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全球升温1.5℃和2℃下中国群发性高温事件与人口暴露度预估表1 RCP4.5情景下模式预估全球温度较工业革命前达到1.5℃和2℃升温阈值的时间

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气候变化研究进展 2024年

作者：程阳韩振宇新乡市气象防灾减灾重点实验室延津县气象局中国气象局.河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室中国气象局国家气候中心

基于区域气候模式RegCM4对4个全球气候模式的动力降尺度模拟数据及未来人口预估数据，预估了SSP2-RCP4.5情景下全球升温1.5℃和2℃时，中国群发性高温事件（cluster high temperature events，CHTE）和CHTE人口暴露度的变化。结果表明：... 详细信息

基于区域气候模式RegCM4对4个全球气候模式的动力降尺度模拟数据及未来人口预估数据，预估了SSP2-RCP4.5情景下全球升温1.5℃和2℃时，中国群发性高温事件（cluster high temperature events，CHTE）和CHTE人口暴露度的变化。结果表明：1.5℃和2℃升温阈值下，多模式集合（MME）预估CHTE年均频次相对于基准期分别增加31%和44%。不同强度事件中，严重CHTE事件的频次在1.5℃和2℃升温阈值下可分别增加约4.2倍和6.8倍。事件强度、持续时间、频次等指标趋向高值的发生概率更大。相对于2℃，1.5℃温升阈值下CHTE年均频次、持续时间和累计强度在全国大范围呈降低趋势，且表现出明显的区域性差异，年均频次的降幅自北到南递增，新疆和长江以南地区持续时间年均减少6 d以上（全国平均降幅为0.2 d），我国中东部地区累计强度年均减少20℃以上、新疆东部减少50℃以上（全国平均降幅为0.6℃）。此外，在1.5℃和2℃升温阈值下，MME预估CHTE影响人口的变化均呈现南增北减的空间分布，内蒙古地区略有减少，中东部地区普遍增加，全国总影响人口分别增加1.4倍和1.8倍。高温事件对城市的影响人口增幅更大（分别增加2.9倍和3.8倍），尤其是京津冀、长三角、珠三角、中原地区增幅最明显。全国的CHTE强度暴露度（分别增加2.2倍和5.2倍）和综合暴露度（分别增加1.2倍和1.8倍）呈明显增加趋势，特别是2℃升温阈值下城市的CHTE强度暴露度和综合暴露度的增幅分别高达10倍和4倍。

关键词：群发性高温事件(CHTE) 升温阈值区域气候模式人口暴露度模式集合预估

基于土壤水分的旱田灌溉用水量估算——以河南省鹤壁市为例

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扬州大学学报(农业与生命科学版) 2024年第5期 31-37页

作者：朱黎明张文杰张家豪田桂治魏庆伟扬州大学水利科学与工程学院中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室鹤壁市气象局

及时、准确地掌握区域灌溉用水量,对水资源管理及其优化配置具有重要的意义。然而,如何有效地获取区域灌溉用水量,仍是农业、水利及地理信息等学科亟需解决的重要问题。鉴于灌溉与土壤水分变化的联系,提出一种利用土壤水分估算灌溉用水... 详细信息

及时、准确地掌握区域灌溉用水量,对水资源管理及其优化配置具有重要的意义。然而,如何有效地获取区域灌溉用水量,仍是农业、水利及地理信息等学科亟需解决的重要问题。鉴于灌溉与土壤水分变化的联系,提出一种利用土壤水分估算灌溉用水量的方法。以鹤壁市16个土壤水分监测站点为研究对象,分别建立线性模型、对数模型和土壤水量平衡模型表达降水量与土壤水分的定量关系。首先,获取站点上的6年逐日气象数据(温度、降水、气压、风速、日照时长)和土壤水分数据,前4年数据用于建模,后2年数据用于模型验证。然后,在每个站点上建立基于土壤水分估算降水量的模型,并利用验证数据进行验证。结果表明:线性模型计算降雨量的RMSE为10.55 mm,对数模型计算结果的RMSE为10.3 mm,土壤水量平衡模型计算结果的RMSE为8.62 mm,基于土壤水量平衡原理的模型能更好地表达土壤水分与降水量之间的定量关系。最后,利用土壤水量平衡模型估算田间的灌溉用水量。与实测的灌溉用水量数据对比,采用水量平衡模型估算的灌溉用水量偏小约14.19%。综上,建立的利用土壤水分估算灌溉用水量方法,对准确获取灌溉用水量具有重要意义。

