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积温及热量资源概念的科学性问题与改进

中国农业气象 2021年第8期42卷 686-692页

作者：张子源郑大玮潘宇鹰潘志华中国农业大学资源与环境学院北京100193 陕西省农业遥感与经济作物气象服务中心西安710014

积温与热量资源的概念广泛存在于国内文献及教材,但其传统定义有违物理学原理,英译用词及度量单位也不统一,需要给予准确的科学诠释并进一步规范化。本文分析了Web of Science的相关文献,综述了积温与热量资源概念的由来与发展,提出了... 详细信息

积温与热量资源的概念广泛存在于国内文献及教材,但其传统定义有违物理学原理,英译用词及度量单位也不统一,需要给予准确的科学诠释并进一步规范化。本文分析了Web of Science的相关文献,综述了积温与热量资源概念的由来与发展,提出了应用中存在的问题。研究表明:虽然积温作为农业热量资源的主要指标并广泛应用,但植物和变温动物完成某个阶段的生长发育并非需要一定数量的积温,而是需要适宜温度条件和必要的持续时间;过高的温度或过多的热量反而可造成伤害,有时有的物种反而需要相对较低的温度条件。建议将“热量资源”改称“温度资源”,即有利于植物与变温动物生长发育的温度条件与其持续时间的综合,从而赋予积温和温度资源充分的生物学与物理学意义。

关键词：热时度·日积温热量资源度量单位科学性

APSIM-wheat模型在我国干旱半干旱地区的适应性评价——以内蒙古地区为例

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干旱区资源与环境 2018年第6期32卷 99-105页

作者：樊栋樑潘志华杨霏云张婧婷董智强潘宇鹰中国气象局气象干部培训学院北京100081 中国农业大学资源与环境学院北京100093 中国科学院生态环境研究中心北京100085 山东省气候中心济南250031

利用内蒙古6个代表性站点的春小麦田间试验数据和同期逐日气象数据对APSIM-wheat模型在内蒙古地区的适应性进行研究,确定了10个春小麦品种的作物参数。结果表明:模拟春小麦的播种至出苗、开花和成熟各阶段天数与实测天数有较好的一致性... 详细信息

利用内蒙古6个代表性站点的春小麦田间试验数据和同期逐日气象数据对APSIM-wheat模型在内蒙古地区的适应性进行研究,确定了10个春小麦品种的作物参数。结果表明:模拟春小麦的播种至出苗、开花和成熟各阶段天数与实测天数有较好的一致性,其均方根误差(RMSE)分别为0~1.7d,0.8~4.1d和1.0~2.8d;模拟的10个春小麦品种中,地上部分生物量模拟与实测的归一化均方根误差(NRMSE)为12%~24%,10个品种产量的模拟与实测的归一化均方根误差为2%~26%,作物生育期、地上部分生物量和产量的检验结果均在可接受的范围内。说明APSIM模型对内蒙古地区春小麦生育期、地上部分生物量和产量具有较好的模拟结果,验证后的APSIM模型在内蒙古地区有较好的适应性。以上结果为今后在内蒙古等干旱半干旱地区深入开展气候变化对作物生产的影响和适应研究奠定了良好的基础。

关键词：春小麦 APSIM-wheat模型适应性内蒙古

1961-2010年中国0cm地温变化特征及其与气温变化的关系

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资源科学 2016年第9期38卷 1733-1741页

作者：王佳琳潘志华韩国琳程路董智强张婧婷潘宇鹰黄蕾赵慧樊栋樑吴东中国农业大学资源与环境学院北京100193 国家气象中心北京100081

近年来,气候变化尤其是气候变暖已成为一个全球性问题。下垫面作为大气的直接热源、水源,对气候的形成及维持具有重要意义。因此,研究地温变化特征及其与气温变化之间的关系,对探究气候变化机理具有重要意义。本研究利用中国581个气象站... 详细信息

近年来,气候变化尤其是气候变暖已成为一个全球性问题。下垫面作为大气的直接热源、水源,对气候的形成及维持具有重要意义。因此,研究地温变化特征及其与气温变化之间的关系,对探究气候变化机理具有重要意义。本研究利用中国581个气象站1961-2010年0cm地温、气温数据,将全国分为8个区域,采用相关分析、M-K非参数检验等方法,对0cm地温的时空变化、区域分异以及季节分异特征进行了研究,并分析了0cm地温变化与气温变化的关系。研究表明:中国0cm地温呈先降低后升高的趋势,2000年突变后升温趋势更为明显;中国大部分地区0cm地温都表现为升温趋势,且北方地区较南方升温更加明显,在过去50年中,南北温差呈现缩小的趋势;就各季节而言,冬季升温最明显,夏季升温最弱;相关分析表明,气温与0cm地温变化趋势及程度在大部分地区很相近,但在20世纪70年代之前及20世纪后期,0cm地温与气温变化存在较大差异。相对于气温的变化,0cm地温的升温幅度更大,突变时间较晚。

