冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件

1、冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件v研究背景和目標(biāo)研究背景和目標(biāo)v冬小麥和玉米產(chǎn)量與關(guān)鍵氣候因子時(shí)空分布特征冬小麥和玉米產(chǎn)量與關(guān)鍵氣候因子時(shí)空分布特征v冬小麥和玉米產(chǎn)量對(duì)區(qū)域氣候變化的響應(yīng)分析冬小麥和玉米產(chǎn)量對(duì)區(qū)域氣候變化的響應(yīng)分析v主要結(jié)論主要結(jié)論冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件1.1 研究背景 分析探討我國(guó)氣候變化對(duì)糧食作物產(chǎn)量的可分析探討我國(guó)氣候變化對(duì)糧食作物產(chǎn)量的可能影響能影響,可為解決我國(guó)糧食安全問(wèn)題提供科學(xué)依可為解決我國(guó)糧食安全問(wèn)題提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展具有十分重大的據(jù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義；現(xiàn)實(shí)意義；冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件農(nóng)業(yè)產(chǎn)量氣象預(yù)

2、報(bào)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量氣象預(yù)報(bào)按預(yù)報(bào)時(shí)效：按預(yù)報(bào)時(shí)效：年景預(yù)報(bào)、趨勢(shì)預(yù)報(bào)和定量預(yù)報(bào)三種。年景預(yù)報(bào)、趨勢(shì)預(yù)報(bào)和定量預(yù)報(bào)三種。 a a、年景預(yù)報(bào)。根據(jù)對(duì)未來(lái)天氣氣候的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)、年景預(yù)報(bào)。根據(jù)對(duì)未來(lái)天氣氣候的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合作物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程及其對(duì)氣象條件的需結(jié)果，結(jié)合作物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程及其對(duì)氣象條件的需求，評(píng)述氣象條件對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的利弊影響求，評(píng)述氣象條件對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的利弊影響而編制的農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)。一般在作物播種前后發(fā)布，而編制的農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)。一般在作物播種前后發(fā)布，它對(duì)指導(dǎo)種植計(jì)劃有非常重要的意義。它對(duì)指導(dǎo)種植計(jì)劃有非常重要的意義。 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件 b b、趨勢(shì)預(yù)報(bào)。根據(jù)作

3、物播種前后至收獲前兩個(gè)月、趨勢(shì)預(yù)報(bào)。根據(jù)作物播種前后至收獲前兩個(gè)月的氣象條件及其對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的利弊影響和對(duì)未來(lái)的氣象條件及其對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的利弊影響和對(duì)未來(lái)天氣氣候的預(yù)測(cè)及影響評(píng)價(jià)而對(duì)作物產(chǎn)量豐歉趨勢(shì)進(jìn)天氣氣候的預(yù)測(cè)及影響評(píng)價(jià)而對(duì)作物產(chǎn)量豐歉趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)的一種農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)。一般在行預(yù)測(cè)的一種農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)。一般在收獲前兩個(gè)月收獲前兩個(gè)月發(fā)發(fā)布，對(duì)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和田間管理有一定的現(xiàn)實(shí)意義。布，對(duì)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和田間管理有一定的現(xiàn)實(shí)意義。 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件c c、定量預(yù)報(bào)。根據(jù)作物播種前后至收獲前一個(gè)月、定量預(yù)報(bào)。根據(jù)作物播種前后至收獲前一個(gè)月的氣象條件及其對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的利弊影響和對(duì)未

4、的氣象條件及其對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的利弊影響和對(duì)未來(lái)天氣氣候的預(yù)測(cè)及影響評(píng)價(jià)而對(duì)作物產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)來(lái)天氣氣候的預(yù)測(cè)及影響評(píng)價(jià)而對(duì)作物產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)的一種農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)。一般在測(cè)、預(yù)報(bào)的一種農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)。一般在收獲前一個(gè)收獲前一個(gè)月月發(fā)布，對(duì)指導(dǎo)糧食儲(chǔ)運(yùn)、流通和消費(fèi)有一定的參發(fā)布，對(duì)指導(dǎo)糧食儲(chǔ)運(yùn)、流通和消費(fèi)有一定的參考價(jià)值。考價(jià)值。冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件 按預(yù)報(bào)對(duì)象：按預(yù)報(bào)對(duì)象：糧食作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)、經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量預(yù)糧食作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)、經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)和名特優(yōu)小宗農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量預(yù)報(bào)報(bào)和名特優(yōu)小宗農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量預(yù)報(bào)三種。三種。 a、糧食作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)。糧食作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)在我、糧食作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)。糧食作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)在我國(guó)氣

