关键词： 气候变化   水分资源   气候变动   气象灾害防御   农业   热量资源   气候资源   水分供应   生长季   无霜期   品种改良   大豆单产   平均  

摘要： 引言热量资源和水分资源是农业气候资源中至关重要的自然资源。它们的变化决定了气候变化的程度和趋势。分析热量、水分条件的变化及其对农业生产的影响具有极其重要的意义。1.年平均气温年际变化我局年平均气温年代变化十分明显。六十年代平均为1.0℃,七十年代平均比前十年平均升高了0.7℃,而八

关键词： 气候变化   农业干旱   风险评估   相对湿润度指数   种植制度优化   干旱风险转移  

摘要： 1.四川省气候变化既与全球、全国总体一致,又由于特殊的地理位置和地形地貌等原因而具有其独特性。1961—2007年,四川省年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温、高温日数均呈上升趋势;四季中,冬、秋季增暖较为显著,春、夏季呈略微增温趋势;区域间比较,川西北高原增温幅度最大,四川盆地增温幅度相对较小。同时,四川省降水量持续减少,平均每10a约减少20mm;四季中,春季降水量变化不大,夏、秋季降水量减少,冬季降水量有所增加;区域间比较,盆地减少最为显著,川西北高原和川西南山地略有增加。 2.降水总量的减少使四川省水资源呈下降趋势;大雨以下天气过程减少,连续无雨或少雨日数增多,暴雨、大暴雨呈上升趋势,导致降水有效性下降,水土流失加剧,土壤保水保肥能力下降,农业干旱的季节性和阶段性问题更加突出;气候变暖导致农田蒸散加剧,高原、高山积雪减少,河流水位下降,有效灌溉用水减少,水分亏缺量进一步上升,农业生产将面临更加严重的干旱威胁。 3.收集四川省149个气象站50a(1959年—2008年)的逐日降水量、气温、日照时数、相对湿度、风速、水汽压等气象资料,选用国家标准中相对湿润度指数(M)作为干旱指标,以年、季为时间尺度,研究四川省干旱频率和强度的空间分布特征,并分析近50a干旱强度和发生范围的年际变化规律。结果表明：四川年尺度干旱频率和强度均呈西高东低的带状分布。高发区主要在川西高原、川西南山地、盆中及盆南局部,高发区的干旱强度以中旱以上为主;少发区主要在达州、泸州、宜宾等地和乐山—眉山—雅安一带,少发区的干旱强度以轻旱为主。年际变化趋势上,干旱强度有所减弱,但最近10a明显增强,且干旱范围扩大。从季尺度看：干旱频率和干旱强度都是冬季最大,春季次之,秋季较小,夏季最小;季尺度的年际变化趋势,春旱强度呈减小的趋势,但范围略扩大;夏旱强度和范围都略有增大;秋旱强度呈略减弱的趋势,但干旱范围有所增大,特别是近10a来,秋旱范围增大趋势明显;冬旱强度呈略减趋势但范围有所增大。