气候变化对东北地区大豆种植气候适宜性影响

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作者 杨孟娇 宋艳玲 +1 位作者 徐金霞 李伟杰 《应用气象学报》 北大核心 2025年第3期296-306,共11页

大豆是我国重要的粮油作物,扩大大豆种植面积和提高大豆产量对我国粮食安全具有重要意义。利用1961—2023年黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东部气象站逐日气象数据、东北地区部分县级大豆单产数据以及LightGBM模型,研究气候变化对东北地区... 大豆是我国重要的粮油作物,扩大大豆种植面积和提高大豆产量对我国粮食安全具有重要意义。利用1961—2023年黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东部气象站逐日气象数据、东北地区部分县级大豆单产数据以及LightGBM模型,研究气候变化对东北地区大豆种植气候适宜性影响。结果表明:1961—2023年东北地区大豆生长季平均气温升温速率为0.25℃·(10 a)^(-1),主要变暖时段为1991—2023年,2014—2023年大豆开花期低温日数较20世纪60年代减少45.4%,东北地区热量资源明显改善。大豆生长季降水量波动较大,干旱日数无明显变化。利用1961—1990年、1991—2020年和2014—2023年气候因子和气象灾害数据驱动LightGBM模型,研究显示受气候变暖影响,东北地区大豆种植气候较适宜区明显向西向北扩大,大豆种植不适宜区明显缩小。1961—1990年大豆种植较适宜区的气象站数量占研究区域气象站数量的90%,1991—2020年占比增加至95%,2014—2023年占比增加至96%。 展开更多

关键词 LightGBM模型 气候适宜性 大豆 气候变化

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中国北方地区四种熟型藜属杂草始花期的模拟 被引量：1

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作者 郭家驹 胡梦琪 +7 位作者 张琳晗 郭博雅 祝令帅 刘冬 王雨欣 林楠 李秋月 徐琳 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1872-1881,共10页

藜属(Chenopodium)草本植物是我国常见杂草,其花粉量大,持续时间长,致敏性强,对大气环境质量和人类健康都有一定危害,尤其在气候变化和退耕还林还草背景下,致敏风险增加。为精准预报藜属杂草始花期,本文基于中国北方地区1981—2018年52... 藜属(Chenopodium)草本植物是我国常见杂草,其花粉量大,持续时间长,致敏性强,对大气环境质量和人类健康都有一定危害,尤其在气候变化和退耕还林还草背景下,致敏风险增加。为精准预报藜属杂草始花期,本文基于中国北方地区1981—2018年52个站点的藜属杂草始花期实测数据,构建了5种基于逐日气温、降水、光周期序列驱动的物候过程模型,并进行了参数率定和优选。结果表明,温度是主导始花期的环境因子,光周期也起着重要的调控作用,而冷激对4种熟型藜属杂草始花期的影响并不显著。此外在干旱区考虑降水因子进行藜属杂草始花期预报是有必要的,干旱会延迟藜属杂草始花期,而降水则能起到一定的促进作用。本研究可作为我国北方地区藜属杂草花粉花期预报的辅助手段,为防治藜属杂草花粉过敏提供帮助。 展开更多

关键词 藜属 花期预报 物候模型 干旱 光周期

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1961—2020年中国小麦生长季干湿时空变化分析 被引量：8

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作者 马雪晴 和骅芸 +6 位作者 赵金媛 方彤 张建珍 潘学标 潘志华 王靖 胡琦 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期608-618,共11页

基于1961—2020年全国524个气象台站逐日数据,以有效降水量、作物需水量和水分盈缺量(有效降水量与作物需水量的差值)为干湿指标,从年际和年代际尺度(P1:1961—1990年;P2:1991—2020年)分析了全国小麦主产区(春麦区:东北、蒙北、西北、... 基于1961—2020年全国524个气象台站逐日数据,以有效降水量、作物需水量和水分盈缺量(有效降水量与作物需水量的差值)为干湿指标,从年际和年代际尺度(P1:1961—1990年;P2:1991—2020年)分析了全国小麦主产区(春麦区:东北、蒙北、西北、北疆;冬麦区:北部、华北、西南、长江中下游、华南、新疆)生长季内气候干湿状况时空分布和演变趋势,并利用SPEI指数评估了小麦种植区的干旱风险。结果表明:1)1961—2020年华南、长江中下游、西南冬麦区小麦生长季降水量大于作物需水量,其他麦区生长季内水分亏缺,新疆冬麦区(443 mm)和北疆春麦区(495 mm)为缺水量高值区。2)近60年全国小麦生长季干旱频率为35.2%~59.6%,四大春麦区、长江中下游冬麦区干旱发生频率较高,均大于50.0%。3)1961—2020年全国小麦生长季有效降水量波动增加,作物需水量呈先降后升趋势,华北、北部冬麦区表现为气候暖干化,其他麦区均呈气候暖湿化趋势。小麦种植区暖湿化的气候机制存在地域间差异,春麦区(东北、蒙北、北疆)和新疆冬麦区为有效降水量增加且作物需水量减少;而长江中下游冬麦区生长季内有效降水量和作物需水量均为增加趋势,但降水量增加幅度大于作物需水量。本文在全国尺度上探究了全国小麦生长季干湿状况时空变化,对农业正确应对气候变化具有重要参考意义。 展开更多

