基于国家标准《气候季节划分》(GB\T 42074−2022),利用格点数据CN05.1分析1961−2020年东北地区气候季节的变化特征,并对比新旧标准、气候基准期更替带来的变化。结果表明:新标准下,东北地区常年气候季节分为四季分明区和无夏区,无夏区主要分布在大、小兴安岭及与平原的过渡地带,常年春、夏季由南向东北方向、由中部平原向山地入季,秋、冬季与之相反,相比1981−2010年气候基准,三江平原、呼伦湖等部分地区由无夏区转为四季分明区。当年春季起始日在东北大部分地区分别呈1d·10a−1的显著提前趋势,东北平原中西部夏季起始日显著提前2~3d·10a−1,秋季起始日在四季分明区、冬季在无夏区和东北平原中部呈显著推迟趋势,夏、冬季持续时间分别呈显著延长、显著推迟趋势。相比原标准,新标准下春、夏季起始日以及夏、冬季持续时间的显著变化区域明显增多。东北地区逐年入夏面积占比呈3.9个百分点·10a−1的显著上升趋势,与6−8月平均气温呈显著正相关。四季起始日等级基本服从正态分布,夏季起始日略偏早。
洪涝灾害的形成涉及因素多、灾害链复杂,具有较大的时空变异性,构建可反映致灾过程空间异质性及其动态变化的机理性模型是准确估算灾害损失的关键。本研究通过将灾害损失表达为淹没水深和持续时间的函数构建洪涝脆弱性曲线,利用国际水灾与风险管理中心基于二维扩散波方程构建的降雨−径流−淹没模拟模型(RRI)模拟洪水淹没动态,结合农作物种植分布及其所处生育阶段建立格点尺度洪涝损失定量评估模型,并以江汉平原地区典型洪涝灾害过程为例对模型进行检验。结果表明:RRI模型可以较好地模拟强降水后洪峰的形成和消退过程及地表淹没动态,流域控制断面径流量模拟误差为−14.8%~11.5%,地表淹没范围模拟精度在80%以上,模拟水深匹配率达84.2%~87.1%;农作物损失空间分布基本合理,地市级农作物受灾率、成灾率和绝收率估算偏差分别为−33.8%~6.4%、−10.8%~9.5%、−6.0%~1.8%。该方法具有精细化、定量化和动态评估等优点,可用于面向致灾过程的洪涝灾害快速评估、预估及复盘研究。
2024/2025年度冬季(2024年12月−2025年2月),全国平均气温−3.3℃,较常年同期(1991−2020年平均值,下同)偏高0.3℃。全国平均降水量23.7mm,较常年同期偏少39.4%;全国平均日照时数519h,较常年同期偏多6.1%。全国大部农区冬季光热条件较好,土壤墒情适宜,气象条件利于北方冬小麦越冬和南方油菜等作物稳健生长。北方部分地区持续性积雪覆盖不利于畜牧业和设施农业生产,季末积雪融化及冻融天气对东北地区粮食存贮和运输有一定的不利影响。华南中东部部分地区降水量持续偏少,轻度−中度干旱对在地作物及经济林果有不利影响。后冬西南地区东部、江南和华南西部等部分地区阶段性阴雨低温天气影响油菜、露地蔬菜等作物稳健生长。
利用5个CMIP6气候模式、欧洲中期数值天气预报中心ERA-5再分析资料和贵州省83个气象台站逐月近地面风速、地表向下短波辐射和降水量资料,采用分位数映射法(QM)改善模式模拟能力,对未来不同情景下贵州省风光水资源气候变化特征进行预估。结果表明:2025−2100年贵州省除SSP2−4.5和SSP5−8.5情景下风速资源无明显变化趋势外,SSP1−2.6情景下风速以及三种排放情景下辐射和降水量资源比参照期(1995−2014年)平均值均极显著增加(P<0.01),SSP1−2.6情景下风速相对变化率增加的线性倾向率为1.22个百分点·10a−1,SSP1−2.6、SSP 2−4.5和SSP 5−8.5三种情景下辐射相对变化率的增速分别为1.32、1.65和1.88个百分点·10a−1,降水量相对变化率的增速分别为1.77、1.88和2.97个百分点·10a−1。21世纪三种排放情景下贵州省辐射和降水普遍多于参照期,增幅自西向东增加,且越接近21世纪远期增幅越大。相比较而言,风速的变化区域性差异较大。21世纪近期SSP2−4.5情景下贵州省14个站风光水资源的分布特征表明,同区域或者跨区域之间风光水资源可进行优势互补,其中威宁站1−12月风光水资源的分布特征表明,夏季可充分利用光、水资源,而冬春季可充分发挥风资源优势,三者在季节上有良好的互补性。
