江淮地区近30年农业气候资源与稻麦生产潜力的演变特征

论文摘要

2007年IPCC第四次评估报告指出1906-2005年全球平均地面气温升高了0.74±0.18℃,过去半个世纪的增温速率0.13±0.03℃/10a,这几乎是过去一个世纪增温速率的两倍,并对农业和农业生产潜力的影响越来越明显。我国的气候变化趋势与全球气候变化的总趋势基本一致。近百年来,中国气温上升了1.1℃,较全球增温幅度大,以冬季西北、华北、东北增温最为明显；我国从20世纪80年代末期以来增温最为明显,对我国农业生产产生了一定影响。为了研究气候变化对我国农业的影响,本论文收集了江淮地区32个气象站点的热、光和水等气象资料和作物生育期和产量资料,利用GIS技术,分析了我国江淮地区1981-2008年全年及小麦和水稻生育期温度、太阳辐射和降雨量等农业气候资源的时空变化特征,以“订正法”为基础,对稻麦生产潜力模型进行了光、温的逐级订正,估算了小麦和水稻生长季的光合、光温生产潜力。主要研究结论如下：1.江淮地区近30年来全年平均温度、小麦和水稻生育期和生育后期平均温度、生育后期平均日最高温度和平均日最低温度均呈逐年增加的趋势。近30年全年平均温度为15℃,每10年递增值为0.6℃,小麦和水稻生育期平均温度每10年增加值分别为0.7℃和0.4℃,小麦和水稻生育后期平均温度每10年递增值分别为0.5℃和0.2℃,小麦和水稻生育后期平均日最高温度和平均日最低温度每10年递增值分别为0.35℃、0.38℃和0.63℃、0.58℃。江淮地区全年、小麦和水稻生育期和生育后期平均温度、小麦和水稻生育后期平均日最高温度和平均日最低温度的空间分布均表现为由北向南逐渐升高。2.江淮地区近30年来全年、小麦和水稻生育期太阳辐射值,全年、小麦和水稻生育期日照时数均呈现减少的趋势。全年、小麦和水稻生育期太阳辐射值递减速率分别为6.9 MJ/a、2.8 MJ/a和2.5 MJ/a,小麦和水稻生育后期太阳辐射的递减速率分别为1.9 MJ/a和1.6 MJ/a。全年、小麦和水稻生育期日照时数递减速率分别为4.4 h/a、4.7 h/a、4.3 h/a,小麦和水稻生育后期日照时数递减速率为1.1 h/a、0.7 h/a。江淮地区全年、小麦和水稻生育期太阳辐射值,全年、小麦和水稻生育期日照时数其空间分布均呈现从北向南逐渐减少的趋势。3.江淮地区近30年来全年降雨量、小麦和水稻生育期降雨量均呈轻微增加的趋势,全年、小麦和水稻生育期降水量每10年增加速率分别为10mm、17mm和15mm。江淮地区全年、作物生育期降雨量空间分布均呈由北向南逐渐增加的趋势。4.江淮地区近30年小麦和水稻光合生产潜力递减速率分别为18 kg/ha/a、61kg/ha/a,小麦光温生产潜力呈线性上升的趋势,增加速率为52 kg/ha/a,而水稻光温生产潜力呈线性下降的趋势,递减速率为24 kg/ha/a。小麦和水稻不论是光合生产潜力还是光温生产潜力均从北向南呈现逐渐减少的趋势,并且在同一区域不同年代,光合生产潜力是减少的。5.江淮地区小麦光温增产潜力较大的区域是安徽南部,较小区域是江苏的大丰。江苏徐州和安徽北部的砀山、毫州、宿县和安徽南部的合肥、巢湖和安庆等区域水稻光温增产潜力较大,而江苏淮安、吕泗、常州、吴县等区域增产潜力较小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 气候变化的事实
• 1.1.1 全球气候变化
• 1.1.2 中国气候变化
• 1.2 气候变化对农作物的影响
• 1.2.1 气候变化对农业的重要性
• 1.2.2 农作物对气候变化的响应机理
• 1.2.3 气候变化对水稻和小麦生产的影响
• 1.3 气候变化对小麦和水稻生产潜力影响的研究进展
