关键词： 水足迹   蓝水足迹   绿水足迹   气候变化   夏玉米   冬小麦   海河流域  

摘要： 基于CROPWAT软件核算海河流域1990—2014年冬小麦、夏玉米生产水足迹,采用偏最小二乘法拟合冬小麦、夏玉米单位面积产量,在此基础上预测2020—2050年气候变化背景下冬小麦、夏玉米生产水足迹及各气象因子对水足迹的贡献。结果表明:夏玉米单位质量蓝水足迹、绿水足迹分别占其单位质量总水足迹的36.2%、63.8%,冬小麦单位质量蓝水足迹、绿水足迹分别占其单位质量总水足迹的76.5%、23.5%。流域西部及东部地区冬小麦、夏玉米单位质量蓝水足迹、绿水足迹较大;年水足迹呈现流域四周小、中部大的特征。2020—2050年RCP4.5情景下夏玉米单位质量水足迹在2037年左右经历由大到小的突变,RCP8.5情景下表现为由小到大的突变;冬小麦单位质量水足迹RCP2.6情景下在2042年左右经历由大到小的突变,RCP4.5情景下在2036年左右经历由小到大的突变,RCP8.5情景未存在显著性突变。

关键词： 大辛庄遗址   刘家庄遗址   商末   气候变化   稻作农业  

摘要： 气候变化影响着农作物的生长。文章通过对比济南大辛庄遗址中、晚商时期的植物遗存和济南刘家庄遗址商末周初的植物遗存,发现两个遗址主要农作物均包括粟(Setaria italica (L.)Beauv.)、黍(Panicum miliaceum L.)、大豆(Glycine max(L.)Merr.)和小麦(Ttiticum aestivum L.),大辛庄遗址水稻(Oryza sativa L.)绝对数量较多,但刘家庄遗址未发现水稻。综合本地区其他遗址的植物考古研究结果,可以发现山东地区岳石文化时期、商代水稻仍是主要粮食作物之一,但到商末周初水稻数量急剧减少。同时,邻近的中原地区和关中地区,多处商周时期遗址水稻种植也普遍出现萎缩。多项地质记录表明,商末(3000 a B.P.前后)东亚夏季风快速减弱,降水量显著下降。山东地区受东亚季风影响,这一时期降水量减少,难以保证稻作农业所需的持续充足的水源,从而影响到水稻产量和种植规模。因此,商末气候变化很可能是刘家庄遗址商末周初水稻缺失以及山东地区商末周初水稻数量骤降的主要原因之一,也同时影响到整个黄河中下游这一时期的稻作农业。

关键词： 气候变化   农业气象   灾害   病虫害  

摘要： 农作物的生长与产量的提高,均依赖于良好的气候条件.我国幅员辽阔,气候带呈多样性,南北气候差异明显,气温的升降或降水量的多少,均适宜不同特性的农业病虫害生长,气候变化所带来的气象灾害以及病虫害严重影响着农业发展,在这个过程当中,病虫害的发生无法避免,给农业生产带来困扰,成为农业生产中威胁农作物生长的重要因素之一.为了确保农作物的生产与农业发展的可持续性,研究气候变化对农业气候灾害和病虫害的影响变得极为必要.

关键词： 农业开发   适应   气候变化  

摘要： 本文分析了我国传统的农业开发,在气候变暖形势下可能受到的影响,研究了我国农业开发怎样适应气候变化的有关策略,其内容涵盖了节水体系建设、农业生产组织化等,并针对我国的农业生产与开发提出了建设性意见。

