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基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算系统建立

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中国农业科学 2011年第5期44卷 898-908页

作者：姚益平苏高利罗卫红戴剑锋南京农业大学农学院浙江省气候中心

【目的】建立基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算计算机系统,实现中国温室的动态区划,明确中国温室作物周年生产光热资源与能耗分布状况。【方法】针对温室作物生产特点,确定10个温室气候区划指标,采用模糊C-均值聚类方法进行气... 详细信息

【目的】建立基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算计算机系统,实现中国温室的动态区划,明确中国温室作物周年生产光热资源与能耗分布状况。【方法】针对温室作物生产特点,确定10个温室气候区划指标,采用模糊C-均值聚类方法进行气候区划,并建立基于光热资源的中国温室气候区划系统。将温室气候区划系统与温室作物周年生产能耗预测模型相结合,建立基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算计算机系统,并以Venlo型玻璃温室及温室主栽作物黄瓜和番茄作物为例,利用中国621个标准气象站30年(1971—2000)的逐日气象资料,对系统进行应用实例分析。【结果】系统将中国区划为温室作物生产适宜、次适宜和不适宜3个一级区域和9个二级区(每个一级区分为I级、II级、III级区)。适宜区的特点是一年中适宜温室作物生产时期长,温室冬季加温能耗低,决定温室作物生产经济效益的主要因子是适宜温室作物生产时期的总太阳总辐射量。次适宜和不适宜区的特点是温室冬季加温时间长、能耗高,夏季降温能耗少,决定温室作物生产经济效益的主要因子是温室需要进行加热时期的负积温。【结论】本研究建立的系统一方面可以根据历史气候资料年代的变化进行温室气候动态区划,明确不同气候区温室作物生产光热资源分布动态,另一方面可以应用于计算不同类型温室和不同作物在不同温室温度控制目标下,各个温室气候区域的温室作物周年生产能耗,为中国不同类型温室投资风险评估、以及从能耗角度优化温室结构设计和环境调控提供理论依据与决策分析工具。

关键词：温室能耗气候区划系统光热资源

中国冬小麦种植区光热资源及其配比的时空演变特征分析

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中国农业科学 2012年第2期45卷 228-238页

作者：王斌顾蕴倩刘雪罗卫红戴剑锋张巍亓春杰南京农业大学农学院

【目的】明确中国冬小麦种植区小麦生长季及关键生育阶段光热资源及其配比的时空演变特征,为从依据光热资源变化调整种植制度与作物布局的角度,应对气候变化提供参考依据。【方法】利用中国冬小麦种植区264个气象站点47a(1961—2007)的... 详细信息

【目的】明确中国冬小麦种植区小麦生长季及关键生育阶段光热资源及其配比的时空演变特征,为从依据光热资源变化调整种植制度与作物布局的角度,应对气候变化提供参考依据。【方法】利用中国冬小麦种植区264个气象站点47a(1961—2007)的逐日气温与日照时数观测数据,分别计算每日活动温度和太阳辐射总量。根据冬小麦完成各个生育时期所需要的活动积温(>0℃),推算出各地每年冬小麦主要生育时期出现的理论日期,并计算冬小麦生长季以及关键生育时期的光(太阳辐射)、热(有效积温,热时间)资源及其配比(辐热积)。采用ArcGIS(v9.3)以及反距离权重空间插值方法获得空间上连续分布的栅格数据,实现数据网格化。【结果】1961—2007年间,中国冬小麦理论播种期平均推迟0.5 d·10a-1,抽穗、成熟期分别平均提前1.6和1.7 d·10a-1,全生育期平均缩短2.2 d·10a-1。冬小麦生长季内,有效积温平均增加7.8℃·d·10a-1,热时间平均增加0.6 d·10a-1,太阳总辐射平均减少39.69 MJ·m-2·10a-1,下降率为-2.34%·10a-1,辐热积平均减少10.18 MJ·m-2·10a-1,下降率为-1.22%·10a-1。播种至抽穗期,有效积温平均增加6.2℃·d·10a-1,热时间平均增加0.57 d·10a-1,太阳总辐射平均减少27.7 MJ·m-2·10a-1,下降率为-2.72%·10a-1,辐热积平均减少5.2 MJ·m-2·10a-1,下降率为-1.18%·10a-1。抽穗至成熟期,有效积温平均增加1.6℃·d·10a-1,热时间平均增加0.05 d·10a-1,太阳总辐射平均减少12 MJ·m-2·10a-1,下降率为-1.78%·10a-1,辐热积平均减少4.97 MJ·m-2·10a-1,下降率为-1.26%·10a-1。【结论】1961—2007年间,中国冬小麦生长季内辐热积降低和生育期缩短较多的地区是北部冬麦区和位于黄淮麦区的山东中东部,光热资源的变化趋势对这些地区冬小麦生产潜力呈负面影响。在其它麦区(西南麦区、长江中下游麦区、黄淮麦区和华南麦区),冬小麦生长季内辐热积的增加与生育期缩短对冬小麦生产潜力的正负面影响同时存在。

