大豆晴天群体光合作用农业气象数值模拟

运用农业气象、气象学等知识建立了一个晴天大豆群体光合农业气象数值模式.模式考虑了大豆叶片空间结构特征及本身生物学特征, 积分达到了瞬时时间尺度, 可以较准确地模拟出群体光合日变化过程, 平均模拟误差在8.7%左右, 并较好地反应了大豆群体光合午休过程.利用该模式进行数值分析, 给出了CO₂、辐射及温度对群体光合午休影响的一些规律, 从而为作物超高产攻关提供了一定的理论指导.     

黄淮海地区冬小麦农业气象指标体系的构建

冬小麦农业气象指标体系是定量评价冬小麦农业气象条件优劣和发布灾害预警预报的基础,更是农业气象业务服务的基础。在解释冬小麦农业气象指标内涵的基础上,参照冬小麦农业气象指标体系构建的通则,综合农业气象指标研究方法的优缺点,构建了由4个一级指标、21个二级指标构成的我国黄淮海地区冬小麦农业气象指标体系。其中一级指标由冬小麦品种特性农业气象指标、关键生育期农业气象指标、主要农业气象灾害指标、主要病虫害指标四大类构成。冬小麦品种特性农业气象指标由反映品种特性和地域布局的指标构成,包括品种类型、区域布局和耕作栽培管理气象指标;关键生育期农业气象指标由反映关键生育阶段气象条件适宜与否的指标构成,包括播种出苗期、分蘖期、越冬期、返青期、拔节期、抽穗开花期、乳熟期、成熟收获期气象指标;主要农业气象灾害指标由反映受灾程度的指标构成,包括干旱、越冬冻害、晚霜冻、湿渍害、干热风、烂场雨等;主要病虫害指标由反映病虫害发生发展程度的指标构成,包括白粉病、赤霉病、锈病、蚜虫等。此外,还对指标的筛选和综合集成及赋权方法进行了探讨。     

稻田CH4排放的农业气象数值模拟研究

在美国DNDC模式基础上, 综合气象学、农业气象学及生态学最新研究进展, 将作物生长、碳氮循环及CH₄排放有机耦合, 建立了一个CH₄排放数值模式, 模式通过了相关显著性检验。利用模式重点分析了气象因子对稻田CH₄排放的影响状况, 数值分析表明, 当仅考虑气象条件影响时: (1) 不同地区不同生长季节的CH₄排放量均与相应生长期的平均气温成正相关关系; (2) 功率谱分析表明稻田CH₄排放存在4~5年周期变化, 与相应生长季节的平均温度年际变化规律相一致; (3) CH₄排放量年际之间变化趋势与生长季平均气温变化趋势基本一致。利用数值计算结果, 给出了杭州及昌德地区早稻、晚稻CH₄简易统计模式, 为应用模型监测并调控农田生态系统中的CH₄排放奠定了基础。     

冠层CO2分布廊线的农业气象数值模拟研究

本文将农田微气象模式与冬小麦冠层光合模式进行耦合，建立了一个具有较强机理的冬小麦冠层CO2分布廓线模式，冠层光合模式中考虑了气孔对叶片光合的调节作用，具有明确的生物学意义，实测资料验证表明，模式可以较准确地模拟拔节期冬小麦冠层CO2分布状况，平均相对误差为6．47％，数值分析表明：当冬小麦冠层风速为1m/s时，CO2廓线弯曲最为明显，随着风速加大，CO2廓线弯曲程度变小，CO2浓度升高后风速对廓线影响的基本规律没有发生改变，但是冠层中CO2浓度差将进一步加大。     

北京地区气象环境数值模拟试验

用区域边界层模式RBLM模拟北京地区气象环境特征.数值模拟结果表明(1)北京地区的气象环境很复杂,其主要特点是受昼夜循环的山谷风气流、城市热岛环流以及大尺度系统共同影响.(2)北京市区冬季地面风的日变化较小,主要是偏北气流,城市上游方向在市区的北边,而春夏季地面风的日变化比较明显,市区的进出口气流方向变化很大.(3)北京市城市热岛强度在夏季较强,城市热岛环流明显,城市中心近地面气温比郊区近地面气温高5～6℃左右.(4)数值模拟结果能较好地反映北京地区流场的日变化,与实际观测结果吻合较好.     

北京市火险气象等级预警数值模拟研究

利用考虑了森林植被效应的M-γ尺度三维准静力平衡大气-土壤耦合模式, 对北京市各气象要素场进行了数值模拟试验, 并在此基础上, 给出了火险气象等级的空间分布。结果表明, 各气象要素场的模拟效果较好, 并能正确反映城市和山区不同下垫面上的一些基本气候特点和变化规律; 火险气象等级的界定也较为合理, 结果能够较真实地反映出北京市的火险空间分布情况, 从而具有一定为城市火灾预警及减灾提供科学依据的能力。     

二氧化碳浓度增加对冬小麦生长发育影响的数值模拟

根据国内外小麦生长模拟研究成果,借鉴荷兰学者的模拟思路,从作物生长的主要生理过程人手,综合考虑气候变暖与大气中CO2浓度增加等因素对作物生长发育和产量形成的影响,修正了在一级生产水平下冬小麦生长模拟模式,使得模式能够对CO2浓度的变化做出相应的反应。经资料检验,在当前CO2浓度下,冬小麦总干重和穗干重的模拟平均相对误差小于10％,其它器官干重及叶面积指数的模拟也取得了较好的结果。运用改进后的模式模拟试验了未来气候变暖和CO2倍增对冬小麦生长发育的可能影响。     

