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城郊農(nóng)田植被生長特征對城市化響應(yīng) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030703439
- 條形碼：9787030703439 ; 978-7-03-070343-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
城郊農(nóng)田植被生長特征對城市化響應(yīng) 本書特色
適讀人群 ：自然地理學或城市化研究方向的研究者或愛好者該書在城郊農(nóng)田植被生長特征對城市化響應(yīng)等方面進行了探索，并討論了氣候變化和城市化背景下城郊農(nóng)田景觀格局、植被生產(chǎn)力的空間格局及其影響因素。
城郊農(nóng)田植被生長特征對城市化響應(yīng) 內(nèi)容簡介
本書是有關(guān)自然地理學和城市化領(lǐng)域方面的著作。本書利用多源數(shù)據(jù)和數(shù)學統(tǒng)計方法，在城郊農(nóng)田植被生長特征對城市化響應(yīng)等方面進行了探索，并討論了氣候變化和城市化背景下城郊農(nóng)田景觀格局、植被生產(chǎn)力的空間格局及其影響因素。 本書可供自然地理學或城市化研究方向的研究者或愛好者閱讀。 審圖號：GS(2021)6790號
城郊農(nóng)田植被生長特征對城市化響應(yīng) 目錄
目錄
叢書序一
叢書序二
叢書序三
前言
**章 緒論 1
**節(jié) 城市化對植被生長的影響 3
第二節(jié) 氣候變化對農(nóng)田植被的影響 4
一、氣候變化對農(nóng)田植被物候特征的影響 4
二、氣候變化對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響 5
第三節(jié) 影響農(nóng)田植被的相關(guān)因素及影響機制 6
一、氣溫 6
二、水分脅迫 7
三、二氧化碳 8
四、農(nóng)藝管理因素及作物品種 8
第四節(jié) 精細化地表氣溫反演進展 9
第五節(jié) 存在的問題 10
第二章 千米網(wǎng)格尺度氣象要素反演與驗證 12
**節(jié) 研究數(shù)據(jù)及方法 12
一、研究數(shù)據(jù) 12
二、機器算法介紹 15
三、自適應(yīng)時空自相關(guān)機器學習算法 17
四、模型精度評估方法 20
五、甄選訓練變量 23
第二節(jié) 中國千米網(wǎng)格的平均氣溫反演 24
一、平均氣溫交叉驗證結(jié)果 24
二、平均氣溫模型總體效率評估 27
三、平均氣溫模型準確性評估 28
四、中國平均氣溫空間分布 35
第三節(jié) 中國千米網(wǎng)格尺度昀高氣溫反演 40
一、*高氣溫預(yù)測交叉驗證結(jié)果 40
二、*高氣溫預(yù)測總體效率評估 43
三、*高氣溫預(yù)測準確性評估 45
四、中國*高氣溫空間分布 52
第四節(jié) 中國千米網(wǎng)格尺度昀低氣溫反演 57
一、*低氣溫預(yù)測交叉驗證結(jié)果 57
二、*低氣溫預(yù)測總體效率評估 61
三、*低氣溫預(yù)測準確性評估 62
四、中國*低氣溫空間分布 69
第五節(jié) 討論 74
第六節(jié) 本章小結(jié) 76
第三章 城市化對城郊農(nóng)田植被健康的多重影響方式及相關(guān)因素分析 77
**節(jié) 研究數(shù)據(jù)及方法 77
一、研究數(shù)據(jù) 77
二、研究方法 79
第二節(jié) 研究區(qū)概況 87
第三節(jié) 城市化對農(nóng)田植被健康的總體影響 89
一、城市侵占農(nóng)田對植被健康的時空影響特征 90
二、城市化對農(nóng)田植被健康的影響足跡 93
三、自然因子與城市因子及其耦合效應(yīng)對農(nóng)田植被健康的影響 96
第四節(jié) 城市化對農(nóng)田植被健康的間接影響 99
第五節(jié) 城郊水熱條件變化與間接影響的相關(guān)關(guān)系 103
