湖北作物气候生产力演变及其对气候变化的响应

利用湖北省76个气象台站1960～2005年逐年年平均气温、降水资料,应用Miami模型、Thomthwaite Memorial模型对湖北省气温气候生产力（TSPt）、降水气候生产力（TSPn）和蒸散量气候生产力（TSPv）进行了估算,并采用EOF、RE．OF、EEOF、Mann—Kendall检验、小波分析等方法研究了湖北省TSPv的演变及其对气候变化的响应。结果表明：降水是大部分地区作物产量的限制因素;TSPv在时间上波动明显,在空间上受地形、降水、人类活动等因素影响,西部山地区震荡特征明显,东部平原丘陵区具有稳定的上升趋势,西北山地区是震荡的敏感区;未来“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,北部地区是气候变化的敏感区。图4,表2,参11。     

ENSO对陕西省棉花主产区气候及棉花单产量的影响

依据1960-2010年NOAA Nino3.4区海温数据和渭南市气象及棉花产量统计数据,主要应用Mann-Kendal检验法、小波分析法及其他数理统计方法对陕西省棉花主产区（渭南市）的气候变化、棉花单产量、ENSO的特征及3者之间的关系进行了分析,结果显示：①近50 a来,厄尔尼诺影响年份有20 a、拉尼娜影响年份有17 a;Nino3.4区的海温在1978年左右发生了增温突变且突变后厄尔尼诺现象对气候的影响作用加强。②近50 a来,渭南市的暖干化趋势明显;降水量和气温的震荡主周期为27 a,且在27 a尺度上同步经历了增加—减少—增加的变化过程且均在1978年、1995年前后分别发生突变。③在厄尔尼诺影响年份,气温和棉花单产量呈上升趋势,降水量呈减少趋势,在拉尼娜影响年份则相反。研究成果可为有关部门在对陕西省的棉花产量和品质预测分析时提供一定的参考。     

福建省森林植被潜在生产力的估算及其分析

应用Ｌｉｅｔｈ－Ｂｏｘ模型，结合主要气象因子（降水量、气温等）资料分别计算了福建省森林植被的可能净第一性生产力、谷物产量和木材产量。结果表明：福建省森林植被潜在生产力较大，因而，提高作物产量的潜力还在；除局部地区外，植被潜在生产力沿海高，内陆低；沿海的平和、云霄等地气候生产力高，而内陆的屏南、周宁、寿宁等地气候生产力低。     

陕北榆阳区植被生态系统净第一性生产力动态

以陕北榆阳区气候及土地利用方面的资料为依据,根据研究区特定的自然环境,结合相关研究成果和实地调查结果选择测算模型,对该区1988～2003年间的植被生态系统净第一性生产力动态变化情况进行估算和分析。研究表明：1988～2003年期间,榆阳区植被生态系统净第一性生产力总体上呈上升态势,总量在1988年的基础上增加了7．75％,年度递增率为0．50％;其中林地和园地净第一性生产力总量增加,增幅分别为11．35％和1054．99％,而草地的净第一性生产力总量呈明显下降趋势,降幅为6．15％;林地、园地和草地分别贡献了整个增量的95．56％、31．82％和-27．38％。榆阳区在研究时段内土地利用类型结构调整提升了区内植被生态系统净第一性生产力总量,改善了生态环境,为经济、环境和社会的和谐发展奠定了基础。图1,表4,参13。     

2000-2006年松嫩平原农田生产力时空特征与影响因素研究

利用MOD17A3数据集2000-2006年年均NPP（净初级生产力）数据,对松嫩平原农田生产力时空特征与影响因素进行分析。主要结论如下：①松嫩平原旱田空间分布梯度特征明显,由西向东生产力呈递增趋势。旱田占农田总面积的90.17%,低、中、高产旱田面积分别为93170km2、23963km2和18866km2,占旱田总面积比例分别为68.51%、17.62%和13.87%。低、中、高产水田面积分别为1567km2、12171km2和1091km2,占水田总面积比例分别为10.57%、82.08%和7.35%。②2000-2006年,松嫩平原旱田和水田NPP变化趋势基本一致,总体均呈微弱的下降趋势,2000-2003年和2004-2006年为两个相似的NPP增加阶段。③气温与旱田和水田均呈极微弱的负相关关系,对旱田和水田生长存在微弱的抑制作用。降水与旱田和水田平均NPP相关系数分别为0.371和0.285,对旱田和水田生长的影响比气温明显,是影响松嫩平原农作物生产的主要因素。     

