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全球主要粮食作物产量变化及其气象灾害风险评估 总被引：9，自引：6，他引：3
随着粮食全球化趋势和中国粮食安全战略调整,准确了解中国和国外主要粮食作物生产状况、产量变化及其气象灾害风险水平,对于气候变化背景下保障中国粮食安全和国家"农业走出去"战略实施具有重要意义。该文以全球主要粮食生产国粮食产量资料为基本资料,通过作物气象产量分离对全球主要粮食作物的产量变化进行了研究;用新构建的减产概率系数pc和平均减产率d、减产率变异系数v定义了综合气象灾害风险指数Pw,根据Pw≤2.0、2.0Pw≤4.0和Pw4.0将全球粮食主产区划分为气象灾害低风险区、中风险区和高风险区。研究结果显示,法国、德国和中国的小麦、美国、巴西、阿根廷的玉米和大豆、中国和越南的水稻产量水平在近50多年提升迅速,但区域差异明显。加拿大和澳大利亚小麦、美国玉米、巴西和阿根廷大豆的Pw超过4.0,为气象灾害高风险区;俄罗斯和中国小麦、巴西和阿根廷玉米、美国和中国大豆、印度水稻的Pw介于2.0和4.0,为中风险区;美国、德国、法国和印度小麦、中国玉米、中国、越南和泰国水稻的Pw小于2.0,为低风险区。文中方法能够直观评估全球粮食产区粮食生产水平和综合气象灾害风险,对宏观了解和认识国内外粮食生产状况具有借鉴意义。 相似文献
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山西省1949—1988年气象产量指数分布特征及其与气候条件的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
以气象产量指数指示气候条件对粮食生产的影响,分析了山西省1949～1988年气象产量指数时空分布特征及其与气候条件的关系,发现山西气象产量指数极差大、变幅大,与降水相关密切,涝或偏涝年均可获正常以上收成,反之旱或偏旱年则多数减产.与气温关系不密切且为反相关.可见,山西气候状况降水较少、平均雨量不敷农业需求,是制约农业生产的根本因素.山西多样的气候使得气象产量变化也呈多样性,一些区域与另一些区域(面积比约为4∶6)为反相关,由于这种互补性使山西难以形成全省性灾害. 相似文献
3.
干旱是影响西北地区春玉米生产的主要气象灾害。应用甘肃省1980—2011年71个县(市)的春玉米播种面积和总产量资料,以风险理论为基础,采用风险评估技术方法,探讨了甘肃省县、市春玉米产量在干旱气候条件下的波动和减产的风险水平,通过正态分布判别和偏态分布正态化,研究了西北地区春玉米不同年型减产率变化特征,分析了甘肃省玉米产量灾害风险的空间分布规律,以期为防灾减灾提供理论依据。结果显示:不同等级风险区域呈整体上分散、小面积连片的特点,河西地区减产率最高,其次为陇中地区。高风险区主要集中在陇东地区的东部,较高风险区分布在陇中、陇东大部分地区,河西地区通过灌溉可有效缓解旱灾,风险较低。不同减产率等级下风险分析可为春玉米产量风险预测及抗灾减损、农业保险指数制定和农业保险赔付等提供参考。 相似文献
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本研究利用直线滑动平均模型对中国各省区1950-2006年旱作和稻作的趋势产量进行了模拟,计算出历年的气象产量,并采用减产率指标、减产率浮动性指标、高风险概率指标3个评价指标以及综合性指标进行了气象产量的气候变化减产风险评价,同时采用变异系数对我国各省产量波动状况进行了分析,并将各指标与年平均降水变率、年平均气温变率进行耦合分析。结果表明,旱作高减产风险和波动风险主要分布在华东和华南地区,而稻作则体现为由南向北风险逐渐增加。年平均降水变率和年平均气温变率高的地区,其水稻气象减产风险较大。由于人口增长和经济发展的压力,中国农业面l临着应对气象减产和保证粮食增产的双重压力。 相似文献
5.
