气候变化对中国黄淮海农业区小麦生产影响模拟研究

研究首先利用1980—2000年黄淮海农业区10个站点的农业数据对CER ES-W heat动态机理作物模型进行详细的验证,然后将CERESW-heat模型与两个全球气候模式(G ISS和H adley)结合,同时考虑到CO2对小麦的直接施肥作用,模拟了黄淮海农业区10个站点在IPCC SR ES A 2和B2两个气候情景下雨养和灌溉小麦产量和水分利用的变化趋势。得到如下结论:在不考虑CO2直接肥效的情况下,黄淮海农业区雨养小麦全面减产,空间分布特点是西部减产幅度大,东部减产幅度小;在充分灌溉的情况下,灌溉小麦产量维持了现有水平,但灌溉水量增加。因此,在未来该地区水资源短缺的情况下,如何合理利用有限的水资源将成为黄淮海农业区主要面临的问题。在考虑CO2直接肥效的情况下,雨养和灌溉小麦产量都全面增产,雨养小麦的增产幅度明显偏高,灌溉小麦约增产10%～30%,但CO 2的肥效能否充分实现还需要进一步研究证明。

近50年气候变化对中国小麦生产潜力的影响分析

为了定量评估气候变化背景下中国小麦生产潜力变化主要特征和气候归因,将1961—2010年分为1961—1990年和1991—2010年2个时段,对比分析近50年气候变化背景下中国农业气候资源变化,并基于IIASA最新开发的农业生态区模型AEZ3.0模拟气候变化对中国小麦生产潜力的影响。结果表明,由于热量、水分条件以及小麦生育期的变化,近50年中国雨养和灌溉小麦单产潜力增加的区域主要为东北、华北和四川盆地,单产潜力减少的区域为西北和东南地区。中国冬小麦的适宜区域出现较明显的北扩南收态势,而雨养春小麦适宜面积在中国半湿润半干旱的过渡带显著减少。全国雨养小麦总生产潜力减少5%,而灌溉小麦总生产潜力变化不大。东北区域雨养和灌溉小麦总生产潜力增加都最为明显,是气候变化背景下实现中国小麦增产的重点区域。中国小麦生产需要合理利用气候资源和优化布局,以适应气候变化带来的影响。

气候变化对甘肃定西、安徽合肥小麦生产影响研究

由于大气中温室气体的不断增加,全球气候发生了巨大变化。据最新气候模式模拟研究表明未来全球气候将发生更为剧烈的变化,这必将对很多部门产生显著的影响特别是对气候变化十分敏感的农业。尤其对于中国这样的人口大国,农业作为社会最基本也是最重要生产部门之一,气候变化将对中国的农业生产带来巨大的影响。小麦是中国的第二大作物,其中冬小麦占全国小麦总产量近90%,因此评价气候变化对中国小麦生产影响是十分必要的。为了分析在未来气候变化情景下中国小麦生产可能遇到的风险,以15年ECMWF再分析实验数据(1979￣1993)作为边界条件驱动PRECIS区域气候模式模拟产生作物模型所需要的气候资料并输入CERES-Wheat模型,验证CERES-Wheat模型与区域气候模式PRECIS结合的模拟能力。在以上验证工作的基础上,将区域气候模式PRECIS的模拟结果与作物模型CERES-Wheat相连接,同时考虑到CO2对小麦的直接施肥作用,模拟了两个小麦站点(定西和合肥)在IPCC SRES A2和B2情景下雨养和灌溉小麦的变化趋势。得到如下结论:无论是在A2情景还是B2情景,定西和合肥的小麦产量都会有所增加,但增加的幅度相差很大。A2情景的增产效应一般要大于B2情景的增产效应,灌溉小麦比雨养小麦更加受益于气候变化,冬小麦(合肥)产量的增长幅度要大于春小麦(定西)增长幅度。CO2对小麦生长的肥效作用十分明显,产量增幅很大。以上结果说明未来气候变化可能会对我国的小麦生产带来益处,但由于未来气候情景模拟的不确定性以及CO2肥效作用通常是在作物过程中的水肥条件完全满足的情况下才充分体现,这都给研究结果带来了不确定性,但本项研究为评价未来气候变化对中国小麦生产影响提供了一种全面的评价方法。

情景在气候变化研究中的应用研究进展

情景分析近年来被认为是将气候变化及其影响联系在一起的较好途径。本文从情景的定义、分类等方面概述了情景在气候变化研究中的应用过程,并回顾了IPCC历年发布的温室气体排放情景,介绍了IPCC新情景的内容,为今后的气候变化研究提供参考依据。