西安市极端降水频数的变化特征及旱涝趋势

利用西安市1951—2006年的逐日降水资料和1992～2006年的逐时降水资料,采用数理统计、5年滑动平均等方法研究了西安市大降水和极端降水的年际、年内变化特征;并运用马尔可夫模型对未来5a旱涝状况进行了预测。结果表明：近56a来西安市大降水频数呈减少趋势;其月际变化呈双峰型,主要集中在7-9月,7月最多,1月和12月无大降水事件发生;旬际变化峰谷波动较多,主要集中在7月和9月上旬,7月上旬最多。而极端降水频数则呈现明显的增加趋势,主要集中在6—8月,7月最多;从日变化看,主要发生在7：00,其次为17：00;晚上偏多,且由多到少的时间排序为：后半夜→下午→前半夜→上午。该市2007年降水量“偏涝”的概率较大,2008～2011年处于“正常值”的概率较大。图3。表5．参17。     

松嫩平原西部草地退化研究

基于RS与GIS技术,利用1986、1995、2000年3期遥感影像.解译提取松嫩平原西部草地空间信息,分析其时空动态变化及草地退化的自然及人文因素.结果表明,14a来,草地面积减少24.70%,草地退化严重;高覆盖度草地减少迅速,对该区草地资源减少率的贡献较大,低覆盖度草地发展速度最快;草地主要转化为林地、耕地、未利用地和盐碱地:研究区草地退化是自然因素与人为因素共同作用的结果,气温升高、降水减少等自然因素是草地退化形成的基本条件,而人口增加、过度放牧等人类活动干扰则是决定因素.图4,表2,参17.     

三江地区积雪变化与气候之间的关系——以宝清县为例

基于三江地区宝清县近20a来观测记录,利用3种方法检验了三江地区季节性积雪、冷季（11月．次年3月）降水量和冷季平均气温的变化趋势。结果表明,季节性积雪表现为弱的增加趋势（年平均增长率为0．005％）,冷季降水量年平均增长率为0．317％,同期冷季平均气温上升1．32℃。通过相关分析表明,积雪与冷季降水量呈正相关,而与气温呈负相关。冷季降水量的增加促进了积雪的增加,但由于冷季气温升高趋势大于降水量增加趋势,冷季气温升高导致初雪日延迟而终雪日提前,缩短了积雪时间。因此,在全球和区域气候持续变暖的背景下,三江地区积雪量有可能减少。图5,表3,参19。     

宁南旱区农田作物生产潜力综合评价及其开发对策

以宁南旱区农业气候资源为基础,对不同生态类型区、不同降水年型主要作物的热量生产潜力和降水生产潜力进行系统分析。结果表明,作物的热量生产潜力依次为:苜蓿>春小麦>马铃薯>冬小麦>谷糜>胡麻>豌豆;降水生产潜力依次为:苜蓿>马铃薯>谷糜>小麦>胡麻>豌豆。农田的总体生产潜力开发度为33 6%～42 7%,全区平均为36 8%,即尚有63 2%的生产潜力未得到发挥。此外,提出了开发和增进农田生产潜力的主要技术策略。表3,参9。     

农业耕作土壤与人工经济林地土壤磁化率和质地特征对比

通过对关中东北部地区人工经济林地土壤（JJC2）和农耕地土壤（JJC1）磁化率与粒度分布特征的研究和对比．试图阐明土地利用方式对土壤发育过程的影响。结果表明：农业耕作土壤和人工林地土壤的磁性特征有着明显的差异;农耕地长期的耕作、污灌以及C4作物玉米的生长与秸秆焚烧等农业管理方式可以增大土壤风化成土作用强度,增加土壤的磁化率;土地利用方式对土壤粒度分布的影响显著,表层0～40cm,1年生作物农田土壤〈2μm和50μm～2000μm颗粒含量均高于人类活动干扰小的多年生园林土壤的含量;整个剖面耕地土壤和人工林地土壤〈2μm和50μm～2000μm颗粒含量变化差异均大于2μm～50μm颗粒变化。图1,表2。参14。     

东北三省农业气候生产潜力及气候资源满足率的研究

根据东北三省87个气象站点1951-2006年间的气象数据,分析计算了东北三省主要粮食作物玉米、大豆和水稻的光合生产潜力、光温生产潜力、气候生产潜力以及温度、水分的满足率,并利用GIS技术分析了作物生产潜力的空间差异。研究结果表明:3种作物的光合生产潜力与总太阳辐射有很大的相关性,且由西部向东部递减;由于南北跨度大,各地光温潜力差异较大,且从北到南呈带状增加趋势;由于各地作物生育期内降水呈地带性分布,使得各地气候生产潜力具有较大差异,并呈由西向东逐渐增加的趋势。在气候资源的满足率上,南部地区的温度和东部地区的降水都可较好满足作物生长的需要,而北部地区和西部地区的生产潜力严重受到温度和降水条件的限制。图8,表4,参11。     

