农田既是主要的温室气体排放源之一，也是潜在的碳汇。本文分析了影响农田土壤特别是旱地农田土壤中二氧化碳和氧化亚氮排放的主要影响因子，包括土壤温度、土壤水分、土壤特性以及施肥与耕作等人为因素；提出了施用有机肥、合理施用氮肥、保护性耕作、秸秆还田、使用抑制剂等农业土壤减排增汇的主要措施，并对其操作和实施的可行性进行了剖析。

利用全球气候模式HadCM3Q0驱动区域气候模式系统PRECIS（Providing Regional Climates for Impacts Studies）模拟SRES A1B情景下的内蒙古地区气候变化，对气候基准时段（1961-1990年）气温和降水的模拟效果及2011-2100年的气温、降水变化响应进行了初步分析。结果表明：对气候基准时段，PRECIS能够模拟出内蒙古地区气温、降水的空间分布及频率分布特征；A1B情景下，未来90a年平均气温高值中心基本位于额济纳旗及呼伦贝尔附近，增温2～5.6℃，低值中心基本位于全区中南部，增温1.4～4.8℃。年际变化上，2011-2040年、2041-2070年和2071-2100年增温显著且各时段30a的平均值较基准时段气温分别升高1.7、3.5和5.1℃。日平均气温的频率分布模拟结果表明，未来发生高温事件的可能性增大；就年降水量而言，内蒙古地区的西部沙漠戈壁地区与呼伦贝尔部分地区呈减少趋势，其余区域未来90a可能增加10%～20%，增加的高值中心位于赤峰及通辽南部附近。年际变化上，2011-2040年、2041-2070年和2071-2100年各时段30a的平均年降水量比气候基准时段增加10.7%、17.1%和14.1%。日降水量频率分布表明，未来发生强降水事件的次数可能增多。

以天文辐射理论模型、有关参数为基础，应用青海DEM模型，Angstrom气候学模式，通过天文辐射、大气透射率的计算，建立了青海高原月、年太阳总辐射栅格模型，模型估算平均相对误差7.40%，模拟效果较好；同时，应用模型估算了青海高原30a（1970-2000年）平均月、年太阳总辐射。结果表明，青海省太阳总辐射年平均值为6771.95MJ/㎡，空间分布不均匀。全省年太阳总辐射有3个高值区，1个低值区。高值区位于可可西里地区、柴达木盆地南部、大柴旦西部区域，低值区位于河湟谷地。全省月太阳总辐射地域分布差异较大、季节变化明显，5月和7月为峰值，12月为最低值。5、7、12月全省30a太阳辐射平均值分别为717.24、701.96、352.63MJ/㎡。

利用广东37个地面气象观测站1960-2009年逐月、逐年平均气温资料，运用线性倾向估计、MK突变检验等方法对近50a来平均气温变化的时空特征进行分析，以了解广东各地气温变化特征，为广东气候资源的合理开发利用提供依据。结果表明，广东年和四季平均气温自20世纪80年代开始上升，增加速率为0.20℃/10a（P＜0.05），四季中冬季气温上升对增温贡献最大，变化速率达0.34℃/10a（P＜0.05）。广东各地气温变化情况不一致，珠江三角洲及东南部沿海是广东升温最明显区域，增温速率为0.25～0.40℃/10a（P＜0.05），冬季增温速率更高，达0.43～0.55℃/10a（P＜0.05），同时，该地区发生增温突变的时间也较早，普遍出现在20世纪80年代后期；广东的北部地区温度变化较不明显，其中东北部偏北地区春、夏季甚至出现平均气温下降现象，除冬季外，其它季节增温突变检验结果不显著。

选用华中五省（河南、湖北、湖南、安徽、江西）20个全球交换站1959-2005年逐月云量观测资料，用EOF方法分析了近47a来华中五省总云量的年、季节变化规律及其地域分布特征，以期对气候模式开发和模拟研究提供参考，并为华中五省气候变化和农业生产区划提供数据支持。结果表明：近47a来，华中五省平均年、季总云量总体呈减少趋势。总云量变化地区差异较大，主要有2种典型时空分布。第一典型场中，年、季均为正值，且均由南向北呈现出低-高的差异，中心位于华中五省中偏北部地区。对应时间系数中，年、春、秋季1959-2005年总体呈明显波动下降趋势，可得出年、春、秋季总云量近47a呈减少趋势，夏季无明显变化，冬季变化趋势也不明显。第二典型场中，年、四季均大体以长江为界呈反向变化，对应时间系数以年际变化为主。

