干旱气象 ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (4): 540-554.DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-04-0540
李蔓1(), 房世波1(
), 韩佳昊1, 卓文1, 张展豪1, 马玉平1, 王斌2, 齐月1,3, 俄有浩1, 谭凯炎1, 赫迪1, 赵花荣1
收稿日期:
2025-03-05
修回日期:
2025-05-21
出版日期:
2025-08-31
发布日期:
2025-09-08
通讯作者:
房世波(1974—),男,山东即墨人,研究员,主要从事农业气象与卫星遥感研究。E-mail: fangshibo@cma.gov.cn。作者简介:
李蔓(2001—),女,河南安阳人,研究生,主要从事气候变化与农业气象研究。E-mail: imanyl@163.com。
基金资助:
LI Man1(), FANG Shibo1(
), HAN Jiahao1, ZHUO Wen1, ZHANG Zhanhao1, MA Yuping1, WANG Bin2, QI Yue1,3, E Youhao1, TAN Kaiyan1, HE Di1, ZHAO Huarong1
Received:
2025-03-05
Revised:
2025-05-21
Online:
2025-08-31
Published:
2025-09-08
摘要:
在气候变暖背景下,昼夜非对称性升温和大气CO2浓度升高成为气候变化的重要特征与驱动因素。气候变化影响水热资源分布,驱动三大粮食作物(小麦、玉米、水稻)的种植结构、种植界限等发生改变,研究主要粮食作物对气候变暖的响应,对保障粮食安全具有重要意义。基于高密度气象台站资料,采用统计方法分析1990年前、后30 a热量资源变化及其对中国三大粮食作物潜在种植区的可能影响;同时,汇总“大田条件下的自由空气增温实验(Free Air Temperature Increase, FATI)”和“控温控CO2的开顶箱实验(Open-Top Chamber, OTC)”多站点试验结果,结合文献荟萃方法,探讨气候变暖对三大作物生育期和产量的影响。 结果表明:1)中国农业热量资源总体在增加,农耕期持续天数和积温显著上升,无霜期延长;极端高温日数普遍增多,部分地区(如陕甘宁)农耕期极端低温日数亦有所增加,极端气象灾害风险加剧。2)三大作物种植北界发生了程度不一的北移,潜在适宜种植面积增加。3)气候变暖初期利于冬小麦生长,过度升温将致发育提前、霜冻风险上升,春小麦生育期缩短、产量受限;CO2浓度升高虽有增产效应,但难以抵消高温带来的不利影响。4)气候变暖通过缩短玉米生育期、减少穗粒数和千粒重,抑制产量形成,夜间增温加剧产量下降;CO2浓度升高对玉米生长与产量的作用有限,增温为主导因子。5)单纯增温对早稻产量有抑制作用,对晚稻则有促进作用;早稻增温削弱CO2的增产效应,晚稻则表现为协同促进,提升产量。
中图分类号:
李蔓, 房世波, 韩佳昊, 卓文, 张展豪, 马玉平, 王斌, 齐月, 俄有浩, 谭凯炎, 赫迪, 赵花荣. 气候变暖对中国三大粮食作物的影响[J]. 干旱气象, 2025, 43(4): 540-554.
LI Man, FANG Shibo, HAN Jiahao, ZHUO Wen, ZHANG Zhanhao, MA Yuping, WANG Bin, QI Yue, E Youhao, TAN Kaiyan, HE Di, ZHAO Huarong. Impact of climate warming on the three major grain crops in China[J]. Journal of Arid Meteorology, 2025, 43(4): 540-554.
种植区 | 地点 | 品种 | 时段 | 处理 | 数据来源 |
---|---|---|---|---|---|
冬小麦 | 丹阳 | 扬麦11* | 2007—2008 | NW | Zheng et al., |
定兴 | 超级-626* | 2008—2011 | AW,NW | 房世波等, Tan et al., | |
郯麦98- | 2013—2016 | AW+CO2 | |||
连云港 | 烟农19* | 2009—2010 | AW | 曹敏旭, | |
南京 | 徐麦31* | 2012—2013 | AW+DW+NW | Tian et al., | |
扬麦13* | 2012—2013 | AW+DW+NW | |||
扬麦11* | 2004—2007 2012—2013 | NW | |||
上海 | 捷麦2- | 2007—2008 | AW | Ding et al., | |
石家庄 | 良星99* | 2007—2009 | NW | Zheng et al., | |
许昌 | 渝麦7036* | 2008—2010 | NW | ||
徐州 | 烟辐188* | 2007—2010 | NW | ||
禹城 | NG* | 2010—2012 | AW | Hou et al., | |
济麦22* | 2017—2022 | AW | Kong et al., | ||
春小麦 | 定西 | 定西24** | 2012 | AW | 王鹤龄, 张凯等, |
NG** | 2010—2011 | AW | |||
固原 | 陇春15号** | 2001 | AW | Xiao et al., | |
NG* | 2013—2015 | AW | |||
西大滩 | 永良4* | 2010 | AW | Xiao et al., | |
夏玉米 | 泰安 | 农大108* 山农3号* | 2001—2002 | DW | 张保仁等, |
南京 | 郑单958* | 2013—2014 | NW+CO2 | 谢晓金等, | |
驻马店 | 郑单958 * | 2020—2021 | AW | 杨琴等, | |
先玉335 * | |||||
固城 | 郑单958* | 2016—2017 | AW+NW | Qi et al., | |
春玉米 | 黑龙江 | 鑫鑫2号* | 2010—2011 | NW | 钱春荣等, |
哈尔滨 | |||||
拉萨 | NG- | 2015 | AW | 付刚和钟志明, | |
辽宁 | 丹玉39* | 2010 | AW | 刘丹等, | |
水稻 | 南京 | 武运粳7号- | 2007 | AW+DW+NW | 董文军等, |
南粳44- | 2008 | ||||
公主岭 | 松粳9号* 五优1号* | 2007—2010 | NW | 陈金等, | |
吉粳81- 吉粳83- | 2011 | NW | |||
南昌 | 赣新203*、德农88*、先农26*、优优389-、艺峰优205- | 2007—2011 | NW | ||
镇江 | 宁粳1号- 镇稻11号- | 2007—2010 | NW | ||
常熟 | 常优5号** | 2013—2014 | AW+CO2 | Cai et al., | |
荆州 | 早稻两优287* | 2013—2016 | AW CO2 AW+CO2 | 万运帆等, | |
晚稻湘丰优9号* |
表1 研究地点、栽培品种、处理以及数据来源
Tab.1 Research location, cultivar, treatment and data source
种植区 | 地点 | 品种 | 时段 | 处理 | 数据来源 |
---|---|---|---|---|---|
冬小麦 | 丹阳 | 扬麦11* | 2007—2008 | NW | Zheng et al., |
定兴 | 超级-626* | 2008—2011 | AW,NW | 房世波等, Tan et al., | |
郯麦98- | 2013—2016 | AW+CO2 | |||
