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2015年 第36卷 第02期    刊出日期:2015-04-20
论文
封面
2015, 36(02):  1. 
摘要 ( 4537 )   PDF (4354KB) ( 415 )  
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目录
2015, 36(02):  2. 
摘要 ( 4271 )   PDF (248KB) ( 420 )  
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PRECIS对未来广西冬季农业气候资源变化的模拟分析
梁骏 ,刘一江 ,梁驹 ,许吟隆
2015, 36(02):  119-128.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.001
摘要 ( 8880 )   PDF (7712KB) ( 833 )  
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利用英国气象局Hadley中心区域气候模拟系统PRECIS模拟产生的广西区域冬季气候情景数据,以广西区域内92个气象站实际观测资料为标准,以1961-2010年作为订正基准时段,按不同方法对模拟的气温、降水量、辐射数据进行修订。利用修订后的冬季气候情景模拟数据,分析广西冬季气候资源分布随时间的变化,评估和预估过去、当前和未来广西冬季气候资源状况。结果表明:未来广西区内光热资源均呈由南向北减少的纬向分布特征,水分资源均呈由西向东增加的经向分布特征。在IPCC SRES A2与B2情景下,1961-2100年广西区域冬季日平均气温升高趋势分别为0.33℃10a-1和0.29℃10a-1;降水量在A2情景下变化不大,变化趋势为-0.2mm10a-1,但在B2情景下呈现减少趋势,变化趋势为-4.1mm10a-1;日辐射强度在A2与B2情景下均呈增加趋势。预估未来光照和气温条件将给广西冬种开发带来更好的光热条件,而水分条件则将呈不利趋势。
西藏高原地温对气温变化的响应
周刊社,罗骕翾,杜军,建军,石磊
2015, 36(02):  129-138.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.002
摘要 ( 16090 )   PDF (14151KB) ( 1863 )  
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选取1971-2013年西藏西部、中部和东部8个气象站的浅层(5、10、20cm)地温和较深层(40、80cm)地温以及气温逐月的观测资料,采用气候倾向率法、Mann-Kendall(M-K)检验等方法,分析近43a西藏年、季平均气温,年、季平均地温,年平均地气温差的变化趋势以及地温与气温的气候突变关系,并对21世纪地温的变化趋势进行预估。结果表明:(1)各研究站点年平均浅层地温均呈显著上升趋势(P<0.05),其中藏西部和藏中部比藏东部增温显著;各季节几乎地温上升显著,其中冬、春季升幅显著高于夏、秋季。(2)年、季深层地温除昌都无显著变化外,其余站点几乎均呈显著上升趋势(P<0.05),其中狮泉河、日喀则、拉萨各季深层地温升幅显著高于同期浅层地温,而泽当和昌都各季深层地温升幅低于同期浅层地温。(3)研究地温对气温的响应发现,研究期内藏西部的狮泉河浅层年地气温差小于深层,藏中部的日喀则和拉萨浅层年地气温差20世纪90年代前大于深层,90年代后接近或小于深层;藏东部的昌都浅层年地气温差在80年代中期前小于深层,80年代中期后大于深层。各土层年平均地温与年平均气温均呈极显著正相关,不同土层年地温间也呈极显著正相关(P<0.01)。(4)西藏21世纪地温随着气温显著升高,藏西部和藏中部增温幅度整体高于藏东部。年均地温高于气温,且其升温幅度大于气温,气温升高,地温增加,预估至21世纪末,昌都、拉萨、波密地温水平将分别达到偏南的八宿、泽当和察隅现有地温水平,相当于所有站点南移近1个纬度。
内蒙古地区草地类型分布格局变化及气候原因分析
苏力德, 杨劼,万志强, 谷蕊, 闫玉龙, 高清竹
