【目的】明确气候变暖对作物生产的实际影响,降低对未来粮食安全预测的不确定性。【方法】依据东北水稻生产和气候变化的长期观测数据,并结合田间开放式增温试验(free air temperature increase,FATI),系统研究稻作系统对气候变暖的实际响应与适应。【结果】历史数据分析发现,近几十年来东北水稻单产与其生长季的气温呈明显递增趋势,相关显著,但与降水量变化相关不显著。理论推算表明,水稻生长季最低气温升高1℃,水稻单产可提高6.0%以上。田间试验发现,在目前的气温背景下,水稻冠层气温升高1℃,单产可提高10%左右。近四十年来东北水稻新品种的生育期每10年约延长3 d,与近二十年来田...

统计东北地区1960年～1999年对水稻生产有意义的5月～9月份气温的均值和标准差,结果显示近10年来东北地区的热量资源显著增加。根据东北地区水稻极早熟、早熟、中熟、中晚熟、晚熟品种的产量与热量资源的定量关系,采用风险-效益决策法中期望值评价的方法,建立计算作物期望单产的数学模型。计算的结果显示气候变暖对黑龙江、吉林大部分地区的水稻产生正面影响,而对辽宁大部分地区产生负面影响。改种更适应较暖气候的作物品种或调整种植结构是对这种影响的两种主要适应行为,可以在一定程度上扩大气候变暖的正面影响,减弱负面影响。近20年东北地区水稻单产和播种面积变化的统计数据在一定程度上反映了这种适应行为的结果:吉林、...

玉米是我国第一大粮食作物,玉米持续增产对保障国家粮食安全具有重要意义~([1])。2020年我国玉米种植面积达到4.12×10~8 hm~2,总产达到2.61×10~8 t。然而,气候变化是全球发展面临的严峻挑战。LOBELL等~([2])研究认为气温每升高1℃作物产量减少10%,过去数十年全球增温对全球玉米生产造成了约3.8%的减产影响~([3])。气候变化使气候因子超过"波动阈值"(如高温、低温、暴雨、干旱事件)也对农业生产造成了极大危害。未来气候变化(RCP8.5)情景下,

净第一件生产力是标志一个地区绿色植物生产力水平的上限和衡量土地承载力的重要指标。本文根据Miami模型对东北地区净第一性生产力进行估算，并结合GCMS模式提供的气候情景（Climatescenario）探讨东北地区净第一性生产力对气候变暖的响应。

灌丛通常指高度在5 m以下的以灌木为优势的植被类型。高寒灌丛因地处高海拔或高纬度的寒冷生境，对气候变暖响应尤为敏感。然而，随着近几十年的气候变暖，大量研究数据表明环北极地区树木生长对夏季温度的敏感性逐渐下降，但目前并不清楚高寒灌丛如何响应和适应气候变暖，是否也存在敏感性下降问题。本文主要基于长时间序列数据、样带调查及模拟试验等研究方法综述不同时空尺度下高寒灌丛对气候变暖的生态响应相关研究成果，并指出当前的研究趋势和存在问题。长时间序列数据基于长期定位监测和(或)树轮数据及遥感、航拍和重复拍照手段揭示灌木的扩展、生长变化趋势及其可能的影响因子；样带调查主要表现为相关生态指标沿海拔梯度的变化规律；模拟试验主要体现在植物物候、叶性状变化等。综合来看，变暖促进了高寒灌丛的生长，体现在植被盖度、生物量等指标的增加。就灌木叶功能性状而言，一些性状(如比叶面积等)在胁迫生境中体现出趋同适应特征。不同研究方法受研究尺度的限制存在明显的局限性，未来应开展全方位、多尺度的全球性联网综合观测体系；加强对不同功能型灌木的对比研究，探索高寒区趋同适应的普遍性和环境阈值；加强沿水分梯度的样带调查，开展人工模拟增(减)雪试验；重点关注冻融、微生物活动等地下生态过程对气候变化的响应。