连云港 | 烟农19* | 2009—2010 | AW | 曹敏旭, | |
南京 | 徐麦31* | 2012—2013 | AW+DW+NW | Tian et al., | |
扬麦13* | 2012—2013 | AW+DW+NW | |||
扬麦11* | 2004—2007 2012—2013 | NW | |||
上海 | 捷麦2- | 2007—2008 | AW | Ding et al., | |
石家庄 | 良星99* | 2007—2009 | NW | Zheng et al., | |
许昌 | 渝麦7036* | 2008—2010 | NW | ||
徐州 | 烟辐188* | 2007—2010 | NW | ||
禹城 | NG* | 2010—2012 | AW | Hou et al., | |
济麦22* | 2017—2022 | AW | Kong et al., | ||
春小麦 | 定西 | 定西24** | 2012 | AW | 王鹤龄, 张凯等, |
NG** | 2010—2011 | AW | |||
固原 | 陇春15号** | 2001 | AW | Xiao et al., | |
NG* | 2013—2015 | AW | |||
西大滩 | 永良4* | 2010 | AW | Xiao et al., | |
夏玉米 | 泰安 | 农大108* 山农3号* | 2001—2002 | DW | 张保仁等, |
南京 | 郑单958* | 2013—2014 | NW+CO2 | 谢晓金等, | |
驻马店 | 郑单958 * | 2020—2021 | AW | 杨琴等, | |
先玉335 * | |||||
固城 | 郑单958* | 2016—2017 | AW+NW | Qi et al., | |
春玉米 | 黑龙江 | 鑫鑫2号* | 2010—2011 | NW | 钱春荣等, |
哈尔滨 | |||||
拉萨 | NG- | 2015 | AW | 付刚和钟志明, | |
辽宁 | 丹玉39* | 2010 | AW | 刘丹等, | |
水稻 | 南京 | 武运粳7号- | 2007 | AW+DW+NW | 董文军等, |
南粳44- | 2008 | ||||
公主岭 | 松粳9号* 五优1号* | 2007—2010 | NW | 陈金等, | |
吉粳81- 吉粳83- | 2011 | NW | |||
南昌 | 赣新203*、德农88*、先农26*、优优389-、艺峰优205- | 2007—2011 | NW | ||
镇江 | 宁粳1号- 镇稻11号- | 2007—2010 | NW | ||
常熟 | 常优5号** | 2013—2014 | AW+CO2 | Cai et al., | |
荆州 | 早稻两优287* | 2013—2016 | AW CO2 AW+CO2 | 万运帆等, | |
晚稻湘丰优9号* |
农业气候指标 | 阈值温度 | 定义及影响 |
---|---|---|
农耕期 | >0 ℃ | 日平均温度大于0 ℃的持续期为农耕期 |
喜凉作物生长期 | >5 ℃ | 日平均温度大于5 ℃的持续期为喜凉作物生长期 |
喜温作物生长期 | >10 ℃ | 日平均温度大于10 ℃的持续期为喜温作物生长期或作物活跃生长期 |
无霜期 | <2 ℃ | 日最低气温低于2 ℃为霜冻,无霜期指当地终霜次日到初霜前一日的天数 |
极端高温 | >35 ℃ | 日最高温度大于35 ℃,大于界限温度时会对作物开花授粉有较大影响 |
极端低温 | <2 ℃ | 日最低气温低于2 ℃为极端低温事件,最低温度低于界限温度会对作物生长发育产生一定影响 |
表2 农业气候指标及定义
Tab.2 Agricultural climate indicators and definition
农业气候指标 | 阈值温度 | 定义及影响 |
---|---|---|
农耕期 | >0 ℃ | 日平均温度大于0 ℃的持续期为农耕期 |
喜凉作物生长期 | >5 ℃ | 日平均温度大于5 ℃的持续期为喜凉作物生长期 |
喜温作物生长期 | >10 ℃ | 日平均温度大于10 ℃的持续期为喜温作物生长期或作物活跃生长期 |
无霜期 | <2 ℃ | 日最低气温低于2 ℃为霜冻,无霜期指当地终霜次日到初霜前一日的天数 |
极端高温 | >35 ℃ | 日最高温度大于35 ℃,大于界限温度时会对作物开花授粉有较大影响 |
极端低温 | <2 ℃ | 日最低气温低于2 ℃为极端低温事件,最低温度低于界限温度会对作物生长发育产生一定影响 |
要素 | 差值 | 气候倾向率 (1961—2020年) | 气候倾向率 (1961—1990) | 气候倾向率 (1991—2020年) |
---|---|---|---|---|
年平均温度 | 0.81 | 0.25 | 0.04 | 0.30 |
1月平均气温 | 0.83 | 0.27 | 0.27 | 0.26 |
7月平均气温 | 0.50 | 0.13 | -0.17 | 0.24 |
0 ℃初日 | -5.6 | -1.6 | -0.5 | -0.8 |
5 ℃初日 | -5.9 | -1.8 | 0.6 | -2.9 |
10 ℃初日 | -4.7 | -1.6 | -0.1 | -3.2 |
0 ℃终日 | 2.1 | 0.6 | 0.1 | 0.6 |
5 ℃终日 | 2.5 | 0.8 | 0.5 | 0.6 |
10 ℃终日 | 3.0 | 1.0 | 0.6 | 1.6 |
≥0 ℃积温 | 237.6 | 71.4 | -10.7 | 106.8 |
≥5 ℃积温 | 238.5 | 72.5 | -14.8 | 118.0 |
≥10 ℃积温 | 230.0 | 72.7 | -5.2 | 126.6 |
初霜日 | 4.8 | 1.6 | 0.9 | 2.3 |
终霜日 | -7.6 | -2.5 | -1.8 | -2.6 |
无霜期 | 12.5 | 4.1 | 2.6 | 4.9 |
极端高温日数 | 2.7 | 0.9 | -1.3 | 2.7 |
极端低温日数 | -3.4 | -1.3 | -1.5 | -2.2 |
农耕期平均温度 | 0.37 | 0.12 | -0.06 | 0.27 |
表3 1991—2020年与1961—1990年中国热量资源气候倾向率比较及前后两阶段各要素平均值差值
Tab.3 The climate tendency rates of thermal resources from 1991 to 2020 compared with those from 1961 to 1990 and the differences in the average values of each element between the two periods in China
要素 | 差值 | 气候倾向率 (1961—2020年) | 气候倾向率 (1961—1990) | 气候倾向率 (1991—2020年) |
---|---|---|---|---|
年平均温度 | 0.81 | 0.25 | 0.04 | 0.30 |
1月平均气温 | 0.83 | 0.27 | 0.27 | 0.26 |
7月平均气温 | 0.50 | 0.13 | -0.17 | 0.24 |
0 ℃初日 | -5.6 | -1.6 | -0.5 | -0.8 |
5 ℃初日 | -5.9 | -1.8 | 0.6 | -2.9 |
10 ℃初日 | -4.7 | -1.6 | -0.1 | -3.2 |
0 ℃终日 | 2.1 | 0.6 | 0.1 | 0.6 |
5 ℃终日 | 2.5 | 0.8 | 0.5 | 0.6 |
10 ℃终日 | 3.0 | 1.0 | 0.6 | 1.6 |
≥0 ℃积温 | 237.6 | 71.4 | -10.7 | 106.8 |
≥5 ℃积温 | 238.5 | 72.5 | -14.8 | 118.0 |
