温度变化对西北地区耕作制度的影响

摘要:气候变化对农业的影响问题是国内外关注和研究的热点和焦点问题。本文利用西北地区五个省市,每个省市选取南、北、中三个站点,1961- 2010年的日平均气温资料进行分析,并作出年平均气温距平变化图。对西北地区≥10℃起始日期、起始日期、积温变化进行趋势相关分析。分析显示:(1)西北地区近50年日平均气温稳定通过10℃的起始日期发生了明显变化,尤其是近10年增幅较大,各省日期提前突变点大都发生在九十年代前后;(2)≥10℃持续天数普遍显著增加;(3)≥10℃安全生育期积温也普遍显著升高。在未来,西北地区逐渐变暖,作物生育期缩短,热量条件变好,作物熟制增加。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 资料与方法1
1.1 研究区域概况 1
1.2 气象数据来源 2
1.3 资料处理方法 2
2 结果与分析2
2.1 ≥10℃积温起始日期2
2.2 ≥10℃持续天数4
2.3 ≥10℃积温变化趋势及显著性检验结果5
2.3.1 各省≥10℃积温变化特征5
2.3.2 显著性检验结果6
2.3.3 ≥10℃积温变化特征对耕作制度的影7
3 结论8
致谢9
参考文献9
温度变化对西北地区耕作制度的影响
引言
气候作为影响农业产量和品质的主要因子,其生态特征一直是农业生产研究中重要的领域。各项气候生态因子与农业生产的关系十分密切,由于气候在时间和空间上的变化范围广,频率高,而且难以人为控制与改变,任何程度的气候变化都会给农业生产及其相关过程带来潜在的或显著的影响,其中尤其以气温为气候变化最为重要的指标[1],气温变化对人类的生产和生活以及自然环境状况都会产生重大影响。因此,即使在科技相对发达的今天,农业生产仍无法摆脱对气候,尤其是对气温的依赖。气候变暖已成为一个全球性的问题,根据IPCC第四次评估报告,过去100年中全球地表温度上升了0.74℃,气温普遍升高尤以北半球高纬度地区最为明显[2]。
我国气候学家也做出
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了相关的研究,表明[3]:近40多年来西北地区气温总体呈上升趋势,1986年后16a的平均气温比其前26a的升高了0.7℃,其增温幅度明显高于0.35℃的全国年平均增温幅度。西北地区作为我国气候变化的敏感区和生态脆弱区,与其它地区相比,气候变化非常复杂,影响因素众多。
中国幅员辽阔,各地的气候、土壤、作物及经济条件差异显著,为了因地制宜、趋利避害,合理提高气候资源与土地利用率,开展中国种植制度的气候区划工作尤为重要。目前气候变化对中国种植制度的影响已引起了国内外学者的普遍关注,并取得了有意义的进展[4]。在国外对气候变暖的研究虽早已开始,但存在较多争议,且研究内容不够成熟,大多数气候变暖的研究还只停留在气候变暖对生态环境的影响。气候变暖的本质原因和根本影响尚未研究透彻。大部分的研究多限于使用模型模拟未来气候变化情景,对种植制度可能受到的影响进行分析和评价,然而对于1981年以来气候变暖对中国种植制度的可能影响,以及种植制度变化对农业生产的可能影响方面的研究还未见报道。我国学者近些年来已开始对气候变暖研究,并且已经开始注意到气候变暖对农业的重大影响。近年来随着科学研究的深入,气候变暖一词越来越热,不断出现在媒体杂志及科学期刊中。全球研究气候变暖的论文数量更是迅速增长,有关气候变暖对农业影响的研究日益增多。这充分说明气候变暖对农业的影响已成为全球科学研究和媒体关注的焦点。
本研究以西北地区耕地为研究对象,利用近50年(1961~2010年)西北地区日平均气温气象资料,研究气温这个重要气候要素变异对耕作制度的影响。分析西北地区近50年作物积温等因素的变化,揭示气候变化对耕作制度的影响。为综合开发和充分合理利用西北地区丰富的气候资源,进一步提高作物产量与品质,以及防灾减灾和指导农业生产、区域布局和种植管理决策措施的制定等方面提供科学参考。
1资料与方法
1.1研究区域概况
我国西北地区,中国七大地理分区之一。行政区划上指陕西、甘肃、青海三省及宁夏、新疆两自治区。我国西北地区从气候因素来分,可分为内陆干旱区与半干旱区域;从农业经营来分,有平原、高原、山地、谷地、绿洲、沙漠等农业区域;从农业技术类型来分,可分为雨养农业区域、绿洲农业区域,高寒山地农业区域,灌溉农业区域[5]。其地处青藏高原北部和东北部,远离海洋,是全球同纬度最干旱的地区之一[5],也是我国主要的干早和半干旱区,分布着全国85%的干旱或半干旱土地面积[6]。这里主要受西风带气候、高原季风和东亚季风气候影响,降水变率大、干旱频率高、是我国气候变化的敏感区和生态脆弱区。同时,这里地形地势复杂,气候多变,大气降水少,水资源总量匮乏,农业自然灾害频繁,农业基础设施落后,农业生态环境脆弱[7]。西北地区作为我国气候变化的敏感区和生态脆弱区,与其它地区相比,气候变化非常复杂,影响因素众多。
近50年来,西北气候存在明显变暖的趋势,甘肃中东部地区,宁夏、陕西和青海东部地区,为季风所及的半干旱区,20世纪90年代仍处于低降水区。西北半干旱区为黄土高原农牧交错区,这里既是气候变化敏感区,又是生态环境脆弱带,还是黄河中上游水土保持重点区域[8]。文中利用西北半干旱区19612010年的气温,对近50年来的变化情况做了一次全面的分析,由此得出近50年来中国西北半干旱区气候变化的特征。
1.2气象数据来源
本文使用的气候资料来自中国气象科学数据共享服务网(http://cdc.cma.gov.cn),本网站由中国气象局国家气候中心建立,包括陕西省的榆林、西安、汉中,甘肃省的酒泉、民勤、武都,青海省的冷湖、玉树、格尔木,宁夏自治区的盐池、银川,新疆自治区的阿尔山、和田、吐鲁番近50年(1961~2010年)历年逐日平均气温,以及由以上原始数据计算出来的逐年日平均气温稳定通过10℃的起始日期、≥10℃持续天数、活动积温等气象数据。
1.3资料处理方法
采用五日滑动平均法[910]来确定稳定通过10℃起止日期。在升温季节里,从逐日日平均温度资料中,找出日平均温度第一次出现≥10℃的日期,向前推四天,按日序依次计算出五日滑动平均温度。从一年中最长的一段≥10℃的五日滑动平均温度序列中,选取第一个≥10℃的五日滑动平均温度。从组成该五日滑动平均温度的五天中,选取第一个日平均温度≥10℃的日期,此日期即为稳定通过10℃的起始日期。在降温的季节里,以相反的方法得到终止日期,进而累加此段时间内的日平均气温得≥10℃活动积温;同样累加起止日期之间的天数,即得到稳定通过10℃的持续天数。

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