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RCP情景下长江中下游麦稻二熟制气候生产潜力变化特征研究 预览 被引量:3
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作者 刘文茹 陈国庆 +2 位作者 曲春红 刘勤 《生态学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期156-166,共11页
基于BCC_CSM 1.1全球气候模式RCP气候情景输出的2021-2050年和基准年(1961-1990)逐日气候资料,采用机制法预估长江中下游地区稻麦气候生产潜力,并利用Theil-Sen斜率估计、MK检验和ArcGIS空间分析等方法对稻麦气候生产潜力的年际变... 基于BCC_CSM 1.1全球气候模式RCP气候情景输出的2021-2050年和基准年(1961-1990)逐日气候资料,采用机制法预估长江中下游地区稻麦气候生产潜力,并利用Theil-Sen斜率估计、MK检验和ArcGIS空间分析等方法对稻麦气候生产潜力的年际变化趋势和空间分布特征进行分析,旨在探明影响稻麦气候生产潜力变化的主要气候因子,对评价未来的作物潜在生产能力和制定气候变化的适应性策略具有重要意义。结果表明:基准气候时段下(1961-1990年),长江中下游地区稻麦气候生产潜力分别介于10000-12000 kg/hm^2和8000-10500 kg/hm^2之间,水稻气候生产潜力总体呈现上升趋势而小麦呈现下降趋势。水稻气候生产潜力在空间上表现为自研究区域中部向南北逐渐增加,冬小麦则呈现北高南低的分布特征;未来两种气候情景下(RCP 8.5和RCP 4.5),稻麦气候生产潜力总体均呈现显著线性增加趋势,表现为RCP 8.5情景大于RCP 4.5。水稻气候生产潜力的增加速率较冬小麦大两倍左右,且年际波动较小,稳定性强。RCP 4.5气候情景下,研究区域内稻麦气候生产潜力总体呈现明显的区域分异,与基准年相比分别增加了3500-5000 kg/hm2和5000-6500 kg/hm2。东部沿海地区、两湖平原地区和江西为稻麦气候生产潜力高值区域。冬小麦气候生产潜力与基准时段相反呈现出由南向北递减趋势,南昌和长江三角洲部分地区呈现出显著增加趋势( 〉 80 kg hm^-2 a^-1),水稻则表现为自中西部向东南部沿海逐渐增加。在RCP 8.5情景下,冬小麦气候生产潜力较基准年增加了4000-6000 kg/hm2;从地域分布特征看,呈现自东向西逐渐减少的趋势,长江三角洲、南阳盆地和两湖平原为高值区,庐山周边区域(近鄱湖阳湖)变化率高达80 kg hm^-2 a^-1(P 〈 0.05)。水稻气候生产潜力空间分布与基准年相似,仅较基准年增加1 展开更多
关键词 气候生产潜力 稻麦轮作 长江中下游地区 影响因素 时空变化特征
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全球1.5℃和2.0℃升温对中国小麦产量的影响研究 预览
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作者 孙茹 韩雪 +2 位作者 潘婕 熊伟 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2018年第6期573-582,共10页
采用部门间影响模式比较计划(ISI-MIP)的气候模式,确定全球升温1.5℃和2.0℃出现的时间,并结合农业技术转移决策支持系统(DSSAT)模型模拟小麦的产量,最终选取4套数据对比研究中国小麦区温度和降水变化特征以及各区域小麦产量变化趋势,... 采用部门间影响模式比较计划(ISI-MIP)的气候模式,确定全球升温1.5℃和2.0℃出现的时间,并结合农业技术转移决策支持系统(DSSAT)模型模拟小麦的产量,最终选取4套数据对比研究中国小麦区温度和降水变化特征以及各区域小麦产量变化趋势,综合评价了不同升温情景对中国小麦产量的影响。结果表明:(1)在全球升温1.5℃和2.0℃背景下,我国小麦生育期内温度相对于工业革命前分别升高1.17℃和1.81℃。两种升温情景下我国春麦区升温幅度大于冬麦区升温幅度。春麦区中新疆春麦区升温幅度最大,西北春麦区升温幅度最小;冬麦区中温度变化最大和最小的麦区分别为西南冬麦区和黄淮冬麦区。(2)在全球升温1.5℃和2.0℃情景下,我国小麦生育期内降水相对于历史时段(1986-2005年)分别增加9.1%和11.3%。从各麦区来看,两种升温情景下春麦区降水增加幅度略大于冬麦区的增加幅度。所有麦区中只有新疆春麦区降水低于历史时段降水。春麦区降水增加幅度最大的麦区为北部春麦区。冬麦区中降水增加较大的麦区为北部冬麦区和黄淮冬麦区,降水增加较小的麦区为华南冬麦区和西南冬麦区。(3)两种升温情景下,我国小麦单产相对于历史时段(1986-2005年)平均减产分别为5.2%和4.6%,两种升温情景对中国小麦产量并没有显著的差异。在全球升温大背景下我国春小麦主要呈现增产趋势,冬小麦主要呈现减产趋势。减产幅度较大的麦区为华南冬麦区和青藏春麦区,增产幅度最大的麦区为西北春麦区。从各麦区产量减产面积比例上看,我国各麦区减产面积所占比例趋势为从北向南由多变少再变多,其中华南冬麦区减产面积所占比例最大,北部冬麦区最小。 展开更多
关键词 全球1.5℃和2.0℃升温 中国小麦 产量 温度 降水
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基于DSSAT模型的长江中下游冬小麦潜在产量模拟研究 预览 被引量:1
3