气温、降水和辐射是农作物生长发育必需的基本气候要素，其大小、波动及空间分布决定局部地区的种植结构和农产品产量增减，具有喜温喜水特性的玉米其生长发育对气候变化的响应更为敏感。本研究基于辽宁省新民和朝阳地区近40a气象数据分析各气候要素变化特征，根据局地气候暖干化趋势耦合气温、降水、辐射三要素构建不同气候情景，利用田间实测数据对WOFOST模型进行校准和适用性检验，并将该模型用于模拟不同气候情景下辽宁典型雨养春玉米产量变化。结果表明：（1）验证后的WOFOST模型能较好地模拟两站点春玉米产量，其模拟值与实测值的相对均方根误差分别为8.78%和5.96%，一致性系数分别为0.82和0.96。（2）新民和朝阳两地在设定的气候要素变化范围内春玉米产量与气温呈负相关，与降水呈正相关。在气温增加，降水减少，辐射增强的不同梯度气候情景下，新民（气温+1.2℃，降水量−25%，辐射+4%）和朝阳（气温+1.4℃，降水量−25%，辐射+3%）减产幅度分别达92.5%和85.9%，接近雨养春玉米绝产的警戒气候情景。（3）新民春玉米产量受降水影响显著，朝阳则对气温变化响应敏感，而两地产量对给定比例的辐射变化均未表现出明显波动。 相似文献
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基于全国2467个气象台站实时和历史同期观测资料,利用农业气象评价指标、作物气候适宜度模型、主要农业气象灾害指数评估方法等,综合评估2022年玉米、一季稻、晚稻、大豆和棉花等主要秋收作物关键生育期的农业气象条件、生长适宜度、农业气象灾害等对产量的影响。结果表明,生长季内大部农区光热条件好,水分条件制约玉米、大豆等旱地作物产量提高;玉米、一季稻、大豆、棉花关键生育期内低温、阴雨寡照、暴雨洪涝灾害影响偏轻;长江流域夏季高温综合强度为1961年以来最强,一季稻等作物遭受严重高温热害,玉米、大豆等旱地作物遭受严重夏秋连旱;吉林、辽宁和山东等地夏季出现叠加性强降水过程,部分地区玉米、大豆渍涝灾害较重。 相似文献
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内蒙古东部区粮食产量对气候变化的响应 总被引：1，自引：0，他引：1
利用内蒙古东部产粮区25个气象站建站至2005年气象资料与粮豆和主要作物产量资料,分析了作物生长季水热演变规律,及区域作物产量对气候变化的响应。结果表明:(1)近50a该区域水热匹配格局发生变化,特别是近20a暖干化趋势明显;(2)降水是影响该地区粮食生产的关键气象因子,春、夏季降水量的匮乏和生长季高温是粮食生产的主要限制因素;(3)各作物的第一敏感因子不同。小麦和谷子为降水,玉米为夏季高温,马铃薯产量对7-8月温差和4-5月降水反应敏感。(4)据模型推算,当生长季平均最高气温或温差增加1℃时,有可能使玉米气象产量减少102～192kg/hm2,大豆减产87kg/hm2,马铃薯增产55.5kg/hm2。因此,气候暖干化倾向有可能造成该区域农业产量呈下降趋势。研究结果可为有关部门制定应对气候变化策略提供参考。 相似文献
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基于非线性PLSR模型的气候变化对粮食产量的影响分析 总被引：1，自引：0，他引：1
考虑气候因子间多重共线性及其与粮食产量间复杂的非线性关系,本文在HP滤波分离出气候产量的基础上,尝试引入基于三次B样条变换(Spline-PLSR)和内部嵌入GRNN的两种非线性偏最小二乘模型(GRNN-PLSR),利用1961-2008年气候因子数据建立气候产量计算模型,以2009—2013年数据进行拟合检验,并与常用的C-D生产函数法计算的气候产量进行比较。结果表明,Spline-PLSR法在拟合气候因子变化对粮食产量影响时预测精度较高。而且,与C-D生产函数法相比,Spline-PLSR所需要素较少,操作简单,相对误差最高仅为13.6%;与GRNN-PLSR法拟合结果相比,Spline-PLSR相对误差波动较小,因此,基于三次B样条变换的非线性偏最小二乘法建模较适合拟合气候产量。 相似文献
9.