2015, 36(02):  139-148.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.003
摘要 ( 12395 )   PDF (8276KB) ( 678 )  
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利用内蒙古自治区48个气象观测站点50a(1962-2011)的月平均气温和降水量观测数据,基于Holdridge模型计算内蒙古气候区划指标划分不同类型草原区,模拟内蒙古草地类型50a的变化趋势。结合实际草地类型分布图,分析不同草原区1962-2011年的气候变化特征,并探讨气候变化对草地类型分布的影响。结果表明:内蒙古典型草原区的东部区域、荒漠草原区和草原荒漠区均属高温地带,而森林草原区和典型草原区的大部分区域属低温地带。50a间内蒙古草原区气温具有显著上升趋势(P<0.05),各类型草地区的年平均气温均在1990年左右发生突变,同年呈显著升高趋势,而生长季气温在1995年左右发生突变,并于2a后呈显著升高趋势。内蒙古草原区降水分布格局具有明显的地带性,由西至东降水量递增且梯度差异明显。年降水量变化趋势表现为,森林草原区自1997年开始显著增加,至2002年回落;典型草原区自1992年开始年降水量显著增加,至2006年回落(P<0.05);荒漠草原和草原荒漠区年降水量变化趋势不显著。生长季降水量的变化则表现为,森林草原和典型草原区在研究期内呈小幅减少—小幅增加—小幅减少趋势,其它类型草地降水变化与年降水量趋势一致。总体上,内蒙古草原区的降水变化,森林草原和典型草原区具有较大波动性,荒漠草原区于近年产生少许变动,而草原荒漠区相对较稳定。1962-2011年气温和降水量变化导致森林草原区面积在前30a呈增加趋势,后20a呈减少趋势;荒漠草原和草原荒漠区的边界逐渐向东扩展,典型草原区也将扩展至部分森林草原区域。总之,研究期内内蒙古草原区降水量在后期减少、气温持续升高,由于蒸散量加大可能导致土壤干旱,从而影响内蒙古草地生态系统分布格局的变化。
生态环境对烟草农艺性状和叶绿素荧光特性的影响
余凌翔,朱勇,钟楚,赵泽,黄韡,查洪波,鲁伟坤
2015, 36(02):  149-154.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.004
摘要 ( 10575 )   PDF (6621KB) ( 1278 )  
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以6个烟草品种为材料,在云南省昭通市昭阳区、巧家县和镇雄县3个试验点大田条件下,比较各烟草品种在不同生态环境下的农艺性状差异,并利用Mini-PAM便携式调制叶绿素荧光仪观测分析各品种中部叶片的叶绿素荧光特性。结果表明:烟草叶片是对环境反应最敏感的器官,巧家县降水充沛,太阳辐射充足,各烟草品种烟叶的长、宽和面积均较大;镇雄7月上、中旬气候条件相对较干旱,各品种最大光化学量子产量和有效光化学量子产量普遍较低;K326和云烟203的实际光化学量子产量和电子传递速率在3个试验点之间的差异表现一致,说明二者在光能捕获和电子传递方面存在着对环境响应的相似机理。各品种在不同生态环境下非光化学猝灭(NPQ)的强弱不一致,表明各品种对生态环境适应性具有多样性和可塑性。
基于CFD技术的日光温室自然通风热环境模拟
方慧,杨其长,张义,卢威,周波,周升
2015, 36(02):  155-160.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.005
摘要 ( 10549 )   PDF (11761KB) ( 877 )  