【目的】湖南稻作系统以一季稻和双季稻种植制度为主。论文通过评价稻作技术的调整对不同季别水稻种植效率的影响,期望为水稻可持续发展提供决策依据。【方法】通过相关统计年鉴资料获取2002—2016年湖南早稻、中稻和晚稻生态系统环境资源、经济资源的投入与产出原始数据,采用能值分析理论和方法,对三季稻作系统的动态发展状况及综合发展水平进行分析,再将其能值投入产出效率与传统经济利润率指标进行比较。【结果】2002—2016年湖南稻田生态系统中投入的自然资源能值相对稳定,投入能值大部分依赖购买能值并趋向增加;能值投入结构调整为机械>人工+畜力>化肥>农药或种子>燃料>有机肥,农业机械化逐渐代替了以人工、畜力为主的生产方式。系统每千公顷种植面积的购买能值投入中不可更新工业能值投入呈明显增长趋势,其中机械作业能值投入贡献率最高,化肥投入为中稻>早、晚稻且长年居高不下,农药投入为中、晚稻>早稻且趋向增加;可更新有机能值投入密度则趋向减少,其中人工能值虽显著下降,其贡献率仍最高,种子投入为早稻>晚稻>中稻且早、晚稻趋向增加,畜力能值投入转变为中稻>早、晚稻且趋向不断减少,有机肥投入能值不断减少;购买能值投入从2012年起转变为中稻>早稻>晚稻系统。系统单位种植面积的能值产出、生态和经济平均利润率均为中稻>晚稻>早稻;早稻种植面积始终低于晚稻。系统能值指标变化趋势为:能值投入率方面晚稻>早稻、中稻;能值产出率方面中稻>晚稻>早稻;系统对环境的压力较小,但环境负载率指标增长较快且晚稻>早、中稻系统;可持续发展指数已大幅下降至早、晚稻系统。【结论】湖南稻作系统生产方式日益现代化,系统富有活力但发展潜力日益下降。稻作经营仍属于粗放型方式,致使不可更新工业辅助能大量投入,造成短期内系统环境压力增大、生态和经济利润率不断下滑,不利于系统长期可持续发展。虽然湖南中稻生态系统的环境负载率、可持续发展指数、平均利润率仍优于早、晚稻系统,但由于系统投入了较多的人工、畜力、化肥和农药能值且其机械能值效率较低,致使其能值产出率、生态和经济利润率降幅较大并与晚稻系统基本持平,其竞争优势日益缩小。早稻系统种子能值投入较高且能值产出密度和利润率较低,晚稻系统购买能值投入产出综合效益较高。湖南稻作农业现代化的地域不均衡发展矛盾依然突出。无论哪个水稻季别,以市场价值作为评价依据的成本-收益分析法,低估了稻田生态系统的真实价值。政府需针对早、中、晚稻制定激励政策,以保障稻农的利益和实现稻作永续经营。

为了处理和资源化利用池塘养殖废水，结合生物滤池和水上稻作技术，设计并构建了一种适合于水稻种植的水处理系统。系统运行试验结果表明：在水力负荷为０．２９～０．５８ ｍ／ｄ，气水比为２～４时都可以获得比较好的水处理效果。将池塘养殖有机结合形成的循环水养殖系统中，在水力负荷为０．５８ ｍ／ｄ，气水比为２的条件下，系统对养殖废水中ＴＡＮ、ＴＮ、ＴＰ和ＣＯｄｍＮ的去除率分别为３３．７５％～３４．３１％、５９．２１％～６４．５３％、６８．４３％～７３．７５％和７１．６６％～７４．３７％。与此同时，水处理系统获得７ １２７．０１ ｋｇ／ｈｍ～２的水稻产量。由此实现养殖废水资源化利用，是一种可持续的水产养殖方式．．．