中国主要作物生育状况数据集主要由2012年以前纸质年报和之后的电子年报建设而成,但存在观测项目和数据单位等不一致,以及部分数据质量未经评估等问题。为了提高农业气象资料的一致性和准确性,基于两类数据来源,在对1981−2022年中国主要作物生育状况观测项目内容标准化处理基础上,采用完整性检查、跨年值检查、观测时间检查、值域检查、内部一致性检查、要素界限值检查和人工核查等方法开展数据质量控制,研制形成1981−2022年中国7类主要作物生育状况数据集,即《中国主要作物生育状况数据集(V2.0)》,以期促进其在农业研究及决策中的有效应用。结果表明:1981−2022年7类主要作物发育期实际观测量占应有观测量(实有率)的96.0%以上,生长状况、生长高度、总茎数和有效茎数等数据的实有率占86.0%以上,正确率在99.3%以上。7类主要作物观测站点分布具有明显时空分布特征,中国东部,台站密集且空间分布较为均匀、观测年限长,但中国西北部站点稀疏且观测年限短。不同作物观测台站数量差异明显,棉、油作物观测台站数量较主粮作物偏少。20世纪80年代实有数据较少,1994年后数据完整性较好。经质量控制及数据核查,数据集实有率、正确率有较大提高。其中,作物发育期普遍实有率从94.7%提高至96.2%,生长高度实有率从88.2%提高至92.0%,总茎数实有率从77.1%提高至86.7%。发育期普期正确率从99.3%提高至99.6%。与《中国主要作物生长发育数据集V1.0》相比,本数据集整体质量有所提高,新增要素界限阈值检查。该数据集可为气候变化对中国主要作物生长发育的影响研究提供关键资料支撑。
2024年秋季(9−11月),全国平均气温11.5℃,连续第6年高于常年同期值(10.0℃,1991−2020年平均值),创1961年以来历史同期新高。全国平均降水量134.4mm,较常年同期偏多14.4%;全国平均日照时数536.5h,较常年同期偏少6.0%。全国大部农区秋季光热条件较好,东北地区初霜期较常年偏晚,南方晚稻区寒露风天气影响小,气象条件总体利于秋收作物灌浆成熟、收晒和秋播,秋收秋种进展顺利。四川盆地东部、长江中下游阶段性干旱,不利于经济林果品质提升和油菜播种出苗。受季末寒潮天气影响,内蒙古东北部和东北地区等地大到暴雪,不利于农牧业生产。
干旱半干旱地区种子萌发期及苗期干旱胁迫是导致作物减产的重要因素,种际微环境调控是提高作物抗旱的重要技术措施之一。本文以‘济麦22’为供试材料,枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis ACCC 19742)和巨大芽孢杆菌(Bacillus magaterium ACCC 04296)为供试菌种,采取微胶囊包埋技术封装菌种,对小麦种子进行包衣处理,设置枯草芽孢杆菌包衣(M)、巨大芽孢杆菌包衣(B)、枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌复合包衣(MB)、无包衣对照(CK)4个处理,研究干旱胁迫下不同菌种包衣对小麦种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌复合包衣(MB)处理效果优于单一菌种包衣M处理和B处理,显著提高小麦种子发芽率、生物量和根冠比,与枯草芽孢杆菌包衣处理(M)相比,分别提高12.8个百分点、17.8%和5.3%;与巨大芽孢杆菌包衣处理(B)相比,分别提高15.3个百分点、14.7%和5.7%。