中国北方沙尘天气气象场的数值模拟

利用PSU/NCAR的非静力中尺度气象预报模式MM5对北方地区气象场进行模拟,通过对2001年3月21日发生并影响北京地区的沙尘过程的数值实验表明,该模式能够较好地模拟和预测北方沙尘天气的时空演变特征。低值系统以及其低层辐合、高层辐散的垂直结构,可以产生很强的上升气流,形成地面起沙和沙尘上扬,而强风是沙尘输送的动力条件。利用轨迹模式对空气质点轨迹进行了模拟研究,可以较好地反映沙尘的发生源区和输送路径,与卫星监测和天气系统分析是一致的。并编写软件用于演示气象场的动态效果。     

农业气象观测站冬小麦观测产量资料在产量预报业务中的应用研究

基于农业气象观测站冬小麦观测产量和观测站所在县统计部门公布产量,通过冬小麦种植面积加权集成到省级和全国尺度的观测及公布产量,对比分析两者产量序列差异,结合气候适宜指数方法开展全国尺度冬小麦观测和公布产量预报并对预报准确率进行对比分析.结果表明:除新疆外,各省(自治区)观测产量和公布产量相关性较好,且通过显著性水平检验;...     

冬小麦生长发育统一阶段模式的研究

本文以生物学为基础，发展了一个包含非线性积温模式并考虑了日长影响的冬小麦生长发育阶段（DVS）模式，该模式不同于一般以往的冬小麦分段发育模型，它是一个统一的发育模式，利用中国小麦生态实验资料研究表明：黄淮海地区秋播冬小麦发育速度模式可以拟合为V=2．34×10－3＋1．21×10－3×e0．30（DL-DL0）＋1．62×10－7×（T－Tmin）（1．93）（Tmax－T）（1．14），其中T为日平均温度，DL为日长，DL0为临界日长，Tmin、Tmax为小麦生育的最高、最低温度；V的逐日累加即为该日的DVS值。利用中国小麦生态资料确定的DVS值分别为：出苗0．03，三叶0．07，拨节0．70，抽穗0．88，开花0．89，成熟1．0。平均拟合误差3．6天。利用该模型可对大田冬小麦生长进行监测研究。     

AN AGROMETEOROLOGICAL MODEL OF PHYSIOLOGICAL THERMAL INDEX FOR WINTER WHEAT DEVELOPMENT IN EARLY STAGE

Based on full consideration of the winter wheat biological characters,an agrometeorologicalmodel of physiological thermal index of winter wheat including vernalization and photoperiodresponse is established,in which the influence of diurnal variation of temperature,effectivetemperature and daylength on the development of winter wheat during the period from emergenceto elongation are comprehensively considered.Validation of the model using the data taken fromthe experiments of wheat ecology in China shows that the model behaves well with mean error lessthan 3 days.     

北京冬小麦产量预报的一种建模方案

针对农业产量气象预测的各类统计模式中所存在的某些不足，如趋势产量外推的稳定性，预报因子的物理及生物学意义、相关阶段性、多元共线性，回归系数稳定性和剩余产量的处理等，提出了不同的解决办法。在北京冬小麦产量预报试验中收到较好的效果。     

冬小麦生长发育的模拟模式

根据冬小麦生长发育及其与环境条件关系的机理研究,建立了模拟冬小麦发育阶段和各器官生物量变化的动态模式。其中包括3个环境要素子模式,分别计算温度、辐射和水分,5个生物学过程子模式,分别模拟冬小麦的发育、光合、呼吸、同化物分配和叶面积系数。用镇江和海安共8个播期的实测资料对模式进行验证,并对模式进行了初步数值试验应用。     

平凉冬小麦产量预报的能量学模式初探

采用能量学方法，以太阳辐射观测资料和农业气象观测资料建立冬小麦能量转化模型，其结果与实测产量很接近     

气候变化对小麦生产影响的数值模型研究

在未来气候变化对作物影响的研究基础上,分析未来不同气候情景对南京地区小麦生长发育、产量形成的影响,并考虑了紫外辐射变化的影响。采用数值模拟方法具体估算了温度升高、降水变化、ＣＯ２ 浓度上升及紫外辐射增强对南京地区小麦产量的影响。计算结果表明：未来ＣＯ２ 增加可提高小麦产量,气温升高、降水变化及紫外辐射增强均使得小麦产量有所降低。     

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。     

THE IMPACT OF CLIMATE CHANGE ON WATER DEFICIT AND PRODUCTION OF WINTER WHEAT IN NORTH CHINA

The water deficits in different development stages and the whole growing season of winterwheat in North China under climate change scenarios are analyzed based on the meteorological da-ta,crop phenomenon and soil hydrological data of 30 weather stations.The results show that ifthe temperature rises,the potential evapotranspiration and crop maximum transpiration will in-crease 8%-10%;the actual evapotranspiration in whole growing season will increase about 1%-2%;and it seems to decrease in spring.Therefore the water deficit status would deteriorate.Theamount of water deficit in whole growing season would increase 14%-30%,and the water deficitisolines might shift southward with maximum shift distance being 190 km.As a result the climaticsuitability of winter wheat would change,and the variation rate of yield reduction will be 8%-20% of the present value which results in the declining output values.The irrigation amountwould increase 25%-33%,and the agriculture cost might increase owing to additional irrigation.     

O3浓度增加对冬小麦影响的试验研究

利用OTC 1型开顶式气室对冬小麦进行不同O3 浓度处理的试验研究。结果表明 ,O3 浓度增加 ,冬小麦发育期表现为开花前期有所延迟 ,开花后期的各发育期明显提前 ,生育期缩短 ,植株矮化 ,干物质累积量明显下降。无论是长时期通气处理还是阶段性通气处理 ,产量均明显降低