利用1953-2011年共59a的长序列降水资料，采用Morlet小波和Mexican Hat小波变换，分析滨海滩涂地区东台市年降水量及各季节降水量的多尺度周期振荡特征和演变趋势。两种小波分析的综合比较表明，Morlet小波在揭示滨海降水序列周期细节特征和提升主周期特征的显著性水平方面更具优势。研究结果表明，滨海滩涂地区降水量变化以年代际尺度为主周期，其中夏季降水与年降水周期均具24a、16a和9a的第一、二、三主周期，春、秋和冬季降水主周期则分别为16a、23a和17a；研究区降水量在年代际尺度上的周期特征与江淮地区降水量的整体特征一致，但是滨海地区地理位置的特殊性使其降水量在年际尺度上的周期振荡显著水平较低；根据研究区降水量在年代际尺度主周期上的振荡特征，预测研究区未来8～12a的年降水和夏季降水，未来8a的春、冬季降水，未来11～12a的秋季降水均可能呈整体偏少趋势。研究结果可拓展小波分析的适用机制理论研究领域，对滩涂围垦和气候变化背景下的滨海地区气候变化研究以及农业稳定发展提供理论依据。

采用反距离加权法（IDW）、普通克里格（OK）、协同克里格（CK）、微地形多元回归+残差分析法（M AMMRR）和改进的M AMMRR法（I AMMRR）进行甘肃省1970-2011年均降水量、降水趋势的空间插值与交叉验证分析，并进一步分析降水量时空变化。结果表明：（1）在建立气候要素与经纬度、海拔高度等回归关系的同时，考虑坡度和坡向等微地形因子并结合OK法进行残差分析的IAMMRR插值方法能够显著提高降水量的模拟精度，最适于干旱半干旱区域。（2）甘肃省近42a年均降水量呈东南向西北递减的分布规律，气候带相应地由湿润区过渡为半湿润区、半干旱区至干旱区。其中，干旱区面积最大，占全省面积的43%。（3）近42a来，除祁连山地、河西走廊中东部、北山山地部分地区外，甘肃省年均降水量均呈减少趋势，其中夏季呈减少、冬季呈增加、春秋季降水量变化趋势呈地域性分布。研究结果细化了甘肃省降水资源的分布状况，可为农业结构调整，发展特色农业、精细农业提供依据。

于2010年5月-2011年12月在祁连山北坡夏季牧场的高寒杂草类草甸进行生物量监测，并利用密闭箱-气相色谱法进行土壤呼吸观测，以探讨不同牧压梯度下生态系统呼吸、土壤呼吸及碳汇强度的变化。结果表明，(1）生态系统和土壤呼吸速率与5cm日均地温具有极显著的指数关系（P＜0.01），轻牧、中牧和重牧条件下生态系统呼吸对温度的敏感性系数（Q10）分别为4.28、4.16和4.43，土壤呼吸的Q10分别为3.33、3.24和3.44；（2）生态系统呼吸和土壤呼吸均表现出冬季低，夏季高。轻牧、中牧和重牧梯度下生态系统年呼吸碳量分别为854.64、909.79和811.70g·m-2·a-1，而土壤呼吸碳量分别为564.24、606.92和534.56g·m-2·a-1。各牧压梯度下生态系统和土壤的年总释放碳量均无显著差异；（3）随着放牧强度增大，净初级生产碳量（分别为766.65、707.75和570.36g·m-2·a-1）和生态系统碳汇能力（分别为351.93、261.68和177.46g·m-2·a-1）逐渐减弱，但均表现为强碳汇区。研究结果可为了解青藏高原高寒杂草类草甸碳循环特征提供依据。

