从育种、耕作与栽培三个方面分析了适应CO2肥效作用的农业技术潜力措施。在育种方面,采用综合运用育种理论和育种技术培育新品种,改善作物生理和生态性状来适应大气中CO2含量升高;在耕作制度上,采用调整作物播期、改变当前多熟制边界、调整水作和旱作作物、C3作物和C4作物的播种面积和区域布局等措施;在栽培措施上,采用调节作物冠层温度、改善灌溉条件、保持土壤肥力和养分以及综合防治病虫草害和极端天气灾害等综合措施。扬长避短,兴利除弊,采取主动适应CO2肥效作用的策略,最大限度发挥作物产量潜力。

以山西省中阳县为例,在评价退耕还林地豆科牧草气候生态适应性的基础上,对比纯林杂草地,计算分析林草复合模式对气候资源利用率的影响,旨在为当地退耕还林技术模式的优化选择提供理论依据。结果表明:沙打旺、草木樨及紫花苜蓿3种豆科牧草均适合于试验区幼林地种植。其中,沙打旺生育期天数最长,水热系数最高。2002年及2003年牧草生育期间,侧柏-沙打旺复合模式(M1)、侧柏-草木犀复合模式(M2)、侧柏-紫花苜蓿复合模式(M3)分别可使光能利用率提高49.1%(2002)、66.0%(2003),66.2%、85.1%,76.6%、97.2%、热量资源利用率分别提高73.4%(2002)、66.2%(2003),94.8%、85.1%,97.6%、85.8%,降水利用率分别提高79.3%(2002)、81.2%(2003),116.9%、100.4%,77.3%、64.0%和气候资源综合率分别提高70.6%(2002)、81.3%(2003),104.7%、100.5%,71.7%、69.2%。M2和M3气候资源时间利用效率略低于对照,但M1气候资源时间利用效率(ET)要高于对照,2002年与2003年分别可使ET提高16.1%和16.7%。

利用实测达里诺尔湿地小气候资料与邻近的两个常规气象站观测资料进行对比分析,结果表明:在夏季,湿地有明显的降低气温作用;湿地的春季增温和秋季降温均比陆地慢,因此具有降低春季气温、提高秋季气温的作用,这不仅可以调节当地气候,同时也为该区域特有动植物的生存提供了特定的气候条件。在以考察月份为代表的三个季节内,湿地的相对湿度均比陆地高。因此该湿地的小气候特征表现为“冷湿效应”显著。

采用经改进的农业生态区域法计算福建省29个代表站水稻、小麦、甘薯三种作物气候—土壤生产力,详细分析了福建各农业区粮食作物气候—土壤生产力的构成特点;利用历史数据对影响福建省粮食安全的主要因素包括耕地面积、粮食单产和人口进行了时空变化分析和预测(2050年),以分析未来福建省的粮食安全程度。结果表明:福建省人均粮食占有严重不足,不足低消费水平(400kg a-1人-1)的态势将持续相当长一段时间,粮食安全形势十分严峻,在闽东南、闽南一带尤为突出。为此,本文提出了保证福建省粮食安全的对策建议。

利用西安市54a的降水量、气温及日照时数资料对其气候变化特征进行分析,得出:西安市气温在波动中呈现上升的趋势,1990年比1951年气温升高了0.72℃,气温升高主要发生在1985年以后。降水量在波动中呈下降趋势,与西北地区其它4大城市比较,1985年以来西安市气温升高、降水减少、日照时数下降,有向暖干化方向发展的趋势,而兰州、乌鲁木齐、西宁、银川有向暖湿方向发展的趋势。

根据吉首市1960-2003年的气温资料,利用最小二乘法作线性估计,分析气温变化趋势及其差异。结果表明:44年来,除7月平均气温、平均最高气温呈下降趋势外,其余各项均呈上升趋势,以冬季平均气温上升幅度最大,冬暖夏凉趋势明显;20世纪60年代前期至70年代中后期为“冷期”,90年代初为“暖期”,冷期中有暖变化,暖期中有冷波动。气温变化条件下吉首市农业生产应采取相应的对策。