5、象部門(mén)開(kāi)展得比較廣泛，從國(guó)家到省、地、縣國(guó)氣象部門(mén)開(kāi)展得比較廣泛，從國(guó)家到省、地、縣基本都已投入業(yè)務(wù)運(yùn)行。其內(nèi)容主要包括糧食總產(chǎn)基本都已投入業(yè)務(wù)運(yùn)行。其內(nèi)容主要包括糧食總產(chǎn)量預(yù)報(bào)、小麥產(chǎn)量預(yù)報(bào)、玉米產(chǎn)量預(yù)報(bào)、雙季早稻量預(yù)報(bào)、小麥產(chǎn)量預(yù)報(bào)、玉米產(chǎn)量預(yù)報(bào)、雙季早稻產(chǎn)量預(yù)報(bào)、中（一季）稻產(chǎn)量預(yù)報(bào)、雙季晚稻產(chǎn)量產(chǎn)量預(yù)報(bào)、中（一季）稻產(chǎn)量預(yù)報(bào)、雙季晚稻產(chǎn)量預(yù)報(bào)、大豆產(chǎn)量預(yù)報(bào)等。預(yù)報(bào)、大豆產(chǎn)量預(yù)報(bào)等。 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件b、經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)。經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)主要包、經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)。經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)主要包括棉花產(chǎn)量預(yù)報(bào)、油菜產(chǎn)量預(yù)報(bào)和花生產(chǎn)量預(yù)報(bào)等。括棉花產(chǎn)量預(yù)報(bào)、油菜產(chǎn)量預(yù)報(bào)和花生產(chǎn)量預(yù)報(bào)等

6、。目前我國(guó)多數(shù)省、區(qū)氣象部門(mén)都開(kāi)展此項(xiàng)業(yè)務(wù)，目前我國(guó)多數(shù)省、區(qū)氣象部門(mén)都開(kāi)展此項(xiàng)業(yè)務(wù)， c、名特優(yōu)小宗農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量預(yù)報(bào)。主要包括綠豆、名特優(yōu)小宗農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量預(yù)報(bào)。主要包括綠豆、紅小豆、板栗、金絲小棗等農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量預(yù)報(bào)。此項(xiàng)紅小豆、板栗、金絲小棗等農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量預(yù)報(bào)。此項(xiàng)預(yù)報(bào)是國(guó)內(nèi)個(gè)別省、區(qū)、縣氣象部門(mén)根據(jù)用戶的特預(yù)報(bào)是國(guó)內(nèi)個(gè)別省、區(qū)、縣氣象部門(mén)根據(jù)用戶的特殊要求而開(kāi)展的非常規(guī)業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)。殊要求而開(kāi)展的非常規(guī)業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)。 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件1.2 研究目標(biāo)v分析分析研究區(qū)域研究區(qū)域1982198219981998年年冬小麥、玉米冬小麥、玉米產(chǎn)量和氣候因子的時(shí)空產(chǎn)量和氣候因子的時(shí)空分布特征，分布特征

7、，以此為基礎(chǔ)，以此為基礎(chǔ)，分別建立代表區(qū)域冬小麥和玉米的產(chǎn)量分別建立代表區(qū)域冬小麥和玉米的產(chǎn)量與其對(duì)應(yīng)生長(zhǎng)期內(nèi)積溫和降水因子的擬和關(guān)系式；與其對(duì)應(yīng)生長(zhǎng)期內(nèi)積溫和降水因子的擬和關(guān)系式；v建立較大范圍的作物產(chǎn)量和氣象因子關(guān)系，結(jié)合模擬的未來(lái)氣候建立較大范圍的作物產(chǎn)量和氣象因子關(guān)系，結(jié)合模擬的未來(lái)氣候變化情景，對(duì)未來(lái)糧食作物產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并據(jù)此分析未來(lái)區(qū)域變化情景，對(duì)未來(lái)糧食作物產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并據(jù)此分析未來(lái)區(qū)域氣候變化對(duì)我國(guó)糧食安全的影響氣候變化對(duì)我國(guó)糧食安全的影響。 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件1.3 研究思路 1.4數(shù)據(jù)來(lái)源與分析，研究區(qū)域選擇表表2-4 2-4 本文研究區(qū)域的選擇本文研究區(qū)域

