气候变化背景下宁夏冬、春小麦产量和气象灾害特征比较研究

发布时间：2017-04-18 20:26

  本文关键词：气候变化背景下宁夏冬、春小麦产量和气象灾害特征比较研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：宁夏地处我国冬小麦北移西扩种植界限的敏感带,气候变暖、冬季温度升高对宁夏小麦种植产生直接影响。因此分析该地区冬小麦和春小麦生长季内农业气候资源时空演变特征、作物生产潜力变化和气象灾害发生规律和演变特征,对于适应气候变化具有重要理论和实践意义。本文基于宁夏1961-2010年逐日气象数据、小麦生育期资料以及产量数据,利用农业气候指标和气象灾害指标,采用逐级订正法、高稳系数和灰色关联度等研究方法,分析了宁夏冬小麦和春小麦生长季内农业气候资源时空演变规律及利用率特征,明确冬小麦可能种植区域的演变趋势以及小麦高产稳产适宜区,比较分析了冬小麦和春小麦生长季内农业气象灾害发生规律及风险等级。主要结论如下： (1)冬小麦和春小麦生长季内大部分地区日照时数呈增加趋势,≥0℃活动积温增加趋势明显,尤以引黄灌区增加最为显著,南部山区增幅相对较小；越冬期负积温绝对值各地都有减小趋势,银川、同心和固原站的减小趋势较明显,且通过显著性检验；宁夏引黄灌区和中部干旱带各生长季内降水量增减趋势不明显,而南部山区降水减少趋势显著；研究区域参考作物蒸散量均表现为增加趋势,引黄灌区和南部山区参考作物蒸散量变化趋势显著。 (2)气候变暖背景下,冬小麦的可种植面积增加,从1961到2010年的5个年代中,宁夏冬小麦可种植区域分别占研究区面积的16%、18%、75%、86%和74%。春小麦光温生产潜力呈北高南低的空间分布趋势,高值区在引黄灌区,低值区在南部山区,而春小麦气候生产潜力则相反呈南高北低的空间分布趋势。19612010年之间宁夏冬小麦和春小麦光温生产潜力均呈极显著增加趋势,冬小麦增加趋势大于春小麦。在不考虑农业气象灾害的前提下,有灌溉条件下,宁夏冬小麦适宜区为引黄灌区；无灌溉条件下,冬小麦的适宜区在南部山区。因引黄灌区灌溉条件较好,冬小麦生长期长需水量较大,且冬小麦的种植适宜性高,故引黄灌区更适宜冬小麦种植；而中部干旱带和南部山区灌溉条件有限,且春小麦的适宜性高,更适宜春小麦种植。 (3)引黄灌区和中部干旱带种植冬、春小麦更易发生干旱和干热风灾害,且全区干旱和干热风发生频率总体表现为增加趋势。春小麦霜冻灾害发生风险频率以中部干旱带和引黄灌区为高值区,南部山区发生频率较低,过去50年中霜冻发生风险降低。冬小麦冻害发生风险频率总体表现为南高北低,年代之间呈波动中下降趋势。冬小麦生长季内农业气象灾害类型较春小麦多,且灾害风险高于春小麦,三个农业区内特征各异,春小麦引黄灌区灾害风险最高,而南部山区灾害风险最低,故在宁夏南部山区种植春小麦更合适。而对于冬小麦而言,宁夏三个农业生态区灾害风险类似。过去50年中,除南部山区外,冬小麦和春小麦的灾害风险是逐渐增加的。相比较而言,春小麦灾害风险增加趋势要大于冬小麦。
【关键词】：气候变化 作物生产潜力 农业气象灾害风险 宁夏
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S512.1;S42
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 研究目的和意义13
• 1.2 国内外研究进展13-18
• 1.2.1 中国区域气候变化特征研究进展13-14
• 1.2.2 农业气候资源变化及作物生产潜力研究进展14-15
• 1.2.3 气候变化对冬小麦种植界限和产量影响研究进展15-16
• 1.2.4 农业气象灾害演变规律及其风险评估研究进展16-18
• 1.3 研究目标、研究内容和技术路线18-20
• 1.3.1 研究目标18
• 1.3.2 研究内容18-19
• 1.3.3 拟回答的关键问题19
• 1.3.4 技术路线19-20
• 第二章 材料和方法20-31
• 2.1 研究区域概况20-22
• 2.1.1 地理概况20
• 2.1.2 气候概况20-21
• 2.1.3 农业生产概况21-22
• 2.2 数据资料22-24
• 2.2.1 气候资料22-24
• 2.2.2 作物资料24
• 2.3 主要指标及计算方法24-31
