东北地区玉米不同生长阶段干旱冷害危险性评价

利用东北地区35个农业气象站1961—2010年气象资料、玉米产量资料和1981—2010年玉米生育期资料,选用合适的干旱指标和冷害指标,结合自然灾害风险理论建立了灾害危险性评价模型。基于灾害判别结果和历史灾情资料,从典型灾害年中提取不同灾种的影响差异,构成权重系数,对东北地区玉米不同生长阶段和整个生育期干旱、冷害危险性进行评价。结果表明,东北地区干旱、冷害危险性在玉米生长前期(出苗—拔节阶段)主要集中在东北地区东南部,此阶段主要以冷害为主;而在玉米生长后期(抽雄—成熟阶段),风险高值区转移到西部,此阶段以干旱为主。生长前期和生长后期对整个生长阶段危险性的贡献值分别为0.3473和0.6527。东北地区的主要气象灾害正逐渐从冷害向干旱转变,冷害发生的频次逐渐减少,而干旱发生的频次快速增多,影响的范围也迅速增大。     

云南省冬小麦干旱灾损风险区划

应用风险评估技术,对云南省冬小麦干旱灾害风险进行研究,确定了各地冬小麦干旱减产的关键时段,计算了云南省各县冬小麦干旱强度风险、减产风险、抗灾性能、干旱灾损综合风险指数等,并进行了云南省各县冬小麦干旱灾损风险区划。结果表明,云南省由内陆向外部,冬小麦干旱灾损综合风险呈现逐渐加重的趋势     

河南省冬小麦干旱保险风险评估与区划

以河南省冬小麦干旱为例,探讨了农业气象灾害保险风险评估与区划方法。首先,在构建冬小麦不同生育期干旱指数的基础上,结合农业保险的特征和精细化、专业化的需求,从气象因子、作物产量以及社会经济水平的角度选用干旱风险度、易损性指数、产量风险指数、抗灾性能指数4个指标对致灾因子、承灾体易损性、灾损风险、防灾减灾能力4个方面进行分析和评估。然后将上述4个保险风险评估指标细化到县级,采用聚类分析方法,对河南省冬小麦干旱进行了气象指数保险风险区划和政策性保险风险区划。两种区划结果表明:除豫西高风险区的个别县互相重合外,其余各县所属风险区有较大差别。因此,针对不同的保险特点和需求,需要采用不同的区划指标和方法,才能推行区域农业保险,更好地实行差别保险费率。     

我国北方地区冬小麦干旱灾害风险评估

选取我国粮食重要生产区——北方冬麦区作为研究区,基于干旱灾害对作物产量的影响开展冬小麦干旱灾害风险评估和区划。在确定干旱灾害危险性指标过程中,通过对比分析MCI、CWDIa、CI、Pa及Ma干旱指数的适应性,确定了干旱灾害风险危险性指数;在分析北方冬麦区干旱背景和脆弱性时,考虑了冬麦区的地形、土壤类型、土壤有效持水量、河网水系、灌溉条件、降水量及干燥度等环境因素,以及冬小麦的耕地面积、播种面积、主要生育期的水分敏感系数、历史产量等。与以往致灾因子危险性分析方法不同,本文首先建立了干旱指标与冬小麦减产率之间的关系,通过减产率等级来确定干旱致灾临界阈值,在此基础上计算分析了冬小麦全生育期和6个关键生育期不同等级干旱发生的频率。综合考虑干旱发生的危险性、不同地区干旱背景和脆弱性,建立了我国北方冬麦区全生育期和6个关键生育期的干旱灾害风险评估模型和区划方法,实现了我国北方冬麦区干旱灾害的风险评估和区划。结果表明,MCI更能反映北方冬麦区干旱的特征,故以MCI指数作为干旱灾害风险危险性指数;我国北方冬麦区中北部的干旱灾害风险较高,应该加强防旱抗旱能力建设,南部地区包括苏皖和河南东南部的干旱灾害风险较小。本文建立的北方冬麦区不同生育期干旱灾害风险评估模型可应用于干旱灾害风险动态评估实时业务中。     

安徽冬麦区4种干旱指数应用对比

干旱是安徽冬小麦生育期主要的农业气象灾害,对冬小麦生长发育及产量形成均产生重要的影响。利用安徽冬麦区36个气象站1960—2012年逐日气象资料,分别计算冬小麦生育期水分亏缺指数(CWDI)、综合气象干旱指数(CI)、标准化降水指数(SPI)及降水距平百分率(PA),并对上述指标的计算结果进行对比及适应性分析。结果表明:冬小麦生育期4种干旱指数得到的干旱日数时空分布趋势基本一致;SPI和PA指数计算相对简便、稳定,但由于没有考虑水分支出,易导致干旱程度跳跃发展,CI和CWDI指数考虑了最近的降水情况,同时考虑了水分的收支情况,能够较好的表征干旱过程发生发展机制及特征,尤其是CWDI考虑到生长季作物系数,能反映作物水分亏缺状况。通过干旱指数与冬小麦减产率的相关分析,进一步表明CWDI在安徽冬小麦生育期干旱监测评估中具有较好的适用性。     

