未来气候情景下冬小麦潜在北移区农业气候资源变化特征
未来气候变化情景下中国气候生长期演变
未来气候变化情景下中国气候生长期演变杨怀志１，李 靖２，赵昕奕１（１．北京大学城市与环境学院，北京１００８７１；２．北京市气象台，北京１０００８９）摘要：利用１９７１—２０１０年中国气温数据和区域协同降尺度试验东亚地区项目组ＲＣＰ４．５和ＲＣＰ８．５情景下未来气候预估数据，分析了５℃为界限温度表征的气候生长期演变规律。
结果表明：（１）１９７１—２０１０年，全国大部分地区气候生长期略有增加，生长期开始日期提前为主要特征；（２）在ＲＣＰ４．５情景下，气候生长期开始日期的提前主要表现在华东和华中地区以及青藏高原地区，结束日期的推迟表现在青藏高原地区中部、南部和东部以及新疆的“三山地区”，推迟日数均在３０ｄ以上；（３）在ＲＣＰ８．５情景下，气候生长期开始日期受影响范围在ＲＣＰ４．５情景的基础上有所增加，变化日数大幅增加，结束日期则是长江流域以北及青藏高原地区变化日数均较大，长江流域以北和青藏高原地区的气候生长期均延长２０ｄ以上；（４）青藏高原地区气象站点较少，地形地貌较为复杂，结果精度虽受影响，但无论是过去４０年还是未来情景，其北部地区对生长期开始日期的变化最为敏感。
关 键 词：全球变暖；气候生长期；变化趋势；中国中图分类号：Ｋ９０３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３２３６３（２０２１）０３?０１０９?０６ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３?２３６３．２０２１．０３．０１９收稿日期：２０２０－０７－０６；修回日期：２０２１－０４－２３基金项目：国家重点研发计划课题（２０１８ＹＦＡ０６０６６１０４）；第二次青藏高原综合科学考察研究资助项目（２０１９ＱＺＫＫ１００１）作者简介：杨怀志（１９９６－），男，河南濮阳市人，硕士研究生，主要从事自然地理学与全球气候变化研究，（Ｅ ｍａｉｌ）ｙｈｚ１９９６＠ｐｋｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
通信作者：赵昕奕（１９６８－），女，吉林白城市人，副教授，博士，主要从事自然地理学与全球气候变化研究，（Ｅ ｍａｉｌ）ｓｈ ｚｈａｏ＠ｕｒ ｂａｎ．ｐｋｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
未来气候变化情景下中国主要粮食作物生产模拟
未来气候变化情景下中国主要粮食作物生产模拟未来气候变化情景下中国主要粮食作物生产模拟随着全球气候变化的不断加剧，人们对于未来的气候趋势和气候变化对农业的影响越来越关注。
粮食作物是人类生存和发展的重要基础，对气候变化的适应能力将直接影响到粮食的供应和食品安全。
因此，研究未来气候变化情景下中国主要粮食作物的生产模拟是非常重要的。
中国作为世界上最大的农业国之一，粮食生产对于经济和社会稳定具有重要意义。
在过去的几十年中，中国的粮食生产取得了巨大的成功，但是面临着气候变化带来的巨大挑战。
气候变化导致的温度升高、干旱和洪涝等极端气候事件频繁发生，给粮食生产带来了很大的不确定性。
因此，研究未来可能出现的气候情景下粮食生产的变化是十分必要的。
粮食作物主要包括水稻、小麦和玉米。
这些作物是中国人口主要的食物来源，也是支撑农业生产的关键作物。
因此，对未来气候变化情景下这些作物的生产模拟具有重要意义。
首先，我们应该了解未来气候变化情景。
根据国际气候变化研究机构的预测，未来几十年内，全球气候将继续变暖，降水分布也将发生变化。
在这种情况下，中国将面临更加持续和频繁的极端气候事件，如高温、干旱和洪涝等。
这对于粮食作物的生长和产量将产生重要的影响。
接下来，我们可以利用气候模型和作物生长模型进行未来粮食作物生产的模拟研究。