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首先利用计算流体力学(CFD)软件,构建自然通风条件下日光温室内温度和气流场的模拟模型;其次,通过测量典型晴天前覆盖下通风口开启时日光温室内各测点的温度,将16个测点的实测值与模型模拟结果进行对比,对模型进行验证;然后,利用通过验证的模型模拟分析3种通风模式下(前覆盖上通风口单独开启、前覆盖下通风口单独开启以及上下通风口同时开启)日光温室内温度和气流场的分布。模拟结果表明:当温室前覆盖上通风口单独开启时,室外冷空气从通风口下端进入并迅速下行,然后通过通风口上端流出,温室内气流主要受热压的影响,空气流速小。当温室前覆盖下通风口单独开启时,温室内0.5m高度以下气流速度较大,室外冷空气从通风口下端进入,与地面、后墙、后坡和覆盖层进行热交换后,从通风口上端流出,温室内温度分布与气流走向一致。当温室前覆盖上、下通风口同时开启时,冷空气从下通风口进入,从上通风口流出,在通风口处气流速度较大。模拟条件下,温室单开上通风口或下通风口时室内平均温度为300.0K,但单开上通风口温室内温度分布更均匀;上、下通风口同时开启时,温室内温度为299.0K,通风降温效果明显优于单开一个通风口。
不同尺寸蒸渗仪测定作物蒸散的田间试验研究
杨炳玉,申双和,张富存,陶苏林,汪秀敏,赵华
2015, 36(02):  161-169.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.006
摘要 ( 11923 )   PDF (21119KB) ( 785 )  
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称重式蒸渗仪测定作物蒸散量(ET)是公认的一种标准测定方法。大型称重式蒸渗仪因单点独立安装而无法进行不同处理的重复试验,小型蒸渗仪则可解决该问题,但目前对于小尺寸蒸渗仪的适用性尚无统一结论。本文利用1m2(SL)、2m2(ML)和4m2(LL)3种不同面积的蒸渗仪在冬小麦(2012年11月21日播种,2013年6月20日收获)和水稻(2013年6月22日移栽,2013年10月28日收获)整个生长季进行连续蒸散量观测,筛选无有效降水日的数据进行对比分析。结果表明:(1)在冬小麦和水稻生长季内,SL(小)蒸渗仪所测蒸散量日内变化均表现出较大的变化幅度,ML(中)蒸渗仪所测蒸散量日内变化趋势均与LL(大)蒸渗仪所测一致,日内变化比较平稳;(2)ML蒸渗仪所测日蒸散量与LL所测结果的相关性最好(P<0.01);(3)SL蒸渗仪所测水稻日平均蒸散量和蒸散总量与LL接近,所以可将SL蒸渗仪替代LL测定水稻日平均蒸散量和蒸散总量;ML所测冬小麦和水稻的日平均蒸散量及蒸散总量均比LL明显偏小,蒸散总量偏小主要由于拔节后较大的日蒸散量偏差导致。
化控剂对冬小麦茎秆抗倒性能、植株整齐度及产量的影响
王成雨,李静,张一,李金才,魏凤珍
2015, 36(02):  170-177.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.007
摘要 ( 12236 )   PDF (4821KB) ( 720 )  
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2008/2009、2009/2010年度两个冬小麦生长季分别在田间设置3个化控处理试验,于冬小麦起身期(3月1日前后)进行喷雾处理,处理1喷多效唑(PP333,15%粉剂)、处理2喷矮壮素(CCC,50%水剂),用量分别为600g·hm-2和1000mL·hm-2,处理3将多效唑和矮壮素浓度减半并复配后进行喷施(P+C),以喷清水为对照(CK),于乳熟期对不同处理小麦的株高、重心高度、基部第二节间长度、直径、厚度、充实度和机械强度及小麦基部第二节间的木质素含量、纤维素含量、含氮量和碳氮比(C/N)进行观测,于成熟期调查各小区实际倒伏面积,计算抗倒指数和倒伏率,通过考种分析小麦产量和植株整齐度的关系。结果表明:在控制株高、基部第2节间长度和重心高度以及增加基部第2节间直径、厚度、充实度和机械强度方面,P+C处理最优,其次为PP333和CCC处理。在反映基部第2节间抗倒性能的生化指标如纤维素含量、木质素含量、C/N和含氮量指标方面,也以P+C最优,PP333次之,CCC较差。在抗倒伏方面,P+C处理的抗倒指数最高,田间未出现倒伏现象,其次为PP333处理,田间亦未出现倒伏,CCC抗倒指数最低,2008/2009和2009/2010年度两个小麦生长季田间倒伏率分别达到11.3%和6.7%。在大田长势均匀度方面,P+C处理的作用最强,显著高于CK,其次为PP333,CCC略差。在产量方面看,也表现出同样的规律,而且各处理小麦株高、穗长、每穗小穗数、穗重整齐度与产量间均呈极显著正相关关系。说明多效唑与矮壮素配合施用处理可显著提高大田小麦的长势均匀度并进而提高产量。