   通过田间试验，采用静态箱-气象色谱法研究生物炭添加对华南早稻田甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）排放的影响。试验设对照（CK），BC1、BC2、BC3（土壤中分别混入5、10、20t·hm-2生物炭）、RS（稻草直接还田）和RI（稻草加腐熟剂还田）6个处理。结果表明，与CK、RS和RI相比，生物炭处理能降低稻田CH4和N2O排放量及排放强度，综合排放强度最低的为BC3处理，值为0.98kgCO2eq·kg-1。在本实验的处理范围内，生物炭添加量越高，CH4平均排放通量及其季节排放总量越低，最低值分别为22.11mg·m-2·h-1和93.21kg·hm-2；N2O排放通量和季节排放总量则随生物炭添加量的增加呈上升趋势，最高值分别为285.65μg·m-2·h-1和1.07kg·hm-2，但依然小于对照处理（368.13μg·m-2·h-1和1.13kg·hm-2）。此外，试验发现高用量的生物炭（即BC3）处理水稻产量最高，值为7152.58kg·hm-2。综合分析各处理，BC3对减缓温室效应和稳定水稻生产贡献最大。

利用开放式大气CO2浓度富集系统（FACE）试验平台，研究了CO2肥效作用与水分条件互作关系，以期明确水分条件对CO2肥效的影响。试验设高CO2浓度（550μmol·mol-1）和正常大气CO2浓度（400μmol·mol-1）、高水分条件（75%田间持水量）和低水分条件（55%田间持水量）的交互处理，观测冬小麦叶片光合参数、蒸腾作用、干物质积累以及产量构成的变化。结果表明，CO2浓度升高显著降低了冬小麦气孔导度和蒸腾速率，但同时又提高了叶片净光合速率、水分利用效率和植株生物学产量，对冬小麦的生长发育和产量形成具有明显的促进作用。在低水分条件下，高浓度CO2对气孔导度和蒸腾速率降幅高于高水分条件处理，对净光合速率、水分利用效率、干物质积累以及植株产量的提高幅度也强于高水分条件处理。研究结果表明CO2浓度升高可能在一定程度上缓解水分不足对冬小麦的胁迫程度，CO2肥效作用在低水分条件下表现更明显。

在大田试验条件下，基于开顶式气室和遮荫网装置，设置CK（自然臭氧和太阳辐射）、T1（100nL·L-1臭氧+40%CK太阳辐射）、T2（100nL·L-1臭氧+60%CK太阳辐射)、T3（100nL·L-1臭氧+80%CK太阳辐射）、T4(100nL·L-1臭氧+100%CK太阳辐射）5个处理组，对孕穗期冬小麦叶片气体交换参数、叶绿素（chl）、抗氧化系统酶活性等进行测定。结果表明，（1）臭氧胁迫造成冬小麦叶片光合速率下降、胞间CO2浓度增加，叶绿素（chl）、类胡萝卜素（Car）含量减少；臭氧+遮荫处理后，叶片净光合速率加速下降，但可缓解叶绿素含量、Car含量的下降。说明两种情况下叶片光合速率的下降都是由非气孔因素引起的。（2）臭氧胁迫使叶片中的可溶性糖显著升高、可溶性蛋白明显降低、总游离氨基酸明显升高；臭氧+遮荫处理后，叶片中的可溶性糖不再增加，并随着遮荫程度的加重而下降，可溶性蛋白含量继续下降而总游离氨基酸含量继续增加。说明植株代谢从臭氧胁迫下的碳代谢为主转为臭氧+遮荫下的氮代谢为主。（3）臭氧胁迫使叶片中丙二醛（MDA）含量、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性均升高；臭氧+遮荫处理后，叶片中MDA明显下降，CAT、POD、SOD含量均明显升高，说明高浓度臭氧环境下，叶片通过增强抗氧化酶活性以提高活性氧自由基（ROS）的清除能力，但由于不能完全清除，造成膜质过氧化程度加剧从而加速植株衰老，太阳辐射减弱会在一定程度上减缓臭氧对植株的伤害。

马铃薯是内蒙古的优势作物，其生长和产量主要受水分条件的制约。研究内蒙古降水量分布和马铃薯需水规律，可为马铃薯生产合理布局、合理用水以实现稳产提供依据。利用内蒙古1961-2010年46个气象站点的逐日气象资料计算分析了内蒙古马铃薯生育期有效降水量及分布、马铃薯生育期蒸散量和不同年型下马铃薯的灌溉需水量。结果表明：内蒙古马铃薯生育期有效降水量为25～240mm，时空分布不均匀，地区间差异大；马铃薯生育期蒸散量为300～700mm，400mm等值线从呼伦贝尔北部开始，穿过锡林郭勒盟的北部，向东到兴安盟。内蒙古地区马铃薯灌溉需水量由东到西有逐渐增大趋势，需水量等值线呈经向分布。1500m3/hm2等值线在内蒙古东北部，等值线以东的呼伦贝尔市、兴安盟的北部地区有效降水基本能满足马铃薯需求，正常年无需灌溉，适合马铃薯大面积种植；内蒙古西部和北部降水资源不足以支撑马铃薯生产，不适合马铃薯种植。歉水年降水量少、蒸散量大，马铃薯灌溉量比平水年平均增加40.4%。