一、識別不同農(nóng)業(yè)區(qū)誘發(fā)間接影響的重要水熱因子 103
二、熱島效應(yīng)與城郊農(nóng)田植被健康間接變化的相關(guān)關(guān)系 106
三、城市干濕島與城郊農(nóng)田植被健康間接變化的相關(guān)關(guān)系 107
第六節(jié) 本章小結(jié) 110
第四章 城郊農(nóng)田植被生產(chǎn)力對城市化的多重響應(yīng)規(guī)律及相關(guān)因素分析 112
**節(jié) 研究數(shù)據(jù)及方法 113
一、研究區(qū)介紹 113
二、考慮耕作制度的農(nóng)田植被物候提取 114
三、突變點檢測 121
四、分段線性回歸 121
第二節(jié) 作物生產(chǎn)力指標的驗證 122
第三節(jié) 城市化對農(nóng)田植被不同時期累積生物量的影響足跡 123
第四節(jié) 城市化對不同關(guān)鍵物候期農(nóng)田植被累積生物量的間接影響 126
一、城市化對農(nóng)田植被生長期累積生物量的間接影響 126
二、城市化對農(nóng)田植被花前生長期累積生物量的間接影響 129
三、城市化對農(nóng)田植被花后生長期累積生物量的間接影響 133
第五節(jié) 城市化對農(nóng)田植被生長期累積生物量的間接影響與地表氣溫及CO2的相關(guān)關(guān)系 136
一、城市化對地表氣溫及CO2通量的影響足跡 136
二、氣溫、CO2及其耦合效應(yīng)對生長期累積生物量間接變化的相對重要性評估及其交互關(guān)系量化 138
三、熱島效應(yīng)與不同階段生長期累積生物量間接變化的相關(guān)關(guān)系 142
第六節(jié) 本章小結(jié) 145
第五章 城郊農(nóng)田景觀格局變化對農(nóng)田植被關(guān)鍵物候特征的影響 148
**節(jié) 研究方法及數(shù)據(jù)處理 149
一、研究方法 149
二、景觀指標選擇及數(shù)據(jù)預(yù)處理 149
第二節(jié) 城郊農(nóng)田景觀格局變化 152
一、城郊農(nóng)田景觀斑塊特征沿城鄉(xiāng)梯度的變化情況 152
二、城郊農(nóng)田景觀異質(zhì)性特征沿城鄉(xiāng)梯度的變化情況 154
第三節(jié) 城郊農(nóng)田景觀格局變化對城郊農(nóng)田植被物候特征的影響 157
一、城郊農(nóng)田景觀與農(nóng)田植被不同生長階段時間物候特征的相關(guān)關(guān)系 157
二、城郊農(nóng)田景觀與農(nóng)田植被不同生長階段生長物候特征的相關(guān)關(guān)系 161
第四節(jié) 城市化驅(qū)動的農(nóng)田組分配置變化對城郊單位農(nóng)田生長期累積生物量的影響 165
一、篩選影響城郊單位農(nóng)田生長期累積生物量的重要景觀指數(shù) 165
二、城郊農(nóng)田景觀配置及組分對單位農(nóng)田生長期累積生物量的影響 166
三、不同地理背景下城郊景觀組成及景觀配置對單位農(nóng)田生長期累積生物量影響的重要性 168
第五節(jié) 本章小結(jié) 170
參考文獻 171
叢書序一
叢書序二
叢書序三
前言
**章 緒論 1
**節(jié) 城市化對植被生長的影響 3
第二節(jié) 氣候變化對農(nóng)田植被的影響 4
一、氣候變化對農(nóng)田植被物候特征的影響 4
二、氣候變化對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響 5
第三節(jié) 影響農(nóng)田植被的相關(guān)因素及影響機制 6
一、氣溫 6
二、水分脅迫 7
三、二氧化碳 8
四、農(nóng)藝管理因素及作物品種 8
第四節(jié) 精細化地表氣溫反演進展 9
第五節(jié) 存在的問題 10
第二章 千米網(wǎng)格尺度氣象要素反演與驗證 12
**節(jié) 研究數(shù)據(jù)及方法 12
一、研究數(shù)據(jù) 12
