湖北省水稻生长季热量资源变化特征及其对水稻生产的影响

为了研究近50a来湖北省热量资源的变化特征及其对水稻生产的影响,利用湖北省1961-2008年水稻产区的气象资料,计算了水稻生长季主要热量资源要素包括农业界限温度持续时间和积温、气温日较差等的变化趋势,并分析了其变化对水稻生产的影响。结果表明:稳定通过8、10、12℃初日提前、稳定通过20、22℃终日推迟、间隔期延长,积温增加,水稻适宜种植期延长;10℃初日至20℃(22℃)终日持续日数在大部双季稻种植区都有不同程度的延长,积温也有不同程度的增加。大部分地区水稻生长季气温日较差和早稻、中稻、晚稻灌浆期日较差呈减少趋势,西部减少趋势小于东部。可将早熟品种换种生育期相对较长、产量相对较高的中熟、迟熟品种,以提高水稻单产;双季稻种植范围可以适当向北部水源充足、灌溉条件较好的地区推移,以提高水稻总产。

近50年东北地区热量资源变化特征

利用1951—2005年东北地区100个气象站日平均气温资料,得出各年代稳定通过10℃,0℃积温及其持续天数和起止日期分布的变化,进而分析了气候变暖背景下东北地区热量资源的变化特征。结果表明:东北地区气温持续增暖,线性趋势达0.4℃/10 a,较我国其他地区更为显著,且与各热量资源指标有较好的相关性。东北地区气候变暖使得稳定通过10℃,0℃积温普遍显著升高,且稳定通过10℃,0℃积温的持续天数也普遍显著增加;稳定通过10℃,0℃积温和持续天数的等值线在东北平原和相对平坦的内蒙古高原向北大幅度推进,而在山区有向高海拔地区抬升的趋势;稳定通过10℃,0℃积温持续天数普遍增加是受到起始日期提前和终止日期延后的影响,而且起始日期提前比终止日期延后的影响更明显。东北地区热量资源的变化有利于东北地区粮食产量的提高和稳定。

用气候统计方法估算辽东湾海冰资源量的尝试

海冰发生发展的主要影响因子之一是气象因子 ,其中负积温与冰厚变化有着密切的关系。以这一关系为基础 ,再结合其它相关因子 ,可以估算海冰厚度和某一时刻的海冰资源量。文中提出了一种用气候统计方法估算海冰资源量的思路 ,即选择≤ -2℃积温、水深、离岸距离、经度等 4个因子作为统计指标 ,建立这些因子与冰厚的对应关系 ,在遥感资料和地理信息系统的支持下 ,进行海冰资源量的估算。根据这一思路 ,文中利用 2 0 0 0年 1月 1 8日辽东湾海冰厚度实测资料进行了海冰资源量气候估算尝试 ,并采用当天的NOAA AVHRR影像对估算的结冰范围进行了订正。估算结果表明 :该方法对实测冰厚的相对估算误差为 2 6 7% ;利用该方法得到的 2 0 0 0年 1月 1 8日辽东湾海冰资源总量为 1 7 3× 1 0 8m3,其中可能开采的海冰资源量为 7 4× 1 0 8m3,主要分布在辽东湾的东岸。另外 ,该方法也存在着估算的结冰范围与实际情况有较大误差 ;

辽宁省气候资源分析

利用 196 1～ 1995年 5 4个代表站点的气象资料 ,对辽宁省光、温、水及风能资源进行分析。总的来看 ,全省气候资源比较丰富 ,其主要特征表现为 :各地全年降水主要集中在夏季 ,雨量比较稳定 ,与农作物需水高峰期相一致 ;除东部山区个别地区外 ,热量资源丰富 ,作物生育期积温保证率高 ;日照充足 ,太阳辐射强 ;

基于GIS技术的三江平原热量资源评价

基于GIS技术,使用黑龙江省气象观测站和农垦、森工系统观测站的气温资料,以及数字高程模型(DEM)资料,运用趋势面分析法和线性内插法得到三江平原栅格化的热量资源数据。分析表明,三江平原纬度和高度因子对各项热量指标分布均有影响,经度因子主要影响年平均气温、4月平均气温、7月平均气温、≥0℃积温和≥10℃积温;佳木斯西部、双鸭山西部、鸡西大部热量资源较丰富,而青黑山、完达山、老爷岭和太平岭等地区热量资源相对较差。分析结果为合理开发利用三江平原热量资源提供了依据。