根据华东地区32个站点1951-2010年逐月降水量资料，在运用多窗口谱和小波分析方法对降水周期特征进行分析的基础上，利用太阳黑子、南方涛动等相关环流指数与降水序列进行交叉小波分析，探讨影响华东降水周期变化的主要因素。结果表明：华东地区的降水周期在年际和年代际尺度上都有所体现，其中以年代际尺度上的11.6～12.3a周期最为显著，其次为年际尺度上6.0a和4.0a的周期，且不同的周期信号对降水的影响存在阶段性。对华东地区降水周期特征影响较大的因子中，以太阳黑子的影响最为显著，主要体现在准12a周期活动上，其次南方涛动指数、西太平洋副高强度指数和南海副高强度指数对华东降水的影响也较为明显，在准12a和2～8a周期上都有所体现。

基于贵州全省气象站1961-2009年的逐日气温资料，计算了0～30℃每1℃范围内的活动积温（温度界限内积温），并针对其变化特征开展了分析研究。结果显示，温度界限内积温不仅能够反映活动积温在各个温度范围的分配状况，同时还包含温度持续时间的信息，是温度对时间积分的具体体现；贵州温度界限内积温随温度界限呈单峰曲线变化，峰值对应的温度界限全省平均为22℃，各站分别为17（威宁）～27℃（赤水、松桃、从江等），界限温度随海拔升高其递减率为0.51℃·100m-1；温度界限内积温峰值对应温度界限反映地区热量资源总量的同时，能够体现出热量分布的主要温度范围，可以为更加全面地了解热量资源特征提供参考。

森林生态系统CO2通量的研究已成为全球变化研究的热点之一。本文采用开路式涡度相关系统对小兴安岭天然阔叶混交林CO2通量进行为期1a的连续观测（2008年），分析了生长季（5-9月）CO2通量的变化特征。结果表明，在生长季，天然阔叶混交林系统的CO2通量变化范围为-0.46～0.42mg·m-2·s-1；最大吸收量出现在6月份的9：00，最大释放量出现在7月份的5：00。白天气温低于26.63℃时，碳吸收量随气温的升高而加大；但气温超过26.63℃后，则呈相反趋势。夜晚气温在13.50℃时的碳释放量最大。2008年整个生长季呈现白天碳吸收，夜晚碳释放的现象，总体表现为碳吸收，吸收总量为212.32g·m-2。

利用IKONOS高分辨率（1m）卫星遥感图，选定代表川中丘陵区特征的四川省金堂县为研究区域，选取冬水田-水稻田（PF）、油菜-水稻田（RR）和小麦-水稻田（RW）3种主要轮作制度下353块稻田为研究对象，于2005年5月-2006年5月对作物田间管理、作物产出、土壤理化性状及施肥情况，以及水质与气象等基础资料进行调查、测定和统计分析，利用DNDC模型模拟川中丘陵区不同轮作制度下稻田CO2排放情况。结果表明：PF、RR和RW 3种轮作制度下CO2年总排放量分别为：4102、7512和8111kg·hm-2，且RW和RR均显著高于PF，但3种轮作制度下单季作物的CO2排放量差异不大，RR处理的单季作物的CO2排放量最小，其年总作物产量居中，RW处理产量最高。PF水稻生长期和休闲期CO2排放通量分别为25.48和3.36kg·hm-2·d-1，水稻生长期是休闲期的7.58倍；RR和RW在水稻生长期CO2排放通量平均为23.32和25.21kg·hm-2·d-1，低于PF水稻生长期CO2排放通量，但差异未达到显著水平，而RR和RW非水稻生长期的CO2排放通量分别为19.34和20.96kg·hm-2·d-1，分别为PF休闲期的5.76和6.24倍。根际呼吸是土壤呼吸的主要部分，整个生长期PF、RR、RW的根呼吸贡献率平均为59.14%～62.96%。