关键词 小麦种植区 气候变化 干湿状况 水分盈缺量 干旱

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生态保育型农业内涵、实施途径与研究趋势 被引量：3

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作者 黄彬香 潘志华 +3 位作者 王靖 胡琦 徐琳 潘学标 《山西农业科学》 2022年第8期1143-1149,共7页

高强度的农业生产导致农田土壤变瘦、变薄、变酸、变干,引起了一系列生态环境问题,对农业可持续发展产生了重大影响。切实转变农业发展方式、加快发展生态保育型农业是我国农业可持续发展面临的紧迫任务。文章论述了生态保育型农业产生... 高强度的农业生产导致农田土壤变瘦、变薄、变酸、变干,引起了一系列生态环境问题,对农业可持续发展产生了重大影响。切实转变农业发展方式、加快发展生态保育型农业是我国农业可持续发展面临的紧迫任务。文章论述了生态保育型农业产生的背景,综述了农田生态保育的研究进展,明确了生态保育型农业的内涵及实施的技术途径,并提出了当前生态保育型农业亟需研究的关键科学问题。文章认为,生态保育型农业就是通过实施一系列措施,促进资源增进、环境改善、生产力提高、农业可持续发展的农业生产制度与技术体系;以维护农田生态平衡为根本特征,重点关注环境资源要素之间的平衡、适度投入与合理利用、生产能力与资源高效利用及生态平衡与生态改善等4个方面的关系。实施生态保育型农业的途径包括水分保育、养分保育、固沙保育、适度投入、综合保育等,具体技术体系包括:合理选择作物及品种,合理布局;实施轮作、休耕、免耕、少耕等耕作措施,蓄水保墒,保土保肥;科学施肥,增加地表覆盖等等。农业生产与生态系统的互馈机制、农业生产能力与区域资源环境承载力的协同提升、生态保育机制及其区域化途径等是当前生态保育型农业亟需研究的关键科学问题。 展开更多

关键词 生态保育型农业 内涵 生态系统平衡 土壤养分 土壤水分

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科学应对长期气候风险

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作者 潘志华 《中国果业信息》 2022年第9期I0001-I0001,共1页

今年夏季我国气候总体温高雨少,中东部出现自1961年有完整气象观测记录以来综合强度最强的高温过程。气候变暖、极端天气气候事件增多增强引发社会关注。当前,粮食生产面临新形势与新挑战,其中最关键的是气候变化带来的新风险。联合国... 今年夏季我国气候总体温高雨少,中东部出现自1961年有完整气象观测记录以来综合强度最强的高温过程。气候变暖、极端天气气候事件增多增强引发社会关注。当前,粮食生产面临新形势与新挑战,其中最关键的是气候变化带来的新风险。联合国政府间气候变化专门委员会最新报告显示,2011年至2020年比1850年至1900年全球地表平均增温1.09摄氏度。1961年至2020年,我国地表年平均气温的升温速率为0.26摄氏度每10年,升温速率高于同期全球平均水平,是全球气候变化的敏感区。 展开更多

关键词 政府间气候变化专门委员会 气象观测记录 高温过程 年平均气温 气候风险 综合强度 全球气候变化 升温速率

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耕作方式对褐土农田土壤物理性质及谷子产量的影响

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作者 郭甯 高日平 +7 位作者 龙步菊 蔡琳琳 杨荣到 高宇 高宏艳 赵沛义 潘志华 杜二小 《北方农业学报》 2025年第1期1-9,共9页