作者 刘文茹 陈国庆 +2 位作者 刘恩科 刘勤 《生态学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期3219-3229,共11页
为了探明气候变化对长江中下游地区冬小麦潜在产量的影响,基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)AR5提出的BCCCSM1-1(Beijing Climate Center Climate System Model version1-1)气候系统模式输出的基于典型浓度RCP各情景(基准时段bas... 为了探明气候变化对长江中下游地区冬小麦潜在产量的影响,基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)AR5提出的BCCCSM1-1(Beijing Climate Center Climate System Model version1-1)气候系统模式输出的基于典型浓度RCP各情景(基准时段baseline、RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5)主要气象要素的逐日模拟数据和历史观测数据。通过DSSAT模型模拟历史时期(2001—2009年)冬小麦的物候期和产量,并计算模拟数据与实测数据二者的均方根误差和一致性指数(开花、成熟期和产量模拟结果的相对均方差根误差分别在0.83%—2.98%之间和7%以下,符合度D均接近于1)明确最优遗传参数,应用最优参数模拟加以验证,完成模型参数区域化。结合历史阶段(1961—1990年)和未来时期(2021—2050年)主要气象要素变化趋势,利用DSSAT模型模拟分析未来30年长江中下游地区气候变化对小麦产量的影响及变化趋势,以期为未来作物生产提供理论依据。结果表明,DSSAT-CERES-Wheat品种遗传参数本地化后能准确模拟冬小麦的生长发育过程及产量潜力。较基准年相比,2021—2050年RCP情景下,冬小麦生育期内≥10℃积温除RCP 2.6情景外呈现逐渐增加趋势,增加幅度为RCP 8.5〉RCP 2.6〉RCP 4.5;降水量年际波动都比较大,区域性差异明显;太阳总辐射量较基准年均有所降低,但降低的幅度随着年份的增加逐渐减小,变化率均呈现显著或极显著的增加趋势。除昆山外冬小麦开花期、成熟期较基准年均有所提前,开花期到成熟期天数则随之缩短。仅考虑气候条件时,长江中下游地区冬小麦产量潜力与基准年减少,昆山、英山下降幅度较滁州、钟祥大(3%—59%),且区域差异明显。分析可得,一定范围内冬小麦产量随积温的增加逐渐增加,超过一定阈值时则逐渐减少,其他气候因子增加或减少并不能弥补积温过低产生的负效应。 展开更多
关键词 冬小麦 潜在产量 DSSAT 典型浓度 长江中下游地区
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未来气候情景下黄淮海平原不同灌溉制度的产量补偿效应模拟 预览
4
作者 秦晓晨 周广胜 +2 位作者 李翔翔 刘勤 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2018年第4期220-232,共13页
利用黄淮海平原典型农业气象站点生育期和产量资料对CERES-Wheat模型遗传参数进行调试,结合HadGEM2-ES气候模式在RCP8.5(辐射强迫上升至8.5W·m.2的典型浓度目标)情景下的预估结果,模拟分析未来不同时段(近期:2010-2039年、中期:204... 利用黄淮海平原典型农业气象站点生育期和产量资料对CERES-Wheat模型遗传参数进行调试,结合HadGEM2-ES气候模式在RCP8.5(辐射强迫上升至8.5W·m.2的典型浓度目标)情景下的预估结果,模拟分析未来不同时段(近期:2010-2039年、中期:2040-2069年、远期:2070-2099年)雨养条件下冬小麦的减产率(与潜在产量相比),并比较不同灌溉制度下冬小麦减产率与雨养条件下减产率的差值即灌溉制度的产量补偿效应。结果表明,经参数调试后的CERES-Wheat模型能较为准确地模拟冬小麦生长发育过程。与潜在产量相比,雨养条件对冬小麦造成的减产率在未来近、中、远期分别为47.3%、53.5%和50.9%,黄淮海平原北部Ⅰ-Ⅳ区的潜在减产率高于区域平均水平,而南部Ⅵ区的减产率仅为7.4%(近期)、12.8%(中期)和9.7%(远期)。多种灌溉策略模拟结果表明,不同生育期灌溉对冬小麦产量的补偿效应(指减产率的减少量)差异较大,北部亚区的补偿效应高于南部亚区。拔节水的补偿效应最强,对未来不同时段冬小麦产量的补偿效应为16.3~18.6个百分点;灌浆水次之,补偿效应为5.1~6.1个百分点;而越冬水补偿效应仅为0.4~0.6个百分点。两水灌溉条件下,拔节水+灌浆水的补偿效应为23.6~25.1个百分点,能够挽回雨养损失的50%左右。因此,在未来水分亏缺加剧的背景下,应注重保障拔节期的需水,灌两水情况下重点保障拔节和灌浆阶段需水。 展开更多
关键词 冬小麦 灌溉制度 补偿效应 CERES-Wheat模型 黄淮海平原
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基于SPEI-PM指数的黄淮海平原干旱特征分析 预览 被引量:10
5
作者 李翔翔 +2 位作者 刘勤 李迎春 秦晓晨 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期2054-2066,共13页
