成都平原不同播期水稻生育期气候资源及干旱特征分析——以广汉为例
Analysis of climatic resources and drought characteristics during rice growth stages with different sowing dates in Chengdu plain:A case study of Guanghan
通讯作者: 肖天贵(1962—),教授,主要从事大气科学研究。E-mail:xiaotiangui@cuit.edu.cn。
责任编辑: 邓祖琴;校对:王涓力
收稿日期: 2023-10-16 修回日期: 2024-01-28
基金资助: |
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Received: 2023-10-16 Revised: 2024-01-28
作者简介 About authors
廖丞蕊(1994—),工程师,主要从事天气预报及气象服务工作。E-mail:1228222941@qq.com。
作为西南地区主要的水稻产区,成都平原近年来面临日益严重的干旱问题。为确定该地区水稻最适宜的播种时期,提高抗旱能力,本文以广汉地区为例,采用气候倾向率法分析1991—2020年不同播期水稻生育期的气候资源特征,并通过作物水分亏缺指数(Crop Water Deficit Index,CWDI)评估水稻生育期的干旱程度。结果表明,近30 a来研究区各播期水稻的气候特征均表现为日照减少、日均温上升、降水量增加的趋势。随播期推迟,水稻全生育期日照时数整体减少,日均温、降水量均呈上升和增加趋势。CWDI随水稻发育逐渐减小,各播期水稻在生育前、中期缺水率较高。不同播期水稻生长期内均以轻旱、中旱为主,其次是重旱,特旱最少。研究区3月下旬至4月初的气候资源配置最优,是最适宜水稻播种的时期;3月上旬及中旬播种应选择抗旱品种,而4月中下旬播种则需防范重旱对作物需水期的影响。
关键词:
As a major rice-producing area in Southwest China, the Chengdu Plain has faced increasingly severe drought problems in recent years. In order to determine the most suitable sowing date for rice in this region and improve the drought resistance, this paper takes Guanghan area as an example, and adopts the climate tendency rate method to analyze the characteristics of climate resources at the rice growth stages for different sowing dates from 1991 to 2020, and evaluates the degree of drought at different growth stages of rice at growth stages by using the Crop Water Deficit Index (CWDI). The results show that the climatic characteristics of rice for different sowing dates in the study area over the past 30 years showed a trend of decreasing sunshine, increasing mean daily temperature and increasing precipitation. With the delay in sowing, the number of sunshine during the whole life cycle of rice decreased, and the average daily temperature and precipitation both increased. The CWDI values gradually decreased with rice development, and the water deficit rate was higher at the first and middle stages for each sowing date. Light and moderate drought, followed by severe drought, and exceptional drought were observed during the growing stages of rice for different sowing dates. From late March to early April was the most suitable period for rice sowing in the study area, and drought-resistant varieties should be selected for sowing in early and mid-March, while sowing in mid-to late-April people should guard against the effects of severe drought on the water demand period of the crop.
Keywords:
本文引用格式
廖丞蕊, 陈永仁, 肖天贵.
LIAO Chengrui, CHEN Yongren, XIAO Tiangui.