气候变化对中国油料作物的影响研究进展

油料作物是中国重要的粮食作物,对气候变化十分敏感。目前中国食用油自给率较低,存在严重的供需矛盾,油料安全是中国粮食安全中最为薄弱的环节。近年来气候变化也对中国油料作物生产带来了显著影响,因此如何客观准确地评价气候变化对中国油料作物生产的影响,对提高中国食用油自给率、保障粮油安全具有重大意义。本文综述了气候变化对中国三大主要油料作物(花生、大豆、油菜)影响的相关研究,概括了主要的研究方法和气候变化对油料作物的生长发育及产量、品质以及种植制度的影响,并据此讨论了研究中存在的不足和未来展望。

利用CMIP5多模式集合模拟气候变化对中国小麦产量的影响

【目的】利用最新的国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中30个全球大气-海洋耦合模式(AOGCMs)在典型浓度路径(RCPs)情景下的气候预估结果,基于集合模拟的方法评估气候变化对中国未来小麦产量的影响。【方法】气候变化对农业的影响评估通常基于未来逐日的气象资料,然而AOGCMs模拟的逐日数据存在较大的不确定性。利用"虚拟气候变暖"(PGW)的方法,将CMIP5模式预估的未来气候变化的信号与当前气候的逐日站点观测资料相结合,得到未来气候预估的逐日数据集合。结合作物过程模型CERES-Wheat,利用集合模拟的方法,以概率的形式量化表述气候变化对中国小麦产量影响的不确定性。【结果】未来中国冬春小麦代表站在其小麦生育期内的平均气温均有升高。预估21世纪末期,冬小麦代表站平均增温2.7—2.9℃,春小麦代表站平均增温3.0—3.3℃。RCP8.5情景比RCP2.6情景增温显著。预估未来冬、春小麦在其生育期内的降水量普遍增加,并随着排放量的增长,降水量表现出逐渐增多的趋势。在仅改变未来气候变化的条件下,冬、春小麦的灌溉小麦单产相对于1996—2005年普遍减产,并且随着气候变化,灌溉小麦的减产概率上升。春小麦代表站在灌溉条件下小麦减产的程度比冬小麦代表站更显著。预估到21世纪末期,冬小麦代表站在RCP2.6情景下减产2%左右,在RCP4.5情景下减产6%左右,在RCP8.5情景下减产9%左右,减产概率超过85%。预估春小麦代表站在RCP2.6情景下减产5%,在RCP4.5情景下减产8%以上,在RCP8.5情景下减产15%以上,减产概率超过90%。在雨养条件下,冬小麦代表站的小麦单产相较于1996—2005年显著增产。预估到21世纪末期,冬小麦代表站在RCP2.6情景下增产21%以上,在RCP4.5情景下增产22%以上,在RCP8.5情景下增产25%以上,增产概率超过90%。【结论】利用PGW方法获得未来气候预估的逐日数据集合有效的保留了当前气候的天气信息,尤其是极端天气事件的信息。利用集合模拟的方法评估未来气候在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下对中国小麦单产的影响,表明在灌溉条件下,随着排放量的增加,气候变化导致中国小麦单产减产的概率逐渐上升。雨养小麦单产集合的不确定性较灌溉条件大。

区域气候模式与作物模型联接的影响评估模拟实验及不确定性分析

利用英国Hadley中心开发的区域气候模式RCMPRECIS(网格分辨率50km×50km),与经过田间试验资料和历史气候资料验证和校准过的CERES系列作物模式相结合,就区域气候模式与作物模式联接的影响评估方法及其不确定性进行了评估。结果表明,相对于大气环流模型来说,区域气候模式与作物模型的结合省去了随机天气发生器的中间环节,减小了不确定性产生的因素。在站点模拟上,该方法在平原地区的模拟效果较好,而山区的模拟效果较差,但如果能用实测天气数据对模拟的天气数据进行验证,模拟效果明显提高。在区域模拟上,该方法可以较好地体现出产量变化的空间分布规律,但由于空间数据的限制,模拟产量与实际产量的偏差较站点水平要大。