2006年等典型年实况与分析结果十分吻合,说明本文采用的干旱分级方法在四川省具有较好的适用性。 4.基于水分亏缺原理,建立玉米干旱监测模型,结果表明：四川盆地玉米生育期干旱频率较高的时段主要为拔节-乳熟阶段，且发生面积最广。按空间分布特征把盆地划分为3个干旱区,其中大巴山以南、涪江及沱江流域在玉米全生育阶段出现干旱的频率最高,普遍都在50%以上。 5.依据气温、海拔、干燥度、地形地势、地理位置等特点,将四川农业生态区划分为8个不同类型区,比较分析各区典型站点及其主要种植模式的降水满足度、降水满足度保证指数、降水盈亏产量降低率、产量降低率风险指数、降水利用效率和降水经济效率等,在此基础上,提出各区防旱避灾种植制度优化模式。主要结论：1)四川省各种植模式多年平均降水满足度、降水保证指数地区之间差异较大,攀枝花最低,雅安最高。2)四川省不同区域、不同种植模式、不同作物及其不同生育阶段基于降水盈亏的产量降低率多年均值差异较大。区域分布上,雅安最低,仅23%,攀西最高,达50%以上,其余地区30%—-40%;种植制度上,麦—玉—苕等旱三熟低于麦—稻等水旱轮作两熟制;作物中,小麦、油菜、秋播马铃薯高于水稻、玉米、棉花、红薯和大豆;生育阶段上,冬小麦、冬油菜、秋播马铃薯作物开花前后普遍较高,各种作物生育末期较低。3)基于自然降水,攀枝花等川西南山地干热河谷区、西昌等川西高原安宁河平原半湿润区和平武等川北半湿润山地丘陵过渡区、遂宁等川中丘陵夏伏旱频发区、巴中等川东北盆周湿润山区遭遇旱灾的风险极大,麦—玉—苕等旱三熟的产量降低率风险指数相对较小;雅安等盆地内其余地区由于阶段性降水过多引起湿害偏重,导致麦—稻等水旱轮作两熟制略优于旱三熟。4)基于降水利用效率和降水经济效率,各地比较一致,较优的种植制度首先是麦(油、薯)—稻两熟制,其次才是麦(油)—玉—苕(豆)旱三熟。5)综合旱涝灾害风险、降水利用效率和降水经济效率,以及复杂地形等因素,有较好灌溉条件的农田应以麦(油、薯)—稻水旱轮作两熟制为主,而无水源保障的旱地则以麦(油)—玉—苕(豆)旱三熟为主。 6.利用四川省盆盆地区玉米产量资料、生育期资料和相关气象资料,针对农业保险费率厘定等干旱灾害风险转移技术服务需求,建立四川省盆地区玉米干旱风险评估的气候干旱风险模型、作物干旱风险模型、产量灾损风险模型、抗灾性能模型、旱灾综合风险评估模型和相应的指标体系,并以此为依据,将四川省盆地区玉米划分为高、中、低3个风险区。风险高值区主要集中在盆西北大部、盆中及盆南部分地区,中值区主要在盆北及盆南部分地区,低值区主要在盆东北、盆西南及盆东南部分地区。