≥10 ℃积温 | 230.0 | 72.7 | -5.2 | 126.6 |
初霜日 | 4.8 | 1.6 | 0.9 | 2.3 |
终霜日 | -7.6 | -2.5 | -1.8 | -2.6 |
无霜期 | 12.5 | 4.1 | 2.6 | 4.9 |
极端高温日数 | 2.7 | 0.9 | -1.3 | 2.7 |
极端低温日数 | -3.4 | -1.3 | -1.5 | -2.2 |
农耕期平均温度 | 0.37 | 0.12 | -0.06 | 0.27 |
图2 1961—2020中国冬小麦、春玉米种植北界变化及水稻1990年前、后30 a潜在种植区比较
Fig.2 Changes in the northern planting boundaries of winter wheat, spring corn from 1961 to 2020 and a comparison of potential planting areas of rice between two 30-year periods before and after 1990 in China
粮食作物 | 潜在增加种植面积 |
---|---|
冬小麦 | 391 962.4 |
春玉米 | 436 388.1 |
双季稻 | 277 863.3 |
三季稻 | 104 768.4 |
表4 The potential planting area increments of China’s three major grain crops from 1991 to 2020 compared with those from 1961 to 1990 单位:km2
Tab.4
粮食作物 | 潜在增加种植面积 |
---|---|
冬小麦 | 391 962.4 |
春玉米 | 436 388.1 |
双季稻 | 277 863.3 |
三季稻 | 104 768.4 |
研究区域(文献) | 增温时段 | 处理 | 百粒重/g | 瘪粒数 | 产量/ (kg·hm-2) | 籽粒 产量/g | 生物产量/(g·m-2) | 收获 指数/% |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
河南农业大学西平试验 基地(杨琴等, | 全生育期全天增温 | CK | 22.20 | — | 9 156.04 | — | — | — |
气候室+2.0 ℃ | 22.19 | — | 5 974.92 | — | — | — | ||
气候室+4.0 ℃ | 23.34 | — | 4 354.94 | — | — | — | ||
辽宁省锦州市生态与农业 气象中心(刘丹等, | 全生育期全天增温 | CK | 37.97 | 10.33 | — | 1 436 | — | — |
FATI +2.15 ℃ | 38.30 | 35.00 | — | 798 | — | — | ||
山东农业大学实验农场 (张保仁等, | 七叶期增温28 d | CK | 33.64 | — | 9 188 | — | — | — |
生长箱+3.0 ℃ | 30.23 | — | 4 902 | — | — | — | ||
黑龙江省(钱春荣等, | 开花期前夜间增温 | CK | 35.50 | — | — | 1 240 | 23 5 | 51.2 |
FATI+1.7 ℃ | 37.60 | — | — | 1 320 | 25 3 | 51.9 | ||
中国气象局河北固城 试验站(Qi et al., | 灌浆期增温5 d | CK | 32.39 | — | 1 0736.05 | 1 073.6 | 16 888.65 | 55.76 |
FATI+3.0 ℃ | 32.79 | — | 1 0645.39 | 1 064.5 | 17 928.48 | 56.16 |
表5 增温对玉米产量及产量构成要素的影响
Tab.5 Effects of warming on maize yield and yield components
研究区域(文献) | 增温时段 | 处理 | 百粒重/g | 瘪粒数 | 产量/ (kg·hm-2) | 籽粒 产量/g | 生物产量/(g·m-2) | 收获 指数/% |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
河南农业大学西平试验 基地(杨琴等, | 全生育期全天增温 | CK | 22.20 | — | 9 156.04 | — | — | — |
气候室+2.0 ℃ | 22.19 | — | 5 974.92 | — | — | — | ||
气候室+4.0 ℃ | 23.34 | — | 4 354.94 | — | — | — | ||
辽宁省锦州市生态与农业 气象中心(刘丹等, | 全生育期全天增温 | CK | 37.97 | 10.33 | — | 1 436 | — | — |
FATI +2.15 ℃ | 38.30 | 35.00 | — | 798 | — | — | ||
山东农业大学实验农场 (张保仁等, | 七叶期增温28 d | CK | 33.64 | — | 9 188 | — | — | — |
生长箱+3.0 ℃ | 30.23 | — | 4 902 | — | — | — | ||
黑龙江省(钱春荣等, | 开花期前夜间增温 | CK | 35.50 | — | — | 1 240 | 23 5 | 51.2 |
FATI+1.7 ℃ | 37.60 | — | — | 1 320 | 25 3 | 51.9 | ||
中国气象局河北固城 试验站(Qi et al., | 灌浆期增温5 d | CK | 32.39 | — | 1 0736.05 | 1 073.6 | 16 888.65 | 55.76 |
FATI+3.0 ℃ | 32.79 | — | 1 0645.39 | 1 064.5 | 17 928.48 | 56.16 |
研究区域(文献) | 增温时段 | 处理 | 播种期 | 出苗期 | 三叶期 | 拔节期 | 灌浆期 | 乳熟期 | 成熟期 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
西藏地区(付刚和钟志明, | 全生育期全天增温 | CK | 4月22日 | 4月30日 | 5月7日 | 6月6日 | 7月19日 | 8月9日 | 9月3日 |
OTC+1.22 ℃ | 4月22日 | 4月30日 | 5月5日 | 6月4日 | 7月14日 | 8月1日 | 8月24日 | ||
黑龙江省(钱春荣等, | 全生育期夜间增温 | CK | 4月25日 | 5月16日 | — | — | 7月20日 | — | 9月25日 |
FATI+1.7 ℃ | 4月25日 | 5月13日 | — | — | 7月16日 | — | 9月23日 | ||
山东农业大学实验农场(张保仁等, | 出苗后增温28 d | CK | — | 6月12日 | — | 6月30日 | 7月30日 | — | 9月30日 |
生长箱+3.0 ℃ | — | 6月12日 | — | 6月29日 | 7月27日 | — | 9月27日 | ||
中国气象局河北固城试验站(Qi et al., | 灌浆期增温5 d | CK | 6月17日 | 6月21日 | 6月25日 | 7月13日 | 8月7日 | 8月27日 | 9月19日 |
FATI+3.0 ℃ | 6月17日 | 6月21日 | 6月25日 | 7月13日 | 8月7日 | 8月25日 | 9月18日 |
表6 增温对玉米生育进程的影响
Tab.6 Effect of warming on maize growth process
研究区域(文献) | 增温时段 | 处理 | 播种期 | 出苗期 | 三叶期 | 拔节期 | 灌浆期 | 乳熟期 | 成熟期 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