根据近30a内蒙古自治区24个气象站小叶杨的物候观测资料，分析小叶杨春季萌动和秋季叶变色的物候特征，以更好地掌握农时变化，合理安排农牧业生产。结果表明,近30a来，小叶杨春季平均芽开放期有提前的趋势，全区平均提前速率为1.4d/10a，其中20世纪90年代出现提前的年次百分比最高，2000-2008年次之；秋季叶全变色期有推迟的趋势,全区平均推迟速率为3.0d/10a，其中2000-2008年出现推迟的年次百分比最高；小叶杨春季芽开放期与春季气温间存在显著的负相关关系（P＜0.05），秋季叶全变色期与秋季气温间呈显著的正相关关系（P＜0.05），即春季气温越高小叶杨芽开放越早，而秋季气温越高小叶杨叶全变色越迟。

基于甘肃省武威市气象局1980-2004年对多年生植物旱柳和中国槐物候期、1981-2008年对一年生植物春小麦和玉米发育期的观测资料，运用线性倾向估计法、膨化相关、SPSS统计软件进行逐步回归和方差分析，建立了关键〖JP2〗物候期的气候预测模型。结果表明：（1）在分析期内，多年生木本植物相同物候期最晚与最早出现日期相差达20～38d，一年生草本植物达11～30d，反映出物候期对气象条件年际变化非常敏感。（2）分析期内多年生植物春季多数物候期提前（线性倾向率-2.008～-3.246d/10a，P＜0.05），秋季物候期推迟（线性倾向率6.631～7.108d/10a，P＜0.01）。一年生植物的春、夏季物候期均有提前的趋势（线性倾向率-1.494～-4.122d/10a，〖JP〗P＜0.05），秋季物候期推后不显著。（3）从各物候间隔期变化看，多年生植物绿叶期延长速率为1.046～7.738d/10a，〖JP2〗营养生长期延长速率为0.877～8.454d/10a，干物质积累期延长速率为4.392～7.738d/10a，〖JP3〗秋季生长期延长速率为0.477～3.015d/10a。〖JP〗一年生植物春季营养生长期缩短速率为2.17～3.41d/10a，秋季生殖生长期延长速率为3.322d/10a。〖JP2〗（4）对多年生植物而言，平均气温、平均最低气温、平均最高气温和20cm、80cm、160cm地温是影响春、夏、秋季物候期的主要气象因子，温度越高春季物候期越提前，夏、秋季物候期越推迟。对一年生植物而言，平均气温、平均最低气温、平均最高气温和20cm、80cm、160cm地温也是主要影响因子，气候变暖，春、夏、秋季物候期均提前。

根据“发育生理日数恒定”原理构建设施番茄发育期与叶龄的动态模拟模型，利用2009年和2010年南京两个试验点的设施番茄品种（系）与播期、茬口试验及气象资料获取模型参数并检验模型。结果显示：所建发育期模型模拟的各发育阶段（出苗-定植、定植-现蕾、现蕾-坐果、坐果-成熟）模拟值与观测值之间的根均方差（RMSE）和平均绝对误差（ADe）分别为2.65d和3d、1.51d和1d、1.18d和1d、1.21d和1d；模拟全发育期时，RMSE值和ADe值分别为3.74d和3d，明显优于有效积温模拟模型的预测精度；利用叶龄动态模型模拟叶龄数时，RMSE值和ADe值都小于0.5片叶。说明本文所建模型可用于预测番茄的发育期和叶龄，并且具有较好适用性和可靠性，可为设施番茄生长模型的研究应用及数字化管理提供依据。

采用大棚加盖Mylar膜的方法，在大田条件下研究了烤烟不同生育期（旺长期、生理成熟期和工艺成熟期）减弱UVB辐射（相当于自然环境下强度的39.59%）对不同叶位叶片含水量（LWC）、比叶重（SLW）、光合色素、类黄酮（FV）和丙二醛（MDA）等的影响。结果表明，旺长期减弱UVB辐射对烟叶LWC影响较小，但可降低中、下部烟叶的SLW，生理成熟期和工艺成熟期减弱UVB辐射可降低中、上部叶的LWC，但可提高其SLW值。旺长期和生理成熟期减弱UVB辐射可降低中部叶的叶绿素a（chla）、b（chlb）含量，工艺成熟期减弱UVB辐射后中、上部叶的chla、b含量上升。旺长期和生理成熟期减弱UVB辐射降低MDA含量，FV和类胡萝卜素（car）变化与MDA基本相反。结果说明，旺长期较强的UVB辐射有利于提高烟叶的SLW，旺长期和生理成熟期较强的UVB辐射还可促进chl和car的合成，MDA的变化与FV和car有一定的关系。