关键词： 气候变化   农业   气温   降水   日照时数   无霜期日数  

摘要： 本文通过对漯河市1956～2010年55年的气象资料统计,分析了对农作物生长关系密切的日照时数、日照百分率、气温、降水和无霜期日数等气象要素的变化情况,并对漯河市的农业气候进行了详尽的解剖分析；阐述了气候变化对农业的影响,提出要适应气候变化,需要提高作物现实生产力和防灾抗灾及改善气候生态环境的能力,对漯河农业的生产发展具有一定的指导意义.

关键词： 青海省东部地区   气候变化   粮食产量   种植结构   影响因子  

摘要： 本文根据青海省东部地区12个气象站近47年（1960～2006年）的气象观测资料（平均气温、降水量、日照时数）与《青海省统计年鉴》、《青海省水利统计年鉴》统计的小麦和马铃薯两种主要农作物的产量和种植结构资料，利用数理统计方法，分析气候变化、粮食产量变化、种植结构变化，并计算分析它们之间的相关关系，提出适合该地区的应对气候变化的农业发展策略。 研究结果表明，青海省东部地区平均气温在近47年随时间呈显著上升趋势，存在20～30a左右强周期，气温经历了高-低-高三个循环交替的过程。平均气温的空间分布特征为：南高北低，东高西低，在东南-西北方向上平均气温呈递减趋势，存在显著地区差异。逐年平均日降水量在近47年随时间呈上升趋势，存在20～30a左右强周期，降水量经历了多-少-多三个循环交替的过程。降水量在空间上，北高南低，在东南-西北方向上递增，存在明显的地区差异。平均日照时数在近47年随时间呈显著下降趋势，存在20～30a左右强周期，日照时数经历了多-少-多三个循环交替的过程。整体上平均日照时数在空间上，中部高南北低，西高东低，存在明显的地区差异。 青海省东部地区年平均ET0随时间呈显著下降趋势，ET0在20世纪70年代初期出现突发性下降；ET0减小区域突发性下降的时间约为1981年；ET0增加区域突发性上升的时间约为1997年。在20～30a左右的时间尺度上，整个东部地区平均ET0表现为多-少-多三个循环交替的过程。ET0减小区域、ET0增加区域的周期变化特征与整个东部地区相似。突变前后平均ET0的空间分布特征相似，5～8月ET0日均值的空间分布与多年平均ET0的空间分布特征基本相同。整体而言，影响ET0的主要气象因子为日照时数、风速。 青海省东部地区近47年影响小麦、马铃薯气候产量的主要因素是降水量和ET0。非灌区降水量对小麦气候产量的影响最大，平均气温和ET0亦对气候产量产生显著影响。灌区影响小麦气候产量的主要气象因子与非灌区相似，只是各气象因子对气候产量的影响程度相对减弱。影响非灌区马铃薯气候产量的主要气象因子为降水量和ET0。灌区影响马铃薯气候产量的主要气象因子与非灌区相似，各气象因子对气候产量的影响程度减弱。 青海省东部地区影响种植结构的主要气象因子为ET0和降水量。非灌区影响小麦种植比例的主要气象因子为降水量和ET0。灌区与非灌区相比，影响种植比例的主要气象因子相同，影响程度相似。灌区与非灌区影响马铃薯种植比例的主要气象因子相同，都为降水量和ET0，气象因子对两种灌溉条件下的种植结构影响程度相似。 为增强青海省东部地区农业应对气候变化的能力，该地区今后应加强防灾减灾，保证粮食产量稳产；加强水利基础设施建设，促进农业长久发展；增加农业科研投入，选用、培育新气候条件下的作物品种，提高粮食产量；保护生态环境提高农业应对气候变化的适应能力。

关键词： 适应气候变化   GEF   全球环境基金  

摘要： 在利用GEF赠款"适应气候变化农业开发"项目设计及实施中,各级项目管理人员和项目区群众将适应未来气候变化趋势作为导向,既重视项目建设内容的近期时效性,又考虑项目建设内容的远期适应性,取得了双赢。为了将适应气候变化理念引入农业综合开发项目中,提高项目区农业生产适应气候变化的能力,根据世界银行和国家农业综合开发办的要求,宁夏开展了相应的示范与研究工作,内容包括