• 2.3.1 农耕期及小麦生育期起止日期的确定24
• 2.3.2 农业气候资源要素的计算24-25
• 2.3.3 作物各级生产潜力计算方法25-27
• 2.3.4 小麦气象灾害等级指标及计算方法27-28
• 2.3.5 小麦适宜性评价及高温系数的计算28-29
• 2.3.6 统计与计算方法29-31
• 第三章 宁夏小麦生长季农业气候资源时空演变特征分析31-56
• 3.1 春小麦生长季内农业气候资源演变特征31-39
• 3.1.1 春小麦生长季内日照时数时空演变特征31-33
• 3.1.2 春小麦生长季内≥0℃活动积温时空演变特征33-35
• 3.1.3 春小麦生长季内降水量时空演变特征35-37
• 3.1.4 春小麦生长季内参考作物蒸散量时空演变特征37-39
• 3.2 冬小麦生长季内农业气候资源演变特征39-48
• 3.2.1 冬小麦生长季内日照时数时空演变特征39-41
• 3.2.2 冬小麦生长季内≥0℃活动积温时空演变特征41-43
• 3.2.3 冬小麦生长季内降水量时空演变特征43-44
• 3.2.4 冬小麦生长季内参考作物蒸散量时空演变特征44-46
• 3.2.5 冬小麦越冬期≤0℃负积温时空演变特征46-48
• 3.3 宁夏冬小麦和春小麦农业气候资源利用率对比分析48-54
• 3.3.1 冬小麦和春小麦生长季与农耕期长度的对比分析48-50
• 3.3.2 冬小麦和春小麦光照资源利用率对比分析50-51
• 3.3.3 冬小麦和春小麦热量资源利用率对比分析51-52
• 3.3.4 冬小麦和春小麦降水资源可利用率对比分析52-54
• 3.4 本章小结54-56
• 第四章 气候变化对宁夏小麦种植区域及生产潜力的影响56-78
• 4.1 气候变化对宁夏冬春小麦种植区域的影响56-58
• 4.1.1 宁夏冬春小麦实际种植面积演变特征56-57
• 4.1.2 宁夏冬春小麦理论种植面积演变特征57-58
• 4.2 气候变化对宁夏冬小麦和春小麦产量的影响58-70
• 4.2.1 气候变化对春小麦生产潜力的影响59-63
• 4.2.2 气候变化对冬小麦生产潜力的影响63-67
• 4.2.3 春小麦改为冬小麦对宁夏小麦产量的影响分析67-70
• 4.3 气候变化对宁夏小麦气候适宜性的影响70-76
• 4.3.1 气候变化对冬小麦和春小麦产量损失率的影响70-74
• 4.3.2 气候变化对冬春小麦气候适宜性的影响74-76
• 4.4 本章小结76-78
• 第五章 宁夏小麦气象灾害发生规律及其风险分析78-100
• 5.1 干旱灾害发生规律及风险分析78-84
• 5.1.1 春小麦不同生育阶段水分亏缺指数78-80
• 5.1.2 冬小麦不同生育阶段水分亏缺指数80-84
• 5.2 低温灾害发生规律及风险分析84-89
• 5.2.1 春小麦生育期内霜冻灾害变化规律及其风险分析84-85
• 5.2.2 冬小麦生育期内霜冻灾害变化规律及其风险分析85-87
• 5.2.3 冬小麦冻害发生规律及其风险分析87-89
• 5.3 干热风发生规律及风险分析89-94
• 5.3.1 春小麦生育期内干热风发生规律及风险评价89-90
• 5.3.2 冬小麦干生育期内干热风发生规律及风险评价90-94
• 5.4 基于灰色关联度的宁夏小麦气象灾害分析94-98
• 5.4.1 宁夏小麦气象灾害评价指标的选取94
• 5.4.2 宁夏小麦生长季内农业气象灾害评价要素无量纲化处理94-97
• 5.4.3 宁夏小麦农业气象灾害综合分析97-98
• 5.5 本章小结98-100
• 第六章 结论与讨论100-103
• 6.1 主要结论100-101
• 6.1.1 不同农业生态区各生长季内农业气候资源的时空演变特征100
• 6.1.2 气候变化对宁夏小麦种植区域及生产潜力的影响100-101
• 6.1.3 宁夏小麦农业气象灾害发生规律及其风险分析101
• 6.2 研究创新点101-102
• 6.3 讨论与展望102-103
• 参考文献103-110
• 致谢110-112
• 作者简历112

【参考文献】

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本文编号：315705