引言
在全球气候变暖背景下,干旱现象的加剧对农业特别是粮食作物生长产生重大影响(刘玉芝等,2018;Yu and Zhai,2020;周斌等,2021;赵鸿等,2023)。四川盆地作为西南地区主要的水稻产区之一,尤其是其内的成都平原,正面临越来越严重的季节性干旱问题(贺晋云等,2011;康蕾和张红旗,2014;于浩慧等,2023)。成都平原是四川盆地的重要水稻栽培区,其季节性干旱对水稻的不同生长阶段构成了威胁,从而影响其产量和质量(Panda et al.,2020;邢愿和贺中华,2021;何进宇等,2024)。成都平原的水稻,通常在春季播种,但具体的播种时间会随气候条件有所变化。因此,研究不同播期的气候资源及干旱特征对于水稻适应气候变化和提高抗旱能力具有重要意义。
在农业研究领域,已建立了气候因素与主要粮食作物(如玉米、小麦、水稻等)生长发育之间的理论模型。日照时数、日均温和降雨量被认为是影响作物生长发育的关键气候因素(Heim and Richard,2002;Chen and Sun,2016;薛海丽等,2018)。为全面分析这些气候因素的综合影响,相关学者提出了包括农业干旱参考指数、作物水分胁迫指数、作物水分亏缺指数(Crop Water Deficit Index,CWDI)等在内的多个量化指标(张玉芳等,2013;刘宗元等,2014;陈东东等,2017a;任义方等,2023)。特别是CWDI,由于其综合考虑了作物的生长发育特征及气象和土壤条件的影响,已在不同地区和作物的干旱研究中得到广泛应用(张晓旭等,2021;张晓芳等,2022;肖楠舒等,2022)。例如,邱美娟等(2018)使用CWDI分析了北方春玉米干旱等级、强度及时空分布特征;在东北地区的春玉米研究中,李崇瑞等(2019)使用CWDI对干旱临界阈值进行逐日估算,为干旱等级的动态划分提供了新的视角。此外,齐述华等(2005)认为CWDI不仅适用于裸地条件,还能有效应用于完全或部分植被覆盖下的干旱监测,克服了作物水分胁迫指数(Crop Water Stress Index,CWSI)只能用于郁闭植被冠层的限制。
然而,关于如何选择水稻的最佳播期以最大化利用气候资源和增强抗旱能力的研究还相对较少。本研究以成都平原的广汉地区为研究对象,使用该地区国家气象站1991—2020年连续的气象观测数据,分析水稻生长阶段主要气候资源的变化趋势,并基于CWDI量化不同播期下水稻生长阶段的干旱发生频率及程度,从而初步确定该地区水稻的最佳播种时期,以期为实现成都平原水稻适应气候变化、增强抗旱能力和提高产量提供科学依据。
1 资料与方法
1.1 研究区概况与数据来源
表1 5个播期水稻生长阶段划分
Tab.1
播种日期 | 生长阶段 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
播种—移栽 | 移栽—分蘖 | 分蘖—拔节 | 拔节—抽穗 | 抽穗—孕穗 | 孕穗—成熟 | |
3月5日 | 3月上旬至4月下旬 | 5月上旬—中旬 | 5月下旬至6月上旬 | 6月中旬至7月上旬 | 7月中旬—下旬 | 8月上旬—下旬 |
3月15日 | 3月中旬至5月上旬 | 5月中旬—下旬 | 6月上旬—中旬 | 6月下旬至7月中旬 | 7月下旬至8月上旬 | 8月中旬至9月上旬 |
3月25日 | 3月下旬至5月中旬 | 5月下旬至6月上旬 | 6月中旬—下旬 | 7月上旬—下旬 | 8月上旬—中旬 | 8月下旬至9月中旬 |
4月5日 | 4月上旬至5月下旬 | 6月上旬—中旬 | 6月下旬至7月上旬 | 7月中旬至8月上旬 | 8月中旬—下旬 | 9月上旬—下旬 |
4月15日 | 4月中旬至6月上旬 | 6月中旬—下旬 | 7月上旬—中旬 | 7月下旬至8月中旬 | 8月下旬至9月上旬 | 9月中旬至10月上旬 |
本研究使用的气象数据来源于广汉国家气象观测站1991—2020年连续地面气象观测日数据,包括日均温、最低气温、最高气温、日照时数和降雨量。
1.2 研究方法
(1)气候倾向率
气候倾向率(魏凤英,2007)运用一元线性回归方程表示气候要素随时间的变化趋势,通常表示为回归系数乘以10,公式如下:
式中:Y为进行趋势分析的气候要素;t为时间序列(1991—2020);a0为常数项,a1×10表示气象要素每10 a的气候倾向率。
(2)作物水分亏缺指数
1)不同生长阶段水分亏缺指数(KCWDI)
水稻各生长阶段的KCWDI计算公式如下:
式中:KCWDI(%)为水稻某生育期平均水分亏缺指数;ICWDI,i(%)为该生育期内第i旬的累积水分亏缺指数;n为对应生育期包含的总旬数。用该指数(KCWDI)定量反映作物干旱程度(Huang et al.,2009)
累积水分亏缺指数的计算考虑前两旬土壤水分的盈亏累积效应(蓝天琼等,2022),公式如下:
式中:CWDIi、CWDIi-1和CWDIi-2(%)分别为第i旬、i-1旬和i-2旬的水分亏缺指数;a、b、c为权重系数,分别取0.6、0.3、0.1。
2)旬水分亏缺指数(CWDIi)
式中:Pi(mm)为第
(3)干旱等级划分
表2 基于累积作物水分亏缺指数(CWDI)划分的农业干旱等级
Tab.2
干旱等级 | CWDI/% |
---|---|
无旱 | CWDI≤35 |
轻旱 | 35<CWDI≤50 |
中旱 | 50<CWDI≤65 |
重旱 | 65<CWDI≤80 |
特旱 | CWDI>80 |
(4)干旱频率
干旱频率反映研究时段内研究区域干旱发生的概率(何斌等,2017),计算公式如下:
式中:Fi(%)为发生干旱的频率;N为统计的总年数;n为某生育期发生某等级干旱的次数。后文分析提及的干旱率指总旱率,即轻旱率、中旱率、重旱率以及特旱率之和。
2 结果与分析
2.1 农业气候资源变化特征
2.1.1 日照时数
图1是不同播期水稻各生育期日照时数、日均温以及总降雨量多年平均值与各参数气候倾向率的变化趋势。从图1(a)可看出,水稻在不同生长阶段的日照时数与播期密切相关。全生育期日照时数随播期推迟整体呈递减趋势,尤其在孕穗—抽穗和抽穗—成熟两个阶段最为明显。然而,在播种—移栽、拔节—孕穗阶段,日照时数随播期推迟呈增加趋势。3月上旬—中旬播种的水稻在拔节—孕穗阶段的日照时数比4月中、下旬播种的减少超过25%,播种期对水稻在该生长阶段的日照需求有明显影响。值得注意的是,4月中旬播种的水稻在孕穗—抽穗和抽穗—成熟两个阶段的日照时数分别为79.68 h和63.24 h,均为最低日照时数。在水稻整个生长过程中,播种—移栽阶段的日照时数始终最高,特别是播种期在3月上旬—下旬时,日照时数超过95.00 h,最高可达136.09 h。然而,随着播种期推迟至4月,抽穗—成熟阶段的日照时数相对于上一播期减少25.19 h,播期在4月中旬的水稻孕穗—抽穗阶段日照时数减少14.86 h。此外,近30 a气候数据显示,广汉地区水稻生长阶段的日照时数持续减少,不同播期其气候倾向率均为负值。5个播期每10 a日照时数分别减少17.10、20.40、26.90、31.60、33.80 h。
图1
图1
不同播期水稻生长阶段日照时数(a)、日均温(b)、降雨量(c)及其气候倾向率
(误差棒由各自标准差计算绘制)
Fig.1
Sunlight hours (a), daily average temperature (b), rainfall (c) and their climate tendency rate at different rice growth stages for different sowing dates
(The error bars are plotted from the respective standard deviation calculation)
2.1.2 日均温
如图1(b)所示,水稻的日均温与播期密切相关。在播种—移栽、移栽—分蘖、分蘖—拔节阶段以及整个生育期,随着播期的推移,日均温整体呈上升趋势。相反,在抽穗—成熟阶段日均温呈下降趋势。拔节—孕穗、孕穗—抽穗阶段日均温则先升后降。
