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中国冬小麦单产波动中的气候变化作用及其演变趋势研究

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中国冬小麦单产波动中的气候变化作用及其演变趋势研究

作者：秦晓晨中国农业科学院

学位级别：硕士

过去三十多年我国冬小麦产量呈现持续增长态势,气候、技术和政策等多种因素综合作用共同促进了冬小麦产量的增加。剥离气候变化、品种更替和施肥管理三种不同驱动要素对冬小麦产量的影响,细化冬小麦单产对不同气候要素的敏感性及其相互... 详细信息

过去三十多年我国冬小麦产量呈现持续增长态势,气候、技术和政策等多种因素综合作用共同促进了冬小麦产量的增加。剥离气候变化、品种更替和施肥管理三种不同驱动要素对冬小麦产量的影响,细化冬小麦单产对不同气候要素的敏感性及其相互关系,是农业适应气候变化的前提基础。基于此,本文根据冬小麦生态类型区及农业农村部小麦优势产区分布,将冬小麦划分为四个研究亚区(Ⅰ区—黄淮冬麦区;Ⅱ区—长江中下游冬麦区;Ⅲ区—西南冬麦区;Ⅴ区—西北冬麦区),利用CERES-Wheat模型,从多因素对冬小麦单产的影响分析入手,阐述了不同因素变化与冬小麦单产波动的相互关系,旨在揭示1980-2010年气候变化、品种更替、肥料管理对冬小麦单产的贡献,并厘清温度、太阳辐射和降水三种气象要素与小麦单产的作用关系及影响水平。主要结论如下:(1)1980-2010年气候变化对我国冬小麦单产的影响有正有负,与1980s各研究区单产相比,1990s气候变化对冬小麦单产的影响以正效应为主,使黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区以及西北冬麦区单产分别提升了2.6%、3.1%和1.0%,西南冬麦区单产降低了1.5%;2000s气候变化以负效应为主,使黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区以及西南冬麦区单产分别降低了0.7%、11.5%和2.8%,仅在西北冬麦区使单产增加了3.4%。(2)品种更替和施肥增加均使冬小麦单产增加,是1980-2010年冬小麦单产增加的主要原因。黄淮冬麦区两种要素作用相当,相比1980s,2000s年品种更替和施肥量增加使冬小麦单产提高了15.5%和13.1%;而在长江中下游冬麦区和西北冬麦区,品种更替的效果更为显著,2000s品种更替使两个麦区冬小麦单产分别提高了31.7%和25.9%;1990s西南冬麦区冬小麦单产增加主要是由于品种更替,而在2000s年主要是施肥量的增加。(3)从冬小麦气候产量对不同气候要素的敏感性来看,单产对温度的敏感性有正有负,单产对太阳辐射和降水呈正向敏感。冬小麦生育期内气温每升高1℃,黄淮冬麦区和西北冬麦区减产2.2%和1.5%,而长江中下游冬麦区和西南冬麦区增产9.6%和1.4%;太阳辐射和降水的敏感性在各麦区间差异不大,当太阳辐射(或降水)增加1MJ/m(或1mm),冬小麦单产增加0.01%-0.02%之间(或0.12%-0.46%之间)。(4)从气候变化的贡献来看,不同麦区的主导气候因子不同。温度和太阳辐射是黄淮冬麦区冬小麦雨养单产的主要影响因子,1980-2010年生育期内气温增加1.0℃使冬小麦单产降低2.2%,太阳辐射降低99.3 MJ/m使冬小麦单产降低2.4%,而降水变化幅度不大,影响较小。在长江中下游冬麦区,生育期内温度和降水量分别增加了0.8℃和51.2 mm,使冬小麦雨养单产分别提高7.8%和6.2%,是影响冬小麦单产的主要因子,而太阳辐射变化的作用不明显。西南冬麦区各要素变化的影响差异不大,生育期内温度和太阳辐射分别增加0.9℃和57.7 MJ/m,使冬小麦单产分别提高了1.2%和1.2%,而降水下降14.8 mm,使冬小麦单产降低1.8%。太阳辐射和降水变化对西北冬麦区冬小麦雨养单产影响较大,生育期内太阳辐射增加104.1 MJ/m,冬小麦单产提高1.4%,降水下降27.6mm,冬小麦单产降低3.2%。

关键词：冬小麦气候变化贡献 CERES-Wheat模型

中西医结合治疗激素耐药性肾病综合征64例——附单用西药治疗62例对照

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浙江中医杂志 2003年第4期38卷 152-153页

作者：魏小萌秦晓晨河南省漯河市卫生学校 462002 郑州大学第一附属医院 450003

激素耐药性肾病综合征(RNS)为临床难治性疾病,其病变程度与肾小球病变的严重程度和活动性相平行.目前国内外对本病的治疗无统一的方案,只能说见仁见智,且在疗效、影响治疗因素诸方面报道也较少.RNS虽然在祖国医学中无本病的记载,按照本... 详细信息

激素耐药性肾病综合征(RNS)为临床难治性疾病,其病变程度与肾小球病变的严重程度和活动性相平行.目前国内外对本病的治疗无统一的方案,只能说见仁见智,且在疗效、影响治疗因素诸方面报道也较少.RNS虽然在祖国医学中无本病的记载,按照本病的发生的病因病机,当属'水肿'、'腰痛'、'尿浊'、'虚劳'、'关格'等范畴,我们课题组按照中西医结合的方法治疗本病,取得了较好的效果,现报告如下.