MB处理与对照组(CK)相比,发芽率提高25.9个百分点,生物量增加21.8%,根冠比显著增加9.8%;根总长、根总表面积和根总体积分别增加了37.5%、34.7%和84.3%;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著增强;丙二醛(MDA)含量显著降低,脯氨酸(PRO)含量明显升高;叶绿素荧光参数Fv/Fm和ΦPSⅡ值均大于CK处理,干旱胁迫下复合微生物种子包衣显著提高小麦的抗逆能力。综上可知,干旱胁迫下微生物种子包衣通过提高发芽率、促进根系生长和提高抗逆酶活性来应对环境胁迫,提高小麦抗旱性,且复合微生物包衣为最优方法。
基于南京地区1470−1950年历史旱涝等级资料和1951−2012年南京国家基本气象站逐月降水量数据,依据《中国近五百年旱涝分布图集》中降水量评定旱涝等级的分级标准,重建南京1470−2012年干旱和洪涝发生等级;采用Morlet小波分析、滑动平均t检验方法,对1470−2012年南京旱涝等级序列演变特征进行深入分析。结果表明:1470−2012年南京发生旱灾年160a,涝灾年167a,正常年216a。大涝、大旱等严重灾害多发且集中。南京地区旱涝具有明显阶段性,1470−1554年、1625−1652年、1912−2012年以偏旱为主,1554−1624年以偏涝为主,1653−1805年、1849−1912年以正常为主,1806−1848年旱涝交替阶段性变化显著,近百年为多旱少涝阶段。南京地区旱涝等级还存在多尺度周期振动,其中2~8a、10~20a时间尺度上周期振荡最显著,其次是64a、32a及16a的长周期振荡。目前南京地区进入2~8a周期振荡。不同时间序列中1554年、1615年、1914年附近发生显著旱涝突变,呈少雨期−多雨期−少雨期的演变特征。20世纪以来,南京地区偏涝持续时间缩短,呈干旱化趋势。
根据1961−2021年吉林省46个气象站逐日气象数据计算干燥度指数(Aridity index,AI),采用线性倾向估计和基于ArcGIS10.2的反距离加权空间插值方法分析AI的时空变化特征,并利用贡献率分析法对AI变化成因进行分析,以揭示气候变化背景下吉林省干湿气候变化特征及其成因。结果表明:1961−2021年吉林省及其西部、中部和东部AI均呈不显著下降变化。吉林省AI平均值空间差异显著,自西向东呈“高−低−高”的空间分布特征。全省划分为亚干旱、亚湿润和湿润区。研究期内亚湿润区域逐年代扩大,21世纪10年代(2010s)亚湿润区面积达到最大。1961−2021年吉林省ET0呈不显著下降变化,降水量呈不显著上升变化。水汽压和平均气温均呈极显著上升趋势(P<0.01),气候倾向率分别为0.008kPa·10a−1和0.32℃·10a−1;净辐射和风速均呈极显著下降变化趋势(P<0.01),气候倾向率分别为−0.077MJ·m−2·10a−1和−0.14m·s−1·10a−1。ET0、净辐射、平均气温和风速大体呈自西向东逐渐降低的空间分布特征;降水量整体呈自西向东逐渐增加的空间分布特征;水汽压主要呈“低−高−低”的空间分布特征。绝大部分站点气象因子对AI均为负贡献。降水量是导致吉林省及其西部、东部AI降低的主要气象因子,其次是风速和ET0;而在中部,风速为AI降低的主要气象因子,其次是降水量和ET0。