二、機器算法介紹 15
三、自適應(yīng)時空自相關(guān)機器學習算法 17
四、模型精度評估方法 20
五、甄選訓練變量 23
第二節(jié) 中國千米網(wǎng)格的平均氣溫反演 24
一、平均氣溫交叉驗證結(jié)果 24
二、平均氣溫模型總體效率評估 27
三、平均氣溫模型準確性評估 28
四、中國平均氣溫空間分布 35
第三節(jié) 中國千米網(wǎng)格尺度昀高氣溫反演 40
一、*高氣溫預(yù)測交叉驗證結(jié)果 40
二、*高氣溫預(yù)測總體效率評估 43
三、*高氣溫預(yù)測準確性評估 45
四、中國*高氣溫空間分布 52
第四節(jié) 中國千米網(wǎng)格尺度昀低氣溫反演 57
一、*低氣溫預(yù)測交叉驗證結(jié)果 57
二、*低氣溫預(yù)測總體效率評估 61
三、*低氣溫預(yù)測準確性評估 62
四、中國*低氣溫空間分布 69
第五節(jié) 討論 74
第六節(jié) 本章小結(jié) 76
第三章 城市化對城郊農(nóng)田植被健康的多重影響方式及相關(guān)因素分析 77
**節(jié) 研究數(shù)據(jù)及方法 77
一、研究數(shù)據(jù) 77
二、研究方法 79
第二節(jié) 研究區(qū)概況 87
第三節(jié) 城市化對農(nóng)田植被健康的總體影響 89
一、城市侵占農(nóng)田對植被健康的時空影響特征 90
二、城市化對農(nóng)田植被健康的影響足跡 93
三、自然因子與城市因子及其耦合效應(yīng)對農(nóng)田植被健康的影響 96
第四節(jié) 城市化對農(nóng)田植被健康的間接影響 99
第五節(jié) 城郊水熱條件變化與間接影響的相關(guān)關(guān)系 103
一、識別不同農(nóng)業(yè)區(qū)誘發(fā)間接影響的重要水熱因子 103
二、熱島效應(yīng)與城郊農(nóng)田植被健康間接變化的相關(guān)關(guān)系 106
三、城市干濕島與城郊農(nóng)田植被健康間接變化的相關(guān)關(guān)系 107
第六節(jié) 本章小結(jié) 110
第四章 城郊農(nóng)田植被生產(chǎn)力對城市化的多重響應(yīng)規(guī)律及相關(guān)因素分析 112
**節(jié) 研究數(shù)據(jù)及方法 113
一、研究區(qū)介紹 113
二、考慮耕作制度的農(nóng)田植被物候提取 114
三、突變點檢測 121
四、分段線性回歸 121
第二節(jié) 作物生產(chǎn)力指標的驗證 122
第三節(jié) 城市化對農(nóng)田植被不同時期累積生物量的影響足跡 123
第四節(jié) 城市化對不同關(guān)鍵物候期農(nóng)田植被累積生物量的間接影響 126
一、城市化對農(nóng)田植被生長期累積生物量的間接影響 126
二、城市化對農(nóng)田植被花前生長期累積生物量的間接影響 129
三、城市化對農(nóng)田植被花后生長期累積生物量的間接影響 133
第五節(jié) 城市化對農(nóng)田植被生長期累積生物量的間接影響與地表氣溫及CO2的相關(guān)關(guān)系 136
一、城市化對地表氣溫及CO2通量的影響足跡 136
二、氣溫、CO2及其耦合效應(yīng)對生長期累積生物量間接變化的相對重要性評估及其交互關(guān)系量化 138
三、熱島效應(yīng)與不同階段生長期累積生物量間接變化的相關(guān)關(guān)系 142
第六節(jié) 本章小結(jié) 145
第五章 城郊農(nóng)田景觀格局變化對農(nóng)田植被關(guān)鍵物候特征的影響 148
**節(jié) 研究方法及數(shù)據(jù)處理 149
一、研究方法 149
二、景觀指標選擇及數(shù)據(jù)預(yù)處理 149
第二節(jié) 城郊農(nóng)田景觀格局變化 152
一、城郊農(nóng)田景觀斑塊特征沿城鄉(xiāng)梯度的變化情況 152
二、城郊農(nóng)田景觀異質(zhì)性特征沿城鄉(xiāng)梯度的變化情況 154