以气候变暖为主要特征的气候变化对作物物候产生了重要的影响,通常气温升高会导致作物生长速度加快,生育期缩短,从而造成作物产量下降,不利于农业发展。同时,作物物候变化可以直接或间接反映气候变化情况,对于气候变化具有重要的指示意义。作物物候的研究对于农业气象灾害的预防、农业生产管理水平的进步以及农业产量提高都极为关键。随着全球地表气温的持续升高,作物物候相关研究也越来越引起科学家的关注。论文结合作物物候的主要研究方法,综述了中国近几十年来小麦、玉米、水稻以及棉花、大豆等主要农作物的生育期变化特征以及主要的驱动因子,得到以下主要结论:①在研究方法上,统计分析方法应用最为普遍,其他几种方法都需要与统计分析方法相结合使用。另外,作物机理模型模拟方法易于操作、可行性强,在物候研究中应用也比较多。遥感反演方法对作物生育期的特征规律要求较高,一般主要关注作物返青期。②整体上,小麦全生育期主要呈缩短趋势,而玉米和水稻全生育期以延长趋势为主。③作物物候变化的驱动因子主要是气候变化和农业管理措施改变,其中,气候变化是主导驱动因子,对作物物候变化起决定作用,而调整农业管理措施,在一定程度上抵消气候变化对作物生育期的不利影响。作物物候对气候变化的响应和适应研究可以为农业生产适应气候变化提供重要的理论依据和对策。

非洲是全世界气候变化最脆弱的地区,而非洲农业受气候变化的影响最为敏感。气候变化已经并将继续对非洲农业和粮食安全产生较大的负面影响。提高气候变化对非洲作物产量影响的理解,揭示非洲农业对气候变化的响应规律,是及时、正确和有效适应气候变化的关键。本文综述了非洲农业对气候变化的响应与适应的研究进展,总结了作物机理模型、统计模型和经济模型目前研究这一问题的三大主要方法,系统阐述了非洲农业对过去和未来气候变化的响应程度及适应措施。未来气候变化对非洲农业的可能影响,不同的研究在不同时间尺度和空间尺度上,随着气候情景、研究方法和作物种类的不同,影响程度的结论差异性较大:作物机理模型方法显示的影响范围是-84%...

[目的]在“健康中国”战略深入实施背景下，推进食物系统转型对改善居民膳食健康具有重要意义。[方法]文章基于安徽、湖南和广西三省区934份实地调查数据，综合运用PLS-SEM、Ordered logit等模型探究了智能终端使用对自留口粮农户膳食健康意识的影响，并进一步揭示这种意识向健康型食物系统转型实践即绿肥稻作系统采纳行为转化的机理。[结果]研究发现：智能终端使用可以通过消除信息不对称，对农户绿肥稻作系统价值认知、口粮健康感知和健康关注程度具有正向强化作用；口粮健康感知与健康关注可分别与绿肥稻作系统价值认知构成链式中介因子，在智能终端使用和采纳行为之间发挥中介作用。[结论]因此，该文提出，应通过进一步提高智能终端在农村的普及率、增加绿肥稻作系统的在线曝光率来推进绿肥稻作系统在中国南方稻区的推广扩散，并注重改善农户的采纳持续性和采纳质量，以改善农村居民膳食健康。

