的品种、提高产量潜力和产量,晚稻期间升温不明显且日照时数下降则可能不利于群体光合和产量形成,影响其产量潜力和产量。区域中的江汉平原、洞庭湖平原等基础条件好的地区,其热量、日照、降水同步增加,其他地区则表现为热量、降水增加,但日照时数下降,要充分发挥其基础条件好与气候资源丰富且同步增加等优势,发展高效规模化生产,增强稻谷生产能力。