[目的]气候变化对中国粮食主产区的东北地区产生显著影响,加强气候变化背景下东北作物冷害分析研究对保障粮食生产安全具有重要作用和意义。[方法]利用19812010年中国地面气温0.5°×0.5°格点数据集,以各年代东北玉米生长季(59月)的月平均气温、月平均气温之和以及近30年(19812010年)各年代月平均气温之和距平等主要气象要素分析东北气候变化趋势,根据《北方春玉米冷害评估技术规范》(QX/T 167-2012)行业标准,进一步对1980s2010s各年代各等级东北玉米冷害发生时空变化进行分析和区划

[目的]气候变化对中国粮食主产区的东北地区产生显著影响,加强气候变化背景下东北作物冷害分析研究对保障粮食生产安全具有重要作用和意义。[方法]利用1981~2010年中国地面气温0.5°×0.5°格点数据集,以各年代东北玉米生长季(5~9月)的月平均气温、月平均气温之和以及近30年(1981~2010年)各年代月平均气温之和距平等主要气象要素分析东北气候变化趋势,根据《北方春玉米冷害评估技术规范》(QX/T 167-2012)行业标准,进一步对1980s~2010s各年代各等级东北玉米冷害发生时空变化进行分析和区划,结合有关东北历史冷害记载进行对照分析。[结果]东北玉米生长季气候趋暖明显,热量增加,近30年东北玉米各等级冷害发生年数、区域及频率都呈显著减少趋势,20世纪80年代东北几乎每年都有冷害发生,20世纪90年代为冷害发生转折点,年代后段(1996~2000年)冷害年数较前段(1991~1995年)明显减少,到21世纪10年代冷害年数进一步减少,轻度冷害区主要分布在黑龙江省中北部和东南部地区,其发生频率也小(0.1~0.2次/年),中度及重度冷害只在局部发生,冷害的显著减少为东北玉米连续丰产增收创造了十分有利条件。[结论]气候变暖背景下,东北玉米冷害减少,但个别年份还发生重度以上冷害(如2002、2003、2009年),冷害发生仍具不确定性。

【目的】探讨不同时段低温冷害对玉米灌浆和产量的影响,为我国农业防灾减灾提供科学依据。【方法】基于WOFOST作物生长模型,采用数值模拟的研究方法,模拟分析了在苗期、抽雄期和灌浆期等2个发育期和3个发育期都发生不同程度低温对玉米灌浆和产量的影响。【结果】当2个发育期都发生低于下限温度2℃低温时,玉米灌浆时间推后1～6d,减产6.29%～23.56%;当发生低于下限温度4℃低温时,灌浆时间推后1～7d,减产6.82%～28.12%。当3个发育期都发生低于下限温度2℃低温时,玉米灌浆时间推后2～7d,减产10.95%～31.7%;当发生低于下限温度4℃低温时,灌浆时间推后2～7d,减产11.46%～...

为研究西南地区春玉米生长季主要气象因子对产量的影响，本文利用农业气象试验站作物及土壤资料，评价了ＡＰＳＩＭ－ＭＡＩｚｅ模型在中国西南地区的适应性，并应用其分析该地区１９６１－２０１０年春玉米雨养产量的时空变化特征，明确了春玉米雨养产量的影响因子及影响程度。研究结果表明：ＡＰＳＩＭ模型对该区６个常用玉米品种的模拟效果较好，模拟与实测生育期的均方根误差（ＲＭＳｅ）在８ｄ以内；４个品种地上部分生物量以及产量的模拟值与实测值归一化均方根误差（ＮＲＭＳｅ）均低于２９％，该模型在西南地区具有较好的适应性。研究区域春玉米生长季总辐射在南部中区和北部降低最明显，≥８℃有效积温在西部升高显著，日均温度日较差在西．．．

