利用PRECIS区域气候模式在SRES（A1B、A2和B2）大气主要温室气体排放情景下的降尺度数据集和中国国家气候中心CMIP5数值气候模式模拟结果，确定两种不同模式格点在内蒙古10个产粮盟（市）农区的位置和分布，并计算各盟（市）小麦、玉米和马铃薯生长季80a（1961-2040）数值模拟的月气温和降水量。通过与各盟（市）过去50a（1961-2010）气温和降水量观测数据比较，确定了数值模拟的偏差，并利用模拟值与观测值之差对未来30a（2011-2040）的模拟数据进行偏差订正处理，订正后的模拟结果显示，与过去50a均值相比，内蒙古3种主要粮食作物生长季降水量在未来30a无明显变化趋势，气温呈普遍增加趋势，不同作物生长季气温增幅不一致。研究结果可为预估未来30a内蒙古主要产粮地区的气候条件和未来粮食产量变化趋势提供参考。

利用渭河流域16个气象站点1954-2008年近55a气象资料，采用线性回归、Mann Kendall检验、Pettitt及Morlet小波分析等方法，对渭河流域年及各季节平均气温的变化趋势、突变特征和周期性等演变规律进行分析。结果表明，（1）在95%的置信区间下，渭河流域年及各季节平均气温均表现为显著上升趋势，其中冬季气温上升最显著。（2）多年平均气温空间分布存在不均衡性，年平均气温以西安站为中心向外呈辐射递减。（3）年及各季平均气温存在明显的突变点，1993年为该流域大的气温转折年。（4）流域气温变化存在多个特征时间尺度，其中年平均气温具有3、7、23和55a左右的主周期，以55a左右周期相位变化最显著。除夏季外，其余季节与年平均气温相位变化时间尺度大体一致。研究成果可为分析渭河流域气候变化及其未来气候预测提供参考。

应用东北地区73个气象台站1961-2005年日最低温度和平均温度观测资料，分析持续低温指数(Consecutive Cold Day Index，CCDI)对温度变化的响应规律，探讨其对农业生产的可能影响。结果表明，研究期内东北地区年、季平均温度均呈上升趋势（P＜0.01），其中冬季增温幅度最大，夏季最小，2001-2005年夏、秋、冬季平均温度有所下降、年际变率增大；研究期内年、季CCDI值均呈减少的趋势，年际变率增大，不同季节CCDI降幅及年际变率差异明显，2001-2005年的年、季CCDI较1991-2000年有所升高；研究期内年、季CCDI的温度敏感系数皆为正值，说明年、季CCDI值随相应的年、季平均温度升高而下降；CCDI的温度敏感系数及CCDI与平均温度的相关系数均呈阶段性减小的趋势，但90年代中期以来又有所增加。虽然东北地区年平均温度升高、CCDI下降，但由于存在季节间差异，夏季热量条件并未得到很大改善，加之温度波动加剧、更晚熟作物品种的大量播种，致使低温冷害频繁发生，因此在东北地区栽种晚熟作物品种仍需谨慎。

氧化亚氮（N2O）是一种重要的温室气体，农田土壤是其重要的排放源。本研究利用温室气体自动测定系统，对华北平原春玉米农田尿素（U）、尿素添加10%双氰胺（DCD1）、尿素添加5%双氰胺（DCD2）、硫包衣尿素（SCU）和不施肥（CK）5个不同施肥处理土壤进行N2O测定，以分析双氰胺和硫包衣尿素对土壤N2O排放的影响。结果表明，（1）各处理N2O排放总量顺序为U＞SCU＞DCD2＞DCD1＞CK，各处理的排放系数在0.20%～0.71%，与单施尿素相比，DCD1、DCD2分别减少N2O排放59.5%、47.1%，硫包衣处理的N2O排放与尿素处理差异不显著，但两者的N2O排放均极显著高于添加DCD的处理（P＜0.01）。（2）排放高峰是伴随土壤孔隙含水量（WFPS）明显上升而发生的，各施肥处理N2O的排放通量与土壤WFPS呈极显著相关关系（P＜0.01）。（3）DCD2施肥方案每减排1tCO2-eq的同时可减少支出约178元，表明此方案可作为减少春玉米农田N2O排放的技术措施。

采用静态箱自动采样监测系统，对生长季内华北平原春玉米田在不同施肥处理下（尿素U、纳米增效碳铵NA、纳米增效尿素NU和不施肥CK）土壤N2O排放通量进行监测，以寻求在相同施氮量条件下既增产又能减少N2O排放的施肥措施。结果表明，不同施肥处理下N2O排放通量存在显著差异（P＜0.05），全生育期U、NU、NA和CK处理区的N2O排放总量依次为1.17、0.78、0.70、0.18kgN·hm-2，NA和NU分别比U减少了40%和33%的N2O排放；而玉米产量依次为NU＞NA＞U＞CK,与U相比，NU和NA分别显著高出11%和9%的玉米产量（P＜0.05）。可见，与施用尿素相比，在玉米产量显著增加的前提下，纳米增效氮肥具有明显的减排效果。