8、的選擇 v作物數(shù)據(jù)：作物數(shù)據(jù)：1981982 219981998年研究區(qū)域作物產(chǎn)量（總產(chǎn)、單產(chǎn)）；全國(guó)小麥、年研究區(qū)域作物產(chǎn)量（總產(chǎn)、單產(chǎn)）；全國(guó)小麥、玉米玉米1941949 9 2004 2004的總產(chǎn)、單產(chǎn)和播種面積。（來(lái)源：中國(guó)種植業(yè)信息網(wǎng)的總產(chǎn)、單產(chǎn)和播種面積。（來(lái)源：中國(guó)種植業(yè)信息網(wǎng)農(nóng)作物數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)作物數(shù)據(jù)庫(kù)、FAOFAO、省市年鑒、網(wǎng)絡(luò)）省市年鑒、網(wǎng)絡(luò)）v氣象數(shù)據(jù)：氣象數(shù)據(jù)：1981982 219981998年與研究區(qū)域?qū)?yīng)站點(diǎn)的日均溫和日降水。（來(lái)源：年與研究區(qū)域?qū)?yīng)站點(diǎn)的日均溫和日降水。（來(lái)源：WMO)WMO)v因?yàn)楸疚难芯康氖俏覈?guó)冬小麥和玉米產(chǎn)量對(duì)氣候變化的響應(yīng)，結(jié)合這兩種因

9、為本文研究的是我國(guó)冬小麥和玉米產(chǎn)量對(duì)氣候變化的響應(yīng)，結(jié)合這兩種作物的栽培和所掌握的數(shù)據(jù)情況，選取研究區(qū)域如下表：作物的栽培和所掌握的數(shù)據(jù)情況，選取研究區(qū)域如下表：北部冬小麥區(qū) 黃淮海平原冬小麥區(qū) 西南冬小麥區(qū) 北京 濟(jì)南 青島 徐州 西安 成都 東北春玉米區(qū) 黃淮海夏玉米區(qū) 西南玉米區(qū) 哈爾濱 長(zhǎng)春 沈陽(yáng) 北京 濟(jì)南 青島 徐州 西安 成都 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件 2 冬小麥、玉米產(chǎn)量與氣候因子的時(shí)空分布冬小麥、玉米產(chǎn)量與氣候因子的時(shí)空分布冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件 北京5.9229.453.003.504.004.505.005.506.006.50-10-5051015單產(chǎn)變化

10、率青島6.29414.943.003.504.004.505.005.506.006.50-15-10-505101520濟(jì)南5.52412.923.003.504.004.505.005.506.00單產(chǎn)/103kg.ha.-1-15-10-5051015變化率/%徐州5.41415.613.003.504.004.505.005.506.00-40-30-20-1001020西安4.61742.732.002.503.003.504.004.505.00-30-20-1001020304050成都4.819108.092.002.503.003.504.004.505.0019821983

11、198419851986198719881989199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004年份-100-50050100150n 各研究區(qū)域冬小麥單產(chǎn)在1997年前總體大幅度增長(zhǎng)，1997年以后總體減產(chǎn)。n 單產(chǎn)區(qū)域性差異較大，平均單產(chǎn)以黃淮海產(chǎn)區(qū)的青島、北京和濟(jì)南為較高產(chǎn)區(qū)，徐州次之，西安產(chǎn)區(qū)最低，成都產(chǎn)區(qū)次低。北京減產(chǎn)幅度最大，青島、濟(jì)南以及西安單產(chǎn)較為穩(wěn)定。 圖圖46 研研究究區(qū)區(qū)域域冬冬小小麥麥單單產(chǎn)產(chǎn)年年際際變變化化2.1冬小麥產(chǎn)量的時(shí)空分布特征冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件圖圖414 東北研究區(qū)域春玉米單

12、產(chǎn)量年際變化東北研究區(qū)域春玉米單產(chǎn)量年際變化 成都4.634327.750.501.001.502.002.503.003.504.004.505.0019821983198419851986198719881989199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004年份單產(chǎn)/103kg ha-1-100-50050100150200250300350變化率/%單產(chǎn)變化率圖圖415 西南研究區(qū)玉米單產(chǎn)年際變化西南研究區(qū)玉米單產(chǎn)年際變化 2.2 玉米產(chǎn)量的時(shí)空分布特征n 研究區(qū)玉米單產(chǎn)在19961998年之間總體達(dá)到歷史單產(chǎn)新高