西藏地区(付刚和钟志明, | 全生育期全天增温 | CK | 4月22日 | 4月30日 | 5月7日 | 6月6日 | 7月19日 | 8月9日 | 9月3日 |
OTC+1.22 ℃ | 4月22日 | 4月30日 | 5月5日 | 6月4日 | 7月14日 | 8月1日 | 8月24日 | ||
黑龙江省(钱春荣等, | 全生育期夜间增温 | CK | 4月25日 | 5月16日 | — | — | 7月20日 | — | 9月25日 |
FATI+1.7 ℃ | 4月25日 | 5月13日 | — | — | 7月16日 | — | 9月23日 | ||
山东农业大学实验农场(张保仁等, | 出苗后增温28 d | CK | — | 6月12日 | — | 6月30日 | 7月30日 | — | 9月30日 |
生长箱+3.0 ℃ | — | 6月12日 | — | 6月29日 | 7月27日 | — | 9月27日 | ||
中国气象局河北固城试验站(Qi et al., | 灌浆期增温5 d | CK | 6月17日 | 6月21日 | 6月25日 | 7月13日 | 8月7日 | 8月27日 | 9月19日 |
FATI+3.0 ℃ | 6月17日 | 6月21日 | 6月25日 | 7月13日 | 8月7日 | 8月25日 | 9月18日 |
[1] | 蔡威威, 万运帆, 艾天成, 等, 2015. 空气温度和CO2浓度升高对晚稻生长及产量的影响[J]. 中国农业气象, 36(6): 717-723. |
[2] | 曹敏旭, 2012. 全生育期增温下施氮量对小麦产量和品质形成的影响及其生理机制[D]. 南京: 南京农业大学. |
[3] | 陈金, 田云录, 董文军, 等, 2013. 东北水稻生长发育和产量对夜间升温的响应[J]. 中国水稻科学, 27(1): 84-90. |
[4] | 崔读昌, 曹广才, 张文, 等, 1991. 中国小麦气候生态区划[M]. 贵阳: 贵州科技出版社. |
[5] | 董文军, 邓艾兴, 张彬, 等, 2011. 开放式昼夜不同增温对单季稻影响的试验研究[J]. 生态学报, 31(8): 2 169-2 177. |
[6] | 范桂枝, 蔡庆生, 王春明, 等, 2007. 水稻株高性状对大气CO2浓度升高的响应[J]. 作物学报, 33(3): 433-440. |
[7] | 房世波, 沈斌, 谭凯炎, 等, 2010a. 大气[CO2]和温度升高对农作物生理及生产的影响[J]. 中国生态农业学报, 18(5): 1 116-1 124. |
[8] | 房世波, 谭凯炎, 任三学, 2010b. 夜间增温对冬小麦生长和产量影响的实验研究[J]. 中国农业科学, 43(15): 3 251-3 258. |
[9] | 房世波, 谭凯炎, 任三学, 等, 2012. 气候变暖对冬小麦生长和产量影响的大田实验研究[J]. 中国科学:地球科学, 42(7): 1 069-1 075. |
[10] | 冯秀藻, 陶炳炎, 1991. 农业气象学原理[M]. 北京: 气象出版社. |
[11] | 付刚, 钟志明, 2016. 西藏高原玉米物候和生态特征对增温响应的模拟试验研究[J]. 生态环境学报, 25(7): 1 093-1 097. |
[12] | 付凌晖, 叶礼奇, 2023. 中国统计年鉴2023[M]. 北京: 中国统计出版社. |
[13] | 郭建平, 2010. 气候变化背景下中国农业气候资源演变趋势[M]. 北京: 气象出版社. |
[14] | 郭建平, 高素华, 2002. 高温、高CO2对农作物影响的试验研究[J]. 中国生态农业学报, 10(1): 17-20. |
[15] | 韩湘玲, 孔扬庄, 1984. 关于“界限温度”确定方法的讨论[J]. 农业气象, 5(3): 55-57. |
[16] | 黄建晔, 杨洪建, 董桂春, 等, 2002. 开放式空气CO2浓度增高对水稻产量形成的影响[J]. 应用生态学报, 13(10): 1 210-1 214. |
[17] | 姜朝阳, 房世波, 吴东, 等, 2024. 华北平原不同年代冬小麦品种响应气候变暖的试验研究[J]. 中国科学:地球科学, 54(12): 3 903-3 915. |
[18] | 李祎君, 王春乙, 2010. 气候变化对我国农作物种植结构的影响[J]. 气候变化研究进展, 6(2): 123-129. |
[19] | 林而达, 杨修, 2004. 气候变化对农业的影响评价及适应对策[C]// 全国政协人口资源环境委员会和中国气象局. 气候变化与生态环境研讨会文集. 北京: 气象出版社. |
[20] | 刘丹, 张佳华, 孟凡超, 等, 2013. 不同水分和增温处理对东北玉米生长和产量的影响[J]. 生态学杂志, 32(11): 2 904-2 910. |
[21] | 刘志娟, 杨晓光, 王文峰, 等, 2010. 全球气候变暖对中国种植制度可能影IV. 未来气候变暖对东北三省春玉米种植北界的可能影响[J]. 中国农业科学, 43(11): 2 280-2 291. |
[22] | 齐月, 王鹤龄, 张凯, 等, 2019. 气候变化对黄土高原半干旱区春小麦生长和产量的影响:以定西市为例[J]. 生态环境学报, 28(7): 1 313-1 321. |
[23] | 钱春荣, 于洋, 赵杨, 等, 2012. 寒地春玉米生长发育及产量对花前夜间增温的响应[J]. 应用生态学报, 23(9): 2 483-2 488. |
[24] | 秦大河, 丁一汇, 苏纪兰, 等, 2005. 中国气候与环境演变评估(I):中国气候与环境变化及未来趋势[J]. 气候变化研究进展, 1(1): 4-9. |
[25] | 权畅, 景元书, 谭凯炎, 2013. 气候变化对三大粮食作物产量影响研究进展[J]. 中国农学通报, 29(32): 361-367. |
[26] | 全国农业区划委员会, 1991. 中国农业自然资源和农业区划[M]. 北京: 农业出版社. |
[27] | 石姣姣, 2014. 昼夜不对称增温的冬小麦生长发育及高光谱估测研究[D]. 南京: 南京信息工程大学. |
[28] | 宋春燕, 万运帆, 李玉娥, 等, 2023. 温度和CO2浓度升高下双季稻茎蘖动态、成穗率与产量的关系[J]. 作物杂志, 39(3): 159-166. |
[29] | 宋艳玲, 刘波, 钟海玲, 2011. 气候变暖对我国南方水稻可种植区的影响[J]. 气候变化研究进展, 7(4): 259-264. |
[30] | 谭凯炎, 房世波, 任三学, 2012. 增温对华北冬小麦生产影响的试验研究[J]. 气象学报, 70(4): 902-908. |
[31] | 谭凯炎, 杨晓光, 任三学, 等, 2015. 高温胁迫对华北地区冬小麦灌浆及产量的影响[J]. 生态学报, 35(19): 6 355-6 361. |
[32] | 万运帆, 游松财, 李玉娥, 等, 2014a. 开顶式气室原位模拟温度和CO2浓度升高在早稻上的应用效果[J]. 农业工程学报, 30(5): 123-130. |
[33] | 万运帆, 游松财, 李玉娥, 等, 2014b. CO2浓度和温度升高对早稻生长及产量的影响[J]. 农业环境科学学报, 33(9): 1 693-1 698. |
[34] | 王斌, 2021. 大气CO2浓度和温度升高对双季稻耕作系统氮利用的交互影响[D]. 北京: 中国农业科学院. |
[35] | 王斌, 万运帆, 郭晨, 等, 2015. 模拟大气温度和CO2浓度升高对双季稻氮素利用的影响[J]. 作物学报, 41(8): 1 295-1 303. |
[36] | 王春乙, 潘亚茹, 白月明, 等, 1997. CO2浓度倍增对中国主要作物影响的试验研究[J]. 气象学报, 55(1): 86-94. |