由于日均温高低对水稻生长发育具有重要作用,尤其是对水稻前3个生长阶段,较高的日均温加快水稻出苗和拔节速度,因此,研究日均温高低变化很有必要。具体而言,4月中旬播种的水稻在前3个生长阶段日均温到峰值,分别为21.45、24.91、26.08 ℃。分别比对应的最低日均温高5.98、3.22、2.42 ℃,拔节—孕穗阶段在4月上旬播种的日均温最高为26.63 ℃,比3月上旬的最低日均温高1.44 ℃。孕穗—抽穗阶段的日均温在3月中旬播种时为26.75 ℃,与4月中旬播种时的最低日均温24.51 ℃相差2.24 ℃。抽穗—成熟阶段在3月上旬播种时日均温最高,为25.93 ℃,与4月中旬播种时的最低日均温20.63 ℃相差5.30 ℃。总的来说,3月下旬到4月上旬播种的水稻日均温温差最小。3月上、中旬播种的水稻,前5个生长阶段日均温逐步升高,而在抽穗—成熟阶段则降低。3月下旬播种时,前4个阶段日均温增加,孕穗—抽穗阶段日均温与拔节—孕穗阶段持平。对于4月上、中旬播种的水稻,前4个阶段日均温增加,但在孕穗—抽穗和抽穗—成熟阶段,日均温开始下降。此外,近30 a的数据显示广汉地区水稻生育期日均温呈上升趋势,其气候倾向率为正。5个播期的日均温每10 a分别上升0.50、0.49、0.44、0.36、0.33 ℃。
2.1.3 降雨量
图1(c)为不同播期水稻各生长阶段的降雨量及其气候倾向率。随播期推后,水稻播种—移栽、移栽—分蘖、分蘖—拔节、拔节—孕穗和全生育期的降雨量整体呈增加趋势,孕穗—抽穗、抽穗—成熟阶段的降雨量整体呈减少趋势。与3月上旬播种相比,后4个播期水稻生长阶段的降雨量分别提高6.24%、12.58%、16.29%、16.79%。播种—移栽阶段,3月上旬播种降雨量最少,为59.17 mm,4月中旬播种降雨量最多,为123.16 mm;移栽—分蘖阶段,播期的推后会导致降雨量减少至45.39~76.60 mm;分蘖—拔节阶段,3月上旬播种降雨量最少,为48.54 mm,4月中旬播种最多,为113.44 mm;孕穗—抽穗、抽穗—成熟阶段3月上旬至4月上旬播种降雨量偏多,分别为112.81~138.37 mm、113.83~176.59 mm,4月中旬播种降雨量较少,分别为87.73、87.52 mm;5个播期都是拔节—孕穗阶段降雨量最多,为122.02~202.16 mm,4月上、中旬播种降雨量可达200.00 mm以上。此外,近30 a广汉地区水稻生育期降雨量的气候倾向率均为正,降雨量呈上升趋势,5个播期每10 a增加63.10、67.50、78.36、76.64、79.14 mm。
2.2 水稻生育期CWDI变化特征
作物水分亏缺指数是一个量化作物缺水干旱程度的重要指标。图2为不同播期水稻各生育期CWDI的多年平均值,误差棒由标准差计算绘制。可以看出,随着水稻发育,CWDI呈逐渐减小趋势,生长阶段前期受旱程度明显高于后期。其中CWDI在播种—移栽阶段为53.9%,在移栽—分蘖阶段为50.2%,在分蘖—拔节阶段为45.4%,在拔节—孕穗阶段为35.9%,孕穗—抽穗期以及抽穗—成熟期均为31.0%左右。3月上旬到下旬播种水稻CWDI均值为41.2%~45.2%,4月上旬到下旬播种CWDI均值为38.0%~39.3%。总体而言,3月播种较4月播种水稻受旱程度更高,尤其是3月前两旬播种的水稻在前3个生长阶段CWDI均高于50%。3月上旬播种水稻在前4个生长阶段、3月中旬和下旬播种在前3个生长阶段以及4月播种的水稻在前2个生长阶段CWDI均高于40%。可见,各播期水稻在生育的前期和中期缺水概率较高,因此适当推迟播种时间可一定程度改善干旱状况。
图2
图2
不同播期水稻生长阶段CWDI变化
(误差棒由各自的标准差计算绘制)
Fig.2
Changes of CWDI at rice growth stages for different sowing dates
(The error bars are plotted from the respective standard deviation calculation)
2.3 水稻生育期干旱等级及频率
不同播期,水稻在各生长阶段遭遇干旱的强度和频率呈现出差异性(图3)。轻旱和中旱发生频率最高,其次是重旱,特旱频率最低。随着播期推迟,水稻在播种—移栽阶段的干旱频率总体趋于降低,而移栽—分蘖、拔节—孕穗、抽穗—成熟阶段干旱频率先增加后降低,分蘖—拔节和孕穗—抽穗阶段干旱频率先降低后增加。