13、，1998以后總體有下降趨勢(shì)。 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件圖圖4|16 黃黃淮淮海海平平原原研研究究區(qū)區(qū)夏夏玉玉米米單單產(chǎn)產(chǎn)年年際際變變化化 n 單產(chǎn)區(qū)域性差異較大，平均單產(chǎn)以東北產(chǎn)區(qū)最高（長(zhǎng)春、沈陽(yáng)和哈爾濱）；以黃淮海產(chǎn)區(qū)青島、北京和濟(jì)南為較高，徐州次之；西南（成都）產(chǎn)區(qū)最低；西安產(chǎn)區(qū)次低。而且東北產(chǎn)區(qū)單產(chǎn)整體比較穩(wěn)定，北京減產(chǎn)幅度最大，青島、徐州、濟(jì)南以及西安產(chǎn)量較為穩(wěn)定，成都玉米單產(chǎn)增長(zhǎng)最為穩(wěn)定。2.2 玉米產(chǎn)量的時(shí)空分布特征冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件n 1982 1998年冬小麥和玉米生長(zhǎng)期內(nèi)對(duì)應(yīng)站點(diǎn)氣溫和降水的變化同樣存在時(shí)間上和空間上的差異。n 在小麥和玉米生長(zhǎng)期內(nèi)，積溫年

14、際變化總體有微弱增加趨勢(shì)，變暖的季節(jié)主要出現(xiàn)在冬季，這與北半球及中國(guó)氣溫變化的特點(diǎn)是一致的。n 各站點(diǎn)冬小麥生長(zhǎng)期內(nèi)降雨量呈遞減趨勢(shì)，玉米生育期的降雨量在地理位置上隨著緯度的降低，有明顯增加趨勢(shì)。 2.3 氣候因子的時(shí)空分布特征冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件3 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化的響應(yīng)冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化的響應(yīng)v 產(chǎn)量分離方法v研究區(qū)冬小麥和玉米氣候單產(chǎn)提取以及和氣候因子的擬合關(guān)系v全國(guó)冬小麥和玉米產(chǎn)量和氣候因子的關(guān)系v我國(guó)冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化的響應(yīng)預(yù)測(cè)冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件n 趨勢(shì)單產(chǎn)定義趨勢(shì)單產(chǎn)定義 iy( )iy t( )iy w3.1 產(chǎn)量分離方法 氣候單產(chǎn)

15、，表征氣候波動(dòng)對(duì)實(shí)際單產(chǎn)的貢獻(xiàn)，隨氣候波動(dòng)氣候單產(chǎn)，表征氣候波動(dòng)對(duì)實(shí)際單產(chǎn)的貢獻(xiàn)，隨氣候波動(dòng)而增加或減少而增加或減少 。 實(shí)際單產(chǎn)；實(shí)際單產(chǎn)； 趨勢(shì)單產(chǎn)，表征社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和生產(chǎn)力技術(shù)水平對(duì)實(shí)際單產(chǎn)趨勢(shì)單產(chǎn)，表征社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和生產(chǎn)力技術(shù)水平對(duì)實(shí)際單產(chǎn)的貢獻(xiàn)，隨科技進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件改善呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，逐漸逼的貢獻(xiàn)，隨科技進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件改善呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，逐漸逼近一個(gè)極限值；近一個(gè)極限值；冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件n趨勢(shì)單產(chǎn)分離公式：5a滑滑動(dòng)動(dòng)平均和平均和5a線線性性調(diào)調(diào)和滑和滑動(dòng)動(dòng)平均平均 111( )pjjkijkikytcy( )jiy t( )jiyt1j kc 1j kiy 3.1

16、 產(chǎn)量分離方法第第j 年趨勢(shì)單產(chǎn)滑動(dòng)平均值，即第年趨勢(shì)單產(chǎn)滑動(dòng)平均值，即第j 年趨勢(shì)單產(chǎn)年趨勢(shì)單產(chǎn) ；滑動(dòng)平均系數(shù)；滑動(dòng)平均系數(shù)；滑動(dòng)步長(zhǎng)年間第（滑動(dòng)步長(zhǎng)年間第（j-k+1）年的實(shí)際單產(chǎn)；年的實(shí)際單產(chǎn)；P 滑動(dòng)平均時(shí)間步長(zhǎng)?；瑒?dòng)平均時(shí)間步長(zhǎng)。jj-p+1pj-k+1冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件11(1)pjkkcpkk 11111pjkkjkcc1j kc 1jkc3.1 產(chǎn)量分離方法n 5a調(diào)和調(diào)和滑滑動(dòng)動(dòng)平均系數(shù)平均系數(shù) 滿滿足下式足下式 滑動(dòng)平均步長(zhǎng)滑動(dòng)平均步長(zhǎng)p區(qū)間內(nèi)，離歷史年份區(qū)間內(nèi)，離歷史年份j越近年份的單產(chǎn)信息越近年份的單產(chǎn)信息對(duì)對(duì)j年理論趨勢(shì)單產(chǎn)越大年理論趨勢(shì)單產(chǎn)越大 。冬小

