气象干旱指数在东北春玉米干旱监测中的改进

利用土壤相对湿度数据和县级春玉米单产数据,在气象干旱指数SWAP（standardized weighted average of precipitation）的基础上,研究我国东北地区春玉米受干旱影响的界限指标,结果表明:SWAP在春玉米播种-出苗期低于-0.9,出苗-拔节期低于-1.0,拔节-抽穗期低于-1.2,抽穗-乳熟期低于-0.7时,土壤相对湿度偏低,即气象干旱一般为中旱时,不利于春玉米生长。以此构建春玉米干旱指数,对比我国东北地区春玉米干旱指数与省级农作物干旱受灾面积的关系,发现两者相关关系显著,尤其在典型干旱年份,两者对应关系更好,说明构建的东北地区春玉米干旱指数能够较好地反映干旱对春玉米的实际影响。利用东北地区县级春玉米单产数据对春玉米干旱指数进行等级划分,划分结果可为东北地区春玉米防旱减灾和安全生产提供参考。     

作物水分亏缺指数在农业干旱监测中的适用性

将作物水分亏缺指数作为干旱识别指标,对其在我国不同农区适用性进行了探讨.通过计算1971～2000年全国18个气象站的逐日滚动作物水分亏缺指数,以及春、夏、秋、冬各季节和逐年平均作物水分亏缺指数,初步分析了该指数的时空分布特征.以作物水分亏缺指数距平为干旱监测指标,对代表站典型干旱年的干旱时段进行分析验证,与实况基本吻合.该指标能较好地反映各站主要生长季作物水分亏缺与农业干旱情况,对监测不同区域的农业干旱具有较好的适用性.     

内蒙古中部地区春玉米水分亏缺时空特征

水分亏缺指数是判识作物干旱程度的重要指标之一,分析作物水分亏缺指数时空变化规律可为作物合理布局和科学有效灌溉提供理论依据。基于内蒙古中部地区24个气象站1971—2015年降水、气温、风速等逐日气象观测数据和春玉米生育期观测与调查资料,以Penman-Monteith模型为基础计算春玉米需水量,并结合作物有效降水量,定量分析春玉米水分亏缺指数的时空分布特征。结果表明,内蒙古中部地区春玉米生长季内水分亏缺指数呈"高、低、高"的波动变化;近45 a来,春玉米水分亏缺指数在生育前期和后期呈下降趋势,而在生育中期则呈上升趋势,且抽雄-乳熟期的水分亏缺指数上升趋势明显,1990年代以后上升趋势达到显著性水平,说明水分亏缺指数表现出向春玉米需水关键期增加的趋势,并在1991年发生显著突变;空间上,春玉米水分亏缺指数呈带状分布,且呈北高南低的分布格局,这与该区降水量南多北少的分布特征有关。     

1971—2015年乌兰察布市春玉米干旱的时空分布特征

文章基于乌兰察布市11个气象站1971—2015年逐日气象观测数据和春玉米生育期观测资料,采用PenmanMonteith模型和作物系数计算春玉米需水量,同时结合有效降水量计算水分亏缺指数,分析春玉米生育期内干旱发生频率及等级的空间分布,揭示春玉米干旱时空变化特征,为科学、合理制定春玉米种植区划、优化生产布局提供重要依据。结果表明:轻旱在生育前期发生频率高,中旱发生频率在各个发育期都是最高的,重旱在抽雄—乳熟期发生频率最高,特旱发生频率较高的是在生育后期;空间分布上,春玉米各生育期干旱程度整体呈北重南轻的带状分布,这与该区降水量南多北少的分布特征有关。     

