气候变化对鲁西北平原冬小麦产量的影响及对策

气候变化会导致气候资源发生改变,从而引发粮食安全问题.耦合区域气候模式和作物生长模型,可定量分析气候变化导致的作物产量变动,探讨适宜的田间管理应对措施.研究以冬小麦作为研究对象,以我国粮食主产区之一的鲁西北平原作为研究区域,耦合MIROC-RegCM3区域气候模式和CERES-Wheat作物生长模型,开展A1B温室气体排放情景下,气候变化对冬小麦产量的影响及适应措施研究.结果表明,A1B气候情景下,该区域冬小麦潜在产量会有所下降;在现有管理措施的基础上,可通过培育对春化作用依赖较小的品种、 适当提早播期、 增加越冬水灌溉量等方式保证产量,减少年际间变异.该文研究结果可为应对未来气候变暖、 确保粮食安全提供参考.     

宁夏天然草场产量与气候因子关系及人工草地产量估算

本文利用了宁夏地区草场产量资料,分析了它与气候因子的关系,结果表明水分是制约产量变化的主导因子。又结合本区实际情况,将文献[1]计算苜蓿作物干物质产量经验系数(K=0.9)修正为1.2,而后计算了充分灌溉和靠天然降水条件下两类耕地的牧草最大产量,这些研究结果,为本区畜牧业生产建设和规划提供了科学依据。     

遥感信息结合光合特性研究作物光合产量估测模型

从遥感信息参数和植物生理生态参数出发 ,建立了遥感-光合作物产量机理模型(RSPCYM) ,其中包括直接以遥感信息获取吸收光合有效辐射 (APAR),将用以完整表示作物生育期中光合时间的作物光合同化势 (CPAP)引入到遥感-光合作物产量模型中,同时利用遥感信息求算作物光合速率 ,进而建立遥感-光合作物产量模型。将建立的模型用于典型区域的冬小麦作物产量估测研究中 ,表明发展的模型有可比的精度。     

基于WOFOST模型的京津冀地区冬小麦生产潜力评价

研究利用近40年的逐日气候数据,借助WOFOST作物模型模拟分析了京津冀地区冬小麦的生产潜力,通过与实际产量的比较,探讨了提高冬小麦产量的潜力与措施。研究表明：①京津冀地区(除张家口和承德地区)冬小麦光温潜力介于6934~9143kg/hm²之间,从冀中南部向京津地区和冀东北地区逐渐增大,区域平均生产潜力为8037kg/hm²;②冬小麦雨养潜力介于4515~6639kg/hm²之间,由东部和南部随降水量降低依次向西北递减,到冀西北区降至最低,区域平均产量为5771kg/hm²;③影响冬小麦产量的自然因子中,水分是关键限制要素,北部地区也受低温霜冻的影响;④京津冀中部和南部地区的冬小麦生产潜力年际变化波动相对较小,东北部变化波动相对较大;⑤2005-2007年研究区冬小麦的实际单产在2721~7300kg/hm²之间,区域平均5247kg/hm²,相当于潜在产量的50%~80%,其中石家庄地区附近实际产量达到潜在产量的80%以上,天津和沧州地区以及邯郸地区,实际产量与潜在产量的差距较大。     

氟化氢对水稻和青菜产量的影响

利用开顶式熏气装置,对水稻和青菜进行长时间的HF暴露试验。通过在熏气过程中对叶片电导率、含氟量和脯氨酸的分析比较,以及在熏气结束后对水稻穗数、千粒重和青菜鲜重的生物量统计测定,讨论和评价了HF对该作物产量的影响。     

滇池流域农业废弃物资源化利用研究

应用国家重大科技专项“滇池流域面源污染控制技术研究”成果“双室堆沤肥系统”,设计使用双室堆沤肥不同的4种处理方式施肥。对施肥前后的作物产量、作物品质、土壤肥力进行对比研究,选出双室堆沤肥和无机肥配施的还田应用的最优施肥处理。处理B施肥方式（双室堆沤肥,化肥减施30％）对增加作物产量、提高作物品质、增加土壤肥力效果最好。     