以2010-2011年安徽宣城两个水稻品种（两优6326，南粳44）3个播期（5月5日、15日、25日）水稻生长发育观测数据为基础，结合当地气象、土壤等数据，将2010年数据作为校准数据对ORYZA2000模型进行参数校正，调试决定作物基本参数，以2011年数据作为检验数据，对水稻生育期、叶面积指数、生物量及产量等指标进行模拟并将结果进行统计验证与评价。结果表明，对水稻生育期发育速率的模拟显示，两优6326的大部分生育期发育速率稍高于南粳44，第三播期两优6326基本营养阶段及生殖生长阶段的发育速率最大，第三播期南粳44穗分化阶段的发育速率最小；水稻生育期模拟值均比实测值小，其差异为2～7d。生育期长度的归一化均方根误差（NRMSE）为3.4%～7.5%；两组数据所得地上总生物量的NRMSE为16%～22%、绿叶生物量的NRMSE为20%～25%、茎生物量的NRMSE为17%～21%、穗生物量的NRMSE为19%～25%、叶面积指数的NRMSE为24%～26%，其总生物量及产量的NRMSE分别为6%～13%和5%～14%。模拟结果表明ORYZA2000模型可以通过校准作物参数，较准确地模拟水稻发育期、发育速率及其生物量的动态积累过程。

小油桐是生物柴油的优质原料之一，经济和生态潜力突出，其生长对气象条件的依赖性强，为避免盲目引种，本研究以贵州85个气象观测站1961-2009年的气候资料为基础，结合野外小油桐实地观测资料，采用农业气象分析方法和地理信息系统(GIS)技术，对小油桐进行气候适宜性区划。利用年均温＞10℃积温、日照时数、极端最低温度及最冷月平均气温等指标确立了贵州省小油桐气候适宜分区标准。依托GIS技术空间分析功能，运用气候资源推算模式进行网格距为100m×100m以及精确到贵州乡(镇)的精细化气候区划，将小油桐种植划分为适宜、次适宜和不适宜气候区域。小油桐气候适宜生长区主要分布在南北盘江沿线，次适宜区主要分布在贵州省内中亚热带地区，不适宜区主要分布在黔中及黔北大部，研究结果可为贵州未来小油桐生产安全布局提供科学依据。

以粳稻、籼稻和不育系3个类型10个水稻品种为试验材料，观测其逐日开花率和逐时开花率、每日始花穗数和开花总颖花数。利用正态分布函数模拟单穗理论开花率，并考虑温度、湿度、降水量、日照时数对开花率的影响，建立了开花率差值的逐步回归方程，进一步估算群体开花量的动态变化。结果表明，水稻的花期、花时性状主要由品种的遗传特性决定。粳稻的开花率峰值最明显，出现时间为11：48-12：22，开花历期较长，平均为7.7d；籼稻的峰值出现时间为9：36-10：53，开花历期平均为6.0d；不育系的开花率峰值不明显，开花历期平均为7.0d。研究同时表明，气象条件会改变水稻的开花习性，使逐日和逐时开花率相对差值分别在-16.85%～28.78%和-66.88%～95.03%的范围内波动，其中籼稻和不育系对气象条件的变化敏感程度较高，多数品种的开花率差值与温度、湿度的相关系数通过了0.05或0.01水平的显著性检验。因此，考虑气象条件对开花率的影响，可明显提高单穗开花量的拟合效果，有助于完善群体开花量模型。研究结果对掌握水稻开花生物学特性、了解气象条件对水稻开花习性的影响以及为水稻杂交育种和雄性不育系研究提供依据具有积极意义。