利用黄淮海平原45个气象站点1961—2014年月值气象数据,基于Penman-Monteith蒸散模型计算了标准化降水蒸散指数(SPEI),对黄淮海平原近54年干旱变化趋势、发生频率和持续性特征进行了分析,并探讨了SPEI指数与河南、河北和山东省农业干... 利用黄淮海平原45个气象站点1961—2014年月值气象数据,基于Penman-Monteith蒸散模型计算了标准化降水蒸散指数(SPEI),对黄淮海平原近54年干旱变化趋势、发生频率和持续性特征进行了分析,并探讨了SPEI指数与河南、河北和山东省农业干旱面积的关系,结果表明:(1)改用Penman-Monteith蒸散公式后,SPEI干旱指数在黄淮海平原呈整体上升趋势,即趋于湿润;(2)近54年干旱演变具有明显的年代际差异,20世纪60年代干旱频率最高,而21世纪初(2000—2014)干旱频率整体偏低;(3)黄淮海平原干旱发生具有持续性的特点,20世纪60年代遭受的持续性干旱最为严重,平均干旱持续时长约2.6个月,21世纪初下降到1.5个月;(4)河南、河北和山东省的农业干旱面积年际变化表明,干旱面积呈减少趋势,2000年以后年均受灾面积、成灾面积和绝收面积比2000年之前分别下降了58.0%、44.4%和49.1%;(5)农业干旱面积与SPEI具有中等以上的相关强度,其中对山东省受灾、成灾和绝收面积相关系数r达到-0.7以上,表明基于Penman-Monteith蒸散模型的SPEI指数在黄淮海平原具有良好的适用性。 展开更多
关键词 SPEI Penman-Monteith蒸散模型 干旱趋势 干旱频率 黄淮海平原
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典型浓度路径(RCP)情景下长江中下游地区气温变化预估 预览 被引量:5
6
作者 刘文茹 +2 位作者 陈国庆 刘恩科 刘勤 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2017年第2期65-75,共11页
为探明典型浓度路径下(高端路径RCP8.5和稳定路径RCP4.5)长江中下游地区未来30a平均气温的时空变化趋势和分布特征,运用联合国政府间气候变化委员会(IPCC)AR5提出的模拟能力较强的BCC-CSM1-1(Beijing Climate Center Climate Syste... 为探明典型浓度路径下(高端路径RCP8.5和稳定路径RCP4.5)长江中下游地区未来30a平均气温的时空变化趋势和分布特征,运用联合国政府间气候变化委员会(IPCC)AR5提出的模拟能力较强的BCC-CSM1-1(Beijing Climate Center Climate System Model version1-1)气候系统模式,基于典型浓度情景RCP(Representative Concentration Pathway)输出的2021-2050年0.5×0.5格点主要气象要素的逐日模式模拟数据资料,应用双线性内插法降尺度到长江中下游及邻近区域62个基本气象站点。以1961-1990为基准年,根据同期等长模拟数据和观测数据的非线性函数关系建立订正模型,并利用方差订正法对2021-2050年模拟数据进行误差订正。结果表明:RCP情景输出数据的模拟效果良好,方差订正可降低模拟值与观测值的相对误差和方差,更加真实反应未来气候变化趋势。RCP8.5和RCP4.5两种排放情景下,长江中下游地区2021-2050年年平均气温均呈显著上升趋势,增温幅度总体表现为自南向北逐渐减少。就季节而言,四季均呈现升温趋势,夏季增温幅度最高,变化倾向率大,春冬两季RCP8.5情景下增温幅度大于RCP4.5下,夏秋季则相反;RCP8.5情景下,研究区域年平均气温呈现自中部向东西递减,春夏季增温幅度高于秋季,冬季增温幅度最小,且变化倾向率低,大部分地区未通过0.05水平的显著性检验。RCP4.5情景下,研究区年平均气温自北向南逐渐降低,变化倾向率则表现为北部大于南部,夏季变化速率较大,增温幅度达1.2℃·10a~(-1)(P〈0.01),冬季较小且未通过显著性检验。 展开更多
关键词 RCP情景 气温模拟 数据订正 长江中下游地区
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华北平原干旱事件特征及农业用地暴露度演变分析 预览 被引量:8
7
作者 陈静 刘洪滨 +3 位作者 王艳君 王安乾 苏布达 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2016年第5期587-598,共12页
根据1961-2014年华北平原52个气象观测站月降水数据和区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)输出的逐月降水预估数据,利用标准化降水指数,结合"强度-面积-持续时间"(Intensity-Area-Duration,IAD)方法,研究了华北平原过去(1961-2014年)... 根据1961-2014年华北平原52个气象观测站月降水数据和区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)输出的逐月降水预估数据,利用标准化降水指数,结合"强度-面积-持续时间"(Intensity-Area-Duration,IAD)方法,研究了华北平原过去(1961-2014年)和未来(2016-2050年)3种排放情景(RCP2.6、4.5、8.5)下,不同持续时间的区域最强干旱事件的强度-面积特征及其时空分布规律。同时,基于2000年的土地利用数据,分析了2016-2050年华北平原农业用地暴露度的演变。研究表明:(1)1961-2014年,华北平原干旱中心在空间上呈由南向北迁移的趋势。(2)相比基准期(1961-2005年),过去45a未遇的干旱事件在2016-2050年RCP3种情景下均有可能发生;RCP2.6情景下发生频率最高。(3)2016-2050年,RCP2.6和RCP 4.5情景下,华北平原农业用地干旱暴露度(即暴露面积)呈增大趋势,RCP4.5情景下干旱暴露面积增加的速率更大,RCP8.5情景下则与之相反,呈减小趋势。3种情景下暴露度峰值分别出现在2040s后期,2040s前期及2020s中期。 展开更多
