利用全国508个气象站点1961-2010年地面气象观测资料，采用气候倾向率和GIS方法研究了近50a全国尺度热量资源分布，并比较分析1961-1980年（Ⅰ）和1981-2010年（Ⅱ）两个时段的热量资源变化特征。结果表明：全国热量资源分布不均匀，总体特征为南多北少，东部主要受纬度的影响，西部则受地形影响。与时段Ⅰ相比，时段Ⅱ平均温度0℃、10℃和15℃等值线均存在北移现象；日平均气温≥0℃和≥10℃的持续日数平均增加5.5d和4.7d；日平均气温≥0℃和≥10℃积温分布和变化趋势相似，华南地区5500～6100℃·d（≥0℃积温）和5300～6500℃·d（≥10℃积温）积温带面积分别增加5.32×10.4km和1.92×10.3km。1961-2010年，平均温度气候倾向率为0.27℃/10a，增暖趋势显著，且北方增暖趋势较南方明显；最低、最高温度气候倾向率分别为0.37℃/10a和0.21℃/10a。≥0℃积温和≥10℃积温增加趋势大体一致，约为70℃d/10a。近50a，全国热量资源（平均温度、最高、最低温度和积温）呈增加趋势，且最低温度变化幅度高于最高温度，对气候增暖起主要作用。气候增暖将对农业生产的空间分布产生影响，使基于原来指标和气候确定的农业气候区划边界与当前气候现实存在偏离，研究热量资源的分布和变化对合理利用热量资源，确定合适的农业气候指标和作物种植区域具有指导意义。

利用区域气候模式PRECIS（Providing Regional Climates for Impacts Studies）输出的SRES A1B情景的日平均气温资料，预估2011-2100年贵州省稳定通过10℃的农业热量资源变化趋势。结果表明：A1B情景下，2011-2100年贵州省≥10℃初始日期明显提前，终止日期明显延后，持续天数和积温显著增加，热量资源的增加趋势东部高于西部；相对气候基准时段，未来90a的初始日期在毕节、六盘水和黔西南地区提前幅度最大（16～18d），终止日期在大部地区延后14～19d，持续日数在西部增加31～38d，东部增加23～30d，而积温在整个贵州预计升高878～1162℃·d；至2080s时段，4000℃·d等值线预计将从气候基准时段的仁怀—开阳—龙里—普定—晋安—兴义一线向东位移至高海拔地区威宁、赫章境内，而6000℃·d等值线预计将从南、北两方向逐步向贵州中部推进，2080s时段北部等值线将位移至仁怀—遵义—凤岗—沿河一线，而南部将位移至安龙—六枝—惠水—瓮安—雷山—三穗—铜仁一线。

以鲁西南地区9种木本植物为研究对象，采用统计分析方法研究其物候期对气候变暖的响应规律。结果表明：（1）研究区气温呈上升趋势，尤以冬季升温最显著，在春、秋、冬季及年际水平的气温变化中，平均最低气温的上升趋势明显高于平均气温和平均最高气温。（2）随着气候变暖，木本植物春季物候期普遍提前，秋季物候期推迟，其中旱柳的整个物候期及毛白杨和榆树的春季物候期均呈极显著提前（P＜0.01），榆树的落叶期和梧桐的叶全变期和落叶末期呈极显著推迟（P＜0.01）。（3）春季物候期与前1～2个月平均气温及年平均气温呈负相关，秋季物候期主要与其前2旬的平均最低气温呈正相关。9种木本植物中，旱柳对气候变暖的响应最明显，其次是毛白杨和榆树，合欢和梧桐对气候变暖的响应则较迟钝。研究结果可为气候变暖背景下城市绿化及农时预报提供参考。