基于热量指数的东北春玉米冷害指标

构建春玉米冷害指标是冷害研究的基础,对我国春玉米安全生产和品种布局具有重要参考意义。以我国东北三省春玉米为研究对象,以具有明确生物学意义的热量指数为春玉米冷害指示因子,利用气象资料、春玉米生育期资料和冷害灾情资料,计算春玉米不同生育阶段平均热量指数,建立春玉米冷害样本序列,基于K-S分布拟合检验和95%置信区间上限阈值的方法,厘定春玉米冷害指标阈值,构建我国东北春玉米不同生育阶段冷害指标,并采用独立的春玉米冷害灾情样本验证指标的合理性。研究结果表明:东北三省春玉米冷害指标在生殖生长和营养生长与生殖生长并进期热量指数的阈值较高,营养生长期略低;指标验证结果与历史灾情记录完全吻合的比率为80.0%,完全吻合和相差1级的比率为100%,且各灾害程度验证得到的准确率均高于75%。     

四川盛夏伏旱的MODIS遥感监测方法

本文利用2006～2010年7、8月的MODIS卫星遥感资料、土壤湿度观测资料和Ci综合气象干旱指数,讨论了NDVI-Ts特征空间干、湿边的拟合方法,建立了7～8月各旬的TVDI指数计算模型.根据31个农业气象站点的土壤相对湿度观测资料,获得了5种干旱等级的观测样本,并通过样本类内离散度、类间离散度,以及与土壤相对湿度和Ci指数相关性的比较,对比分析了TVDI和VSWI两种干旱遥感监测方法对四川盛夏伏旱的监测能力,结果表明:对于四川盛夏伏旱的遥感监测来说,用TVDI指数监测比用VSWI指数监测更合适,效果更好,TVDI指数监测到的干旱区比较可靠.     

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。     

安徽省夏玉米生长季干旱时空特征分析

利用安徽省夏玉米主产区37个气象站点1961~2010年的气象资料,选取修订后的作物水分亏缺指数作为表征夏玉米干旱的指标,分析了安徽省夏玉米生长季内干旱频率的时空分布特征及表征干旱风险大小的干旱风险度的时空特征。结果表明:近50 a安徽省夏玉米不同发育阶段水分亏缺指数未发生显著变化,但夏玉米成熟后期的干旱现象有加重趋势;抽雄开花期是干旱频率及干旱风险较高的时段;从空间分布特征看,干旱频率与干旱风险度的空间分布特征相似,夏玉米营养生长阶段二者的高值区在淮北北部,而在夏玉米生长中后期,干旱主要发生在沿淮西部和江淮南部。整个生长季内,沿淮淮北西部是干旱高发和高风险区。     

东北春玉米生长发育气象条件的适应性分析

统计分析１９８１－１９９０年东北地区３０个试站的气象资料，物候资料和春玉米产量资料。建立光，热，水等资源条件与产量变化之间的统计关系，从而确定出各地种植春玉米的适应性指数及等级。     

气象干旱指标在内蒙古干旱监测评估中的应用

对在内蒙古气候中心干旱监测评估业务中经常使用的降水量距平百分率、土壤相对湿度干旱指数、综合气象干旱指数三种气象干旱指标进行详细介绍和适用性分析。并对三种气象干旱指标的监测结果进行对比分析,结果认为综合气象干旱指数指标能较确切反映出干旱程度,尤其在对干旱过程的跟踪方面具有明显的优势。降水量距平百分率指标反映干旱程度较轻,土壤相对湿度指标反映干旱程度比较敏感。     

2002年江苏主要农业气象灾害及其影响

2002年江苏省日照略少，降水量分布不均，淮河以南地区多持续阴雨，对夏熟作物危害重；淮北北部地区夏秋连旱使稻麦种植面积减少；全省台风、暴雨少。夏熟作物生长不断遭遇气象灾害，属减产气候年景。水稻全生育期间气象条件利大于弊，获得丰收。棉花生育期气象条件有利有弊，属于一般气候年型。     

