西北農(nóng)作物對(duì)氣候變化的響應(yīng)及其評(píng)價(jià)方法

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1、科技部科研院所社會(huì)公益研究專項(xiàng)“西北農(nóng)作物對(duì)氣候變化的響應(yīng)及其評(píng)價(jià)方法”研究成果項(xiàng)目通過的研究，對(duì)西北地區(qū)農(nóng)作物對(duì)氣候變化的響應(yīng)及其評(píng)價(jià)方法形成了新資料、新技術(shù)、新指標(biāo)、新理論、新認(rèn)識(shí)和新對(duì)策，主要概括如下：?????一.對(duì)西北氣候資源與農(nóng)業(yè)氣候變化特征有了新的認(rèn)識(shí)?????1.西北區(qū)降水氣溫和干濕變化特征的新認(rèn)識(shí)?????中國(guó)西北年降水量以黃河為分界線,黃河以東年降水出現(xiàn)減少趨勢(shì),而黃河以西年降水為增加趨勢(shì),其中新疆西北和東北部的部分區(qū)域及青海高原極小部分區(qū)域年降水出現(xiàn)顯著增加現(xiàn)象。而青海東南部同甘肅交界處及甘肅東南部少部分區(qū)域年降水出現(xiàn)顯著減少趨勢(shì)?？傊?西北地區(qū)

2、屬于西風(fēng)帶氣候影響區(qū)域(西風(fēng)區(qū))降水量表現(xiàn)為增加趨勢(shì),而屬于季風(fēng)邊緣影響的區(qū)域(季風(fēng)區(qū))降水量表現(xiàn)為減少趨勢(shì)。1992年之前西北地區(qū)的年降水量沒有表現(xiàn)出明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì),盡管在1992年之后增加趨勢(shì)相對(duì)較明顯,但沒有發(fā)生突變現(xiàn)象,?????中國(guó)西北近44年來的升溫程度是比較明顯的。從70年代初氣溫開始緩慢增加,而從1985年開始以較明顯的趨勢(shì)增加,在1994年開始增加的趨勢(shì)更為顯著,并且在該年發(fā)生了增溫突變,西北地區(qū)年平均氣溫增加趨勢(shì)明顯,正是由于這些增溫突變。?????西北地區(qū)最低氣溫的變暖趨勢(shì)總體上比最高氣溫的變暖趨勢(shì)明顯。冬半年極端最低氣溫的上升在整個(gè)氣溫上升趨勢(shì)

3、中起主要作用，也反映了西北地區(qū)暖冬的特點(diǎn)。?????西北區(qū)的東部干旱化趨勢(shì)發(fā)展最顯著的區(qū)域，其余地區(qū)盡管降水量是增加的，但在干濕趨勢(shì)的變化上卻是不明顯的，即變化趨勢(shì)不能通過信度檢驗(yàn)。不過，從干燥指數(shù)變化的趨勢(shì)來看，西北區(qū)總體上仍以干旱化的趨勢(shì)變化為主。?????2.農(nóng)業(yè)氣候變化特征有了新的認(rèn)識(shí)?????黃土高原≥0℃積溫時(shí)間演變主要特征是，在101a尺度上正積溫在1985/1986年出現(xiàn)突變，在1986年之前多波動(dòng)，增減趨勢(shì)不明顯，之后轉(zhuǎn)為明顯上升，1993年之后遞增十分突出；負(fù)積溫變化在1982年附近存在突變；突變前負(fù)積溫量基本保持正距平，突變后處于連續(xù)負(fù)距平。??