关键词：气候变化地温气温时间变化突变季节分异空间分异

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高温胁迫对猕猴桃叶片叶绿素荧光特性的影响

应用气象学报 2021年第4期32卷 468-478页

作者：李化龙王景红张维敏柏秦凤张焘潘宇鹰权文婷陕西省农业遥感与经济作物气象服务中心西安710015

为探讨高温对猕猴桃叶片光合机构的影响,建立基于叶绿素荧光反应的高温热害识别指标,利用叶绿素快速荧光诱导动力学分析技术,研究不同温度胁迫下猕猴桃叶片8类叶绿素荧光的变化特征。结果表明:单位面积捕获的光能、单位面积有活性的反... 详细信息

为探讨高温对猕猴桃叶片光合机构的影响,建立基于叶绿素荧光反应的高温热害识别指标,利用叶绿素快速荧光诱导动力学分析技术,研究不同温度胁迫下猕猴桃叶片8类叶绿素荧光的变化特征。结果表明:单位面积捕获的光能、单位面积有活性的反应中心数量、300 μs处相对可变荧光强度差值在30℃≤T≤54℃时均受温度胁迫影响,属光系统Ⅱ敏感位点参数,其中单位面积捕获的光能、单位面积有活性的反应中心数量随温度升高呈直线下降趋势,300 μs处相对可变荧光强度差值随温度升高呈指数上升趋势;初始荧光、最大荧光、最大光化学效率、单位面积的热耗散、单位面积用于电子传递的能量在较低温度胁迫下稳定少变,在较高温度胁迫下变化加剧,属光系统Ⅱ次敏感位点参数;多数叶绿素荧光参数在39℃和45℃存在两个突变临界点;叶绿素各荧光参数特征显示,猕猴桃叶片在30℃≤T<39℃出现轻度温度胁迫,39℃≤T<45℃出现中度温度胁迫,T≥45℃出现重度温度胁迫。

关键词：猕猴桃高温胁迫叶绿素荧光参数

基于气象大数据的陕西苹果北扩区冻害风险分析

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沙漠与绿洲气象 2023年第3期17卷 171-175页

作者：柏秦凤梁轶李娜潘宇鹰陕西省农业遥感与经济作物气象服务中心陕西西安710016 陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室陕西西安710016 山西省气象台山西太原030006

采用陕西苹果北扩区国家基本(基准)气象站数据和该区191个自动气象站数据,基于农业气象灾害气候风险形成原理,计算该区苹果花期冻害、越冬冻害的气候风险指数以及环境脆弱性风险指数,并基于地理信息系统平台绘制各项风险的分布图。结果... 详细信息

采用陕西苹果北扩区国家基本(基准)气象站数据和该区191个自动气象站数据,基于农业气象灾害气候风险形成原理,计算该区苹果花期冻害、越冬冻害的气候风险指数以及环境脆弱性风险指数,并基于地理信息系统平台绘制各项风险的分布图。结果显示:低风险区主要分布在清涧、绥德、吴堡的全境,子洲南部大部,米脂、佳县东南部大部;中风险区主要分布在横山、靖边东部、榆阳南部、神木中部;高风险区主要分布在定边和吴起全境、志丹北部大部、靖边西部,榆阳、神木、府谷的北部。

关键词：苹果大数据冻害风险气象灾害区域气象站

覆膜对旱地马铃薯田土壤温湿度及温室气体排放的影响

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干旱区资源与环境 2017年第6期31卷 136-141页

作者：高琳潘志华杨书运王立为徐慧潘宇鹰韩国琳樊栋樑王佳琳吴东中国农业大学资源与环境学院北京100193 霍山县气象局六安237200 安徽农业大学资源与环境学院合肥237182 沈阳农业大学农学院沈阳110866 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016

文中通过大田实验设计马铃薯生育期无覆膜(N)、生育期全覆膜(NPM)及花期揭膜(NPMH)三种方式探究不同的覆膜方式对马铃薯田土壤温湿度及温室气体排放的影响。结果表明:生育期全覆膜与花期揭膜处理明显增加播种至开花期土壤5~25cm温度以... 详细信息

文中通过大田实验设计马铃薯生育期无覆膜(N)、生育期全覆膜(NPM)及花期揭膜(NPMH)三种方式探究不同的覆膜方式对马铃薯田土壤温湿度及温室气体排放的影响。结果表明:生育期全覆膜与花期揭膜处理明显增加播种至开花期土壤5~25cm温度以及播种至苗期土壤5~25cm含水量;马铃薯生育期内,在无覆膜基础上生育期全覆膜与花期揭膜处理分别减少了43.6%(P<0.01)和51.6%(P<0.01)的N2O排放量,对应马铃薯产量分别增加31.2%和39.0%。花期揭膜处理在增产和减排等方面优于生育期全覆膜,是一种能够在半干旱地区推广的覆膜方式。

关键词：覆膜土壤温度土壤湿度温室气体排放马铃薯

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模拟低温下主产品种猕猴桃结果母枝冻害指标

应用气象学报 2021年第5期32卷 618-628页

作者：李化龙王景红张维敏柏秦凤潘宇鹰张焘权文婷郭建平陕西省农业遥感与经济作物气象服务中心西安710015 中国气象科学研究院北京100081

越冬冻害是猕猴桃的主要气象灾害,为探讨低温对猕猴桃的伤害机理,建立猕猴桃越冬冻害指标体系,2020年12月—2021年2月利用MSX-2F霜箱系统模拟越冬期低温过程,采用组织褐变率、细胞伤害率等参数对结果母枝冻害特征进行定量描述,通过冻害... 详细信息