在南方塑料大棚内进行生菜水培种植试验,研究两种营养液浓度对高温环境下生菜单株叶片数、株高、鲜重、干重和叶片营养元素(Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn)含量的影响。生菜生长温度环境设高温环境(H)和常温对照(N)2个水平。营养液浓度用电导率EC(μS·cm−1)表示,设常规营养液浓度(CK,1500 μS·cm−1)和高营养液浓度(C1,1900μS·cm−1)2个水平。结果表明:(1)与常温对照环境相比,高温环境下塑料大棚内生菜叶片生长环境和营养液日平均温度分别高13.9℃和12.0℃,日最低温度分别高13.9℃和11.8℃,日最高气温分别高14.4℃和12.7℃。(2)常温对照环境下,与常规营养液浓度处理相比,高营养液浓度生菜采收期单株叶片数、株高、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重和地下部干重分别增加15.2%、16.9%、63.2%、24.4%、28.5%和6.6%;高温环境下,与高营养液浓度相比,常规营养液浓度处理生菜采收期上述生长指标分别增加54.2%、41.0%、249.5%、496.0%、169.6%和353.4%。(3)高温环境使生菜叶片Ca、Mg和Fe元素含量增加;常温对照环境下,与常规营养液浓度相比,高营养液浓度使生菜叶片采收期Mn和Cu含量分别显著增加22.7%和61.5%(P<0.05),对Ca、Mg、Fe和Zn含量影响差异不显著;高温环境下,与高营养液浓度相比,常规营养液浓度使生菜叶片采收期Ca和Mn含量分别显著增加34.5%和44.9%,对Mg、Cu和Zn含量影响不显著。研究认为,温度环境和营养液浓度对水培生菜生长和养分吸收有显著影响,夏季和秋冬季南方塑料大棚内水培生菜实际生产过程中,可通过调节营养液浓度,达到提高生菜产量、品质及节肥增效的目的。
基于2010−2023年昭通苹果物候期资料和1960−2023年昭通气象资料及干旱灾情资料,将物候期分为休眠期、发芽期、开花期、幼果期、膨大期和采收期6个生育期,采用作物水分亏缺距平指数(CWDIa)分析各生育期干旱频次和时长、累计干旱强度(CDI)判识干旱风险强度、Morlet复连续小波变换(CCWT)探索累计干旱强度的时频演变特征,以明确昭通苹果干旱风险的发生规律。结果表明:昭通苹果干旱具有多发性、季节性、突发性、重发性和次季节性等特征。各发育期干旱发生频次差异大,其中,幼果期(55a)>采收期、休眠期(49a)>开花期(20a)>发芽期(19a)>膨大期(8a),特旱最易发生在幼果晚期和采收晚期。干旱持续时长在1~4旬;各发育期CDI差异明显,幼果期(335.0%)>休眠期(172.7%)>发芽期(137.7%)>采收期(137.1%)>开花期(68.1%)>膨大期(8.0%)。干旱风险判识阈值不一,对干旱胁迫敏感性排序依次为膨大期>开花期>采收期>幼果期>发芽期>休眠期。重特大干旱灾害风险季节性强,表现为幼果期>发芽期>采收期>膨大期>开花期>休眠期。干旱风险呈多尺度周期性、阶段性和突变性变化,1991年以来干旱风险总体呈增大趋势。
利用青海高原50个气象站1991−2022年逐日气温和降水量数据,基于Miami和Thornthwaite Memorial模型,采用数理统计、R/S分析等方法评估新气候态背景下青海高原的气候资源及气候生产潜力。结果表明:(1)新气候态下青海高原气候总体趋于暖湿,年平均气温气候倾向率为0.46℃·10a−1(P<0.01),同德站增暖明显;年降水量气候倾向率为23.6mm·10a−1(P<0.01),贵南站增湿明显。(2)新气候态下青海高原气候生产潜力气候倾向率为27.7g·m−2·10a−1(P <0.01),呈显著上升趋势,空间分布差异大。(3)气候生产潜力的增加与气温升高和降水量增多有关,气候“暖湿化”利于气候生产潜力的增加。(4)青海高原气候生产潜力时空变化特征与降水量变化更接近,降水量是气候生产潜力的最主要影响因素。(5)青海高原平均气温、年降水量和气候生产潜力的Hurst指数分别为0.48、0.28和0.36,未来趋势与过去相反,气候可能趋于“冷干”,气候生产潜力将下降。