17、麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件- 0 . 3- 0 . 2- 0 . 100 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 6195319561959196219651968197119741977198019831986198919921995199820012004年 份氣候單產(chǎn)/103kg ha-1滑 動(dòng)調(diào) 和3.1 產(chǎn)量分離方法全國(guó)小麥全國(guó)玉米冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件n 對(duì)分離出的氣候單產(chǎn)對(duì)分離出的氣候單產(chǎn) 與對(duì)應(yīng)站點(diǎn)冬小麥生育期內(nèi)積溫與對(duì)應(yīng)站點(diǎn)冬小麥生育期內(nèi)積溫T與降雨與降雨總量總量P之間的關(guān)系進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸擬合分析。之間的關(guān)系進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸擬合分析。 式中式中：C

18、為常數(shù)項(xiàng)，為常數(shù)項(xiàng)，a、b、c、d、e為氣候因子系數(shù)。為氣候因子系數(shù)。wiy22()()wiyCaTbPcTPdTeP 3.2 研究區(qū)冬小麥和玉米氣候單產(chǎn)與氣候因子的擬合研究區(qū)冬小麥和玉米氣候單產(chǎn)與氣候因子的擬合冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件n 徐州冬小麥氣侯單產(chǎn)兩種方法的提取效果均比較顯著，二次多項(xiàng)式擬合效果徐州冬小麥氣侯單產(chǎn)兩種方法的提取效果均比較顯著，二次多項(xiàng)式擬合效果良好；良好；濟(jì)南冬小麥氣侯單產(chǎn)經(jīng)過(guò)濟(jì)南冬小麥氣侯單產(chǎn)經(jīng)過(guò)5a線性調(diào)和滑動(dòng)平均處理提取后的回歸擬合線性調(diào)和滑動(dòng)平均處理提取后的回歸擬合效果顯著；所有區(qū)域的氣候單產(chǎn)擬合效果總體不好。效果顯著；所有區(qū)域的氣候單產(chǎn)擬合效果總體不好

19、。注：*為5a滑動(dòng)平均處理；*為5a線性調(diào)和滑動(dòng)平均處理；樣本數(shù)n = 13，即19861998年時(shí)間序列。 表表53 19861998年冬小麥研究區(qū)氣候單產(chǎn)二次多項(xiàng)式擬合分析表年冬小麥研究區(qū)氣候單產(chǎn)二次多項(xiàng)式擬合分析表 3.2 研究區(qū)冬小麥和玉米氣候單產(chǎn)與氣候因子的擬合研究區(qū)冬小麥和玉米氣候單產(chǎn)與氣候因子的擬合冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件n 原因分析原因分析在氣象單產(chǎn)擬合年限內(nèi)，中國(guó)冬小麥產(chǎn)量已經(jīng)基本處于歷史的高產(chǎn)水平，生產(chǎn)力技在氣象單產(chǎn)擬合年限內(nèi)，中國(guó)冬小麥產(chǎn)量已經(jīng)基本處于歷史的高產(chǎn)水平，生產(chǎn)力技術(shù)水平的大幅度提高使得趨勢(shì)單產(chǎn)成為實(shí)際單產(chǎn)的主要貢獻(xiàn)因子，幾乎貢獻(xiàn)了術(shù)水平的大幅度提高使得趨

20、勢(shì)單產(chǎn)成為實(shí)際單產(chǎn)的主要貢獻(xiàn)因子，幾乎貢獻(xiàn)了95%以上，所以各站點(diǎn)的氣候單產(chǎn)貢獻(xiàn)整體微弱，直接表現(xiàn)為趨勢(shì)單產(chǎn)和氣候因子的相以上，所以各站點(diǎn)的氣候單產(chǎn)貢獻(xiàn)整體微弱，直接表現(xiàn)為趨勢(shì)單產(chǎn)和氣候因子的相關(guān)系數(shù)很小。關(guān)系數(shù)很小。氣候變化的單產(chǎn)響應(yīng)區(qū)域差異很大，雨熱季節(jié)分布不一，灌溉條件狀況各異等，造氣候變化的單產(chǎn)響應(yīng)區(qū)域差異很大，雨熱季節(jié)分布不一，灌溉條件狀況各異等，造成站點(diǎn)氣候單產(chǎn)對(duì)實(shí)際單產(chǎn)貢獻(xiàn)不一。成站點(diǎn)氣候單產(chǎn)對(duì)實(shí)際單產(chǎn)貢獻(xiàn)不一。樣本空間小（樣本空間?。╪=16n=16），），而且經(jīng)過(guò)滑動(dòng)處理，發(fā)生樣本萎縮（而且經(jīng)過(guò)滑動(dòng)處理，發(fā)生樣本萎縮（n=13n=13），），不能很好地體不能很好地體現(xiàn)氣候時(shí)間