中子仪测定砂性土壤水分的标定与测试参数的界定分析
刘巧玲,刘小燕,刘廷玺,段利民,岳翠桐
2015, 36(02):  178-186.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.008
摘要 ( 7917 )   PDF (13100KB) ( 785 )  
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以科尔沁沙地6个砂性土壤试验点为研究对象,实施中子水分仪测试土壤水分的标定试验,采用点聚图筛选和三点平滑处理土壤体积含水率数据,选用线性标定和非线性标定2种形式,系统分析中子仪计数时间、中子管安装稳定时间以及降雨、灌水等提高土壤含水率的方法对标定结果的影响,以界定中子仪的测试参数,经模拟与验证,确定砂性土壤的中子仪标定方程。结果表明:砂性土壤0-30cm表土采用二项式标定效果相对较好;砂土土质对中子仪读数影响较小,两种不同含水率的土壤可以统一标定;中子管安装稳定时间至少需7d,尤以经历一、两场较大降雨后进行标定其试验误差较小;标定和测量实施过程中,中子仪计数时间宜选用64s,再适当加大计数时间也能得到较好结果;在较大降雨和干旱两种状态下,选用64s中子仪计数时间进行测量,可得到砂性土壤测量水分范围为1.01%~29.92%且精度较高的标定方程。验证结果表明,中子仪测量结果能反映实际土壤含水量的分布状况,标定方程精度可满足实际测试要求。
耦合土壤墒情的气候适宜度指数在山东省冬小麦产量动态
邱美娟,宋迎波,王建林,邬定荣,刘玲,刘建栋
2015, 36(02):  187-194.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.009
摘要 ( 10907 )   PDF (1136KB) ( 1017 )  
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利用山东省1981-2011年历年冬小麦生育期及产量资料、14个气象站点的逐日气象资料、1992-2011年冬小麦生长季逐旬20cm土壤墒情资料,分别构建考虑和不考虑土壤墒情的冬小麦不同生长阶段的气候适宜度指数计算模型,通过与气象产量进行相关和回归分析,建立了基于两种气候适宜度指数的3-5月逐旬产量动态预报模型,并进行历史回代检验和动态外推预报。结果表明:考虑土壤墒情的气候适宜度指数能够更客观地反映山东省冬小麦生长期间气象条件和土壤水分对其产量形成的影响,构建的气候适宜度指数与冬小麦气象产量的相关系数均通过0.01水平的显著性检验,相关性高于不考虑土壤墒情的气候适宜度指数。产量动态预报模型对1992-2009年历史回代检验的平均准确率均在95.0%以上,标准化均方根误差RMSE均小于6%。对2010-2011年外推预报准确率最高达99.4%,最低为95.4%,说明预报准确率较高,建立的产量动态预报模型可以在业务上推广应用。
宁夏河套灌区主栽水稻品种遗传参数调试
刘玉汐,刘静,王连喜,李琪
2015, 36(02):  195-202.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.010
摘要 ( 9477 )   PDF (9499KB) ( 860 )  
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利用CERESRice模型开展宁夏河套灌区水稻低温冷害影响定量化评估,需要确定河套灌区主栽水稻品种的遗传参数。采用1996-2013年中卫、永宁国家一级农业气象试验站水稻试验观测资料,结合同期气象和稻田土壤属性数据,对河套灌区宁粳28号(晚稻)、富源4号(中稻)、宁粳16号(晚稻)3个主栽水稻品种进行遗传参数调试,并以水稻开花期、成熟期、籽粒产量、地上部生物量和最大叶面积指数进行误差验证。结果表明:中稻富源4号遗传参数调试效果最好,开花期、成熟期和产量一致性指标分别为0.86、0.77和0.84;晚稻宁粳16号遗传参数调试效果较好,开花期、成熟期和产量一致性指标分别为0.86、0.64和0.91;晚稻宁粳28号开花期、成熟期和产量的一致性指标分别0.58、0.77和0.92;对成熟期、地上部生物量和最大叶面积指数模拟效果一般,对开花期和产量模拟效果较好。表明主栽水稻品种遗传参数调试总体效果较好,3个主栽品种遗传参数适于河套灌区水稻生长发育,可用于低温冷害对水稻影响的定量化评估模拟研究。