黄淮海地区冬小麦生产力时空变化及其驱动机制分析

黄淮海地区是我国重要的粮食生产基地,分析该区域粮食产量的时空变化特征及其变化机制,对我国粮食安全的评估有重要的现实意义。论文以AVH RR NDVI数据和逐日气象要素驱动土壤-植被-大气系统物质传输和作物生长的耦合模型,模拟分析1981-2000年黄淮海地区冬小麦产量的时空分布及其驱动机制。分析发现,从1981-1997年生物产量基本呈增加趋势,之后有所下降。但由于作物经济系数不断增加,整个时段冬小麦经济产量增加趋势明显,单位面积产量提高了一倍。化肥施用量的增加和优良品种的推广是增产的主要原因,而气候波动导致区域年际产量变化幅度为8.5%。黄淮海地区冬小麦产量的空间分布及其演变呈现显著的地域特性,与当地灌溉条件、土壤条件密切相关。     

滇池流域农业废弃物资源化利用研究

应用国家重大科技专项"滇池流域面源污染控制技术研究"成果"双室堆沤肥系统",设计使用双室堆沤肥不同的4种处理方式施肥.对施肥前后的作物产量、作物品质、土壤肥力进行对比研究,选出双室堆沤肥和无机肥配施的还田应用的最优施肥处理.处理B施肥方式(双室堆沤肥,化肥减施30%)对增加作物产量、提高作物品质、增加土壤肥力效果最好.     

温度三区间理论评价气候变化对作物产量影响

传统平均温度法往往无法表征极端温度事件对作物产量的作用,导致气候变化对产量影响的评估结果与实际情况存在较大偏差.鉴于此,论文提出了温度三区间理论.该理论基于作物生长发育各阶段的生物量指标以及最终产量随温度变化呈现出三区间的响应关系,分别评价正常温度、极端低温以及极端高温对产量的影响.为了验证温度三区间理论的科学性和可行性,论文以黑龙江省玉米为例,通过构建包括三区间积温指标和降水量指标的统计模型来评价气候变化对玉米单产的影响,并将此结果和平均温度法相比较,研究发现温度三区间评价法更能客观全面地评价气候变化对作物产量的影响,为这方面的研究提供了新思路.     

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。     

华北地区粮食生产与水供应情势分析

华北地区是我国重要的粮食生产基地,其粮食产量在全国粮食总产中的比重由1949年的22%上升到1998年的29.6%。灌溉是保证该区粮食高产稳产的重要保证。华北地区目前用水处于严重紧张状态,1997年人均综合用水量为315m3,农业是用水大户,工农业用水比为1∶5,水资源供需的主要矛盾在农业。华北地区水资源利用率高达98.5%,整体供水潜力所剩无几;随着工业和城镇的发展,农业用水分额将继续减少;同时,受频繁的旱涝灾害、日益严重的水污染和大面积的地下水位下降的影响,农业供水保证率将进一步降低。分析指出,若无连续丰水年和外调水源的补给,要继续保证或发展本区的粮食生产规模,本区的农业用水情势有恶化之势,急需研究并制定出解决本区粮食生产和水资源供给不足矛盾的办法。     

充分发挥作物品种资源在粮食增产中的作用

我国十分重视品种资源的收集保存和研究利用，并利用各种优异品种资源育成一批又一批新品种，主要粮食作物推广的品种经历了４～５次更换，随之粮食作物产量由５０年代的１１５５ｋｇ／ｈm₂增加到１９９４年的４０６５ｋｇ／ｈm₂。迄今，我国收集的粮食作物品种资源约２４万份，并对其中２０万份进行了主要农艺性状、品质、抗逆、抗病虫鉴定和评价，筛选出大量具有优良性状的资源，有的已在我国粮食增产中发挥了明显作用，应充分利用新技术，加速现有粮食作物品种资源的鉴定和开发利用；根据生产和育种的需要，不断收集新资源，深入鉴定筛选优良资源；并创造新物种或中间材料。     

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。     

Vulnerability of Indian mustard (<Emphasis Type="Italic">Brassica juncea</Emphasis> (L.) Czernj. Cosson) to climate variability and future adaptation strategies

