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中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
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找到 50 条结果
摘要:通过对冬小麦再生水灌溉清水灌溉的比较研究,从作物生理角度确定再生水灌溉的可行性.试验采用不同预处理的城市再生水;同时进行大田和盆栽两种培育方式;以冬小麦叶片为检测样品;以可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、超氧化物酶(POD)为测定生物学指标作为评价.分别在不同生育期测试了再生水灌溉和清水灌溉冬小麦下,上述指标的差异.结果表明:再生水灌溉清水灌溉对冬小麦抗氧化酶系的影响没有显著差异,从而说明以再生水灌溉冬小麦是可行的....
[期刊论文] 熊伟 居辉 许吟隆 林而达
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北大核心 CSTPCD CSCD CBST
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摘要:全球温室气体排放导致的全球温度的上升一直是国际社会关注的重点问题之一.利用IPCC(政府间气候变化专门委员会)SRES(排放情景特别报告)的A2(中-高)和B2(中-低)温室气体排放情景,结合区域气候模式PRECIS和CERES作物模型模拟和分析了未来不同的温室气体排放情景下,中国未来2020年、2050年和2080年各个时段粮食的供需情景,并结合未来社会经济的发展分析了气候变化对未来粮食供求的影响,探讨了不同的气候变化程度对未来中国粮食供应的影响.结果表明:如果不考虑CO2的肥效作用,未来我国三种主要粮食作物(小麦、水稻和玉米)均以减产为主,灌溉可以部分地减少减产幅度,如果单考虑CO2的肥效作用,三种作物的产量变化以增产为主.若保持95%的粮食自给率,人口按照SRES A2和B2情景增长,到2030年的技术进步可使粮食年单产递增0.7%以上,维持目前的种植比例和种植面积,B2情景下,气候变化对我国的粮食安全问题将不会构成威胁,而A2情景下,气候变化将会对我国可持续发展的粮食安全造成威胁....
摘要:试验研究不同施肥水平对半湿润偏旱区春谷子生长发育和水分利用效率的影响结果表明,春谷子株高、单位面积穗数和千粒重对施肥量的变化均有响应,一定施肥水平内随施肥量的增加,春谷子株高、单位面积穗数和千粒重均有所增加.施肥导致春谷子地2m土体土壤蓄水量下降,且随施肥量的增加而降幅增大;施肥使春谷子水分利用效率增加11.56%~16.24%.但当施肥量超过一定水平时,增加施肥量反而使春谷子产量和水分利用效率下降....
[期刊论文] 熊伟 居辉 许吟隆 林而达
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:气候变化影响的温度阈值已经成为国际谈判的焦点问题.利用区域气候模式和作物模型相连接的方法,在50 km×50 km的网格尺度上模拟了IPCC(International Panel of Climate Change)SRES(Special Report on Emissions Scenarios)A2和B2情景下2011-2040年、2041-2070年和2071-2100年我国3种主要粮食作物(水稻、小麦和玉米)的平均单产变化情景,结合同时段的中国地区温度升高状况分析了造成我国主要粮食作物产量持续下降的升温阈值,并对阈值研究中的不确定性进行了初步分析.结果表明:如果同时考虑升温和CO2的肥效作用对作物的影响,目前预测的气温升高范围(O.9~3.9℃)中将不存在威胁我国粮食生产的温度阈值;而如果仅考虑升温对作物的影响时,全国平均温度升高2℃以后,将导致我国粮食单产水平的持续下降,威胁未来的粮食生产;气候变化适应措施如充分灌溉、播种期的调整和品种更替对阈值的确定有一定的影响,如单考虑充分灌溉可以使上述升温阈值延后到2.5℃左右,而播种期的调整和品种的更替也会对产量和产量变率造成一定的影响,进而调整温度阈值;目前研究的不确定性主要来源于情景、方法和适应措施3个方面....
