1982—2015年兴安盟玉米气候适宜度变化分析

利用兴安盟突泉县1982—2015年的气象资料和玉米大田发育期观测资料,对玉米各生育期及全生育期的气候因子及综合气候适宜度进行计算分析,并与历年气象产量进行了相关分析。结果表明,全生育期综合气候适宜度与产量相关性显著,表明本模型能较好的反应我盟玉米气候适度动态变化情况,同时得出影响兴安盟玉米生长的主要气象因子为降水,其次分别为温度和日照;兴安盟日照对玉米的适宜度最高,其次为温度,降水的适宜度最低,近34a中,温度适宜度和日照适宜度呈上升趋势变化,降水适宜度年际差异较大。     

近30年渭南夏玉米气候适宜度研究

根据渭南市11个国家气象站1991—2020年逐日气象数据,结合夏玉米农业气象观测站的生育期资料,利用气候适宜度模型来分析渭南市夏玉米不同生育期的温度、日照、降水和气候适宜度特征,以及全生育期各种适宜度的时空分布规律。结果表明：降水是影响渭南夏玉米产量的主要气候因子;乳熟至成熟期渭南夏玉米易受连阴雨天气影响,日照适宜度最小,对产量和品质造成影响;北部温度适宜度最大,南部降水和光照适宜度最大,总体气候适宜度从北向南逐渐增大,南部最适宜种植夏玉米。     

吉林省春玉米农业气候资源适宜度时空分布特征

为了明确吉林省春玉米农业气候资源的适宜性,利用模糊数学方法建立了吉林省春玉米各生育期的温度适宜度、降水适宜度、日照时数适宜度和气候适宜度模型,并分析了温度适宜度、降水适宜度、日照时数适宜度和气候适宜度的时空分布特征。结果表明:1961—2010年吉林省春玉米全生育期的温度适宜度呈西高东低的空间分布特征,温度适宜度普遍为0.70以上,总体较适宜,且温度适宜度呈增大的趋势;春玉米营养生长期和生殖生长期的温度适宜度总体与全生育期的温度适宜度分布一致。近50 a吉林省春玉米各生育期日照时数适宜度较高,普遍为0.80—1.00,呈西高东低的空间分布特征。春玉米降水适宜度年际波动幅度较大,普遍为0.40—0.60。吉林省春玉米全生育期气候适宜度基本为0.60—0.75;春玉米营养生长期气候适宜度多为0.70以上,比全生育期气候适宜度偏高;而春玉米生殖生长期的气候适宜度多为0.70以下,比全生育期气候适宜度偏低。近50 a吉林省春玉米气候适宜度不存在明显的区域差异,春玉米各生育期气候适宜度总体呈不显著的减小趋势。     

内蒙古玉米气候适宜度及其变化特征

基于内蒙古10个气象站1993—2017年玉米生育期的逐日气象资料,综合气温、降水、日照气候适宜度指标,建立适合内蒙古地区的玉米气候适宜度计算模型,模型检验分析表明此模型能够较为客观地反映内蒙古地区玉米受气候条件影响的情况。对近25 a来内蒙古地区玉米各生育期气候适宜度指数特征及年变化趋势进行分析,结果表明:玉米生长的热量和光照条件较好,而水分条件较差,降水不足是限制内蒙古地区玉米生长的主要气象因素;播种—出苗期和乳熟—成熟期气候适宜度指数变异系数最大,是综合气候条件影响玉米生长发育的关键时期;气候变化特别是降水对内蒙古玉米生长带来的负效应主要表现在抽雄—乳熟期。     

基于气候适宜度的夏玉米发育期模拟模型

结合前人气候适宜度的研究成果,以作物生理生态发育过程为基础,构建了夏玉米发育期预报模型。模型中分别建立了夏玉米温度、降水、日照时数适宜度函数,并结合河南省19个农业气象试验站的夏玉米发育期资料,运用通径分析法确定各个生育期温度、降水和日照的影响权重系数,计算出综合适宜度,用来预测夏玉米生育期。结果表明,模型能够较好地预测各个发育期(出苗、七叶、拔节、抽雄、乳熟和成熟)。建模资料的模拟值与观测值比较的均方根误差分别为1.5、3.1、3.4、2.9、4.0、4.5 d。运用独立资料对模型所作预测值的均方根误差在1.0~4.6 d之间。     