关键词：灌溉用水量线性模型对数模型土壤水量平衡模型土壤水分降雨量

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河南省主要河川径流变化归因

南水北调与水利科技（中英文） 2024年第2期22卷 228-236页

作者：竹磊磊王纪军吴璐杨婷苏晓乐李芳中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气候中心郑州450003

为相对全面客观地分析气候变化和人类活动对河南省主要河川径流变化的影响,基于河南省内卫河、伊洛河、洪汝河和唐河流域1961—2022年径流和降水资料,以及国家气候中心根据Penman-Monteith公式计算的年潜在蒸散发资料,比较4个蒸发对比... 详细信息

为相对全面客观地分析气候变化和人类活动对河南省主要河川径流变化的影响,基于河南省内卫河、伊洛河、洪汝河和唐河流域1961—2022年径流和降水资料,以及国家气候中心根据Penman-Monteith公式计算的年潜在蒸散发资料,比较4个蒸发对比站年潜在蒸散发和蒸发皿年蒸发值,运用Mann-Kendall突变检验法和累积双曲线法分析4个研究流域控制水文站年径流序列的变化趋势和突变年份,以及4个流域年降水和潜在蒸散发的变化趋势。采用基于Budyko假设的弹性系数法对径流变化开展归因分析。结果表明:4个蒸发对比站年潜在蒸散发与蒸发皿年蒸发变化趋势基本一致,4个水文站年径流深及4个流域年降水和年潜在蒸散发均呈下降趋势。4个水文站年径流深分别在1977年、1985年、2008年和2010年发生了突变。气候变化对径流减少的贡献率在卫河和伊洛河流域为7%以下,在洪汝河和唐河流域约为12%~18%,降水减少不显著和潜在蒸散发呈下降趋势是贡献率小的原因,可见人类活动是影响4个流域径流变化的主要驱动因素。

关键词：弹性系数法气候变化人类活动径流变化卫河伊洛河洪汝河唐河

基于无人机高光谱的冬小麦LAI估算及LAI遥感产品检验

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生态学杂志 2024年

作者：李军玲李梦夏熊坤田宏伟张渝晨余卫东中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南省气象科学研究所商丘市气象局安阳国家气候观象台

冬小麦叶面积指数（LAI）的动态变化，可用于其长势监测和估产。针对目前地面观测数据和卫星数据的尺度不匹配易引起的尺度效应，以及常用的多光谱数据相对高光谱数据的弱敏感性，为有效利用高光谱信息，优选出最佳波段进而构建LAI估算... 详细信息

冬小麦叶面积指数（LAI）的动态变化，可用于其长势监测和估产。针对目前地面观测数据和卫星数据的尺度不匹配易引起的尺度效应，以及常用的多光谱数据相对高光谱数据的弱敏感性，为有效利用高光谱信息，优选出最佳波段进而构建LAI估算模型以提高LAI估测精度，本文引入无人机高光谱数据作为地面观测和卫星数据的桥梁进行相关研究，在获取冬小麦返青期地面实测LAI数据、无人机高光谱数据、高分一号卫星（GF-1）数据基础上，首先对高光谱数据进行不同形式的特征变量变换和计算，再通过建立感兴趣区，计算得到和地面观测尺度一致的无人机影像像元，进行同尺度下多个植被指数及光谱变换形式和LAI的相关性分析，筛选LAI敏感波段或指数，开展基于无人机和GF-1卫星的不同尺度下冬小麦LAI反演。结果表明：冬小麦LAI敏感波段或指数为635、655、693、704、714、721、724、763、806、813、900和936一阶导、714、717、763、767、784、806、813、900、903和936二阶导以及敏感光谱指数SDy、DVI、MSAVI2、NLI和SAVI，并利用多元逐步回归、偏最小二乘法、岭回归等构建无人机高光谱影像LAI反演模型，通过精度比较认为岭回归建模最优；基于升尺度方法建立了GF-1冬小麦LAI估算模型，并将模拟结果作为相对真值对LAI遥感反演产品进行了真实性检验，FY3＿1KM＿LAI产品和GF＿1KM＿LAI产品相关系数达到0.787，说明FY3＿LAI产品和相对真值有很强的相关性，可以用于日常业务服务和科研中。本文通过尺度扩展分析不同数据来源下反演模型精度，探讨不同遥感信息源在估算冬小麦LAI方面的能力，对作物管理提供科学指导，也为精准农业研究提供理论依据。