通过对历史气象数据和农田实测资料的分析和挖掘，我们可以建立起适合中国气候的作物生长模型，并通过与实际生产数据的对比验证模型的准确性。
然后，基于未来气候情景的数据，我们可以用模型进行未来粮食作物生产的模拟。
模拟的结果显示，未来气候变化情景下，中国主要粮食作物的生产将面临较大的挑战。
首先，由于温度的升高，作物生长周期将发生变化，对生长季节的选择和管理提出了新的要求。
其次，干旱和洪涝等极端气候事件可能导致作物减产甚至灾害。
这将对粮食供应和食品安全产生严重影响。
然而，我们也可以通过适应措施来减轻气候变化对粮食作物生产的影响。
2021版高考地理第4单元中国地理概况第6课时中国的农业课时作业含解析
第6课时中国的农业一、单项选择题下图为我国冬小麦种植区分布图，河南省是我国最重要的冬小麦产区。
据此完成1～2题。
1．与浙江省相比，图示区域粮食作物选择种植冬小麦的主要自然原因是( C )A．纬度较高，冬季气温低B．地形平坦，土壤肥力高C．降水较少，昼夜温差大D．白昼较长，光照更充足2．河南省冬小麦商品率低于其他省区，主要原因是( B )A．城市化水平低，市场需求量小B．人口密度较大，人均耕地较少C．种植技术落后，小麦单产较低D．水陆交通不便，小麦外运困难[解析]第1题，小麦生长的自然条件需要降水较少，浙江省降水丰富，以水稻种植为主，而冬小麦生产区位于秦岭—淮河以北地区，降水较少，能满足小麦生产需要。
相对于浙江，冬季温度较低，但冬季低温对绝大多数农业生产是不利的，故不能作为河南种植冬小麦的理由。
地形、土壤不是影响小麦种植的主要因素；冬小麦生长期主要在冬半年，白昼较短。
第2题，河南省地处中原，人口密度大，人均耕地少；虽然粮食单产、总产量都较高，但商品率较低。
小麦是粮食作物，河南省人口多，市场需求量大；河南种植小麦技术成熟，单产较高；河南中原腹地，地形平坦，交通便利。
(2021·江西师大附中高三月考)河西走廊是我国“丝绸之路经济带”的要道，也是我国最大的玉米制种基地。
近年来，该地制种业结构发生变化，蔬菜、瓜果、花卉等制种规模迅速扩大。
下图示意河西走廊地区，读图，回答3～4题。
3．与黄淮海平原制种基地相比，该地成为“种子繁育黄金走廊”最明显的优势是( A )A．光照充足，昼夜温差大B．交通便利，距离市场较近C．经济发达，科技水平高D．海拔高、气温低，病虫害少4．该地制种业结构变化的主要影响因素是( D )A．水源B．机械C．土壤D．市场[解析]第3题，本题考查农业区位因素，较易。
河西走廊地处内陆，降水少，气候干旱，光照充足，昼夜温差大，有利于作物有机质的积累，故A项正确；河西走廊位于西北内陆，和黄淮海平原相比，交通、市场、经济、科技等均不占优势；海拔高、气温低对制种不利，B、C、D项错误。
江苏省玉米气候资源的变化特征与未来气候情景预估
江苏省玉米气候资源的变化特征与未来气候情景预估徐敏;高苹;徐经纬;于庚康;张力文;王雪燕【期刊名称】《江苏农业科学》【年(卷),期】2014(42)10【摘要】利用江苏省淮北地区20个气象台站1961—2012年的气象观测资料,统计分析了夏玉米生育期内光、温、水等气候资源的变化特征；利用区域气候模式RegCM4在代表性浓度路径( representative concentration pathways,RCP)为4.5、8.5排放情景下的预估数据,对淮北地区未来近20年的农业气候资源进行了预估。
结果表明：近52年内,≥10℃活动积温在各年间均在2900℃以上,≥20℃活动积温在各年间均在2700℃以上,且热量资源充足,在20世纪90年代存在显著上升趋势；日照时数、太阳总辐射都存在显著下降趋势,线性倾向率分别达到了-4.8 h/年、-7.5 MJ/(m2·年),2000年之后明显低于气候平均值；降水量呈现“明显下降-平稳波动-快速上升”的特征；2014—2030年,2种气候情景下,光、温、水资源的年际波动都比较大；活动积温(个别年份除外)为正距平,总体呈现增加趋势；太阳净辐射基本上也都为正距平；水分盈亏基本上以正距平为主。
