温室气体的大量人为排放导致了近百年来的全球气候变化。甲烷是重要的温室气体，随着全球气温升高，甲烷排放量会随之增加，进一步加剧了全球温室效应。土壤是甲烷重要的源和汇，土壤中的甲烷氧化细菌在平衡甲烷的释放过程中发挥着关键作用。探究温度变化对土壤甲烷氧化能力的影响成为近年来的研究热点。本文综述了温度对土壤甲烷氧化过程以及甲烷氧化细菌的影响，分析了在不同温度下，各生态系统中的土壤甲烷氧化及甲烷氧化细菌响应特点和规律，比较了不同生态系统中土壤发生甲烷氧化的温度范围以及甲烷氧化菌株的生长温度范围。综述结果表明，不同生态系统能够发生甲烷氧化的温度范围不同；在能发生甲烷氧化的温度范围内，甲烷氧化速率随温度升高而增加；培养温度与土壤原位温度越相近时，甲烷氧化响应较为灵敏。与温度对甲烷氧化过程的影响类似，甲烷氧化细菌的丰度也随着温度升高而增加，并与增温幅度、优势甲烷氧化细菌的原位生长温度密切相关。土壤中的II型甲烷氧化细菌对温度较敏感，随着温度升高，II型甲烷氧化细菌丰度增加，因此，温度会通过影响甲烷氧化细菌的丰度和群落结构，从而影响甲烷氧化过程。但温度是否仅通过调控优势菌种更替来改变土壤甲烷氧化能力目前还尚未定论，未来需要进一步探究。本文讨论了土壤甲烷氧化过程对温度的响应及其微生物机制，可为全面解析全球变暖下的土壤甲烷氧化过程的变化提供参考。

肩负粮食安全重要职责的黑龙江省，地处中高纬度，温度资源是限制该省农业生产的重要因素。≥10℃积温及积温带的变化，对农业品种布局、农业种植结构调整、产量形成都起着决定性作用。本研究采用1961−2020年黑龙江省31个国家气象站实测日平均气温、月平均气温和“基于城市化偏差订正的中国大陆月平均地面气温网格数据集”资料，进行了去城市化作用前后黑龙江省≥10℃积温对比分析。研究表明，与去城市化作用前相比，去城市化作用后近60a黑龙江省积温线性变化趋势和变化倾向率有所放缓；1991−2020年近30a积温平均值普遍降低，城市化作用导致的积温增量孙吴站超过200℃·d，呼玛、黑河、尚志、北安站超过100℃·d，其他大部地区在20～100℃·d；黑龙江省6条积温带中有5条因去城市化作用而调整，第一积温带范围大幅缩小，进而导致第二积温带范围显著增大，第三、四、五积温带有所南移。

土地利用/覆盖变化对气候具有重要影响，为探讨耕地扩张的气候效应，基于土地利用数据及MODIS遥感资料，采用窗口搜索法，利用能量平衡的原理，研究2000−2018年东北地区耕地扩张的潜热和净短波辐射通量变化，分析耕地扩张对地表温度的影响。结果表明：（1）研究期内东北地区耕地面积增加1.6×104km2，主要来自林地和草地，分别占耕地扩增面积的16.33%和76.24%。（2）与林地相比，耕地白天对地表具有增温作用，夜间具有降温作用，全天具有增温作用，并具有明显的季节特征。夏秋季节耕地的蒸散发弱于林地，潜热通量比林地少，导致耕地对地表具有增温作用，冬季耕地的净短波辐射远少于林地，导致耕地对地表降温。（3）与草地相比，耕地夜间总体的降温效应稍强于白天的增温效应，使耕地全天对地表具有降温效应，并具有不同的季节特征。夏秋季节耕地的蒸散发强于草地，耕地的潜热通量比草地多，成为耕地对地表降温的主要原因，而在春冬季节，耕地与草地吸收的净短波辐射差异较小，同时潜热差异也较小，因此对地表的增温/降温效应不明显。

土壤微生物种群类型，对土壤质量和作物生长具有重要影响，研究寡糖对土壤微生物种群的影响特征，有助于正确、高效及安全使用寡糖。本研究利用人工气候室进行土壤培养，土壤施加50mg·L−1的壳寡糖（CSOS）和纤维寡糖（COS）溶液，以清水（CK）为对照处理，培养6d后取样，利用高通量测序技术，分析土壤微生物群落结构组成及多样性分布特征。结果表明：壳寡糖（CSOS）和纤维寡糖（COS）处理均显著改变细菌、真菌的群落结构，提高细菌的物种观测数。变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为优势细菌门，子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）和被孢霉门（Mortierellomycota）为优势真菌门。通过组间群落组成比较分析可知，壳寡糖（CSOS）和纤维寡糖（COS）处理均不同程度降低酸杆菌门（Acidobacteria）的相对丰度，增加变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、壶菌门（Chytridiomycota）以及有益菌属溶杆菌属（Lysobacter）、硝化螺旋菌属（Nitrospira）、Haliangium、芽球菌属（Blastococcus）和链霉菌属（Streptomyces）的相对丰度，但与纤维寡糖（COS）相比，壳寡糖（CSOS）处理微生物群落组成的变化幅度更大。此外，壳寡糖（CSOS）和纤维寡糖（COS）处理在调节土壤微生物群落结构上存在一定差异。其中，壳寡糖（CSOS）处理有益菌属Talaromyces的相对丰度增加195%，纤维寡糖（COS）处理有益菌属假单胞菌属（Pseudomonas）的相对丰度增加215%。综上，壳寡糖和纤维寡糖处理均能优化土壤微生物群落的结构组成，其调控差异性有助于理解不同寡糖的调控机制，推动寡糖的应用与推广。