利用宁夏引黄灌区所辖市(县)的11个气象站点1961-2009年的逐日温度数据，分析了当地北移冬小麦种植区各项温度指标的变化特征。结果表明：近50a来，宁夏引黄灌区1月极端最低气温的平均值为-19.8℃，冬小麦北移后比北移前升高了3.9%；1月的平均温度为-7.4℃，冬小麦北移后比北移前升高了12.8%，1月平均气温低于-9℃的年数减少了75%，说明宁夏引黄灌区北移冬小麦已经处于冬小麦种植北界内的适宜种植区；北移冬小麦生育期≥0℃积温平均值为1969.6℃·d，冬小麦北移后比北移前增加了11.1%，但无论冬小麦北移之前还是之后，宁夏引黄灌区冬小麦生育期≥0℃积温都能保证冬小麦正常生长；北移冬小麦越冬前≥0℃积温平均值为363℃·d，北移后比北移前增加了10.3%，接近华北冬小麦生长所需冬前≥0℃积温400℃·d的下限；越冬期负积温平均值为-586℃·d，北移后比北移前增加了22.3%，但仍然达不到华北冬性和强冬性品种安全越冬的越冬期负积温的下限。因此，适时早播和加强水肥管理以增加冬前≥0℃积温、培育壮苗和提高冬小麦的越冬存活率是保证北移冬小麦高产的关键技术措施。

利用河南省114个气象站点1971-2000年气候资料和台站地理信息，采用梯度距离平方反比法分别对棉花各发育期的平均气温、降水总量和日照时数等气候资料进行了网格推算。根据棉花生产的气候适宜度函数和不同生育阶段的参数，计算了棉花不同生育期内光、温、水的气候适宜度，采用相对权重法计算了综合适宜度。根据河南省棉花的农业气候区划指标，将全省划分为最适宜区、适宜区和次适宜区3个分区。区划结果显示河南省棉花最适宜种植区在豫北、豫东和豫西南等地，中南部是棉花种植适宜区，豫西丘陵、豫北山区及淮河以南地区是棉花种植的次适宜区。最后对各区域的特点及建议进行了评述。

利用北方冬麦区18个农业气象观测站1983-2005年气象资料和冬小麦生育期观测资料，采用统计分析方法，分析了该区域气象因素和冬小麦生育期变化特征，以及气候变化对生育期的影响。结果表明：1983-2005年，北方冬麦区降水量、日照时数和日较差的变化趋势不明显；而气温呈明显增加，以冬春季增加最为明显，最低气温的增幅较大；从总体上看，冬小麦播种期和返青期的变化趋势不明显，抽穗期和成熟期分别以0.46d/a和0.27d/a的趋势显著提前；在空间分布上，播种期和返青期的变化趋势差异不显著，而抽穗期和成熟期差异显著，特别是抽穗期表现出随纬度增加提前趋势变小的特点。相关分析表明：冬小麦关键生育期均表现为与日照时数和日较差呈显著正相关；与气温均呈显著负相关；除成熟期与5月降水总量相关性不显著外，其余均表现出显著负相关；从整体上看，最低气温升高是北方冬麦区冬小麦生育期提前的主要原因。北方冬麦区以气候变暖为主要特征的气候变化特征较为明显，其对冬小麦生育期的影响较为显著，研究结果可为北方冬麦区的农作物生产积极应对气候变化提供参考依据。

利用云南省耿马县2007-2010年新植甘蔗茎伸长量和同期气象资料，分析了气象因子对茎伸长的影响。结果表明，积温（Ta）、平均气温（T）、降水量（R）和日照时数（S）是影响甘蔗茎伸长的主要气象因子，前3者与甘蔗茎伸长量均呈显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）正相关，说明较好的雨热光照条件对促进甘蔗茎伸长有利。利用2007-2009年甘蔗茎伸长期旬积温、平均气温、降水量、日照时数和对应的生长天数（D），通过Richards函数对甘蔗茎伸长量进行拟合，建立了综合预测模型；用该模型对2010年逐旬茎伸长量进行预测，绝对误差为0.0～11.0cm（平均3.4cm），说明该模型具有一定的准确性与实用性。