旱灾成灾综合指数的研究

分析了旱灾成灾的主要影响因素。指出作物的需水 状况及环境对水的供应状况是决定旱灾能否发生的关键因素。自然降水的变异、土层水的调贮量、作物不同生育期对缺雨的反应状况及人类活动都会对灾害情产生影响。     

闽东南花生、甘薯气象条件分析

利用闽东南近10多年花生、甘薯的农业气象资料，分析花生、甘薯生产的条件。根据回归统计分析得出以下结论：（1）夏、秋旱是制约闽东南花生、甘薯产量的主要气象灾害。（2）当春花生在6月下旬－7月出现持续无透雨天数＞20d，且耕作层土壤相对湿度达30％以下时，将影响花生子粒膨大，造成减产。（3）当8－10月持续无透雨＞30d，且耕作层土壤相对湿度达25％以下，将影响甘薯膨大。（4）若6－10月该地出现连续大－暴雨过程，由于旱地耕作层蓄水能力低，将造成水肥大量流失，生态恶化。（5）闽东南旱地土壤蓄水能力低，水资源匮乏，应加大投资力度，将地面灌溉改为喷洒灌溉，既可防止水肥流失，又可提高水的利用率。     

旱灾成灾综合指数的研究

分析了旱灾成灾的主要影响因素。指出作物的需水状况及环境对水的供应状况是决定旱灾能否发生的关键因素。自然降水的变异、土层水的调贮量、作物不同生育期对缺雨的反应状况及人类活动都会对灾情产生影响。因为不同生育阶段作物的水分敏感度不同，旱灾不是单凭降水距平就可以完全确定，必须根据缺雨程度、缺雨持续时间和缺雨期间作物对水分的敏感度等情况进行综合评价，并给出了全面评价成灾状况的旱灾综合指数。     

安徽省旱涝灾害及其对农作物产量影响

通过对建国以来安徽省多种农业气象资料分析，采用Z指数方法建立安徽省旱涝灾害气候判别指标，分析安徽省旱涝灾害发生规律。结果表明:1961—2000年安徽省有13年偏涝、13年偏旱；分区域看，淮北旱多于涝，沿淮、江淮、江南旱涝相当，沿江、大别山区涝多于旱。通过水稻（一季稻）、小麦典型旱涝年灾损率与发育期间气象条件、旱涝程度的对比统计分析，建立了分区水稻、小麦旱涝灾害损失评估模型和指标。春季涝渍灾害是影响安徽省冬小麦产量的主要灾害，其对冬小麦产量的危害程度远大于干旱，尤以4—5月发生的涝渍影响最严重，极重涝渍灾害的减产损失可达4成以上。同时重点研究了春季渍害对冬小麦产量的影响，提出改进的涝渍强度指标Qw，并进一步综合分析作物的敏感性和区域脆弱性对灾损率的影响。对1961—2000年冬小麦灾损率进行的敏感性和脆弱性订正表明，订正后拟合误差平均值和差异变率都明显降低，灾损评估精度得到提高。     

基于WOFOST模型的辽西地区典型旱年不同播期玉米干旱损失评估

针对干旱灾害频发的辽西地区, 以春玉米为研究对象, 选取WOFOST作物模型, 利用干旱胁迫控制试验数据、田间试验数据和气象数据驱动模型, 进行典型旱年的模型适用性及不同播期的干旱损失评估研究。结果表明: 经过参数校准后的WOFOST模型能够较好的模拟辽西地区典型旱年春玉米产量及损失。辽西地区不同播期受干旱的影响程度不同, 因旱减产风险随播期推迟而减小, 2015年(中旱)干旱导致的平均减产率可达59%—61%, 2018年(轻旱)可达20%—39%, 2020年(中旱)可达36%—62%。不同生育期内干旱对产量的影响程度不同, 总体上拔节期—抽雄期和抽雄期—乳熟期持续重旱对产量的影响最大, 其次是抽雄期—乳熟期、拔节期—抽雄期。玉米各生育期受干旱影响程度, 朝阳站最大, 其次是黑山站和阜新站。辽西地区在旱年, 拔节期—抽雄期发生中旱和重旱风险随播期推迟而增加, 抽雄期—乳熟期发生中旱和重旱风险随播期推迟而减少, 当拔节期—抽雄期和抽雄期—乳熟期连续发生重旱, 干旱灾损程度随播期推迟而加重, 减产率可高达46%—84%。     

