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Climate Warming Impacts and Adaptive Strategies for Agricultural Production in Heze City Under Context of Yellow River Basin Ecological Protection
CHENNan, GAOHongxuan, FANXianzheng, FANJie
Journal of Agriculture ›› 2026, Vol. 16 ›› Issue (2) : 98-108.
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Climate Warming Impacts and Adaptive Strategies for Agricultural Production in Heze City Under Context of Yellow River Basin Ecological Protection
This study investigates the impact of climate warming on agricultural production in Heze City under the context of ecological protection in the Yellow River Basin, and proposes countermeasures. It aims to provide a scientific basis for the government to guide agricultural production and respond to climate warming, thereby achieving sustainable economic and social development. Utilizing daily temperature observation data of national basic meteorological stations in Heze City from 1971 to 2022, and the grain yield data provided by the Heze Municipal Bureau of Statistics, this research employed methods such as the linear regression equation method, correlation coefficient method, M-K test and abrupt change analysis, and Morlet wavelet periodicity analysis to study the spatiotemporal distribution characteristics of temperature in Heze City. It analyzed the impact of climate warming on agriculture against the backdrop of ecological protection in the Yellow River Basin and proposed strategies and response measures. The results indicate that: (1) the annual average temperature in Heze City decreases from south to north; from 1971 to 2022, the temperature in Heze City showed a significant increasing trend, rising at a rate of 0.4°C/10a; the extreme maximum temperature and extreme minimum temperature in Heze City both showed an increasing trend, with climate tendency rates of 0.48°C/10a and 0.44°C/10a, respectively; the monthly temperature trends across the 9 stations in Heze City over the years were relatively consistent, showing an inverted V-shape; The annual average temperature in Heze City shows a significant warming trend, the intersection point occurred in 2006, confirming an abrupt change that began in that year; when the temperature guarantee rate was the same, the annual average temperature in the counties of Heze City increased from north to south; the annual average temperature in Heze City mainly exhibits periodic variation patterns on time scales of 13-22 years and 4-10 years, with significant cyclical changes. (2) Climate warming has led to an increase in thermal conditions for agricultural production, significantly reducing the probability of low-temperature cold damage to crops; influenced by climate warming, agricultural meteorological disasters frequently occur in Heze City, losses from droughts and floods have intensified, and agricultural yield fluctuations have increased; climate warming has caused changes in the growth periods of crops, but grain yield continues to show an upward trend; climate warming leads to an increase in the occurrence of crop diseases and insect pests, resulting in a rise in the application of pesticides and chemical fertilizers, which in turn drives up agricultural costs. (3) To better respond to and adapt to future climate warming, several countermeasures and suggestions are proposed to address the impact of climate warming on agriculture in Heze City, providing a scientific basis for agricultural adaptation to climate warming and meteorological disaster prevention and reduction in Heze City.
Heze City / climate warming / agricultural production / impact / adaptive strategies
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研究清徐县气温时空变化特征及规律，为今后气象为农业生产服务和应对气候变化提供参考依据，推动当地经济可持续发展。选取清徐县1960—2019年的气温观测资料和粮食产量资料并进行气候倾向率、滑动平均计算法和Mann-Kendall趋势检验与突变等分析。结果表明：清徐县年平均气温整体呈上升趋势，气温倾向率为0.27℃/10 a；冷暖期以20世纪90年代为界线；年代际变化趋势为“显著上升—不变—显著上升—平缓上升”；存在明显的突变点，时间为1991年。四季平均气温也基本呈现出上升趋势，春季气温上升最为显著；年代际变化整体呈现波动增温趋势；春季、秋季和冬季平均气温均存在明显的突变点，时间分别为1996、1994、1980年。全年粮食总产量和秋粮年产量与年平均气温显著相关，夏粮年产量与年平均气温不相关，并据此提出合理开发利用农业资源的建议。
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本研究对菏泽市的降水短期气候预测和应对气候变化具有重要意义。同时，也为合理利用气候资源、优化产业布局以及政府指导农业生产提供了科技支撑与理论支持。笔者利用菏泽市8县1区的1971—2010年的地面气象观测资料，运用一元一次线性回归分析法、M-K检验法、降水保证率法，对菏泽市近40年降水的空间分布、降水的年际年代变化趋势、降水的突变分析以及各县区的降水保证率进行分析。结果表明：菏泽市的年平均降水量从东南部县区向西北部县区呈阶梯状减少的趋势，并呈现出明显的上升趋势，上升速率为16.5 mm/10 a。1971—2001年的UB线大于0，降水量增加且趋势明显；2002年以后，UB线小于0，降水量减少。UF曲线和UB曲线在2条信度线之间存在交点，交点对应的年份为2003年，即2003年是菏泽市降水突变的时间点。当降水量保证率相同时，菏泽市各县的年降水量由北向南呈逐渐递增的趋势。
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雷有宏, 雷占娇, 张莹, 等. 1980—2022年青海地区气候变化时空分布特征及对农牧业生产的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(29):87-95.