综述了在全球气候变暖背景下,东北地区农业气候资源、农业气象灾害的变化特征以及主要农作物对气候变化的响应。结果表明,气候变暖给东北地区农业带来的影响利弊共存,主要表现为东北地区主要农作物生长季节温度升高、热量资源增加,适宜农作物生长的时期延长、适种区域扩大,为作物的光温生产潜力以及产量的提高提供了潜在的可能。但由于光照及水资源的限制以及CO2浓度的增加而引发的温室效应,对农作物的产量和品质也产生了负面影响。极端天气事件增加,农作物生态环境恶化,干旱、洪涝、盐碱化速度加快,尤其是近几年受全球变暖的影响,东北地区主要农作物受干旱灾害的影响最为明显。降水总量减少和降水分布不均匀,使东北地区成为受气候变化影响最敏感和脆弱地区之一。 相似文献
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用GIS和作物模型对作物生产进行区域模拟方法 总被引：14，自引：6，他引：14
简要地介绍了区域模拟及对模拟结果进行检验的方法。基于空间地理信息的模拟既能反映大范围地区内气候、土壤等地理信息的空间变量对作物产量的影响 ,也能反映不同地区社会经济情况、农业耕作方式等对作物生产的影响。在GIS技术支持下 ,对基于站点的作物生长模拟模型进行改造 ,从而对大区域范围进行以特点网格 (如 5 0km× 5 0km)为单元的模拟 相似文献
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美国堪萨斯州不同天气事件与土壤类型条件下作物产量预测 总被引：1，自引：0，他引：1
Computer simulation was used for predictive analysis of the effects of weather and soil type on crop yield in the U.S.crop insurance program.The Environmental Policy Integrated Climate (EPIC) model was modified to include hail weather events,which completed the modifications necessary to simulate the four most frequent causes of crop yield loss (hail,excessive wet,excessive cold,and excessive dry) associated with soil type in Kansas,USA.At the region level,per hectare yields were simulated for corn,wheat,soybean,and sorghum.We concluded that it was possible to predict crop yields through computer simulation with greater than 93% accuracy.The hail damage model test indicated EPIC could predict hail-soil-induced yield losses reasonably well (R2 > 0.6).The investigation of soil type influence on dryland sorghum and wheat production indicated that Wymore silty clay loam soil and Kenoma silt loam produced the highest sorghum yields statistically;Kuma silt loam,Roxbury silt loam,Crete silty clay loam,and Woodson silt soils produced the second highest sorghum yields statistically;and Richfiled silt loam,Wells loam,and Canadian sandy loam produced the lowest sorghum yields.By contrast,wheat production showed less sensitivity to soil type variation.The less sensitive response of wheat yields to the soil type could be largely due to the unconsidered small-scale variability of soil features. 相似文献
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为研究区域农业干旱时空分布特征,以及干旱对作物产量的影响,建立了基于信息扩散和分形技术的农业干旱特征量化分析模型。以西安市为典型研究区,根据1951—2010年降水、气温资料和1949—2015年玉米产量等数据,利用该文提出的评估指标和技术方法对西安市玉米干旱特征分析计算,验证了模型的有效性。结果表明:1)60年来,西安市玉米共发生30次气象干旱,平均2年1次。2001—2010年以来,频次增多,平均1.25年1次。气象干旱发生的时间具有分形特征,经大量试验,发现当计算样本数量约14时,重标极差方法可取得很好效果。2)玉米气象干旱的程度呈现很缓慢上升趋势,Hurst指数0.930 7,而玉米趋势产量波动上升,玉米当前(2011—2015年)平均趋势产量为5 468 kg/hm~2,作物干旱程度(减产率)呈缓慢下降趋势。3)玉米气象干旱程度和作物干旱程度相关性不明显,但两者变化周期基本相同,经信息扩散技术处理后,趋势呈现明显波峰、波谷交替变化。4)预测西安市2023年(第40个干旱年)气象干旱程度约1.2,按照当前的抗旱能力和技术水平,产量损失估计约1.35%,预估玉米单产约5 394 kg/hm~2。该研究尝试基于信息扩散和分形技术对西安市玉米干旱发生时间和程度的特征进行分析,为该地区玉米干旱防灾减灾提供技术参考。 相似文献
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Daniel R. Chavas R. César Izaurralde Allison M. Thomson Xuejie Gao 《Agricultural and Forest Meteorology》2009,149(6-7):1118-1128