黑龙江省热量资源变化及其对作物生产的影响

气候变暖背景下,热量资源变化势必对寒地农作物生产环境、生长发育及种植制度产生重要影响。本文利用黑龙江省1971—2014年67个观测站逐日气象资料,计算了≥10℃活动积温和≥0℃活动积温(以下简称积温)及无霜期等农业热量指标,采用线性倾向率、累计距平、M-K检验和经验正交函数(EOF)方法等统计方法,分析了热量资源变化特征及突变特征,以及对农业生产的可能影响。结果表明:≥10℃积温和≥0℃积温分别以86.7℃?d?(10a)-1和80.5℃?d?(10a)-1的速率显著增加,无霜期呈延长趋势[倾向率为3.8 d·(10a)-1];≥10℃积温和无霜期在1993年发生突变,突变后二者初日提前,终日延后。≥10℃积温和≥0℃积温的增加幅度西部大于东部,无霜期延长幅度中西部大于东北部,农业热量资源变化幅度大的地区亦是热量敏感区域。热量资源增加对农业的影响,表现在农作物适宜生育期延长;适宜水稻和玉米种植的区域向北、向西扩张,大豆种植重心北移;原适宜种植极早熟、早熟品种的区域逐步被中熟、中晚熟品种替换。热量增加使水稻、玉米和大豆三大作物产量的进一步提高成为可能。

1961—2001年间陕西冬小麦种植北界北移的热量资源分析与评价

气候变暖使农作物种植北界发生了不同程度的北移。为研究冬小麦在陕北地区种植的适宜性,本文选取了该地区榆林、绥德、横山、吴起和延安5个站点1961—2001年间40年的逐日温度数据进行整理分析,研究该地区冬前积温、越冬期负积温、1月平均温度、生育期≥0℃积温和年极端最低温度等指标及变化情况,通过热量指标评价陕西省冬小麦北移的可行性。结果表明,陕北地区冬小麦越冬期负积温、1月平均温和生育期≥0℃积温都呈显著升高趋势,其中,越冬期负积温每10年升高36.2-71.7℃.d,1月平均温度每10年升高0.32-0.61℃,生育期≥0℃积温每10年升高44.1-88.7℃.d。此外,年极端最低温也表现出升高趋势,但不显著。而冬前积温在延安和吴起两站点分别以20.3℃.d.10a 1和16.1℃.d.10a 1的速率显著升高,但榆林和绥德两站则有所下降。整体而言,到2001年,延安站各项气温指标都能满足北移冬小麦需要,热量资源不会成为该地冬小麦北移的障碍;吴起和绥德1月份平均温度偏低,北移存在一定风险;而榆林和横山因越冬期负积温和1月平均温度过低而存在较大风险,不适合北移冬小麦的种植。

1961—2014年东北三省热量资源变化特征

利用1961—2014年东北三省83个气象观测站逐日平均气温观测资料,采用气候倾向率、累积距平曲线、9 a滑动平均等统计方法分析了东北三省年平均气温、稳定通过0℃和10℃的积温、稳定通过0℃和10℃的起止日期及稳定通过0℃和10℃持续日数的变化特征。结果表明:近54 a东北三省热量资源整体呈增加的趋势,年平均气温的气候倾向率为0.29℃/10 a,稳定通过0℃和10℃积温的气候倾向率分别为60.10(℃·d)/10 a、60.00(℃·d)/10 a,稳定通过0℃和10℃持续日数的气候倾向率分别为2.3 d/10 a、1.9 d/10 a,稳定通过0℃和10℃起始日期的气候倾向率分别为-1.3 d/10 a、-0.8 d/10 a,稳定通过0℃和10℃终止日期的气候倾向率分别为1.0 d/10 a、1.1 d/10 a,东北三省全区热量资源呈北部地区比南部地区增加趋势显著的特点;2005年前后出现转折性变化,年平均气温、稳定通过0℃和10℃的积温、稳定通过0℃和10℃的持续日数均转为逐渐减少的趋势,稳定通过0℃和10℃的起始日期相对延后,终止日期相对提前,东北三省整体热量资源增加的趋势减缓,变化方向为由南向北发展。