辽西北地区气温和降水变化对气候生产潜力的影响
张艺萌,张雪松,郭婷婷,罗新兰
2015, 36(02):  203-211.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.011
摘要 ( 13815 )   PDF (7043KB) ( 848 )  
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利用辽西北地区23个气象站1961-2010年逐日平均气温和降水量数据,基于Thornthwaite Memorial模型计算其农业气候生产潜力,通过线性趋势分析、MannKendall突变检验等方法对该区域多年平均气温、降水量和气候生产潜力的时间变化趋势及空间分布特征进行分析,研究农业气候生产潜力对气候变化的响应。结果表明:(1)50a来辽西北地区年平均气温气候倾向率为0.28℃·10a-1(P<0.01),增温极显著,1987年气温发生突变;(2)50a来辽西北地区年降水量呈波动变化,线性变化趋势不显著,空间分布差异大,降水量呈减少趋势的地区占82.6%;(3)辽西北地区气候生产潜力的时空变化特征与降水量变化相似,其时间变化趋势不显著,气候生产潜力下降的区域占全区的43.5%;(4)气温和降水对农业气候生产潜力的影响作用明显,并以降水的影响为主。气温和降水的组合变化,可以解释气候生产潜力变化的95%以上,暖湿型气候对作物生长最有利,冷干型气候对作物生长最不利;(5)50a来,粮食产量与气候生产潜力的相关性不明显,但两者的波动特点相似,其气候利用率逐年代增加,研究区未来仍存在作物可能增产空间。
浙南春茶开采前后气象条件分析及开采期预报
姜燕敏,金志凤,李松平,潘建义,马军辉
2015, 36(02):  212-219.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.012
摘要 ( 7955 )   PDF (1912KB) ( 1291 )  
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利用2001-2014年浙南遂昌县5个春茶主栽品种的开采期资料和同期气温、降水量、日照时数和空气相对湿度等气象资料,应用数理统计方法,分析各气象要素对浙南春茶开采期的影响,探讨不同品种春茶开采期的临界温度与积温范围,建立基于气象要素的春茶开采期预报模型。结果表明:浙南5个主栽品种茶叶的开采期以乌牛早最早,为2月24日,其余依次为:龙井43为3月9日,安吉白茶3月11日,福鼎白茶3月16日,鸠坑3月27日;春茶开采期与1-2月的月平均气温呈显著负相关关系(P<0.05),1-2月气温越高,春茶开采期提前越明显。将开采期日序与气象要素进行逐步回归分析,分别建立长期(1月底)、中期(2月底)的春茶开采期预报模型;2013年和2014年的预报结果检验表明,模型预报准确性随预报日离开采时间的缩短而提高;通过分析各品种春茶萌动温度和所需积温后提出,实际应用中可以在预报模型的基础上,根据天气预报的温度计算积温,调整各品种的开采期预报结果。
安徽省水稻高温热害保险天气指数模型设计
杨太明,孙喜波,刘布春,荀尚培
2015, 36(02):  220-226.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.013
摘要 ( 10965 )   PDF (1703KB) ( 1122 )  
