基于自然灾害风险理论的黑龙江省玉米干旱风险评价

为了明确黑龙江省玉米干旱风险区划,为农业防灾减灾和保障玉米安全生产提供参考,选取黑龙江省玉米主要种植区44个农业气象站1971-2017年气象资料及农业资料,划分玉米全生育期为玉米生长前期（出苗-抽雄）,玉米生长后期（抽雄-成熟）,基于自然灾害风险评价方法,以水分亏缺指数确定不同生育期干旱指标,考虑危险性、暴露性、脆弱性和防灾减灾能力4项要素,引入权重系数,采用灰色关联度方法,确定四个因子对灾害发生的不同影响程度,构建危险性评估模型,评估黑龙江省玉米干旱风险,并进行了干旱风险区划。结果表明：在玉米不同发育期,干旱风险指数高值区均主要位于松嫩平原地区,其中,黑龙江西部地区为玉米干旱高风险区,中高值区分布在哈尔滨双城区以及绥化市肇东县。黑龙江省西南部地区肇州、肇源、安达等地区为中等风险区。而低值区主要分布在黑龙江东部三江平原地区以及黑河、伊春、牡丹江等地。研究结果可为黑龙江省玉米干旱防灾减灾工作提供理论依据。     

气候变化对东北地区玉米生产的影响

利用气象观测数据、玉米产量及面积资料,分析了东北地区气候变化事实及对玉米生产的影响。研究表明:1971年以来,东北地区≥10℃积温增加了262.8℃,≥10℃积温带(以2700℃为例)平原区向北推进了约200～300km左右,向东扩展50～150km。1991年开始玉米生长季(4～9月)降水量持续减少,年平均水分亏缺量达391.5mm,湿润区缩小,有变干趋势。初霜日推后7～9天,无霜期延长了14～21天,霜冻灾害几率降低。20世纪90年代后,玉米延迟型冷害进入低发期。随着热量资源的增加,玉米可种植区范围不断扩大,种植北界北移东扩,玉米适播起始时间提前。玉米总产、播种面积增加趋势分别为967万t/10a、72万hm2/10a。未来40年东北地区玉米产量以减产为主,与过去30年(1961～1990年)相比平均减产9.5%左右。调整玉米种植布局和品种搭配,依靠水利工程和推广旱作农业技术,选种耐旱、抗病、抗逆性强的玉米品种,是实现东北玉米生产可持续发展的主要措施。     

近46a黑龙江水稻障碍型冷害及其与气候生产力的关系

利用黑龙江省稻作区46 a（1961—2006年）每年7—8月逐日平均气温、5—9月逐旬平均气温、降水量资料,采用气候统计方法分析了自然低温下障碍型冷害发生的规律和时空变化特征,基于logistic曲线方程模拟粳稻气候生产力,建立起5个区域粳稻气候生产力与障碍型冷害期间平均温度和冷害持续时间的关系模型。结果表明,近46 a间,20世纪70年代是障碍型冷害高发期,20世纪80年代是障碍型冷害发生频率由多至少的转折期,21世纪初为低发期。黑龙江省北部稻作区、东部稻作区和中部稻作区为障碍型冷害重发区,南部稻作区为中等发生区,西部稻作区为轻发区。5个区域障碍型冷害发生期间的平均温度与粳稻气候生产力相关性均不显著,而冷害持续时间对粳稻气候生产力影响显著,并具有明显的地域差异,北部、东部和南部极显著（通过0.01信度的显著性检验）,冷害持续时间每延长1 d,北部、东部和南部粳稻气候生产力分别下降119.89 kg/hm^2、213.60 kg/hm^2、133.84 kg/hm^2,西部和中部影响不显著。     

玉米生育期热量指标及其不同品种的栽培北界

利用玉米分期播种资料,分析不同发育期发育速度与温度的关系得出：在作物营养生长期,用有效积温作为热量指标比较稳定;播种到出苗期,不同品种的生物学下限温度基本在８℃左右;出苗到抽雄所需的有效积温可用品种的叶片数来计算,有效积温与叶片数关系可以写成ｙ＝３０．２ｘ＋３１．８;进入繁殖生长期,用＞１０℃积温作为抽雄到成熟的热量指标,并用抽雄期进行订正。用播种到成熟各发育阶段的热量指标来确定能否成熟和因成熟度所造成的减产程度。把品种在８０％年份能够成熟的地区作为品种栽培的北界。     

黑龙江省作物生长动态模式预测产量的方法及应用

在分析作物干物质累积曲线的基础上，分析温度、降水等气候因子与作物干物质累积量的关系，而干物质累积量又与气候产量有着直接的关系。因此，在干物质累积模型的基础上，建立作物生长动态模式，该模式主要用于四大主栽作物玉米、大豆、水稻及小麦的产量预测。利用模式预测了2001～2002年黑龙江省四大作物的单产，其精确度在94％左右。     