关键词 强度-面积-持续时间(IAD)方法 CCLM模式 RCP情景 农业用地 暴露度
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未来气候变化背景下高温热害对中国水稻产量的可能影响分析 被引量:14
8
作者 熊伟 冯灵芝 +1 位作者 杨笛 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期515-528,共14页
研究分析了RCP2.6和RCP8.5气候情景下2021-2050年我国水稻高温敏感期(孕穗期一乳熟期)高温事件的变化趋势(较基准时段1961-1990年),并利用1981-2009年水稻田间观测资料,明确了水稻高温减产的主导因子,构建了主导因子与水稻减... 研究分析了RCP2.6和RCP8.5气候情景下2021-2050年我国水稻高温敏感期(孕穗期一乳熟期)高温事件的变化趋势(较基准时段1961-1990年),并利用1981-2009年水稻田间观测资料,明确了水稻高温减产的主导因子,构建了主导因子与水稻减产率之间的经验回归关系式,在此基础上预估了未来RCP2.6和RCP8.5气候情景下我国水稻发生高温热害的风险变化。结果表明:①RCP2.6和RCP8.5气候情景下2021-2050年,全国各水稻种植区,水稻高温事件均有增加趋势,高温日数(HSD)、高温积温(HDD)都呈现增加趋势,高温持续日数(CHD)有延长趋势,其中华南双季稻区、长江流域单季稻区和东北单季稻区的HSD和HDD的变化幅度较为明显。②中国水稻高温中心在1961-2000年主要集中于湖南北部,与湖北省交界处附近,2种情景下2021-2050年均出现了向东北方向移动的趋势。③除东北区外,我国其余水稻种植区,孕穗一乳熟阶段的日最高气温连续3d超过35℃以上的有效积温HDD2是导致水稻减产的第一大要素,两者之间具有显著线性负相关关系;而东北区水稻产量更易受到孕穗一乳熟阶段的单日日最高气温超过32℃的有效积温SDD2的影响,且两者呈现出显著一元二次曲线关系。④与1961-1990年相比,2种气候情景下2021-2050年我国水稻发生高温热害的概率增加较大的地区,主要集中在长江流域单季稻区的湖北和安徽的大部分地区,华南双季稻区的广东、广西、海南省的大部分地区以及东北单季稻区的南部。 展开更多
关键词 水稻 高温事件 高温热害概率 产量 RCP情景
不同pH磷酸缓冲液对冬小麦花后干旱胁迫的减缓效应研究
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作者 赵姣 王超 +4 位作者 张俊丽 钱景琪 王志敏 张英华 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期12-18,共7页
为进一步明确pH缓冲液对冬小麦抗逆性的影响效应与机制,在温室盆栽环境下,于花后设置正常水分和干旱胁迫两种条件,考察了pH 5.5和pH 7.5磷酸缓冲液处理对干旱胁迫下旗叶的相对电导率、光合性状、抗氧化酶活性等指标及产量的影响。结果... 为进一步明确pH缓冲液对冬小麦抗逆性的影响效应与机制,在温室盆栽环境下,于花后设置正常水分和干旱胁迫两种条件,考察了pH 5.5和pH 7.5磷酸缓冲液处理对干旱胁迫下旗叶的相对电导率、光合性状、抗氧化酶活性等指标及产量的影响。结果表明:干旱胁迫显著增加了旗叶相对电导率,但pH 5.5和pH 7.5缓冲液处理下旗叶相对电导率增加幅度较小,其质膜相对较稳定;2种缓冲液处理均减轻了干旱对旗叶光合性能的影响,表现在处理后叶片光合速率、叶绿素荧光参数(Fv/Fm)、SPAD值均显著高于喷水对照,特别是pH 5.5缓冲液处理效应更为明显;干旱胁迫诱导增强了旗叶CAT、POD和SOD等抗氧化酶活性,两种缓冲液处理进一步提高了CAT和POD的活性,其中pH 5.5缓冲液处理对CAT、pH 7.5缓冲液处理对POD相对影响效应更明显;干旱胁迫显著降低了穗粒重,但两种缓冲液处理的穗粒重降低幅度较小,其产量均显著高于喷水对照。综合研究认为,pH缓冲液处理能稳定细胞膜,增强旗叶抗氧化能力,能在一定程度上维持干旱胁迫下叶片的光合能力,减轻干旱胁迫对产量的不利影响。 展开更多
关键词 冬小麦 pH缓冲液 干旱胁迫 抗氧化酶 光合特性
适应气候变化研究中的常见术语辨析 预览 被引量:6
10
作者 秦晓晨 +1 位作者 李翔翔 孙茹 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2016年第1期68-73,共6页
适应气候变化在国际公约谈判及国内适应实践中成为重要的关注内容,明晰适应相关的术语含义具有科学参考价值和实践指导意义。本文通过比较适应相关术语认为,适应是行为方式或对策措施的界定,可不需量化数据支持;适应能力需有明确评价指... 适应气候变化在国际公约谈判及国内适应实践中成为重要的关注内容,明晰适应相关的术语含义具有科学参考价值和实践指导意义。本文通过比较适应相关术语认为,适应是行为方式或对策措施的界定,可不需量化数据支持;适应能力需有明确评价指标体系,并最终产生量化性评价结果;适应性更偏重于能力属性,其基本结论是有或无、强或弱的判断,在适应性有量化结论支持或明确强弱确定时则等同于适应能力。脆弱性评价中,暴露度体现主体对象与气候变化相关的基本处境概况,敏感性表明气候变化对主体对象的影响,适应能力则是经济资本、自然资源、技术水平、社会保障四大要素的综合评价,各要素涵盖的具体指标需要酌情依据适应主体属性予以判别和遴选。适应气候变化与灾害风险管理在主体范畴、驱动因子、行动目的上有所区别,但两者共同关注提高对气候变化/气候灾害风险的抵御、承受、恢复能力,以降低不利影响,实现可持续发展为共同目标。 展开更多