关键词：激素耐药性肾病综合征中西医结合治疗对照观察

基于SPEI-PM指数的黄淮海平原干旱特征分析

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生态学报 2017年第6期37卷 2054-2066页

作者：李翔翔居辉刘勤李迎春秦晓晨中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所作物高效用水与抗灾减损国家工程实验室北京100081 农业部农业环境重点实验室北京100081 农业部旱作节水农业重点实验室北京100081

利用黄淮海平原45个气象站点1961—2014年月值气象数据,基于Penman-Monteith蒸散模型计算了标准化降水蒸散指数(SPEI),对黄淮海平原近54年干旱变化趋势、发生频率和持续性特征进行了分析,并探讨了SPEI指数与河南、河北和山东省农业干旱... 详细信息

利用黄淮海平原45个气象站点1961—2014年月值气象数据,基于Penman-Monteith蒸散模型计算了标准化降水蒸散指数(SPEI),对黄淮海平原近54年干旱变化趋势、发生频率和持续性特征进行了分析,并探讨了SPEI指数与河南、河北和山东省农业干旱面积的关系,结果表明:(1)改用Penman-Monteith蒸散公式后,SPEI干旱指数在黄淮海平原呈整体上升趋势,即趋于湿润;(2)近54年干旱演变具有明显的年代际差异,20世纪60年代干旱频率最高,而21世纪初(2000—2014)干旱频率整体偏低;(3)黄淮海平原干旱发生具有持续性的特点,20世纪60年代遭受的持续性干旱最为严重,平均干旱持续时长约2.6个月,21世纪初下降到1.5个月;(4)河南、河北和山东省的农业干旱面积年际变化表明,干旱面积呈减少趋势,2000年以后年均受灾面积、成灾面积和绝收面积比2000年之前分别下降了58.0%、44.4%和49.1%;(5)农业干旱面积与SPEI具有中等以上的相关强度,其中对山东省受灾、成灾和绝收面积相关系数r达到-0.7以上,表明基于Penman-Monteith蒸散模型的SPEI指数在黄淮海平原具有良好的适用性。

关键词： SPEI Penman-Monteith蒸散模型干旱趋势干旱频率黄淮海平原

1981-2019年鄱阳湖流域潜在蒸散变化特征及气候成因分析

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农业工程学报 2021年第7期37卷 94-102页

作者：秦晓晨戴志健陈兴鹃李柏贞占明锦江西省生态气象中心南昌330096 江西省气候中心南昌330096

为探明鄱阳湖流域潜在蒸散的变化特征,揭示不同季节潜在蒸散趋势差异及其气候成因,该研究基于1981-2019年鄱阳湖流域74个气象站点的逐日气象资料,利用Penman-monteith公式计算各站点逐日潜在蒸散量( ET_(0)),结合敏感性-贡献率法,分析了... 详细信息

为探明鄱阳湖流域潜在蒸散的变化特征,揭示不同季节潜在蒸散趋势差异及其气候成因,该研究基于1981-2019年鄱阳湖流域74个气象站点的逐日气象资料,利用Penman-monteith公式计算各站点逐日潜在蒸散量( ET_(0)),结合敏感性-贡献率法,分析了1981-2019年鄱阳湖流域 ET_(0)在年、季尺度上的变化趋势及其主导气候因子。结果表明:1)1981-2019年鄱阳湖流域年尺度 ET_(0)具有先降后升的特点,21世纪以前呈下降趋势,进入21世纪后下降趋势减弱,并在21世纪头10年后半段转为上升趋势。整体上,鄱阳湖流域 ET_(0)呈显著增加趋势(1.50 mm/a,P0.05);2)最高气温升高是年均 ET_(0)和春、秋季 ET_(0)增加的主导因子,冬季 ET_(0)增加的主导因子为最低气温的升高,而辐射下降是夏季 ET_(0)下降的主导因子;3)不同气象要素贡献率的年代际变化分析表明,鄱阳湖流域年均 ET_(0)由降转升的原因是2000年以后气温增加的正贡献超过风速和辐射下降的负贡献。该研究对鄱阳湖流域农田水分管理和季节性干旱监测具有重要意义。

关键词：蒸散气候季节时空变化贡献率鄱阳湖流域

北方冬麦区CO2浓度增高与氮肥互作对冬小麦生理特性和产量的影响

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中国农业科学 2015年第24期48卷 4948-4956页

