利用陕西96个气象站1971-2013年气象观测资料，将陕西省分为4个农业种植区，采用线性倾向估计法、累积距平、t-检验和GIS技术等方法对各区及全省范围近43a来热量指标包括平均气温、极端气温、≥0℃和≥10℃界限温度有关指标的变化及分布特征进行分析。结果表明：近43a，陕西全省范围内年、季平均气温均呈显著上升趋势（P＜0.05），春季增温最快(0.4℃-10a-1)，且各热量资源要素与气温极显著正相关 (P＜0.01)。关中平原春季平均气温增幅最大，且各区突变时间一致；榆林北部风沙区夏、秋、冬和年平均气温增幅最大，且夏季平均气温突变时间最晚。陕南浅山丘陵区年、季平均气温增幅均最小，且秋、冬季平均气温突变时间最晚。陕西≥0℃和≥10℃初日普遍显著提前，终日变化不显著。≥0℃和≥10℃初日提前幅度最大地区分别为关中平原和榆林北部风沙区。受初日提前和终日推后的共同影响，陕西≥0℃和≥10℃持续日数和积温分别以3.5d-10a-1、2.4d-10a-1、90.3℃-d-10a-1和74.9℃-d-10a-1的倾向率显著增加，其中关中平原区增幅最大。冬季平均气温突变时间最早，为1987年，其它热量资源要素均在20世纪90年代中后期发生突变，突变后≥0℃和≥10℃积温等值线明显西移，关中平原热量资源增加最多且最快，陕北黄土高原变化较小。

根据山东省18个气象站点1961-2013年的逐月气温和降水量资料及由此计算的干旱指数SPEI，分析该区气温、降水量和SPEI与同期海温距平（SSTA）指数及ENSO事件的关系。结果表明：（1）近53a来山东省气温呈“降低—升高—降低—升高”的波动增长趋势（0.26℃·10a-1）（P＜0.05），但与ENSO事件并无显著相关性。（2）山东省年降水量波动较大，并以15.32mm·10a-1的速率呈显著下降趋势（P＜0.05），且与ENSO事件强度呈显著负相关（P＜0.05），中、强等级ENSO事件对降水量的影响更明显。ENSO暖事件对降水量的滞后影响表现为减少其后期1～2个月的降水量，冷事件则增加其后期0～4个月的降水量。（3）近53a山东省发生干旱的次数、范围和强度从20世纪80年代显著增加，年SPEI值呈缓慢递减趋势，共发生5次轻旱和9次中旱。干旱站次比呈波动上升趋势，共出现11a全域性干旱、4a区域性干旱、6a部分地区干旱和17a局部地区干旱。（4）ENSO事件强度与干旱强度（SPEI）呈显著负相关（P＜0.05），而与干旱发生范围呈显著正相关（P＜0.05）。

利用1961-2013年华东地区86个气象台站的日平均气温等资料，采用趋势分析法、克里金空间插值法(Kriging)、Mann-kendall突变检验以及Pearson相关分析等方法，分析该区域近53a日平均气温稳定≥10℃期间积温、持续日数、初终日以及积温带的变化特征。结果表明：（1）近53a华东地区日平均气温稳定≥10℃积温及其持续日数呈显著增加趋势，气候倾向率分别为89.71℃-d-10a-1(P＜0.01)和2.96d-10a-1(P＜0.05)，二者主要受初日提前和终日推迟的共同影响，且初日提前的影响更大。（2）日平均气温稳定≥10℃积温及其持续日数在空间分布上呈现明显的纬度地带性和垂直地带性特征，其变化趋势均呈现自东向西、自中部向南北两端递减的规律。（3）随着全球气候变暖，华东地区气候带的分布呈现明显的北移东扩，其中南亚热带、中亚热带的面积不断扩大，分别向北移动1.2、2.2个纬距；北亚热带约向北移动1个纬距，面积有所减小；暖温带的面积不断减小。（4）华东热量资源对平均气温的响应主要表现在积温的上升、持续日数的增加、初日的提前以及终日的延迟。