【目的】干旱是影响中国农业生产的主要自然灾害之一。东北地区作为中国最大的玉米生产基地，气候变化背景下干旱频发重发严重影响玉米的高产稳产。评估未来气候情景下东北地区春玉米干旱发生风险及其空间格局变化，为该地区春玉米防旱避灾以及保障其高产稳产提供科学依据。【方法】选取东北地区春玉米潜在种植区为研究区域，基于ISIMIP输出的SSP1-2.6、SSP3-7.0和SSP5-8.5 3种气候情景的1981—2060年逐日气象资料以及53个农业气象观测站1981—2014年春玉米生育期资料，选取作物水分亏缺指数（crop water deficit index,CWDI）为农业干旱指标，分析东北地区春玉米不同生育时期不同等级干旱时空分布特征，选择最优概率理论分布函数进行干旱指数序列的概率估算，基于信息扩散理论估算得到各点春玉米不同等级干旱风险，构建干旱风险指数，评估未来不同气候情景下东北地区春玉米干旱发生风险及未来各等级风险区的空间格局变化。【结果】（1）1981—2014年东北地区春玉米全生育期干旱指数总体呈西南高东北低的特征，表现为内蒙古东四盟（57.3%）>黑龙江省（40.6%）>辽宁省（39.5%）>吉林省（38.9%）。（2）研究区域春玉米生育中期干旱指数整体高于生育前期和生育后期。其中，2030s和2050s研究区域春玉米生育前期干旱风险概率为轻旱>中旱≈重旱>特旱，生育中期干旱风险概率为特旱>重旱>轻旱≈中旱，生育后期干旱风险概率轻旱>中旱>重旱>特旱。（3）1981—2060年，SSP1-2.6低排放情景下，东北地区春玉米较高等级干旱风险发生概率将减少，极高和较高干旱风险区明显向西南收缩，2030s和2050s面积占比分别减少5.4%和9.6%、0.8%和2.5%；而SSP3-7.0和SSP5-8.5两个高排放情景下，较高等级干旱风险发生概率增加，且较高干旱风险区向东北扩张，2050s面积占比分别增加8.5%和9.7%。【结论】基于干旱风险指数的未来干旱风险时空分布格局中，东北春玉米干旱风险呈现由西南向东北减少的特征，且未来SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下，较高干旱风险区向东北方向扩张，需关注作物关键生育时期提出针对性的防御措施。

【目的】东北地区是我国主要的粮食生产基地，近年来受到气候变化的显著影响，研究气候平均态和极端态变化对东北作物产量的影响，对区域粮食稳产、高产和国家粮食安全具有重要意义。【方法】以东北玉米为研究对象，通过筛选影响玉米产量的主要气候因子，分析东北地区1980—2018年的气候平均态和极端态变化对81个县域的玉米产量产生的影响。【结果】（1）东北玉米生长期内的平均温度、生长度日（GDD）、高温度日（HDD）整体均呈上升趋势，上升速率分别为0.34℃·(10a)~(-1)、47.07℃·d·(10 a)~(-1)、5.15℃·d·(10 a)~(-1)；降雨量呈下降趋势，下降速率是7.0 mm·(10 a)~(-1)；平均温度、生长度日和高温度日呈现自东北向西南递增的空间分布特征，降雨量呈现自西北向东南递增的空间分布特征。（2）东北玉米气象产量在1980—1999年间呈增长趋势，增速为80.93 kg·hm~(-2)·a~(-1)；在2000—2018年间呈减少趋势，速率为46.25 kg·hm~(-2)·a~(-1)，在空间分布上呈现由中部向四周递增趋势，其中高值区集中在黑龙江省东部，辽宁省变化最为稳定，且波动范围稳定在中间区域。（3）通过多元线性回归模型可知，在1980—2018年间，HDD对气象产量贡献最大，且作用效果为负效应，即极端态高温对东北玉米产量影响最大，并且造成玉米减产；GDD产生正效应，即温度平均态使玉米产量增加，GDD累积值越大，增产越多；降雨量产生负效应，而温度和降雨量的交互项对东北玉米产量有正效应。【结论】在1980—2018年间气候平均态和极端态变化及对东北玉米气象产量的影响表现为温度的平均态、极端态整体均呈现上升趋势，降雨量平均态呈现下降趋势，极端态高温和降雨量平均态导致东北玉米产量减少，平均态温度使东北玉米产量增加，且极端态高温对玉米产量影响程度最大。在未来东北玉米的种植管理上，要充分利用温度平均态并尽量降低极端态高温带来的危害以保障玉米高产稳产。

【目的】研究气候变化背景下中国东北三省春玉米气候适宜性的变化特征,为东北地区春玉米种植的合理布局提供科学依据。【方法】本文以1981年为时间节点,把1961—2010年分为两个时间段,基于东北三省74个气象站点1961—2010年的观测资料,根据农业气象学指标,在分析1981—2010年较1961—1980年东北三省春玉米可能种植北界变化的基础上,利用APSIM-Maize模型模拟春玉米可能种植区域内各气象站点逐年的雨养产量,结合统计学方法,分析春玉米雨养产量高产性和稳产性的变化特征,并综合得到气候变化背景下中国东北三省春玉米的气候适宜区分布的变化特征。【结果】(1)与1961—1980年相比...