A simulation study has been carried out using the InfoCrop mustard model to assess the impact of climate change and adaptation gains and to delineate the vulnerable regions for mustard (Brassica juncea (L.) Czernj. Cosson) production in India. On an all India basis, climate change is projected to reduce mustard grain yield by ～2 % in 2020 (2010–2039), ～7.9 % in 2050 (2040–2069) and ～15 % in 2080 (2070–2099) climate scenarios of MIROC3.2.HI (a global climate model) and Providing Regional Climates for Impact Studies (PRECIS, a regional climate model) models, if no adaptation is followed. However, spatiotemporal variations exist for the magnitude of impacts. Yield is projected to reduce in regions with current mean seasonal temperature regimes above 25/10 °C during crop growth. Adapting to climate change through a combination of improved input efficiency, additional fertilizers and adjusting the sowing time of current varieties can increase yield by ～17 %. With improved varieties, yield can be enhanced by ～25 % in 2020 climate scenario. But, projected benefits may reduce thereafter. Development of short-duration varieties and improved crop husbandry becomes essential for sustaining mustard yield in future climates. As climatically suitable period for mustard cultivation may reduce in future, short-duration (<130 days) cultivars with 63 % pod filling period will become more adaptable. There is a need to look beyond the suggested adaptation strategy to minimize the yield reduction in net vulnerable regions.     

单产提升潜力衰减模型法在河南粮食单产中长期预测中的应用研究

粮食单产水平的提高是河南粮食增产的主要原因,准确预测粮食单产水平,对科学判断河南粮食生产能力、制定粮食生产战略意义重大。论文针对目前直接以单产为变量建立的预测模型未能反映出单产增长的有限性和增速的减缓性之不足,研究提出了一种基于单产提升潜力衰减过程的单产预测方法。该方法利用河南耕地的平均单产潜力和历年实际单产数据,计算得到河南历年单产可提升潜力值;依据单产提升潜力理论上呈逐渐衰减之变化特点,可采用指数衰减函数建立单产提升潜力回归模型,以达到间接预测单产之目的。结果表明：1）单产提升潜力对数值与时间t之间具有高度负线性相关关系,适宜建立指数回归模型;2）回归模型V_q-V_t=e^{-0.009 5t+9.464 7}拟合优度R²=0.973 1,在0.01置信水平上回归显著;3）预测模型反映出了单产提升潜力的有限性和衰减性,即单产潜力对单产水平的限制性,模型理论诠释清晰;4）利用河南1978—2000年的单产数据作为样本建立预测模型,用样本以外2001—2015年的实际单产作为观测值,对预测单产进行模型预测检验,结果表明该模型预测单产绝对误差均值为129.15 kg/hm²,仅为现有方法的0.17~0.82倍,且误差平稳,适宜于单产中长期预测;5）预测得河南2020、2025、2030年的平均单产分别为6 375、6 765、7 155 kg/hm²,年均增幅为85.20~74.55 kg/hm²,增速呈逐渐减缓趋势。     

Simulation of irrigation reuse system nitrate losses and potential corn yield reductions

Places, where intensive row crop irrigated farming is practiced, are experiencing nitrate contamination of groundwater. The farmers are increasingly becoming aware of high nitrate concentrations in the groundwater. As a result, farmers have started to test their groundwater for nitrate concentrations and take account of this concentration in their crop nitrogen budget. If a farmer utilizes an unlined reuse pit and groundwater nitrate concentration to base his nitrogen fertilizer budget on, he may underestimate his nitrogen fertilizer requirement for a given yield goal because of nitrate loss out of the reuse pit. The objective of this study was to compute: (1) nitrate loss from the irrigation reuse pit during an irrigation season, 1 July to 31 August; and (2) the potential corn yield reduction for a field receiving irrigation water from the reuse pit. A computer program based on the Green–Ampt equation was written to simulate these losses and yield reductions. Use of the Green–Ampt infiltration equation allows for a two-layer reuse pit, which may have a clay liner on top of the native soil material. To conceptualize the magnitude of water loss volumes and mass of nitrate leached, the reuse pit was assumed to serve a 32.4-hectare field. The results show that lining the pit with clay can significantly reduce nitrate leaching from a reuse pit and cut yield losses. The results also show the importance of a lined reuse pit in sandy sub-soils. Budgeting for crop nitrogen needs assuming irrigation water from the pit with a substantial nitrate concentration could result in crop nitrogen stress. If ponding were also considered in the reuse pit, it would increase the nitrate and yield losses from the reuse pit.