基于1970−2023年川中丘陵区逐日气象数据,采用修正的FAO气候生产潜力测算模型,分析川中丘陵区气候变化及水稻气候生产潜力时空动态特征,结合历年水稻生产数据评估气候资源利用情况,并运用敏感性强度,探讨气候变化对气候生产潜力的影响。结果表明:(1)研究期内川中丘陵区热量资源显著上升,降水量年际波动较大,日照资源稀缺,热量、光照资源纬向分布明显,水分资源经向分布明显;(2)川中丘陵区水稻气候生产潜力呈“增−减−增”变化,多年平均值为15198kg·hm−2,区内呈东南高西北低分布;(3)气候资源利用率多年均值为50.94%,未来增产潜力较大;(4)水分资源增加对气候生产潜力具有正向影响,热量资源的增加则表现出负影响,未来气候变化背景下,该区显著变暖的趋势将限制气候生产潜力增加,降水量的年际波动较大,会严重影响气候生产潜力的稳定性。未来应适度调整水稻种植结构,合理挖掘气候资源,优化水资源利用,以提高气候资源利用率。
基于1960-2014年河南省117个气象站日值数据和第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中的10个气候模式数据,评估多模式集合平均(MME)模式对河南历史时期(1960-2014年)年均降水量的模拟能力,研究不同SSP情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5)河南省2015-2100年降水时空变化,以期为河南省农业生产提供依据。结果表明:(1)1960-2014年MME模式模拟值与观测值的空间相关系数(R)达0.95以上,标准差(RSD)为1.05mm,均方根误差(RMSE)为0.31mm,表明MME模式模拟能力优于单一气候模式;(2)与历史参考时期(1960-2014年)相比,4种情景下2015-2100年河南年降水量均呈上升趋势,7月累计降水量在150~230mm,相较其他月份偏多;(3)周期变化上,4种情景下均存在多时间尺度特征,不同时间尺度具有不同降水量循环交替表现,SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景第一主周期分别为15a、25a、49a和26a;(4)4种情景下,相较历史参考时期(1960-2014年),近期(2021-2040年)、中期(2041-2060年)和末期(2080-2100年)河南年均降水量均呈增加趋势,且排放情景越高,增加趋势越大,4种情景均呈自西北向东南递增的空间分布特征。
番茄对低温敏感,近年来频繁出现的长时间亚低温胁迫给番茄生产带来了诸多危害。试验以番茄‘园帅1号’为试材,在人工气候室中设置7个处理:常温处理(昼/夜25/16±1℃),为常温对照(CK);亚低温处理(昼/夜16/8±1℃)包括:亚低温胁迫对照(CKL),喷施EBR(EBR)、根灌5mL·L−1HIDS(H1)、根灌15mL·L−1HIDS(H2)、5mL·L−1HIDS与EBR配施(E+H1)、15mL·L−1HIDS与EBR配施(E+H2),研究苗期亚低温下根灌HIDS(脲基二琥珀酸四钠)和喷施EBR(表芸苔素内酯)对番茄生长、光合以及产量和品质的影响。结果表明:亚低温胁迫抑制番茄的生长,植株矮小、光合能力减弱、产量和品质降低。在亚低温条件下单独进行叶面喷施EBR(EBR)处理后,番茄茎粗增加、净光合速率(Pn)提高、果实数量比CKL显著增加了21.48%。