[37] | 王鹤龄, 2013. 增温和降水变化对半干旱区春小麦影响及作物布局对区域气候变化的响应研究[D]. 兰州: 甘肃农业大学. |
[38] | 王鹤龄, 张强, 王润元, 等, 2015. 增温和降水变化对西北半干旱区春小麦产量和品质的影响[J]. 应用生态学报, 26(1): 67-75. |
[39] | 谢晓金, 李秉柏, 朱红霞, 等, 2012. 抽穗期高温对水稻叶片光合特性和干物质积累的影响[J]. 中国农业气象, 33(3): 457-461. |
[40] | 谢晓金, 张耀鸿, 李仁英, 等, 2016. CO2与夜温升高对郑单958生长特征及产量的影响[J]. 河南农业科学, 45(7): 24-27. |
[41] | 杨琴, 陈艺博, 赵文龙, 等, 2022. 增温对玉米冠根形态、生长发育和产量的影响[J]. 玉米科学, 30(6): 67-77. |
[42] | 杨晓光, 刘志娟, 陈阜, 2010. 全球气候变暖对中国种植制度可能影响I.气候变暖对中国种植制度北界和粮食产量可能影响的分析[J]. 中国农业科学, 43(2): 329-336. |
[43] | 翟盘茂, 任福民, 1997. 中国近四十年最高最低温度变化[J]. 气象学报, 55(4): 35-46. |
[44] | 张保仁, 董树亭, 胡昌浩, 等, 2007. 高温对玉米籽粒淀粉合成及产量的影响[J]. 作物学报, 33(1): 38-42. |
[45] | 张桂莲, 陈立云, 2007. 抽穗开花期高温对水稻剑叶理化特性的影响[J]. 中国农业科学, 40(7): 1 345-1 352. |
[46] | 张凯, 王润元, 冯起, 等, 2015a. 模拟增温和降水变化对半干旱区春小麦生长及产量的影响[J]. 农业工程学报, 31(增刊1): 161-170. |
[47] | 张凯, 王润元, 王鹤龄, 等, 2015b. 田间增温对半干旱区春小麦生长发育和产量的影响[J]. 应用生态学报, 26(9): 2 681-2 688. |
[48] | 赵闯, 朴世龙, ASSENG S, 等, 2023. 气候变暖对全球主要作物产量的影响[C]// 中国作物学会. 第二十届中国作物学会学术年会论文摘要集. 长沙: 中国农业大学. DOI:10.26914/c.cnkihy.2023.082335. |
[49] | 赵东升, 高璇, 吴绍洪, 等, 2020. 基于自然分区的1960—2018年中国气候变化特征[J]. 地球科学进展, 35(7): 750-760. |
[50] | 赵锦, 杨晓光, 刘志娟, 等, 2010. 全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅱ.南方地区气候要素变化特征及对种植制度界限可能影响[J]. 中国农业科学, 43(9): 1 860-1 867. |
[51] | 赵锦, 杨晓光, 刘志娟, 等, 2014. 全球气候变暖对中国种植制度的可能影响X. 气候变化对东北三省春玉米气候适宜性的影响[J]. 中国农业科学, 47(16): 3 143-3 156. |
[52] | 赵俊芳, 郭建平, 马玉平, 等, 2010. 气候变化背景下我国农业热量资源的变化趋势及适应对策[J]. 应用生态学报, 21(11): 2 922-2 930. |
[53] | ASSENG S, EWERT F, MARTRE P, et al, 2015. Rising temperatures reduce global wheat production[J]. Nature Climate Change, 5(2): 143-147. |
[54] | BAKER J T, ALLEN L H Jr, BOOTE K J, 1992. Temperature effects on rice at elevated CO2 concentration[J]. Journal of Experimental Botany, 43(7): 959-964. |
[55] | BAKER J T, ALLEN L H Jr, 1993. Effects of CO2 and temperature on rice a summary of five growing seasons[J]. Journal of Agricultural Meteorology, 48(5): 575-582. |
[56] | BUNCE J A, 2016. Responses of soybeans and wheat to elevated CO2 in free-air and open top chamber systems[J]. Field Crops Research, 186: 78-85. |
[57] | CAI C, YIN X Y, HE S Q, et al, 2016. Responses of wheat and rice to factorial combinations of ambient and elevated CO2 and temperature in FACE experiments[J]. Global Change Biology, 22(2): 856-874. |
[58] | CHALLINOR A J, WATSON J, LOBELL D B, et al, 2014. A meta-analysis of crop yield under climate change and adaptation[J]. Nature Climate Change, 4(4): 287-291. |
[59] | CHEN J, CHEN C, TIAN Y L, et al, 2017. Differences in the impacts of nighttime warming on crop growth of rice-based cropping systems under field conditions[J]. European Journal of Agronomy, 82: 80-92. |
[60] | CHENG W G, SAKAI H, YAGI K, et al, 2009. Interactions of elevated [CO2] and night temperature on rice growth and yield[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 149(1): 51-58. |
[61] | DAVY R, ESAU I, CHERNOKULSKY A, et al, 2016. Diurnal asymmetry to the observed global warming[J]. International Journal of Climatology, 37(1): 79-93. |
[62] | DING L L, CHEN H, LIU Z F, et al, 2013. Experimental warming on the rice-wheat rotation agro-ecosystem[J]. Plant Science Journal, 31(1): 49-56. |
[63] | DONG W J, CHEN J, ZHANG B, et al, 2011. Responses of biomass growth and grain yield of midseason rice to the anticipated warming with FATI facility in east China[J]. Field Crops Research, 123(3): 259-265. |