为探究青海高原地区气候变化规律及对农牧业生产的影响，本研究基于1980—2022年青海境内39个气象站的气温、降水资料及门源农业气象站所观测的青稞产量，采用线性趋势分析法、Pearson相关系数法等方法，研究分析青海地区气温、降水时空分布的规律及对农牧业生产的影响。研究表明，在过去43 a间，青海平均气温以0.47℃/(10a)的速率呈现上升趋势，20世纪80—90年代气温偏低，1998年是气温回升的转折点；气温在空间上分布不均匀，整体表现为东部最高、西南和西北次高、中部和东南部最低的空间分布格局；气温增幅与海拔高度有关，海拔越高，升温速率相对较大，反之则愈小。降水量主体呈现增加的趋势，变化趋势为11.5 mm/(10a)，降水量年际波动较大，增加和减少交替出现，但无明显的规律性；20世纪80年代增幅较小，90年代增幅为负值，21世纪10年代降水量出现较大回升趋势；降水量在空间上表现出分布不均匀的特点，总体表现出从东南向西北逐级减少的分布格局；另外，在农牧业生产中，水热条件是不可缺少的因子，特别是在农作物生长季，水热条件相辅相成，缺一不可，增温增湿的气候变化，对农牧业生产利大于弊。
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沈贝蓓, 宋帅峰, 张丽娟, 等. 1981—2019年全球气温变化特征[J]. 地理学报, 2021, 76(11):2660-2672.
1981—2019年全球气温变化特征是揭示全球气温变化的空间差异性以及实现全球共同应对气候变化的关键。本文基于7套再分析数据,采用气候变化速率及空间插值等分析方法,分析了1981—2019年全球气温变化时空特征及主要国家气温变化。结果表明：1981—2019年全球陆地气温以0.320 ℃/10a的速率呈极显著升高趋势,年平均气温增加了0.835 ℃;南、北半球陆地气温变化速率分别为0.147 ℃/10a、0.362 ℃/10a,均呈极显著增加趋势,分别增加了0.874 ℃、0.828 ℃。全球陆地80%面积上气温呈现显著增加趋势,年平均气温升高速率最大的区域位于80°N~90°N,其次是70°N~80°N、60°N~70°N,高纬大于中、低纬,格陵兰地区、乌克兰、俄罗斯等中高纬度国家或地区增温速率较快,尤以格陵兰地区增加速率最快,气温变化速率为0.654 ℃/10a;增温最慢的地区主要位于新西兰和赤道附近的南美洲、东南亚、非洲南部等地,气温变化速率不足0.15 ℃/10a。本文统计的146个国家中,年平均气温呈显著增加趋势的国家136个,占93%;气温无显著变化的国家10个,占6.849%。1981—2019年全球增温2.0 ℃以上、1.5 ℃以上、1.0 ℃以上的国家分别为4个、34个、68个,分别约占统计国家的2.740%、23.288%、46.575%。本文认为1998年以来全球并没有出现气温变暖停滞的现象。
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李娟, 闫会平, 朱志伟. 中国夏季极端气温与降水事件日数随平均气温变化的定量分析[J]. 高原气象, 2020, 39(3):532-542.
极端高温、 极端低温、 极端降水事件日数对全球平均气温变化都有较强响应。本文利用全国1960 -2005年549个站点逐日均一化温度资料以及559个站点逐日降水数据, 定量分析了中国夏季极端气温与降水事件日数随气温变化的特征。结果表明: 全球平均气温升高1 ℃, 全国平均的极端高温、 低温和降水日数的变化量分别为5.69, -5.3和0.69天; 区域尺度上, 全球平均气温升高1 ℃, 东南沿岸和四川地区极端高温日数可增加8~10天, 东北地区极端低温日数减少10天左右, 西北地区极端降水日数可增加4~6天。基于以上结果, 利用模式对未来全球平均气温的预估表明: 2006 -2099年我国平均的极端高温、 低温、 降水日数变化量在RCP8.5情景下最大, 分别增加23天、 减少22天和增加3天; 区域尺度上, RCP8.5情景下2006 -2099年我国东南以及西南地区极端高温日数可增加42天左右, 我国北方大部分地区极端低温日数减少33天左右, 而西北地区极端降水日数可增加16天左右。该研究结果表明一系列应对气候变化的措施势在必行。
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赵一飞, 张勃, 张亚宁, 等. 近50 a来黑河流域气候变暖对农业生产的影响[J]. 干旱区资源与环境, 2012, 26(12):130-136.
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任玉欢, 姚闯, 赵海燕, 等. 气候变暖对临汾合欢物候期的影响[J]. 农学学报, 2023, 13(5):89-95.