Increasing atmospheric greenhouse gas concentrations are expected to induce significant climate change over the next century and beyond, but the impacts on society remain highly uncertain. This work examines potential climate change impacts on the productivity of five major crops in eastern China: canola, corn, potato, rice, and winter wheat. In addition to determining domain-wide trends, the objective is to identify vulnerable and emergent regions under future climate conditions, defined as having a greater than 10% decrease and increase in productivity, respectively. Data from the ICTP RegCM3 regional climate model for baseline (1961–1990) and future (2071–2100) periods under A2 scenario conditions are used as input for the EPIC agro-ecosystem simulation model in the domain [30°N, 108°E] to [42°N, 123°E]. Simulations are performed with and without the enhanced CO2-fertilization effect. Results indicate that aggregate potential productivity (i.e. if the crop is grown everywhere) increases 6.5% for rice, 8.3% for canola, 18.6% for corn, 22.9% for potato, and 24.9% for winter wheat, although with significant spatial variability for each crop. However, without the enhanced CO2-fertilization effect, potential productivity declines in all cases ranging from 2.5 to 12%. Interannual yield variability remains constant or declines in all cases except rice. Climate variables are found to be more significant drivers of simulated yield changes than changes in soil properties, except in the case of potato production in the northwest where the effects of wind erosion are more significant. Overall, in the future period corn and winter wheat benefit significantly in the North China Plain, rice remains dominant in the southeast and emerges in the northeast, potato and corn yields become viable in the northwest, and potato yields suffer in the southwest with no other crop emerging as a clear beneficiary from among those simulated in this study. 相似文献
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气候变化对中国轮作系统影响的研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
轮作耕作方式在提高土地利用率和单位面积作物产量方面发挥了不可替代的作用,加强气候变化对轮作系统影响的理解,揭示其对气候变化的响应规律,是促进轮作生产体系有效应对和适应气候变化的关键。本文梳理了气候变化对轮作系统影响的研究成果和不足,总结当前常用研究手段(作物模型、统计和试验方法)的优缺点,从作物生长发育、种植布局、种植效益、种植风险4个方面阐述了气候变化对轮作系统产生的影响,并对现有的适应性措施以及今后研究重点进行分析,以期为全面深入评估气候变化对轮作系统的影响,以及未来轮作系统的研究和发展提供一定参考和借鉴。已有研究结果表明,气候变化已经影响,而且还将继续影响轮作系统。尽管因研究的时空尺度、方法及轮作模式的不同,研究结果还存在一定差异,但大部分研究表明,在宏观层面上,气候变暖,热量资源增加,使得研究区轮作系统种植界限发生明显北移,导致不同轮作系统的作物布局及种植面积发生改变。微观角度上,气温升高加快了轮作系统内部作物生育进程,导致作物产量下降,也为系统内品种更换提供了可能。热量资源的变化,还导致轮作系统内部所遭遇的气象灾害规律发生变化,传统意义上的低温灾害事件将减少,但是种植界限变动的敏感区内新的低温灾害事件以及极端高温事件则有增加的趋势,从而增加了轮作系统高产、稳产及可持续发展的风险。生产中,通过改变作物布局,选用生育期更长的品种,以及优化管理措施等,可以在一定程度上减缓气候变化对轮作系统的不利影响。但是,由于气候变化和轮作系统的复杂性和多样性,目前研究还存在一定的不足,今后还需结合多种研究手段,开展气候变化对轮作系统影响的机理性、综合性以及系统性研究,提高研究的深度、广度、精度和准确度,以促进和保障其可持续发展。 相似文献
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减量施氮与间作模式对甜玉米AMF侵染和大豆结瘤及作物氮磷吸收的影响 总被引：5，自引：4，他引：1