[64] | FAN Y H, TIAN M Y, JING Q, et al, 2015. Winter night warming improves pre-anthesis crop growth and post-anthesis photosynthesis involved in grain yield of winter wheat (triticum aestivum L.)[J]. Field Crops Research, 178: 100-108. |
[65] | FANG S B, CAMMARANO D, ZHOU G S, et al, 2015. Effects of increased day and night temperature with supplemental infrared heating on winter wheat growth in north China[J]. European Journal of Agronomy, 64: 67-77. |
[66] | FANG S B, QI Y, YU W G, et al, 2017. Change in temperature extremes and its correlation with mean temperature in mainland China from 1960 to 2015[J]. International Journal of Climatology, 37(10): 3 910-3 918. |
[67] | FUHRER J, 2003. Agroecosystem responses to combinations of elevated CO2, ozone, and global climate change[J]. Agriculture Ecosystems & Environment, 97(1): 1-20. |
[68] | GUGA S R, YI B L, DAO R A, et al, 2025. The challenge of chilling injury amid shifting maize planting boundaries: A case study of northeast China[J]. Agricultural Systems, 222: 104166. DOI:10.1016/j.agsy.2024.104166. |
[69] | HAN J H, FANG S B, WANG X Y, et al, 2024. The impact of intra-annual temperature fluctuations on agricultural temperature extreme events and attribution analysis in mainland China[J]. Science of The Total Environment, 949: 174904. DOI:10.1016/j.scitotenv.2024.174904. |
[70] | HE D, FANG S, LIANG H, et al, 2020. Contrasting yield responses of winter and spring wheat to temperature rise in China[J]. Environmental Research Letters, 15(12): 124038. DOI:10.1088/1748-9326/abc71a. |
[71] | HOU R X, OUYANG Z, LI Y S, et al, 2012. Is the change of winter wheat yield under warming caused by shortened reproductive period?[J]. Ecology and Evolution, 2(12): 2 999-3 008. |
[72] | IPCC, 2007. Climate Change 2007:Synthesis Report. Intergovernmental Panel on Climate Change[M]. Cambridge: Cambridge University Press. |
[73] | IPCC, 2014. Climate change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[M]. Geneva: IPCC. |
[74] | KARL T R, KNIGHT R W, GALLO K P, et al, 1993. A new perspective on recent global warming: Asymmetric trends of daily maximum and minimum temperature[J]. Bulletin of the American Meteorological Society, 74(6): 1 007-1 023. |
[75] | KIMBALL B A, 2005. Theory and performance of an infrared heater for ecosystem warming[J]. Global Change Biology, 11(11): 2 041-2 056. |
[76] | KONG X F, HOU R X, YANG G, et al, 2023. Climate warming extends the effective growth period of winter wheat and increases grain protein content[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 336: 109477. DOI: 10.1016/j.agrformet.2023.109477. |
[77] | KONG X F, HOU R X, YANG G, 2024. Effects of climactic warming on the starch and protein content of winter wheat grain under conservation tillage in the north China plain[J]. Soil and Tillage Research, 238: 105995. DOI: 10.1016/j.still.2023.105995. |
[78] | LI Y, GUAN K Y, SCHNITKEY G D, et al, 2019. Excessive rainfall leads to maize yield loss of a comparable magnitude to extreme drought in the United States[J]. Global Change Biology, 25(7): 2 325-2 337. |
[79] | LIU Z H, ZHANG G J, YANG P, 2016. Geographical variation of climate change impact on rice yield in the rice-cropping areas of Northeast China during 1980-2008[J]. Sustainability, 8(7): 670. DOI: 10.3390/su8070670. |
[80] | LÜ G H, WU Y F, BAI W B, et al, 2013. Influence of high temperature stress on net photosynthesis, dry matter partitioning and rice grain yield at flowering and grain filling stages[J]. Journal of Integrative Agriculture, 12(4): 603-609. |