采用陕西省关中东部1961-2003年的气候资料,对设施农业主要生产阶段(11月-次年3月)的极端最低气温、大雾、连阴天等气候限制因子的时空分布特点分析表明:极端最低气温整体上呈上升趋势,对设施农业生产是有利的;但大雾及连阴天日数大部分为增加趋势,对设施农业生产不利。针对大荔、渭河以南诸县和渭北山区等地不同的气候变化趋势,提出了发展壮大大荔县绿色瓜果菜设施农业基地、适当调减沿渭河各县的设施农业面积、有设施农业发展潜力的北部县应重点解决好温室灌溉和冻害防御问题等建议。

充分利用气候资源作好水库水位(量)调度、提高水库在抗旱和发电中的经济效益,是当今水库调度决策亟待解决的一个重要课题。本文根据气象经济学原理,运用连续函数求极值方法,利用洋泉水库有关经济参数,建立水库气候最优调度决策,在水库的实际调度中应用,可取得明显的社会经济效益。

以南方的土壤和气候条件为背景,在裸露土壤的非恒温模型一维非饱和水流运动方程后增加根系吸水函数项得到作物地的土壤一维非饱和水流运动方程,与土壤中非稳态热流方程构成作物地的土壤水热耦合运移模型,联合初始边界条件,采用隐式差分法进行数值求解。结果表明:该水热运移耦合模型模拟值与实测值基本吻合,其拟合精度随土层深度增加而提高。

通过对浦东农场两个山坡地晴天的低温考察得出:相对高差小于50m的山坡,最大的逆温出现在坡顶;相对高差为80m的山坡,最大的逆温出现的坡位约为相对高差的0.88倍处。从坡底到最大逆温效应出现的坡位,最低气温随着高度的升高而升高。2004/2005年冬季低温,浦东农场海拔44m以下的橄榄树全部受冻,海拔越低,冻害越严重;68-85m处的橄榄树基本都未受冻,这是坡地逆温影响所致。据对14个考察点附近的橄榄树冻害调查资料和相应的低温资料进行初步分析,得出:当最低气温低于2.0℃时,橄榄树叶片受冻;当最低气温低于2.7℃时,橄榄树末一枝条受冻;当最低气温低于3.0℃时,橄榄树末二枝条受冻,研究结果可为当地橄榄的发展、布局和防冻提供依据。

从可业务化的角度,在近年研究开发的NOAA/AVHRR遥感干旱监测业务化模型的基础上,充分考虑引起干旱的水热条件以及土壤覆盖类型等因子,结合陕西的地形、气候、植被覆盖特征,建立了基于MODIS数据的区域性干旱遥感监测的业务化模型和资料处理流程。通过对陕西2005年3-5月发生严重春旱过程的监测,结果表明使用基于MODIS数据的热惯量和植被供水指数两种模型进行区域性遥感干旱监测是可行的,修正后的植被供水指数模型在干旱面积估算精度和图像的可视化效果方面有了明显提高。

降水、气温、风速是形成积雪的气象因子,由于承灾体(畜牧业生产)的脆弱性,积雪在一定程度上对畜牧业产生不利影响,但是某地区的自然、社会条件和人为活动作为孕灾环境能使这种不利影响加强或者发生转变,减轻或者加剧雪灾造成的损失。本文应用灾害学的理论和观点,对灾害形成的致灾因子、孕灾环境和承灾体等要素分层分析,明确各影响因子的作用及其相互关系。由此建立从降水、积雪、成灾到灾情评价的逐级判识模型,在地理信息背景数据库的支持下,从产生降水之后进行动态监测,并对不同地区的雪灾发展趋势做动态预测,最后实施灾情评估。经实际检验,该模型具有业务应用潜力。

根据四川盆地不同播期冬小麦生产的实测资料,建立了四川盆地小麦主要生育期的空间分布量化表达式,通过对个别地区进行适当订正后,在1:25万重庆市DEM图上分别制作了重庆市精细化的小麦适宜播种期、抽穗期、成熟期和生育期天数空间分布图,为地形复杂的重庆地区应用基于GIS的精细化小麦生育进程空间分布提供依据。

利用美国DYNAMAX公司产DYNAGAGE包裹式茎流测量系统和澳大利亚产MONITOR自动气象站于2005年8月20日-9月21日测量了鲁东大学校内一株典型龙爪槐的液流量和微环境气象条件,并利用主成分分析法对液流量数据及其微环境气象因子数据进行了分析。结果显示:影响植株液流量的环境因子可以分为太阳辐射和空气湿度两个主成分,据此构造的综合环境影响因子与液流量回归分析效果较好,决定系数为0.867;与太阳总辐射、光合有效辐射、温度、湿度和风速等5个气象因子与液流量的回归效果相比,综合环境影响因子与液流量的回归效果更好。