为揭示气候变暖对黄土高原城市典型木本植物物候的影响，以临汾合欢为研究对象，采用线性回归、小波分析、相关分析等方法，分析探讨气温、积温等气候因子对临汾合欢各物候期的影响。结果表明，由于气候变暖，临汾年平均气温呈上升趋势，1983—2021年上升了2.9℃；年降水量存在6年和15年2个周期。临汾合欢春季物候期提前，秋季物候期变化趋势不明显，生长季延长。气温和积温对合欢展叶始期和开花始期表现为极显著相关，对果实成熟期表现为显著相关。叶变色始期、落叶末期对气象条件反应不敏感，主要受果实成熟期的出现日期影响。
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乔丹杨, 高萌, 卢晔, 等. 2022年夏季陕西关中持续高温干旱天气成因及对农作物的影响[J]. 农学学报, 2023, 13(12):60-67.
2022年夏季陕西关中出现持续高温干旱天气，对玉米、苹果和猕猴桃等农作物生长发育造成严重影响。为研究此次高温干旱发生机制，利用关中地区46个自动气象站观测数据、欧洲中心ERA-5逐小时和月平均再分析资料等，研究主要高温时段大气环流特征和成因。结果表明：（1）主要高温时段为6月中下旬和8月上中旬，关中大部分地区出现中到重旱；（2）2个高温阶段均表现出下沉气流强盛的特征，但成因不同。6月高空异常的脊前负涡度平流输送在关中地区造成强烈的下沉运动，8月副高和南亚高压叠置，气候态正异常在陕西上空表现为异常强的下沉运动；（3）6月强盛的西北气流和8月副高异常偏西偏强使低层偏南气流减弱，阻断了水汽来源，均表现出水汽通量散度正异常，不利于出现有效降水；（4）高温干旱对粮食和经济作物产量和品质有一定影响，建议高温前采取有效措施，及时灌溉，降低田间温度，补充植株水分，增强植株蒸腾作用，降低农作物高温胁迫程度。
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珠杰桑布, 张存杰, 扎西普尺, 等. 西藏粮食主产区1980—2021年干湿气候变化特征及主要影响因子分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(28):75-82.
基于西藏南部7个气象站点1980—2021年（4—10月）逐日气象观测数据，应用气候倾向率、Mann-Kendal检验、Morlet小波分析法、GIS混合插值法、皮尔逊相关系数、贡献率分析等方法，研究西藏粮食主产区生长季干湿指数(AI)时空变化特征及影响因子。结果表明，在西藏粮主产区AI多年平均值为1.7，属于亚干旱区，总体呈递减（变湿）的变化趋势(-0.036/10 a)。不同区域线性减小趋势有差异，拉孜县一带最为显著(-0.26/10 a)。AI没有发生明显的突变情况，且存在24、6年长、中期震荡特征；空间分布不均，并存在“干燥区范围缩小，湿润区范围扩张”的特征。AI的主要气候影响因子在不同区域的贡献率表现不一。总体而言，贡献程度定量后为降水量(34.9%)>相对湿度(28.4%)>日照(19.9%)>最高气温(12.4%)。
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龚德平, 龚文柳. 东北地区气候变化对玉米生产的影响与对策[J]. 农学学报, 2020, 10(7):35-38.
为了探究气候变迁对东北地区玉米生产的影响,分析了近50年来东北地区的降水量、日照时数和气温的变化,总结了温度、干旱、日照时间等因素对玉米产量的不利影响。认为东北地区经历了气温升高、降水量减少、日照时数减少等气候变化,玉米生产面临着产量下降、生育期延长、品质下降、病虫害和杂草增多等影响。提出玉米生产上应积极改进栽培管理措施,如提前安排播种期、增加化肥和微量元素的投入、选用耐高温抗旱品种等。
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Increased climatic variability and more frequent episodes of extreme conditions may result in crops being exposed to more than one extreme temperature event in a single growing season and could decrease crop yields to the same extent as changes in mean temperature. The developmental stage of the crop exposed to increased temperatures will determine the severity of possible damage experienced by the plant. It is not known whether or not the damaging effects of heat episodes occurring at different phenological stages are additive. In the present study, the interaction of high‐temperature events applied at the stages of double ridges and anthesis in Triticum aestivum (L.) cv. Chablis was investigated. Biomass accumulation of control plants and that of plants experiencing high temperatures during the double‐ridge stage were similar and were reduced by 40 % when plants were subjected to a heat event at anthesis. Grain number on the main and side tillers declined by 41 %, and individual grain weight declined by 45 % with heat stress applied at the double‐ridge stage and anthesis or at anthesis alone. The harvest index was reduced from 0.53 to 0.33. Nitrogen contents in leaves were reduced by 10 % at the double‐ridge stage and by 25 % at anthesis. The maximum rates of CO2 assimilation increased with heat stress at the double‐ridge stage and higher rates were maintained throughout the growing season. The results clearly indicate that an extreme heat event at the double‐ridge stage does not affect subsequent growth or the response of wheat to heat stress at anthesis.
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