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利用安徽省南陵县1991-2011年逐日气象数据,通过调查区域水稻生长期的主要农业气象灾害类型,选择易对授粉产生影响并导致减产的中稻孕穗-灌浆期高温热害作为保险设计的气象灾害类型;定义7月21日-8月15日连续3d日最高气温在35℃(含35℃)以上为一个高温过程,计算日有效高温差累计值,作为水稻高温热害保险天气指数(ST);以10℃作为赔付触发值,并按照灾害程度越大赔付标准越高的思路确定不同灾害程度下的具体赔付标准(即启动赔付系数);通过对南陵县1991-2011年水稻产量的分离和去趋势化处理,计算历年由于气象条件变化造成的产量和货币损失,对比历史天气指数发生概率与历史产量损失率,确定指数保险赔付的触发值及赔付标准,建立高温热害天气指数模型;与实际灾害情况相结合,通过设定参数值详细给出了模型在安徽省南陵县应用的计算过程。该天气指数保险产品操作性强,可为同类地区高温热害保险提供参考,以便在灾害发生后客观、快捷地为保户提供经济补偿。
海南冬种瓜菜干旱风险评估与区划
白蕤,霍治国,姜会飞,杨建莹
2015, 36(02):  227-233.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.014
摘要 ( 11871 )   PDF (2642KB) ( 929 )  
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利用海南省18个地面气象站1998-2011年的逐日气象观测资料,结合海南冬种西瓜、豇豆、辣椒和丝瓜的种植面积和产量资料,运用自然灾害风险分析原理和方法测算海南冬种瓜菜的干旱气候风险、灾损减产风险和防旱抗旱能力,同时综合以上3个指标得到干旱综合风险指数,并基于干旱综合风险指数进行干旱风险区划。结果表明,海南岛冬种瓜菜干旱综合风险指数基本呈由东北向西南递增的趋势,高风险区集中在其西部和南部地区,主要包括东方市、昌江县和乐东县等。经检验,风险区划结果与生产实际基本相符。研究结果可为海南冬种瓜菜防旱减灾风险管理提供科学依据。
不同空间插值方法在区域气温序列中的应用评估:以东北地区为例
陈思宁,郭军
2015, 36(02):  234-241.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.015
摘要 ( 13089 )   PDF (10551KB) ( 775 )  
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建立高精度、长时间序列的气温数据集对研究气候变化、作物生长发育、灾害评估等都有着十分重要的意义。本文以1971-2000年东北地区104个气象站点的气候标准值数据及年值观测资料为基础,利用空间插值方法对该区年平均气温进行插值,并结合参考格点气温数据集,从误差指标、气温特征值及气温时序变化曲线等方面评估时、空尺度上各方法的插值精度。结果表明:空间尺度上,基于局部薄盘光滑样条(PTPSS)函数且以高程为协变量的年平均气温插值结果最优,其均方根误差为0.341℃,平均绝对误差为0.264℃,其次为协同克里格(以高程为协变量),再次为普通克里格;时间尺度上,基于PTPSS以高程为协变量的年平均气温时序曲线与参考格点气温曲线的变化趋势最符合,两个数据集的年平均气温平均值、最大值和最小值时序变化曲线的相关系数均大于0.9。可见,以高程为协变量的局部薄盘光滑样条函数法最适于东北地区年平均气温插值。
2014/2015年冬季气候对农业生产的影响
张蕾,王文峰,钱永兰
2015, 36(02):  242-244.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.016
摘要 ( 9793 )   PDF (1090KB) ( 827 )  
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2014/2015年冬季(2014年12月-2015年2月),全国大部地区气温接近常年或偏高,呈现前冷后暖的特点;全国平均降水量接近常年同期或偏少,其中内蒙古东南部、东北、新疆东南部、云南、华南南部及西藏中部等地降水偏多,中东部以降水偏少为主,其余大部降水接近常年或偏少。北方冬麦区冬前降水奠定了土壤底墒,入冬后冬小麦抗旱锻炼充分,后期温度升高、雨雪补充及时,利于冬小麦安全越冬和返青生长,冬小麦长势良好。南方光热充足,降水及时,利于在地作物和经济林果等稳健生长,以及春耕和设施农业生产。但2014/2015年冬季,南方多低温雨雪冰冻天气,部分油菜、露地蔬菜和经济作物受冻;北方部分农牧区出现多次较强降雪过程,畜牧业和设施农业受灾;陕西关中等地降水持续偏少,部分地区出现旱情。