安徽淮北平原冬小麦气候适宜度分析及作物年景评估

选取安徽省淮北平原37个气象站1960-2016年逐日气象资料,构建气温、降水、日照及气候适宜度模型,分析气候变暖背景下冬小麦气候适宜度时空演变特征,揭示冬小麦生育期气候风险,评判农业气候年景。结果表明：淮北平原冬小麦不同生育期对气候因子适宜程度不同,单要素各生育期适宜度均为灌浆-乳熟期较高,返青-拔节期较低,其中降水适宜度分蘖期最低;全生育期温度适宜度最高、日照适宜度次之、降水适宜度最低,水分是冬小麦生长的限制因子。气候综合适宜度灌浆-乳熟期最高,分蘖期降水适宜度最低,并且其序列变异系数大,常遭遇秋冬连旱,引起产量波动;全生育期气候适宜度呈东高西低分布,淮北中东部较高,而淮北西部及沿淮地区较低,冬小麦生产风险相对较高。1961-2016年全生育期温度适宜度线性增大趋势显著,降水适宜度线性趋势不明显,而日照适宜度呈显著的线性减小趋势;综合来看,全生育期气候适宜度无明显线性增减趋势,空间上淮北东部略有增大,而西部及沿淮地区略有减小,气候风险增加。淮北平原多数年份气候适宜度适中,适宜性偏差年发生概率高于偏好年。基于气候适宜度评判冬小麦气候年景等级,评估结果与实际产量增减情况基本相符,表明农业气候年景模型评估精度能满足业务服务需求,具有推广应用价值。     

淮河上游地区夏玉米生长降水关键期内旱涝致灾降水阈值研究

基于淮河上游地区11个气象站点1959—2015年降水资料,利用夏玉米气候产量与生育期降水序列进行相关性分析,确定降水影响夏玉米生长的关键时段,定义为夏玉米生长降水关键期,并采用21种分布函数对降水关键期内降水序列进行拟合,选取K-S和A-D方法进行拟合优度检验,建立最优概率分布模型,再基于降水概率分位数法定量化设计夏玉米各级旱涝的降水阈值R,并验证指标的合理性。结果表明:(1)淮河上游地区夏玉米抽雄-成熟生育时段及前一旬降水量对夏玉米产量影响显著;(2)各站点夏玉米生长降水关键期内降水序列的最优概率分布模型差异明显;(3) 11个站点夏玉米各级旱涝灾害的降水阈值地区差异较大,利用泰森多边形法确定整个淮河上游地区夏玉米生长降水关键期内旱涝致灾降水阈值分别是:重旱R73 mm,旱73 mm≤R138 mm,正常138 mm≤R337 mm,涝337 mm≤R475 mm,重涝R≥475 mm。     

基于气候适宜度指数的冬小麦动态产量预报技术研究

在分析河南省冬小麦生态生理特征及前人相关研究成果的基础上,利用模糊数学等方法分别构建了温度、降水及日照时数适宜度函数。冬小麦的生长发育及最终产量的形成与生态环境条件之间的关系比较复杂,一个或几个因子对冬小麦生长的正负效应可能被其他因子加强或减弱。在此基础上,利用几何平均法建立了河南省冬小麦温度、降水及日照时数的综合气候适宜度模型,以反应多因子对产量的协同影响效应。以此建立了3月上旬、4月上旬及5月上旬的动态产量预报模型。检验结果显示,模型能够反映小麦产量与气候之间的响应关系,并可在实际预报业务中作为参考依据。     