关键词：冬小麦生育期积温光热资源光温生产潜力

不同种植模式下作物产量形成及光热资源利用的差异比较

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分子植物育种 2023年

作者：谭卫建汪万祥眭丽武刘呈敏徐娜王学华益阳市赫山区农业农村局湖南农业大学农学院作物生理与分子生物学重点实验室湖南农业大学教育学院湖南农业大学农学院南方粮油作物协同创新中心

针对目前湘北耕地资源不足的现状，为提高复种指数、高效利用土地、增加粮油产量，本研究设置四种种植模式(M1: 冬闲-稻-稻， M2: 油菜-稻-稻， M3: 冬闲-稻， M4: 油菜-稻)分析水稻(Oryza sativa L)-油菜(Brassica napus L.)产量、叶... 详细信息

针对目前湘北耕地资源不足的现状，为提高复种指数、高效利用土地、增加粮油产量，本研究设置四种种植模式(M1: 冬闲-稻-稻， M2: 油菜-稻-稻， M3: 冬闲-稻， M4: 油菜-稻)分析水稻(Oryza sativa L)-油菜(Brassica napus L.)产量、叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development， SPAD)值、叶面积指数、光合速率、干物质积累和温热资源利用对不同种植模式的响应规律。冬季种植油菜能够提高作物周年产量；M1较M2有利于提高水稻产量，高出10.8%；M4较M3有利于提高水稻产量，高出9.7%，较M2提高了油菜产量，高出24.5%。M4提高了油菜季产量、温光生产效率与经济效益。因此M1和M4是湘北地区适合的种植模式，该研究结果可为湘北地区水稻-油菜栽培、耕地利用提供科学依据。

关键词：种植模式双季稻油菜光热资源产量

攀枝花市太阳能光热资源开发和利用的必要性分析

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集团经济研究 2007年第09X期 207-208页

作者：肖亮四川攀枝花学院经管学院

太阳能绿色环保，它既是一次能源，又是可再生能源，取之不尽，用之不竭，对环境无任何污染，是最重要的可再生能源。攀枝花市太阳能光热资源异常丰富，在我国仅次于西藏拉萨，如何有效的开发和利用，是攀枝花市目前急需解决的重要课题... 详细信息

太阳能绿色环保，它既是一次能源，又是可再生能源，取之不尽，用之不竭，对环境无任何污染，是最重要的可再生能源。攀枝花市太阳能光热资源异常丰富，在我国仅次于西藏拉萨，如何有效的开发和利用，是攀枝花市目前急需解决的重要课题。以下本文就攀枝花市太阳能光热资源的分布概况和加强太阳能光热资源开发和利用的必要性进行了初步分析。