图3
图3
不同播期水稻播种—移栽(a)、移栽—分蘖(b)、分蘖—拔节(c)、拔节—孕穗(d)、孕穗—抽穗(e)、抽穗—成熟(f)阶段不同等级干旱频率
Fig.3
Frequences of drought with different grades at sowing-transplanting (a), transplanting-tillering (b), tillering-extraction (c), extraction-pregnancy (d), pregnancy-twigging (e) and twigging-maturity (f) stages of rice for different sowing dates
从整体上看,各播期水稻在拔节前的干旱频率明显高于拔节后。不同播期拔节前的水稻干旱率均超过50.00%,拔节后干旱率为30.00%~50.00%。随播期推后,播种—移栽、移栽—分蘖阶段的重旱率下降,3月上旬播种的重旱率明显高于之后的播期,分别为40.00%、23.33%;其他播期在移栽—分蘖阶段和播种—移栽阶段的重旱率相当,3月上旬播种重旱率最高,为13.33%。特旱仅在3月中旬播种时出现,频率为3.33%。
就水稻各生长阶段来看,在移栽—分蘖阶段,所有播期均有特旱发生,特旱率分别为6.67%、10.00%、10.00%、10.00%、3.33%。分蘖—拔节阶段重旱率先降低后增加,各播期的重旱率分别为16.67%、13.33%、13.33%、10.00%、16.67%。各播期特旱率为3.33%~10.00%,其中4月上旬播种的水稻在分蘖—拔节阶段没有特旱发生。拔节—孕穗阶段重旱主要出现在前3个播期,且呈下降趋势。孕穗—抽穗、抽穗—成熟阶段各播期重旱率为3.33%~6.67%,均无特旱发生。由此可见,适当推迟播种时间可在一定程度上缓解水稻干旱问题,尤其是减少重旱和特旱。
3 讨论
3.1 不同播期水稻生育期气候资源特征
气候对农业生产有明显影响,作物的生长发育与气候资源变化密切相关(徐敏等,2016;李建等,2020;邓国卫等,2022)。广汉地区的热量、光照和降水等农业气候资源丰富,满足水稻栽培需求。随播期推迟,不同播期水稻生育期日照、日均温和降水资源配置出现明显差异。光照强度可影响水稻拔节—孕穗期幼穗的分化。在幼穗分化过程中,光照不足可能导致光合作用降低,增加水稻颖花不孕率,影响枝梗和穗的发育,进而降低千粒重。相反,光照充足时,光合作用增强,有助于水稻提质增产(钟旭华等,2006;夏小曼等,2010)。本文中广汉地区水稻拔节—孕穗阶段日照时数随播期推后整体呈增加趋势,与4月上、中旬播种相比,3月上旬到中旬播种水稻拔节—孕穗日照时数减少超过25%,因此适度推迟播期,增加日照时数将有利于水稻提质增产(李琳琳等,2018;Zhu et al.,2023)。随播期推后,水稻播种—移栽、移栽—分蘖、分蘖—拔节阶段的日均温明显上升,这将有助于加快水稻出苗和拔节速度,从而缩短水稻生育期。已有研究表明,水稻在孕穗—抽穗期对高温热害的敏感度较高(Shah et al.,2011;李健陵等,2013)。广汉地区水稻的孕穗—抽穗期通常在8—9月,该时期经常出现高温天气,因此需要特别关注这些关键生育期的高温天气并及时采取防范措施。广汉地区水稻生长阶段的降雨量随播期推后呈增加趋势,3月上旬到中旬播种,在播种—移栽、移栽—分蘖、分蘖—拔节阶段降雨量较少,孕穗—抽穗阶段降雨量开始增多。孕穗阶段是水稻生长繁殖的关键期,此时降雨量增加有助于更好地满足水稻生长需求。若在4月上旬之后播种,孕穗—抽穗阶段的降雨量逐渐开始下降,这将影响水稻产量(张金艳等,1999)。综合考虑广汉地区的气候资源特征,3月下旬至4月初播种水稻,农业气候资源最为有利,有助于水稻抗旱增产。
3.2 不同播期水稻干旱特征及适应性