夏玉米产量动态预报方法研究

利用洛阳市1981—2014年夏玉米产量资料、生育期内的气象资料,结合夏玉米的生物学特性,分别构建夏玉米温度、光照、水分适宜度模型,利用夏玉米生长季内不同时段的气候适宜度指数与气象产量的相关关系,构建夏玉米产量预报模型,并分别利用1981—2010年、2011—2014年数据进行回代、预报检验。结果表明,气候适宜度与夏玉米气象产量存在显著的相关性,两者变化趋势一致。1981—2010年各时段预报模型的单产回代检验准确率在89.19%~91.42%之间,趋势回代检验准确率达89.66%~96.55%。2011—2014年预报检验,预报准确率最高为96.16%,最低为91.05%,趋势预报准确率最高为100%,最低为75%,预报准确率较高,建立的产量动态预报模型可以在业务上推广应用。     

基于气候适宜度的玉米产量动态预报方法

夏玉米是河北省主要粮食作物之一, 其生长发育及产量形成受气象条件影响很大, 开展玉米产量动态预报对河北省农业生产和粮食安全具有重要意义。该文结合夏玉米生理特性, 建立了夏玉米气候适宜度模型, 利用此模型借助于SPSS统计软件, 计算了1972—2005年河北省8个市夏玉米生育期内逐旬气候适宜度, 以此为基础, 建立了河北省8个市夏玉米不同时段产量预报模型。结果表明:夏玉米气候适宜度与产量相关显著; 1972—2005年历史预报检验和2006—2007年预报试验平均准确率分别为88.8%和96.8%, 能够满足业务服务需要。     

气候变化情景下黄淮海区域热量资源及夏玉米温度适宜度

利用黄淮海区域90个站点1971—2000年逐日气象资料以及国家气候中心发布的未来气候变化情景(A1B)下区域气候模式(Reg CM3)模拟的黄淮海区域1951—2070年0.25°×0.25°格点气象资料,结合夏玉米主要生育期对温度的需求,构建了黄淮海区域的温度适宜度和变异系数模型,并对1951—2070年黄淮海区域热量资源、夏玉米主要生育期的温度适宜度及其变异系数的时空变化特征进行分析。结果表明:1)黄淮海区域≥10℃积温和80%保证率下日平均温度≥10℃的初日均呈现由北向南依次增加的趋势,且随时间推移,分别呈增加和提前趋势。2)黄淮海区域夏玉米播种—出苗期的温度适宜度随时间整体呈逐渐上升的变化趋势、其变异系数随时间呈降—升—降的变化趋势;出苗—抽雄期的温度适宜度随时间呈先降后升的变化趋势、其变异系数呈降—升—降—升的变化趋势;抽雄—成熟期的温度适宜度空间上呈现2010年前北低南高、未来情景下中部低四周高的分布趋势,时间上呈2010年前稳定、未来情景下先降后升的变化趋势,其变异系数呈相反变化趋势;3)黄淮海区域夏玉米温度适宜度及其变异系数从播种—出苗期—出苗—抽雄期—抽雄—成熟期均呈反相位的变化关系。     

2020年吉林省玉米生长季农业气象条件评价

基于50个气象台站观测数据,利用玉米气候适宜度模型等方法,分析了2020年玉米生长季的农业气象条件.结果表明:玉米生长季内,大部分地区≥10℃积温较常年同期偏多,热量条件好,降水量偏多,但时空分布不均,日照偏多.全生育期平均气候适宜度指数略高于2019年及前5a平均,除7月外,各月气候适宜度指数均高于前5a平均.玉米生长季内,苗期水热条件匹配较好;拔节后持续高温少雨,西部地区大部出现农业干旱;抽雄后,降水增多,旱情逐步解除,整个灌浆期水热匹配较好;初霜偏晚,玉米霜前成熟.玉米生长季内主要的农业气象灾害是阶段性干旱、台风造成的倒伏、局地内涝.总体上看,2020年吉林省玉米生长季农业气象条件属于正常略差,弊略大于利.     

