冀东冬小麦降水适宜度变化及保证率风险分析

为了更好地了解冬小麦生长期间,自然降水对其生长所需水分的满足程度,以利指导农业生产,利用降水适宜度模型、气候保证率的求算方法,对唐山地区1981—2010年冬小麦几个关键发育期期间的历年降水适宜度进行了计算,并对其进行保证率风险分析。结果表明,唐山地区冬小麦各需水关键发育期的降水适宜度各地区之间无明显差异,但年际间变化较大,返青—拔节期降水适宜度在0.05～1.00之间变化,拔节—抽穗期在0.03～0.99之间变化,灌浆期在0.04～0.88之间变化,其变异系数分别为0.79、0.72、0.65。冬小麦降水适宜度的变化趋势不显著,其10年变化速率仅0.002。冬小麦各需水关键发育期的降水适宜度在0.8以下的保证率为83%～87%,降水不能满足冬小麦生长所需,种植风险较大。降水条件是小麦生产的限制因素。

1971-2017年我国苹果主产区降水适宜度的时空分布特征

基于中国苹果主产区1971—2017年逐日气象观测数据,在订正作物系数基础上构建苹果各发育阶段降水适宜度模型,结合优势产区地理分布确定降水适宜度阈值,分析各生育阶段降水适宜度的时空分布特征,并利用经验正交函数(EOF)分解探究其时空异常变化规律。结果表明:(1)苹果初始生长期、旺盛生长期和生长后期降水适宜度阈值分别为0.30~1.29、0.63~1.78和0.62~2.84,降水适宜度在阈值范围内的区域分别占研究区域的94.8%、94.7%和95.9%,且绝大多数区域近47 a降水适宜度变化不显著。(2)苹果初始生长期和旺盛生长期,降水适宜度第一向量场方差贡献率分别为50.53%和32.26%,全区几乎均为正值,具有较好的空间一致性,且降水适宜度的振荡强度由东北、西南向中部加强;生长后期,第一向量场方差贡献率为49.51%,辽宁和河北东部局部地区与其他地区呈反相位的分布型。(3)降水适宜度第二向量场,苹果初始生长期呈东西反相位的分布型,而旺盛生长期和生长后期呈南北反相位的分布型。

油菜花期降水适宜度变化趋势及风险评估研究

油菜是国内的第一大油料作物,在全世界范围内也是非常重要的油料作物。油菜的生产能保证食用植物油脂以及饲用蛋白质的供给,还可以促进养殖业以及加工业的发展,是一种优质的食用油。在自然条件下,降水对油菜生长有明显的限制作用,在全球气候变暖的背景下,气候的变化给农作物的生长以及发育都带来了严重的影响。油菜一直以来都是我国的主要植物油来源,在2009年已经成为了政策性农业国家保护品种。基于此,将对油菜花期降水适宜度的变化趋势以及风险进行评估。

气候变化情景下黄淮海冬麦区降水量及其适宜度变化分析

采用双线性插值法将RegCM3模式模拟的A1B情景下该区域1951-2100年0.25°×0.25°的格点数据插值到各站点位置,然后利用黄淮海冬麦区1971-2000年83个站点逐日气象资料对其进行误差订正,再将情景数据分为1951-1980年、1981-2010年、2011-2040年、2041-2070年和2071-2100年共5个阶段,计算各阶段冬小麦主要生育期降水量及其适宜度,并分析相应的时空变化特点。结果表明:黄淮海冬麦区在暖湿化的气候情景下,冬小麦各主要生育期降水量和降水适宜度总体上呈现南方多北方少的分布特点,返青-拔节期降水量最少,抽穗-成熟期降水量最多,相应各主要生育期的降水适宜度表现为返青-拔节期和抽穗-成熟期较高、拔节-抽穗期较低的特点。分时段分析结果显示,随着时间推延,各主要生育期内降水适宜度与降水量基本呈正相位的变化关系,即降水量越大,适宜度也相应增大。返青-拔节期的降水量和降水适宜度均呈现北部增加、南部明显减少的趋势,拔节-抽穗期降水量和降水适宜度均呈减少-增加-减少-增加的波动变化趋势,抽穗-成熟期降水量和降水适宜度均呈先减少后相对稳定的变化趋势,全生育期内降水量和降水适宜度均呈先减少后增加的趋势。未来全球气候变暖情景下,黄淮海冬麦区北部可以考虑根据实际情况小幅扩大种植规模;南部可以考虑保持现有种植规模或小幅减小种植规模。