• 1.3.1 气候变化对小麦生产潜力的影响
• 1.3.2 气候变化对水稻生产潜力的影响
• 1.4 研究目的与意义
• 1.5 研究特色
• 第二章 资料与方法
• 2.1 资料来源
• 2.1.1 研究区域概况
• 2.1.2 气象数据和作物数据
• 2.1.3 基础地理数据
• 2.2 研究方法
• 2.3 研究内容与技术路线
• 第三章 热量资源的时空演变
• 3.1 年平均温度的时空演变
• 3.1.1 年平均温度的时间演变
• 3.1.2 年平均温度的空间演变
• 3.2 稻麦生育期平均温度的时空演变
• 3.2.1 稻麦生育期平均温度的时间演变
• 3.2.2 稻麦生育期平均温度的空间演变
• 3.3 稻麦抽穗到成熟期平均温度的时空演变
• 3.3.1 稻麦抽穗到成熟期平均温度的时间演变
• 3.3.2 稻麦抽穗到成熟期平均温度的空间演变
• 3.4 稻麦抽穗到成熟期平均日最高温度的时空演变
• 3.4.1 稻麦抽穗到成熟期平均日最高温度的时间演变
• 3.4.2 稻麦抽穗到成熟期平均日最高温度的空间演变
• 3.5 稻麦抽穗到成熟期平均日最低温度的时空演变
• 3.5.1 稻麦抽穗到成熟期平均日最低温度的时间演变
• 3.5.2 稻麦抽穗到成熟期平均日最低温度的空间演变
• 3.6 稻麦生育期积温的时空演变
• 3.6.1 稻麦生育期积温的时空演变
• 3.6.2 小麦越冬前大于0℃积温的时空演变
• 3.6.3 小麦返青到拔节期小于0℃天数的时空演变
• 3.7 讨论
• 第四章 辐射资源的时空演变
• 4.1 太阳辐射值计算
• 4.2 年太阳辐射的时空演变
• 4.2.1 年太阳辐射的时间演变
• 4.2.2 年太阳辐射的空间演变
• 4.3 稻麦生育期太阳辐射的时空演变
• 4.3.1 稻麦生育期太阳辐射的时间演变
• 4.3.2 稻麦生育期太阳辐射的空间演变
• 4.4 稻麦抽穗到成熟期太阳辐射的时空演变
• 4.4.1 稻麦抽穗到成熟期太阳辐射的时间演变
• 4.4.2 稻麦抽穗到成熟期太阳辐射的空间演变
• 4.5 日照时数的时空演变
• 4.5.1 年日照时数的时空演变
• 4.5.2 稻麦生育期日照时数的时空演变
• 4.5.3 稻麦抽穗到成熟期日照时数的时空演变
• 4.6 讨论
• 第五章 降水资源的时空演变
• 5.1 年降水量的时空演变
• 5.1.1 年降水量的时间演变
• 5.1.2 年降水量的空间演变
• 5.2 稻麦生育期降水量的时空演变
• 5.2.1 稻麦生育期降水量的时间演变
• 5.2.2 稻麦生育期降水量的空间演变
• 5.3 稻麦抽穗到成熟期降水量的时空演变
• 5.3.1 稻麦抽穗到成熟期降水量的时间演变
• 5.3.2 稻麦抽穗到成熟期降水量的空间演变
• 5.4 淮地区极端降水事件
• 5.5 讨论
• 第六章 小麦和水稻生产潜力的时空演变
• 6.1 各级生产潜力的计算
• 6.1.1 光合生产潜力
• 6.1.2 光温生产潜力
• 6.1.3 气候生产潜力
• 6.2 小麦和水稻各级生产潜力的时空演变
• 6.2.1 小麦和水稻光合生产潜力的时空演变
• 6.2.2 小麦和水稻光温生产潜力的时空演变
• 6.3 小麦和水稻周年生产潜力的时空演变
• 6.3.1 小麦和水稻周年生产潜力的时间演变
• 6.3.2 小麦和水稻周年生产潜力的空间演变
• 6.4 小麦和水稻增产潜力分析
• 6.4.1 小麦和水稻实际产量的空间演变
• 6.4.2 小麦和水稻光温生产潜力的空间演变
• 6.4.3 小麦和水稻增产空间分析
• 6.5 讨论
• 第七章 讨论与结论
• 7.1 讨论
• 7.2 结论
• 参考文献
• 致谢