1960—2010年中国华北东北地区热量资源时空变化

利用1960—2010年中国华北、东北地区165个气象站日平均气温资料,运用线性倾向估计等方法,对近51 a来≥0℃和≥10℃积温及持续天数和起止日期的时、空分布特征进行分析,了解气候变暖对中国华北、东北地区热量资源分布的影响。结果表明:近51 a来中国华北、东北地区气温增暖趋势明显,气候倾向率达0.32℃/10 a(P<0.001),且与各项热量资源指标相关显著。随着气候变暖,≥0℃和≥10℃积温及持续天数普遍显著增加,其气候倾向率分别在(30℃·d)/10 a和2 d/10 a以上;2000年以后亚热带北界和暖温带北界在华北、东北地区均出现北移,以亚热带北界移动幅度更大;20世纪90年代以后,一年两熟制种植北界在山西和辽宁两省明显北抬,平均移动幅度超过1.5个纬距。华北、东北地区≥0℃和≥10℃积温及持续天数普遍增加是受起始日期提前和终止日期延后共同影响,≥0℃前者比后者的影响更明显,≥10℃两者作用相当。

近53年石家庄地区气温稳定通过10℃的农业气候资源变化特征

以17个气象站19602012年的观测资料，利用趋势分析，Mann—Kendall检验，Morlet小波分析等方法，分析了石家庄地区气温稳定通过10℃的农业气候资源变化特征，结果表明：近53年气温稳定通过10℃的初日以1．4d／10a的趋势提前，终日以1．1d／10a的趋势后延，持续日数以2．5d／10a的趋势增加，积温以64．5℃·d／10a的趋势增加，降水量无明显变化，日照时数以53．4h／10a的趋势减少；各要素的时间序列除降水外均存在不同程度的突变，终13、持续日数、积温以及日照时数的突变较为显著，终日在2007年后后延显著，持续日数在1998年后显著增多，积温在2000年后显著增加，日照时数在1993年后显著减少；通过Morlet小波分析发现，各要素在近53年中存在周期性变化规律，初日和期间积温存在准2～4年的振荡周期，终日存在准2～3年的振荡周期，持续日数存在准2年的振荡周期。降水量存在准3年和准3～7年的振荡周期，日照时数存在准2～3年的振荡周期。石家庄地区气温稳定通过10℃的农业气候资源变化使作物的生长发育提前，生长周期变短，日照时数减少对作物生长有一定的不利影响。

1990年以来鲁南地区热量资源的变化及未来趋势

为了解1990年以来鲁南地区热量资源变化情况，将资料分为近15a（1991--2005）及前30a（1961—1990年）两组，用K—W检验分析两组样本是否有显著差异，并用一元线性回归模型的回归系数估算未来气候变暖时热量资源的变化。结果表明：1991--2005年鲁南地区与前30a相比，年平均气温明显升高，≥0℃及≥10℃积温及持续日数明显增加，无霜期明显延长，热量资源显著增加。当未来气候变暖时，年平均气温每升高1℃，≥O℃积温将增加308～309℃·d，持续日数延长15—16天，≥10℃积温将增加235—248℃·d，持续日数延长6—8天，无霜期将延长9～14天。

气候变暖对新疆核桃种植气候适宜性的影响

基于新疆102个气象台站1961-2015年逐日平均气温、最低气温、最高气温资料,采用线性趋势分析、累积距平、t检验以及Arc GIS的空间插值技术,对影响新疆核桃种植的关键气候因子(≥10℃积温、最低气温≤-25℃日数、最高气温≥40℃日数、终霜冻日早于≥10℃初日天数)的时空变化特征进行分析的基础上,结合核桃种植气候适宜性区划指标,研究了气候变化对新疆核桃种植气候适宜性及其分布的影响。结果表明:新疆≥10℃积温的空间分布总体呈现"南疆多,北疆少;平原和盆地多,山区少"的格局,最低气温≤-25℃日数有"南疆少,北疆多;平原和盆地少,山区多"的特点,夏季最高气温≥40℃日数为"东部多,西部少;平原和盆地多,山区少"的特点;终霜冻日早于≥10℃初日的天数呈现"西部多,东部少;山区多,平原和盆地少"的格局。在上述气候要素空间分异的综合作用下,新疆核桃种植的气候适宜区主要在塔里木盆地西部平原;次适宜区在塔里木盆地大部和吐哈盆地南部;北疆大部,阿尔泰山、天山和昆仑山区以及吐哈盆地、塔里木盆地东部为核桃不适宜种植区。在气候变暖背景下,近55a新疆≥10℃积温、最高气温≥40℃日数和终霜冻日早于≥10℃初日的天数分别以64.7℃·d·10a^(-1)、0.48d·10a^(-1)、0.120d·10a^(-1)的倾向率呈显著(P<0.05)增多趋势,冬季日最低气温≤-25℃日数以-0.980d·10a^(-1)的倾向率呈极显著(P<0.001)减少趋势。上述各要素分别于1986年和1997年发生了突变,受其影响,1997年后较其之前,新疆核桃种植的气候适宜区和次适宜区明显扩大,而不适宜区明显减小,气候变暖对新疆核桃种植总体趋于有利。