关键词 适应 敏感性 脆弱性 复原力 风险管理
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近30年黄淮海平原干旱对冬小麦产量的潜在影响模拟 预览 被引量:17
11
作者 徐建文 +2 位作者 梅旭荣 刘勤 杨建莹 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期150-158,共9页
为了探明黄淮海平原冬小麦需水关键生育阶段干旱对产量的潜在影响,该文基于黄淮海平原6个农业亚区典型站点的1981—2009年气象数据及田间观测资料,使用作物模型DSSAT模拟探讨了近30 a冬小麦关键生育阶段潜在干旱对产量的影响,并分析了... 为了探明黄淮海平原冬小麦需水关键生育阶段干旱对产量的潜在影响,该文基于黄淮海平原6个农业亚区典型站点的1981—2009年气象数据及田间观测资料,使用作物模型DSSAT模拟探讨了近30 a冬小麦关键生育阶段潜在干旱对产量的影响,并分析了各典型站点干旱减产的概率分布以及典型丰水和缺水年土壤水分的变化规律与产量的关系。研究结果表明:DSSAT模型的区域模拟误差在可接受的范围内(模拟的冬小麦开花期、成熟期和产量的相对均方根误差分别为2.0%、2.5%和12.4%),调试的区域品种3H能够代表黄淮海平原冬小麦品种进行区域模拟。黄淮海平原冬小麦需水关键生育阶段潜在干旱减产率在1980s均呈现出明显减轻的趋势。冬小麦拔节—抽穗期的潜在干旱减产率由南向北逐渐加重,黄淮海农作区天津(Ⅰ区)、石家庄(Ⅱ区)和莘县(Ⅲ区)的减产率超过了40%,临沂(Ⅳ区)、商丘(Ⅴ区)与寿县(Ⅵ区)分别为38%、27%和13%,干旱减产的区域差异主要是由各地气候因素的差异所导致。另外,黄淮海平原冬小麦同一水平的干旱减产率,在拔节—抽穗期发生的概率要远大于灌浆期的概率,北部地区冬小麦在拔节—抽穗期同一水平的潜在干旱减产率要明显高于南部地区,而在灌浆期的概率差别不明显。该研究可为黄淮海平原冬小麦实际生产过程中的抗旱管理与合理灌溉提供理论依据。 展开更多
关键词 作物 干旱 模型 冬小麦 生育阶段 产量 DSSAT 黄淮海平原
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1961-2013年黄淮海平原降蒸差的时空变化特征 预览 被引量:6
12
作者 李翔翔 +2 位作者 严昌荣 刘勤 李迎春 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2015年第3期254-262,共9页
基于黄淮海平原41个气象站点1961-2013年逐日气象数据,利用Penman-Monteith公式计算潜在蒸散量,采用降水量与潜在蒸散量差值即降蒸差表征区域水分盈亏状况,结合Arc GIS地统计分析、趋势分析及Morlet小波分析,探讨黄淮海平原各季降蒸差... 基于黄淮海平原41个气象站点1961-2013年逐日气象数据,利用Penman-Monteith公式计算潜在蒸散量,采用降水量与潜在蒸散量差值即降蒸差表征区域水分盈亏状况,结合Arc GIS地统计分析、趋势分析及Morlet小波分析,探讨黄淮海平原各季降蒸差的时空变化特征。结果表明:黄淮海平原降蒸差呈南北差异分布,在-650~100mm区间变化,南部高于北部。夏季降蒸差最高,秋、冬季次之,春季水分亏缺最严重,多年平均亏缺量为210.61mm,远高于其它季节。站点季节降蒸差的年际变化总体呈上升趋势。各农业亚区蒸散量差异不大,降蒸差差异主要由降水导致,鲁西平原鲁中丘陵水浇地旱地二熟区(Ⅵ区)降蒸差最高,为-21.63mm,海河低平原缺水水浇地二熟兼旱地一熟区(Ⅲ区)最低,为-560.42mm。6个亚区春季水分亏缺量分别占区域年总亏缺量的56.4%、51.7%、40.6%、59.7%、59.3%和66.1%。周期分析表明,黄淮海平原Ⅰ-Ⅳ各农业亚区春季降蒸差变化主周期皆为28a,黄淮平原南阳盆地水浇地旱地二熟区和江淮平原丘陵麦稻两熟区(Ⅴ和Ⅵ区)为10a,未来一段时间春季降蒸差将处于偏低期。黄淮海平原水分亏缺量季节性差异较大,干旱发生风险较高,尤以春旱发生频率较高。 展开更多
关键词 降蒸差 潜在蒸散 时空变化 农业亚区 黄淮海平原
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北方冬麦区CO2浓度增高与氮肥互作对冬小麦生理特性和产量的影响 预览 被引量:3
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作者 姜帅 +4 位作者 李靖涛 韩雪 高霁 秦晓晨 林而达 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第24期4948-4956,共9页