21、趨勢(shì)性，因而波動(dòng)性氣候單產(chǎn)提取效果欠佳，在某些站點(diǎn)尤其明顯?，F(xiàn)氣候時(shí)間趨勢(shì)性，因而波動(dòng)性氣候單產(chǎn)提取效果欠佳，在某些站點(diǎn)尤其明顯。由于以上各因素，各區(qū)域冬小麥氣候單產(chǎn)的提取方法不具有普適性。理論上，可以由于以上各因素，各區(qū)域冬小麥氣候單產(chǎn)的提取方法不具有普適性。理論上，可以通過(guò)改善樣本空間狀況通過(guò)改善樣本空間狀況( (實(shí)際增加樣本數(shù)，或者通過(guò)信息膨脹處理增加樣本數(shù)，如非實(shí)際增加樣本數(shù)，或者通過(guò)信息膨脹處理增加樣本數(shù)，如非線性信息擴(kuò)散方法等線性信息擴(kuò)散方法等) )、樣本品質(zhì)（提高樣本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)精確性）以及擬合方法等實(shí)、樣本品質(zhì)（提高樣本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)精確性）以及擬合方法等實(shí)現(xiàn)比較理想的趨勢(shì)單產(chǎn)提取和

22、模擬?，F(xiàn)比較理想的趨勢(shì)單產(chǎn)提取和模擬。3.2 研究區(qū)冬小麥和玉米氣候單產(chǎn)與氣候因子的擬合研究區(qū)冬小麥和玉米氣候單產(chǎn)與氣候因子的擬合冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件n 濟(jì)南和青島玉米氣侯單產(chǎn)兩種方法的提取效果均比較顯著，二次多項(xiàng)式擬合效果良好；西安玉米氣侯單產(chǎn)經(jīng)過(guò)5a滑動(dòng)平均處理提取后的回歸擬合效果顯著；其它區(qū)域的氣候單產(chǎn)擬合效果總體不好。具體原因與小麥氣候單產(chǎn)擬合效果欠佳的原因比較相似。 表表59 19861998年研究區(qū)玉米氣象單產(chǎn)二次多項(xiàng)式擬合分析表年研究區(qū)玉米氣象單產(chǎn)二次多項(xiàng)式擬合分析表 注：*為5a滑動(dòng)平均處理；*為5a線性調(diào)和滑動(dòng)平均處理；樣本數(shù)n = 13，即19861998年序列。

23、 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件3.3 研究區(qū)冬小麥和玉米實(shí)際單產(chǎn)與氣候因子的擬合研究區(qū)冬小麥和玉米實(shí)際單產(chǎn)與氣候因子的擬合表55 19831998年冬小麥研究區(qū)實(shí)際單產(chǎn)二次多項(xiàng)式擬合分析表n 所選冬小麥區(qū)實(shí)際單產(chǎn)數(shù)據(jù)系列和對(duì)應(yīng)生長(zhǎng)期內(nèi)積溫和降雨總量記錄系列具有良好的二次多項(xiàng)式擬合關(guān)系。徐州擬合效果稍差。可以利用這些擬合二次多項(xiàng)關(guān)系式進(jìn)行未來(lái)以上站點(diǎn)局域氣候變化情景下的冬小麥單產(chǎn)預(yù)測(cè)。 注：樣本數(shù)n = 16，即19831998年時(shí)間序列。 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件3.3 研究區(qū)冬小麥和玉米實(shí)際單產(chǎn)與氣候因子的擬合研究區(qū)冬小麥和玉米實(shí)際單產(chǎn)與氣候因子的擬合表511 19831998年研究