山东菏泽牡丹的气候适宜性分析

基于2001—2018年山东菏泽气象站逐日气象资料,结合该地区牡丹萌芽期、现蕾期和开花期3个主要生育期的气象指标,应用模糊数学方法,建立日时间尺度的温度、降水和日照适宜度模型,并采用几何平均方法建立牡丹综合气候适宜度模型。结果表明:(1)牡丹的综合气候适宜度随发育期而变化,表现为开花期现蕾期萌芽期,数值均在0.5左右;(2)牡丹的平均温度适宜度、降水适宜度、日照适宜度分别为0.78、0.24、0.85,温度和日照均能满足牡丹适宜生长的需要,降水是影响牡丹生长气候适宜的关键气象因素;(3)2001年以来,牡丹的温度适宜度和降水适宜度呈上升趋势,日照适宜度呈下降趋势,综合气候适宜度呈上升趋势。总体上,气候变化对牡丹主要生长期无明显的负效应。     

江苏省冬小麦气候适宜度动态模型建立及应用

用1961—2010年江苏57个气象站常规气象资料和小麦产量资料,结合前人的研究思路,应用生态适宜度、模糊数学理论,引入权重分析等方法,建立了江苏省冬小麦气候适宜度的动态模型,模型检验结果良好。对1961—2010年冬小麦历年全生育期和各生育期的气候适宜度进行初步分析,结果表明:江苏省各地冬小麦气候适宜度均维持在较高水平,其中冬小麦生育期内温度适宜度最高,降水适宜度维持在较低水平,日照是其生产过程中的关键性制约气象因子。     

华北冬小麦—夏玉米两熟区干旱特征分析

研究华北冬小麦—夏玉米主要生长季的干旱时空特征,可为全球气候变暖背景下制定抗旱减灾对策提供理论依据。利用华北5省（市）64个气象台站1961——2010年逐日降水资料,以降水负距平或降水量表征的干旱指标,通过经验正交分解法提取了冬小麦、夏玉米全生育期和关键生长阶段的特征向量和时间系数,分析了干旱频率、站次比及干旱强度的变化特征,并通过构建冬小麦夏玉米轮作期综合干旱指数,探讨了华北地区农业干旱的总体状况。结果表明：EOF分解的前4个模态提取了60%以上作物干旱的主要时空分布信息,冬小麦主要生长季收敛效果优于夏玉米;冬小麦全生育期、苗期及拔节—抽穗期干旱的高强度中心主要分布在冀中南、豫北及鲁西北地区,而灌浆—成熟期干旱则以豫东为中心;夏玉米全生育期干旱的高强度中心主要位于冀南和鲁北地区,初夏旱以冀北大部为高强度区,而卡脖旱以豫西和鲁南为高强度区。从时间系数和区域干旱强度及站次比的时间变化趋势看,冬小麦全生育期干旱、灌浆—成熟期干旱及夏玉米初夏旱、卡脖旱均表现为递减趋势,但未通过显著性检验,而冬小麦播种期、拔节—抽穗期干旱,以及夏玉米全生育期干旱为不显著的递增趋势。整个冬小麦—夏玉米轮作期干旱威胁较高的地区主要位于京津局部、冀中南、豫北和鲁北等地区。     

未来RCPs情景下淮河流域夏玉米卡脖子旱风险预估

针对干旱气候变化及其对淮河流域夏玉米的可能影响,基于历史灾损构建的致灾阈值模型,应用第5次耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5)中的5个全球气候模式(GCMs)和3种典型浓度路径(RCPs)情景输出的逐日气温和降水量数据,计算不同RCPs情景下致灾阈值以上气象干旱发生频率,结合承灾体的暴露度和脆弱性,构建干旱灾害风险评估模型,开展淮河流域21世纪近期(2020—2039年)、中期(2040—2069年)和远期(2070—2099年)夏玉米抽雄—乳熟期卡脖子旱风险预估。结果表明:不同气候模式对淮河流域的气温和降水量具有较好的模拟能力,气温模拟效果更佳。未来夏玉米抽雄—乳熟期将有所提前,该生育期日数缩短;预估未来淮河流域夏玉米抽雄—乳熟期气象干旱日数年际变幅大,从其线性趋势看,RCP4.5和RCP8.5情景下气象干旱日数线性趋势不明显,而RCP6.0情景下线性增加显著。在致灾因子及承灾体的综合影响下,未来淮河流域夏玉米卡脖子旱风险年际波动大,干旱灾害风险增大,21世纪各时期,其风险远期最高、中期最低;不同情景由低向高排放情景下干旱风险依次增高。预估的干旱风险空间差异明显,总体上该流域北部风险高于南部、西部高于东部。     