以直角双曲线、非直角双曲线、渐进指数及修正直角双曲线等4种光响应模型为基础，结合CO2浓度和温度变化对冬小麦光合作用的影响，推导出4种植物叶片光合作用模型。分别利用长江下游冬麦区2个主栽冬小麦品种的田间试验资料，确定模型参数并对模型预测效果进行检验。结果表明，修正直角双曲线模型的预测效果最好，预测值与实测值相关系数（r）为0.925，均方根误差（RMSE）为1.666μmol·m-2·s-1。修正直角双曲线模型考虑了光抑制问题，从而能够更好地预测高光强情况下的冬小麦光合速率，因而最适于长江下游地区冬小麦光合作用的模拟。研究结果可为选择最佳的光合作用模型进行冬小麦生长模拟及产量预测提供参考。

环境减灾卫星是首个以防灾减灾和环境监测为直接应用目标的小卫星星座。本文尝试利用环减星HJ-1B上的CCD相机的红光和近红外波段计算归一化植被指数，用IRS光谱仪热红外波段反演地表温度，采用植被供水指数建立干旱监测模型。通过对2010年初广西隆林、田林、西林3县的干旱情况的遥感监测研究，结果表明：遥感干旱监测结果与旱情实况分布基本一致。说明该方法比较可靠，再加上环减星重访周期短、空间分辨率高，据此可以为广西抗旱救灾工作提供快速准确的信息服务。

利用新疆乌鲁木齐市和昌吉回族自治州16个气象站1961-2009年的逐日平均气温和最低气温资料，使用线性趋势分析、Mann Kendall检测以及基于ArcGIS的三维二次趋势面宏观地理因子模拟与反距离加权残差订正相结合的方法对农业气候热量要素的变化趋势、突变特性、各热量要素多年平均值及其突变前后变化量的精细化空间分布进行研究。结果表明：乌昌地区热量资源具有显著的区域性差异，年平均气温、7月平均气温、无霜冻期、≥0℃和≥10℃活动积温在空间分布上均表现为“平原高于山区、北部高于南部”的格局。受冬季逆温的影响，在山前倾斜平原至中山带，1月平均气温较北部平原和高山带高，而冬季负积温较北部平原和高山带少。在全球变暖背景下，近49a，乌昌地区年平均气温、1月和7月平均气温、≥0℃和≥10℃活动积温以及无霜冻期均有不同程度的升高或增多趋势，并于1973-2004年间先后发生了突变性的升高或增多，冬季负积温呈显著的减少趋势，并于1988年发生了突变性的减少，热量资源总体呈较明显的增多趋势。但各地热量资源的变化具有显著的区域性差异，突变后较突变前各热量要素增加量的空间分布总体表现为“平原多于山区，城市密集区多于周边地区”的分布格局。

基于湖南省97个常规地面气象台站1961-2008年逐日的日平均气温资料，对湖南复杂地形下日平均气温空间插值方法进行探讨。采用考虑海拔影响下的反距离法等6种空间插值方法进行500m×500m格距的小网格推算，对多种插值结果的误差进行了交叉检验，同时利用2007-2008年湖南省1215个自动气象站的观测资料进行误差检验，并对不同时间段、不同区域、不同地形下的各插值方法进行了对比分析。结果表明：各空间插值方法的计算结果基本接近，但是要避免使用易导致“牛眼”现象的IDWE等方法；在海拔高度500m以下时，除了SFE各方法误差接近，500m以上时，以IDWGE方法最优；在湘西山区以KRGE方法的空间插值较优，湘东山区以IDWGE方法误差最小。在冬半年以MRG方法误差小，夏半年以KRGE方法误差小。相对于传统的采用界限温度的初终日进行直接插值，对逐日平均气温插值后再推算界限温度的初终日，物理意义明确，计算结果更接近于实际值。研究结果可为湖南精细化农业气候区划提供高时空分辨率的网格资料。