基于SPI的1961－2020年昌吉地区作物生长季气象干旱时空特征研究

基于昌吉地区7个气象站1961－2020年降水量资料，计算昌吉地区作物生长季标准化降水指数（SPI-7）。运用趋势分析法、M-K突变检验法和小波分析法探究了昌吉地区作物生长季SPI-7指数的年际和年代变化特征；在此基础上分析了作物生长季干旱的站次比和干旱强度的年际变化,并结合该区实际发生的旱灾对SPI进行了验证。结果表明：1961—2020年昌吉地区作物生长季标准化降水指数以0.08/10 a的速率呈微弱的正趋势（变湿），在年代变化趋势中呈现出变干-变湿-变干的变化波动, 1981年标准化降水指数由低到高突变；干旱强度呈增加趋势，干旱发生的区域面积有轻微减少的趋势；干旱强度在全区范围内主要为轻旱和中旱等级，并表现为全域性干旱和区域性干旱；空间分布上看干旱率最高区域在东部地区，轻旱主要集中在东部，中旱、重旱和特旱集中在西部地区，干旱强度大的区域大致分布在西部地区；在周期性变化方面，SPI指数存在着6年、9年、16年周期震荡；历史旱灾与SPI指数干旱评价结果吻合率较高，SPI指数在昌吉地区作物生长季的干旱监测与分析中具有较好的实用性。     

ENSO对全球及中国农业气象灾害和粮食产量影响研究进展

厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）是全球性年际气候变率的主导模式,ENSO通过影响全球的大气环流,对全球许多地区的气温、降水和由气温、降水异常导致的农业气象灾害（如低温冷害、旱涝灾害等）及农作物生长发育、产量形成产生影响。综述前人对ENSO影响研究进展,所得主要结论如下：1）从全球范围来看,厄尔尼诺年,全球气温偏高,陆地平均年降水量减少;拉尼娜年,全球气温偏低,陆地平均年降水量增加;不同季节和不同类型EN-S0对全球气温和降水的影响有差异。在中国,厄尔尼诺年,大部分地区冬春季气温偏高,夏秋季气温偏低,拉尼娜年,大部分地区冬春季气温偏低,夏秋季气温偏高,不同年代下ENSO对我国气温的影响有所变化;厄尔尼诺年,全国降水以偏少为主,且ENSO对我国不同地区降水的影响与ENSO类型、发展阶段和发生年代有关。2）厄尔尼诺年,我国北方大部分地区初霜冻偏早,吉林延迟型冷害增加,黑龙江低温冷害多发,华北和西北地区易发生干旱;拉尼娜年,我国北方大部分地区初霜冻偏晚,西北地区易发生洪涝。气候变暖背景下,厄尔尼诺与东北低温的关系更为复杂。ENSO循环的不同阶段会影响我国旱涝的地区分布。3）厄尔尼诺年和拉尼娜年,全球水稻、小麦和玉米均以减产为主,不同国家和地区影响各异。其中,厄尔尼诺年,美国、巴西和阿根廷玉米产量增加,中国和津巴布韦玉米产量降低,印度小麦和水稻及菲律宾、印度尼西亚的雨季水稻均减产;拉尼娜年,美国、巴西和阿根廷玉米减产,印度小麦和水稻增产。在中国,厄尔尼诺对水稻和小麦产量的影响程度与当地灌溉条件有关。以上结论可为我国防御低温冷害、干旱等农业气象灾害,保障粮食安全,制定科学政策提供理论参考。