基于北疆地区20个气象站点1966-2012年逐日气象数据，采用Penman-Monteith公式计算各站生长季逐日参考作物蒸散量(ET0)，利用线性趋势分析、M-K突变检验、因子贡献率、敏感系数等方法，对该地区ET0的时空变化规律及其对气象要素的敏感性进行分析。结果表明，北疆地区生长季ET0多年平均值为939.43mm，47a间以16.30mm×10a-1的速率呈极显著下降趋势（P水汽压>风速>日照时数。水汽压升高、风速减小、日照时数减少对ET0的减小作用超过温度上升对ET0的增大作用，是导致近47a北疆地区ET0总体呈下降趋势的根本原因。

基于1980-2014年鲁中地区气象资料，采用Penman-Monteith模型计算该区域近35a的参考作物蒸散量（ET0），分析不同时间尺度ET0及主要气象因子的时空变化规律，并利用基于敏感系数的贡献率法探讨主要气象因子对不同时间尺度ET0变化的贡献。结果表明：鲁中平原地区近35a年ET0平均值为1165.8mm，山区为1144.6mm，均呈减少趋势，且平原减少趋势极显著，其气候倾向率为-22.2mm·10a-1（P＜0.01）；季节ET0平均值由多到少依次为夏季、春季、秋季和冬季，春季呈增加趋势，其它季节呈减少趋势；6月是ET0最大的月份，1月为最小的月份，其年内分布呈抛物线状；各时间尺度ET0变化主要空间分布基本同步。年、季ET0对相对湿度的变化最敏感，且呈增加趋势，月ET0对主要气象因子变化的敏感性随月份呈现不同规律，3-6月、9-10月的最敏感气象因子为相对湿度，1-2月、11-12月为风速，7-8月为日照百分率。从主要贡献率看，年ET0变化的主要贡献因子为风速，各季、月ET0变化的主要贡献因子不一，但平原和山区两种地形同一时段主要贡献因子基本一致，4个主要气象因子的总贡献率基本能解释各时间尺度ET0变化的原因。

为探索半湿润偏旱区不同覆盖栽培模式夏玉米田土壤蓄水保墒和增产效果，于2014年6-10月在陕西杨凌节水灌溉试验站，通过设置垄覆地膜沟覆秸秆（PSM）、全覆膜平作（PM）、覆秸秆平作（SM）、露地平作（CK）4种栽培模式进行玉米种植试验，对0-200cm土壤不同深度土层含水率进行全生育期动态监测，分析比较各种模式下土壤含水率、土层贮水量以及作物耗水量的变化规律，并结合产量资料计算各种种植模式的水分利用效率。结果表明：一次30.5mm降水过程结束后，PSM处理的集水作用最明显，降水2d后，垄沟中40cm土层土壤含水率最高，达35.8%。与降水2d后相比，降水6d后，CK、PSM处理沟中（PSM-F）、PM和SM处理40cm土层土壤含水率分别下降10.3%、2.9%、1.8%和0.2%，而PSM处理垄下（PSM-B）含水率则提高10.4%。PSM处理在干旱季沟中和垄下土壤含水量差异明显，降雨较多时，沟垄土壤含水率基本达到平衡。PSM、PM和SM处理能显著提高玉米生育期0-20cm土层贮水量，其中以PSM处理最为显著；各处理苗期以后20-100cm土层贮水量均低于对照；100-200cm土层贮水量以SM处理最高，PSM处理最低。夏玉米产量与拔节-灌浆期耗水量呈显著正相关（r=0.98*）。PSM、PM和SM处理的玉米产量较CK分别提高95.3%、83.1%和55.4%，水分利用效率较对照分别提高75.7%、71.0%和58.8%。研究结果表明垄覆地膜沟覆秸秆栽培模式能够显著提高玉米产量和水分利用效率，适宜在半湿润偏旱区夏玉米生产中应用。