【目的】阐明CO2浓度增高与氮肥互作对冬小麦生理和产量的影响,为客观评估气候变化背景下冬小麦生产潜力提供理论依据。【方法】2011—2014年利用开放式CO2富集系统(FACE)平台,采用盆栽方法,研究冬小麦"中麦175"在不同CO2浓度及高... 【目的】阐明CO2浓度增高与氮肥互作对冬小麦生理和产量的影响,为客观评估气候变化背景下冬小麦生产潜力提供理论依据。【方法】2011—2014年利用开放式CO2富集系统(FACE)平台,采用盆栽方法,研究冬小麦"中麦175"在不同CO2浓度及高低氮肥水平下(高浓度CO2 550 mg·L^-1和大气浓度390 mg·L^-1;高氮N1,0.16 g·kg^-1和低氮N0,0 g·kg^-1)的生育进程、光合特征及产量变化。CO2富集处理于每年返青-成熟期间进行,通气时间为每日6:30-18:30,夜间不通气。CO2浓度通过计算机程序控制,并根据具体风向和风速控制释放管电磁阀的开合度,实现预定设置浓度。【结果】盆栽试验表明与大气CO2浓度相比,高浓度CO2加快了冬小麦生育进程,拔节期提前1d,开花期可提前1-2 d,全生育期可缩短3-5 d,高氮肥处理对生育进程具有延迟作用,开花期延长1-2 d,灌浆期可延长4-5 d,同步缓解高浓度CO2对生育进程的加快作用;高浓度CO2使叶片光合速率提高13.7%,产量平均提高16.0%,且在高氮肥下光合速率的增幅比低氮肥相对提高2.5%,蒸腾速率提高13.5%;试验中单独高氮较低氮的增产效果达到50%,高于单独高浓度CO2较大气浓度的增产效果;高浓度CO2对产量构成中穗粒数和千粒重提高明显,高浓度CO2较大气浓度穗粒数增加3.69%,单独高氮处理较低氮处理平均穗粒数增加3.43%,即CO2肥效起到了增加穗粒数的作用并略高于单独氮肥处理,高氮和高CO2双重促进下的穗粒数最多,达到38.37粒/穗,低氮和低CO2处理的穗粒数水平最低,可见CO2和氮肥互作对穗粒数的促进相对更明显,各自单独施用的促进作用彼此差异不大,但低氮、大气CO2浓度处理的穗粒数则相对较低;与大气CO2浓度相比,高浓度CO2的千粒重增加5.3%,高氮高浓度CO2处理的千粒重大约提高7.3%,说明氮肥的施用促进了高浓度CO2对千粒重的提升效果。【结论】高浓度CO2可 展开更多
关键词 冬小麦 FACE CO2 氮肥 产量
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RCP情景下长江中下游地区水稻生育期内高温事件的变化特征 预览 被引量:4
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作者 冯灵芝 熊伟 +2 位作者 曹阳 杨笛 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2015年第4期383-392,共10页
基于1981-2009年历史气象数据和全球气候模式HadGEM2一ES输出的未来2021—2050年RCP气候情景数据,采用日最高温度大于35℃的高温日数(HsD)、高温最长持续日数(MCD)和高温有效积温(HDD),分析过去和未来长江中下游地区水稻生育期... 基于1981-2009年历史气象数据和全球气候模式HadGEM2一ES输出的未来2021—2050年RCP气候情景数据,采用日最高温度大于35℃的高温日数(HsD)、高温最长持续日数(MCD)和高温有效积温(HDD),分析过去和未来长江中下游地区水稻生育期高温事件频率、持续时间和强度的变化特征。结果表明:1981-2009年,长江中下游地区水稻生育期内温度升高,各高温指标均一致显著增加,Tmax(平均日最高气温)、HSD、MCD、HDD的气候倾向率分别为0.51℃·10a-1,3.9d·10a-1,0.6d·10a-1和8.2℃·d·10a-1,空间上表现为由北向南递增。除MCD外,Tmax、HSD和HDD均在2001—2002年发生由少到多的突变。2021—2050年两种RCP情景下,长江中下游大部分地区水稻生育期间日最高气温持续升高,高温日数增多,持续时间延长,高温强度增强。RCP2.6情景下,水稻生育期内Tmax、HSD、MCD、HDD较基准时段(1981—2009年)分别增加1.5℃、11.3d、5.6d和45.3℃·d,RCP8.5情景下分别增加1.7℃、15.4d、6.2d和61.1℃·d,且各高温事件在高值区的概率进一步加大。各指标的空间变化特征具有差异性,Tmax、HSD和MCD的增加幅度由东南向西北递增,湖南西部和江苏北部等基准期温度相对较低的地区增幅更大,而HDD的增幅以中部地区较大。湖北、安徽、湖南和江西中北部是未来高温事件频率、持续时间和强度均大幅增加的地区,防灾减灾工作严峻,需采取调整水稻播期,更替耐高温品种等措施减轻高温对水稻的危害。 展开更多
关键词 水稻 RCP情景 高温有效积温 高温日数 高温最长持续日数
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华北地区能源及交通行业对极端天气的敏感性分析 被引量:1
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作者 马占云 冯鹏 +4 位作者 高庆先 孔珊珊 许霜 付加锋 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2015年第4期495-502,共8页
选取1987─2010年华北五省市区(北京、天津、河北、山西、内蒙古)代表极端天气的HDD(采暖度日)、CDD(降温度日)和P(降水距平百分率)3个指标,通过建立Cobb-Douglas和超越对数2类生产函数,分析极端天气对华北五省市区的能源、交通... 选取1987─2010年华北五省市区(北京、天津、河北、山西、内蒙古)代表极端天气的HDD(采暖度日)、CDD(降温度日)和P(降水距平百分率)3个指标,通过建立Cobb-Douglas和超越对数2类生产函数,分析极端天气对华北五省市区的能源、交通2个行业产值影响的敏感性.结果表明:CDD、P对2个行业产值的影响较小,HDD的影响较大.能源行业产值对HDD、CDD及P的静态敏感系数最大值分别为0.29、0.10、0.07,表明这3个指标对能源行业产值的影响依次降低;交通行业产值对上述3个指标的敏感系数同样也依次减少.动态敏感性分析表明,能源消费结构和交通运输方式决定了CDD、P对五省市区2个行业产值的影响较小,而HDD的影响相对较大且年际波动也大,即冰雪、寒潮对能源、交通2个行业产值的影响程度远大于高温热浪、洪涝、干旱等极端天气.山西交通行业产值对极端天气的敏感性在五省市区中表现最为显著,HDD、CDD和P每增加1%,该省交通行业产值将分别变化-0.11%、0.11%、0.03%.敏感性分析结果与五省市区极端天气事件的分布和2个行业产值的损失相吻合. 展开更多