基于未来气候变化情景(A1B)下区域气候模式(RegCM3)模拟的黄淮海地区1951-2100年0.25°×0.25°格点气象资料和1971-2000年逐日站点气象资料,结合夏玉米不同发育时段对温度、降水和日照的需求,在前人温度、降水和日照适宜度的基础上构建了黄淮海地区夏玉米全生育期气候适宜度模型,并对1951-2100年黄淮海地区夏玉米气候适宜度的时空变化特征做了分析。结果表明:1951-2100年黄淮海地区夏玉米气候适宜度总体呈下降趋势。2011年之前黄淮海大部地区夏玉米气候适宜度高于0.80,河北南部、河南中东部、山东西部等地出现小幅上升;2011-2040年夏玉米气候适宜度开始下降,大...

根据宁夏中部干旱带盐池县、同心县和海原县气象站1961—2011年平均气温和降水量资料,分析该区域气候变化特征和规律,应用Miami和Thornthwaite Memorial模型探讨该区域春玉米生产潜力及其变化特征,并深入研究气候变化对春玉米气候生产潜力的影响。结果表明:1)研究区气候呈气温明显升高、降水波动减少的"暖干型"趋势变化。2)春玉米温度生产潜力呈逐年增加,降水和气候生产潜力呈波动中减少的趋势。3)研究区春玉米气候生产潜力平均值为5 037kg/(hm2·年),气候生产潜力与年平均降水量有着极其显著的线性相关,与年平均气温没有明显的线性相关,表明降水条件是制约研究区春玉米气候生产潜...

【目的】随人口增加、饮食结构变化和能源需求的增加,中国粮食安全问题日益严峻,在耕地资源有限的背景下,高产稳产仍是保证粮食安全的主要途径。华北平原是我国夏玉米主产区,明确气候变化背景下该区域夏玉米的适宜播期,对于稳定和提升该地区夏玉米单产,保障我国粮食安全具有重要意义。【方法】依据夏玉米生长季积温和降水将华北夏玉米区分为8个气候亚区,在每个气候亚区内基于1981—2015年气候资料、农业气象观测站夏玉米种植资料和土壤资料,对农业生产系统模型(APSIM-Maize)进行调参验证,选用决定系数(R~2)、D指标、均方根误差(RMSE)和归一化均方根误差(NRMSE)等指标来评价模型调参验证结果。在此基础上设置不同播期,利用调参验证后模型模拟各气候亚区不同播期夏玉米产量,采用高稳系数并综合考虑下茬作物冬小麦的播期,明确各气候亚区冬小麦-夏玉米两熟系统下充分灌溉和雨养条件夏玉米适宜播期,并分析与实际播期相比适宜播期下的夏玉米增产幅度。【结果】(1)模型适应性评价指标中决定系数(R~2)均在0.75以上,D指标均在0.80以上,归一化均方根误差(NRMSE)均在7%以下,表明调参后的APSIM-Maize模型在华北平原夏玉米生育期和产量模拟方面具有较好的模拟效果,可用于华北平原夏玉米生育期和产量模拟研究。(2)充分灌溉条件下,第一气候亚区夏玉米推荐适宜播期主要在6月下旬,第二气候亚区到第七气候亚区,主要在6月中下旬,第八气候亚区主要在6月中上旬。雨养条件下,第一气候亚区主要在6月下旬和7月上旬,第二、三A、四、五、六气候亚区主要在6月中下旬,第三B、七气候亚区适宜播期范围较广,6月均可播种,第八气候亚区在6月上中旬。(3)在充分灌溉和雨养条件下,与实际播期相比,适宜播期在各气候亚区的增产幅度为第一气候亚区到第五气候亚区增产幅度最大,平均在4%—10%;第六气候亚区到第七气候亚区次之,平均在2%—5%;第八气候亚区增产幅度最小,平均在3%以下。【结论】华北平原夏玉米适宜播期随着纬度的升高而提前。充分灌溉和雨养条件下,随着年代的推移,夏玉米适宜播期呈现推迟趋势,自20世纪80年代到21世纪00年代,每10年推迟3 d左右。第一和第二气候亚区雨养条件下的适宜播期晚于充分灌溉条件下适宜播期,其他气候亚区无显著差异。与实际播期相比,各气候亚区适宜播期下产量有2%—10%的提升,但雨养和充分灌溉条件下增产幅度没有明显差异,增产幅度由南到北呈现减小的趋势,第一到第五气候亚区,增产幅度较其他气候亚区大。