亚低温条件下在营养液中加入5mL·L−1HIDS(H1)处理后,相比于CKL,番茄各生长指标均呈上升趋势,光合色素含量和Pn升高,产量提高,果实可溶性蛋白、可溶性糖、还原型Vc和游离氨基酸含量增加;若此时同时进行叶面喷施EBR(E+H1)处理,番茄叶面积显著增加了52.63%。亚低温条件下在营养液中加入15mL·L−1HIDS(H2)处理后,番茄生长指标、光合能力、果实产量与品质均有增长;若此时同时进行叶面喷施EBR(E+H2)处理,茎粗比CKL增加了19.04%,叶绿素和类胡萝卜素含量增加,果实产量显著提升了22.23%,可溶性蛋白、可溶性糖和还原型Vc含量增加。因此,苗期亚低温下HIDS和EBR单施或者配施,番茄生长指标均呈上升趋势,茎粗增加,节间长度缩短,叶面积增加,Pn增加,果实产量品质提高,其中根灌15mL·L−1HIDS和喷施EBR(E+H2)效果最优。
小麦籽粒蛋白质含量(Grain protein content,GPC)作为评估小麦品质的关键指标,其精准监测对提升小麦品质、提高市场价值具有重要意义。本文系统总结当前遥感技术在小麦GPC监测领域的最新研究进展,重点分析不同遥感监测模型的优缺点及存在问题,提出未来研究方向展望,旨在为GPC遥感监测的进一步发展提供参考。结果表明:地面、无人机、卫星遥感数据在小麦GPC监测中各具优势,随着数据扩展性增强,小麦GPC监测准确性略有下降。监测模型从经验模型发展到半机理或遥感与作物生长耦合模型,增加了小麦生长的农学参数和生态因子,有效提升监测模型的精度与普适性。半机理模型是监测小麦GPC的优选方案,在融合光谱信息和农学参数的北京小麦GPC遥感监测模型中加入气象因子后,模型R2提升了0.242。模型精度和区域普适性等方面目前仍面临诸多挑战,如GPC数据源的可靠性、小麦氮素垂直分布规律的复杂性以及模型区域扩展的局限性等。未来可通过融合多源数据、挖掘光谱信息以及探索多尺度数据转换的方法等,构建基于“星—空—地”协同观测的多尺度小麦GPC监测模型,实现小麦品质高效、精准、全面监测。
基于云南10个县(区)2017−2020年烟叶田间试验主要化学成分数据和气象资料,采用主成分和Pearson相关分析法,分析云南区域气象条件对烤烟烟叶烟碱(Nt)、总氮(Tn)和蛋白质(Pt)含量的影响,以期探明烤烟化学品质与气象条件的关系,为当地烟草生产、烤烟气象服务等提供参考。结果表明:田间试验获得烟叶3项化学成分变量和烤烟5个生育阶段13个气象变量的35个样本序列经主成分分析,不同生育阶段的前2个或3个主成分对其原始变量变化总方差的累计解释度均>82%。气象变量场中大田生长期和成熟期的空气湿度、降水量均与烤烟Pt、Tn含量呈正相关(P<0.05);反映大田生长期和旺长成熟期热量条件的主成分以及旺长期最低温度,与烤烟Nt含量呈负相关(P<0.05)。气象变量场的部分气象因子对烟叶化学成分的积累有协同性影响;大田生长期、成熟期的空气湿度(含平均相对湿度RH、水汽压)和降水量(R)较大,有利于提高烟叶Tn、Pt含量;大田生长期、旺长成熟期的平均气温(T)较高,尤其旺长期最低温度较高,不利于烟叶Nt的形成和积累。云南大多数烟区6−8月旺长成熟期T<22.0℃、R均值>5.5mm·d−1、RH>80%、日照时数均值<5.0h·d−1和气温日较差>8.0℃的气候条件,是烤烟烟叶Nt、Tn和Pt含量相对较高的主要原因。研究成果可用于特色烟叶生产和评估/预测烟叶品质,为烟草业合理调配不同产地原料烟叶提供依据。