关键词 极端天气 敏感性 COBB-DOUGLAS生产函数 超越对数生产函数
不同水分条件下CO2浓度升高对冬小麦碳氮转运的影响 预览 被引量:4
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作者 李靖涛 +4 位作者 王宏富 姜帅 郝兴宇 韩雪 高霁 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期954-963,共10页
CO2浓度升高对作物的影响日益受到重视, 水分是作物生长的必要条件之一。冬小麦是我国的主要粮食作物之一, 阐明高CO2浓度和水分条件互作对冬小麦碳氮转运的影响, 对客观认识气候变化背景下作物的水分管理及肥料施用具有实际指导意义。... CO2浓度升高对作物的影响日益受到重视, 水分是作物生长的必要条件之一。冬小麦是我国的主要粮食作物之一, 阐明高CO2浓度和水分条件互作对冬小麦碳氮转运的影响, 对客观认识气候变化背景下作物的水分管理及肥料施用具有实际指导意义。本研究利用开放式CO2富集系统(FACE)平台, 以冬麦品种‘中麦175’为试验材料, 采用盆栽试验方法, 研究了不同CO2浓度[正常浓度(391±40) μmol·mol^-1和高浓度(550±60) μmol·mol^-1]及水分条件(湿润条件和干旱条件, 即75%和55%田间土壤最大持水量)的冬小麦花前碳氮积累及花后碳氮转运的规律特征。结果表明: 湿润条件下, 与正常CO2浓度相比, 高CO2浓度促进冬小麦地上部干物质及碳氮积累, 开花期增幅分别为18.1%、16.5%、14.9%, 成熟期增幅分别为6.6%、1.3%、4.5%, 并提高碳氮转运能力及对籽粒贡献率, 转运量、转运率及对籽粒贡献率的增幅碳素依次为39.3%、20.0%、30.0%, 氮素依次为19.1%、3.8%、10.8%。干旱条件下, 与正常CO2浓度相比, 高CO2浓度对地上部碳氮积累有一定的促进作用, 开花期和成熟期碳积累量分别增加3.0%和10.7%, 氮积累量分别增加0和15.8%; 但高CO2浓度阻碍了碳氮的转运, 转运量、转运率降幅碳素分别为10.2%、12.8%, 氮素分别为7.2%、7.1%; 碳氮对籽粒贡献率则变化不同, 碳降低14.4%, 而氮升高31.3%。干旱及高CO2浓度互作与湿润条件正常CO2浓度处理相比, 冬小麦碳素转运对籽粒贡献率降低更明显, 地上部碳素转运量、转运率及对籽粒贡献率降幅分别为36.2%、16.9%、22.3%, 但提高了氮素转运对籽粒贡献率, 氮素转运量及转运率分别降低35.7%、15.2%, 对籽粒贡献率增加7.0%。综合而言, 高CO2浓度可促进冬小麦碳氮积累及其在花后向籽粒的转运, 水分不足可能成为主要的物质转运障碍因子, 限制CO2促进作用发挥。 展开更多
关键词 FACE平台 高CO2浓度 土壤水分 冬小麦 碳氮转运
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花后高温和干旱对冬小麦光合、抗氧化特性及粒重的影响 预览 被引量:6
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作者 杨晓娟 +2 位作者 王治世 郭安廷 杨佑明 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期958-963,共6页
为了解花后高温和干旱双重胁迫对小麦的效应,以石麦15为材料,于花后15d到21d进行高温(34~36℃)和干旱(土壤含水量为田间持水量的40%~45%)处理,研究了高温和干旱胁迫对小麦旗叶光合性能、旗叶丙二醛(MDA)含量和抗氧化酶活性、籽粒... 为了解花后高温和干旱双重胁迫对小麦的效应,以石麦15为材料,于花后15d到21d进行高温(34~36℃)和干旱(土壤含水量为田间持水量的40%~45%)处理,研究了高温和干旱胁迫对小麦旗叶光合性能、旗叶丙二醛(MDA)含量和抗氧化酶活性、籽粒淀粉含量和千粒重的影响。结果表明,胁迫第7d(花后21d)时,干旱和高温-干旱双重胁迫显著降低了小麦旗叶净光合速率(Pn)和叶绿素相对含量(SPAD值),胁迫解除后Pn降幅缩小,高温胁迫下Pn和SPAD值与对照的差异不显著。高温-干旱双重胁迫显著降低了旗叶Fv/Fm值,且胁迫解除后恢复程度较小。胁迫期间,旗叶MDA含量和过氧化物酶(POD)活性持续升高,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈先升后降趋势,SOD和CAT活性对干旱、高温-干旱双重胁迫更敏感,胁迫第7天时高温-干旱双重胁迫下降幅度最大。旗叶Pn和SPAD的变化趋势与籽粒淀粉积累量和千粒重变化趋势基本一致,说明灌浆期高温、干旱胁迫下小麦籽粒淀粉积累量和粒重的降低与质膜过氧化、叶绿素的降解和旗叶早衰导致的光合性能下降密切相关,在双重胁迫下光合性能受抑加剧。 展开更多
关键词 高温 干旱 灌浆期 淀粉合成 粒重
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黄淮海平原各农业亚区潜在蒸散量变化及其对气候要素的敏感性分析 预览 被引量:3