越冬冻害是猕猴桃的主要气象灾害,为探讨低温对猕猴桃的伤害机理,建立猕猴桃越冬冻害指标体系,2020年12月—2021年2月利用MSX-2F霜箱系统模拟越冬期低温过程,采用组织褐变率、细胞伤害率等参数对结果母枝冻害特征进行定量描述,通过冻害指数与低温的Logistic关系模型,研究6个主栽品种结果母枝冻害特征。结果表明:结果母枝主芽半致死温度以海沃德最低,为-16.5℃,瑞玉、徐香、金福居中,分别为-14.8℃,-14.9℃和-14.2℃,翠香、红阳较高,分别为-13.4℃,-13.8℃。-16℃~-10℃低温主要影响结果母枝主芽活性,-16℃为主芽受冻向副芽受冻的转折点,低于-18℃对主、副芽活性均有伤害,-20℃以下低温可造成结果母枝大量死亡。品种间抗冻性能,以海沃德最强,瑞玉、金福、徐香居中,翠香、红阳最弱。以结果母枝芽冻害指数为主要参数,构建6个主产品种猕猴桃结果母枝5级低温冻害指标,对应类型和温度阈值如下:1级为轻度减产型,-11.0℃~-10.5℃;2级为中度减产型,-14.5℃~-10.5℃;3级为重度减产型,-16.5℃~-12.0℃;4级为绝收型,-20.0℃~-13.5℃;5级为致死型,-20.0℃~-15.0℃。

关键词：猕猴桃低温胁迫结果母枝半致死温度冻害指标

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中国大陆人居环境气候舒适度变化特征研究

中国人口·资源与环境 2018年第S1期28卷 5-8页

作者：尹文娟潘志华潘宇鹰韩国琳王佳琳黄娜张子源张稼乐中国农业大学资源与环境学院北京100193

利用全国714个气象基准站点1961—2015年地面气象资料,基于人居环境气候舒适度评价标准,研究全国范围内温湿指数和风效指数的变化特征。研究表明:(1)除新疆和青藏地区的部分区域以外,中国大陆整体上人居环境气候舒适度等级从东南向西北... 详细信息

利用全国714个气象基准站点1961—2015年地面气象资料,基于人居环境气候舒适度评价标准,研究全国范围内温湿指数和风效指数的变化特征。研究表明:(1)除新疆和青藏地区的部分区域以外,中国大陆整体上人居环境气候舒适度等级从东南向西北降低;(2)根据人居环境气候舒适度各等级站点数量在不同季节的分布,得出夏季全国舒适区范围最大,其次是秋季和春季,冬季全国基本上都处于偏寒冷的状态;(3)根据各个省份不同季节的舒适度状况,本文将中国大陆31个省划分为3个等级;(4)近55年来,全国大部分地区人居环境气候舒适度等级呈现上升趋势。该研究对指导我国旅游业的发展及引导人口合理流动具有重要意义。

关键词：气候舒适度人居环境温湿指数风效指数中国大陆

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气候变化对不同产区苹果安全越冬的可能影响

中国农学通报 2022年第21期38卷 88-96页

作者：张勇屈振江刘跃峰刘璐李艳莉潘宇鹰陕西省农业遥感与经济作物气象服务中心西安710016 陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室西安710016 陕西省气象科学研究所西安710016

为科学评估气候变化对中国产区苹果安全越冬的影响,结合现有成果提出了分别表征果树初冬低温伤害风险、冬季持续性低温伤害风险、冬季极端低温危害风险和脱驯化期的低温伤害风险4个农业气象指标,利用1961—2015年中国苹果主产区的气象资... 详细信息

为科学评估气候变化对中国产区苹果安全越冬的影响,结合现有成果提出了分别表征果树初冬低温伤害风险、冬季持续性低温伤害风险、冬季极端低温危害风险和脱驯化期的低温伤害风险4个农业气象指标,利用1961—2015年中国苹果主产区的气象资料,分黄土高原、环渤海湾、黄河故道、西南高地和新疆5个产区,评估了气候变化对苹果安全越冬的可能影响。结果表明:苹果产区越冬期升温明显,霜冻日数和极端低温事件发生频次显著减少。初冬首次低温与初霜日间隔缩短导致渤海湾北部产区、黄河故道及北疆苹果的初冬低温伤害风险增加。越冬期持续性低温伤害风险和极端低温危害风险总体降低,特别是中高纬度表现明显,而黄土高原和新疆产区的极端低温事件发生的不确定性较大。同时黄土高原、辽宁、川西和北疆等产区苹果脱驯化期的低温伤害风险有所增加。总体上,苹果深度休眠期的冬季极端低温和持续性低温冻害风险有所降低,而初冬和脱驯化期低温冻害风险显著增加。

关键词：气候变化苹果农业气象指标越冬风险