相对蒸散在冬小麦干旱宏观评估中的应用

利用最新的Ｐｅｎｍａｎ－Ｍｏｎｔｅｉｔｈ参考蒸散估算方法,计算了华北各地历年小麦各发育阶段的相对蒸散。根据水分亏缺引起的不同减产程度,确定冬小麦各发育阶段干旱指标,并据此分析了小麦干旱程度及发生概率。建立了冬小麦干旱影响综合评估模式。结果表明,干旱指标农业意义明确,分析评估符合实际。利用综合考虑冬季严寒和生育期内各阶段水分状况的模式进行农业干旱影响评估的尝试取得了较好的效果。     

太平洋海温三极子对中国东北地区春玉米气候产量的影响

利用1949—2018年玉米产量数据、NCEP再分析资料、帕尔默干旱指数、标准化降水蒸散指数、土壤含水量和SST等, 分析了太平洋海温三极子对中国东北地区春玉米气候产量的影响。结果表明: 东北地区春玉米气候产量与收获当年1—5月的太平洋海温三极子存在显著相关, 太平洋海温三极子能够通过太平洋上空的遥相关型影响东北地区春玉米播种出苗期和全发育期的区域环流场, 进而影响区域降水、土壤含水量、帕尔默干旱指数和标准化降水蒸散指数等与东北地区春玉米气候产量密切相关的因子。当太平洋海温三极子增强时, 太平洋上空会形成类似Rossby波列结构的遥相关型, 在东北地区高空产生负涡度异常, 有利于上升气流的形成和降水的增加。太平洋海温三极子也有利于在低层形成从西北太平洋向东北地区的东南风异常, 通过水汽传输进一步增强东北区域降水。     

广西甘蔗主产区产量灾损风险评估

根据风险分析原理,利用1978-2009年广西甘蔗产量资料,采用减产率、变异系数、灾损减产风险指数等指标,对广西甘蔗主产区产量灾损风险水平进行评估。结果表明,广西甘蔗主产区气象产量历年平均减产率0-25%,以轻度减产年型（减产率5%-10%）居多,且呈现一定的连片性;减产率变异系数0.75-4.00,崇左市和南宁市部分县区在1.00以下,说明这些地区甘蔗受气象灾害影响造成的大减产年份少;灾损减产风险指数0-0.48,按主产区各地市灾损减产风险指数从小到大排列,防城港市〈崇左市〈南宁市〈钦州市〈来宾市〈贵港市。综合考虑干旱、低温霜冻等气象灾害影响,气象灾害引起甘蔗产量波动风险程度以贵港市的最大,防城港市的最小。研究结果可为广西甘蔗稳产高产制定防灾减灾措施、农业保险制度推行等提供基础理论依据。     

内蒙古牧区干旱灾害风险分布特征及区划

以内蒙古51个牧业旗县为研究区域,选取牧区频繁发生的旱灾为研究对象,从旱灾的致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减灾能力4个方面着手,利用自然灾害风险指数法、专家打分法、熵权系数法和层次分析法,确定风险评估的指标及其权重,建立牧业干旱灾害风险评估模型,借助GIS技术,完成内蒙古牧区干旱灾害风险分布特征分析及其区划。结果表明:内蒙古牧区干旱高风险区呈带状分布,主要集中在沿贺兰山—阴山—大兴安岭南段一带,包括鄂尔多斯中部和东北部、巴彦淖尔市北部的部分地区、包头中部、呼和浩特市中部、乌兰察布市中部、锡林郭勒盟偏南地区、赤峰市北部、通辽市西北部地区,以上地区海拔高,地形以中、低丘陵为主,干旱致灾因子危险性高、孕灾环境敏感性高且承灾体易损性也高。     

福建省主要农业气象灾害风险研究

灾害风险评估是灾害预防的重要工具,本文基于区域灾害系统论的观点,试图对福建省主要气象灾害风险进行比较全面地研究。首先根据信息扩散方法,构建了福建农业气象灾害灾损风险评估模型,计算给出了福建省主要气象灾害相对于不同灾损程度的风险分布的信息。然后通过灾害加权熵的计算,对福建省主要气象灾害的总体风险水平进行定量比较,结果表明,在福建省主要的农业气象灾害当中,干旱和洪涝灾害的风险值高,而风雹和冻害的风险值较低;干旱略高于洪涝,低温冻害的风险水平最低。     