第三節(jié) 城郊農(nóng)田景觀格局變化對城郊農(nóng)田植被物候特征的影響 157
一、城郊農(nóng)田景觀與農(nóng)田植被不同生長階段時間物候特征的相關(guān)關(guān)系 157
二、城郊農(nóng)田景觀與農(nóng)田植被不同生長階段生長物候特征的相關(guān)關(guān)系 161
第四節(jié) 城市化驅(qū)動的農(nóng)田組分配置變化對城郊單位農(nóng)田生長期累積生物量的影響 165
一、篩選影響城郊單位農(nóng)田生長期累積生物量的重要景觀指數(shù) 165
二、城郊農(nóng)田景觀配置及組分對單位農(nóng)田生長期累積生物量的影響 166
三、不同地理背景下城郊景觀組成及景觀配置對單位農(nóng)田生長期累積生物量影響的重要性 168
第五節(jié) 本章小結(jié) 170
參考文獻 171
展開全部
城郊農(nóng)田植被生長特征對城市化響應(yīng) 節(jié)選
**章 緒論 全球農(nóng)田植被的覆蓋面積約占總植被覆蓋面積的 11%，其是保障全球糧食安全的基本單元。糧食安全是聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標（ SDGs）中的高度優(yōu)先領(lǐng)域 [1]，可持續(xù)地保障人類糧食供給需求是未來社會面臨的重大挑戰(zhàn)之一 [2]。1961～2000年，全球人口呈指數(shù)型增長，極大促進了人類對食物的需求。盡管依托科技進步、政府政策、機構(gòu)干預(yù)和商業(yè)投資等方式，目前糧食生產(chǎn)現(xiàn)狀暫時能夠滿足人類的需求，基本實現(xiàn)糧食安全的保障 [3，4]，但從 2010年到 2050年，由于受人口激增及飲食結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變等影響，全球?qū)Z食的需求預(yù)計至少增加 71％[5]（圖 1-1）。此外，有許多研究成果表明未來二氧化碳（ CO2）排放及氣候變化的總體趨勢仍將不變，而由此引發(fā)的臭氧（ O3）濃度升高、極端氣溫現(xiàn)象及降水頻率增加等衍生的環(huán)境問題極大可能會造成作物生產(chǎn)力的降低 [6]。在這種供跌需漲的情形下，未來全球糧食是否安全仍有待探討。作物生產(chǎn)力是農(nóng)田植被（又稱農(nóng)作物）的生長狀況在作物生長期內(nèi)累積效應(yīng)的表征。作物生產(chǎn)力對氣候變化的響應(yīng)是目前學界研究的熱點與難點 [6]。因此研究農(nóng)田植被生長狀況對氣候變化的響應(yīng)是理解全球變暖情景下未來糧食安全變化趨勢的基礎(chǔ)。 圖 1-1 糧食安全面臨的挑戰(zhàn)（源自：The science of food security[5]） 氣候變化和城市化作為 21世紀兩大重要的全球性環(huán)境現(xiàn)象，兩者具有非常緊密的聯(lián)系 [7]。首先，城市地區(qū)密集的人口和經(jīng)濟活動、自然地面不透水化以及溫室氣體的大量排放均改變了城市及其城郊區(qū)域的水循環(huán)、大氣組分以及能量平衡，因而城市化是區(qū)域以及全球尺度氣候變暖的驅(qū)動力之一 [8，9]。此外，城市化是氣候變化的“先兆” [10]。這是由于城市熱島效應(yīng) [11]與化石燃料燃燒產(chǎn)生的過量的 CO2排放[12]使城市區(qū)域相較于農(nóng)村地區(qū)通常具有更高的氣溫及 CO2濃度，故城市系統(tǒng)比其他系統(tǒng)早幾十年經(jīng)歷了全球變化，因而城市化又被稱為全球變化研究中理想的“自然實驗室” [10]。 城市及其景觀格局的變化對局地微氣候及 CO2濃度的影響并不僅僅停留在城市內(nèi)部，其仍會通過城鄉(xiāng)受熱不均所驅(qū)動的局地環(huán)流（熱島環(huán)流等），改變城市及城郊的物質(zhì)與能量流動及地-氣輻射傳輸?shù)确绞竭M而影響城市周圍的環(huán)境 [13，14]，從而誘發(fā)城郊凈初級生產(chǎn)力 [15]、生物多樣性 [16]、空氣質(zhì)量 [13]和微氣候 [17]等發(fā)生改變。