氧化亚氮（N2O）是重要的农业源温室气体，菜地土壤施肥量高、施肥次数多，且肥水同期，是重要的N2O排放源。采用室内培养实验，测定在70%田间持水量条件下菜地土壤施用铵态氮肥后3周内N2O排放动态，利用不同气体抑制剂（低浓度乙炔、纯氧、纯氦、纯氧+乙炔）对N2O排放过程抑制效果各不相同的特点，经合理组合计算得出自养硝化、硝化细菌的反硝化、生物反硝化等主要过程对土壤N2O排放的相对贡献及其动态，以探索菜地土壤施用铵态氮肥后土壤N2O排放的来源及动态。结果表明，（1）在70%田间持水量条件下，菜地土壤施用铵态氮肥后2d内（48h内）的N2O排放通量最高，为314.4ngg-1d-1，到第4天时N2O排放通量已迅速降至前两天的1/6，且随培养时间的延长其排放通量不断降低。（2）自养硝化作用是菜地施用铵态氮肥后N2O排放的主要来源，施肥培养后2周内的贡献率在50%以上，2周后其贡献率降至40%左右。（3）硝化细菌的反硝化作用对N2O排放的贡献主要在施铵氮后2d内，其贡献率达44%，之后其贡献率一直保持在14%～27%。反硝化作用对N2O排放的贡献随着土壤中铵态氮含量的下降和硝态氮含量的升高而逐渐从开始时不到1%增至30%，但由于施肥培养2周后N2O的排放通量绝对数值很低（仅为施肥后2d内排放高峰的1/20），故其对N2O排放的贡献有限。土壤N2O排放通量及其来源与土壤中铵态氮和硝态氮含量的动态变化密切相关，施用铵态氮肥后土壤短期内呈现酸化趋势。因此，合理控制硝化作用是有效控制菜地土壤N2O排放的关键措施。

利用自动甲烷潜力检测仪（AMPTS），在35℃条件下，设置TS2%、TS6%、TS10%和TS14%共4个总固体浓度的猪粪水进行厌氧消化试验，观测其日产气量及其甲烷浓度的变化过程。结果表明：各处理的日产气量均在第一天达到最高值，并随着消化天数的增加逐渐下降，固体浓度越高产气结束越晚。固体浓度越高初期产生的甲烷浓度越低，但随发酵时间延长高浓度处理的甲烷浓度逐渐提高，TS6%处理后期产甲烷浓度最高可达761%。在TS2%～10%时随固体浓度升高甲烷的总产量逐渐提高，而TS14%处理与TS10%处理的甲烷总产量无显著差异。计算表明，TS2%、TS6%、TS10%和TS14%处理的单位化学需氧量（CODcr）产甲烷率分别为311.5、409.7、488.8和357.4mL/g，单位挥发性总固体量（VS）产甲烷率分别为330.1、491.3、473.1和333.4mL/g，其中TS6%和TS10%处理的单位甲烷产率较高。说明固体浓度对猪粪厌氧消化过程及甲烷产率有较大影响，选择适宜的固体浓度有利于提高厌氧消化的甲烷产率。研究结果可为猪场沼气工程控制参数选择和粪便管理温室气体清单编制提供数据参考。

灌淤土是宁夏引黄灌区的主要土种，当地大引大排的灌溉方式不仅造成土壤养分淋失，而且会引起水体污染。本文采用室内土柱模拟降雨淋滤方式，设置1500g灌淤土分别添加1%、2%、5%、10%生物炭4个处理，观测淋滤后土柱中的养分状况和淋溶液中氮素含量，以不加生物炭为对照，研究添加生物炭对土壤养分含量和氮素淋失的影响。结果表明：（1）添加生物炭后土壤pH、全盐以及全磷含量未发生变化，土壤中全氮、速效磷和速效钾含量随着生物炭添加量的增大而显著增加；（2）添加生物炭处理与对照相比均极显著降低了土壤淋溶液的硝态氮含量和淋溶损失量（P＜0.01），以2%生物炭添加处理效果最好，比对照减少了49%的淋溶损失。（3）铵态氮的淋失峰值随生物炭添加量的增大而延后，但仅添加生物炭10%的处理显著减少铵态氮的淋溶损失量（P＜0.05），比对照减少了18%，其它处理则显著增加了铵态氮的淋溶损失量（P＜0.05），这一效果是否与生物炭种类有关，还需进一步探讨。

