利用1986−2005年18个CMIP6气候模式及其同源的CMIP5气候模式和贵州省84个气象台站逐日平均气温、最高气温和最低气温资料，基于色度图和泰勒图，系统评估CMIP6模式对贵州省气温的模拟能力，并采用最佳模拟结果预估2023−2100年SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5未来情景下贵州省气温的变化特征。结果表明：CMIP6-MME（MME，多模式集合平均）对1986−2005年贵州省霜冻日数（FD）、生长季长度（GSL）、夏日日数（SU）、最低气温的最低值（TNN）及平均气温（Tav）的总体模拟能力最优；相对于参照期（1995−2014年），2023−2100年贵州省在SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下FD值呈现显著下降趋势，GSL、SU、TNN和Tav值均呈现显著上升趋势。另外，21世纪各个阶段各情景下贵州省FD值（GSL、SU、TNN和Tav值）相对于参照期均表现为偏少（多）的特征，且排放越高，偏少（多）幅度越大，从空间分布来看，FD（GSL）值偏少（多）幅度自南向北增加，SU值偏多幅度自东北向西南增加，TNN和Tav值偏多幅度自西南向东北增加。

水分和氮肥是小麦生长最主要的两大限制因子，如何优化灌溉小麦高产稳产、获得农业资源高效和环境友好的水肥管理方案是亟待解决的生产问题。控制试验结果的推广受限于试验地点、年限和试验设计，而基于过程机理的作物模型则可有效解决这一问题，已成为探究作物种植管理决策、评估农业适应气候变化的有力手段和技术工具。本研究利用2010-2018年内蒙古自治区巴彦淖尔市临河区农业气象实验站春小麦‘永良4号’的试验观测资料（气象、作物、土壤和管理数据），确定模型中小麦生长发育关键参数；基于校准后模型及1986-2020年气象数据资料，设计不同干旱程度下多种智慧管理情景模式，结合水氮管理决策的遴选关键指标（产量、水肥施用量和水肥利用效率），确定春小麦水氮管理最优方案。结果表明：（1）基于APSIM模型春小麦发育期（出苗期、拔节期、开花期和成熟期）模块模拟值与观测值的RMSE在1.96～3.21d范围内；基于APSIM模型春小麦生长（叶面积指数、地上部干物质质量和产量）模块模拟值与观测值的RMSE分别为1.65、292.44g·m⁻²和588.96kg·hm⁻²，APSIM模型可较好地定量模拟春小麦生长发育过程。（2）以产量、灌溉量、水分利用效率（WUE）、施氮肥量和氮素利用效率（NUE）为目标，得出土壤根层水分亏缺程度达40%（S3P40）和土壤根层水分亏缺程度达50%（S3P50）管理模式要优于其他管理模式。（3）与常规管理模式相比，以显著提高产量为生产目标，优选S3P40管理模式，产量提高14.4%；以稳产且减少水肥用量为生产目标，优选S3P50管理模式，灌溉量减少23.2%，施氮量减少32.4%。

抗生素被广泛用于医疗和养殖行业，由此引起的微生物耐药性已成为全球公共卫生难题。当前对土壤和水体环境中抗生素耐药菌（Antibiotic-resistant bacteria，ARB）及耐药基因（Antibiotic resistance genes，ARGs）的报道较多，而针对空气中的研究较为缺乏。本文全面揭示了国内外不同类型环境空气中ARB和ARGs的赋存特征、影响因素及传播机制，以期为微生物耐药性的跨介迁移规律解析及科学应对提供理论支撑。结果表明，空气中ARB和ARGs的丰度受环境条件影响，养殖场、污水处理厂及医院等典型污染区丰度较高，四环素类、磺胺类和β-内酰胺类ARGs为主要类型。其中，养殖场空气中ARGs的丰度高于其他环境2～3个数量级，猪舍在所有畜禽舍类型中丰度最高。目前，对空气中ARB和ARGs的采样要求缺乏统一的规范标准，采样季节、时长、粒径及共存污染物均对测定结果产生影响。同时，大气污染程度、土壤含水率、降水情况及气团运动等一定程度上影响着空气中ARB和ARGs的环境行为，有关其在土壤−大气界面的迁移规律及驱动机制仍有待进一步深入研究。

寡糖具有调节作物生长发育、延缓衰老和提质增产的作用。为明确寡糖对设施黄瓜根际土壤代谢物的影响，揭示其作用机理，本研究采用大棚试验，于设施黄瓜盛花期、盛果期和拉秧期分别采集根际土壤样本，通过气相色谱−质谱法（GC−MS）比较分析清水对照（CK）与复合寡糖处理（KP）组代谢产物的差异。结果表明，与CK组相比，KP组在黄瓜盛花期根际土壤代谢物差异较大，酸性物质含量增加。其中，壬酸为上调最多的物质，差异倍数约为2.795，而杂环化合物和糖类物质含量下降，且杂环化合物含量下降最多，差异倍数约为0.002。与京都基因和基因组百科全书（KEGG）数据库对比分析，KP与CK处理在代谢途径的差异占比达到83.33%。结合差异代谢物富集分析认为，设施黄瓜盛花期施用寡糖，可通过上调硫辛酸通路增加其根际土壤中壬酸含量，而杂环化合物和糖类物质含量的下降可能与细菌趋化性代谢、果糖和甘露糖代谢这两个通路的表达下调有关。