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作者 赵彩霞 梅旭荣 +2 位作者 刘勤 甄文超 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2015年第5期570-577,共8页
潜在蒸散量是确定作物需水量的重要依据和基础,客观分析其时空变化及气候成因具有重要意义。本文以国家气象局整编的黄淮海平原40个站点近53a(1961-2013年)逐日气象资料,将黄淮海平原分为6个农业亚区,分别计算潜在蒸散量(ET0)及其... 潜在蒸散量是确定作物需水量的重要依据和基础,客观分析其时空变化及气候成因具有重要意义。本文以国家气象局整编的黄淮海平原40个站点近53a(1961-2013年)逐日气象资料,将黄淮海平原分为6个农业亚区,分别计算潜在蒸散量(ET0)及其对气候要素(气温、相对湿润度、太阳辐射和风速)的敏感系数,并分析其变化特征。结果表明:从各区年、季ET0的平均值看,黄淮海平原各亚区都是夏季ET0最高,秋季和冬季以鲁西平原鲁中丘陵水浇地旱地二熟区(Ⅳ区)最高。从各区年、季ET0变化倾向率看,6个农业亚区夏季ET0均呈显著递减趋势,其中南阳盆地水浇地旱地二熟区(Ⅴ区)减幅最大,而春季ET0表现为燕山太行山山前平原水浇地二熟区(Ⅱ区)和江淮平原丘陵麦稻两熟区(VI区)呈显著递增的变化趋势、冬季Ⅱ区ET0呈现显著递增的变化趋势;从各区年、季ET0敏感系数的平均值和变化倾向率看,春、秋、冬季和年ET0对相对湿度最敏感,夏季ET0对太阳辐射最敏感;ET0对太阳辐射和相对湿度分别呈正向和负向敏感,且敏感性在时间序列上呈减弱趋势;相对湿润度和风速在环渤海山东半岛滨海外向型二熟农渔区(Ⅰ区)、太阳辐射和气温在VI区形成高值区,说明ET0在黄淮海平原Ⅰ区对相对湿润度和风速、在VI区对太阳辐射和温度较敏感。 展开更多
关键词 潜在蒸散量 敏感系数 季节 农业亚区 黄淮海平原
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黄淮海地区冬小麦关键生育期不同灌溉水平对产量影响的模拟 预览 被引量:19
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作者 徐建文 梅旭荣 +3 位作者 李迎春 刘勤 杨建莹 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1485-1492,共8页
研究黄淮海地区不同灌溉水平下冬小麦产量的变化规律,对于识别干旱对冬小麦产量的影响和制定合理的节水灌溉措施具有指导意义。基于DSSAT作物模型,参考各生育阶段的水分亏缺量以及当地的灌溉习惯,制定模型输入的不同处理的灌溉量,... 研究黄淮海地区不同灌溉水平下冬小麦产量的变化规律,对于识别干旱对冬小麦产量的影响和制定合理的节水灌溉措施具有指导意义。基于DSSAT作物模型,参考各生育阶段的水分亏缺量以及当地的灌溉习惯,制定模型输入的不同处理的灌溉量,模拟分析近30年黄淮海灌溉冬麦区4个典型站点冬小麦关键生育期不同灌溉水平下,产量及产量构成的相对变化规律,并且以典型处理为例,探讨2个关键生育阶段减产的累积概率。结果表明,拔节至抽穗期的水分胁迫对冬小麦的产量影响最大,产量相对变化主要由水分胁迫引起单位面积粒数的相对变化引起。在重度干旱条件下,拔节至抽穗期胁迫造成中等程度减产概率约为灌浆期胁迫的2倍(山东兖州点除外);在河北石家庄和天津点,轻度和重度减产主要由拔节至抽穗期胁迫引起,而在山东兖州和河南新乡点,拔节至抽穗期及灌浆期胁迫造成轻度减产概率差别不大,但灌浆期重度干旱导致一定概率的重度减产。因此,在黄淮海冬小麦灌区偏南部,不但要加强拔节至抽穗期的灌溉措施,还应该注重灌浆期的干旱风险。 展开更多
关键词 冬小麦 生育期 灌溉 产量 DSSAT作物模型 黄淮海地区
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华北地区能源行业产出对气象条件变化的敏感性分析 被引量:1
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作者 许霜 付加锋 +2 位作者 孔珊珊 高庆先 《资源科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2014年第3期538-548,共11页
全球性的气候变化正在成为社会经济的重大影响因素,能源行业的发展也面临着应对气候变化,特别是包括应对极端气候事件在内的影响因素。本文旨在研究气象灾害对华北地区能源行业产出的影响变化情况,将气象因素引入超越对数生产函数,... 全球性的气候变化正在成为社会经济的重大影响因素,能源行业的发展也面临着应对气候变化,特别是包括应对极端气候事件在内的影响因素。本文旨在研究气象灾害对华北地区能源行业产出的影响变化情况,将气象因素引入超越对数生产函数,对1987—2010年的相关数据进行动态的分析,研究能源行业产出对气象条件变化的历年敏感性影响,并具体分析气象灾害对能源行业产出的影响方向和程度。研究结果显示:①气象条件变化对华北地区各省市的影响程度和方向不一,但总体而言对能源行业产出存在显著敏感性影响;②就整个华北地区而言,低温冰雪灾害对能源行业的影响程度远大于高温、干旱、洪涝等灾害对能源行业的影响程度;③从历年变化的角度来看,华北地区能源行业产出对气候因素变化的敏感性变化情况,与各省市相关气象灾害的分布和损失情况存在某种一致性。根据敏感性研究结果提出相关政策建议。 展开更多
关键词 能源行业产出 气象条件 气象灾害 敏感性 COBB-DOUGLAS生产函数 超越对数生产函数
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