以冬小麦品种矮抗58为材料，设蒸馏水(CK)、水杨酸(SA)、α-萘乙酸(NAA)及水杨酸和α-萘乙酸复配(SA+NAA)4个浸种处理，通过观测冬小麦幼苗生长状况和生理特性指标，研究水杨酸(SA)和α-萘乙酸(NAA)对冬小麦幼苗的影响。试验在培养皿中进行，除空白对照组全程采用蒸馏水培养外，其它处理组先在蒸馏水中培养5d使种子完成发芽并积累一定的生物量，再转入15% PEG中胁迫培养4d，以模拟种子发芽后遭遇的干旱环境。结果表明，蒸馏水培养条件下，SA(0.5mmol/L)可促进幼苗的生长而NAA(20mg/kg)能提高幼苗的根冠比，二者共同作用表现出复配优势；胁迫培养条件下，NAA和SA+NAA处理的幼苗能积累较多的生物量，SA和SA+NAA处理的幼苗能保持较高的含水量和较低的电解质渗漏率。作为浸种制剂，SA和NAA能提高幼苗根冠比和生物量积累速度，减少胁迫对幼苗的伤害，提升冬小麦的抗旱性，且两者的复配作用效果优于单独作用。

对山东省寿光市下沉式日光温室的土质墙体内不同厚度处的温度、室内外气温及墙体表面太阳辐射进行连续观测，以分析土墙内温度和热流的变化，探明日光温室后墙热传导规律。结果表明：日光温室土质后墙内热量传递呈现一定的日变化规律，墙体热流传导主要沿厚度方向，表层蓄、放热过程明显。在试验条件下，晴天时，白天通过墙体累计吸热量为2657kJm-2，夜间向温室内累计放热量为1865kJm-2；雪天时，通过墙体累计吸热量为18kJm-2，累计放热量为859kJm-2。在下沉式日光温室土质墙体内存在有效蓄热层和保温层，墙体各层功能不同，因此建议在墙体建造时选用不同功能材料分层处理，以发挥日光温室墙体的最大蓄热保温能力。

将以CaCl2为主的水合无机盐复合相变材料平铺一层于郑州地区下沉式日光温室后墙夹层内，以普通温室为对照，观测并探讨典型天气条件下相变温室和普通温室室内温度、后墙内表面温度以及室内外温差变化规律。结果表明，晴天相变温室在揭苫后平均升温速率为3.26℃/h，低于普通温室的3.65℃/h，午后最高温低于普通温室但差异不显著，全天后墙内表面平均温度高于普通温室3.9℃，夜间室内温度高于普通温室1.8℃，室内外温差大于普通温室。阴、雨天相变温室与普通温室的室内温度、后墙内表面温度以及室内外温差均表现出一致的变化趋势；雪天温室内温度以及后墙内表面温度全天呈下降趋势，相变温室温度下降速率高于普通温室0.08℃/h，而相变温室室内外温差变化较小，普通温室室内外温差逐渐变大。相变材料能有效吸收储存热量，提高室内温度。试验结果可为水合无机盐复合相变材料的保温降能耗特性提供理论支持，也可为其在日光温室中的推广应用提供依据。

以贵州西部六枝的郎节坝试验区、钟山的大地试验区、水城的前进试验区和盘县的坡上试验区共4个不同海拔马铃薯种植区连续6a（2006-2011年）春薯大田全生育期（播种期-收获期）的逐日降水量观测资料，以及威芋3号逐年平均产量资料为基础，利用降水与产量积分回归方法，研究春薯大田全生育期降水量变化及其对产量的影响。结果表明，贵州西部山区降水存在时空分布不均状况，总体呈随着海拔升高而增多的趋势；导致春薯产量不稳定的主要因素是降水在春薯大田各生育期分配不均以及春薯全生育期降水过少（降水量少于600mm）。不同区域春薯生长发育过程中的最佳补充灌溉时期不同：研究区东部的郎节坝试验区应在出苗期、分枝期和现蕾期补充灌溉，北部的大地试验区应在播种期、出苗期、现蕾期和开花始期补充灌溉，而同样位于北部的前进试验区仅需在开花始期补充灌溉，位于中部的坡上试验区应在开花盛期补充灌溉。研究结果对于确定贵州西部春薯生育期的最佳补充灌溉时期，优化春薯生产模式，提高贵州山区春薯产量具有积极意义。

