近50年东北地区≥10℃农业热量资源对气候变化的响应

气候变暖背景下,系统研究我国东北地区农业热量资源对气候变化的响应仍具有重要的现实意义。根据1961-2010年东北地区64个气象台站的逐日资料,采用公认的农业气象指标,分析了80%保证率下东北地区稳定通过10℃农业热量资源的时空变化特征及演变趋势,探讨了近50a东北地区农业热量资源对气候变化的响应规律。结果表明:从1960-2010年,东北地区农业热量资源存在年代际变化,且80年代到90年代是该地区农业热量资源增加最快的时期。以1980年为界线,≥10℃初日出现的日期先推迟再提前,终日出现的日期推迟,持续日数先减少后增加,积温呈持续增多趋势;近50a东北地区热量资源增加趋势明显。东北地区农业热量资源地域差异明显。热量资源较丰富的是辽宁省西部和南部,较匮乏的是黑龙江省的大兴安岭地区,且由南向北随纬度增大呈初日出现日期延迟、终日出现日期提前、持续日数减少、积温减少的变化规律。

包头地区近46年农业热量资源的时空变化特征

依据1970—2015年包头地区7个气象台站年均气温、≥10℃年活动积温和无霜期的数据,采用气候倾向率法和IDW插值法,研究包头地区近46年气温、积温和无霜期的时空变化特征。结果表明:包头地区近46年年均气温、≥10℃活动积温和无霜期年代际变化为大致随年代的增加而增加,增温幅度为0.46℃/10 a,年平均气温46年升高约2.12℃;≥10℃年活动积温以99.38℃·d/10 a的倾向率升高,46年增加约457.2℃·d;年均无霜期以4.76 d/10 a的倾向率延长,46年延长约22 d;平均气温、≥10℃年活动积温和无霜期的空间特征为包头市区和土默特右旗明显高于达茂旗和固阳县,年代间变化特征大致为低值区范围在逐渐缩小,高值区范围在逐渐扩大,年代间增暖的空间特征明显。

近50年来山东省农业热量资源时空变化分析

以1961—2010年山东省境内23个中国地面国际交换站逐日气象数据为基础,运用GIS技术、气候倾向率分析法、Mann-Kendall突变分析法、Morlet小波分析法等方法,研究≥0℃、≥10℃界限下积温和持续日数4种要素的时空变化特征。结果表明:各界限积温、持续日数均表现出显著增多趋势;除≥10℃界限下持续日数在1970年代发生突变,其他要素均在1980年代后期发生突变;各要素呈现不同的周期性。在空间上,各要素均呈现东北低、西南高的特点,存在地带性和非地带性的空间分异规律;年代际均值大致从鲁西北至半岛地区逐步提高,除≥10℃持续日数从1970年代变化明显,其他要素从1990年代变化明显。

惠阳区1967—2016年农业热量资源变化特征

本研究依据1967—2016年惠阳区国家基本气象观测站逐日平均气温资料,运用趋势分析、M-K突变检验和小波分析指标分析了惠阳区农业热量资源变化特征。结果表明,近50年来惠阳区农业热量资源增加明显,≥10℃年积温与年平均气温的增加呈显著相关,且皆表现出明显的增加趋势,平均升高102.6℃·d/10 a和0.24℃/10 a;≥10℃的年积温日呈缓慢波动增加趋势,升高速率1.73 d/10 a;热量资源增加趋势的阶段性显著,整体表现为一种突变现象,年平均气温和≥10℃的积温突变年分别为1990年和1988年,1996年为年平均气温显著增加开始年份;≥10℃的年积温日突变呈现升降交替,2017年后还将有1次突变后增加的趋势;震荡主周期为24~32年,在10~32年时间尺度的震荡周期上,发生了3次高低交替,且≥10℃的年积温日和积温较之年平均气温震荡表现更频繁。惠阳近50年平均气温为22.1℃,≥10℃积温平均为8028.8℃·d,满足热带作物生长对热量的需求,并满足三季稻的种植。因此,对于近50年来惠阳区热量资源增加并将继续增加的趋势下,需合理评估、开发和利用热量资源,及时有效规避农业气象风险。

近53年龙岩市农业热量资源分布和变化特征

利用龙岩市7个气象站1961—2013年地面气象观测资料,研究了近53年龙岩市热量资源分布,对比分析1961—1980年和1981—2013年两个时段的热量资源变化特征。结果表明:近53年龙岩市年平均气温增加了0.3℃,气候倾向率为0.1℃/10a。年平均最低气温增加了0.4℃,气候倾向率为0.16℃/10a,最低气温的升温幅度高于最高气温,对气候增暖的贡献较大。日平均气温≥0℃、≥10℃、≥15℃、≥20℃积温均呈增加趋势,以日平均气温≥10℃积温增加最多。全市日平均气温稳定通过≥10℃、≥15℃和≥20℃的平均初日和平均终日在时段Ⅰ和时段Ⅱ都变化不大。