生物炭作为一种土壤改良剂，施入土壤后不仅能有效改善土壤结构，提高土壤对营养元素的吸附能力，还可减少温室气体的排放，增强生物固氮能力，因此在农业生产和缓解气候变化方面有着巨大的应用前景。生物炭的输入将直接影响农田土壤氮素的循环和转化，本文结合国内外大量文献，综合分析总结了施用生物炭对土壤氮素转化过程的影响，重点从生物炭对土壤氮素矿化、氮素损失以及硝化、反硝化作用和生物固氮过程的影响过程展开阐述。并在此基础上，提出今后应加强生物炭对氮素转化的作用机理及对环境的长期正负效应研究，特别是对相关微生物群落的多样性、丰度以及土壤酶活性方面的研究，同时提出相关研究应建立在统一的生物炭标准之上，以明确区分生物炭的作用效果及其作用机制。

人类活动所导致的气候变化将使大气CO2浓度和温度上升，研究空气温度和CO2浓度升高对晚稻生长和产量的影响，可为评估未来气候条件下粮食安全提供依据。采用改进后的开顶式气室（OTC）大田原位模拟CO2浓度增加60μL·L-1和温度升高2℃的未来气候情景，研究气候变化对晚稻生长及产量的影响，试验设对照(气室内温度和CO2浓度与大田一致，CK)、增温2℃(IT）和增温2℃+CO2浓度增加60μL·L-1（IT+IC）3个处理，对晚稻的株高、分蘖数、叶绿素含量、叶面积指数以及产量构成进行监测。结果表明：（1）IT处理能显著增加晚稻的株高，全生育期株高平均增加约3cm，而IT+IC处理对株高无影响；（2）移栽20d后IT处理对水稻分蘖产生促进作用，每穴约增加1个分蘖茎，IT+IC处理对分蘖数无显著影响；（3）IT处理增加叶绿素含量约0.8个SPAD单位，并显著增加晚稻叶面积指数，而全生育期IT+IC处理对叶绿素含量无影响；（4）IT+IC处理使水稻显著增产，增产率达14.0%，而单纯增温使晚稻空秕率增加，降低千粒重从而导致产量增加不显著。

为明确穗分化不同时期高温对水稻颖花分化及退化的影响，选用黄华占（耐热性品种）和丰两优6号（热敏感性品种）两个籼稻品种进行人工气候箱内盆栽试验，分别于幼穗分化第一苞分化期（I）、枝梗-颖花分化期（II）、颖花分化-雌雄蕊形成期（III）及雌雄蕊形成-减数分裂期（IV）进行40℃高温（10：00-15：00）处理7d，以同期人工气候箱32℃处理为参考，室外自然环境生长的植株为对照（CK），统计分析穗分化历期、颖花分化与退化及穗部性状在处理期以及品种间的差异。结果表明，(1)幼穗分化期高温胁迫可增加水稻穗分化天数，延迟抽穗期，显著降低水稻每穗粒数、结实率及千粒重，其中Ⅳ期高温处理的降幅最大，热敏感品种丰两优6号的下降幅度明显大于耐热性品种黄华占。(2)幼穗分化不同时期高温处理对水稻颖花形成的影响不同，除II期处理黄华占颖花分化增加外，I期和II期高温主要抑制颖花分化，此期高温均可导致水稻颖花显著减少。III期和IV期高温胁迫将加剧颖花退化，退化率达67%以上，且热敏感性品种退化幅度大于耐热性品种。(3)从不同部位颖花分化与退化看，高温对二次枝梗上颖花分化与退化的影响大于一次枝梗。