水稻易受干旱、洪涝、高温、冷害等多种灾害影响,其中又以干旱最为常见,对产量的影响最大(隋月等,2012)。近年来,四川盆地干旱灾害愈发频繁,对该地区干旱规律的研究对于实现水稻的抗旱栽培至关重要。四川盆地的水稻干旱通常以轻旱和中旱为主,重旱较少(陈东东等,2017b);有研究表明西南地区水稻需水的关键期不易发生干旱(曾晓珊等,2021)。本文对位于四川盆地成都平原的广汉地区水稻在近30 a不同播期条件下的水稻干旱特征进行了分析,结果表明轻旱和中旱在不同播期的水稻生长期内占主导,其次是重旱,特旱最少。不同播期水稻在播种—移栽阶段受干旱影响最为严重。总体来看,各播期水稻拔节前的干旱率明显高于拔节后。随播期推迟,除移栽—分蘖和孕穗—抽穗阶段,水稻其余生长阶段的干旱率均有所降低,但若在4月中旬播种,分蘖—拔节、孕穗—抽穗及抽穗—成熟阶段的干旱率又有所上升。通过适当推后播期,可在一定程度上缓解水稻干旱问题,尤其是减少重旱和特旱的发生。
4 结论
不同播期下,水稻生育期内的农业气候资源配置有所不同,确定相对最优的农业气候资源配置对于抗旱栽培和提升产量至关重要。对于广汉地区而言,3月下旬至4月初进行水稻播种,农业气候资源配置最优,有利于水稻抗旱增产。若选择在3月上中旬播种水稻,需重点防御水稻生长早期发生的干旱,可选用抗旱性强的水稻品种;若在4月中旬或4月下旬播种,则应重点关注作物需水期可能出现的重旱。此外,还应关注水稻生长在盛夏时期可能遭遇的极端高温天气,并采取相应防范措施。
参考文献
四川水稻不同生育期干旱与产量灰色关联分析
[J].为克服灾情资料收集不足和不同生育期旱情影响分离困难,本文利用1981—2015年四川省气象站逐日气象观测资料、农业气象观测站水稻生育期资料和各县水稻产量资料,以改进的水分盈亏指数为干旱指标,采用灰色关联分析法,探究四川水稻各生育期干旱与产量的关系。结果表明:四川水稻各生育期干旱频率从高到低依次为移栽—分蘖期、分蘖—拔节期、孕穗—抽穗期、抽穗—成熟期、拔节—孕穗期。各生育期水稻干旱频率同水分盈亏指数与产量灰色关联度的空间一致性较低,干旱高频区出现在盆地中部或东北部,而关联度较高区域则位于盆周、攀西等山区。伴随着水稻生长发育进程,干旱对水稻产量的影响逐渐减弱,移栽—分蘖期和分蘖—拔节期干旱对水稻产量影响最明显。不同稻作区各县干旱对水稻产量影响最大的生育期不同,各地区应根据水稻各生育期干旱影响特点加强水稻干旱防御。其中,成都平原、盆中丘陵稻作区应重点关注分蘖—拔节期水稻干旱防御,而其他5个稻作区应重点关注移栽—分蘖期水稻干旱防御。
干旱地区水盐胁迫对水稻产量构成及稻谷品质的影响研究
[J].针对宁夏引黄灌区传统稻田蒸发量大,盐渍化耕地占地面积广、改良问题难,土地生产力下降等问题。采用水稻滴灌旱作方式,以富源4号(96D10)作为研究对象,通过设置不同土壤水分水平(W1:高100%、W2:中80%及W3:低60%田间持水率)及盐分水平(S1:轻1.2 g/kg、S2:中3.1 g/kg及S3:重5.3 g/kg),探究不同水盐胁迫对水稻产量构成及稻谷品质的影响规律。结果表明,水盐胁迫对水稻产量及品质具有较为显著的影响,其中产量构成因素中,千粒重W3S3较W1S1下降15.89%(2021年)和15.58%(2022年),饱籽率W3S3较W1S1显著下降3.45%(2021年)和4.05%(2022年),单位产量W3S3较W1S1显著下降56.48%(2021年)和63.09%(2022年);品质方面整精米率W3S3较W1S1显著下降12.65%(2021)和13.56%(2022),垩白米率W3S3较W1S1显著上升164.71%(2021)和122.73%(2022),直链淀粉含量W3S3较W1S1显著下降5.97%(2021)和8.99%(2022),蛋白质含量W3S3较W1S1显著上升53.51%(2021)和61.82%(2022)。综合考虑,在节水目标下,采用滴灌旱作方式种植水稻,保持80%田间持水率加轻、中度盐碱化(≤4.0 g/kg)的土壤环境,可以保持较为接近充分灌溉条件下的产量构成水平和较好的稻谷品质水平。该结论可为宁夏引黄灌区盐碱地可持续利用及水稻的节水灌溉适应性研究提供理论依据。
川中丘陵区不同播期玉米生育期气候资源及干旱特征分析——以中江为例
[J].