[期刊论文] 居辉 熊伟 许吟隆 林而达
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:本研究采用英国Hadley中心的区域气候情景PRECIS (Providing Regional Climate for Impacts Study),结合校正的CERES-Wheat 模型,对21世纪70年代(2070s)气候变化情景下我国小麦的产量变化进行了研究.结果表明,在PRECIS预测的2070s气候变化条件下,我国雨养小麦和灌溉小麦的平均单产较基准年(1961-1990平均值)约减少20%,其中雨养小麦的减产幅度略高于灌溉小麦,春小麦或春性较强的冬小麦减产明显,减产的区域主要集中在东北春麦区和西南冬麦区....
[期刊论文] 姜帅 居辉 刘勤
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CSTPCD 北大核心
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摘要:  农业是对气候变化反应最为敏感部门,CO2浓度升高又是气候变化的主要特征之一,同时CO2作为作物的光合底物,对作物的生长发育以及生理生化过程具有重要影响。气候变化对农业影响关系到国家粮食安全,明确CO2浓度升高对作物的生理影响是客观评价气候变化对作物生产影响的重要组成部分,对正确认识粮食供给能力具有重要意义。综述了高浓度CO2对作物光合作用的影响,包括作物光合作用对短期和长期高CO2浓度的响应;归纳了高浓度CO2对蒸腾作用的影响;总结了高浓度CO2对水分利用率的影响;分析了高浓度CO2对作物呼吸的影响。分析认为,短期CO2浓度升高提高了作物光合作用,但持续性的高CO2浓度对光合的促进作用由于光合适应而有所减弱,CO2浓度升高使气孔开张度减小或关闭,气孔导度下降,作物蒸腾作用降低,水分利用效率提高,最后提出了目前研究中的一些不足和今后需要深入研究方向。...
摘要:适应气候变化在国际公约谈判及国内适应实践中成为重要的关注内容,明晰适应相关的术语含义具有科学参考价值和实践指导意义.本文通过比较适应相关术语认为,适应是行为方式或对策措施的界定,可不需量化数据支持;适应能力需有明确评价指标体系,并最终产生量化性评价结果;适应性更偏重于能力属性,其基本结论是有或无、强或弱的判断,在适应性有量化结论支持或明确强弱确定时则等同于适应能力.脆弱性评价中,暴露度体现主体对象气候变化相关的基本处境概况,敏感性表明气候变化对主体对象的影响,适应能力则是经济资本、自然资源、技术水平、社会保障四大要素的综合评价,各要素涵盖的具体指标需要酌情依据适应主体属性予以判别和遴选.适应气候变化灾害风险管理在主体范畴、驱动因子、行动目的上有所区别,但两者共同关注提高对气候变化/气候灾害风险的抵御、承受、恢复能力,以降低不利影响,实现可持续发展为共同目标....
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:采用英国Hadley中心PRECIS模型输出的B2气候情景,结合CERES-Wheat作物模型数据,依据产量的变化率和GIS技术对中国未来(2070s)小麦的气候变化敏感性和脆弱性进行了研究.结果表明,未来中国雨养小麦有3个大的负敏感区:东北地区、长江中下游地区、黄土高原地区.中国灌溉小麦对气候变化普遍较敏感,其敏感区的分布雨养小麦大体相同,但程度有所减轻.东北和西北地区是中国灌溉小麦的强度负敏感区,长江中下游及其南部沿海和西南地区为中度负敏感区.在考虑适应措施的条件下,雨养小麦在中国大部分地区并不脆弱,出现增产现象.中国灌溉小麦的脆弱区面积较大,约占全国灌溉小麦生产面积的2/3.强度脆弱区分布在东北和西北地区,中度和轻微脆弱区主要分布在长江中下游及云南、贵州等地....