关键词：开发和利用光热资源攀枝花市太阳能必要性分析可再生能源绿色环保一次能源

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城市区域光热资源特征

城市环境与城市生态 1999年第1期12卷 40-43页

作者：张一平中国科学院西双版纳热植园森林生态室

利用昆明城内外辐射、风温等实测资料，分析了昆明地区光温的日变化规律、城内外差异等特征，获得了昆明市有丰富的可利用光热资源的结论。

关键词：城市光热资源热岛效应辐射资源昆明市

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麦田潜在光热资源的生产潜力及开发利用

生态农业研究 1994年第1期2卷 68-72页

作者：史宏志王同朝河南农业大学郑州450002

黄淮平原麦田群体结构单一,前期和后期绿色覆盖度较小,潜在光热资源丰富。据估算,河南省各地一般麦田潜在光、热资源量分别为30.39—32.23千卡/平方厘米和≥0℃积温819.6—1135.4℃,生产潜力达950.7—1226.6公斤/亩。适当改变小麦种植方... 详细信息

黄淮平原麦田群体结构单一,前期和后期绿色覆盖度较小,潜在光热资源丰富。据估算,河南省各地一般麦田潜在光、热资源量分别为30.39—32.23千卡/平方厘米和≥0℃积温819.6—1135.4℃,生产潜力达950.7—1226.6公斤/亩。适当改变小麦种植方式,于秋季间作和套种适宜作物,可以显著提高麦田光能利用率和经济效益。

关键词：麦田光热资源生产潜力套作间作

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河南省冬小麦—夏玉米周年光热资源合理利用研究

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河南省冬小麦—夏玉米周年光热资源合理利用研究

作者：张竞元河南农业大学

学位级别：硕士

受全球气候变化影响,黄淮海地区当前夏玉米-冬小麦一年两熟耕作在光热资源配置方面存在不合理之处,玉米收获时尚未达到完全成熟,限制了中晚熟玉米品种增产潜力,且不利于机械化粒收,小麦早播造成冬前积温过高,导致大面积冻害,这种玉米早... 详细信息

受全球气候变化影响,黄淮海地区当前夏玉米-冬小麦一年两熟耕作在光热资源配置方面存在不合理之处,玉米收获时尚未达到完全成熟,限制了中晚熟玉米品种增产潜力,且不利于机械化粒收,小麦早播造成冬前积温过高,导致大面积冻害,这种玉米早收、小麦早种的播期设置不利于黄淮海地区周年产量提高和光热资源高效利用。本文通过对1980-2015年河南省安阳、郑州、驻马店三地气候资料及光热资源利用分析,结合2014-2015年在三个地点进行的周年播期试验,配合玉米机械化粒收的要求,探讨了三个地点夏玉米-冬小麦周年光热资源利用和分配情况,提出适应气候变化和有利于周年增产的播期、品种配置,主要结果如下:1、1980-2015年间,安阳、郑州、驻马店光照资源逐渐减少,郑州、驻马店气温上升明显,主要在小麦季的二月和三月。安阳小麦播期从9月21日推迟到10月20日可以给玉米提供≥16℃的积温超过400℃,玉米增温的有效利用率超过70%,郑州、驻马店小麦播期从9月21日推迟到10月30日给玉米提供≥16℃的积温超过500℃,玉米增温的有效利用率超过70%。2、玉米产量随播期推迟下降,其中郑州、驻马店具有早播低密、晚播高密产量高的趋势,安阳在品种、播期间都表现出高密度处理产量高。玉米及早播种有利于叶片SPAD、灌浆速率的提高,进而提高产量。郑州、驻马店小麦10月10日播种由于冬前积温过高造成产量低于10月20日、10月30日处理,安阳小麦在10月10日播种产量高于10月20日、10月30日播种处理。3、推荐安阳6月上旬完成玉米播种,10月上旬收获,小麦在10月中旬播种,选用积温需求约2600℃的玉米品种,搭配弱春性小麦品种;郑州玉米在6月上旬播种,10月中旬收获,小麦在10月下旬播种,选用积温需求在2700℃左右的玉米品种,搭配半冬性小麦品种;驻马店在6月上旬播种玉米,10月中旬收获玉米,10月下旬播种小麦,选用积温需求在2800℃左右的玉米品种,小麦选用半冬性品种。这样搭配播期、品种既能发挥中晚熟玉米品种增产潜力,又能防止因冬前积温过高导致的小麦产量降低,达到高效利用周年光热资源的目的。