基于新型统计检验聚类方法（CAST）将山东省冬小麦种植区分成4个区，并利用1981-2011年冬小麦产量、生育期、逐日气象资料以及土壤墒情资料分区构建冬小麦温度、水分、日照及气候适宜度模型，利用基于气候适宜指数的作物产量预报模型对各区冬小麦产量进行动态预报，并与基于传统等值线方法分区的产量预报进行比较。结果表明：基于传统等值线分区的产量预报，其中一个分区未通过显著性检验，不能建立预报模式，其它3个分区历史回代检验的平均准确率为94.2%，外推预报的平均准确率为92.3%；而基于CAST分区的产量预报模型均通过0.05水平的显著性检验，各分区预报模式的历史回代检验平均准确率达95.8%，外推预报的平均准确率达93.6%。表明基于CAST分区的产量预报明显优于传统分区产量预报，可为精细化农业气象产量预报提供重要途径。

本文尝试将经济学中HP滤波分解的原理应用于长时间粮食单产序列的气候产量分离建模，以提高产量分离的精确度。利用1961-2011年全国粮食单产数据，采用HP滤波法进行气候产量分离，得出相应的趋势产量方程，同时采用5a滑动平均和Logistic拟合法分别建立趋势产量计算模型，然后从实际产量数据序列中分离出相应的气候产量，将3种方法所得结果进行比较。结果表明：3种方法所建立的趋势产量计算模型均通过001水平的显著性检验，但HP滤波法模拟的趋势产量与实际产量的变化趋势吻合，研究期产量在增长过程中有明显波动，反映了实际产量的变化特点；5a滑动平均法模拟的趋势产量变化趋势与HP滤波法相似，但变化幅度相对较小；Logistic拟合法模拟的趋势产量明显高于实际产量，并一直处于增长的态势，与实际情况有差异。研究结果反映出HP滤波分解在进行长时间序列的趋势产量拟合过程中具有一定优势，不仅操作简单且产量分离结果符合实际，适用的数据广泛并具有很强的包容性。

根据湖南省地方标准，以连续3d或以上日平均气温≤20℃、≤22℃分别作为常规稻和杂交稻的寒露风指标。利用湖南省96个气象站1951年（建站）-2010年每年9月的日平均气温资料，统计寒露风发生最早初日、50%保证率初日、80%保证率初日和9月份的逐日发生频率。结果表明，≤20℃寒露风的初日比≤22℃初日迟7～10d，≤20℃寒露风在9月上旬的逐日发生概率＜5%、中旬发生概率＜10%，下旬发生概率明显增加；≤22℃寒露风在9月8日前的逐日发生概率＜5%，之后随着时间的推移，发生概率呈线性增加。综合安全齐穗期80%的保证率和逐日频率分析，湘北、湘中双季晚稻齐穗期可在原定日期基础上适当后延3～5d，不论是常规稻还是杂交稻，均可由原来的早熟品种改为中迟熟品种。

利用经过校准和验证的CERESRice模型结合CMIP3数据下的A2和A1B两种方案2020s时段天气数据，通过改变播期（提前6d、12d、18d，推迟6d、12d、18d）和品种耐高温系数G4（G4=1.03、1.06、1.09、1.12、1.15），研究江苏地区孕穗-抽穗期水稻对高温热害的适应性。结果表明：（1）播期提前12d和18d，水稻生育期和开花期延长，与基准期（19611990年）相比，其产量增加较多；相反，播期推迟，水稻产量均以降低为主，生育期和开花期缩短。A1B情景下高邮增产最多，达13%，A2情景下吕泗增产最多，为14%。（2）当水稻耐高温系数G4值在1.09～1.15时，所有站点均增产，A1B情景下高邮增产最多，为11%，A2情景下赣榆增产最多，为7%，生育期和开花期均以延长为主。（3）采取播期提前12d同时改变品种参数G4为1.1时，产量增加最明显。可见，将播期适当提前并提高品种的耐高温系数可以提高水稻对高温热害的适应能力，研究结果对未来江苏水稻生产具有一定指导意义。

