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甘肃中东部旱作农业区气候变化特征及其对农业生产的影响

作　者: 刘艳艳
导　师: 张勃
学　校: 西北师范大学
专　业: 自然地理学
关键词: 甘肃中东部旱作农业区气候变化农业生产生育期
分类号: P467
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

农业生产与气候变化关系密切,农作物生长发育的好坏和产量的高低,除了决定于农作物本身的生物学特性和人们的经营措施外,很大程度上受到光、热、水、气等气候要素的支配。我国西北旱作农业区完全依赖自然降水,是气候变化的敏感区和农业生产脆弱区。因此掌握西北旱作农业区气候变化的规律,充分认识该地区农业生产对气候变化的响应,对该地区农业经济可持续发展具有重要的现实意义。基于此,本文选取甘肃中东部定西、平凉、庆阳旱作农业区为研究对象,利用小波分析、kriging空间插值、曼-肯德尔(Mann-Kendall)趋势分析及突变分析等方法,分析了研究区内农业气候资源(包括光、热、水、风资源)的现状、变化趋势、空间分布以及各气候资源配合协调程度;在此基础上,结合农业观测资料和农业统计相关资料,详细分析了研究区农作物生长发育、产量和农业种植结构的变化特征及其对气候变化的响应规律。经研究初步得出以下结论:(1)近48年研究区热量资源普遍增加,气温升幅最高气温>最低气温>平均气温。≥0℃积温、≥5℃积温和≥10℃积温均显著增加,负积温显著减少。稳定通过0℃、5℃和10℃的初日均提前,终日推迟,持续日数均显著增加。研究区热量资源普遍存在25a、11a(12～14a)、6a和2a的周期,均于90年代发生突变。(2)年平均降水量减少14.39mm/10a,蒸发量增加12.43mm/10a,均未通过显著性检验。年平均降水量普遍存在18a、4a、7a和2a的周期,蒸发量大致存在14a(15a)、6a、11a和2a的周期。经检验,年平均降水量没有明显突变点,年平均蒸发量1993年开始突然增加。(3)年平均日照时数每10年减少9.68h,减少趋势不显著;年平均日照时数大致存在25a(24a)、11a(12a)、6a(5a)、和2a的周期,经检验没有发生明显突变。(4)年平均风速减小趋势极显著,每10年减小0.1m/s;年平均风速存在18a、24a、和6a的周期;经检验年平均风速突变点为1986年。(5)2000年后与1980s相比,观测区冬小麦播种期、出苗期、停止生长期各推迟3～9d,2～9d和2～11d;越冬以后各发育期均提前,拔节期、抽穗期、乳熟期、成熟期分别提前5～11d、6～14d、5～15d和3～14d;冬小麦生殖生长阶段提早,全生育期天数缩短4～23d,全生育期天数的变化主要是由越冬期天数缩短引起的。(6)2000年后与1980s相比,观测区春小麦乳熟期推迟,其他各生育期均提前,播种期、出苗期、拔节期、抽穗期、成熟期分别提前1～2d、2～3d、2～7d、2～4d和6～7d,春小麦全生育期天数缩短3～12d。(7)近17年来观测区冬小麦的实际产量呈减少趋势,主要是由返青期～抽穗期内的干旱缺水及此时的高温二者协同作用导致的;观测区春小麦实际产量也呈减少趋势,产量的减少主要是由生长季节降水量减少引起的。(6)气候变暖使研究区冬小麦种植界限向西北扩展,理论上研究区均已可以种植冬小麦,但冬小麦北移界限只代表平均状况,一个地区种植制度和种植方式不仅取决于气候条件,还要根据当地具体情况科学决断。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 引言  10-14
  1.1 选题背景及选题意义  10
  1.2 研究进展  10-14
    1.2.1 气候变化研究进展  10-12
    1.2.2 气候变化对农业影响的研究进展  12-14
  1.3 研究内容及分析思路  14
2 研究区概况与资料方法  14-19
  2.1 研究区概况  14-16
    2.1.1 研究区位置和范围  14
    2.1.2 地形地貌  14-15
    2.1.3 土壤、植被、水文  15
    2.1.4 气候  15-16
  2.2 研究资料  16
  2.3 研究方法  16-19
    2.3.1 小波周期分析  16-17
    2.3.2 地统计Kriging 插值与空间差异性分析  17
    2.3.3 气候倾向率法  17
    2.3.4 累积距平法  17-18
    2.3.5 Mann-Kendell 趋势分析  18
    2.3.6 Mann-Kendell 突变检验  18-19
3 农业气候资源变化特征分析  19-43
  3.1 热量资源变化特征  19-33
    3.1.1 平均气温变化  19-21
    3.1.2 平均最低气温变化  21-22
    3.1.3 平均最高气温变化  22-23
    3.1.4 各界限温度积温、初日、终日和持续日数变化  23-29
    3.1.5 热量资源周期分析  29-31
    3.1.6 热量资源突变分析  31-33
  3.2 水分资源变化特征  33-37
    3.2.1 降水量变化  33-34
    3.2.2 蒸发量变化  34-36
    3.2.3 水分资源的周期分析  36-37
    3.2.4 水分资源的突变分析  37
  3.3 光能资源变化特征  37-40
    3.3.1 日照时数变化  37-39
    3.3.2 日照时数变化的周期分析  39
    3.3.3 日照时数变化的突变分析  39-40
  3.4 其他要素  40-43
    3.4.1 风速变化  40-41
    3.4.2 风速变化的周期分析  41-42
    3.4.3 风速变化的突变分析  42-43
4 气候变化对农业生产的影响  43-52
  4.1 对农作物生长发育的影响  43-48
  4.2 对产量影响  48-51
  4.3 冬季气温变暖，越冬作物种植区扩大  51-52
5 结论与讨论  52-57
  5.1 主要结论  52-56
  5.2 问题与讨论  56-57
参考文献  57-61
附录  61-62
致谢  62

甘肃中东部旱作农业区气候变化特征及其对农业生产的影响

内容摘要

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