【目的】探究耕作方式优化对内蒙古西辽河平原褐土土壤物理性质及谷子产量的影响。【方法】以传统浅耕30 cm(CK)作为对照,设置深耕机翻耕50 cm(SF)、深松机松耕50 cm(SS)、深松机松耕50 cm后旋耕机旋耕30 cm(SSX)、深耕机翻耕50 cm后旋... 【目的】探究耕作方式优化对内蒙古西辽河平原褐土土壤物理性质及谷子产量的影响。【方法】以传统浅耕30 cm(CK)作为对照,设置深耕机翻耕50 cm(SF)、深松机松耕50 cm(SS)、深松机松耕50 cm后旋耕机旋耕30 cm(SSX)、深耕机翻耕50 cm后旋耕机旋耕30 cm(SFX)4种处理,对比分析不同生育期不同处理对0~100 cm褐土层的土壤硬度、土壤容重、土壤含水率以及谷子产量的影响。【结果】不同耕作方式均改善了土壤结构,在0~10、10~20、20~40、40~60、60~80 cm土层,SS、SSX、SFX、SF处理的土壤容重较CK分别显著减小了0.16%~2.26%、4.63%~6.24%、3.81%~5.88%和1.08%~3.95%(P<0.05);在0~100 cm土层中均以20~40 cm土层的土壤含水率最高,各处理在不同生育期的土壤含水率均为SSX>SFX>SF>SS>CK,其中,SSX处理的土壤含水率较CK增加了4.81%~9.90%。在谷子农艺性状和产量方面,SSX、SFX处理的穗粗、穗长、穗重、千粒重较CK分别显著提高11.67%、9.28%、8.25%、10.98%和9.63%、7.70%、6.04%、8.63%(P<0.05);SSX处理谷子产量较CK提升最显著,为7.65%(P<0.05);各生育期谷子耗水量均表现为CK>SS>SF>SFX>SSX,SSX处理的谷子耗水量为893.60 mm;4种处理下,谷子水分利用效率均有所提高,以SSX处理效果最佳,较CK提高了8.14%。【结论】耕作方式优化可明显改善土壤结构、提升耕层土壤水分、增加谷子产量,尤以深松机松耕50 cm后旋耕机旋耕30 cm处理效果最佳,是缓解内蒙古西辽河平原褐土土壤障碍、保证谷子稳产增产的较优模式。 展开更多

关键词 耕作方式 褐土 土壤物理性质 谷子 产量 内蒙古 西辽河平原

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北方冬小麦冬季冻害及播期延迟应对 被引量：17

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作者 宋艳玲 周广胜 +6 位作者 郭建平 李勇 潘亚茹 付严 杨荣光 白晓英 徐金霞 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期454-465,共12页

全球变暖背景下,我国北方冬麦区冬季冻害是否仍是主要气象灾害,冬小麦播期延迟是否能作为应对气候变化的措施,成为当前亟待解决的科学问题。研究表明:1981—2000年北方冬麦区偏北地区冬季冻害指数与冬小麦减产率相关系数为0.62(达到0.00... 全球变暖背景下,我国北方冬麦区冬季冻害是否仍是主要气象灾害,冬小麦播期延迟是否能作为应对气候变化的措施,成为当前亟待解决的科学问题。研究表明:1981—2000年北方冬麦区偏北地区冬季冻害指数与冬小麦减产率相关系数为0.62(达到0.001显著性水平),即2000年前冬季冻害是冬小麦减产的主要气象灾害之一;2000年后冻害与冬小麦减产率相关不显著,即冬季冻害已不再是冬小麦减产的主要影响因子。2018—2021年的冬小麦分期播种试验分析表明:山东泰安和陕西咸阳主栽的冬小麦品种播期推迟,冬前积温和生长季积温明显减少,导致冬小麦植株高度、地上总干重和叶面积指数减小;播期推迟对产量结构造成不利影响,有效穗数、穗粒数和千粒重均分别减少,导致减产,播期推迟10 d平均减产22%,推迟20 d平均减产40%。因此,冬小麦推迟播期并未产生积极效应,可能原因是当前冬小麦播期和主栽的冬小麦品种已适应当地气候变化。 展开更多

关键词 北方冬麦区 冻害 应对气候变化措施 产量

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基于节气时间尺度的华北冬小麦物候期时空分布变化研究及启示 被引量：1

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作者 邢梦媛 唐书玥 +3 位作者 张建军 王靖 潘学标 胡琦 《古今农业》 2023年第3期121-132,共12页