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北大核心 CSTPCD CSCD CBST
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摘要:采用PRECIS模型输出的B2气候情景,结合CERES-Rice作物模型数据,依据产量的变化率和GIS技术对我国未来(21世纪70年代)水稻的气候变化敏感性和脆弱性进行了研究.结果表明:受气候变化影响,未来我国绝大部分地区的雨养水稻将会减产,仅个别地区有增产趋势.负敏感区(减产区)主要集中在东北的辽宁和赤峰、华北平原大部、江淮及东南沿海地区;而在黑龙江西南部、福建大部、陕西四川交界地区的雨养水稻有增产趋势.我国的灌溉水稻也以减产为主,负敏感区主要集中在辽宁、吉林西部、华北地区、陕西、宁夏、新疆南部、淮河流域、长江中下游及其以南广大水稻主产区;增产区主要集中在黑龙江西南部、内蒙古东部地区及陕西湖北交界等地.未来我国雨养水稻的脆弱区主要分布在:(1)东北地区的中南部;(2)山东北部及淮河流域;(3)南部沿海和海南岛;(4)西南地区.未来我国灌溉水稻的脆弱区面积较大,主要分布在辽宁、黄河中游和下游、新疆南部及广西大部地区....
摘要:文章利用英国Hadley中心PRECIS模型输出的B2气候情景格点数据,输入CERESMaize作物模型,对我国未来(2070s)不同格点玉米产量进行预测,并依据产量的变化率和GIS技术对我国未来玉米气候变化的敏感性和脆弱性进行研究,找出了未来我国玉米的气候变化敏感区和脆弱区,对指导我国不同玉米生产区有效适应未来气候变化具有重要的科学意义....
[期刊论文] 姜帅 居辉 韩雪 刘勤
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CSTPCD 北大核心
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摘要:CO2是作物光合作用重要底物,其浓度升高对作物产量形成具有正向促进作用.本文全面介绍CO2浓度控制及模拟研究方法,具体阐述CO2浓度升高对作物产量和品质的影响,揭示了氮肥和水分条件CO2肥效的互作关系.本文分析认为,在适宜条件下,CO2浓度升高会提高作物产量,但对作物品质影响以负面为主,仅少数特征指标有正向提高.在大田生产实践中,CO2肥效作用以往控制气室试验相比,产量提升作用减低.水、肥、土以及作物品种等是限制CO2肥效发挥的重要作用因子.在一定施用范围内,CO2肥效随N肥量增加而提高,但超过限度后,N肥对CO2的增效作用降低,N肥和CO2肥效作用存在最佳互馈机制.CO2肥效作用在低水分土壤环境中发挥程度更高,且CO2浓度升高可提高作物水分利用效率,对于缓解作物干旱胁迫具有积极作用....
[期刊论文] 熊伟 冯灵芝 居辉 杨笛
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CSTPCD 北大核心
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摘要:研究分析了RCP2.6和RCP8.5气候情景下2021-2050年我国水稻高温敏感期(孕穗期一乳熟期)高温事件的变化趋势(较基准时段1961-1990年),并利用1981-2009年水稻田间观测资料,明确了水稻高温减产的主导因子,构建了主导因子水稻减产率之间的经验回归关系式,在此基础上预估了未来RCP2.6和RCP8.5气候情景下我国水稻发生高温热害的风险变化.结果表明:①RCP2.6和RCP8.5气候情景下2021-2050年,全国各水稻种植区,水稻高温事件均有增加趋势,高温日数(HSD)、高温积温(HDD)都呈现增加趋势,高温持续日数(CHD)有延长趋势,其中华南双季稻区、长江流域单季稻区和东北单季稻区的HSD和HDD的变化幅度较为明显.②中国水稻高温中心在1961-2000年主要集中于湖南北部,湖北省交界处附近,2种情景下2021-2050年均出现了向东北方向移动的趋势.③除东北区外,我国其余水稻种植区,孕穗一乳熟阶段的日最高气温连续3d超过35℃以上的有效积温HDD2是导致水稻减产的第一大要素,两者之间具有显著线性负相关关系;而东北区水稻产量更易受到孕穗-乳熟阶段的单日日最高气温超过32℃的有效积温SDD2的影响,且两者呈现出显著一元二次曲线关系.④1961-1990年相比,2种气候情景下2021-2050年我国水稻发生高温热害的概率增加较大的地区,主要集中在长江流域单季稻区的湖北和安徽的大部分地区,华南双季稻区的广东、广西、海南省的大部分地区以及东北单季稻区的南部....