黑龙江省大豆不同生育阶段干旱时空特征

干旱是黑龙江省农业生产中的主要自然灾害之一,影响大豆生长发育和产量形成。利用1981—2017年黑龙江省32个农业气象观测站土壤水分资料和26个站大豆生育期资料,采用中国气象局2018年发布的气象行业大豆干旱等级中大豆干旱指标,分析黑龙江省5个区域大豆各生育期干旱发生频率、强度和干旱风险指数的时空变化特征,并对黑龙江大豆干旱风险进行评估与分区。结果表明:大豆轻旱发生频率高于重旱和特旱,西区为干旱多发区域,中区次之,其他区域相对少发;中区干旱发生强度最高,西区次之,北区最低,东区、北区和中区大豆三真叶至鼓粒期干旱发生强度高于前期和后期,而西区和南区在大豆鼓粒至成熟期干旱发生强度高于前期;西区干旱风险最高,中区次之,北区最低,大豆开花-结荚期干旱风险最高,播种-出苗期最低,干旱中等以上风险区域集中在松嫩平原西部和三江平原西南部,其他大部地区为次低或低风险区。     

不同品种双季晚稻产量结构对干旱胁迫的响应

干旱是湖南双季晚稻分蘖-幼穗分化期主要农业气象灾害,对晚稻生长和产量形成产生不利影响。本研究以常规晚稻和超级晚稻在分蘖-幼穗分化期进行干旱胁迫试验,于20142016年连续3年开展15、20、25、30d4个干旱处理水平试验,探讨了干旱强度与不同品种双季晚稻产量结构的关系,从而确定双季晚稻干旱指标。试验研究结果表明,相同干旱胁迫处理下,土壤相对湿度是影响双季晚稻产量结构的关键因素,常规晚稻和超级晚稻产量结构对干旱胁迫的响应存在差异性。自晚稻分蘖普遍期开始干旱处理,对常规晚稻理论产量、有效穗数和结实粒数产生不利影响的土壤相对湿度阈值分别为92.5%、87.2%和98.6%;对超级晚稻理论产量、有效穗数和结实粒数产生不利影响的土壤相对湿度阈值分别为96.8%、97.1%和89.3%。根据晚稻产量结构对干旱持续时间和土壤湿度的响应,构建了常规晚稻和超级晚稻的分蘖-幼穗分化期干旱等级指标,可为双季晚稻的干旱监测和抗旱救灾提供理论依据和实践指导。     

气象灾害指标在湖南春玉米种植区划中的应用

根据湖南省97个气象站1961—2004年气温、日照、降水等气象资料, 结合玉米生态习性和田间试验分析结果, 计算了玉米生长期内相关的灾害指标。得出玉米吐丝-成熟期干旱、高温热害及播种-出苗期的连阴雨3个气象灾害指标对其生长的影响最大, 在分析该3个灾害指标的地域分布特征基础上, 利用该3个指标出现概率, 引进“无级变速”原理, 进行春玉米种植区划。区划结果表明:湖南大部分地方适宜种植春玉米, 从区划结果与实际产量对比分析比较, 湖南玉米的高产区均在最适宜区和适宜区内; 低产区大多都在较适宜区和次适宜区, 只是湘东南山地低产区在最适宜区范围内, 与实际情况不吻合。原因可能是这一区域玉米生长期内光、温资源不足, 加之土壤肥力较差的缘故。     

河南省冬小麦干旱灾害的空间分布研究

利用河南省30个农业气象基本站的土壤测墒资料,把冬小麦干旱划分为轻、中、重3个干旱等级,通过构建干旱指数函数,分别计算出不同干旱等级的干旱指数,绘制干旱指数分布图,结果表明:河南省冬小麦干旱以豫北林州,豫西大部,豫中许昌,豫南西平、驻马店等地发生较频繁且以轻旱为主.     

河南省冬小麦干旱灾害的空间分布研究

利用河南省30个农业气象基本站的土壤测墒资料,把冬小麦干旱划分为轻、中、重3个干旱等级,通过构建干旱指数函数,分别计算出不同干旱等级的干旱指数,绘制干旱指数分布图,结果表明:河南省冬小麦干旱以豫北林州,豫西大部,豫中许昌,豫南西平、驻马店等地发生较频繁且以轻旱为主。     