中国北方苹果种植需水特征及降水适宜性

以中国北方7个苹果主产省为研究区域,基于研究区域及周边100 m范围内210个气象站1970—2019年逐日气象数据和1 km分辨率的数字高程数据,采用最小湿度法对作物系数(K_c)进行逐日估算,并利用基于样条函数插值理论的专业气象插值软件ANUSPLIN对逐日气象数据进行空间插值,计算苹果各关键生育期需水量和降水适宜度。结合苹果优势主产区地理分布确定降水适宜度阈值范围。利用相关数理统计方法明确苹果需水特征和降水适宜度时空变化特征,并对苹果全生育期降水适宜性进行评价。结果表明:苹果全年平均需水量大多数区域为500.0~800.0 mm,萌芽-幼果期、果实膨大期和着色-成熟期平均需水量占全年平均需水量的比率分别为0.186~0.282,0.392~0.562和0.159~0.282。苹果全年、萌芽-幼果期、果实膨大期和着色-成熟期降水适宜度阈值范围分别为0.49~2.07,0.25~1.70,0.54~2.25和0.46~2.65。各生育阶段降水适宜度处在阈值范围内的区域分别占85.4%,87.4%,85.6%和84.9%。苹果全生育期降水的最适宜、次适宜和不适宜区分别占研究区域的31.9%,50.6%和17.5%。

吉林省春玉米农业气候资源适宜度时空分布特征

为了明确吉林省春玉米农业气候资源的适宜性,利用模糊数学方法建立了吉林省春玉米各生育期的温度适宜度、降水适宜度、日照时数适宜度和气候适宜度模型,并分析了温度适宜度、降水适宜度、日照时数适宜度和气候适宜度的时空分布特征。结果表明:1961—2010年吉林省春玉米全生育期的温度适宜度呈西高东低的空间分布特征,温度适宜度普遍为0.70以上,总体较适宜,且温度适宜度呈增大的趋势;春玉米营养生长期和生殖生长期的温度适宜度总体与全生育期的温度适宜度分布一致。近50 a吉林省春玉米各生育期日照时数适宜度较高,普遍为0.80—1.00,呈西高东低的空间分布特征。春玉米降水适宜度年际波动幅度较大,普遍为0.40—0.60。吉林省春玉米全生育期气候适宜度基本为0.60—0.75;春玉米营养生长期气候适宜度多为0.70以上,比全生育期气候适宜度偏高;而春玉米生殖生长期的气候适宜度多为0.70以下,比全生育期气候适宜度偏低。近50 a吉林省春玉米气候适宜度不存在明显的区域差异,春玉米各生育期气候适宜度总体呈不显著的减小趋势。

气候变化背景下内蒙古翁牛特旗玉米气候适宜度变化

揭示气候变化对玉米不同生长阶段的影响,对合理改善玉米种植布局、培育玉米新品种、保证玉米高产稳产具有重要意义。利用内蒙古赤峰市翁牛特旗1981—2018年逐日气象资料,结合玉米生长气候适宜度指标,通过翁牛特旗玉米气候适宜度模型,计算分析了玉米在全生育期及主要生育阶段内的光照、温度、降水和综合气候适宜度及其变化特征。结果表明,1981—2018年,玉米全生育期内光照、温度和降水适宜度分别为0.72、0.94和0.60,综合气候适宜度为0.74,气候条件较适宜玉米种植。在气候变化背景下,玉米在出苗至拔节期,温度适宜度显著下降;在拔节至开花期,光照适宜度显著上升;在开花至乳熟期,光照适宜度显著上升,降水适宜度、综合气候适宜度显著下降。总体上翁牛特旗玉米的光照、温度适宜度较高且比较稳定;降水适宜度较低且波动较大,是影响研究区玉米生长发育的主要限制因子。

气候变化背景下内蒙古马铃薯关键生长期气候适宜性分析

内蒙古是我国马铃薯主产区之一,在气候变化背景下探讨马铃薯的区域适应性有重要的现实意义。依据内蒙古地区119个站点逐日气象观测数据,采用气候适宜度评估模型,分1961—1990年、1991—2015年2个气候年代对内蒙古马铃薯开花—可收期气候适宜度的空间特征及变化趋势进行分析。结果表明:1)1961—2015年内蒙古马铃薯开花—可收期综合气候适宜度为0.62,气候条件总体优越,且日照适宜度>温度适宜度>降水适宜度。2)从空间分布上看,温度适宜度由西向东呈"低—高—中"的带状分布,降水适宜度由西向东、由北向南递增,日照适宜度西高东低;综合光温水三要素影响,阴山南北麓东段及大兴安岭南麓区为气候适宜度的高值区,具有适宜生产马铃薯的气候资源优势。3)从年代变化上看,1961—1990年,综合气候适宜度除东部偏北及西部偏北呈微弱的下降,总体呈增加的趋势;1991—2015年大部地区综合适宜度由上升转为下降趋势。4)气候变化背景下,1961—2015年内蒙古马铃薯开花—可收期气候适宜性以0.004 0×(10a)^(-1)的倾向率下降,其中日照适宜度基本持平,降水适宜度、气温适宜度呈不同程度的下降趋势,对马铃薯生长发育不利。因此,马铃薯开花—可收期应注意水热条件的管理,研究结果可为马铃薯气候资源利用与管理提供参考。