研究结果可为政府部门和农户充分利用当地农业气候资源、调整种植结构、应对气候变化提供参考。
【总页数】6页(P95-100)【作者】徐敏;高苹;徐经纬;于庚康;张力文;王雪燕【作者单位】江苏省气象局，江苏南京210008;江苏省气象局，江苏南京210008;南京信息工程大学大气科学学院，江苏南京210044;江苏省气象局，江苏南京210008;江苏省气象局，江苏南京210008;江苏省气象局，江苏南京210008【正文语种】中文【中图分类】S162.5+3【相关文献】1.江苏省农业气候资源及未来情景预估2.未来气候情景下冬小麦潜在北移区r农业气候资源变化特征3.大豆生育期内气候资源变化特征及未来情景预估4.SRES A1B 情景下未来宁夏玉米生育期气候资源变化分析5.气候变化情景下黄淮海冬麦区农业气候资源变化特征因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
未来气候变化对我国粮食安全的影响_周曙东
收稿日期：2012－11－21基金项目：国家社科基金重大项目(08＆zd015);国家社科基金重大项目(11＆ZD046);中央高校基本科研业务费专项资金(KYT201005)作者简介：周曙东，男，南京农业大学经济管理学院教授，研究方向为技术经济、环境经济。
第13卷第1期2013年1月南京农业大学学报（社会科学版）2013．13（1）Journal of Nanjing Agricultural University （Social Sciences Edition ）http ：//xbsk．njau．edu．cn【粮食安全保障研究】未来气候变化对我国粮食安全的影响周曙东，周文魁，林光华，乔辉（南京农业大学经济管理学院，江苏南京210095）摘要：气候变化对中国农业生产可能带来正面影响和负面影响，探讨应对气候变化的适应性对策，分析农业气象灾害对粮食安全的影响，并对气候变化影响及适应性措施的不同情景方案对粮食安全影响进行情景模拟分析。
研究结果显示未来气温上升导致的粮食单产下降将对中国今后的粮食生产带来一定程度的不利影响，除东北地区外，其他五个地区的粮食产量都将下降，从而对中国未来的粮食安全形势构成重大威胁。
部分省区发生的季节性干旱对处于干旱和半干旱区的华北和西北地区的区域性粮食安全造成一定的影响。
应对气候变化的适应性措施可以达到趋利避害的目的。
未来在长江流域和华南地区大力推广双季稻，可以充分利用气温上升带来积温增加的好处，使这些地区的水稻产量明显增加;引种和技术进步对全国粮食产量提高有着显著的作用;而多种适应性措施多管齐下对全国粮食产量的提高程度更为明显。
关键词：气候变化;粮食安全;技术进步;情景分析中图分类号：S162文献标志码：A文章编号：1671－7465(2013)01－0056－10一、引言中国是一个人口大国，确保粮食安全一直是中国政府农业政策最主要的政策目标之一。
粮食生产与气候条件保持着高度的因果联系，特别是在目前生态环境遭遇一定程度的伤害、极端天气反复发作的条件下，气候变化已经成为直接影响粮食安全的关键因素。
未来气候情景下气候变化响应过程研究综述_成爱芳
收稿日期收稿日期：2014-04-14；修订日期修订日期：2014-06-14基金项目基金项目：中国科学院重点部署类项目（KZZD-EW-04-05）资助。
作者简介作者简介：成爱芳（1982-），女，陕西澄城人，博士研究生，主要研究方向为气候变化水文响应。
E-mail:aifangcheng@未来气候情景下气候变化响应过程研究综述成爱芳1，冯起1，张健恺2，李宗省1，王岗1（1.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃兰州730000；2.兰州大学大气科学学院，甘肃兰州730000）摘要摘要：气候变化将会对生态系统、自然资源、极端气候和人类社会产生一定的影响，科学评估未来气候变化响应是应对气候变化的前提。