2013年黑龙江省主汛期降水异常特征及其对作物产量影响的分析

利用黑龙江省77 个气象台站1961—2013年6—8月逐日降水资料,采用降水集中度和集中期、统计回归等方法,分析了2013年黑龙江省主汛期降水异常的气候统计和时空分布特征,与1998年数据进行了对比分析,并探讨评估了其对粮食作物产量的影响。结果表明: 黑龙江省2013年主汛期雨日多、大范围连续强降水密集且早发,降水异常偏多,降水量为近53 年的最高极值;空间分布上不存在明显的经向或纬度变化规律,降水高值区主要分布在松嫩平原,沿江流域站点平均降水量略少;时间变化上呈少—多—少的分布,强降水集中期为7月上旬,也是主汛期内降水最多时段。2013年主汛期降水与1998年在时空分布上存在差异,降水量、持续时间均超过1998年,尤其表现在黑龙江流域,但1998年降水的局地性和突发性较强。采用FY 3A/MERSI卫星数据持续跟踪监测作物被淹没面积,以WOFOST模型模拟受淹前的平均单产,依据淹没时间超过7 d时作物无有效产量进行估算,2013年黑龙江省13个行政区因流域性洪涝灾害导致水稻和玉米总损失产量合计达3.97×109 kg。     

黑龙江省2009年水稻障碍型冷害评估

利用2009年6-8月逐日、逐时平均气温,根据日冷积温与水稻空壳率的关系以及敏感期内水稻敏感群体数量分布概率,评估水稻发生障碍型冷害而导致的空壳率及减产率.结果表明:2009年黑龙江省水稻种植区均发生了不同程度的障碍型冷害,总空壳率在10%以上,三江平原水稻减产程度重于松嫩平原,这与实际情况基本吻合.该方法足在明确水稻...     

富裕县农田土壤湿度变化及其对玉米发育期和产量的影响

本文旨在分析黑龙江省富裕县农田土壤相对湿度对玉米发育期和产量的影响,以期为松嫩平原西部玉米生产提供科学参考。以黑龙江省富裕县为研究区域,利用1982—2017年土壤相对湿度资料、1995—2017年玉米发育期资料、玉米产量资料,采用对比分析、相关分析、Mann-Kendall突变检验法,分析土壤相对湿度变化特征,研究土壤相对湿度对玉米发育期和产量的影响。结果表明：富裕县近36 a土壤相对湿度呈增加—减小—增加的趋势。播种期—出苗期、拔节期—抽雄期、乳熟期—成熟期土壤干旱平均每4—6 a一遇,抽雄期—乳熟期每2—3 a一遇,出苗期—拔节期土壤基本无旱。各发育期土壤相对湿度减小的突变年在1987年前后,增加的突变年在2013年前后。20世纪80年代土壤较适宜,干旱轻,90年代土壤相对湿度迅速下降,干旱最重,之后随着年代的推移土壤干旱逐渐减轻。玉米主要发育期中播种期—出苗期、出苗期—拔节期土壤干旱对产量影响较小,拔节期—成熟期是土壤干旱影响产量的主要时期。     

黑龙江省玉米品种布局的农业气候依据

根据玉米分期播种资料,得出不同品种从播种到出苗、从出苗到抽雄及从抽雄到成熟的热量指标,以地区热量资源的满足程度确定玉米成熟度及成熟概率。根据不同品种的成熟概率及收益状况,利用概率决策方法确定地区的主栽品种,利用线性规划方法求解不同品种最佳搭配的比例。可为充分利用热量资源,获得最佳的经济效益提供气候依据。     

黑龙江省玉米干旱与低温冷害复合逆境对产量的影响

利用1981—2016年黑龙江省玉米农业气象观测站的资料,引入中华人民共和国气象行业标准中水分亏缺指数(K CWDI)、≥10℃积温距平(H)指标,分别对玉米出苗—乳熟期干旱、低温冷害进行判识,规定同一站、同一年内干旱、冷害均有发生为两种灾害复合发生,并分析其时空分布特征,以数理统计方法构建K CWDI和H与玉米产量的关系模型,同时应用比较方法探讨两种灾害单一发生及复合发生的温水逆境对玉米产量的影响。研究结果表明:1981—2016年,研究区玉米出苗—乳熟期K CWDI、H的变化较好表达了研究区水资源空间配置特征及气候变暖趋势;分析期内,研究区玉米出苗—乳熟期累计发生单一干旱242站年,单一冷害76站年,干旱、冷害复合发生91站年;干旱、冷害复合发生随时间呈减少趋势,20世纪90年代中期以前密集发生,之后发生频率下降,空间上呈西多东少趋势,松嫩平原西部为频发区;玉米出苗—乳熟期H和K CWDI与玉米单产存在显著或极显著的相关关系(P<0.05或P<0.01),在一定温度、水分范围内,H减少、K CWDI增大,玉米单产呈下降趋势;总体上,存在干旱、低温冷害单一发生或复合发生程度愈重则单产愈低的趋势。比较干旱、低温冷害复合发生和单一发生对玉米单产的影响可见,复合发生中干旱(低温冷害)的时间、日数、程度等与单一发生的干旱(低温冷害)相当时,则干旱(低温冷害)与低温冷害(干旱)复合发生对玉米单产的影响呈加重趋势。