[81] | MADAN P, JAGADISH S K, CRAUFURD P Q, et al, 2012. Effect of elevated CO2 and high temperature on seed-set and grain quality of rice[J]. Journal of Experimental Botany, 63(10): 3 843-3 852. |
[82] | MOYA T B, ZISKA L H, NAMUCO O S, et al, 1998. Growth dynamics and genotypic variation in tropical, field-grown paddy rice (Oryza sativa L.) in response to increasing carbon dioxide and temperature[J]. Global Change Biology, 4(6): 645-656. |
[83] | NORBY R, EDWARDS N, RIGGS J, et al, 1997. Temperature-controlled open-top chambers for global change research[J]. Global Change Biology, 3(3): 259-267. |
[84] | PENG S B, HUANG J L, SHEEHY J E, et al, 2004. Rice yields decline with higher night temperature from global warming[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 101(27): 9 971-9 975. |
[85] | PRASAD P V V, BOOTE K J, ALLEN L H, et al, 2006. Species, ecotype and cultivar differences in spikelet fertility and harvest index of rice in response to high temperature stress[J]. Field Crops Research, 95(2/3): 398-411. |
[86] | QI Y, ZHANG Q, HU S J, et al, 2022. Effects of high temperature and drought stresses on growth and yield of summer maize during grain filling in north China[J]. Agriculture, 12(11): 1948. DOI: 10.3390/agriculture12111948 |
[87] | REZAEI E E, WEBBER H, ASSENG S, et al, 2023. Climate change impacts on crop yields[J]. Nature Reviews Earth & Environment, 4(12): 831-846. |
[88] | ROSENZWEIG C, ELLIOTT J, DERYNG D, et al, 2014. Assessing agricultural risks of climate change in the 21st century in a global gridded crop model intercomparison[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 111(9): 3 268-3 273. |
[89] | SHIMONO H, OKADA M, YAMAKAWA Y, et al, 2008. Rice yield enhancement by elevated CO2 is reduced in cool weather[J]. Global Change Biology, 14(2): 276-284. |
[90] | TAN K Y, FANG S B, ZHOU G S, et al, 2015. Responses of irrigated winter wheat yield in North China to increased temperature and elevated CO2 concentration[J]. Journal of Meteorological Research, 29(4): 691-702. |
[91] | TAN K Y, ZHOU G S, LV X M, et al, 2018. Combined effects of elevated temperature and CO2 enhance threat from low temperature hazard to winter wheat growth in north China[J]. Scientific Reports, 8: 4336. DOI: 10.1038/s41598-018-22559-4. |
[92] | TIAN Y L, CHEN J, CHEN C Q, et al, 2012. Warming impacts on winter wheat phenophase and grain yield under field conditions in Yangtze Delta Plain, China[J]. Field Crops Research, 134: 193-199. |
[93] | VOSE R S, EASTERLING D R, GLEASON B, 2005. Maximum and minimum temperature trends for the globe: An update through 2004[J]. Geophysical Research Letters, 32(23): L23822. DOI:10.1029/2005GL024379. |
[94] | WANG B, LI J L, WAN Y F, et al, 2019. Variable effects of 2 °C air warming on yield formation under elevated [CO2] in a Chinese double rice cropping system[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 278: 107662. |
[95] | WANG E L, MARTRE P, ZHAO Z G, et al, 2017. The uncertainty of crop yield projections is reduced by improved temperature response functions[J]. Nature Plants, 3(8): 1-13. |
[96] | WANG J Y, WANG C, CHEN N N, et al, 2015. Response of rice production to elevated [CO2] and its interaction with rising temperature or nitrogen supply: A meta-analysis[J]. Climatic Change, 130(4): 529-543. |