关键词： 气候变化   特征分析   农业   太原市  

摘要： 近1000年以来以气候变暖为特征的全球气候变化己成为公认的事实,且气候变化的剧烈程度在加深,影响范围在逐渐扩大。这种变化趋势给我国经济社会可持续发展带来了严峻考验,尤其是农作物由于其生长属性的特殊性,气温、降水、日照等气候因素的影响尤为关键。因此,分析气候变化的特征趋势及其对农业的影响,不仅对客观评价过去气候变化对粮食生产和农业发展的影响具有重要的现实意义,亦有助于农业部门制定行之有效地减缓并适应气候变化的对策。在乡村振兴的时代背景下,太原市于2018年初获批建设国家可持续发展议程创新示范区,促进农业生产适应气候变化,实现农业的可持续发展是这一历史进程中不可或缺的一环。本文以太原市为例,利用1985年-2017年逐月平均气温、降水量和日照时数,选择滑动平均、M-K突变检验分析、小波变换分析等多种气象学统计方法,分析了这33年间气候的变化趋势和特征,并通过构建多元回归方程,分析各个气象要素及其变化率对农业生产的影响,其中,分别用农业生产总值和农业生产效率来表征农业的产出,对农业的发展水平和状态进行量化界定。研究结果表明:(1)年均气温和春、夏、秋季均温呈较明显的上升趋势;年降水量无明显变化趋势,其中秋季降水有一定增加,在周期分析中,冬季降水量在8a以上有一个明显周期,是一个湿-干-湿-干-湿的变化;年日照时数总体上无明显变化趋势,但春季有明显增加趋势,四季日照时数的周期变化趋势均与年日照时数的周期一致,且都在13a以上尺度内存在明显的3个时期的循环交替变化。(2)在以农业生产总值为解释变量的回归过程中,气温的系数值较小,说明影响程度不大,但系数值为正值,说明温度的升高会促进农业产值的增加;在以农业生产效率为解释变量的回归过程中,气温、日照的系数为正值且相差不大,说明二者对农业效率的作用大小接近,二者变化率的系数值均为负值,说明变化越剧烈,越不利于农业生产效率的提高。(3)针对定量分析所得结果,分别从政策导向、生产导向、技术导向、防范导向和宣传导向5个方面提出相关对策建议,用以指导农业生产发展更好地适应气候变化。

关键词： 李嘉图模型   气候变化   纯收入   耕地价值   适应性   孟加拉国  

摘要： 农业是孟加拉国经济的主要支柱,农业产值占国民生产总值的17%左右,并为该国约45%的劳动力创造就业机会,孟加拉国70%左右的人直接依靠农业为生。这一部门在确保国家粮食安全、总体经济增长、消除贫困和实现工业化的经济结构改革方面发挥着重要作用。人民的生活和整个经济的发展取决于农业生产和农业收入。孟加拉国近75%的人口住在农村,其中大多数依靠农业部门。孟加拉国普遍存在气候风险和自然灾害,使其成为世界上一个非常脆弱的国家。由于气候变化,洪水、冰雹、干旱、降水变化和其他事件的严重程度和频率的增加,降低了发展中国家农民的生计能力。孟加拉国的农业部门主要面临大规模的洪水和飓风,这些灾害摧毁了整个经济和农作物。农业的迅速增长有助于减轻贫困,并为农民提供生计。尽管农业部门对孟加拉国的整体经济作出了巨大贡献,但该国的农业仍处于欠发达状态。本文通过综合考虑气候变化对整个农作物种植的影响,而不是关注某一特定作物的产量,从而更好地揭示了农业部门对气候变化的脆弱性。本研究既考虑了农民的每公顷纯收入,又考虑了农业部门的耕地价值,同时也考虑了气候变化影响下的收入和损失。该研究以孟加拉的蒂斯塔·米德平原、旧雅鲁藏布江平原、恒河冲积平原、新梅纳河河口冲击平原、旧梅纳河河口冲击平原、东苏尔-库什亚拉冲积平原和东北丘陵等七大农业生态区为基础收集初级和二级数据。主要数据采用问卷调查法收集。第二次数据（46年的月平均气温和降雨量数据）是从孟加拉国气象局收集的。为了评估气候变化对农民纯收入和耕地价值的影响,采用李嘉图回归模型。这项研究还确定了农民对气候变化的看法以及他们过去的适应行为和未来的适应计划。研究结果显示,气温的变化比降雨量对农民的纯收入的影响更大。在灌溉设施充足的地区,气温上升对农作物纯收入有正向影响。农业作物生产对高温有很强的抵抗力。季风季节不受较高温度的影响。高温确实会影响旱地农场的非季风季节。三个AOGCM方案预测显示,该国的净收入预计将从9美元增至每公顷90美元。另一方面,气候变化对耕地价值影响的结果表明,耕地价值在温度和降雨上都是敏感的。气温升高降低了土地价值,而降雨的增加增加了耕地价值。研究结果还表明,低地比高地更容易受到气候变化的影响。选定的全球气候模型预测,全球变暖将对孟加拉国的土地价值产生重大的负面影响。农民对气候变化和适应行为的评价表明,农民积极运用多种适应措施,包括更多的利用灌溉、作物多样化、综合农作制度、农地非农化等。上述研究结果表明,政府和政策制定者应考虑当前和预期的气候变化影响,制定和设计可持续的适应政策,以维持作物产量和耕地价值。加强农业推广体系和企业多元化经营,发展多种农业技术和新品种,开展非农就业活动,制定农作物保险政策,是缓解气候变化背景下气候风险的主要措施。气象部门应当事先提供有关极端气候事件的信息,以保护农村农户免受自然灾害的不利影响。