关键词：夏玉米冬小麦光热资源播期

气候变化下的水田光热资源利用潜力研究 ——以松嫩平原为例

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气候变化下的水田光热资源利用潜力研究 ——以松嫩平原为例

作者：秦梦婷黑龙江大学

学位级别：硕士

随着全球气候变化对农业影响的日益加剧,评估其对作物生长发育和产量形成的影响,以及探索有效的农业适应策略,对保障未来粮食安全具有重要意义。本研究通过校准和验证CERES-Rice模型,并结合6种全球气候模式（GCMs）在三种不同排放情景... 详细信息

随着全球气候变化对农业影响的日益加剧,评估其对作物生长发育和产量形成的影响,以及探索有效的农业适应策略,对保障未来粮食安全具有重要意义。本研究通过校准和验证CERES-Rice模型,并结合6种全球气候模式（GCMs）在三种不同排放情景下的预测,模拟了未来不同时段气候变化对水稻生长发育、产量、光温资源利用率、光能利用率以及热量利用效率的潜在影响,探索了不同播期条件应对气候变化影响的有效性。主要研究结果包括:（1）CERES-Rice模型在松嫩平原地区具有较好的适应性,可以有效模拟该地区水稻的生长发育和产量形成过程。（2）研究区水稻生育期内的气象因子都呈增加趋势,相对历史基准气候,水稻生育期内的平均日最高温度、最低温度、降水量和太阳辐射将分别增加1.06-3.54℃、1.18-4.38℃、26.46-95.35mm和0.32-0.87MJ/m2。（3）未来气候变化将导致水稻开花期和成熟期提前,且提前天数随辐射强迫情景的增加而增加;与历史时期相比,研究区水稻产量变化幅度为-21.3-4.7%（CO2浓度不变）、-6.26-8.85%（考虑CO2浓度变化）;未来气候变化情景下光温资源利用率变化幅度为-16.85-1.10%,光能利用率变化幅度为0.07-0.21%,热量利用效率变化幅度为-0.8-0.28 kg/（hm2·℃·d）。（4）适当提前播期能延长水稻的营养生长期和全生育期,增加产量,并提高光温资源利用率和热量利用效率。除SSP585情景下2080s外,不同气候情景和时段的最佳播期为提前20天或25天。综上所述,本研究为松嫩平原地区应对气候变化、优化水稻生产策略提供了科学依据,对提高农业生产的可持续性和确保粮食安全具有重要意义。

关键词：气候变化光热资源 CERES-Rice模型 GCMs 水稻

光热资源和农作物的光热生产潜力——以河北省栾城县为例

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气象学报 1982年第3期 327-334页

作者：于沪宁赵丰收中国农业科学院农业气象研究室中国科学院地理研究所

本文在前人研究成果的基础上,提出作物光合生产过程可分三个阶段分析其效率和限制因素,以确定各项参数建立计算方案,进行温度订正。并以河北省栾城县为例,计算了小麦、玉米、水稻和不同熟制的光热生产潜力。最后,对提高光热利用效率的... 详细信息

本文在前人研究成果的基础上,提出作物光合生产过程可分三个阶段分析其效率和限制因素,以确定各项参数建立计算方案,进行温度订正。并以河北省栾城县为例,计算了小麦、玉米、水稻和不同熟制的光热生产潜力。最后,对提高光热利用效率的途径进行了探讨。

关键词：光热生产潜力作物生物产量光合生产光热资源气候资源