陇东黄土高原地区热量资源分布演变分析及对农业生产的影响

为了研究陇东黄土高原地区热量资源的变化,提高为农气象服务的科学性和有效性,笔者对庆阳市具有代表性的环县、庆城和西峰的1960—2013年的气温资料的变化特征进行分析。结果表明:庆阳在近54年以来,年平均气温在波动中呈上升趋势,但各具特点;农耕期增加,作物种植界限北移且多样化;热量资源均有增加,中部川道地区最为丰富;终霜日结束趋势偏早,作物遭受冻害的次数减少。各地应根据气候变化,适当调整和优化农业产业结构,增加设施农业、特色农业及秋作物的种植比例和技术投入,同时,科学有效的预防由于热量资源增加而引发的自然灾害,实现农业生产的可持续发展。

宁夏枸杞生长季气候变化特征及其影响

为明确宁夏枸杞(LyciumbarbarumL.)生长季气候变化特征及其对枸杞生长的影响,为决策部门有效利用气候资源提供数据支撑,本文基于1961-2017年宁夏17个气象站点的观测数据,采用数理统计分析、Mann-Kendall突变检测、气候倾向率和相关性检验等方法,分析了宁夏枸杞生育期气候变化特征及其影响。结果表明:气候暖干化是宁夏枸杞生育期气候变化的主要特征。近57a来,气候变暖使宁夏枸杞生育期平均气温、≥10℃积温及日照时数增加,其线性趋势通过了0.001显著性水平检验。平均气温在1990年左右发生突变,1991-2017年平均气温比1961-1990年上升了0.7℃。≥10℃积温在20世纪90年代增加速率最大,2003年发生突变,比突变前年平均增加370.6℃。日照时数在2005年前后发生突变,突变后平均年日照时数增加93.9 h。降水量整体呈弱的减少趋势。气候变化对枸杞生长发育的影响利多弊少。气温升高,春季气温回升快,积温增多,整个生育期热量条件充足,使枸杞树萌芽期提前,总生育期延长,单产提高;果熟期、采摘期降水量减少,使枸杞炭疽病、黑果病发生机率减少,有利于品质提高。研究发现,中宁枸杞产量与稳定通过5℃到枸杞萌芽期的积温、≥10℃积温均显著正相关。同时,气候变暖增加了冬季农田土壤水分蒸发,病虫害发生有增加趋势。如何充分利用有利的气候资源,减轻或避免气候变化对枸杞生产的不利影响是需要进一步研究的重要内容。

内蒙古东部农业热量资源的空间分异及玉米资源利用率

利用2017—2018年内蒙古东部(赤峰市、通辽市、兴安盟和呼伦贝尔市)及其周边35个气象站点日均温数据,基于≥10℃初始日、终止日、持续时间、积温和生长季(5—9月)积温占比,研究该区域农业热量资源的空间分异和资源潜力,并通过区域联合试验分析当前农户传统种植模式下玉米的资源利用状况。结果表明:内蒙古东部农业热量资源呈现东南-西北方向倾斜的纬度地带性,赤峰市、通辽市和兴安盟东南部热量资源较丰富,而兴安盟西北部和呼伦贝尔市热量积累相对不足;玉米生长季总热量与玉米产量密切相关,充分利用热量资源是玉米增产的重要因素;内蒙古东部≥10℃温度初始日差异大,通过选择适宜播期充分利用春季热量资源,是实现作物高产的必要条件。生长季积温占比的空间变异表明,在温凉区适时播种,在温暖、温热区种植晚熟品种,可充分利用农业热量资源,提高粮食产量。