1961-2018年晋江市农业热量资源变化特征分析

利用晋江市国家气象观测站1961-2018年的逐日、逐年平均气温资料,采用线性趋势分析、Mann-kendall突变检验以及Morlet小波分析方法,对晋江市近58年农业热量资源变化特征进行了分析。结果表明,①近58年晋江市年平均气温、≥10℃积温和持续日数分别以0.26℃/10a、160.0℃·d/10a和6.16d/10a的倾向率呈显著增加趋势,三者分别于1997年、1995年和1991年发生了突变。初日提前和终日推迟是≥10℃积温和持续日数增加的影响因素,其中初日提前带来的影响更大。②近58年晋江热量资源增加的震荡周期具有多时间尺度的变化特征,而且有显著的准周期性变化;≥10℃积温震荡主周期集中在18~22年,存在准2次震荡,≥10℃积温持续日数震荡主周期集中在6~9年,有5次高低交替,周期变化在整个分析时段具有局域性。因此,对于近58年来晋江市农业热量资源增加并将继续增加的趋势下,需合理评估、开发和利用热量资源,及时有效规避农业气象风险。

青海诺木洪近61 a农业热量资源变化特征分析

利用诺木洪气象站1961~2021年的逐日、逐年平均气温资料,采用气候倾向率和Mann-kendall突变检验方法,对诺木洪近61 a农业热量资源变化特征进行了分析。结果表明:近61 a诺木洪年平均气温、≥0℃积温、≥10℃积温、≥0℃积温持续日数、≥10℃积温持续日数分别以0.39℃/10 a、84.20℃·d/10 a、91.0℃·d/10 a、3.46 d/10 a、3.81 d/10 a的倾向率呈显著增加趋势;平均气温、≥0℃积温没有发生明显的突变,≥10℃积温于1997年发生了突变;≥0℃积温持续日数、≥10℃积温持续日数均在1996年发生了突变。近61 a诺木洪热量资源(平均温度和积温)呈明显的增加趋势,对气候增暖起主要作用。气候增暖将对诺木洪枸杞种植的空间分布产生影响,研究热量资源的分布和变化对合理利用热量资源,确定合适的农业气候指标和作物种植区域具有指导意义。

大同市近40年农业热量资源变化特征

利用大同市所辖8县区气象资料,分析了1981—2019年≥0℃积温、≥10℃积温,以及对应的初终日、持续日数,结果表明:大同市近40年≥0℃积温、≥10℃积温均呈显著增加趋势,≥0℃和≥10℃初日均呈提前趋势,且≥0℃初日提前趋势明显,≥0℃初终间持续日数延长趋势明显,≥0℃和≥10℃终日均呈弱的推后趋势。

气候变化背景下我国农业热量资源的变化趋势及适应对策

根据区域气候模式PRECIS输出的未来A2气候情景(2011—2050年)以及基准气候时段(1961—1990年)的逐日资料,对2011—2050年我国农业热量资源的变化趋势进行了预测.结果表明:与1961—1990年相比,未来A2气候情景下,2011—2050年我国大部分地区的平均无霜期日数延长趋势明显,主要表现为终霜冻日的提前和初霜冻日的推迟;各地日均气温稳定通过0℃的持续日数也明显延长,大部分地区延长了1～14d,其中2041—2050年,青藏地区大部、长江中下游地区大部、甘新地区西部和西南地区北部均可延长49d;我国大部分地区≥0℃积温均呈增加趋势.为适应未来农业热量资源的变化,应进一步调整农业种植制度、优化农业生产布局和发展生物技术等,以实现我国农业的可持续发展.

中国温带地区不同界限温度下农业热量资源的时空演变

受全球气候变暖影响,农业生产面临较大风险,研究农业热量资源的时空演变对农业生态环境、作物布局和种植制度等具有重要意义。本研究利用中国温带地区及外延200km范围内840个气象站点1960—2015年逐日气温资料,采用气象插值软件ANUSPLIN空间插值,基于偏差法计算了格点尺度稳定通过不同界限温度(≥0℃、5℃、10℃、15℃和20℃)的起止日期、持续日数和积温,综合分析了气候变化背景下农业热量资源的时空格局及不同时段一年两熟制、冬小麦和春玉米可种植区的变化。结果表明:温带地区均呈现出初日提前、终日推迟、持续日数和积温增加的趋势,≥15℃的热量资源变幅最大;不同界限温度初日自南向北推迟,终日提前、持续日数和积温逐渐减小。起止日期和积温年代距平从1990年开始正负转变,1960—1980年与2000年以后差异显著;寒温带持续日数和积温低值区域减少、中温带和暖温带高值范围增大。时段Ⅱ(1990—2015年)温带地区一年两熟制、冬小麦和春玉米可种植区相比时段Ⅰ(1960—1989年)存在不同程度北扩。