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CSTPCD 北大核心
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摘要:基于1981-2009年历史气象数据和全球气候模式HadGEM2-ES输出的未来2021-2050年RCP气候情景数据,采用日最高温度大于35℃的高温日数(HSD)、高温最长持续日数(MCD)和高温有效积温(HDD),分析过去和未来长江中下游地区水稻生育期高温事件频率、持续时间和强度的变化特征。结果表明:1981-2009年,长江中下游地区水稻生育期内温度升高,各高温指标均一致显著增加,Tmax(平均日最高气温)、HSD、MCD、HDD的气候倾向率分别为0.51℃·10a?1,3.9d·10a?1,0.6d·10a?1和8.2℃·d·10a?1,空间上表现为由北向南递增。除MCD外,Tmax、HSD和HDD均在2001-2002年发生由少到多的突变。2021-2050年两种RCP情景下,长江中下游大部分地区水稻生育期间日最高气温持续升高,高温日数增多,持续时间延长,高温强度增强。RCP2.6情景下,水稻生育期内Tmax、HSD、MCD、HDD较基准时段(1981-2009年)分别增加1.5℃、11.3d、5.6d和45.3℃·d,RCP8.5情景下分别增加1.7℃、15.4d、6.2d和61.1℃·d,且各高温事件在高值区的概率进一步加大。各指标的空间变化特征具有差异性,Tmax、HSD和MCD的增加幅度由东南向西北递增,湖南西部和江苏北部等基准期温度相对较低的地区增幅更大,而 HDD 的增幅以中部地区较大。湖北、安徽、湖南和江西中北部是未来高温事件频率、持续时间和强度均大幅增加的地区,防灾减灾工作严峻,需采取调整水稻播期,更替耐高温品种等措施减轻高温对水稻的危害。...
摘要:CO2浓度升高对作物的影响日益受到重视,水分是作物生长的必要条件之一。冬小麦是我国的主要粮食作物之一,阐明高 CO2浓度和水分条件互作对冬小麦碳氮转运的影响,对客观认识气候变化背景下作物的水分管理及肥料施用具有实际指导意义。本研究利用开放式CO2富集系统(FACE)平台,以冬麦品种‘中麦175’为试验材料,采用盆栽试验方法,研究了不同 CO2浓度[正常浓度(391±40)μmol·mol-1和高浓度(550±60)μmol·mol-1]及水分条件(湿润条件和干旱条件,即75%和55%田间土壤最大持水量)的冬小麦花前碳氮积累及花后碳氮转运的规律特征。结果表明:湿润条件下,正常CO2浓度相比,高CO2浓度促进冬小麦地上部干物质及碳氮积累,开花期增幅分别为18.1%、16.5%、14.9%,成熟期增幅分别为6.6%、1.3%、4.5%,并提高碳氮转运能力及对籽粒贡献率,转运量、转运率及对籽粒贡献率的增幅碳素依次为39.3%、20.0%、30.0%,氮素依次为19.1%、3.8%、10.8%。干旱条件下,正常CO2浓度相比,高CO2浓度对地上部碳氮积累有一定的促进作用,开花期和成熟期碳积累量分别增加3.0%和10.7%,氮积累量分别增加0和15.8%;但高CO2浓度阻碍了碳氮的转运,转运量、转运率降幅碳素分别为10.2%、12.8%,氮素分别为7.2%、7.1%;碳氮对籽粒贡献率则变化不同,碳降低14.4%,而氮升高31.3%。干旱及高CO2浓度互作湿润条件正常CO2浓度处理相比,冬小麦碳素转运对籽粒贡献率降低更明显,地上部碳素转运量、转运率及对籽粒贡献率降幅分别为36.2%、16.9%、22.3%,但提高了氮素转运对籽粒贡献率,氮素转运量及转运率分别降低35.7%、15.2%,对籽粒贡献率增加7.0%。综合而言,高 CO2浓度可促进冬小麦碳氮积累及其在花后向籽粒的转运,水分不足可能成为主要的物质转运障碍因子,限制CO2促进作用发挥。...