基于2011-2013年超级稻岳优6135分期播种田间试验数据，利用抽穗普期-成熟期每5d一次的千粒重动态观测资料并计算相应的灌浆速率，与同时段逐日气温和日照时数进行数理统计分析，建立基于不同温度要素、日照时数及温光组合的灌浆速率和千粒重的模拟模型，探究该水稻品种灌浆特性与各气象因子间的关联以及达到最优灌浆效果的气象条件。结果表明：灌浆速率、千粒重与各温度要素及日照时数间均呈一元二次函数关系，与各温光组合间呈二元二次函数关系。灌浆特性与各温度要素间的相关性优于其与日照时数间的相关性，不同温度要素及温光组合与千粒重的相关性优于与灌浆速率的相关性；日最低气温累积值与日照时数的组合是影响超级稻岳优6135灌浆特性的最重要温光因子。灌浆期积温达900℃·d，日照时数接近300h时，千粒重达到最大，灌浆过程趋于完成，籽粒趋于饱满，籽粒充实度最理想。

在弱光条件的人工光植物生长室中，设置两种不同红蓝光比例光质和两种不同光周期，水培盆栽红叶生菜（R）、绿叶生菜（G）和紫叶生菜（P），采收后测定3种生菜的生物量指标以及抗氧化物、可溶性糖等营养品质指标，以研究弱光条件下光质和光周期对3种叶色水培生菜产量和品质的影响。结果表明：（1）生菜产量主要受光周期影响，营养品质指标受光质和光周期的综合影响。光照时间延长显著增加了3种生菜叶面积。绿叶生菜和红叶生菜单位叶面积鲜重在不同光质及光周期下无显著差异。紫叶生菜单位叶面积鲜重对光周期变化的反应则因光质环境而异。延长光周期使3种叶色生菜地上部鲜重提高一倍多，但3种生菜地上部鲜重受光质影响不显著。（2）延长光照时长对3种生菜营养品质的影响因光质而异。在红蓝1:2光质下，延长光照时长降低了绿叶生菜总酚和类黄酮相对含量以及抗坏血酸和可溶性蛋白含量，提高了红叶生菜花青素和可溶性糖含量，但降低了抗坏血酸和可溶性蛋白含量，紫叶生菜总酚相对含量得到提高，但抗坏血酸含量显著降低。在红蓝2:1光质下，延长光照时长显著提高了绿叶生菜总酚和类黄酮相对含量，抗坏血酸含量有所降低，红叶生菜总酚和类黄酮相对含量、抗坏血酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均显著降低，紫叶生菜总酚含量显著提高。说明在弱光条件下延长光照时长可以显著提高3种不同叶色生菜产量。在红蓝1:2光质下，延长光照时长使红叶生菜的花青素含量和可溶性糖含量得到显著提高。在红蓝2:1光质下，延长光照时长可以提高绿叶生菜和紫叶生菜营养品质。

应用开顶式生长室（OTC, Open Top Chamber）模拟增温，以自然状态为对照，设增温(W)、增水（P）和增温+增水（WP）3个处理，对克氏针茅草原主要物种克氏针茅(Stipa krylovii)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、冷蒿（Artemisia frigida）以及群落凋落物的分解速率进行试验研究。结果表明：(1)经过1a的分解，W处理下各物种凋落物质量残余率高于CK，即增温减缓了凋落物的分解；WP处理对凋落物质量残余率的影响与W处理一致，但其增温的影响程度更大；P处理下凋落物残余率与CK无显著差异。(2) 增温对不同种类凋落物分解进程无显著影响；而增水明显加快了糙隐子草的分解进程；增温+增水对冷蒿的分解进程影响较大，但最终各物种凋落物残余率差异不显著。(3)对残余率变化动态的方差分析表明,增温增水对凋落物分解的影响主要与凋落物种类以及分解时间的长短有关。(4)采用Olso负指数模型模拟凋落物质量损失变化过程，增温条件下，除冷蒿外，其它各种凋落物的k值（表征分解速率）均低于CK；增水条件下，克氏针茅和糙隐子草的k值低于CK，而冷蒿和群落凋落物的k值高于CK；增温+增水条件下，不同种类凋落物k值的变化与W处理一致，但整体上WP处理下凋落物的k值高于W处理。根据研究结果可以推断出，未来气候变化下内蒙古克氏针茅草原凋落物的分解将趋于减缓。

