在20世纪20年代,内蒙古地区建立的气象站开始观测冻土数据信息,经过几十年的观测资料积累,为研究北方地区冻土变化特征打下了坚实的基础。气候环境和地形条件的共同影响,使得土壤冻结的季节性变化特征极为显著,且对气候变化的反应极为敏感。为全面了解冻土变化特征及对农业生产的影响,以充分利用光热资源,不断挖掘农业生产潜力,本文重点分析了呼和浩特赛罕区的冻土变化特征及其对农业生产的影响,选用呼和浩特赛罕区基准气候站1991年~2023年9月到次年4月(5~8月无冻土)逐日冻土深度及逐年冻土初日和终日资料,利用统计学方法分析了呼和浩特赛罕区的最大冻土深度、冻土初日和终日变化特征,同时分析了冻土变化对农业的影响。
进入冬季,除了霜冻以外,雪灾给农业带来的影响也格外突出。在一定程度上,积雪融化时会从土壤中带走热量进而冻死害虫。但同时,强度较大的降雪也会演变为农业气象灾害,影响农作物生长。分析积雪深度与农业气象灾害的关系,在此基础上提出重度积雪灾害下的农业应对措施,比如加强农作物防寒保暖、强化农业设施安全防护以及畜禽养殖做好特殊应对等。
为了满足现代农业发展的精细化服务需求,建立日光温室雪灾预警,指导农户提前采取有效措施,做好灾前防御,减少或避免雪灾造成的经济损失。本研究采用极值概率分布模型对青海省河湟谷地13个县区1978—2021年最大积雪深度观测资料进行分析,计算了30 a重现期日光温室坡度角为30°、35°和40°的最大雪压,得到日光温室雪灾临界指标。在此基础上选取1985—2021年河湟谷地日光温室实际雪灾资料、积雪深度资料,以各雪灾年造成的日光温室损失率作为因子,依据计算标准化降水指数不同等级灾害占总灾害比例的方法,确定日光温室雪灾不同强度等级的阈值,再根据积雪深度和温室损失率的函数关系,构建基于日光温室损失率的雪灾预警指标,将日光温室雪灾预警等级分为轻度、中度、重度三级。此方法对日光温室雪灾指标划分提出新的思路和方法,不仅简单,而且具有地域普适性,便于气象服务业务应用。
为探究雪灾对江苏省越冬作物和设施农业的危害程度及分布规律,本文利用1978—2020年江苏省71个国家级气象观测站逐日最低温度、积雪深度等气象资料,数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)数据,以及小麦、油菜和设施农业生产相关的社会经济资料,使用层次分析法与CRITIC法相结合的方法(Analytic Hierarchy Process-CRITIC)构建江苏省雪灾对越冬作物和设施农业的风险评估模型,进行雪灾风险等级划分。结果表明:江苏省降雪过程最低温度由西北向东南递减,积雪日数由西向东逐渐减少,最大积雪深度与距海洋距离呈正相关;雪灾高风险地区集中在淮北西部,较高风险地区为江淮之间地区的西部,中风险地区分布在淮北和江淮之间地区的中部及苏南西部,低风险和较低风险地区分布在沿海和苏南东部地区。
利用极值Ⅰ型概率分布法计算了我国多年一遇的最大积雪深度和基本雪压分布。将计算所得的重现期为3a、5a、10a、20a的基本雪压作为积雪压垮设施农业温室大棚风险等级划分的阈值,以中央气象台智能网格降水量和降水相态预报数据产品为驱动,构建了我国农业温室大棚积雪压垮风险预估模型。对2020年2月华北黄淮较强雨雪过程和11月内蒙古及东北地区较强雨雪过程开展应用试验,通过压垮风险等级预估结果与实际灾情分布信息的对比,认为该模型预估效果较好,能在气象服务中发挥一定的参考作用。该风险预估模型未来需进一步考虑农业温室大棚等设施的地理分布、积雪密度影响因子和冬季大风致灾因子等,以提高模型的预估效果。