基于江汉平原武汉、荆州农业气象试验站双季早、晚稻及单季中稻多年田间试验数据和同期逐日气象数据，在利用GLUE参数估计模块结合“试错法”对模型参数标定基础上，对CERESRice模型叶面积指数及生物量动态、发育期、成熟时地上部生物量、产量等的模拟能力进行了验证。结果表明，模型对水稻发育期模拟较好，开花期和成熟期的模拟误差在3d以内，其中对感光性较弱的早稻模拟最好，感光性较强的晚稻模拟最差；生育期内叶面积指数和生物量动态模拟良好，一致性指数分别达0.98和1.0；模拟产量和地上部总生物量的相对均方根误差分别为8.72%和5.91%，总体效果较好，其中生殖关键期遭遇寒露风的晚稻产量NRMSE为11.16%，模拟效果偏差。说明CERES Rice模型在无明显异常天气条件下对江汉平原地区水稻模拟具有较好的适应性，CERES Rice模型可为江汉平原水稻生育期预测提供技术支撑，在考虑极端天气条件胁迫产量形成过程的基础上，可应用于该地区气象影响评价及产量预报业务。

利用四川省159个站点1960-2010年逐日降水量、日平均气温资料和水稻生育期资料，分别将降水距平百分率、相对湿润度指数作为干旱指标，分析四川省水稻分蘖期、拔节-孕穗期和抽穗-扬花期不同气候干旱等级发生概率，构建水稻气候干旱灾害风险模型，评估四川省水稻分蘖期、拔节-孕穗期和抽穗-扬花期以及全生育期的气候干旱风险。结果表明，四川省水稻气候干旱风险较高的生育期主要是拔节-孕穗期和抽穗-扬花期，利用降水距平百分率和相对湿润度指数得到的风险区划结果存在一定差异，但其风险分布趋势相近。从水稻全生育期看，风险较高区域主要集中在四川盆地和四川西北部部分地区，川南地区发生干旱的概率较小。研究结果有利于降低干旱对水稻生产造成的损失，为水稻干旱评估和制定防灾减灾措施提供科学依据。

采用水稻生长发育和产量形成气象影响模式计算出的东北三省1961-2010年水稻空壳率作为判定障碍型冷害的基础资料，利用累积距平曲线和小波分析等方法分析近50a东北三省水稻孕穗期障碍型冷害空间分布特征及时间变化规律,以期为预测水稻孕穗期障碍型冷害提供依据。结果表明，东北三省水稻孕穗期障碍型冷害主要发生在吉林东北部和黑龙江东南部。吉林冷害的阶段性变化表现为1972年以前多发，1973-1981年少发，1982-1985年转入多发，1986-2001年少发，2002年开始转入一个新的多发阶段；黑龙江省冷害的阶段性变化与吉林省较相似；辽宁省冷害的阶段性变化不明显。黑龙江和吉林的冷害分别存在24a、16a和24a、8a左右的准周期变化，辽宁无显著的准周期。进入21世纪后，东北三省水稻孕穗期障碍型冷害明显增多。综合各时间尺度周期外推结果，黑龙江和吉林水稻孕穗期障碍型冷害目前的多发趋势将维持到2016年前后，辽宁的趋势不明显。

根据山区实际观测气温资料和枇杷相应低温受害减产情况调查结果，确定福建枇杷低温受害减产的临界温度为-1.0℃（百叶箱内），并通过对比枇杷主产区所在乡镇自动气象站与市（县）气象观测站的温度资料，进一步确定枇杷低温害的实际临界温度为3.0℃。在此基础上，根据福建省1992-2009年冬季逐日气象资料和枇杷相对气象产量，确定枇杷低温害致灾因子为极端最低气温、≤3.0℃低温害温度累积值、≤3.0℃低温日数之和以及≤3.0℃低温害最大持续日数。利用主成分分析对4个致灾因子进行综合简化,得到枇杷低温害评价的综合气候指标，结合相对气象产量确定指标分级。通过对莆田市资料进行试算，低温害综合气候指标与枇杷相对气象产量间呈显著负相关关系（P＜0.05）,研究结果对评价福建省枇杷低温受害程度具有实际参考价值。