关键词： 气候变化   径流变化   灌溉需水   石羊河流域   河西地区  

摘要： 近50年来人类活动导致的以全球变暖为主要特征的气候变化，对水资源的供需平衡产生直接和间接的影响，影响到与区域水资源相关的一系列宏观决策。我国西北地区地处欧亚大陆腹地，是生态脆弱区和气候敏感区，其生态环境受水资源影响非常严重。河西地区地处西北内陆，水资源短缺影响了该区的社会经济持续发展，同时也制约着绿洲农业发展和生态环境恢复重建。因此对于该地区的气候变化趋势及其水资源响应的研究对于区域水资源管理决策和客观认识气候变化风险有着重要意义。本文在研究河西地区气候要素变化趋势的基础上，探讨气候变化对典型流域石羊河流域的来水与农业需水的影响，主要研究内容及结论如下： （1）采用Kendell相关分析法和有序聚类分析法对于河西地区气候变化要素进行分析，结果表明：气温呈显著升高趋势，多数站点1996年发生突变；平均风速多呈显著减小趋势，均发生突变；平均相对湿度和日照时数的变化趋势较为复杂，有增有减，大多无突变。 （2）采用Penman-Monteith公式计算了河西地区的参考作物蒸发蒸腾量，并用相关法分析了河西地区参考作物蒸发蒸腾量的变化规律及其与气候要素和地理位置的关系，对未来变化进行预测，结果表明：河西地区年ET0值为西高东低，海拔高度与ET0值显著相关，海拔每升高100m，河西地区中部和东部各站年均ET0值约减小19mm，西部各站约减小12.4mm；气象要素对于年ET0值的影响表现为年平均相对湿度>年平均风速>年日照时数>年降水量>年平均气温；未来20年河西地区东段年ET0值呈增加趋势，中段和西段多呈减小趋势，且各站差异明显。 （3）计算了石羊河流域主要作物的灌溉需水量，用主成分回归分析法分析了民勤县各种气象要素对各作物灌溉需水的相对影响程度，气温和风速的影响最大，湿度和降水的影响其次，日照时数影响最小。 （4）研究了在不同气温、降水变幅下以及未来可能气候情景下石羊河流域农业灌溉需水的响应。结果表明，气温每升高0.5℃，平均总灌溉需水量增加1958.24万m3，平水年、枯水年、特枯年总灌溉需水量分别增加2060.19万m3、1947.63万m3、2135.90万m3；降水每增加10%，平均总灌溉需水量减小2566.24万m3，平水年、枯水年、特枯年总灌溉需水量减小2577.10万m3、1982.07万m3、1741.07万m3。在A2、B2两种气候情景，石羊河流域气候变化相似，总结为一种情景，即2015年气温升高0.9℃；2025年气温升高1.5～1.6℃，降水增加2%～3%；2050年气温升高2.2～2.4℃，降水增加6%～7%。在此情景下2015年石羊河流域总灌溉需水增加3479.17万m3，2025年增加4975.15～5636.21万m3，2050年增加6582.07～7627.19万m3。 （5）对径流存在显著减小的大靖河、黄羊河、杂木河等支流自然阶段的径流和年平均气温、年降水和年ET0值进行回归分析发现它们之间大多不存在显著的相关关系。应用双累积曲线方法和时间序列对比分析法的综合法对径流变化趋势和突变均显著的大靖河、黄羊河、杂木河的径流进行分析，分阶段区分出气候变化和人类活动对径流变化的影响，结果表明气候变化对于大靖河各阶段径流变化的贡献率为25.3%—55.8%，人类活动的贡献率为44.2%—74.7%；气候变化对于黄羊河各阶段径流变化的贡献率为-188.2%—-0.2%，人类活动的贡献率为100.2%—288.2%；气候变化对于杂木河各阶段径流变化的贡献率为-127.8%—-20.9%，人类活动的贡献率为120.9%—227.8%。 （6）采用双累积曲线，预测未来降雨变化可能情景下的石羊河八大支流的径流变化，分析石羊河流域未来供需水平衡的变化，结果表明，在未来可能的气候情景下，到2015年平均径流量减小21198.64万m3，灌溉需水增加4975.15万m3；到2025年平均径流量减小10233.82万m3，灌溉需水增加8024.43万m3。气候变化将导致未来石羊河流域水资源供需平衡的缺口变大。