以火龙果品种“紫红龙”（Hylocereus polyrhizus Briton & Rose）幼苗和6a生成龄树为试验材料，在开花期置于人工气候室，以20℃为对照，设置2、0、-2、-4、-6℃共5个低温处理对其胁迫12h后取枝条测定相对电导率、丙二醛（MDA）、超氧化岐化酶(SOD)和可溶性蛋白质等抗寒性生理生化指标，探讨各项指标与温度间的定量关系，结合寒害症状观察，确定火龙果树的寒害温度指标。试验结果表明：火龙果幼苗和成龄树的枝条分别在0℃和-2℃下表现出明显的寒害症状，随着处理温度的继续降低，症状更为明显，在-4℃下均死亡。随着处理温度降低，幼苗和成龄树相对电导率和MDA含量逐渐升高，SOD活性和可溶性蛋白含量先升高后降低。利用电导法配以Logistic方程求得幼苗和成龄树的半致死温度分别为-1.7℃左右和-2.2℃左右。低温使火龙果幼苗和成龄树受到伤害，且温度越低，受害越严重，成龄树抗寒能力比幼苗强。研究结果可为火龙果寒害防御、种植区划和相关研究提供科学依据。

以河南省夏玉米为例，利用9个代表站点1981-2010年作物发育期观测资料、1961-2010年产量资料、逐日气象观测资料，构建日照持续不足、连续降水以及两者组合的6种不同阴雨日数类型并分别进行统计。通过对夏玉米减产率序列的提取、减产年份不同类型阴雨日数的筛选，分析夏玉米生长中后期连阴雨日数与减产率的关系。将高频出现的连阴雨日数与均值对比，建立阴雨日数与减产率间的多元线性回归方程，最终确定夏玉米花期和灌浆期连阴雨气象灾害等级指标及其可能造成的产量损失。结果表明：在划分的不同等级减产率区间中，各类型阴雨日数与5%～20%减产率序列正相关关系明显，其中，持续日照不足指标与5%～10%减产率的相关性整体较高，持续降水日指标则与15%～20%减产率相关性较高；相对于灌浆期而言，夏玉米花期持续降水或日照不足与减产率的相关性更强；连阴雨气象灾害指标以最长连续无日照日数（N1）、最长连续日照不足2h日数（N3）、最长连续降水日数（P1）、最长连续降水和无降水日日照小于2h的组合日数（P3）为因子，指标分为轻、重两个等级，花期和灌浆期遇轻度灾害的平均减产率分别为10.4%和8.5%。研究结果可为开展夏玉米高产稳产气象保障服务提供基础依据。

基于传统经验公式法和辐射传输法，分别对江苏省镇江市水稻分布状况进行提取。经验公式法可基于植被指数与叶面积指数的统计关系求得，以归一化植被指数和增强植被指数分别建立统计模型，而辐射传输模型采用PROSAIL模型，建立查找表，通过对比模拟和卫星遥感反射率数据对水稻的LAI（叶面积指数）进行确定。试验依据水稻生育期间LAI的时相分布，确定镇江水稻的种植分布状况。结果表明：（1）由经验公式法得到的镇江水稻面积为7.95×10.4hm2，相对误差为14.9%，由辐射传输法得到的镇江水稻面积为8.65×10.4hm2，相对误差为7.5%。辐射传输法的结果更接近实际值。（2）在统计模型中，增强植被指数EVI与LAI相关性比归一化植被指数NDVI与LAI的相关性更高，用EVI-LAI方程对LAI作进一步反演效果更理想；（3）实测值验证分析表明，统计模型反演的LAI标准误差为1.32，PROSAIL模型反演的LAI标准误差为0.97，说明在遥感反演植被生物物理参数时，辐射传输法比传统的经验公式法稳定性更强。研究结果对探讨两种方法在提取作物分布范围中的应用，准确了解作物长势和种植面积以指导生产具有重要意义。

2013/2014年冬季（2013年12月-2014年2月），全国气象条件基本平稳，对农业生产利多弊少，冬小麦苗情为近5a同期最好。其中，全国平均气温为-2.9℃，比常年同期偏高0.5℃，北方气温前期高、后期低，南方气温呈现两头低、中间高的特点。全国平均降水量为39.2mm，较常年同期偏少4%左右。北方冬麦区大部土壤墒情适宜，小麦抗寒锻炼充分，大多是壮苗越冬；后期出现较大范围降水，利于安全越冬和返青生长。南方初冬多降水，利于库塘蓄水和冬季农业生产；但季内出现多次低温雨雪天气，导致云南、贵州、湖南、广西、广东、福建等地部分油菜、蔬菜、果树及经济作物遭受寒（冻）害。