陆地生态系统碳循环是全球及区域气候变化及人类活动影响研究的重要内容，三峡库区作为长江流域重要的生态环境保护和修复区域，在全球及区域碳循环和气候变化研究中发挥着极其重要的作用。本文基于2000−2021年太阳辐射、气温、CO₂浓度及归一化植被指数等数据，依据C-FIX模型，调整参数建立三峡库区（重庆段）陆地生态系统净初级生产力（NPP）估算模型，引入重心模型、趋势分析等方法定量分析2000−2021 年植被NPP时空变化特征，同时利用相关分析方法结合Miami模型定量区分气候变化与人类活动影响NPP的相对作用。结果表明：(1) 研究区植被NPP整体呈波动上升趋势，有94%的区域植被NPP变化趋势率为正值，集中分布于长江沿线及以北的大部地区。2000−2021年区域年平均NPP由666.02gC·m⁻²增加至809.04gC·m⁻²，增幅为17.68%。（2）研究区NPP空间分布整体呈现由东北向西南逐渐递减的格局，年平均NPP767.3gC·m⁻²·a⁻¹，其中NPP>800gC·m⁻²·a⁻¹的区域占研究区总面积的46%，主要分布在海拔400−900m的区域。（3）研究区植被NPP重心呈现出由西南向东北移动的趋势，说明东北部植被NPP增量和增速高于中西部。（4）研究区植被NPP变化对气温作用更为敏感，植被NPP与年气温的偏相关系数为−0.68～0.94，呈正相关区域占比高达95.6%｡植被NPP与年降水量的偏相关系数为−0.83～0.82，呈正相关区域占比75.7%，分布于长江沿线以北的大部地区及武隆和涪陵的大部区域。（5）气候变化和人类活动对研究区植被NPP变化过程的相对作用存在显著的空间异质性，处于植被恢复状态的区域占总面积的93.63%，其中45.24%的区域受气候变化影响，46.72%的植被恢复区由气候变化和人类活动两者共同作用促成。

在全人工光型植物工厂中以番茄品种′Micro Tom′为试材，采用供光模式可调的LED灯为光源，以LED纯白光为对照，分别采取纯红光、纯蓝光、红蓝混合光、红蓝交替光的不同供光模式的红、蓝光作为补充光，探究不同补光模式对设施番茄生长发育及荧光特性的影响。结果表明：（1）所有处理下番茄植株生长指标和果实重量均有一定程度提高，补光对叶绿素荧光的动态变化影响显著，纯红光补光对番茄植株的株高、茎粗、叶面积和产量的增加影响最大，红蓝光1h或6h间隔交替补光显著促进了叶绿素含量的增加和PSII光合性能的提高。（2）在番茄营养生长期，纯红光补光处理下番茄株高的相对生长率和绝对生长率分别较对照增加106.8%和60%，茎粗相对生长率和绝对生长率分别较对照增加50%和80%。播种后44d，纯红光补光处理下番茄植株叶面积较对照增加92.1%。（3）在番茄生殖生长期，与对照相比，播种后83d纯红光补光处理下番茄植株坐果数增加73.6%，番茄果实的横、纵径和体积分别增加34.4%、35.3%和129.6%。（4）与对照相比，播种后44d红蓝光以1h或6h间隔交替补光处理下番茄叶片叶绿素含量分别增加30.3%和31.8%。播种后83d红蓝光以1h或6h间隔交替补光处理后番茄植株的性能指数（PIABS）分别较对照提高100%和30%，红蓝光以1h或6h间隔交替补光处理后PSII的电子传递效率（ET_o/CS）分别较对照增加16%、23%。综上，纯红光补光可有效促进设施番茄的生长发育，以1h或6h间隔交替红蓝补光显著影响番茄荧光特性。未来可根据不同生产目标，选择最适合的补光模式。

以番茄品种‘普罗旺斯’为材料，在双拱钢架日光温室内进行人工补光试验，设置T1（2R3B，即红光/蓝光珠数配比R:B=2:3)、T2（4R1B)、T3（6R1B)、T4（7R1B)四组红蓝光处理，以不进行人工补光为对照（CK)，探究温室番茄生长和光合响应最优的红蓝光配比。结果表明，在T1处理下35d后，番茄的株高、SPAD、蒸腾速率（Tr)和光化学淬灭系数（qP)较对照组分别显著提高26.7%、19.6%、107.6%和34.3%。在T3处理下35d后，番茄的茎粗、花朵数、净光合速率（Pn)、胞间CO₂浓度（Ci)、气孔导度（Gs)、实际光化学效率（ΦPSⅡ)和电子传输速率（ETR)较对照组分别显著提高26.9%、38.6%、133.7%、5.9%、183.3%、31.3%和30.9%。在T4处理下35d后，最大光化学效率（Fv/Fm)较对照组分别显著提高4.0%。在对设施番茄进行不同配比红蓝光补光处理下，较对照组可显著促进番茄的生长及光合作用，在本试验设置的2R3B、4R1B、6R1B、7R1B四组红蓝组合光处理中，6R1B（红/蓝光珠数配比R:B=6:1)处理下各项指标表现的综合效果最佳，可为温室番茄栽培LED补光提供一定的理论指导。