关键词： 气候变化   农业节水技术   适宜性评价   综合评价  

摘要： 全球气候变化已成为人们所公认的事实，气温的升高、降水量和日照的变化均导致了农业生产的敏感性增强。合理推广农业节水技术，是我国农业可持续发展的重要保障。明确我国气候资源的基本情况，掌握农业节水技术应用的条件，合理评估农业节水技术适宜应用和推广区域，可起到缓解气候变化导致的干旱、低温冷害等的影响，对农业的可持续发展具有重要意义。 本文以我国1981-2010时段和B2情景下2011-2040时段气象数据、玉米生育期数据、农业生产基本数据、中国土壤数据和DEM数据为基础数据，计算年均温度、降雨量、太阳辐射量、玉米的播种期和成熟期及其种植效益，借助GIS、多元逐步回归和灰色预测等方法，获取这两个时段我国气候资源、玉米生育期及其种植效益的空间分布规律。在此研究基础上，构建农业节水技术评价指标体系，应用粗糙集理论、模糊数学理论及层次分析法等实现了典型节水技术的综合评价，并预测了B2情景下地膜覆盖技术、少免耕技术和雨水集蓄技术应用的适宜区域。主要结论如下： （1）玉米地膜覆盖适宜区域主要位于：东北地区包括黑龙江省的中南部、吉林、辽宁、内蒙古自治区，华北地区的包括河北、山西、河南以及江苏和安徽的北部地区，西北地区包括陕西、甘肃、宁夏和新疆。在B2情景下，2011-2040时段中国玉米地膜覆盖适宜区域比1981-2010时段的适宜区域有所扩大，主要位于：东北地区（不包括大兴安岭地区），华北地区、西北地区以及长江中下游平原地区的安徽、江苏的南部、江西的北部和浙江省。 （2）玉米少免耕栽培适宜区域主要包括：东北地区的黑龙江、吉林的中东部和辽宁，华北地区的河北、山西的南部，山东、河南及陕西的中南部，长江中下游的平原与丘陵区、西南地区的重庆、四川、云南、贵州以及华南地区。与1981-2010时段相比，在B2情景下2011-2040时段玉米少免耕栽培技术的各级适宜区域均有所扩大。 （3）决定雨水集蓄技术适宜性的自然因子为：降雨、土壤类型、坡度和土地利用。中国雨水集蓄技术适宜区域主要包括：黑龙江省的西部、吉林、辽宁、内蒙古的东部、河北、山西、山东东部、河南北部、陕西、甘肃的东部、宁夏南部以及四川的东部地区。与1981-2010时段相比，在B2情景下2011-2040时段中国雨水集蓄技术适宜性区域更加集中，低级适宜区域有所缩小。 （4）根据对农业节水技术应用效果的实地调研，应用Delphi法从调查获得的20项评价指标中筛选出了9项农业节水技术综合评价指标，构建了农业节水技术综合评价指标体系。基于层次分析法（AHP）和粗糙集（Rough Set）引入经验因子构建农业节水技术综合评价方法（ARM）。分别应用AHP、Rough Set和ARM对甘肃省武威市的地膜覆盖、秸秆覆盖和常规畦田灌溉在大田中的应用效果进行了综合评价。研究结果表明，在西北半干旱地区，地膜覆盖是用于种植玉米最佳技术，而秸秆覆盖技术尽管其生态效益较高，但经济效益较低，还有待于进一步改进。 （5）在归纳整理近年来13个粮食主产省以及重庆、甘肃和新疆各省的气候资源数据、耕地数据、作物种植数据和农业技术数据基础上，建立农业基础数据库。应用多目标综合评价法对农业技术应对气候变化的能力进行评估，给出了各省农业种植二级区内应对和适应气候变化的农业技术推荐，为国家决策部门制定应对和适应气候变化的政策及区域农业的可持续发展提供技术支撑。 本文从农业节水技术的内涵和外延入手，研究了气候变化背景下农业节水技术的适宜性评估问题和现有的农业节水技术的综合评价问题，以期引导不同区域适应气候变化的农业产业结构调整，指导现有农业技术的推广实施，促进农业可持续发展。

关键词： Climate Change Adaptation and Mitigation   Ogallala Aquifer   Biofuel Feedstock   Food Security   Land Use Change   Dynamic optimization Model   Thesis  

摘要： This dissertation investigates three economic aspects of the climate change issue: optimal allocation of investment between adaptation and mitigation, impacts on a ground water dependent regional agricultural economy and effects on global food insecurity. This is done in three essays by applying mathematical programming. In the first essay, a modeling study is done on optimal temporal investment between climate change adaptation and mitigation considering their relative contributions to damage reduction and diversion of funds from consumption and other investments. To conduct this research, we extend the widely used Integrated Assessment Model—DICE (Dynamic Integrated Climate Economy) adding improved adaptation modeling. The model results suggest that the joint implementation of adaptation and mitigation is welfare improving with a greater immediate role for adaptation. In the second essay, the research focuses on the ground water dependent agricultural economy in the Texas High Plains Region. A regionally detailed dynamic land allocation model is developed and applied for studying interrelationships between limited natural resources (e.g. land and groundwater), climate change, bioenergy demands and agricultural production. We find out that the effect varies regionally across hydrologically heterogeneous regions. Also, water availability has a substantial impact on feedstock mix. In terms of biofuel feedstock production, the model results show that limited water resource cannot sustain expanded corn-based ethanol production in the future. In the third essay, a Computable General Equilibrium (CGE) model is applied in an attempt to study potential impacts of climate change on global food insecurity. Our results show that climate change alters the number of food insecure people in a regionally different fashion over time. In general, the largest increase of additional food insecure population relative to the reference case (no climate change) is found in Africa and Sou