通过4季(2014年秋季,2015年春、秋,2016年春季)大田定位试验,对比研究了两种施氮水平[300 kg·hm~(-2)(N1:减量施氮)和360 kg·hm~(-2)(N2:常规施氮)]和4种种植模式[甜玉米|菜用大豆2∶3(S2B3)、2∶4(S2B4)间作、甜玉米单作(SS)和菜用大豆单作(SB)]对华南地区甜玉米和大豆产量、甜玉米AMF侵染率、大豆根瘤菌等的影响。结果表明,减量施氮间作处理的甜玉米产量显著高于单作。2016年春季S2B3-N1处理大豆的根瘤数显著高于S2B3-N2处理;4季减量施氮和间作处理对大豆根瘤干重均没有显著影响。2015年春秋两季两种施氮水平间作处理的甜玉米生物量和氮含量均显著高于相应的单作处理;且减量施氮间作模式甜玉米AMF侵染率显著高于常规施氮处理。2015年秋季减量施氮间作模式处理甜玉米的磷含量显著高于单作处理。减量施氮与间作菜用大豆显著提高了甜玉米氮和磷含量、AMF侵染率、生物量及产量,是华南地区甜玉米资源高效利用的可持续生产模式。 相似文献
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Budong Qian Reinder De JongJingyi Yang Hong WangSam Gameda 《Agricultural and Forest Meteorology》2011,151(12):1781-1791
Stochastic weather generators have been used in the development of climate scenarios which are input to agricultural simulation models that assess the climate impacts on crop growth and production. The synthetic data generated by a stochastic weather generator only mimic the observed weather data, thus discrepancies between the synthetic and the observed weather data often exist. For example, interannual variability in the synthetic data is often found to be weaker than in the observed data, i.e., the common problem of overdispersion. Here, we evaluate if the climate impact models are sensitive to such discrepancies. A stochastic weather generator (AAFC-WG) was used to generate 300 years long synthetic weather data for five Canadian locations, based on observed weather data for the baseline period of 1961−1990. The Decision Support System for Agrotechnology Transfer (DSSAT) v4.0 was employed to simulate crop growth and yield. Five major crops were simulated by the DSSAT model for three major soil types at each location, with 30-yr observed data and 300-yr synthetic data as weather input, respectively. Statistical tests were performed to investigate whether differences (both in mean and variance) of the simulated crop yields between the simulations with observed and synthetic weather data were statistically significant or not. Results showed that the differences in simulated crop yields were not statistically significant when synthetic weather data were used to substitute the observed data. Standard deviations of crop yield and biomass in simulations with synthetic weather data were, in 5 and 19% of all cases, respectively, found to be smaller by more than 20% to those simulated with observed weather. However, with only one exception, the differences in variances were not statistically significant. We conclude that reliable crop yield estimates can be obtained by combining the AAFC weather generator with the DSSAT crop growth models at the studied sites in Canada. 相似文献
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为探讨种植模式和施氮水平对甜玉米（Zea mays L. var. Rugosa Bonaf.）和大豆[Glycine max(L.)Merr.]产量和农艺性状的影响,于2017—2021年连续5年在江西农业大学农业科技园开展大田定位试验,设置3个施氮量（N0,0 kg·hm-2;N1,150 kg·hm-2;N2,300 kg·hm-2）和3种种植模式（MC,甜玉米单作;MS,大豆单作;CS,甜玉米间作大豆）,分别在甜玉米和大豆的成熟期测定产量和农艺性状。结果表明,5年施氮（N1和N2）都显著增加了甜玉米鲜穗产量,但N1和N2处理间5年都无显著差异。相同施氮下间作较单作模式下的甜玉米鲜穗产量5年都无显著差异。随着种植年份的增加,不施氮的间作模式下甜玉米鲜穗产量在2020和2021年较2017年显著降低。甜玉米间作大豆模式中,甜玉米施氮（N1和N2）对大豆鲜荚产量5年都无显著影响。施氮显著增加了甜玉米株高、茎粗和穗位高。相对N2,N1仅在2017和2020年分别显著降低了单作甜玉米的茎粗和间作甜玉米的穗位高。5年数据相关性分析表明,间作模式下的甜玉米鲜穗产量与株高相关性更强,单作模式下... 相似文献