应用山西省15个气象站点1981-2011年春玉米生育期内逐日气温、降水量资料分别计算不同生育期的相对湿润度指数、降水与作物需水的耦合度，以相对湿润度指数（M）作为春玉米干旱等级评价指标，分析近31a山西省春玉米不同生育期干旱变化特征。结果表明：（1）近31a来，山西春玉米各生育期中，以出苗-拔节期干旱发生频率最高，达86.95%，干旱发生等级以中等以上为主，降水与作物需水的耦合度最小，仅0.41，该生育期缺水最严重；播种-出苗期干旱发生频率达82.47%，干旱发生等级以中等以上为主，北部和中部地区降水与作物需水耦合度分别为0.45和0.41，南部地区降水能满足玉米需水要求；拔节-抽雄期降水与作物需水耦合度为0.69，干旱发生频率为51.51%，干旱发生等级以轻旱为主；抽雄-乳熟期和乳熟-成熟期干旱发生频率较低，为32.58%～43.33%，以轻旱为主，降水与作物需水耦合度在0.95以上，降水基本能满足春玉米的需水要求。(2)从北部至南部，山西春玉米各生育期干旱发生频率基本呈递减趋势，降水与春玉米需水耦合度呈递增趋势。全省播种-出苗期中等以上干旱占各级干旱发生频率的比重均为最高，北部、中部和南部地区分别达86.73%、79.43%和72.88%。

2011年和2012年通过大田试验，利用便携式野外光谱仪实测水稻冠层不同生育时期的高光谱数据，同时使用SUNSCAN冠层分析系统采集水稻冠层叶面积指数（LAI）；采用光谱微分技术和统计分析技术，分别分析高光谱反射率及其植被指数与LAI之间的关系，建立LAI估算模型并进行模拟结果对比。结果表明：水稻抽穗-成熟期，利用光谱值的对数形式对LAI值的模拟效果较好，分蘖-抽穗期利用光谱反射率模拟LAI变化过程的效果不理想。 在利用各种植被指数估算LAI方法中,水稻分蘖-抽穗期以修改型土壤调整植被指数MSAVI[758，805]对LAI的估算效果最好，模拟值与实测值的相关系数通过了0.01水平的显著性检验（R=0.7754），估算精度较高。在抽穗-成熟期，也以修改型土壤调整植被指数MSAVI[758，817]对LAI的模拟效果最好，模拟值与实测值的相关系数通过了0.01水平的显著性检验（R=0.6488），估算精度较高。说明修改型土壤调整植被指数（MSAVI）能更好地模拟水稻不同生育期的叶面积指数，按照分蘖-抽穗期、抽穗-成熟期两个生育阶段分别建立水稻冠层LAI的高光谱估算模型能够提高LAI估算的准确度，研究结果也证实了分生育阶段建模的必要性。

2015年秋季（9-11月）全国平均气温为12.7℃，比常年同期偏高0.3℃；平均降水量为214.7mm，比常年同期偏多72.3mm；平均日照时数为425.3h，比常年同期偏少80.3h。秋收区大部时段天气较好，初霜期与常年同期接近或偏晚，南方晚稻受寒露风影响范围较小，气象条件总体利于作物灌浆成熟及收晒；秋播区大部水热条件较好，农业干旱发生范围小、影响轻，冬小麦和油菜播种出苗顺利、长势较好。但南方部分地区出现暴雨洪涝灾害，局地损失较重；秋季后期中东部阴雨寡照突出，设施农业及南方秋收秋种作物受影响较大，华北、黄淮局地设施农业和畜牧业遭受雪灾。