干旱一直是制约四川盆地玉米生长发育和产量形成的主要因素。为评估四川盆地玉米生育期干旱状况，并为相关部门制定相应的防灾减灾措施提供科学依据，通过综合考虑降水量、同期作物需水量，利用基于水分亏缺原理的玉米干旱监测模型，对比分析典型年份干旱指数与相应干旱资料，确定了四川盆地玉米干旱等级指标，利用ArcGIS分析了近50a四川盆地玉米不同生育期、不同强度干旱发生频率的时空分布特征。结果表明：从不同生长阶段看，四川盆地玉米生育期干旱频率较高的时段主要为拔节-乳熟阶段，且发生面积最广。按空间分布特征把盆地划分为3大干旱区，其中大巴山以南、涪江及沱江流域在玉米全生育阶段出现干旱的频率最高，普遍都在50%以上。

针对综合气象干旱指数CI的“不合理旱情加剧”问题，采用线性递减权重方法计算近90d降水和可能蒸散，提出改进的综合气象干旱指数CI new，并从干旱过程描述能力、干旱频率及旱期相对少雨季节滞后特征方面，通过与CI相比较阐述CI new 的适用性特征。结果表明，（1）CI new 在无降水时段平稳下降，有效克服了CI的“不合理旱情加剧”问题，能够描述干旱发生、发展和结束过程的丰富细节；（2）CI new 的干旱频率与CI相比没有统计意义上的差异，但由于新的相对湿润度指数项MI 90 new 统计时段由原来的30d延长至90d，使CI new 能够刻画干旱频发开始月份（11月）相对于少雨时段开始月份（10月）的滞后效应。本文可为CI new 在国内其它地方推广应用提供参考。

马铃薯是临夏州主要种植作物，随着种植区域的扩展，马铃薯晚疫病危害程度呈上升趋势，已成为制约马铃薯产业发展的主要因素之一。传统的晚疫病预测预报技术参数主要来源于干旱山区，在川塬区和二阴区预报准确率较低。本文依据多个试验点连续3a的观测资料，研究得出2个较好的预测模型：临夏州干旱山区马铃薯晚疫病始发期（Y）与8月上旬降水量（X）之间呈显著负相关关系，其线性回归方程为Y＝9.1699-0.0153X（F=35.8＞F0.01），预测准确率达到100%；二阴区马铃薯晚疫病始发期与7月上旬温度（X1）、空气湿度（X2）呈显著负相关，其线性回归方程为Y=13.8180-0.1970X1-0.0403X2，预测准确率达到83%。

橄榄风险评估对其合理布局和防灾减灾具有重要意义。本文利用福建省橄榄种植区历年气象资料、橄榄种植面积、产量及其它社会经济资料，构建出由致灾因子危险性、承险体脆弱性以及种植区防灾减灾能力组成的极端气候对福建省橄榄产量影响风险指标体系；综合应用层次分析法、专家打分法和熵权系数法确定出风险评估指标权重；采用多指标综合评估法构建风险评估模型，以评估极端气候对橄榄产量影响的风险。结果表明：长乐市以南沿海低海拔橄榄种植区的极端气候对橄榄产量影响风险属轻度，主要原因是该区域致灾因子危险性较轻，脆弱性属轻度至中度，防灾减灾能力较高；重度以上的风险区域主要分布在尤溪县、上杭县、宁德市山区、福州内陆县(市)、莆田市西北部山区、安溪县西部、漳州市西部山区，主要原因是该区域的致灾因子危险性高，尤其以冻害危险性最大，同时防灾减灾能力也较低，部分县（市）种植面积大而导致脆弱性风险也加大；其余种植区的综合风险属中度。

2011年夏季（6-8月）全国平均气温较常年偏高，降水偏少，≥10℃积温多于常年。入夏初期，北方部分地区土壤缺墒，对夏播产生一定影响，但后期降水使缺墒状况及时缓解，对夏播作物幼苗生长有利；大部农区夏季热量充足，土壤墒情适宜，利于秋收作物生长发育和产量形成，但华北、黄淮、江淮等地出现阶段性阴雨寡照天气，对农作物生长发育不利。江汉东部、江南、华南北部、四川盆地东部等地出现大范围高温天气，部分玉米、水稻出现高温逼熟现象，同时高温少雨使部分地区旱情发生发展。