极端温度事件对我国华北农业气候资源的影响

基于均一的262个地面站逐日气温数据及Reg CM4.0区域气候模式模拟数据,从观测事实和模式预估两方面,对华北区域的农业热量资源以及与农业经济相关的极端温度指标的趋势变化进行了评估。结果表明,华北区域≥15℃活动积温的趋势增加幅度均较大,≥0℃和≥10℃活动积温的趋势增加幅度均相当;而>10℃有效积温的增加幅度较>15℃有效积温明显。近54年来观测到的华北区域气温日较差基本呈明显的减少趋势,而模拟预估则显示出未来的日较差趋势变化并不显著。同时,极端温度指标的分析结果也表明,在未来几十年里,气温的大幅度增暖是可控的,甚至能够达到增暖幅度低于当前观测到的平缓趋势。因此,对于华北区域来说,优化种植制度是适应气候变化最重要的技术手段。

内蒙古自治区东部粮食主产区热量资源空间格局研究

以内蒙古自治区东部粮食主产区(赤峰市、通辽市、兴安盟和呼伦贝尔市)为例,在研究区及其周边35个气象站1973-2019年日均温数据的基础上,通过五日滑动平均法计算了温度≥10℃积温等喜温作物农业气候指标,利用线性回归和空间分析技术研究了四盟市农业热量资源的空间格局及其变化。近47年中,温度≥10℃平均积温和平均持续日数在赤峰市、通辽市和兴安盟呈现西北-东南方向倾斜的纬度地带性,随着纬度的升高,热量资源减少;在呼伦贝尔市沿大兴安岭向两侧增加。47年间温度≥10℃积温呈显著增长趋势,线性趋势为(2.0~10.0)℃/a,且在赤峰市北部和呼伦贝尔市大兴安岭两侧增加较快。近47年中东部四盟市粮食主产区热量资源的显著增长和积温线北移引起热量资源空间格局发生改变,影响作物适宜性和农技农艺,亟需研究气候变化的应对措施。

近50年辽宁省宽甸满族自治县热量资源变化特征分析

选取宽甸站1960—2010年的气温资料,利用一元线性函数对近50年辽宁省宽甸满族自治县的热量资源变化特征进行分析。结果表明:宽甸站在近50年年平均气温升高1.8℃;春季升高1.5℃,夏季升高0.9℃,秋季升高1.0℃,冬季升高4.0℃;11月—次年2月是气温升高的主要时段;≥10℃积温增加212.6℃;无霜期延长20 d。其中20世纪80年代是气温变化的"拐点",其后年平均气温平均升高1.2℃,四季平均气温分别升高1.1、0.7、0.6、3.5℃;≥10℃积温平均增加148.1℃;无霜期平均延长13 d。

近50年华东地区热量资源变化特征分析

利用1961-2010年华东地区87个气象站日平均气温资料,运用线性倾向估计等方法,对华东地区近50a来≥0℃和≥10℃积温及其持续天数和起止日期的时空分布特征进行分析,以了解气候变暖对该地区热量资源分布的影响。结果表明,1961-2010年华东地区气温持续增高,回归系数达0.24℃/10a,趋势系数为0.68(P<0.01),各项热量资源指标与气温呈显著正相关(P<0.05)。随着气候变暖,≥0℃和≥10℃的积温及持续天数普遍显著增加;≥0℃积温为5000、6000℃.d和≥10℃积温为4500、5500℃.d,以及≥0℃持续天数为300、340d和≥10℃持续天数为220、240d的等值线从华北平原南部和长江下游地区向北大幅推进,长江下游地区北移幅度较大,≥0℃和≥10℃积温及持续天数明显北移的起始年代分别为20世纪90年代和21世纪前10a。≥0℃和≥10℃积温及持续天数普遍增加是受起始日期提前和终止日期延后的共同影响,而前者的影响更明显。

云南不同地区水稻产量与气候因素关系的探讨

本文用多元回归分析方法比较分析云南不同地区的水稻产量。指出云南水稻产量的地区差异主要由于温度条件和日照时数(太阳辐射)对某些过程的影响所至。