以强冬性小麦品种京冬8号为对照,通过田间试验分析了非光敏特早熟小麦新品种冬早5号的冬前生长特性、抗寒特性以及产量结构。结果表明:冬早5号的临界致死温度(LT50)为14.9℃,比对照高出1.8℃,属于弱冬性小麦品种;冬早5号比对照早熟4d,增产43.4%,如采取有利抗寒措施该品种可以在北京及以南地区安全越冬。

可靠准确的小麦收获期预报是适时收获、最大限度获取产量的前提,物候现象出现的顺序性和同步性,可用来预测作物生长期。本文应用1980-2003年石家庄实测物候资料,通过统计分析得到小麦适时收获期预报指标,并建立了预报模型,方便实用,可为当地小麦收获期预报提供参考。

利用1972-2004年的云南小春作物单产和与其灰关联度最优的10个气象因子时间序列,采用原始序列和残差序列进行GM(0,N)预测建模,对云南小春作物产量趋势进行预测。结果表明:通过残差修正后所建立的云南省小春作物产量预测模型适用于产量趋势预报,通过了小概率统计检验,预报结果有一定的参考价值。

利用濉溪县1970-2004年大豆统计产量和相应的实测气象数据,统计分析结果表明:濉溪县大豆幼苗期和鼓粒期的降水量、花荚期和全生育期的雨日与气象产量呈显著直线相关,大豆生长季节降水及其时空分布是造成实际产量波动的主要原因。根据对当地历年降水量的统计分析,确定了大豆生育期的适宜降水量范围,为大豆生产和管理提供依据。

以45年生酥梨树为试材,分析测定塑料薄膜覆盖、树盘覆草、自然生草、定期灌水、清耕等不同土壤水分管理措施对土壤水分和酥梨品质的影响,结果表明:塑料薄膜覆盖和树盘覆草处理中,土壤含水率比较适宜,且变幅较小,有利于果实生长发育和提早着色,提早成熟,产量和品质较好;其它处理中土壤含水率要么过高,要么过低,且变幅较大,酥梨的果实品质也比较差。因此,在黄河故道区无公害酥梨生产中,建议采取塑料薄膜覆盖和树盘覆草方法,此方法操作简单,便于实施。

通过对1985-2004年山旱地玉米产量与玉米不同生育时段光、温、水等气象条件统计分析,利用逐步回归方法得出了影响山旱地玉米产量形成的主要气象因子;按照光温、温水、光水、光温水要素进行积商组合,同气候产量要素系数进行相关分析,得到了不同农业气候资源要素组合配置的适宜范围,研究结果对农业生产具有指导意义。

利用泰安市5个气象台站1970-2004年的气候资料,结合茶树的生态学特性,探讨了泰安市气候条件对茶树生长发育和茶叶品质的影响,系统分析了有利和不利的气候因素,由此提出了泰安市茶园栽培管理技术措施和对茶叶产业发展的建议。

为进一步了解地膜覆盖下的土壤水热生态效应,在吉林省东部开展了玉米地膜覆盖栽培试验。结果表明,晴天地膜覆盖使耕层地温增加3~5℃,阴雨天增温不明显。晴天地膜覆盖可使土壤湿度较对照提升2~4个百分点,阴雨天处理间土壤湿度差别不大,多雨时段地膜覆盖下土壤湿度明显低于对照。地膜覆盖能明显改善玉米田土壤水热生态条件,对促进作物生长发育、抗旱防涝起到一定的作用。

根据甘蔗生长与气候条件的关系,分析确定了广西甘蔗种植的农业气候区划指标;利用广西90个气象台站30a的气候资料和台站地理信息,建立了区划指标的空间分析模型。在GIS的支持下,考虑地形的影响,按1km×1km细网格推算出无测站地区气候区划因子的空间分布,并对广西甘蔗的适宜种植区进行农业气候区划,为优化广西甘蔗布局以及趋利避害提高产量和含糖量提供科学依据。

通过对甘肃陇东地区白瓜籽全生育期气象条件的相关分析和积分回归分析,得出以6-7月降水量、6-8月空气相对湿度和9月气温日较差为适生气候种植区划指标,将陇东白瓜籽种植划分为5个生态气候种植区,提出白瓜籽种植的气候资源有效利用途径。