土壤呼吸和氮矿化对气候变暖的响应是影响陆地生态系统碳收支的主要因素之一,也是当前全球变化研究的主要内容之一。短期内温度升高能明显提高土壤呼吸速率,随着温度的进一步升高和升温时间的延长,土壤呼吸速率对温度升高的敏感性可能逐渐降低。由于土壤呼吸的温度敏感性与土壤水分含量、气候、植被、凋落物等多种因素有关,并随时间和空间的变化而变化,因此,用一个固定的Q10(土壤呼吸的温度敏感系数)来计算土壤呼吸对温度升高响应的量,会给研究结果带来很大的不确定性。生态系统对气候变暖的响应除了直接的反应外,还具有复杂的适应性。尽管模拟研究表明未来气候变暖将使土壤呼吸增加,但是有关土壤呼吸对气候变化适应性的试验数据比较少.对未来气候变化背景下土壤呼吸的模拟仍有很大的不确定性。气候变暖将促进土壤氮素的矿化速率,其影响程度的强弱不仅与温度有关,而且与土壤基质的质量与数量、土壤水分、升温持续的时间等有关,这使目前有关研究结果出现了很大的不确定性。针对上述研究中存在的问题,今后应统一土壤呼吸的测定方法,区分土壤呼吸各组分对温度升高的响应,在研究土壤呼吸和氮矿化对温度升高的响应时结合考虑其它因素能在一定程度上减少研究结果的不确定性。

中国传统的水稻栽培技术以育秧移栽为中心,辅之以耕、耙、耖为基本环节的整地技术,和以耘田、烤田为主的肥水管理技术,目的在于为水稻生长创造良好的生长环境,提高水稻的产量。这套行之有效的传统水稻栽培技术至宋元时期已基本定型,构成中国近千年来经济发展的一大基石。明清时期,水稻生产得到全面发展,但其所面临的自然灾害也越来越频繁。在原有稻作技术体系的基础上,如何应对自然灾害,增强抗御灾害的能力,成为稻作技术发展的新方向,而新方向的调整除了受制于自然因素之外,也要考虑到社会经济因素。收录在明崇祯《松江府志》卷6《物产》中徐光启《告乡里文》是研究徐光启生平及明清时期江南农业史的重要史料,其核心问题就是在水灾过后,如何恢复水稻生产。本文将在已有研究的基础上,对文中所涉及的品种、播种、育秧、移栽、买秧、水利排灌、农业改制等问题进行解读,试图为江南经济史研究提供新的理解。

中国传统的水稻栽培技术以育秧移栽为中心,辅之以耕、耙、耖为基本环节的整地技术,和以耘田、烤田为主的肥水管理技术,目的在于为水稻生长创造良好的生长环境,提高水稻的产量。这套行之有效的传统水稻栽培技术至宋元时期已基本定型,构成中国近千年来经济发展的一大基石。明清时期,水稻生产得到全面发展,但其所面临的自然灾害也越来越频繁。在原有稻作技术体系的基础上,如何应对自然灾害,增强抗御灾害的能力,成为稻作技术发展的新方向,而新方向的调整除了受制于自然因素之外,也要考虑到社会经济因素。收录在明崇祯《松江府志》卷6《物产》

为探究福建省极端温度事件的变化特征及其未来发展趋势，利用１９６０—２０１３年福建省１７个气象台站的日平均气温、日最高气温及最低气温等资料，采用趋势分析法、反距离空间插值法、Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ突变检验、Ｍｏｒｌｅｔ小波分析、Ｐｅａｒｓｏｎ相关分析以及Ｈｕｒｓｔ指数等方法，分析了福建省１９６０—２０１３年极端温度事件的时空演变规律及其未来发展趋势。结果表明：１）近５４年福建省极端高温（低温）事件发生日数呈上升（下降）趋势，而极端温度事件的强度和年极值均呈上升趋势。２）在空间分布上，极端高温（低温）事件各指标值均表现为自东南沿海向西北内陆逐渐递增（递减）的规律，此外，海拔越高极端温度事件各指标．．．

本文根据３年定位试验结果，比较分析了“移耕农业”、“有机农业”、“石油农业”和“有机一无机结合农业”等不同类型农业的施肥制度对红壤区稻作系统生产力及其稳定性的影响，并从农田系统养分平衡角度探讨了我国农业施肥制度的发展与演替问题，指出“ＮＰＫ化肥＋徽肥十有机物循环利用”是我国农业进一步持续稳定发展所要采用的一种施肥制度。