4、???初霜凍的開始時(shí)間僅高原北部—河西走廊地區(qū)顯著偏晚，西北其它區(qū)域初霜凍開始時(shí)間沒有明顯變化。終霜凍結(jié)束時(shí)間西北區(qū)西部顯著偏遲，青南高原有略偏遲的趨勢(shì)，高原北部—河西走廊和西北區(qū)東部地區(qū)終霜凍結(jié)束時(shí)間是略偏早的趨勢(shì)，但均未通過顯著性檢驗(yàn)。?????西北地區(qū)多數(shù)地區(qū)平均最大凍深在0.5～2m之間，平均2m以上的只有在新疆的天山，青海東北部的祁連山區(qū)有零星分布。近幾十年來，西北地區(qū)整體最大凍深減小，上世紀(jì)90年代是近幾十年來最大凍深最淺的時(shí)期，其中變化最明顯的區(qū)域是新疆；西北最大凍深的變化可分為五個(gè)敏感區(qū)：西北中部區(qū)、南疆區(qū)、北疆區(qū)、青藏高原區(qū)、西北東部區(qū)。各區(qū)最大凍深

5、隨時(shí)間變化趨勢(shì)有所不同，西北中部區(qū)、南疆區(qū)幾乎呈直線下降，上世紀(jì)90年代的平均最大凍深均比上世紀(jì)60年代減少了0.1m，北疆區(qū)和西北東部區(qū)呈小—大—小的拋物線型式變化，最大凍深的變幅相對(duì)較小，青海高原的最大凍深則表現(xiàn)出與其他區(qū)域相反的變化趨勢(shì)，是一個(gè)由大—小—大的變化過程，上世紀(jì)90年代比上世紀(jì)80年代平均最大凍深增加了0.57m。在影響凍土的因素中，干旱區(qū)以冬季氣溫較為顯著，而半干旱半濕潤(rùn)區(qū)則以地溫和封凍前的土壤水分的影響更為顯著。?????分析祁連山14個(gè)站春季最大積雪深度的變化，祁連山區(qū)極端最大積雪深度、區(qū)域平均極端最大積雪深度和區(qū)域平均最大積雪深度的三階曲線，

6、在近46a來，均呈現(xiàn)“高－低－高－低”的變化趨勢(shì)，其中60年代的前5年、80年代初到90年代中期為增加趨勢(shì)；60年代中期到80年代初、90年代中期以后年呈減小的趨勢(shì)。目前，祁連山春季最大積雪深度處于變淺的趨勢(shì)中。?????樹輪d13C與氣候變化。本研究獲取了祁連山自東向西7個(gè)樣點(diǎn)的青海云杉樹輪樣品，經(jīng)定年建立了7個(gè)樣點(diǎn)樹輪寬度標(biāo)準(zhǔn)年表。在寬度年表的基礎(chǔ)上，通過合理的樣本選擇建立了樹輪δ13C序列。主要獲得了以下成果：?????（1）樹輪寬度生長(zhǎng)主要受限于水分(降水)的影響；樹木生長(zhǎng)在1925－1930年期間表現(xiàn)為較低的生長(zhǎng)量，具體表現(xiàn)出較窄年輪，與中國(guó)西部上世紀(jì)20年

7、代后期的干旱有關(guān)。?????（2）在較濕潤(rùn)環(huán)境生長(zhǎng)的青海云杉水分利用效率增加的幅度大于干旱條件生長(zhǎng)的云杉。祁連山樹輪δ13C自東向西逐漸偏正，顯示了水分脅迫的加劇。?????（3）通過樹輪δ13C序列與氣候資料和區(qū)域干旱指數(shù)（PDSI）之間的相關(guān)分析，利用主成分分析提取了第一主成分進(jìn)行了過去150年來的區(qū)域干旱指數(shù)重建。?????（4）重建區(qū)域干旱指數(shù)序列顯著體現(xiàn)了研究區(qū)上世紀(jì)20年代后期和近期十多年的持續(xù)干旱期。在過去的上個(gè)世紀(jì)，沒有明顯的濕潤(rùn)期出現(xiàn)。同時(shí)，過去的150年存在11.6％的極端干旱年（PDSI≤-2.0），但沒有發(fā)現(xiàn)極端濕潤(rùn)年，說明祁