作者：居辉姜帅李靖涛韩雪高霁秦晓晨林而达中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业部农业环境重点实验室广东省惠州市气象局山西农业大学农学院

【目的】阐明CO2浓度增高与氮肥互作对冬小麦生理和产量的影响,为客观评估气候变化背景下冬小麦生产潜力提供理论依据。【方法】2011—2014年利用开放式CO2富集系统(FACE)平台,采用盆栽方法,研究冬小麦"中麦175"在不同CO2浓度及高低氮... 详细信息

【目的】阐明CO2浓度增高与氮肥互作对冬小麦生理和产量的影响,为客观评估气候变化背景下冬小麦生产潜力提供理论依据。【方法】2011—2014年利用开放式CO2富集系统(FACE)平台,采用盆栽方法,研究冬小麦"中麦175"在不同CO2浓度及高低氮肥水平下(高浓度CO2550 mg·L-1和大气浓度390 mg·L-1;高氮N1,0.16 g·kg-1和低氮N0,0 g·kg-1)的生育进程、光合特征及产量变化。CO2富集处理于每年返青-成熟期间进行,通气时间为每日6:30-18:30,夜间不通气。CO2浓度通过计算机程序控制,并根据具体风向和风速控制释放管电磁阀的开合度,实现预定设置浓度。【结果】盆栽试验表明与大气CO2浓度相比,高浓度CO2加快了冬小麦生育进程,拔节期提前1d,开花期可提前1-2 d,全生育期可缩短3-5 d,高氮肥处理对生育进程具有延迟作用,开花期延长1-2 d,灌浆期可延长4-5 d,同步缓解高浓度CO2对生育进程的加快作用;高浓度CO2使叶片光合速率提高13.7%,产量平均提高16.0%,且在高氮肥下光合速率的增幅比低氮肥相对提高2.5%,蒸腾速率提高13.5%;试验中单独高氮较低氮的增产效果达到50%,高于单独高浓度CO2较大气浓度的增产效果;高浓度CO2对产量构成中穗粒数和千粒重提高明显,高浓度CO2较大气浓度穗粒数增加3.69%,单独高氮处理较低氮处理平均穗粒数增加3.43%,即CO2肥效起到了增加穗粒数的作用并略高于单独氮肥处理,高氮和高CO2双重促进下的穗粒数最多,达到38.37粒/穗,低氮和低CO2处理的穗粒数水平最低,可见CO2和氮肥互作对穗粒数的促进相对更明显,各自单独施用的促进作用彼此差异不大,但低氮、大气CO2浓度处理的穗粒数则相对较低;与大气CO2浓度相比,高浓度CO2的千粒重增加5.3%,高氮高浓度CO2处理的千粒重大约提高7.3%,说明氮肥的施用促进了高浓度CO2对千粒重的提升效果。【结论】高浓度CO2可提高冬小麦产量,且与氮肥有明显的正向互作关系,高氮肥处理可降低CO2浓度升高对生育期的加快作用,提高光合能力,促进CO2肥效的发挥;CO2对冬小麦产量的提高主要是缘于CO2浓度升高有利于穗粒数和千粒重的增加,育种中可以做综合性考虑和应用。

关键词：冬小麦 FACE CO2 氮肥产量

1960～2016年江西省霾日变化特征及气候成因分析

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中国环境科学 2019年第4期39卷 1355-1364页

作者：李翔翔秦晓晨彭王敏子樊建勇江西省农业气象中心江西南昌330096 江西省气象科学研究所江西南昌330096 江西省生态气象中心江西南昌330096

利用江西省1960～2016年82个气象站水平能见度、相对湿度和天气现象等资料,重建了江西省霾日序列,分析了江西省霾日数的年际变化特征,并通过霾日数与降水日数、大风日数和静风日数的相关关系,探讨了不同季节霾日数年际变化的气候成因.... 详细信息

利用江西省1960～2016年82个气象站水平能见度、相对湿度和天气现象等资料,重建了江西省霾日序列,分析了江西省霾日数的年际变化特征,并通过霾日数与降水日数、大风日数和静风日数的相关关系,探讨了不同季节霾日数年际变化的气候成因.结果表明:1960～2016年江西省霾日数表现为在1970s有明显偏高、1980年后显著增加趋势(0.53d/a),赣北地区霾日多且增加速率快.四季霾日数均有增加,其中秋季贡献最大(0.21d/a,P0.05),夏季年均霾日数较低,增加幅度最小(0.09d/a,P0.05)导致大气湿沉降能力减弱,以及大风日数减少(-0.33d/a,P0.05),冬季霾日数变化不显著.

关键词：霾日数季节降水日数大风日数静风日数

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适应气候变化研究中的常见术语辨析

气候变化研究进展 2016年第1期12卷 68-73页

作者：居辉秦晓晨李翔翔孙茹中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业部农业环境重点实验室北京100081

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... 详细信息

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与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。适应气候变化与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。

关键词：适应敏感性脆弱性复原力风险管理