基于GIS的三江平原耕地适宜性评价研究

以ArcGIS地理信息系统软件为数据处理平台,通过确定评价单元,建立具有区域特色的评价指标体系,采用经验指数和法作为适宜性评价模型,并结合遥感解译得到的2005年三江平原土地利用现状数据,进行三江平原耕地适宜性评价.结果表明,平原区比山地丘陵区更适合旱田作物和水田作物的种植,适宜旱田的面积占三江平原总面积的73.44%,其中高度适宜旱田占三江平原总面积的23.48%,边际农地和不适宜旱田面积占总土地面积的36.39%;适宜水田的面积占三江平原总面积的70.04%,其中高度适宜水田的面积占总面积的26.75%,边际农地和不适宜水田的面积占总土地面积的36.07%.将耕地适宜性评价结果与三江平原2005年土地利用空间数据进行叠加分析,结果显示,2005年三江平原现有旱田中的39.10%属于高度适宜,边际农地和不适宜旱田占现有旱田面积的25.87%;现有水田中的53.41%为高度适宜,不适宜的面积仅占1.73%.以上结果说明目前三江平原旱田利用上存在一定的不合理性,但水田有很大的开发潜力,特别是在平原区.图2,表8,参18.     

三江平原粮食生产与沼泽湿地协调发展水平动态分析与评价

为了寻求三江平原农作物播种面积和沼泽湿地面积两者间的合理比例，使之既能保证粮食生产，又能维持沼泽湿地的重要功能，有必要对三江平原粮食生产与沼泽湿地协调发展水平进行动态分析与评价。在获取过去50多年三江平原沼泽湿地面积和农作物播种面积数据的基础上，通过选取表征粮食生产效益和沼泽湿地效益的评价指标，应用模糊数学中的隶属度函数对评价指标进行量化，建立协调发展水平评价模型，对两者协调发展程度进行了动态分析与评价。评价结果显示，20世纪60年代中期的农业生产和沼泽湿地环境是比较协调的。该时期三江平原农作物播种面积为158万hm^2，沼泽湿地面积为282万hm^2。此结果可以作为三江平原沼泽湿地恢复程度的一个参考标准。按高产水平计算，三江平原可提供111077t粮食，而三江平原的生物种类可以恢复到建国初期的95％。图8，参25。     

基于GIS空间分析的江淮地区冬小麦增产潜力研究

利用2006-2008年的逐日气候数据和实际冬小麦单产数据,借助GIS空间分析技术分析了江淮地区冬小麦的逐级生产潜力;通过GIS叠加分析,明确了冬小麦增产区域与幅度。研究表明：江淮地区冬小麦的2006-2008年光合生产潜力介于15 672 kg.hm-2～21 001 kg.hm-2之间,变化趋势是从北向南逐级递减。光温生产潜力介于8 311 kg.hm-2～11 072kg.hm-2之间,大体从江淮北部向南部呈递减趋势,区域的平均生产潜力为9 788 kg.hm-2。气候生产潜力介于5 876kg.hm-2～8 988 kg.hm-2,空间变化趋势为从江淮中部向周边呈递减趋势,区域的平均值为7 657 kg.hm-2。2006-2008年江淮地区冬小麦的实际产量为2 537 kg.hm-2～5 954 kg.hm-2,区域平均值为4 871 kg.hm-2,由此看出,实际的产量与潜在气候产量之间有较大的差距,江淮区域冬小麦存在一定增产空间。最后,针对江淮地区冬小麦生产情况,提出提高冬小麦生产的具体管理措施。     

基于重心模型的关中地区1996～2005年生态足迹时空变化分析

应用生态足迹分析方法,在地理信息系统（GIS）技术的支持下,计算出关中地区1996～2005年各地市人均生态足迹、人均生态承载力和生态赤字,分析了关中近10a生态足迹和生态承载力的相对变化率空间分布,并利用区域重心的概念及模型计算出10a间生态足迹重心及生态承载力重心坐标变化,得到两者动态演变轨迹,对其变化趋势进行对比分析。结果显示,关中各地市1996～2005年的人均生态足迹均大于生态承载力,每年都出现生态赤字,且生态赤字总体呈增长趋势。生态足迹和承载力各自空间变化区域差异较为显著。1996年以来生态足迹重心向东北方向移动1．31km,生态承载力重心向西南方向移动了4．95km。图6,表2,参16。     

化肥施用对黑龙江省黑土区近50年粮食产量的贡献率

以黑龙江省及其典型市县为代表,分析了黑龙江省典型黑土区近50年农田粮食产量的动态变化及化肥施用对粮食生产的贡献率。研究结果表明：近50年,无论是粮食总产还是单位面积粮食产量,其总的变化趋势是不断增加的,单位面积粮食产量从南到北(即由双城—海伦—克东)逐渐递减,据粗略统计,自20世纪七八十年代施用化肥和有机肥后,其单位面积粮食产量比以前平均增加为：黑龙江省104％,双城市242％,海伦市126％,克东县105％。近30年,黑龙江省和海伦市化肥施用量的变化趋势也是递增的,化肥的施用能促进粮食产量的增加,但化肥对粮食生产的贡献率是逐渐下降的,黑龙江省每千克化肥生产的粮食数量平均由20世纪70年代的15．7 kg下降到目前的9．3 kg,海伦市由70年代的34．7kg下降到目前的8．4k。图3,参5。