气候变化影响下长江流域油菜产量模拟初步研究

为油菜主产区油料作物种植结构调整、合理布局以及制定适应气候变化的管理措施提供理论依据。以中国三大油料作物之一的油菜为代表,针对油菜主产区之一的长江流域的油菜生产,利用引进的澳大利亚APSIM-Canola油菜模型,结合英国Hadley中心的区域气候模式PRECIS,对SRESA2、B22种排放情景下油菜生产状况进行模拟。同时结合多元回归统计方法,分析长江流域气候变化对油菜生产已经造成和未来可能造成的影响,并提出可能的适应性对策。研究表明:(1)油菜雨养产量与关键生育时期(现蕾—抽苔期、抽苔—开花期)内辐射和温度呈显著的负相关,与降水呈正相关。(2)A2、B2气候变化情景下油菜单产均随时间呈降低趋势,21世纪80年代减产幅度最为明显,A2情景下近期(21世纪20年代)、中期(21世纪50年代)、远期(21世纪80年代)油菜产量波动呈加强趋势,且同一时期内A2情景下产量波动趋势均大于B2情景。(3)适当采用调整播种期和栽培方式、改良作物品种等适应性对策可有效降低油菜的减产趋势。

上海高温和低温气候变化特征及其影响因素

基于上海11个气象站逐日最高、最低气温、降水资料和西太平洋副热带高压（简称副高,下同）环流指数,分析了上海夏季高温和冬季低温的气候变化特征及其影响因素。结果表明,1873~2007年,上海高温日数表现为少—多—少—多的年代际变化,低温日数则表现为多—少的年代际变化。2001~2007年,上海年均高温日数、各级高温过程数和高温过程日数都最多,低温日数、低温过程数和低温过程日数都最少。1960~2007年,上海每年高温日数与当年夏季副高面积和强度指数显著正相关,低温日数与当年冬季副高面积和强度指数显著负相关。降水对上海极端气温有一定的缓解作用,上海高温日数与夏季降水量弱显著负相关,低温日数与冬季降水量显著负相关。上海高温过程数受城市化影响较大,其时间变化具有明显的城郊差异,低温过程数则受城市化影响较小。

黄土坡地不同利用方式土壤侵蚀的时空分布规律研究

本研究利用定位土芯Eu(europium)示踪新方法,研究黄土坡地不同利用方式下土壤侵蚀的时空分布规律。结果表明,该方法对以片蚀和细沟侵蚀为主的黄土坡地是适用的;土壤侵蚀的时间分布与降雨量的年时间分布相一致,过程性暴雨期表现为全年土壤侵蚀的高峰期;在复合坡面,随坡面的陡、缓、凹,土壤侵蚀表现强、弱、沉积;相同坡度和坡长条件下,幼龄核桃园的土壤侵蚀速率>刺槐林地>荒草地>苜蓿地。

基于GIS与LTM模型的上海市城市扩展模拟与预测

本文以1990、2000、2005年上海市城市土地利用遥感数据为基本数据源,结合城市人口数据,利用LTM模型对1990-2000年和1990-2005年上海市城市空间扩展过程进行了模拟和精度检验,并在此基础上对2020年上海市城市空间扩展进行了预测。结果表明:1990-2000年、1990-2005年LTM模型模拟结果的Kappa系数分别为0.59和0.61,可以较好的模拟历史时期上海市城市空间扩展的总体趋势;LTM模型预测结果显示,2005-2020年上海市城镇用地面积将由914.03km2增加到1123.79km2,年均扩展面积将由1990～2005年的23.44 km2/a下降到13.98 km2/a,未来上海市城市空间扩展速度将呈减缓趋势。

上海市青浦区近50年气候变化及其对农业生产的影响

为了分析气候变化背景下上海市青浦区的气候资源变化特征及其对农业的影响,应用数理统计分析方法分析了青浦区1961—2010年的气象资料,并利用农业生态区模型(AEZ)模拟了过去50年内青浦区冬小麦和水稻的气候生产潜力变化趋势。结果表明:青浦区的年平均气温呈明显上升趋势,增温速率为0.39℃/10年,其中夜间气温增幅较大,高温日数在近10年增幅明显;相对湿度在前40年呈现波动变化并略有下降,在近10年内呈现先降后升趋势;年降水量略有上升,降水日数略有下降;日照时数的下降较明显。气候变化对青浦区农业生产的影响主要表现为水稻的气候潜在产量呈现持续降低的趋势;冬小麦则处于波动变化的状态,在前30年减少,在近20年则出现一定的回升。研究提出了农业适应气候变化的措施。

气候变化背景下的洪涝风险稳健决策方法评述

分析了深度不确定性内涵及其特点,包括情景不确定、决策后果不确定和决策方案不确定,指出了传统洪涝风险决策方法过于依赖于气候变化预测结果,未能充分考虑深度不确定性及提供稳健决策。给出了国际上处理深度不确定性的稳健决策方法理论基础,并介绍了被广泛应用于洪涝风险领域的鲁棒决策、信息差距及适应对策路径3种稳健决策方法。对比分析发现,鲁棒决策法有完备的适应措施定量评估体系但计算量大且不易理解;信息差距法可解决不能以概率表式的不确定性问题,而未考虑适应对策的失效情景;适应对策路径法提供可视化的决策路径,未能充分考虑社会经济的不确定性。提出未来可综合鲁棒决策和适应对策路径优点,为减少不确定性、降低洪涝灾害风险、制定适应气候变化策略提供参考。