在1981年-2010年中国东北地区108个农业气象站逐年气象数据基础上,本文通过运用AEZ模型模拟其春玉米光温潜力、气候潜力变化过程,分析了其春玉米气候潜力年际变化特征和变化趋势。研究中以1年为单位的模拟实验减少了玉米气候潜力变化分析的不确定性,而全区尺度的模拟从宏观角度揭示了玉米气候潜力变化空间格局。结果表明:东北地区春玉米气候潜力年际变化大,标准差为3.05t/hm2,大兴安岭南部和东北平原西部为全区高值区。气候潜力年际变化大的主要影响因子是水分条件,其次是光照和热量。近30年东北地区春玉米气候潜力明显减少且减少趋势空间差异明显,呼伦贝尔高原-大兴安岭南部-吉林西部一带减少最快。气候潜力...

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,

【目的】夏季低温冷害是云南水稻减产的主要原因之一,文章为准确评估、预测低温冷害对水稻产量的影响展开研究。【方法】基于36年水稻物候和空壳率及气候资料,使用相关、主成分和回归分析与典型年水稻冷害气候分析相结合,研究粳稻夏季低温冷害的气候特点和指标。【结果】孕穗抽穗期是粳稻低温冷害的主要敏感期,滇中地区一季稻夏季冷害对夜间低温较为敏感,最低气温是引发冷害的首要因素;滇中夏季气温典型偏低、多雨寡照特征和气温波动明显,从而易于引发水稻低温冷害。【结论】连续2 d最低气温均值15.5℃、连续3 d最高气温均值22.

论文利用黑龙江省进行农作物生育期观测的24个气象台站1961—2009年逐日平均气温资料和1980—2009年玉米生育期资料,采用"5—9月的月平均气温和的距平"与"黑龙江省玉米低温冷害综合指标体系"对黑龙江省1961年以来低温冷害危险性进行了评估;以黑龙江省75个县的玉米种植面积为指标对暴露性进行了评估;以玉米单产为基础进行了灾损敏感性评估;最终建立了黑龙江省玉米低温冷害风险综合评估模型。根据模型,把黑龙江省划分为高、次高、中等、次低、低等5个风险区,大、小兴安岭、南部山区为高或次高风险区,松嫩平原北部处于次高风险区,三江平原东部为低风险区。该风险评估模型有助于提升黑龙江省低温冷害定量评估能...

玉米作为中国第一大粮食作物,探究其生产潜力在气候变化背景下的时空变化特征对中国有效应对气候变化具有重要意义。论文结合全球农业生态区模型、极点对称模态分解方法和集对分析方法,探讨了中国玉米生产潜力的周期性波动特征及长期变化趋势,进而分析了其空间格局演变过程。结果表明:1960—2010年间,中国玉米生产潜力呈增加趋势,由1960年代的9.10亿t增至2000年代的9.45亿t左右。在年际尺度上,中国玉米生产潜力主要以准3 a和准5 a的周期进行波动;在年代际尺度上,存在准10 a和准20 a的波动周期。其中,准3 a的周期波动是中国玉米生产潜力长时间变化的最主要特征,这主要是受年降水量变化的影响。从空间格局来看,中国玉米生长适宜区主要集中在加格达奇—锡林浩特—临河—西宁—天水—中甸沿线以东;1960—2000年间,玉米生产潜力界线在中国东北部和临河—西宁沿线发生了较为明显的移动。华北平原、辽河平原、四川盆地等地区的玉米单产潜力变化趋势具有较强的一致性,松嫩平原、三江平原、关中盆地、长江中下游平原等地区的玉米单产潜力变化过程与上述地区恰好相反。在这2类地区,玉米单产潜力的变化均较显著,但变化方向在年代际尺度上具有交替性。