关键词： Economics   Agriculture economics  

摘要： Agricultural practices are increasingly dependent on precise, real-time weather information. Irrigation, pest management, and even strategies for climate change adaptation require adequate information inputs. This dissertation starts with a valuation of weather information in California, assessing some of the the economic gains from the California Irrigation Management Information System (CIMIS). This system of weather stations and information portal was intended for water saving in irrigation, but turned out to have many unexpected uses. The next chapter uses CIMIS historical information to estimate the yield response of California pistachios to warm winters. This has been an ongoing challenge in the literature, as the available yield data are scarce and noisy. Merging them with CIMIS data is essential in estimating this response, and for predicting the yield effects of winter temperatures in the future. The last builds on these predictions, and analyzes the potential gains from a technology that could deal with the challenge of warming winter days: spraying the dormant trees with kaolin clay, which reflects part of the sunlight and keeps the trees cooler. To assess the gains, I take the estimated response function, climate predictions, and other variables to market model that is solved numerically and allows for welfare gain calculations. Beyond the potential of this specific technology for pistachios, tweaking temperature distribution tails seems like a promising concept for climate change adaptation. Many temperature challenges brought by climate change are in these distribution tails, where yield responses are often non-linear. This means that small temperature adjustments, local in time and place, might suffice for cost-effective adaptation strategies. I call this concept ``Micro-Climate Engineering'', and predict that such practices will be increasingly popular with the progression of climate change.

关键词： Climate change   Environmental health   Agriculture  

摘要： Anthropogenic climate change is expected to influence pest dynamics and pesticide application timing and rate, but little research has attempted to quantify the relationship or associated health impacts. Changing pesticide applications will impact risk of human exposure, particularly in agricultural communities. A multi-disciplined analysis method is presented here that assesses the association between climate change and agricultural pesticide use, utilizing a combination of climate science, ecological assessment, and public health methods to examine how pesticide use has and is expected to increase with climate change, and what that entails for human health. Presented here is a spatial and temporal assessment of the impacts of climate change on insecticide use and human health in the California Central Valley. Historical climate data was utilized to estimate degree-days and pest generations for economic pests of concern on the almond crop. Statistically downscaled climate model projections were then used to calculate pest dynamics through 2099. Results indicated an increase of one to two full generations for both pests considered in the analysis by the end of the century. Pesticide use reports were next assessed for trends in insecticide use as well as correlation with degree-days and climate. The modelled relationship was applied to climate projections to project insecticide use through 2099. Insecticide use was found to have a strong seasonal trend, with most applications occurring in the southern region; use was projected to increase throughout the entire valley by the end of the century. A geospatial assessment of insecticide use intensity and demographics was then used to characterize populations that are more likely to be exposed to insecticides in the Central Valley. This assessment maps areas with the greatest risk of exposure potential, based on use intensity and proximity to orchards, and identifies areas that are disproportionately impacted based on soci

关键词： 气候变化   农作物   负面影响   农业生态系统  

摘要： 自21世纪以来,气候变化对整个人类社会的影响越来越大,尤其是全球气候变化对农业生态系统的影响远超历史上任何一个时期,这对人类的生存和发展提出了极大的挑战。本文将探讨气候变化对农业生态的影响,以期给未来农业发展提出一些建议。全球气候变化时人类迄今为止面临的最大的环境问题,也是21世纪人类面临的巨大挑战之一。根据联合国报告,环境问题被列为全球十大环境问题之首。我们在实际生活汇中,也已经切实感受到土