基于MODIS时序数据提取河南省水稻种植分布

以河南省为研究区,利用2009年多时相8d合成MODIS地表反射率产品提取水稻种植分布。根据稻田含水量变化特征及水稻生长规律,构建水稻种植分布提取流程。为减少云等噪声的影响,对地表水含量指数（ILSW,land surface water content index）和增强型植被指数（IEV,enhanced vegetation index）的时序数据进行平滑重建。然后,依据豫北和豫南稻区水稻物候期差异,分别建立标准水稻IEV生长线,以计算像元尺度的水稻相似性指数作为影像分类的特征波段。同时,对重建的ILSW和IEV时序数据分别进行主成份分析,选择各自的前3个成份作为特征波段。在此基础上,采用支持向量机分类算法对组建的特征波段进行分类,提取影像中水稻的种植分布。结果显示,提取的河南省水稻种植分布与实际情况吻合较好,豫北稻区水稻分布呈现集中连片的特征,多分布在沿黄河两岸,而豫南稻区水稻种植广泛,多在大型水库灌区周边及沿淮和低洼易涝地区。与各地区水稻统计面积相比,MODIS提取的水稻面积平均相对误差为6.56%,根均方误差为5.63khm2。受到混合像元影响,以及个别地区水稻种植分散且面积相对较小,使该地区水稻面积相对误差超过±60%。     

2011年春季河南久旱转暴雨的环流特征及成因分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°和2.5°×2.5°全球再分析资料,对2011年5月河南久旱转暴雨过程的影响系统及环流演变特征进行分析。结果表明,暴雨产生在高空槽前、中低层切变线南侧、低空急流出口左侧强的低空辐合区。将干旱期间与暴雨时段大尺度环流场进行对比分析得出,干旱期间500 hPa高度场长期维持＂西高东低＂的环流形势,暴雨时段环流迅速调整为＂东高西低＂,上游也由干旱时期的高度正距平转为负距平,下游由高度负距平转为正距平。干旱期间西风急流和南亚高压主体均较偏南,暴雨时段二者均快速加强北移,暴雨区恰好位于二者交汇的高空强辐散区。干旱期间AO指数及NAO指数均为正值,当二者先后由正值转为负值时,有可能预示着后面将有强降水发生。     

河南省稻麦类作物对气候变化的响应

小麦和水稻是世界最重要的粮食作物。利用河南省小麦和水稻的历史观测资料,结合DSSAT-CERES小麦和ORYZA2000水稻模拟模型,分析和模拟河南省稻麦类作物在历史气候变化条件下生育期和产量的变化。结果表明:冬小麦全生育期长度呈缩短趋势,但播种-越冬天数平均每10 a增加1.7 d,开花到乳熟天数平均每10 a增加2-4 d,返青后各生育期均表现出不同程度的提前;水稻各生育期均有不同程度的提前,尤其是拔节期以前,分蘖前的生育期间隔天数以缩短为主,拔节后以延长为主。雨养小麦模拟产量和水氮增产潜力均呈减少趋势;随着播种期的提前,水稻减产趋势逐渐减弱。     

我国北方地区苹果干旱时空分布特征

以我国北方苹果主产省为研究区域,基于研究区域内1981—2016年144个气象站点逐日气象数据,结合苹果生育期数据,以干旱指数作为苹果农业干旱指标,明确了研究区域内苹果干旱的空间分布特征及时间变化趋势,结合小波分析方法,揭示了北方苹果干旱发生的周期性规律。结果表明:苹果各生育阶段降水量整体呈由西北向东南增加的趋势,干旱指数空间分布特征呈由西北向东南降低的趋势,苹果花芽萌动-盛花生育阶段干旱程度最大。干旱指数近36年果树萌动-花芽萌动生育阶段呈上升趋势,平均为3.90/（10 a）,花芽萌动-盛花、盛花-成熟以及成熟-落叶生育阶段均呈下降趋势,平均值分别为-3.14/（10 a）,-0.01/（10 a）和-1.65/（10 a）。苹果不同生育阶段干旱存在3种不同尺度的变化周期,其中花芽萌动-盛花生育阶段发生干旱的周期最短,最小周期为2年。     

亚热带东部丘陵山区作物气候生产力研究

本文根据1983年4月—1986年3月三年山区梯度观测资料，综合考虑山区光、热、水农业的气候资源匹配关系，建立不同山区、坡向、高度的作物气候生产力估算模式。模式中对山区温度、降水、日照等气象要素进行了修正。运用模式估算了不同山区、坡向、高度的水稻、玉米、冬小麦气候生产力。计算结果:亚热带东部丘陵山区单、双季稻、夏玉米气候生产力一般南坡大于北坡，西坡大于东坡；春玉米、冬小麦一般北坡大于南坡，东坡大于西坡。双季晚稻气候生产力大于双季早稻，夏玉米大于春玉米（神农架山区除外）。应该指出，目前高产典型水稻产量可达其气候生产力的60%以上，玉米和冬小麦仅达到30%—50%左右，表明山区农业气候资源可开发潜力很大。本文为合理开发山区气候资源、调整农业布局及提高单位面积产量提供了定量的科学依据。