关键词：叶面积指数高分一号卫星无人机高光谱数据真实性检验岭回归

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河南省夏花生生产潜力时空变化特征及提升

生态学杂志 2024年

作者：郭康军李春艳张溪荷李彤霄余卫东东北农业大学农学院鹿邑县气象局中国气象局/河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南省气象科学研究所

为了合理利用气候资源，明确河南省夏花生生产潜力、产量差和主要限制因子，本文利用河南省112个测站1991－2020年气象资料和2011－2020年正阳县气象局夏花生实际测产数据，采用气候因子逐步订正法，计算了1991－2020年河南省夏花生光... 详细信息

为了合理利用气候资源，明确河南省夏花生生产潜力、产量差和主要限制因子，本文利用河南省112个测站1991－2020年气象资料和2011－2020年正阳县气象局夏花生实际测产数据，采用气候因子逐步订正法，计算了1991－2020年河南省夏花生光合、光温和气候生产潜力，分析了光合与光温生产潜力、光温与气候生产潜力、气候生产潜力与实际产量3种产量差的变化特征，并基于DNDC模型探索了缩小夏花生产量差的措施。结果表明：1991－2020年河南省夏花生光合生产潜力均值为15821.4 kg·hm-2，年际间呈显著下降的变化趋势，空间分布整体呈由东北向西南的递减趋势；光温生产潜力均值为13206.2 kg·hm-2，空间分布整体呈由东向西逐渐递减趋势；气候生产潜力均值为10135.9 kg·hm-2，空间分布整体呈由东向西、由南向北逐渐递减趋势；整体来说，水分对河南省夏花生产量的限制较温度更为显著；1991－2020年河南省夏花生光合与光温生产潜力差值及气候生产潜力和实际产量差值分别为2615.2和3071.5 kg·hm-2，且年际间均呈显著下降趋势，光合与光温生产潜力差值空间分布整体呈由西向东递减趋势；光温与气候生产潜力差值空间分布整体呈由北向南递减趋势；DNDC模型对正阳县夏花生产量有较好的模拟效果。以正阳县2013年为例，夏花生产量与荚果期灌溉量、播期变化之间均呈现先增加后减少的抛物线的关系，灌溉量为19.1 mm时及播期推迟6.0 d产量最佳。

关键词：夏花生生产潜力产量差 DNDC模型

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河南省冬小麦主要籽粒品质对气象因子的响应

麦类作物学报 2024年第10期44卷 1324-1333页

作者：商东耀成林马青荣李筱涵薛昌颖中国气象局/河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气象科学研究所河南郑州450003

为了解河南省小麦品质与气象条件的关系,利用2017—2019年河南省72个县(区)强筋和非强筋小麦品种的287份小麦样品品质测定资料、对应年份逐旬气象因子和小麦生育期观测数据,通过Pearson相关分析、线性相关、二次曲线相关和逐步回归等方... 详细信息