关键词： 水足迹   通径分析   全局敏感性   DSSAT模型   RCPs情景   冬小麦   夏玉米  

摘要： 气候变化给我国粮食生产以及农业水资源安全体系带来巨大的挑战。农业水足迹体现了农业消耗水资源的数量、水源类型,以及包含了消除农业面源污染所需水量,因此可以作为科学评价农业生产过程中水资源使用状况的一项综合指标。农业水足迹对气候变化的响应机理与评估研究对于深入理解气候变化对农业水文循环过程以及指导区域农业水资源管理具有重要价值。本研究核算了1956年以来海河流域冬小麦和夏玉米的绿水、蓝水和灰水足迹,分析了其时空变化特征,量化了农业生产投入因素以及气象因素对冬小麦水足迹时空差异的直接影响和间接影响,基于Sobol全局敏感性分析法研究了水足迹对主要因子的敏感性。在明确主要影响因子的基础上,研究引入DSSAT作物生长模型对冬小麦和夏玉米的生长过程进行模拟,以进一步揭示农业水足迹对气候变化的响应机理。本研究以HadGEM2-ES模式为驱动,预估了海河流域三种典型浓度路径(RCPs)情景下的未来气候变化,并耦合到DSSAT模型,模拟评估了冬小麦和夏玉米生长、产量和水足迹对气候变化的响应。本研究取得的主要成果如下:(1)基于日尺度土壤水量平衡法量化了海河流域1956年以来冬小麦和夏玉米的绿水、蓝水及灰水足迹,分析了其时空变化特征。海河流域冬小麦和夏玉米的总水足迹分别为201亿m/a(52%绿水,29%蓝水,19%灰水)和151亿m/a(73%绿水,3%蓝水,24%灰水)。冬小麦和夏玉米多年平均水足迹(单位质量)为1580m/t和1275m/t。冬小麦和夏玉米的水足迹均呈显著下降趋势,主要跟单产的逐年提高有关。冬小麦及夏玉米的水足迹均呈现显著的空间差异。(2)采用通径分析法评估了农业生产投入因素及气象因素对冬小麦水足迹的直接影响和间接影响。农业生产投入因素,如农业机械总动力、化肥施用折纯量对冬小麦水足迹直接影响最大,两者对冬小麦水足迹时间变化的直接影响(通径系数)分别为-0.482和-0.129,对空间差异的直接影响为-0.465和-0.84。气象因素主要通过农业生产投入因素对冬小麦水足迹产生影响。气象因子中风速对冬小麦水足迹直接影响较大,其对冬小麦时间和空间差异的直接影响分别为0.347和0.407。风速和平均气温对冬小麦水足迹的直接影响为正影响,相对湿度和降水为负影响。(3)采用Sobol法研究了冬小麦水足迹对主要影响因子的全局敏感性。ET对气象因子的敏感性呈显著地季节性变化,其中春、秋、冬季对温差最为敏感,三个季节一阶敏感系数分别为0.56,0.61和0.45,夏季对海拔高度最为敏感,一阶敏感系数为0.29。冬小麦水足迹对温差最为敏感,其一阶和总阶敏感系数分别为0.49和0.60。(4)建立了DSSAT模型土壤、气象及农业管理数据库,基于历史数据对模型进行了率定和验证,归一化均方根误差等指标显示模拟效果良好。同时指出了符合历史长期观测数据的冬小麦和夏玉米的品种参数。(5)生成了未来气候变化情景数据,其中包含了5套全球气候模式以及3种典型浓度路径(RCP2.6,RCP4.5和RCP8.5),并耦合到DSSAT模型。评估了不同气候模式模拟结果的差异,以HadGEM-2M模式为例,评估了3种情景下农业水足迹对未来气候变化的响应。3种情景下,海河流域最高温、最低温以及太阳辐射均呈显著上升趋势,而降水,相对湿度,风速变化不一。RCP2.6,RCP4.5和RCP8.5情景下,到2050年,冬小麦生育期平均缩短3d/10a,4d/10a和3d/10a,产量分别升高26%,16%和13%,水足迹分别下降10%,11%和13%。对于夏玉米,生育期平均缩短3d/10a,1d/10a和6d/10a,产量分别下降22%,31%和58%,水足迹分别上升41%,60%和151%。高排放情景会对夏玉米的生长及水分利用效率产生严重不利影响。研究成果加深了对于气候变化影响农业生产以及作物耗水过程的认识,同时对于流域管理者制定相关政策,应对全球气候变化,缓解农业水资源短缺的矛盾具有一定参考价值。在未来的研究中,还需提高水足迹研究的空间分辨率,并与大田试验观测相结合,以提高水足迹核算和模型模拟的精度。