华北平原气候变化特征及对冬小麦产量的影响研究

摘要

全球气候正经历着一场以变暖为主要特征的显著变化，剧烈的气候变化已对陆地生态系统、农业生态环境及作物产量等产生了重大影响。为研究华北平原气候变化对冬小麦产量的影响，本文首先利用华北平原53个站点逐日气象资料，采用趋势分析法分析了华北平原1961-2005年全年和冬小麦生育期气候要素及农业气候资源的时空分布和变化特征，利用Mann-Kendall法确定了气温变暖突变年，并统计了主要农业气象灾害在气温突变年前、后两个阶段发生频率和强度的变化。最后以山东省为例，研究了旱涝灾害对不同地区冬小麦产量的定量影响，并给出了冬小麦气候产量变化率的空间格局。主要研究结果如下： (1)1961-2005年华北平原年平均气温呈明显的上升趋势，并于1992年发生变暖突变；年降水量无明显长期变化趋势，但极端值在80年代后更加突出：年日照时数下降趋势明显；华北西南部和东北部分别向暖湿型和暖干型变化。与年平均值相比，冬小麦生育期平均气温升高、日照时数减少的趋势更加明显，降水量呈略增加趋势；大部分地区向暖湿型变化。 (2)全年、冬小麦生育期≥0℃积温、冬小麦生育期≥10℃积温时间和空间的分布及变化特征与年平均气温大致相同；全年<0℃负积温绝对值在时间上的变化趋势大体与年平均气温变化趋势相反，且“阶梯式”减少特征明显。 (3)高温发生频率呈“两峰一谷”型分布，峰值分别出现在20世纪60年代后期和90年代末，谷底出现在80年代中后期；低温发生频率减少趋势明显，尤其在80年代中后期至90年代末；暴雨发生频率无明显变化趋势，但冬小麦生育期内暴雨发生频率具有明显的年代际变化特征。 华北平原北部和山东半岛对年平均气温升高的响应最显著，高温发生频率增加，强度增强，低温发生频率减少，强度减弱；北部全年暴雨发生频率减少，干旱趋于严重，冬小麦生育期内则相反：南部旱、涝灾害的发生频率都增加，大部分地区年高温和低温的发生频率减少，强度减弱，冬小麦生育期高温发生频率增加。气候变化对华北平原北部的影响最大，使其脆弱性加大。 (4)气候变暖后，山东省旱、涝的总发生频率减少，但严重程度增加，使冬小麦气候产量波动增大；鲁西南、鲁南、鲁北和半岛西部大部分地区旱、涝灾害发生频繁，冬小麦产量波动较大；冬小麦生育期降水量Z值与气候产量呈较好的二次函数关系，干旱对冬小麦产量的影响大于洪涝；气候变暖后，山东西部冬小麦气候产量减少，东部增加，减产和增产的最大幅度分别为3％和15％。

目录

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声明

第一章 引言

1.1气候变化特征及研究现状

1.2气候变化的影响及其研究现状

1.2.1气候变化对极端气候事件发生的影响

1.2.2气候变化对农业的影响

1.2.3气候变化对粮食产量的影响

1.3本研究的目的和意义

第二章 资料和方法

2.1资料来源

2.2研究方法

2.2.1年、月、冬小麦生育期气候要素平均值的计算方法

2.2.2年、月及冬小麦生育期气象要素趋势变化分析方法

2.2.3气温突变年的确定方法

2.2.4气候要素空间分布等值线的绘制方法

2.2.5旱涝等级的确定方法

2.2.6高、低温发生频率和强度的计算方法

2.2.7冬小麦气候产量提取方法

第三章 华北平原气候变化特征

3.1华北平原自然概况

3.2主要气候要素时空变化特征

3.2.1温度

3.2.2降水量

3.2.3日照时数

3.3温度、降水、日照时数变化的相关关系

第四章 华北平原农业气候资源变化特征

4.1大于等于0℃积温

4.1.1年大于等于0℃积温

4.1.2冬小麦生育期大于等于0℃积温

4.2大于等于10℃积温

4.2.15-10月大于等于10℃积温

4.2.2冬小麦生育期大于等于10℃积温

4.3年小于0℃负积温

第五章 华北平原农业气象灾害变化特征

5.1高温

5.1.1年高温发生频率和强度

5.1.2冬小麦生育期高温发生频率和强度

5.2年低温发生频率和强度

5.3暴雨

5.3.1年暴雨发生频率

5.3.2冬小麦生育期暴雨发生频率

5.4干旱、洪涝灾害

5.4.1年干旱、洪涝灾害发生频率和等级

5.4.2冬小麦生育期干旱、洪涝灾害发生频率和等级

第六章 华北平原旱、涝变化对冬小麦产量的影响--以山东省为例

6.1山东省冬小麦生育期平均气温变化

6.2山东省冬小麦气候产量变化

6.3山东省旱、涝的时间变化特征

6.4旱、涝变化对山东省冬小麦产量的影响

6.5山东省各地区旱、涝变化对冬小麦产量的影响

6.5.1山东省冬小麦产量分布与旱、涝发生频率的关系

6.5.2旱、涝变化对冬小麦产量的影响

第七章 结论与研究展望

7.1结论

7.1.1气候变化特征

7.1.2农业气候资源及主要农业气象灾害变化特征

7.1.3气候变化对冬小麦产量的影响

7.2存在问题和进一步展望

参考文献

致谢