为了解河南省小麦品质与气象条件的关系,利用2017—2019年河南省72个县(区)强筋和非强筋小麦品种的287份小麦样品品质测定资料、对应年份逐旬气象因子和小麦生育期观测数据,通过Pearson相关分析、线性相关、二次曲线相关和逐步回归等方法,分析了气象因子对小麦主要籽粒品质形成的影响,构建了籽粒粗蛋白含量预报模型,探寻影响河南省强筋和非强筋小麦主要品质指标的关键气象因子。结果表明,河南省强筋小麦粗蛋白、湿面筋含量和降落值都高于非强筋小麦。两类筋型小麦降落值与拔节期以后的温度、日照时数和气温日较差关系密切,其中非强筋小麦降落值与气象因子的关联度较高。籽粒湿面筋含量与气温日较差密切相关,不同筋型小麦湿面筋含量对四月份部分气象因子的响应存在显著差异。从小麦籽粒粗蛋白含量预估模型可知,两类小麦粗蛋白含量均受气象条件的影响,但影响因子有所不同,非强筋小麦粗蛋白含量预估模型较为复杂。

关键词：河南冬小麦籽粒品质气象因子

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夏玉米农田生态系统碳源汇特征及其气候影响

生态学杂志 2024年

作者：彭记永张溪荷王冰余卫东中国气象局郑州农业气象野外科学试验基地中国气象局.河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南省郑州农业气象野外科学观测研究站河南省气象科学研究所济源市气象局安阳国家气候观象台

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，玉米作为我国种植面积和产量最大的粮食作物，在气候变化背景下，准确评价夏玉米农田生态系统的碳源汇特征，对提高农田生态系统固碳能力具有重要意义。利用1991—2022年郑州国家基本气象站... 详细信息

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，玉米作为我国种植面积和产量最大的粮食作物，在气候变化背景下，准确评价夏玉米农田生态系统的碳源汇特征，对提高农田生态系统固碳能力具有重要意义。利用1991—2022年郑州国家基本气象站气象数据和2008—2022年郑州农业气象试验站夏玉米农田生态系统CO2通量数据、气象观测数据及夏玉米生物量和产量数据，分析了郑州站气候变化特征以及夏玉米农田生态系统CO2通量变化规律，明确了夏玉米农田生态系统碳源汇特征。结果表明：夏玉米农田生态系统CO2通量具有明显的日变化和季节变化特征，除6月份为碳源外，7—9月份均为碳汇。不同气候年型下，夏玉米农田生态系统碳通量具有一定的差异，总初级生产力(gross primary productivity，GPP)多年平均值为(1197.5±129.9)g C·m-2·a-1；生态系统呼吸(Reco)多年平均值为(711.2±129.9)g C·m-2·a-1。不计算收获后的籽粒，夏玉米农田整体表现为CO2的汇，净生态系统碳交换量(net ecosystem exchange，NEE)多年平均值为(-342.8±52.3)g C·m-2·a-1。籽粒收获移出农田后，根据理论产量计算，夏玉米农田表现为弱的碳汇，净生物群系生产力(net biome productivity，NBP)为-41.3 g C·m-2·a-1(占NEE的12.0%)；根据实际产量计算，夏玉米农田在籽粒收获后表现为较强的碳汇，NBP为-105.9 g C·m-2·a-1(占NEE的30.9%)。郑州站气候呈现暖干化变化趋势，气温和降水对夏玉米农田生态系统碳通量无显著影响，日照时数对夏玉米农田生态系统GPP影响显著(P<0.05)，并通过GPP对净生态系统生产力(net ecosystem productivity，NEP)和Reco产生间接影响(P<0.05)。夏玉米生长季，日照时数增加15.6 h·a-1，GPP增加19.4 g C·m-2·a-1，NEP增加6.6 g C·m-2·a-1，表明夏玉米农田生态系统具有较大的固碳潜力。

关键词：气候变化夏玉米农田生态系统碳源/汇净生态系统碳交换量碳达峰碳中和

不同CO_(2)浓度和氮肥水平对稻田呼吸速率的影响

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农业资源与环境学报 2024年第3期41卷 567-575页

作者：柯浩楠曹琰梅商东耀武熳秋帅斯樑李琪胡正华南京信息工程大学应用气象学院南京210044 河南省气象科学研究所中国气象局农业气象保障与应用技术重点实验室郑州450003