而在同一區(qū)域，城鄉(xiāng)梯度上的農(nóng)田植被通常位于相近的光周期和氣候背景下 [18]，故通過總結(jié)城鄉(xiāng)梯度上農(nóng)田植被生長特征的變化規(guī)律，以空間變化代替時間變化的方法探究城郊農(nóng)田植被靜態(tài)及動態(tài)生長狀況對城市化的響應(yīng)規(guī)律，可為預(yù)估未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力對氣候變化的響應(yīng)提供重要現(xiàn)實依據(jù)。 此外，保障城郊農(nóng)田植被的健康狀況及提高城郊作物生產(chǎn)力是發(fā)展都市農(nóng)業(yè)的核心問題。在未來，都市農(nóng)業(yè)的發(fā)展可為都市居民提供幾乎所有的基本食物需求，減少農(nóng)產(chǎn)品運輸過程中的食物浪費和碳排放 [19]，并為相關(guān)行業(yè)提供服務(wù)，例如生物防治、授粉、氣候調(diào)節(jié)等，每年約為全球帶來 330億美元的收入 [20]。故發(fā)展都市農(nóng)業(yè)是解決饑餓和全球氣候變化問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一 [20]，尤其是在發(fā)展中國家[19，21-25]。因此，厘清城郊的農(nóng)田植被生長健康狀況及農(nóng)田植被生產(chǎn)力對城市化的多重響應(yīng)規(guī)律是發(fā)展都市農(nóng)業(yè)、保障未來糧食安全的前提條件之一。 目前，在全球范圍內(nèi)，亞洲與非洲的城市化進程發(fā)展速率較快。而在亞洲中，中國的城市化發(fā)展程度相對較高 [26]。預(yù)計至 2050 年，全球城市人口將占總?cè)丝诘?70%，未來全球約 50%的城市擴張將發(fā)生于發(fā)展中國家，大部分位于亞洲與非洲，尤其是中國 [9，24]。在氣候變化及其伴隨的大氣 CO2濃度、氣溫升高的背景下，實現(xiàn)全球糧食安全是一項重大挑戰(zhàn)，特別是對于中國這個僅擁有世界 7％的土地，卻需要為世界 22％人口提供糧食的國家而言尤為重要。此外，中國地域遼闊，內(nèi)陸地區(qū)有 32個省會級別的大城市分別位于不同氣候背景下的九個農(nóng)業(yè)區(qū)中，是研究不同氣候背景下農(nóng)田植被生長特征對城市化響應(yīng)規(guī)律的理想研究區(qū)域。 綜上所述，認識中國不同氣候背景下重要都市城郊農(nóng)田植被生長特征對城市化的響應(yīng)規(guī)律，調(diào)查城市化導(dǎo)致的環(huán)境因素的變化與城郊農(nóng)田植被生長特征變化的相關(guān)關(guān)系，量化城郊景觀格局變化對農(nóng)田植被生長特征的影響，對預(yù)測未來作物產(chǎn)量、優(yōu)化田間管理布局及制定都市農(nóng)業(yè)發(fā)展政策等方面均具有重要的理論及現(xiàn)實意義[25]。 **節(jié) 城市化對植被生長的影響 植被是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對于地球上的生命至關(guān)重要 [27]。首先，植被是地球天然的“降溫器”。一方面，植被可以吸收大氣中的 CO2[28，29]，進而有助于減輕溫室效應(yīng)。另一方面，植被能夠通過遮陰及蒸騰作用等方式緩解城市熱島效應(yīng)[30-32]。其次，植被也是大自然的“保護器”，是涵養(yǎng)水源、防治水土流失的重要防護措施之一 [33，34]。此外，植被同樣是自然界的“凈化器”，它可以通過吸收 O3、PM10、NO2、SO2和 CO等污染氣體，凈化空氣質(zhì)量 [35，36]，同樣也能夠減輕噪聲污染[37，38]。 城市化對植被的影響從成因上大體可粗略分為直接影響與間接影響。