通过野外控制温度和降雨条件模拟气候变化，设计4种试验处理，研究对照(CK)、增温(+2℃，IR)、增雨(+120mm，W)和增温+增雨(IRW)处理对冷蒿(Artemisia frigida Willd.)不同部位(生殖枝与营养枝)营养元素吸收和分配的影响。结果表明：增温、增雨及其耦合作用对冷蒿不同部位营养元素的吸收和分配存在显著差异(P＜0.05)；与对照相比，增温效果不显著，而增雨显著影响冷蒿对N、K、Mg、Zn、Fe、Mn、Ni元素的吸收和分配(P＜0.05)；冷蒿不同部位对N、K、Mn吸收与分配比例存在显著差异(P＜0.05)，但是增温、增雨与不同部位之间无明显耦合作用。说明长期增温与增雨通过改变土壤水分、温度、养分状况和植物内在生长节律，直接或间接影响植物对营养元素的吸收和分配过程。

采用盆栽番茄的方式，根据氮肥类型和施用量，设置8种肥料处理（以纯氮计）：C1（有机肥，9.5g）、CU1（有机肥、化肥均为4.75g）、U1（化肥，9.5g）、C2（有机肥，19g）、CU2（有机肥、化肥均为9.5g）、U2（化肥，19g）、C3（有机肥，29g）、CK（不施肥料），分析各处理的土壤、番茄叶片和果实δ15N的变化，比较不同部位δ15N的差异。结果表明，（1）施用有机肥能显著提高土壤、叶片和果实的δ15N（P＜0.05），而施用化肥则显著降低其δ15N（P＜0.05）。纯有机肥（C1、C2、C3）处理番茄叶片和果实δ15N分别为6.02‰~12.75‰和4.69‰~8.24‰，纯化肥（U1、U2）处理为2.83‰~5.53‰和2.66‰~4.50‰，纯有机肥处理δ15N显著高于纯化肥处理。（2）番茄植株不同部位δ15N的比较结果为老叶＞新叶＞新茎＞果实＞老茎＞侧根＞主根，表明氮素由根部吸收经过茎的运输到达叶片和果实的过程中，15N逐步富集。（3）建议将利用氮稳定同位素技术鉴别番茄果实纯有机肥和纯化肥处理的δ15N的阈值设定为5‰，有机种植检测可以借鉴此法设定相应的临界值，以鉴别有机种植和非有机种植。研究结果表明通过氮稳定同位素技术可以区分植物中氮素的来源，从而得知作物生长过程中的施肥情况，为有机食品检测提供有效方法。

在实验室利用4个土槽分别施入复合化肥（CF）、普通有机肥（OF）、生物有机肥（BF）和不施肥（CK）来改变土壤中磷的基础含量，另取4个土槽在相应处理中配施相同的生物腐植酸，以15°角放入自制的降雨淋溶装置下进行试验，观测径流液中的全磷含量，以分析研究生物腐植酸对土壤和不同施肥条件下磷的转化效果。结果显示，施用复混肥、普通有机肥和生物有机肥降雨3h后，径流液中磷（P）流出量分别为不施肥处理（CK）的2.90、1.32和9.73倍，而相同处理配施生物腐植酸后，复混肥、普通有机肥、生物有机肥处理的径流液中P含量有增有减，分别为CK的7.09、2.32和5.00倍。表明在施用复混肥、普通有机肥的土样中加入生物腐植酸能够有效释放肥料中的磷素，使之转化为更利于植物吸收的可溶性磷，其转化率分别为0.76%和0.37%；而在施用生物有机肥的土样加入生物腐植酸反而抑制磷的转化，其转化率为-0.85%。不仅如此，加施生物腐植酸还能改变磷的转化进程，使CK和OF处理的磷含量峰值由出现在第3小时变为出现在第2小时，使CF处理的磷含量峰值由出现在第2小时变为出现在第1小时，加速了磷释放。由此可得，生物腐植酸能有效释放肥料中的磷素、使之转化为更利于植物吸收的可溶性磷并加速其转化进程。研究结果可作为推广生物腐植酸的依据和有关作物磷吸收研究的基础。