[97] | WANG W L, YAN X W, HAN Y X, et al, 2024. Variability in the responses of rice ecotypes to elevated CO2 based on data from FACE studies in China and Japan: Implications for climate change adaptation[J]. Crop and Environment, 3(4): 171-183. |
[98] | WELCH J R, VINCENT J R, AUFFHAMMER M, et al, 2010. Rice yields in tropical/subtropical Asia exhibit large but opposing sensitivities to minimum and maximum temperatures[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 107(33): 14 562-14 567. |
[99] | XIAO G J, ZHANG Q, YAO Y B, et al, 2007. Effects of temperature increase on water use and crop yields in a pea-spring wheat-potato rotation[J]. Agricultural Water Management, 91(1/2/3): 86-91. |
[100] | XIAO G J, ZHANG Q, ZHANG F J, et al, 2011. The impact of rising temperature on spring wheat production in the Yellow River irrigation region of Ningxia[J]. Acta Ecologica Sinica, 31(21): 6 588-6 593. |
[101] | XIAO G J, ZHANG Q, ZHANG F J, et al, 2016. Warming influences the yield and water use efficiency of winter wheat in the semiarid regions of northwest China[J]. Field Crops Research, 199: 129-135. |
[102] | YANG L X, HUANG J Y, YANG H J, et al, 2007. Seasonal changes in the effects of free-air CO2 enrichment (FACE) on nitrogen (N) uptake and utilization of rice at three levels of N fertilization[J]. Field Crops Research, 100(2/3): 189-199. |
[103] | YANG T T, ZOU J X, WU L M, et al, 2024. Experimental warming reduces the grain yield and nitrogen utilization efficiency of double-cropping indica rice in south China[J]. Agriculture, 14(6): 921. |
[104] | YOU L Z, ROSEGRANT M W, WOOD S, et al, 2009. Impact of growing season temperature on wheat productivity in China[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 149(6/7): 1 009-1 014. |
[105] | ZHAO J, YANG X G, LV S, et al, 2014. Variability of available climate resources and disaster risks for different maturity types of spring maize in Northeast China[J]. Regional Environmental Change, 14(1): 17-26. |
[106] | ZHENG C Y, ZHANG J, CHEN J, et al, 2017. Nighttime warming increases winter-sown wheat yield across major Chinese cropping regions[J]. Field Crops Research, 214: 202-210. |
[107] | ZHUO W, FANG S B, MA Y P, et al, 2022. Effects of climate warming on the potential northern planting boundaries of three main grain crops in China[J]. Agriculture, 12(6): 746. |
[1] | 韩耀杰, 彭记永, 张溪荷, 李树岩. 气候变化背景下河北夏玉米生长季热量资源利用率时空变化[J]. 干旱气象, 2023, 41(4): 639-647. |
[2] | 王莺, 张强, 王劲松, 韩兰英, 王素萍, 张良, 姚玉璧, 郝小翠, 王胜. 21世纪以来干旱研究的若干新进展与展望[J]. 干旱气象, 2022, 40(4): 549-566. |
[3] | 陈颖, 贾孜拉·拜山, 邵伟玲, 刘精. 增暖背景下北极涛动对新疆冬季平均气温的影响[J]. 干旱气象, 2022, 40(2): 195-201. |
[4] | 纪玲玲, 袭祝香, 刘玉汐, 杜冠男, 刘子琪. 吉林省极大风速时空变化特征及其与气候变暖的关系[J]. 干旱气象, 2020, 38(03): 388-395. |
[5] | 靖华, 亢秀丽, 马爱平, 王裕智, 崔欢虎, 张建诚. 不同海拔麦田土壤水分变化特征及其对水分利用效率的影响[J]. 干旱气象, 2019, 37(4): 656-662. |
[6] | 白美兰,郝润全,李喜仓,杨晶. 1961 ~2010 年内蒙古地区极端气候事件变化特征[J]. 干旱气象, 2014, 32(2): 189-193. |
[7] | 王 胜,王毅. 甘肃春小麦产量时空分布及其气候响应[J]. 干旱气象, 2013, 31(2): 298-302. |
[8] | 沈伟峰,缪启龙,魏铁鑫,孔承承. 中亚地区近130 多a 温度变化特征[J]. 干旱气象, 2013, 31(1): 32-36. |
[9] | 李新周, 刘晓东. 气溶胶对青藏高原气候变化影响的数值模拟分析[J]. J4, 2009, 27(1): 1-9. |
[10] | 赵 鸿, 王润元, 王鹤龄, 杨启国, 陈 雷. 西北干旱区棉花对气候变化响应的评价指标体系[J]. J4, 2008, 26(4): 29-34. |
[11] | 殷雪莲, 郝志毅, 魏 锋, 代德彬. 气候变暖对河西走廊中部农业的影响[J]. J4, 2008, 26(2): 90-94. |
[12] | 孙国武, 李耀辉. 关于环境蠕变问题的研究[J]. J4, 2007, 25(2): 5-11. |
[13] | 姚晓红, 李侠. 气候变暖对天水市川灌地玉米生长发育的影响及对策研究[J]. J4, 2006, 24(3): 57-61. |
[14] | 段丽洁, 张镭, 李英华, 胡向军. 环境变化与尕海一则岔自然保护区维护[J]. J4, 2005, 23(3): 53-57. |
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