河池甘蔗气候适宜度特征及其变化趋势分析

为分析气候变化对河池市甘蔗生长的影响,利用河池甘蔗主产区宜州、罗城、环江3个站点1980—2014年气温、降雨、日照等气象资料及生育期资料,建立了甘蔗各生育及全生育期气候适宜度模型。结果表明:全生育期河池市甘蔗气温适宜度最高;日照次之;降雨最低且变异系数最大。气温、日照适宜度以播种期为最低,降雨以成熟期最低。气温、日照适宜度年际变化分别以0.001 1/a、0.000 3/a呈增加趋势,而降雨、综合适宜度年际变化则以0.001 6/a、0.000 2/a趋势降低。温度及日照变化对河池甘蔗生长发育有利,而其引发的强降雨或间歇性干旱可能成为影响甘蔗生长的主要胁迫因子。     

夏玉米在充分供水条件下不同生育期作物系数研究

利用2014年6—10月夏玉米全生育期试验数据和气象数据,采用LG型称重式蒸渗仪分析了在充分供水条件下陕西关中地区夏玉米全生育期最大耗水量及不同生育期的作物系数。结果表明：夏玉米在试验地段从播种到收获共119 d,充分供水条件下夏玉米全生育期最大耗水量599.9 mm。玉米实际蒸发蒸腾量（ET）与参考蒸散量（ET0）的逐日变化趋势倾向率除三叶—七叶期以外,其余时间段呈现出一致性;全生育期日平均ET为5.0 mm/d,抽雄—乳熟期的ET最大,占全生育期的33.2%。夏播玉米各生育期（播种—三叶、三叶—七叶、七叶—拔节、拔节—抽雄、抽雄—乳熟、乳熟—收获）作物系数分别为0.64,0.76,0.80,1.38,1.47,1.58。     

基于气候适宜度的江苏水稻气候年景预测方法

在改进气候适宜度模型参数的基础上,利用1961-2016年70个站的气象观测资料和农业资料,应用统计方法,确定了温度、日照、降水适宜度对水稻气象产量的影响权重,由此构建了年景综合指数及其预测模型。结果表明:日照适宜度和降水适宜度与相对气象产量之间存在显著的相关关系,影响权重分别为0.460和0.428,由于热量资源充足,温度适宜度对气象产量的影响权重偏小(0.112);基于气候适宜度构建的年景综合指数与相对气象产量的相关系数达0.411,说明该指数能较好地表征气候条件对产量形成的综合影响;基于大气环流特征量和太平洋海温等大尺度预报因子,采用最优相关和逐步回归等方法,建立了水稻年景综合指数的预测模型,经过历史拟合和试报检验后效果理想,可投入业务应用,该方法的预测结果将为水稻产量分析预测提供科学依据。     

基于气象要素的逐日玉米产量气象影响指数

利用1981—2020年5—9月气象数据与玉米产量数据,通过改进逐日降水适宜度并构建逐日气候适宜度模型,建立基于相似年逐日气象要素的作物生育期气候适宜度序列,利用气象产量与气候适宜指数建立模型,设计逐日作物产量气象影响指数以表征气象条件对作物的影响程度,基于该指数构建东北地区玉米逐日产量预报模型并分析其逐日预报准确率,用以表明该指数的准确性。结果表明:利用3个相似年预报结果加权集成综合相似年逐日作物产量气象影响指数可提高逐日预报准确率,黑龙江年尺度逐日预报准确率年际间波动小于东北其他地区。综合相似年月尺度下,随着玉米发育期的推进和实时气象数据的引入,月尺度平均预报准确率逐渐提高。东北地区玉米产量8月31日的日尺度预报准确率普遍高于7月31日;辽宁日尺度预报差异较大,但随着玉米发育期推进逐日预报产量和实际产量接近,准确率也提高。基于气象要素构建的逐日作物产量影响指数和同期气象影响指数可以定量评估不同时段气象条件对作物产量的影响程度,在一定程度上可提高农业气象业务定量化评价水平。