针对日光温室冬季夜晚温度低、作物易发生冷害等问题，设计了以水为蓄热介质的主动蓄放热系统。系统由集/放热装置、储热装置和控制装置等组成。白天进行太阳辐射热的吸收与储存，夜晚释放热量用于温室增温。试验结果表明，晴天条件下，主动蓄放热系统的集热功率为0.3kW/㎡，蓄热量为6.9MJ/m2；夜间放热功率为0.2kW/㎡，放热量为5.7MJ/m2，热利用效率为0.83，试验温室与对照温室的平均气温相差6.3℃；阴天及多云天气条件下，试验温室与对照温室的夜间平均气温相差4.6℃，表明主动蓄放热系统能有效改善日光温室夜间低温状况，进而保障蔬菜安全越冬生产。

利用Mini PAM叶绿素荧光仪测定离体栓皮栎叶片高温胁迫下光系统Ⅱ（PSⅡ）最大量子产量Fv/Fm和实际量子产量ΔF/Fm’，以研究栓皮栎叶片高温胁迫下PSⅡ失活的温度指标。试验设35～55℃共10个高温处理，处理时间5～85min。结果表明，（1）PSⅡ最大量子产量Fv/Fm和实际量子产量ΔF/Fm’均随胁迫温度升高和处理时间延长而呈下降趋势，ΔF/Fm’的下降过程呈Logistic曲线形式；（2）高温胁迫显著影响栓皮栎叶片的光合作用，ΔF/Fm’降低50%的温度T50是PSⅡ失活的临界温度指标，可作为确定高温胁迫温度指标的特征点，栓皮栎的高温胁迫叶温指标为42℃。研究结果可用于栓皮栎高温胁迫强度和持续时间的定量分析，并为确定其它作物农业气象指标提供方法。

以不同水分处理下的冬小麦为研究对象，通过基于红外测温技术的Jackson理论模式和Jones简化模式分别计算作物水分胁迫指数（CWSI），并以理论模式计算值为参考，对Jones模式反映华北地区冬小麦水分胁迫的表现进行初步分析。结果表明，两种计算模式得出的CWSI值与不同水分处理下的冬小麦根层土壤含水量均有较好的相关性，但Jones模式可更好地指示作物缺水状态，对叶片气孔导度的变化更敏感。根据研究结果初步确定了冬小麦高产条件下的CWSI阈值。本研究显示Jones简化模型能准确反映作物水分状态，并易于实现田间多点观测，可用于准确指导农田灌溉。

准确预报作物发育期是开展农业气象条件分析评估和灾害监测预警等工作的基础，利用河南省19个农气站1981-2006年夏玉米发育期观测资料和地面气象观测资料，建立综合温度、降水、日照三要素的气候适宜度评价模型，构建基于气候适宜度的夏玉米发育期预报生理指标及预报模型。利用2007-2010年观测数据对模型的预报结果进行验证，结果表明，各发育阶段持续日数模型的预报值与观测值吻合度较高，二者相关系数除抽雄-乳熟期稍低呈显著相关外，其它发育阶段均为极显著相关。各发育阶段持续日数预报值与观测值之间绝对误差(ABSE)在1.8～2.9d，标准误差(RMSE)在2.8～3.9d，七叶-拔节期预报精度最高，标准误差(RMSE)为2.8d，乳熟-成熟期稍差，RMSE为3.9d。模型的预报精度基本能满足业务服务的需求，具有推广应用价值。

利用河南省96个县1971-2010年的夏玉米实际产量资料，从产量灾损率角度，分析该区夏玉米灾损风险评估指标的分布规律，包括历年平均减产率、减产率变异系数、不同减产率风险概率和灾损减产风险指数，构建夏玉米产量灾损风险评估模型，对河南省夏玉米产量灾损进行风险区划。结果表明，各灾损风险评估指标在河南省夏玉米区分布具有明显的地域性和连片性，根据综合风险指数将河南省夏玉米区划分为高、中、低3类风险区，低风险区分布在豫北、豫东、豫中的华北平原地区和南阳盆地；中风险区分布在豫西北部丘陵地区和豫南雨养夏玉米区；高风险区包括新蔡、上蔡、平舆、沈丘和渑池等县区，此区夏玉米减产综合风险最高，抗灾性较弱。研究结果可对指导河南夏玉米生产趋利避害和防灾减灾提供参考依据。

利用内蒙古主要玉米种植区36个站点1981-2010年的气象和玉米产量资料，10个农业气象观测站的发育期资料及玉米品比试验资料，分析了5种熟性玉米品种正常年份的热量需求，确定各品种主要发育期平均出现日期和标准活动积温下限。采用相对活动积温距平（TXJ）计算方法，统计了近30a各站主要发育期的TXJ，以TXJ负值和减产率的关联性为基础，确定各品种一般低温冷害和严重低温冷害的TXJ阈值监测指标。36个站近30a的回代检验和24个典型年分析表明：冷害发生与减产的吻合率随生育进程呈增加的趋势，在吐丝-乳熟期最高，达到69%，乳熟-成熟期次之，为67.1%；晚熟品种吻合率高于偏早熟品种，严重冷害（76.6%）高于一般冷害（57.2%）；典型年判断准确率平均为95.8%，吐丝期以后达到100%；吐丝-乳熟期是冷害发生最敏感的时期。该指标综合反映了生长季各阶段低温累积效应和高温补偿效益，农学和生物学意义明确，可在内蒙古低温冷害监测业务中推广应用。