通过对当前研究成果的回顾，建立未来气候情景下气候变化响应研究的系统思路，并总结了研究所涉及的方法。
系统论述了应用第5阶段耦合模式比较计划（CMIP5）气候模式前进行适用性评价的必要性；分析了当前降尺度方法尤其是统计降尺度的主要方法及进展；归纳了偏差校正过程中普遍使用的方法，最后，综合分析了整个研究过程中的不确定性。
研究将为气候变化响应分析提供方法和思路指导。
关键词：降尺度方法；偏差校正方法；气候变化响应；CMIP5中图分类号中图分类号：P467文献标识码文献标识码：A文章编号文章编号：1000-0690(2015)01-0084-071研究意义IPCC 第5次评估报告（AR5）指出：自从19世纪后半期以来，全球尺度的平均气温在不断升高，过去的3个连续10a 的平均气温比有器测记录以来的任意一个10a 都高；冰川、格陵兰和南极冰盖等累积冰量的减少导致海平面上升速率由1993~2009年间的（1.0~1.4）mm/a 增加到2005~2009年间的（1.2~2.2）mm/a [1]。
报告中还指出，1971~2010年间，海洋表层0~700m 海温呈现正的变化趋势，海洋热含量也在不断增加[2]。
报告通过新的科学观测事实，更为完善的归因分析和气候系统模式模拟结果，进一步确认了近年来气候变暖的事实[3]。
不同气候情景下中国东北与华北作物产量变化趋势模拟
Ｐ Ｅ Ｉ输 出 的 Ａ Ｒ ＣＳ ２和 Ｂ ２情景 ， 情景 格点 数据 大小 为
０５ ．。×０ ５ 。然 后 利 用 各 套 气 候 情 景 数 据 驱 动 ．。 ＷＯ Ｏ Ｔ作 物 生 长 模 型 ， 拟 未来 ４ （０ １ ２５ ＦＳ 模 ０ａ ２ １－ ０ ０
１ ３ 研 究 方 法 ．
２ 结 果 与分 析
２ １ 气 候模 式模 拟 的未来 温度和 降水 变化 趋势 ． ２ １ １ 各 种 气候 模 式输 出的 未来 ４ ．． ０ａ平 均 温度 变
采用 气候模 式输 出的未来气 候情 景格 点数 据驱 动作 物生 长模拟模 型 的研 究 方 法 ， 未来 气 候 情 景 数 据有 两套 ， 一套来 自意大利 ＩＴ Ｃ Ｐ中心的 区域气 候模 式 Ｒ ｇ Ｍ 输 出 的多 情 景 加 权 平 均 值 简称 Ｒ Ａ情 ｅＣ ３ Ｅ 景， 另一 套 来 自英 国 Ｈ ｄ ｙ中 心 的 区 域 气 候 模 式 ａｌ ｅ
气 温 １ ｃ ５Ｉ， 均降雨 量 为 ４０～１ ０ ｍ。是 ０Ｉ ：～１ 年 ｃ ＝ ０ ０ｍ １
我 国冬小 麦的 主产 区。
１２ 资 料 来 源 ．
Ｂ ２情景 ， 结合 ＷＯ Ｏ Ｔ作 物 生 长模 型 ， 拟研 究 未 ＦＳ 模
来 ４ （０ １ ２５ ０ａ ２ １— ０ ０年 ） 气候 变化对 我 国华 北东 北 主
域 尺度上 ， 所有 作 物品种 都 同属一 种生态 型 ， 区域 以
室 （ 国农 业气象 观测 记录 报表 、 国农 业气 象观 测 全 全
Ａ Ｂ报 资料 ） 。
单元 为空 间尺度 ， 用 多 点 同 期 的面 上 产 量 资料 进 使 行调试 ， 而建 立 了东 北 玉 米 和华 北 冬 小 麦 影 响评 从 估模 型 。有关 作物 参数 的调 整和 区域化 以及 模型 的 适 宜性 分析 与检验 详见 文后 参考文 献 ＿ ｌ ９ ｌ 。
气候变化背景下我国极端降水的时空分布特征和未来预估
气候变化背景下我国极端降水的时空分布特征和未来预估气候变化背景下我国极端降水的时空分布特征和未来预估近年来，全球范围内气候变化日趋明显，对地球生态环境和人类社会造成了深远影响。
其中，极端降水事件的频率和强度逐渐增加，给人类居住地区的生活和生产带来了极大的威胁。
本文将探讨气候变化背景下我国极端降水的时空分布特征以及对未来的预估。
我国地域广阔、气候多样，极端降水的时空分布特征具有很大的差异性。