以四季草莓品种‘赛娃’（Fragaria ananassa cv.Selva）为试材，于2022年在南京信息工程大学Venlo型温室及人工气候室内设计环境控制试验。试验设置昼温/夜温15℃/5℃（T1）、20℃/10℃（T2）两个低温水平，低温持续天数设置3d、6d和9d，以25℃/15℃温室环境下生长的植株为对照（CK），系统测定叶片光合参数和气孔指标。结果表明：（1）花期低温明显抑制草莓植株叶片的光合能力，随着胁迫程度的加强，草莓花期叶片的最大净光合速率（Pn_max）、光饱和点（LSP）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）均呈降低趋势；光补偿点（LCP）、暗呼吸速率（Rd）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔限制值（Ls）和水分利用效率（WUE）均呈升高趋势，引起光合速率降低的主要原因是气孔限制。（2）低温使得草莓花期叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量（a+b）及类胡萝卜素含量降低，随低温胁迫时间增加，光合色素含量略微回升，但仍显著低于CK。（3）低温胁迫对叶片气孔特性的影响尤为显著，气孔长度、气孔宽度、气孔开度、气孔周长、气孔面积和气孔开张比均随温度降低及胁迫时间增加显著减小，气孔密度有减小趋势但差异不显著。试验结果显示花期低温可降低草莓花期叶片气孔尺寸和叶绿素含量，抑制叶片光合能力。

利用1981-2021年东营国家气象观测站逐日气温观测数据、2019-2021年黄河口农业水域小气候观测站逐日气温和水温观测数据以及2004-2021年东营市黄河口大闸蟹产量数据，采用滑动平均法分离气象产量后计算气象减产率，分析大闸蟹生长周期内温度和减产率的关系，筛选极显著相关的高温天气指标，构建高温指数-灾损模型，确定灾害损失阈值，设计研发黄河口大闸蟹高温天气指数保险产品。结果表明：随着生产技术的提高，黄河口大闸蟹增产明显；受不同年份气象条件差异影响，黄河口大闸蟹气象减产率波动明显，减产率与≥35℃有效积温日均值呈极显著正相关（P＜0.01）。结合1981-2021年高温气象资料，确定≥35℃的有效积温日均值即高温指数达1.893℃·d，可导致大闸蟹减产12.4%；依高温指数-灾损模型可进一步将黄河口大闸蟹高温灾害分为轻度、较轻、中度、较重和重度五级，并取高温指数≥1.529℃·d作为理赔触发值计算可发生赔付年份的平均赔付金额为294.04元667m⁻²，赔付金额范围为58.59～651.00元667m⁻²；黄河口大闸蟹高温天气指数纯保险费率为6.61%，保费为43.03元667m⁻²。

随着全球气候变化，干旱发生频率及强度持续增加，农业干旱灾害风险评估是当前防灾减灾的重要方法之一。基于自然灾害风险形成机理，构建华北农业干旱风险评估指标体系模型，利用内部检验法对模型进行稳健性检验，根据华北34个市农业干旱风险形成特点聚类分类，并提出相应的风险防范建议。结果表明：调整风险评估模型中的指标和方法时，华北地区34个市农业干旱风险排名变化幅度多为1～2.5位，模型稳健性较好；除防灾减灾能力较高的北京、天津外，华北中部和北部农业干旱风险最高，与危险性和脆弱性指标较高有关，河南北部以及山东南部农业干旱风险较低，主要得益于该地区各市危险性较低；华北34个市可分为6个农业干旱风险集群，集群分布在空间上无分散、跨市分布，城市聚集性较好，其中北部山区集群4干旱风险最高，与其极高的环境脆弱性和低防灾减灾能力有关，应在农业种植结构上适当降低农业种植面积并加大农业投入；位于中部和南部的集群2、5和6具有较高的粮食种植面积且粮食因干旱减产率较高，可通过增加农业投入、提高灌溉保证率等进一步降低农业干旱风险。

气象灾害是农业生产面临的主要风险之一，给农业安全生产带来巨大损失。农业保险是农业保障体系的重要组成部分，是有效分散农业风险或弥补灾害损失的重要救灾手段之一。20世纪90年代后期出现的天气指数保险，因其客观、标准化和流通性强等特点在全球引起广泛关注、研究与应用。本文在回顾了国内外天气指数保险技术的发展历程基础上，详细分析了天气指数保险与传统农业保险的差异，以及各自的优势与劣势；以安徽粮食作物（冬小麦、一季中稻、夏玉米）生长过程中特定农业气象灾害的天气指数保险为例，介绍天气指数模型研制与产品开发。通过天气指数农业保险产品在安徽多年实践应用，探索天气指数模型的改进方法，以降低基差风险；并对天气指数保险未来发展进行探讨与展望。