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[J].
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[J].为了合理利用气候变暖背景下的农业气候资源,减缓和适应气候变化带来的不利影响,以江苏稻区为例,利用全省60个气象台站1961—2012年气象观测资料,应用估算模型和统计方法,评估了一季稻全生育期内农业气候资源的变化趋势以及对一季稻生长的影响。结果表明:1961—2012年,太阳总辐射在逐年代递减,苏北、苏中、苏南的下降速率分别为65 MJ/(m2·10 a)、43 MJ/(m2·10 a)、52 MJ/(m2·10 a),光资源的下降不利于一季稻的光合作用;2000年前后为苏中和苏南≥10℃年活动积温的突变点,21世纪后热量资源增加显著;日均气温稳定通过10℃的初日在逐年代提前、终日在逐年代推迟,使得一季稻旺盛分蘖期提前、安全齐穗期推迟;水分资源没有明显变化趋势,总体充足。因此,近52年,江苏农业气候资源总体呈现光能资源减少、热量资源增加、水分资源充足,气候变化的影响利弊并存。
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[J].干旱是当今世界出现频率最高、持续时间最长、危害范围最广的重大气象灾害,对全球农业、生态、社会发展和国民经济等影响巨大而广泛。农业旱灾是影响农业生产的重要因素,农业生产关乎着国家粮食安全。我国是一个农业大国,同时也是一个旱灾频发的国家,深入了解农业干旱灾害的成因、影响特征、旱灾强度、严重程度以及作物致灾的生理过程和机理等是提升农业干旱灾害监测预测预警水平、减轻和防御灾害损失、提高国家粮食安全生产需要解决的重要科学问题。本文综合回顾了国内外不同程度的农业干旱及其对粮食生产影响的最新研究进展,从农作物形态、生理、细胞和分子水平等方面探究了干旱影响特征及机制,围绕粮食生产如何有效应对农业干旱问题,评述了当前农业干旱监测的主要指标、方法、预警系统等,针对农业可持续发展和干旱新特征,讨论了当前防旱减灾和农业干旱应对的现状,强调了适应与减缓并举的一系列干旱应对措施,在此基础上结合国家、区域和行业发展需求提出了今后应着重加强的重要科学问题、研究对策及学科发展展望。
1961—2018年四川盆地极端伏旱日数准2a周期变化特征及其可能成因
[J].利用1961—2018年四川盆地103站的气象干旱综合指数,采用多锥度奇异值分解、经验正交函数分解等方法,分析四川盆地极端伏旱日数准2 a周期的时空变化特征及其可能的形成原因。结果表明:近58 a来,四川盆地极端伏旱日数的主模态为全区一致变化型,且有明显的年际和年代际变化特征,2.3~2.5 a的年际振荡周期最为显著。准2 a周期的典型循环表现出四川盆地极端伏旱日数多寡交替的循环振荡,大值中心出现在盆地中部,与主模态空间型基本一致,但准2 a周期信号并非一直存在,20世纪60年代末到80年代初信号最强。准2 a周期典型循环的第一年,西太平洋副热带高压脊线和副热带西风急流轴线位置均偏北,四川盆地处于日本南部到中国华南西部水汽异常输送带的西部,并出现异常辐散,不利于降水产生,导致四川盆地极端伏旱日数偏多;第二年的大气环流异常情况与第一年相反,极端伏旱日数偏少。
Anthropogenic warming has caused hot droughts more frequently in China
[J].
Analysis of spatio-temporal characteristic on seasonal drought of spring maize based on crop water deficit index
[J].
Drought tolerance in rice: Focus on recent mechanisms and approaches
[J].
A review of twentieth-century drought indices used in the United States
[J].
Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance
[J].
More frequent and widespread persistent compound drought and heat event observed in China
[J].
Achieving the simultaneous improvement of rice yield and quality using an improved fertilization method in southern China
[J].
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