从时空尺度来看，我国东部地区受到东亚季风的影响，降水分布呈现明显的季节性特征。
夏季是东部地区的降水高峰期，且降水主要集中在短时间内，导致了极端降水事件的频率和强度较高。
而西北地区降水较少，且主要分布在冬季，极端降水事件较为罕见。
然而，随着全球气候变暖的发展，我国极端降水事件的时空分布正在发生一系列的变化。
首先，全球气温升高导致了海洋水汽含量的增加，进而增加了我国携带水汽的东亚季风降水量。
尽管全球平均降水量没有明显增加，但降水的分布格局却发生了变化。
东部地区夏季极端降水的频率增加，而西北地区夏季极端降水事件呈增加趋势。
此外，气候变化还导致降水过程的强度增加，极端降水事件往往伴随着暴雨、洪涝等灾害性天气，给人们的生活和生产带来了巨大的负面影响。
未来气候变化的情景模拟表明，我国极端降水事件在时空分布上仍将发生明显变化。
根据IPCC的报告，未来全球气候将持续变暖，我国气温将进一步升高。
这将进一步增加我国东部地区夏季极端降水的频率和强度，加剧洪涝灾害的发生。
同时，西北地区的降水将增加，夏季极端降水事件也将呈现增加趋势。
而南部地区则可能面临更加频繁和剧烈的台风降水。
面对气候变化带来的极端降水风险，我国政府和科研机构已经采取了一系列措施来应对。
首先，加强监测和预警系统的建设，提高对极端降水事件的预警能力，及时采取措施减轻其对人们生活和农业生产的影响。
其次，加强城市排水系统的建设，提高城市水弹性，减少城市内涝和交通堵塞等问题。
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引 言
IPCC 第五次评估报告中清晰地给出了气候变 化的科学事实。自 20 世纪初以来，全球几乎所有 地区都呈现气候变暖，1880—2012 年全球平均陆 地和海洋表面温度上升 0.85 ℃ [1]。中国北方是全球 升温显著的地区之一 [2]。 气候变化对农业的影响，首要是其对农业气候 资源的影响 。气候变化首先引起农业气候资源在 数量和配置上发生相应变化，导致农业生产过程的 一系列调整与改变，并最终对农业种植制度 品种布局以及生长发育和产量
表 1 选取的主要农业气候资源指标 Table 1 Selections of main agro-climatic resources indexes
类型 光照资源 热量资源 农业气候资源指标 太阳辐射 (MJ/m2) 年平均气温 (℃ )、年负积温 (℃ · d)、生长季内 ≥ 0 ℃积温 (℃ · d)、 极端低温 (℃ )、无霜期 (d) 年降水量 (mm)、 生长季降水量 (mm)、 湿日数 (d)
气 候 变 化 影 响
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气 候 变 化 研 究 进 展
2017 年
时所指出的那样，这一区域是农业适应气候变化的 重点地区。而在生产实践中，在甘肃、宁夏、山西、 辽宁等省份冬小麦种植北界变化的地区，冬小麦单 产波动明显①，因此，需要详细分析北移区域内气 候资源变化情况，合理区划是否能够扩种。 目前研究多限于探究作物种植界限的变化特 征， 对潜在变化区域内的气候资源变化的研究较少。 因此，应用最新 RCPs 情景下 PRECIS 模式模拟的 未来逐日气候情景数据，首先明确未来冬小麦潜在 北移区变化，然后针对该区域分析光、温、水等农 业气候资源变化特征规律，以期为高效利用农业气 候资源、合理进行冬小麦扩种、提高冬小麦产量提 供科学指导。
未来气候情景下冬小麦潜在北移区 农业气候资源变化特征
张梦婷，张玉静，佟金鹤，李 阔， 潘 婕，许吟隆
中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，北京 100081