为研究不同CO_(2)浓度和氮肥水平对稻田呼吸速率的影响,利用12个开顶式气室开展田间试验,CO_(2)浓度设置对照(CK,自由大气CO_(2)浓度)、CO_(2)浓度比CK增加120μmol·mol-1(C1)和200μmol·mol-1(C2)3个水平,氮肥设置低氮(N1,15 g·m^(-... 详细信息

为研究不同CO_(2)浓度和氮肥水平对稻田呼吸速率的影响,利用12个开顶式气室开展田间试验,CO_(2)浓度设置对照(CK,自由大气CO_(2)浓度)、CO_(2)浓度比CK增加120μmol·mol-1(C1)和200μmol·mol-1(C2)3个水平,氮肥设置低氮(N1,15 g·m^(-2))和常规氮肥(N2,25 g·m^(-2))2个水平,试验共6种处理。结果表明:在相同施氮水平下,在灌浆期和蜡熟期,C1N1比CKN1处理的呼吸速率分别下降了23.4%(P=0.045)和49.1%(P=0.010);在抽穗期和灌浆期,C2N2比CKN2处理的呼吸速率分别升高了12.3%(P=0.009)和16.8%(P=0.047)。同一CO_(2)浓度下,不同施氮水平处理的呼吸速率表现为N2>N1,且在拔节期和抽穗期达到显著水平,在灌浆期达到极显著水平;其中在灌浆期和蜡熟期,C1N1比C1N2处理的呼吸速率分别下降了31.1%(P=0.004)和42.7%(P=0.010)。研究表明,大气CO_(2)浓度升高对稻田呼吸速率的影响因生育时期而异,氮肥减施可以降低稻田呼吸速率及CO_(2)累积释放量。

关键词： CO_(2)浓度氮肥呼吸速率稻田静态暗箱气相色谱

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大气CO_(2)浓度缓增、骤增和不同施氮水平对稻田CH4排放的影响

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生态与农村环境学报 2024年第2期40卷 205-212页

作者：武熳秋商东耀帅斯樑曹琰梅柯浩楠胡正华李琪南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044 河南省气象科学研究所/中国气象局农业气象保障与应用技术重点实验室河南郑州450003

为探究大气CO_(2)浓度缓增、骤增和不同施氮水平对稻田CH_(4)排放的影响,基于CO_(2)浓度自动调控平台开展水稻试验,以“南粳9108”为试验品种,采用静态箱-气相色谱法测定CH_(4)通量。在背景大气CO_(2)浓度(CK)的基础上,设置CO_(2)浓度缓... 详细信息

为探究大气CO_(2)浓度缓增、骤增和不同施氮水平对稻田CH_(4)排放的影响,基于CO_(2)浓度自动调控平台开展水稻试验,以“南粳9108”为试验品种,采用静态箱-气相色谱法测定CH_(4)通量。在背景大气CO_(2)浓度(CK)的基础上,设置CO_(2)浓度缓增(C_(1)处理,从2016年开始逐年增加40μmol·mol^(-1),至2018年增加120μmol·mol^(-1))和骤增(C_(2)处理,CO_(2)浓度每年均增加200μmol·mol^(-1))处理;在常规施氮量(N 1处理,25 g·m^(-2))的基础上设置氮肥减施处理(N_(2)处理,15 g·m^(-2))。结果表明,CO_(2)浓度缓增、骤增和不同施氮量均没有改变稻田CH_(4)通量的季节变化规律,总体上呈现先增加后减小的趋势。在整个生育期,CO_(2)浓度缓增、骤增对稻田单位产量CH_(4)排放量无显著影响。在C_(2)条件下,与N 1处理相比,N_(2)处理水稻产量显著降低45.2%(P=0.037),同时稻田单位产量CH_(4)排放量显著增加63.3%(P=0.008)。综上所述,随着CO_(2)浓度升高,氮肥减施至15 g·m^(-2)会减少水稻产量,同时增加稻田单位产量CH_(4)排放。

关键词：水稻 CO_(2)浓度氮肥 CH_(4)排放