1980—2021年甘南高原农牧业热量资源的时空变化分析

利用甘南藏族自治州8个气象台站1980—2021年的逐日气象观测资料,运用气候倾向率、Mann-Kendall检验、滑动t检验和ArcGIS普通克里金等方法,研究甘南高原农牧业热量资源的时空变化特征。结果表明:在气候变暖大背景下,42年来,甘南高原≥0℃、≥10℃积温和持续日数均呈现出显著增加的趋势,≥0℃、≥10℃积温均在1997年发生了突变。空间上各要素均表现为东高西低的特点;年代际均值除了高海拔地区,其余各地均表现出自西向东逐渐增加的特征。从持续日数占比来看,合作、临潭、碌曲、夏河、玛曲≥10℃活动积温持续日数占比均小于50%,舟曲、迭部占比大于50%。全球气候变化导致了甘南高原农业热量资源的增加,从而对甘南高原农业产业布局和结构产生影响,需合理利用气候资源,趋利避害,提高农牧业应对气候变化的能力。

山西省农业热量资源变化特征及其对农业的影响

基于山西省境内分布较为均匀的70个地面气象观测站1970—2012年逐日平均气温和地面最低温度资料,统计了≥0℃和≥10℃期间的活动积温、7月平均气温以及无霜冻期等农业热量指标.采用线性倾向估计法和累积距平法分析了农业热量资源的变化及其突变特征,以及农业热量资源变化对作物种植带和棉花、马铃薯可种植区的影响.结果表明:≥0℃和≥10℃期间的活动积温分别以64.8和57.9℃·d·(10 a)-1的速率增加(P<0.001),7月平均气温以0.3℃·(10 a)-1的速率显著升高,无霜冻期以5.9 d·(10 a)-1的速率显著延长.≥0℃和≥10℃期间活动积温的增加幅度西部大于东部,7月平均气温的升高幅度北、中部大于南部,无霜冻期的延长幅度中部大于南、北部.≥0℃和≥10℃期间的活动积温在1996年发生了增加突变,7月平均气温在1993年发生了升高突变,无霜冻期在1997年发生了延长突变.与突变前相比,≥0℃和≥10℃期间的活动积温分别增加了219.4和196.7℃·d,7月平均气温升高了0.8℃,无霜冻期延长了15 d;与此同时,温热作物带和温暖作物带的面积向北扩大,扩大面积最大的是温暖作物带,扩大175.7%,而温和作物带、温凉作物带、温寒作物带和高寒植物区的面积缩小,缩小面积最大的是温寒作物带,缩小87.9%.随着农业热量资源的丰富,喜温作物可种植面积扩大,其中棉花可种植面积扩大1.7×106hm2,扩大53.5%;喜凉作物可种植面积缩小,其中马铃薯可种植面积缩小8.9×106hm2,缩小30.5%.

荆沙地区农业气候资源综合研究

为了合理开发和利用农业资源,挖掘气候生产潜力,防止气候灾害,本文对荆沙地区的气候资源进行了科学地分析和评价,提出开发和利用的合理措施,为实现荆沙地区于鄂中部崛起的战略目标提供了气候资料和科学依据.

近50年来气候变化对西藏“一江两河”地区农业气候热量资源的影响

作物布局与种植结构是长期适应气候变化的结果。在全球气候变暖的背景下,农业气候资源相应发生变化,对区域农业生态系统必然产生一定的影响,因此分析区域农业气候热量资源的变化特征,为充分利用热量资源以及指导区域农业发展提供理论依据。西藏"一江两河"农区是西藏最重要的农作物集中分布区,农业气候资源的变化必然对该区作物和牧草的生长产生影响。本文基于"一江两河"地区主要站点的气象数据,采用平均气温、≥0℃和≥10℃初日、终日、持续日数和积温作为农业气候热量资源的指标,分析"一江两河"地区农业气候热量资源年际变化趋势及其热量资源变化在年内的分配。结果表明:①"一江两河"地区气温显著升高,增温以冬季最为明显;热量资源年际变化表现出显著的增加趋势;②研究区主要代表气象站点表现出≥0℃和≥10℃初日提前,终日推迟,持续日数延长的趋势;③从研究区各站点逐月积温年际变化来看,≥0℃积温在春季增幅明显,尤其以3月积温增加明显;≥10℃积温8-10月增加幅度较其他月份明显;④热量资源的增加正值作物或牧草生长始末期,热量的增加将影响作物或牧草的生长,如拉萨地区适宜冬小麦播种期明显推迟。

充分利用气候资源 因地制宜发展复种

本文分析了农业气候热量资源状况,明确了暖热湿润区具有一年两熟的条件,温暖半湿润,半干旱农业区的沿江河耕地具有复种早熟油菜。豌豆、豆科绿肥饲料作物,元根的条件,但应在保证第一季产量不降低的前提下,以复种豆科饲料绿肥作物为主,既提高土壤肥力,次年高产创造条件,又为牲畜提饲草料。建立绿肥种子地;逐步建立复种轮作制和土壤耕制;建立配套的农机具,保证适时收、耕、耙、播。