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为了探明气候变化对长江中下游地区冬小麦潜在产量的影响,基于政府间气候变化专门委员会(IPCC) AR5提出的BCC-CSM1-1(Beijing Climate Center Climate System Model version1-1)气候系统模式输出的基于典型浓度RCP各情景(基准时段baseline、RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5)主要气象要素的逐日模拟数据和历史观测数据.通过DSSAT模型模拟历史时期(2001-2009年)冬小麦的物候期和产量,并计算模拟数据实测数据二者的均方根误差和一致性指数(开花、成熟期和产量模拟结果的相对均方差根误差分别在0.83%-2.98%之间和7%以下,符合度D均接近于1)明确最优遗传参数,应用最优参数模拟加以验证,完成模型参数区域化.结合历史阶段(1961-1990年)和未来时期(2021-2050年)主要气象要素变化趋势,利用DSSAT模型模拟分析未来30年长江中下游地区气候变化对小麦产量的影响及变化趋势,以期为未来作物生产提供理论依据.结果表明,DSSAT-CERES-Wheat品种遗传参数本地化后能准确模拟冬小麦的生长发育过程及产量潜力.较基准年相比,2021-2050年RCP情景下,冬小麦生育期内≥10℃积温除RCP 2.6情景外呈现逐渐增加趋势,增加幅度为RCP 8.5>RCP 2.6>RCP 4.5;降水量年际波动都比较大,区域性差异明显;太阳总辐射量较基准年均有所降低,但降低的幅度随着年份的增加逐渐减小,变化率均呈现显著或极显著的增加趋势.除昆山外冬小麦开花期、成熟期较基准年均有所提前,开花期到成熟期天数则随之缩短.仅考虑气候条件时,长江中下游地区冬小麦产量潜力基准年减少,昆山、英山下降幅度较滁州、钟祥大(3%-59%),且区域差异明显.分析可得,一定范围内冬小麦产量随积温的增加逐渐增加,超过一定阈值时则逐渐减少,其他气候因子增加或减少并不能弥补积温过低产生的负效应....
[期刊论文] 居辉 王璞 周殿玺 兰林旺
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为高效利用水分资源以及给冬小麦灌水制度的合理制定提供依据,采用水量平衡法,系统研究了不同时期单次灌水和两次灌水的冬小麦土壤水分变化动态.结果表明,雌雄蕊分化期前单次灌水,开花前土壤水分能基本满足小麦生长的要求,开花期后土壤处于持续干旱状态;雌雄蕊分化期之后的单次灌水处理,在拔节期至灌水时期之间有一时段的土壤干旱,通过不同时期的灌溉,开花时各处理的土壤基本处于适宜小麦生长的含水量范围.小麦抽穗后进行第二次灌水的处理,籽粒形成期之前为满足型供水,籽粒形成后处于轻、中度干旱.从无水处理的耗水特点可以看出,小麦返青至拔节主要消耗0~40 cm 土层的水分,拔节至开花消耗0~100 cm 土层的水分,至成熟耗水可达到200 cm.单次灌水处理,以孕穗前后灌水产量较高,二次灌水处理,以拔节配开花处理产量表现较好....