24、區(qū)玉米實(shí)際單產(chǎn)二次多項(xiàng)式擬合分析表注：樣本數(shù)n = 17，即19821998年序列。n 所選區(qū)域玉米實(shí)際單產(chǎn)數(shù)據(jù)系列和對(duì)應(yīng)站點(diǎn)生長(zhǎng)期內(nèi)積溫和降雨總量記錄系列具有良好的二次多項(xiàng)式擬合關(guān)系。西安擬合效果稍差?？梢岳眠@些擬合二次多項(xiàng)關(guān)系式進(jìn)行未來(lái)以上站點(diǎn)局域氣候變化情景下的玉米單產(chǎn)預(yù)測(cè)。 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件3.4 較大區(qū)域冬小麥和玉米單產(chǎn)與氣候因子的擬合大區(qū)域冬小麥和玉米單產(chǎn)與氣候因子的擬合表57 19831998年研究區(qū)冬小麥平均單產(chǎn)二次多項(xiàng)式擬合分析表n 總體上，所選冬小麥研究區(qū)平均實(shí)際單產(chǎn)和氣候單產(chǎn)與氣象數(shù)據(jù)具有良好的二次多項(xiàng)式擬合關(guān)系，可以用于所選冬小麥產(chǎn)區(qū)的區(qū)域氣候波動(dòng)情景下

25、的單產(chǎn)預(yù)測(cè)。 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件3.4 較大區(qū)域冬小麥和玉米單產(chǎn)與氣候因子的擬合大區(qū)域冬小麥和玉米單產(chǎn)與氣候因子的擬合表513 19821998年研究區(qū)玉米平均單產(chǎn)二次多項(xiàng)式擬合分析表n 東北春玉米產(chǎn)區(qū)和黃淮海夏玉米產(chǎn)區(qū)氣候單產(chǎn)與歷史記錄具有良好的二次多項(xiàng)式擬合關(guān)系，可以用于所選玉米產(chǎn)區(qū)的區(qū)域氣候波動(dòng)情景下的單產(chǎn)預(yù)測(cè)。 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件3.5 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化的響應(yīng)預(yù)測(cè)溫度變化（） 降水變化（） 年份 冬 春 夏 秋 年平均 冬 春 夏 秋 年平均 2010 0.38 0.35 0.34 0.35 0.35 1.4 1.3 1.2 0.9 1.1 2020

26、0.69 0.63 0.62 0.64 0.65 2.6 2.3 2.1 1.6 1.9 2030 0.93 0.86 0.84 0.87 0.88 3.5 3.2 2.8 2.2 2.6 2040 1.12 1.04 1.02 1.05 1.06 4.2 3.8 3.4 2.5 3.2 2050 1.48 1.37 1.34 1.38 1.40 5.5 5.1 4.5 3.5 4.2 GCM模型模擬的模型模擬的2010到到2050年氣候變化情景年氣候變化情景 n 未來(lái)到2050年中國(guó)地區(qū)由于溫室效應(yīng)氣溫可能上升1.4，降水總的趨勢(shì)也是增加的，但增加幅度不大，到2050年可能只增加4.2%；降

27、水增加幅度小于氣溫升高幅度。冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件3.5 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化的響應(yīng)預(yù)測(cè)冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件3.5 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化的響應(yīng)預(yù)測(cè)注：*東北春玉米生長(zhǎng)期從5月1日至9月10日，生長(zhǎng)期按133d計(jì)算；黃淮海夏玉米生長(zhǎng)期從6月10日至9月30日，生長(zhǎng)期按112d計(jì)算；西南秋玉米生長(zhǎng)期從8月1日至11月10日，生長(zhǎng)期按101d計(jì)算。冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件3.5 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化的響應(yīng)預(yù)測(cè)表516 基于GCM模擬2010到2050年氣候變化情景的中國(guó)冬小麥產(chǎn)量響應(yīng)n 中國(guó)冬小麥單產(chǎn)對(duì)未來(lái)區(qū)域氣候波動(dòng)，即氣溫升高，雨量增加的響應(yīng)行為總體為增

28、產(chǎn)趨勢(shì)，但是這種增長(zhǎng)是具體的，具有明顯的時(shí)空分布特征，并且也是復(fù)雜的，受非氣候因子波動(dòng)的綜合影響。 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件n中國(guó)玉米單產(chǎn)對(duì)未來(lái)區(qū)域氣候波動(dòng)，即氣溫升高，雨量增加的響應(yīng)行為總體為減產(chǎn)效應(yīng)，明顯削弱了生產(chǎn)技術(shù)水平提高對(duì)實(shí)際單產(chǎn)的貢獻(xiàn)，總體表現(xiàn)為微弱的增長(zhǎng)趨勢(shì)。3.5 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化的響應(yīng)預(yù)測(cè)表517 GCM模擬2010到2050年氣候變化情景的中國(guó)玉米產(chǎn)量響應(yīng) 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件3.6 冬小麥和玉米生產(chǎn)安全分析n區(qū)域氣候波動(dòng)下的中國(guó)冬小麥產(chǎn)量分析 如以所選區(qū)域平均處理的擬合二項(xiàng)式為例，2010年、2020年、2030年、2040年、2050年氣候單產(chǎn)