气候变化对中国花生生产的影响研究进展

花生作为中国主要的油料作物,在保障国家粮油安全中具有非常重要的地位。未来气候变化下,农业气候资源状况发生改变,对花生生产有着显著影响。为了研究如何有效利用气候变化带来的优势气候资源,增加花生产量、提高花生品质、优化种植制度,笔者综述了国内外近年来气候变化对花生生产影响的研究,发现在气候变化对花生产量预测、品质改善和种植制度改变等方面的研究还存在不足,今后还需加强作物生长模型在多气候模式、大区域尺度、花生育种和比较优势等方面的研究,以期为进一步开展气候变化对中国花生生产影响的研究指出方向。

黄土坡地不同利用方式土壤侵蚀模型研究

利用土壤侵蚀定位土芯Eu示踪新方法所获得的大量的侵蚀及其因子实测数据 ,建立黄土坡地不同土地利用方式下土壤侵蚀空间分异和坡面侵蚀预测模型。模型可操作性强 ,所需因子数据用常规方法即可获得 ,因而可用来预测不同土地利用方式下土壤侵蚀的空间分布和坡面侵蚀。

棉种染色体倍性与叶片气孔性状的关系

观察了棉属(Gossypium)中不同染色体组的二倍体棉种、四倍体棉种及种间杂种共9个材料的叶片气孔,测定了气孔密度、气孔保卫细胞的大小、气孔最大开张程度及保卫细胞内叶绿体数目。结果表明,不同染色体组问、不同棉种间和不同染色体倍性间在这些性状上均存在明显的差异。并且。随着染色体倍性提高。四倍体棉种的气孔保卫细胞的大小和叶绿体数目增加,而气孔密度则比二倍体棉种的小。因此,认为通过对上述叶片气孔性状的测定分析,可以用于鉴定不同染色体倍性的棉花植株。

上海城市适应气候变化关键技术研究进展

以上海为例,围绕如何提高城市适应气候变化能力问题,从百年监测诊断和统计动力降尺度预估等气候监测预估技术,针对防汛、农业和能源消耗的城市气候变化重点领域影响评估技术,面向基础设施、城市弹性及适应性措施评价的城市气候风险评估决策支持技术三个方面,系统地分析和总结了上海在城市适应气候变化关键技术研发方面的创新成效,并提出城市适应气候变化未来可能的发展方向,以期为今后中国其他城市适应气候变化研究和行动方案制定提供理论依据和技术支撑。

城市可持续发展的气候风险与多元应变举措

上海作为国际著名的特大型城市,处在中国沿海发展轴和长江产业带的结合部,正在逐渐成为中国的经济、金融、贸易和航运中心。同时上海又是高度城市化、人口高度密集、自然资源匮乏、生态环境脆弱、易受气候变化不利影响的地区。气候变化对上海自然生态系统和经济社会发展带来了现实和潜在的风险,主要体现在城市防灾减灾、能源供应、水资源、公共卫生安全、城市交通与建筑、沿海海岸带和城市与农业生态系统等领域。因此,适应气候变化已成为上海在应对气候变化方面面临的迫切任务。

赴英国执行中国繁荣战略基金项目工作总结

1基本情况为执行中国繁荣战略基金项目“上海市防汛领域适应气候变化对策研究”，2016年3月911日，上海市气象局副局长杨引明、科技发展处（气候变化处）处长陶立英、上海市气候中心主任穆海振以及田展和胡恒志赴英国参加了项目的中期研讨会，与英国气象局哈德莱中心、伦敦市长办公室等机构的专家共同讨论了上海洪涝领域适应气候变化风险管理技术路径和解决方案，探讨了在城市应对气候变化及城市气候服务领域的合作意向。

基于单片机的简易数字电子秤的设计

本设计将智能化、人性化、自动化应用在电子称重控制系统中，主要由STC89C52单片机来进行控制，物体测量重量部分是由称重传感器及模数转换器和显示单元组成，这个电子称具备功能多、性能与价格之比高、功率损耗低、系统设计简单易懂，使用直观方便、效率高、测量精确等特点。这个设计采用STC89C52单片机为主要控制芯片，外围连接到集成电路、显示电路、报警电路等组成智能称重的系统电路，进而实现了自动称重系统的测量重量功能、数字显示、报警功能，本次设计所设计的电子称一定程度上满足了人们应用的需求。