[期刊论文] 居辉 李建民 李康 王璞
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CSTPCD 北大核心
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摘要:以冀麦38为试验材料,进行春季田间不同时期单次灌水试验,以研究小麦不同穗发育时期定量灌溉对产量构成因素的影响.结果表明,单次灌水可以协调产量形成的源库关系,雌雄蕊分化期灌溉,单位面积粒数最多,千粒重最低,形成源大库小的群体;抽穗期灌溉,单位面积粒数最少,千粒重最高,形成源小库大的群体;四分体时期灌溉,两者平衡配置比较理想,产量其他处理相比较高.小麦产量构成因素中,单位面积粒数和千粒重成反比,雌雄蕊分化期充足的土壤水分,扩库作用最强,单位面积粒数最多;雌雄蕊分化期后,水分的扩库作用逐渐减弱,增源作用逐渐变强,以抽穗期灌水的增源作用最明显....
摘要:综述了国内外作物生产潜力从光合潜力到光温潜力、再到气候潜力和土地潜力的发展历史,对作物生产潜力的研究现状进行了评述,介绍了当前研究中常用的几种方法,探讨了研究中存在的问题及今后的发展方向,认为作物动态生长模型地理信息系统的结合将成为研究作物生产潜力的发展方向....
摘要:采用部门间影响模式比较计划(ISI-MIP)的气候模式,确定全球升温1.5℃和2.0℃出现的时间,并结合农业技术转移决策支持系统(DSSAT)模型模拟小麦的产量,最终选取4套数据对比研究中国小麦区温度和降水变化特征以及各区域小麦产量变化趋势,综合评价了不同升温情景对中国小麦产量的影响.结果表明:(1)在全球升温1.5℃和2.0℃背景下,我国小麦生育期内温度相对于工业革命前分别升高1.17℃和1.81℃.两种升温情景下我国春麦区升温幅度大于冬麦区升温幅度.春麦区中新疆春麦区升温幅度最大,西北春麦区升温幅度最小;冬麦区中温度变化最大和最小的麦区分别为西南冬麦区和黄淮冬麦区.(2)在全球升温1.5℃和2.0℃情景下,我国小麦生育期内降水相对于历史时段(1986—2005年)分别增加9.1%和11.3%.从各麦区来看,两种升温情景下春麦区降水增加幅度略大于冬麦区的增加幅度.所有麦区中只有新疆春麦区降水低于历史时段降水.春麦区降水增加幅度最大的麦区为北部春麦区.冬麦区中降水增加较大的麦区为北部冬麦区和黄淮冬麦区,降水增加较小的麦区为华南冬麦区和西南冬麦区.(3)两种升温情景下,我国小麦单产相对于历史时段(1986—2005年)平均减产分别为5.2% 和4.6%,两种升温情景对中国小麦产量并没有显著的差异.在全球升温大背景下我国春小麦主要呈现增产趋势,冬小麦主要呈现减产趋势.减产幅度较大的麦区为华南冬麦区和青藏春麦区,增产幅度最大的麦区为西北春麦区.从各麦区产量减产面积比例上看,我国各麦区减产面积所占比例趋势为从北向南由多变少再变多,其中华南冬麦区减产面积所占比例最大,北部冬麦区最小....
[期刊论文] 徐建文 居辉 刘勤 杨建莹
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:为了探究气候变化背景下黄淮海地区的干旱特征,基于黄淮海平原34个气象站点的1961-2012年气象数据,使用相对湿润指数探讨分析了近50年黄淮海地区冬小麦生长季及4个季节干旱的时空变化及其对气候变化的响应.结果表明:(1)在整个分析期内(1961-2011)冬小麦生长季干旱减轻,但是在近20年干旱有了加重的趋势,且干旱加重的趋势是一种突变现象.(2)黄淮海地区1961年以来,春季、冬季以及冬小麦生长季内均表现为不同程度的干旱,干旱频率都达到90%以上,其中春、冬两季最为干旱,3个时段整个黄淮海中北部地区都为高频干旱区域,且4个季节及冬小麦生长季干旱程度干旱频率的区域分布均表现为由南向北递增的趋势.(3)黄淮海地区的干旱特征对降水、太阳辐射和相对湿度这3个气候要素的变化最为敏感....
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