其中直接影響可歸納為由不透水面擴張造成的植被數(shù)量的降低，間接影響可概括為由城市化導(dǎo)致城市植被所處的微環(huán)境改變造成的植被生長狀態(tài)的變化。目前，研究植被對城市化響應(yīng)規(guī)律的實驗方法主要分為兩大類：一類為觀測研究方法，主要通過直接觀察城市及鄉(xiāng)村植被生長的差異來探測植被對城市化的響應(yīng)規(guī)律；另一類為遙感監(jiān)測研究方法，主要基于多時相植被遙感影像，對比不同不透水面比率下像元的植被指數(shù)差異及其時空演化規(guī)律來探究城市化對植被的影響。 在大眾的認知中，由于城市常存在空氣污染、城市熱島、土壤壓實、空氣濕度降低等環(huán)境問題，因此城市化會抑制植被的生長 [39，40]，即城市化對城市植被的間接影響為消極影響。但一些基于觀測的研究結(jié)果表明，城市化對城市植被具有顯著的促進作用，如城市化對城市植被的葉光合速率[41]、樹木胸徑[42，43]、碳儲量[44]、生物量累積狀況 [44-49]均表現(xiàn)出顯著的促進作用。但該方法由于存在觀測周期較長、觀測點數(shù)量較少及觀測空間范圍有限等問題，其在大尺度空間范圍的研究中難以推廣。而在早期，基于遙感數(shù)據(jù)探測城市化對植被影響的相關(guān)研究中，研究者們由于未考慮混合像元的影響，通常研究的是城市化綜合效益對植被綠度指數(shù)（NDVI和 EVI）[50-52]或生態(tài)指數(shù)（ NPP和 GPP）[15，53-57]造成的影響。且這些研究多量化出城市化對植被呈顯著的負面作用 [15，54-56]。Zhao等[58]基于遙感監(jiān)測的植被指數(shù)（ EVI），通過構(gòu)建了一個剝離城市化對植被直接影響與間接影響的量化框架，首次基于遙感數(shù)據(jù)證明了在中國 32個主要城市中，城市化的間接影響對植被系統(tǒng)具有顯著的促進作用。隨著這一理論的發(fā)展與完善，大量研究基于遙感影像監(jiān)測到了城市化在不同時空尺度上對植被產(chǎn)生了顯著的積極影響 [59-61]。 但是，這些研究的研究對象大都集中在城市的自然植被上，較少研究涵蓋或單獨討論城市化對城郊農(nóng)田植被的影響。由于受人為管理（如耕作制度及灌溉等）的影響，農(nóng)田植被與自然植被的生長特征具有顯著性差異。此外，農(nóng)田植被對氣溫升高、降水變化和二氧化碳濃度提升同樣較為敏感 [10，62，63]。而城郊的農(nóng)田植被同樣遭遇著城市化發(fā)展伴隨的二氧化碳濃度升高、氣溫升高等微環(huán)境改變。這與全球變暖中人為強迫因素引起的環(huán)境變化特征是相近的。因此，研究區(qū)域尺度上城郊植被生長特征對城市化的響應(yīng)規(guī)律有助于理解和預(yù)測未來農(nóng)田植被生長特征的變化規(guī)律。然而，目前相關(guān)的研究較為匱乏，亟待進一步探究。 第二節(jié) 氣候變化對農(nóng)田植被的影響 一、氣候變化對農(nóng)田植被物候特征的影響 全球變暖已成為國內(nèi)外專家學者公認的事實。 IPCC第五次評估報告指出，過去的 30年可能是北半球近 1400年以來*暖的 30年[9，64]。受氣候變化的影響，農(nóng)田植被生長所處環(huán)境的光照、熱量、水分等條件均會發(fā)生變化，進而導(dǎo)致農(nóng)田植被物候隨之改變 [65]，從而驅(qū)動作物生產(chǎn)力發(fā)生顯著的變化。在過去的 50年內(nèi)，大多數(shù)農(nóng)田植被的物候特征發(fā)生了顯著的改變。氣候變化及人為管理措施 [66，67]是導(dǎo)致農(nóng)田植被物候改變的兩大主要因素。其中氣候變化以氣溫升高為主要驅(qū)動因子[68]。不同國家不同農(nóng)田植被種類表現(xiàn)出相對一致的物候期變化規(guī)律為種植期的提前及灌漿期的延長 [69-71]。如美國、歐洲糧食作物（玉米、大豆、小麥）的種植期約提前了 10～18天[69，70，72，73]，在中國這種現(xiàn)象也顯著存在 [71，74]。提前種植有利于延長作物的生長及生育期，并提高葉面積指數(shù)。