利用1990-2010年海南荔枝产量和气象资料，采用线性滑动平均、回归分析、信息扩散等方法，构建荔枝的理论收获面积模型和气象灾害指数，实现了寒害与其它气象灾害减产率的分离，并建立产量风险评价模型，结合地区间荔枝种植规模风险的差异，对海南荔枝寒害综合风险进行区划。结果表明：海南荔枝产量风险较高的区域主要分布于北部和中部，西北部相对较低，南部、东部和西南部沿海地区最低。种植规模风险较高的地区主要分布在中部、北部和东部。综合风险较大的地区呈带状分布，高风险区集中在中部和北部，其中海口、琼中和五指山风险最高，澄迈略低，东部、西部和南部的沿海地区风险最低。区划结果较好地反映了海南荔枝寒害风险分布的实际情况，可为荔枝合理布局、防灾减灾提供科学依据。

根据生产优质冰葡萄酒对原料冰葡萄的品质要求，针对其对采收期气温需-13～-8℃的气候条件，将日最低气温稳定通过-8℃初日作为冰葡萄适宜收获开始日期，利用辽宁省桓仁县1953-2010年逐日最低气温和相关气候资料，运用相关分析、模糊隶属度函数法和回归分析方法，建立日最低气温稳定通过-8℃初日模糊隶属度函数集和多元回归方程，以预测冰葡萄适宜收获开始日期。经历史资料回代验证，应用模糊隶属度函数集预报模型，其历史符合率为88%，应用多元回归方法预测模型，其历史回报正确率为86%。表明运用两种方法相结合预测冰葡萄适宜收获开始日期其准确性较高，可以指导冰葡萄的适期采收，研究结果可为冰葡萄采收和冰酒生产提供气象依据。

将天水蜜桃相对气象产量与开花坐果期＜0℃日最低气温、地表＜0℃日最低地温及其相应持续时间等相关气象因子进行逐步回归统计，得出该期霜冻灾害的主要气象风险因子为＜0℃极端最低气温和地表＜0℃最低地温与其持续日数之积，两因子影响权重分别达12%和88%。将其作为蜜桃开花坐果期霜冻灾害的主要致灾风险因子创建模型，计算灾情指数（Pki），并以此作为灾害评估指标，对1991-2010年天水蜜桃开花坐果期霜冻灾害进行综合评估，分别与产量实况等级和霜冻灾害灾情调查等级进行对比分析，除2001、2005年外，其它年份实况与评估均完全一致，评估准确率较高。研究结果对有效应对天水蜜桃开花坐果期霜冻风险，提高蜜桃产量和品质具有指导意义。

为了适应都市型现代农业服务需求和提高农用天气预报的服务能力，应用IDL语言、Flex+Java组合技术、ArcGIS制图技术及网络技术研制了北京都市型现代农用天气预报服务系统，并投入初步应用。系统研制结果和应用表明，系统针对北京都市型现代农业特征，包含了北京主要大田作物、特色林果、设施作物等12种作物上百种农事活动预报内容，具有专业化和针对性；系统采用了农用天气指标判别方法和农用天气指数诊断模型，在时间上可以开展未来1～7d的逐日滚动预报，在空间上可以做到乡镇级和3km格网级的农用天气预报，体现了都市型现代农业服务的精细化；系统运行面向省级和区县级业务人员，采用管理和应用访问（基于B/S结构）分离的设计策略，具有数据定时解析、指标库管理、产品图文制作、预报结果订正、用户分发及预报结果以GIS空间方式显示等功能，有力提升了北京农用天气预报业务的客观化、自动化水平及业务产品质量，可为国内农用天气预报技术向专业化和精细化发展提供参考。

2013年夏季（6-8月），全国大部地区气温正常或偏高1～2℃，光照正常或略偏多，南方大部降水正常，北方大部降水明显偏多；夏季主要农区光温水条件匹配良好，大部时段农田墒情适宜。不同地区发生了台风、病虫害和阶段低温等灾害，但对农业生产影响不大，气象条件总体利于大部地区秋收作物旺盛生长和产量形成。东北地区和华南沿海等地暴雨洪涝、长江中下游地区高温伏旱，对区域农业生产造成一定不利影响。