利用宁夏23个气象站1981-2010年日最低气温观测资料，借助数理统计和空间分析方法，从气候致灾的角度，对宁夏霜冻发生范围、频率、强度及致灾因子危险性特征进行分析。结果表明，近30a来宁夏霜冻发生范围呈缩小趋势，且轻霜冻发生范围明显大于中霜冻和重霜冻；轻霜冻发生频率普遍较大，各地差异不明显，中霜冻和重霜冻发生频率小且空间差异明显；霜冻发生强度区域性明显，其中，轻霜冻和中霜冻强度指数呈中北部偏小、南部和北部偏大的趋势，重霜冻强度指数普遍偏小；宁夏霜冻致灾因子危险性南部普遍高于中北部，其中，隆德、兴仁等地是霜冻致灾因子危险性较高的区域，中北部大部地区处于低或次低危险区。研究结果作为霜冻风险研究的基础，可为区域防灾减灾提供重要依据。

利用湖州国家基本气象站1961-2011年能见度、相对湿度和天气现象资料，采用一日3个时次（T1）和4个时次（T2）分别取平均值作为日均值两种方案重建湖州霾日气候数据，对比后选择最优重建结果对近51a湖州霾日变化特征进行分析。结果表明，（1）以日均值法重建的霾日气候数据具有一定的参考性，其中T1的霾日数据序列分布均匀，更符合天气现象的变化规律，且与人工记录相关显著，吻合度高。（2）近51a来湖州总霾日上升趋势明显，各等级霾日也均呈上升趋势，尤以重度霾日上升显著。（3）总霾日和各等级霾日均为冬季最多，夏季最少，四季霾日均呈增加趋势，其中秋季上升趋势最明显，冬季次之，夏季最慢。（4）总霾日和各等级霾日月际变化均呈“V”字分布，其中12月霾日最多，7月最少；各月霾日均为上升趋势，10月上升最显著。研究结果有利于避免直接利用地面观测记录研究霾而产生缺乏连续性和可比性的问题，可为科学认识霾提供依据，也可为生态建设和大气环境治理提供参考。

通过田间模拟UVB辐射增强，并采用FieldSpec ProFR光谱仪进行田间观测，对UVB辐射增强20%(U)条件下免耕(Z)和深耕(C)两种耕作方式对冬小麦冠层反射光谱和一阶导数光谱的影响进行研究，试验以无UVB辐射增强 (N)为对照，共设4个处理，分别为ZU、ZN、CN、CU。结果表明，冬小麦冠层光谱能有效监测UVB辐射增强和两种耕作方式的复合作用。各处理间小麦冠层反射光谱的差异主要体现在近红外高台，灌浆期是最佳监测生育期。在灌浆期，U处理导致小麦冠层光谱近红外高台反射率明显降低，Z处理的近红外高台反射率明显低于C处理，且其受U处理的影响小于C处理，表明免耕具有延缓叶片衰老的作用。进一步采用一阶导数光谱分析发现，各处理在开花期和灌浆期均有显著差异。U处理导致红峰高度在灌浆期显著降低。Z处理的红峰高度明显低于C处理，红边位置比C处理偏红，并出现多峰情况。在未来UVB辐射增强情景下，研究结果可为不同耕作方式下冬小麦采用冠层光谱进行无损检测的可行性提供理论参考。

利用橡胶林第一蓬叶变色-稳定期环境遥感影像作为遥感信息源，根据橡胶林这一时期特有的影像特征，通过监督分类方法实现对西双版纳橡胶种植分布区信息的提取，解决了监督分类时树龄、品种和耕作制度造成的光谱差异问题;监督分类前利用NDVI阈值对非提取目标进行剔除，有效减少了分类数和工作量。分析表明，本次提取精度达到976%，较好地反映了西双版纳橡胶种植分布情况，同时对国产卫星的推广应用具有良好的示范作用。

2012/2013年冬小麦生育期内，主产区热量充足，降水接近常年，光、温、水匹配较好，利于冬小麦生长发育和产量形成；但西南部分麦区出现冬春连旱，产量形成受到影响。油菜生育期内，主产区大部光热条件较好，大部时段墒情适宜，日照略少，低温阴雨寡照和冰冻等农业气象灾害轻于上年，气象条件基本有利油菜生产。