這些現(xiàn)象均有助于農(nóng)田植被延長光合作用時間，促使其累積更多的有機物，從而使作物生產(chǎn)力提高 [69]。故農(nóng)田植被物候在氣候變化的驅(qū)動下總體上表現(xiàn)出“趨利避害”的特征。但氣溫的升高仍會通過加快農(nóng)作物生長發(fā)育速度、加速有效積溫積累等方式導(dǎo)致傳統(tǒng)作物品種的不同生育階段持續(xù)時間縮短，進而增大作物減產(chǎn)的風險 [68，71，75]。此外，全球變暖導(dǎo)致的生長季延長同樣為生育期的延長提供了可能性。人類通過變更作物品種能夠緩解氣候暖化造成的生育期縮短。如選擇生育期較長及耐熱品種、加強田間管理措施（如施肥、灌溉、優(yōu)化農(nóng)田布局等），以充分利用氣候變化帶來的有利農(nóng)業(yè)氣候資源，進而延長農(nóng)作物的生育期，提高作物產(chǎn)量，*終化不利為有利[76，77]。 二、氣候變化對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響 氣候變化對農(nóng)作物的綜合影響*終體現(xiàn)在作物產(chǎn)量上 [78]，故明晰作物生產(chǎn)力對氣候變化的響應(yīng)規(guī)律是解決未來糧食安全問題的關(guān)鍵。研究表明，全球農(nóng)作物產(chǎn)量變化的三分之一歸因于氣候變化，這意味著在研究未來農(nóng)作物產(chǎn)量變化時不能忽略氣候波動所帶來的影響 [79，80]。目前，有關(guān)農(nóng)作物產(chǎn)量對氣候變化響應(yīng)的研究一直在學界受到廣泛的關(guān)注 [1]。然而，關(guān)于氣候變化對作物產(chǎn)量影響的正負性問題仍具有較大不確定性。國內(nèi)外的部分研究表明，在氣候變化的影響下，作物單產(chǎn)呈現(xiàn)明顯的上升趨勢。如歐洲 [81-86]、印度 [87]、巴基斯坦 [88]、阿根廷的潘帕斯地區(qū)[89]都發(fā)現(xiàn)作物單產(chǎn)將會增加。此外，國內(nèi)也有部分研究表明在全球變暖的背景下，中國大部分地區(qū) [90]、華北平原 [91，92]、西北地區(qū) [93]、東北地區(qū) [94]以及山東省部分區(qū)域[95]，作物單產(chǎn)總體呈現(xiàn)增加的態(tài)勢。 然而，也有部分研究結(jié)果表明，未來作物單產(chǎn)對氣候變化呈現(xiàn)明顯的負反饋。一項全球尺度的研究表明，氣候變化總體上降低了作物產(chǎn)量 [96]。此外，在部分區(qū)域性研究中，如在歐洲 [97-99]、澳大利亞東南部 [100]、美國科羅拉多州 [101]等地也呈現(xiàn)了作物單產(chǎn)對氣候變化的負反饋效應(yīng)。在國內(nèi)，也有部分研究表明在未來氣候情景的驅(qū)動下，氣溫的升高將導(dǎo)致作物生長速率加快、生育期縮短，進而導(dǎo)致不同種類的水稻、小麥、玉米減產(chǎn)風險增大，但灌溉等人為措施在一定程度上能夠降低減產(chǎn)的發(fā)生概率 [102-105]。 由于相關(guān)的研究數(shù)量十分龐大，一些學者開始嘗試使用薈萃分析來對已有的研究結(jié)果進行整合。 Challinor等[106]在近期的一項薈萃分析研究中表明，如果不采取適應(yīng)措施，預(yù)計在 2℃局部升溫時，溫帶和熱帶地區(qū)小麥、水稻和玉米的總產(chǎn)量將下降。但考慮作物水平對氣候變化的適應(yīng)性后，模擬的作物產(chǎn)量平均提高了 7%～15%。此外，未來熱帶地區(qū)產(chǎn)量下降的共識要強于溫帶地區(qū)，溫帶作物即使經(jīng)歷適度的升溫，也有可能不會發(fā)生地方單產(chǎn)降低的情況。而另一項來自 Wilcox和 Makowski[107]的薈萃分析結(jié)果表明，由于氣溫、降水和 CO2濃度對作物產(chǎn)量具有不同的影響，未來總體氣候變化是否會導(dǎo)致作物單產(chǎn)增加或減少具有極
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