二十四节气是中国先民依据气候、物候创立的指导农业生产的时间知识体系,气候变化对华北冬小麦的物候节律影响显著,节气与物候、农事活动的原有对应关系可能会发生偏移。本研究基于华北平原52个农业气象站点1991-2020年实测地面气象数... 二十四节气是中国先民依据气候、物候创立的指导农业生产的时间知识体系,气候变化对华北冬小麦的物候节律影响显著,节气与物候、农事活动的原有对应关系可能会发生偏移。本研究基于华北平原52个农业气象站点1991-2020年实测地面气象数据和冬小麦物候数据,结合物候期模型模拟数据,分析了基于节气时间尺度的冬小麦物候期时空分布变化。结果表明:(1)华北平原冬小麦播种期在白露二候至霜降一候之间,出苗期在秋分一候至霜降三候之间,拔节期在惊蛰三候至谷雨一候之间,抽穗期在清明一候至立夏一候之间,成熟期在立夏三候至芒种三候之间。(2)与P1时段(1991-2005年)相比,P2时段(2006-2021年)冬小麦的冬前物候期(播种和出苗期)整体呈推迟趋势;冬后物候期(拔节、抽穗和成熟期)呈提前趋势。(3)研究区小麦实际播种期、出苗期和成熟期变化幅度在0-1候之间,基于节气时间尺度的冬小麦播种、出苗、收获等传统农事节气生产经验依然具有较好适用性,而有关拔节期和抽穗期的传统农事活动在相关区域则需适当提前安排。研究结果对于解析气候变化背景下冬小麦物候与节气之间的对应关系变化、重新赋值二十四节气农谚科学内涵、有效指导当代农业生产具有重要价值意义。 展开更多

关键词 华北平原 冬小麦 物候期 二十四节气

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基于光周期和温度的物候模型对华北平原刺槐始花期的模拟 被引量：1

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作者 林楠 刘冬 +6 位作者 王雨欣 王姝纯 卢凡青 王淼 张煦庭 李秋月 徐琳 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3745-3758,共14页

光周期和温度是影响木本植物开花的两大关键气象因素。基于我国华北平原1963—2018年57个站点的刺槐始花期实测数据,构建了6种基于气温或光周期驱动的春季物候过程模型(积温模型、光周期模型、光周期-温度顺序模型、温度-光周期顺序模... 光周期和温度是影响木本植物开花的两大关键气象因素。基于我国华北平原1963—2018年57个站点的刺槐始花期实测数据,构建了6种基于气温或光周期驱动的春季物候过程模型(积温模型、光周期模型、光周期-温度顺序模型、温度-光周期顺序模型、光周期-温度平行模型、光周期-温度乘法模型),并进行了参数率定和模型比较优选,以期明确刺槐开花的主导驱动因子以及潜在的光温作用机制。根据内部模拟的赤池信息准则(AIC)判定光周期-温度顺序模型的表现最佳,模拟值与观测值的相关系数(r)为0.86,均方根误差(RMSE)为4.81d,纳什效率系数(NSE)达到0.74,说明刺槐始花期的发生同时受到光周期和温度的作用。同时,在华北平原14个代表性站点上,光周期-温度顺序模型的表现普遍优于均值模型。基于光周期-温度顺序模型的参数率定结果,以下限温度6.5℃和下限日长4.5h来统计刺槐开花的实际有效积温量和实际有效日长累积量的年际变化情况,结果表明56年来刺槐开花的实际有效积温量呈现显著递增趋势,平均每10年增加4.5℃·d(P<0.05),而实际有效日长累积量却呈现极显著递减趋势,平均每10年减少23.9h·d(P<0.01),这说明在气候变暖背景下,刺槐开花的热量需求会更快速完成,引起刺槐开花日期的提前,但自然光周期的年内变化只与地理位置有关,日长累积需求则需要更长的时间完成,因此会在一定程度上抑制春季升温引起的开花日期提前。 展开更多

关键词 光周期 温度 刺槐 始花期 物候模型

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马铃薯发育期模型精度及其对升温的敏感性比较

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作者 王孝贤 王靖 +7 位作者 李扬 陈仁伟 赵凌暄 刘霞霞 胡琦 张祯祯 赵熙玲 赵庚云 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1009-1022,共14页