[目的]研究季节性冻土的分布与变化对多样性农区农业生产的影响,对于合理利用气候资源,指导当地农业生产具有重要的意义。[方法]文章以临汾市为例,选用1960—2019年临汾市17个观测站逐日的冻土深度、温度、地温、降水量和蒸发量等资料数据,采用克里金空间插值法分析研究区冻土的空间分布,并运用M-K检验、一元线性回归、相关分析等方法分析研究区不同海拔高度季节性冻土的变化趋势及影响因素。[结果](1)临汾市季节性冻土深度山区大于盆地,北部大于南部,冻土深度与海拔高度正相关显著,相关系数为0.712 (P<0.01)具有明显的垂直分布特征。(2)近年来最大冻土深度呈明显下降趋势,变化倾向率平均为-2.304cm/10年,高海拔地区变化趋势尤为显著,1982年冻土深度发生突变,突变后从一个相对偏深期跃变为相对较浅期。(3)冻土始冻日山区早于平川,北部早于南部,解冻日刚好相反,冻土持续期平均相差1个月左右;多年来临汾市土壤表面始冻日推迟,解冻日提前,冻土期明显减少,平均变化率分别为2.088d/10年、1.762d/10年和4.069d/10年,低海拔地区变化趋势更为明显。(4)相关分析表明...
利用1961~2016年青海省东部农业区11个气象观测站点的冻土观测资料,采用累积距平、滑动t检验等方法,分析了青海东部农业区季节性最大冻土深度的时空分布特征及变化规律。结果表明:东部农业区整体冻结开始时间呈逐年推迟趋势,完全解冻时间呈逐年提前趋势,平均冻结持续时间呈逐年缩短趋势;最大冻土深度年际变化在90年代前后由减小趋势转变为增长趋势,在1986年出现了突变;化隆站最大冻土深度多年平均值最高为72.15cm,尖扎站最低为28.32cm。
以建昌县气候监测站1961—2012年逐日气温、地面温度及冻土深度资料为基础,运用现代气候统计诊断技术,分析了该地区霜期设施农业生产期气温、地面温度、最大冻土深度变化趋势和突变特征及对设施农业的影响。结果表明:自1961年以来,建昌县霜期设施农业生产期平均气温、平均地面温度明显升高,倾向率分别为0.32℃/10 a、0.29℃/10 a,气温在1982年突变性升高,突变之后气温平均升高1.2℃;地面温度在1989年突变性升高,平均升高1.1℃;最大冻土深度明显变浅,倾向率为-4.63 cm/10 a,1985年突变性变浅,突变后冻土最大深度平均变浅18.3 cm。当气温每升高1℃,冻土最大深度将变浅9.6 cm。霜期温度升高等于热量资源的增加,有利于设施农业的发展,冻土深度变浅可减少大棚内植物冻害。研究结果可为大力发展设施农业日光温室提供气候依据。
全球气候变化及其可能引发的生态后果已广受关注,如何准确评估未来气候变化的环境效应,探讨人类活动的影响和适应,成为亟待解决的重要科学问题。从关键区域入手,选择涵盖未来气候变化特征,又与现代接轨的全新世,重建植被演替和格局及其对气候变化的响应;恢复农业活动的特征、方式和强度及其与植被和气候变化关系,可为评估未来气候变化的环境效应,以及人类影响与适应研究提供依据。本课题拟选取东北地区西辽河流域,运用花粉和木炭记录重建全新世植被演替和重要气候阶段的植被格局;通过考古植物指标记录判别西辽河流域旱作农业的起源与发展,揭示全新世不同文化期农业活动特征、方式和强度。通过植被记录、农业活动证据以及考古文献和历史资料,结合高精度AMS14C年代,与高分辨气候变化序列进行对比研究,探讨气候变化与植被和农业活动的关系,分辨自然和人为因素对植被演替和格局的影响,从基础理论和环境评估两个层面提出新的认识和建议。
2014-01