2020/2021年度在黄淮冬麦区南片的4个省份分别设置大田试验，选择周麦18、周麦36及爱民蓝麦1号3个不同品质类型的冬小麦品种，分析比较不同气象因子对3个品种小麦产量及品质的影响。结果表明：不同小麦品种特性和试验点生态环境对小麦籽粒长宽、产量及品质的影响均达到显著水平，其中籽粒长度、株高及产量受环境条件的影响大于品种基因型，而籽粒宽度、产量三要素、籽粒淀粉、蛋白质和纤维素含量受品种基因型的影响大于环境条件。从不同试验点气象因子来看，籽粒长宽和千粒重表现一致，主要受抽穗−灌浆中期水分的正向调控和拔节−成熟期气温的负向调控；株高主要受拔节期水分和气温的正向调控；产量和穗粒数主要受抽穗期水分和气温、灌浆中期水分的正向调控；有效穗数主要受拔节−抽穗期日照时数的正向调控。籽粒淀粉含量受拔节后气温、水分的正向调控，受扬花后期日照时数的负向调控，籽粒蛋白质含量则与其相反，纤维素主要受抽穗−灌浆中期水分的正向调控。综上所述，不同小麦品种特性和试验点生态环境对小麦籽粒长宽、产量及品质均存在显著影响；拔节后的平均气温、总供水量及总日照时数对小麦籽粒表型、产量及品质性状的影响存在差异。

为阐明新时期东北三省粮食生产在中国粮食安全战略中的重要性，定量评估气候变化背景下气象灾害对区域粮食产量造成的损失，利用1981−2020年粮食种植面积、产量和农业灾情统计数据，对比分析东北三省和全国粮食产量与灾情的变化特征；采用已构建的灾情−产量评估模型，输入近10a灾情数据，估算东北三省粮食产量因灾损失及最终产量，并对已建灾情−产量评估模型的敏感性和稳定性进行检验。结果表明：（1）1981−2020年，东北三省粮食种植面积、总产量大幅增加，占全国比例稳步提高，2020年种植面积、2012年以来总产量占比均达到全国的1/5。（2）在全国灾情呈先增强后减轻的显著变化趋势下，东北三省灾情并无明显增减趋势，40a内全国和东北三省粮食单产分别以65.96kg·hm−2·a−1和252.5kg·hm−2·a−1增加，近10a东北三省粮食单产极显著增加，增幅为52.6kg·hm−2·a−1。（3）2011−2020年全国平均受灾面积、成灾面积分别为23704.5×103和11204.7×103hm2，东北三省分别为3899.1×103和1900.0×103hm2；10a内全国和东北三省的灾情均显著低于前3个年代，是40a中灾情相对最轻的10a。（4）灾情−产量评估模型的模拟精确度高，黑龙江、吉林、辽宁粮食产量模拟值与实测值的线性回归决定系数（R2）分别为0.98、0.90和0.88；斜率分别为1.05、1.02和0.98（P＜0.01）；40a平均因灾损失率分别为10.4%、17.9%和18.0%，50%的年份因灾损失率高于8.0%、17.0%和16.0%。（5）受灾情总体偏轻的影响，该模型对吉林和辽宁近10a的粮食产量略有高估。基于1981−2010年数据构建的区域粮食因灾损失评估模型，经检验能很好地评估气象灾害对粮食产量造成的损失，具有预测粮食产量的性能，具备业务化应用的可行性。气象灾害对东北三省粮食产量的影响大于对全国灾情影响的平均水平，鉴于东北粮食产量在全国粮食产量的占比较高，新时期防范东北地区农业气象灾害风险对保障国家粮食安全至关重要。

2020年在湖南大通湖区按照裂区设计进行大田试验，以水稻品种泰优390和H优518为材料，设常规机插秧（T1）、人工手抛秧（T2）和精量有序机抛秧（T3）三种处理，观察测定不同种植模式下的秧苗素质、产量及其构成因素、茎蘖动态和生育期，以探究不同种植方式对寒露风影响下晚稻生长发育特性、产量及产量构成的影响，找出在寒露风影响下更具有稳产减灾效果的种植方式，并对其减灾机理进行探究，为水稻生产和防灾减灾策略提供理论依据。结果表明：（1）采用钵苗育秧技术培育秧苗的精量有序机抛种植模式的秧苗素质相对较好，与采用毯苗育秧技术育秧的机插种植模式的秧苗素质差异显著。（2）移栽后，精量有序机抛秧返青最快，分蘖发生最早。（3）精量有序机抛秧的水稻生育期较手抛秧、机插秧显著缩短，品种泰优390可缩短生育期4～12d，H优518可缩短生育期3～8d。（4）在寒露风影响下，精量有序机抛秧的水稻成穗率、结实率、收获指数、单位面积有效穗数、千粒重及产量较手抛秧、机插秧高，且与机插秧处理差异达到显著水平。品种泰优390和H优518精量有序机抛秧的产量分别比手抛秧、机插秧增产21.7%、273.5%和12.9%、19.6%。研究结果说明使用精量有序机抛方式育出的秧苗素质较高，移栽大田后返青较快，分蘖速率较快，后期分蘖下降幅度小，有效穗数、结实率、千粒重较高，比人工手抛秧、常规机插秧更能促进水稻产量的提高。综合气候条件考虑，使用精量有序机抛方式能缩短晚稻生育期，在冷害严重的年份具有明显减灾效果。