关键词： 气候变化   贫困   脆弱性评价   粮食产量  

摘要： 本文以案例分析为主，对我国典型贫困地区农业对气候变化脆弱性进行了评估。根据IPCC（政府间气候变化委员会）对脆弱性的定义，结合实地调研工作，利用典型贫困县的气象观测数据、农业和社会经济统计数据，结合DSSAT模型和PRECIS提供A2、B2情景下的气候变化情景数据，完成各个典型贫困县相应的农业对气候变化脆弱性的现状及未来评价。本文旨在理清气候变化与贫困间的关系，以及典型贫困地区农业对气候变化脆弱性程度，从而为气候变化贫困地区气候变化适应工作中有针对、有区别的适应工作提供依据。 通过研究得出结论如下： 在全国水平和省级水平，农业依赖程度高、农村居民家庭人均粮食消费情况以及耕地面积的多少均与农村贫困发生率紧密联系。自然因素的变化与贫困发生率之间关联程度大于农村用电量等农业基础设施方面带来的影响，说明在气候变化背景下，增强气候变化适应能力，开展气候变化适应工作在农村贫困地区摆脱贫困进程中将发挥重要作用。 宁夏原州区A2、B2情景下未来2020s（2011-2040）时段内温度呈显著增加趋势。增强灌溉条件是宁夏原州区未来降低小麦产量波动的主要气候变化适应措施。宁夏原州区现阶段脆弱性高，在未来2020s时段内的脆弱性仍然属于比较脆弱的区间。 广西天等县A2、B2情景下未来2020s（2011-2040）时段内温度呈显著增加趋势，且年降水下降趋势和波动情况都十分明显。灌溉对保证当地玉米产量，减少产量波动发挥着越来越突出的作用。广西天等县现阶段脆弱性高的原因在于该地区农作物总面积少等因素。在未来2020s时段内，尽管天等县敏感性程度没有增加，但天等县仍然属于严重脆弱区域。 甘肃岷县在未来2020s（2011-2040）时段A2、B2情景下温度均呈显著增加趋势，年降水量变化趋势不显著。未来2020s时段内，灌溉对保证当地小麦产量的作用十分明显。且在灌溉条件下，岷县小麦产量的波动幅度明显低于雨养条件下的小麦产量波动程度。甘肃岷县现阶段脆弱性高，在未来2020s时段内，敏感性程度稍有所缓解，但岷县在A2、B2情景下仍属于严重脆弱区域。

关键词： climate change   economics   Farming systems   STEP  

摘要： Climate change is expected to have a significant effect on agricultural production but less is known about its projected impact on the farm business. This paper provides a first attempt at an economic analysis of the impacts of climate change for broadacre farming systems and provides an insight into agricultural production areas in Western Australia at risk over the next 50 years. These risks have been assessed using the Simulated Transitional Economic Planning (STEP) model to investigate the impact on the farm business. Modelled future climate scenarios were incorporated into crop and pasture production models to examine the economic impact on the whole farming system. Uncertainties associated with climate and production projections were captured through the development of scenarios and sensitivity analyses were performed to encompass a range of potential outcomes for the impact of climate change on the farming systems of the northern wheat-belt. Testing of this process showed that the current farming systems of the region may decline in profitability under climate change to a point where some become financially unviable in the long term. This decline in profitability is driven not only by the decline in crop yields from climate change but also from a continuation in the trend of declining terms of trade. With innovation and adaptation it may be possible to overcome these impacts on the region's farming systems even under severe (CSIRO Mk2) climate change projections. Potential profitable adaptations under climate change included a combination farming system of trade cattle, opportunistic cropping and carbon sequestration from oil mallee trees in the low rainfall area; investment in technology and genetically modified crops in the medium rainfall area; and in the high rainfall area a combination of increased crop area on the better soil types and the use of perennial pastures on the poor soil types. The findings are dependent on the accuracy and validity of future