马铃薯是世界第四大主粮作物,马铃薯发育期的准确模拟是评估气候变化对马铃薯生长发育影响的基础。通过研究筛选在全国马铃薯种植区发育期模拟效果最优的模型,并基于模型探究历史气候变化对马铃薯生育期的影响差异以及模型对升温(1~5℃... 马铃薯是世界第四大主粮作物,马铃薯发育期的准确模拟是评估气候变化对马铃薯生长发育影响的基础。通过研究筛选在全国马铃薯种植区发育期模拟效果最优的模型,并基于模型探究历史气候变化对马铃薯生育期的影响差异以及模型对升温(1~5℃)的敏感性,可为模型改进提供方向。针对当前对覆盖不同气候和品种类型的发育期模型综合对比研究较少,本研究选取3种温度响应函数与2种日长响应函数,组合形成3种温度模型和6种光温模型,运用模拟退火算法对模型进行调参,对比其在全国8个站点模拟马铃薯全生育期的精度,结果表明:1)线性温度函数+负指数日长函数光温模型(M3)、Logistic温度函数+负指数日长函数光温模型(M6)和Beta温度函数+负指数日长函数光温模型(M9)的模拟效果最优, 3个模型模拟和观测的全生育期长度RMSE分别为7.7 d、6.8 d和7.1 d, R^(2)均大于0.90。2)基于最优模型在4个代表性站点的模拟结果显示,历史气候变化导致马铃薯生育期总体呈缩短趋势,但在不同站点模型间存在差异。3)升温1~5℃,模型M3和M6模拟的马铃薯全生育期日数呈线性缩短,每升温1℃, 4个站点的生育期缩短3.0~8.2 d;而模型M9模拟的全生育期日数呈非线性变化,随温度升高生育期缩短趋势先增加后减小。筛选出的3种光温模型均可有效模拟马铃薯发育期;基于3种模型模拟的历史气候变化总体均使马铃薯生育期缩短,但变化率不同;温度响应函数的不同,使得3种模型对升温的敏感性不同,且模型间差异随着升温而增加。研究结果为马铃薯发育期模型选择和改进提供了重要参考。 展开更多

关键词 气候变化 马铃薯 生育期 温度升高 发育期模型 光温模型 模拟退火算法

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苗前补灌对内蒙古黄土高原旱作区谷子生长及光合特性的影响 被引量：1

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作者 吴遥 高日平 +5 位作者 蔡琳琳 黄哲帆 陈翛 门靖宇 赵沛义 潘志华 《北方农业学报》 2023年第5期51-61,共11页

【目的】筛选适宜内蒙古黄土高原旱作区种植的优良谷子品种。【方法】以8个谷子品种为研究对象,采用裂区试验设计,设置苗前补灌与水分亏缺2个处理,采用主成分分析法对比分析谷子品种生长特征及光合特性变化规律。【结果】苗前补灌可显... 【目的】筛选适宜内蒙古黄土高原旱作区种植的优良谷子品种。【方法】以8个谷子品种为研究对象,采用裂区试验设计,设置苗前补灌与水分亏缺2个处理,采用主成分分析法对比分析谷子品种生长特征及光合特性变化规律。【结果】苗前补灌可显著影响谷子品种的生长和光合特性。与水分亏缺处理相比,金苗K1的出苗率提高最高(6.56%),其次为张杂谷13号(提高4.44%);金苗K1和张杂谷13号的株高表现较好,分别为30.5、30.3 cm,提高了15.21%、6.27%,均与其他品种相比差异显著(P<0.05);张杂谷13号的茎粗和干物质积累量表现较好,分别为5.45 mm、0.598 g,提高了12.60%、5.65%,与其他品种相比差异显著(P<0.05),其次为金苗K1,分别提高了16.56%、4.98%。水分亏缺处理下,张杂谷13号和金苗K1的叶面积指数受干旱影响较小,分别为0.94、0.83;张杂谷13号的相对叶绿素含量最高,为51.18。张杂谷13号和金苗K1的气孔导度在2个处理下均表现较好,显著高于其他品种(P<0.05),苗前补灌处理较水分亏缺处理分别提高了4.45%和4.36%;冀谷168和金苗K1的净光合速率显著高于其他品种(P<0.05),张杂谷13号在水分亏缺处理下表现最好,为33.18μmol/(m^(2)·s),较苗前补灌仅降低了1.99%;张杂谷13号和金苗K1的蒸腾速率均表现较好,显著高于其他品种(P<0.05),苗前补灌处理较水分亏缺处理分别提高了4.39%和3.79%。张杂谷13号和金苗K1的水分利用效率在2个处理下均表现较好,水分亏缺导致叶片光合水分利用效率有所提高,分别提高了11%、7%。【结论】张杂谷13号、金苗K1可作为内蒙古黄土高原旱作区谷子抗旱保苗优势品种推广种植。 展开更多

关键词 谷子品种 苗前补灌 苗期 农艺性状 光合特性 主成分分析

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