29、（式5-7）預(yù)測(cè)值分別為250kg/ha、121 kg/ha、-16 kg/ha、-145 kg/ha、-433 kg/ha，對(duì)應(yīng)時(shí)間全國(guó)的氣候單產(chǎn)yw（式5-8）預(yù)測(cè)值分別為169kg/ha、188 kg/ha、206 kg/ha、223 kg/ha、256kg/ha。而對(duì)應(yīng)時(shí)間的研究區(qū)平均處理的實(shí)際單產(chǎn)（式5-9）預(yù)測(cè)值分別為4909kg/ha、5117 kg/ha、5284kg/ha、5416kg/ha、5666kg/ha，表現(xiàn)為穩(wěn)定的增長(zhǎng)趨勢(shì)。冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件3.6 冬小麥和玉米生產(chǎn)安全分析n 冬小麥生產(chǎn)安全分析 若根據(jù)式5-9的預(yù)測(cè)實(shí)際單產(chǎn)，未來(lái)50年內(nèi)如果中國(guó)小麥種植

30、面積保持1995年 2004年的平均水平2.66005107 ha，即使考慮未來(lái)人口增長(zhǎng)，則2010年、2020年、2030年、2040年、2050年人均小麥糧食占有量由2004年的70.2kg增長(zhǎng)到94.6 kg、98.6 kg、101.9 kg、104.4 kg、109.2 kg。 如果未來(lái)50年總產(chǎn)保持1995年2004年的平均水平，則2010年、2020年、2030年、2040年、2050年節(jié)省小麥種植耕地面積比例分別達(dá)21.75%、24.92%、27.30%、29.07%、32.20%。 在未來(lái)50年模擬情景氣候變化條件下，即使考慮未來(lái)50年中國(guó)人口的增長(zhǎng)，中國(guó)小麥產(chǎn)量總體保持穩(wěn)定增

31、長(zhǎng)，人均小麥可供應(yīng)量仍保持穩(wěn)定提高。 總體看來(lái)，隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的穩(wěn)定提高和種植面積的保證，未來(lái)中國(guó)小麥產(chǎn)量的氣候波動(dòng)響應(yīng)不會(huì)對(duì)中國(guó)糧食生產(chǎn)安全產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件3.6 冬小麥和玉米生產(chǎn)安全分析n 區(qū)域氣候波動(dòng)下的中國(guó)玉米產(chǎn)量分析 如以全國(guó)平均處理的擬合二項(xiàng)式為例，2010年、2020年、2030年、2040年、2050年氣候單產(chǎn)預(yù)測(cè)值yw（式5-10）分別為-48.0kg/ha、-173.4 kg/ha、-270.8 kg/ha、-34.3kg/ha、-469.9 kg/ha。而對(duì)應(yīng)時(shí)間的東北春玉米產(chǎn)區(qū)站點(diǎn)平均處理的實(shí)際單產(chǎn)（式5-12）預(yù)測(cè)值分別為6200kg/ha

32、、6265kg/ha、6339kg/ha、6411kg/ha、6574kg/ha，為高增產(chǎn)區(qū)；而對(duì)應(yīng)時(shí)間的黃淮海夏玉米產(chǎn)區(qū)站點(diǎn)平均處理的實(shí)際單產(chǎn)（式5-13）預(yù)測(cè)值分別為5343kg/ha、5426kg/ha、5499kg/ha、5554kg/ha、5671kg/ha，為中低增產(chǎn)區(qū)，各預(yù)測(cè)區(qū)表現(xiàn)為不同程度的穩(wěn)定的增長(zhǎng)趨勢(shì)。 冬小麥和玉米生產(chǎn)對(duì)氣候變化課件3.6 冬小麥和玉米生產(chǎn)安全分析n 玉米生產(chǎn)安全分析 若根據(jù)式5-12的預(yù)測(cè)實(shí)際單產(chǎn)，未來(lái)50年內(nèi)如果中國(guó)小麥種植面積保持1995年 2004年的平均水平2.436801107ha ，即使考慮未來(lái)人口增長(zhǎng)，則2010年、2020年、2030年、2040年、2050年人均小麥糧食占有量由200