基于全国653个农业气象站1981−2022年小麦、水稻、玉米生育期资料和同期气象资料,利用趋势分析和相关分析方法,分析1981−2022年3类作物生育期变化特征,探讨影响其变化的主要气象因子,以期为农业生产适应气候变化提供依据。结果表明:3类作物全生育期内平均气温和生长期积温(除双季晚稻)均呈显著上升趋势(P<0.05),冬小麦全生育期降水量显著减少,春小麦和玉米全生育期降水量显著增加,玉米、双季晚稻全生育期日照时数显著减少。1981−2022年春小麦、冬小麦和双季晚稻全生育期以缩短为主,平均降幅分别为1.6d·10a−1、2.5d·10a−1和2.2d·10a−1;一季稻、双季早稻和玉米全生育期以延长为主,平均增幅分别为1.9d·10a−1、0.01d·10a−1和0.6d·10a−1。与1980s播种期相比,2010s春小麦、冬小麦、玉米和双季晚稻播种期分别平均推迟1.0d、4.0d、4.0d和9.0d,一季稻和双季早稻均平均提前2.0d。春小麦、冬小麦、玉米分别有82%、76%、85%以上的观测站各生育期长度与日照时数呈显著正相关,平均气温和日照时数是影响春小麦全生育期变化的关键因素,其中平均气温对春小麦播种−出苗期持续天数的影响尤为显著。≥0℃活动积温是导致冬小麦全生育期、营养生长期变化的主要原因,平均气温对播种−分蘖期持续天数影响最大,越冬期主要受日照时数的影响。≥10℃有效积温是影响水稻(包括一季稻、双季早稻和双季晚稻)全生育期变化的主要原因,三叶−移栽持续天数与日照时数的相关系数最高,这一阶段双季早稻和双季晚稻与降水量相关系数最高。平均气温是决定玉米全生育期变化的主要因素,≥10℃有效积温与七叶−吐丝期持续天数的相关系数最高。
基于2006−2020年耕地生产资料投入、土壤、小麦和水稻种植碳排放及农作物固碳统计数据,采用碳排放系数法测算河南省104个县域的耕地利用净碳汇量,并分析其时空分布特征,旨在为河南省耕地利用低碳转型及碳达峰、碳中和目标的实现提供科学参考。结果表明:(1)研究期内河南省耕地利用碳排放呈先增后减趋势,碳吸收则稳定增长,导致净碳汇波动上升。化肥是主要碳源。与2006年相比,2020年河南省大部分县域碳排放量、碳汇量和净碳汇量均呈增长态势,县域占比分别为65.4%、78.9%和77.9%。豫东地区在碳排放、碳汇、净碳汇增量上领先;豫北地区碳排放增速较快;豫南地区碳汇、净碳汇增速显著。(2)从空间格局来看,河南省耕地利用净碳汇呈“东高西低”分布,空间集聚特征明显,区间差异显著,但净碳汇低值区逐渐向高值区转变,区间差异呈缩小趋势。多数县域属于中度净碳汇区。净碳汇量呈同质性的县域占据超过95%的集聚性县域。净碳汇重心位于鄢陵县,且有向东转移的趋势。(3)气候、土壤、地势等自然条件及国家政策通过影响农作物种植结构、农业机械化程度和农资投入,进而对耕地利用碳排放与碳吸收产生影响。未来应将农作物碳汇纳入河南省作物种植结构调整的决策体系,持续推进化肥减量增效,加大对河南省农机技术创新的投资,加强区域间农业技术交流与合作,以充分发挥其减排增汇潜力,推动农业绿色发展。
使用R语言ENMeval数据包对MaxEnt模型参数设置进行优化,基于全国255个油菜分布样点数据和19个气候因子筛选出主导气候因子,采用MaxEnt优化模型预测历史时期(1970−2000年)和未来时期(2041−2060年)气候变化背景下中国油菜的气候适宜区分布,对比分析历史时期到未来时期的气候适宜区变化特征。结果表明:(1)特征函数为线性、二次型、片段化、乘积型、阈值性的线性组合、调控倍频为4.0即为MaxEnt模型模拟中国油菜的最优参数设置,模拟精度最高。(2)影响油菜气候适宜区分布的主导气候因子为最冷月最低气温、最湿季平均气温和最干月降水量。(3)历史时期中国油菜气候低适宜区主要分布在西部地区、内蒙古中部和辽宁,中、高适宜区主要分布在中部和东部地区。未来时期背景下气候不适宜区向气候低适宜区、气候低适宜区向气候中适宜区、气候中适宜区向气候高适宜区转移,即气候不适宜区减小、气候适宜区增加,并且低、中和高气候适宜区均向北扩张。