摘 要：基于区域气候模式系统 PRECIS 输出的 RCP4.5 气候情景数据分析表明，相较于 1981—2010 年，至 2071—2097 年冬小麦种植北界将平均向北移动 147.8 km，北移面积约 1.86× 105 km2。选取代表光、温、水资源的 9 项农业气候资 源指标，探究未来情景下，2021—2097 年冬小麦潜在北移区内农业气候资源变化特征，结果表明：(1) 相较于基准时段 ( 1961—1990 年 )，未来潜在北移区内光照资源变化呈减少趋势；热量资源呈明显增加趋势，在 21 世纪末的 30 年，波 动性加大；降水资源整体增加趋势不明显，但波动性亦呈现增大趋势。(2) 未来潜在北移区内，2030T (2021—2050 年 )、 2050T (2041—2070 年 ) 和 2070T (2061—2090 年 ) 时段光照资源在研究区域的东北部减少幅度较大，而在西南部较小； 热量资源在研究区域的北部增加比南部明显；降水资源则主要在研究区域的东北部增加明显。 关键词：RCP4.5；冬小麦；种植北界；农业气候资源
、
的形成产生影
[12]
响。IPCC 第一次评估报告中就已经提及气候变暖 后农业和生态系统边界变化的问题 ，主要由于
收稿日期： 2016-07-11；修回日期： 2016-09-18 资助项目： 国家科技支撑计划项目 (2013BAC09B04)；948 计划重点项目 (2011-G9) 作者简介： 张梦婷，女，硕士研究生，mengting_zh@；许吟隆 ( 通信作者 )，男，研究员，xuyinlong@
[9-11] [4-8] [3]
升温带来农业气候的热量资源增加，从而引起作 物种植界限的变化 ( 以北移为主 )，这是一个明显 的农业适应气候变化的问题。目前针对冬小麦种植 北界变化的研究多有报道，大部分是在区域尺度上 研究冬小麦种植界限变化 [5-6, 13-15]，也有基于全国范 围内的研究，王培娟等 [16] 利用 1961—2010 年气象数据 明确冬小麦可种植范围变化特征；杨晓光等 [7-8, 11] 利用气象台站观测数据分析 1981—2007 年相对于 1951—1980 年冬小麦理论种植北界发生不同程度 西移北扩，并进一步利用 SRES 情景数据分析了未 来气候情景下冬小麦种植北界的变化。种植北界变 化，扩大了作物种植面积，对提高作物产量有益。 但作物种植北界变化的区域是受气候变化影响的 敏感区和脆弱区， 正如许吟隆等 [17] 提出 “边缘适应”
降水资源
本研究为了探究未来时段农业气候资源相较于 基准时段的变化特征，将此时段分为 3 个主要时 段，分别为 2030T (2021—2050 年 )、2050T (2041— 2070 年 )、2070T (2061—2090 年 )。以此比较各不 同时段农业气候资源的变化。 为明确 RCP4.5 气候情景下冬小麦种植北界的 变化，选取 1981—2010 年和 2071—2097 年作为冬 小麦种植区域变化的研究时段，考虑到本文的研究 是在全国范围内探究冬小麦种植北界，选用崔读昌 [21] 提出的适宜于中国全境的冬小麦种植北界指标， 即最冷月平均最低气温为 −15 ℃和极端最低气温为 −24 ~ −22 ℃。 1.3 研究方法 采用最小二乘法，确定各气象要素与时间的一 元线性回归方程系数，用以确定各项农业气候资 源指标的气候倾向率。利用 ArcGIS10.0 软件进行 空间表达，其中利用 IDW（反距离权重）插值法 对计算结果进行空间表达，设定单元格的大小为 0.02，生成空间栅格数据。界限空间变化利用等 宽度宗地分割工具，取平均值作为移动距离，并 计算面积。
第 13 卷 第 3 期 2017 年 5 月
气候变化研究进展
CLIMATE CHANGEMay 2017
doi:10.12006/j.issn.1673-1719.2016.135 张梦婷 , 张玉静 , 佟金鹤 , 等 . 未来气候情景下冬小麦潜在北移区农业气候资源变化特征 [J]. 气候变化研究进展 , 2017, 13 (3): 243-252