我国东北地区玉米冷害风险评估

根据年平均寒积温水平,将东北地区的玉米冷害分成4个区域。在分析各冷害区域年寒积温距平与年减产率关系的基础上,确定东北地区各地无冷害影响年、一般冷害年、严重冷害年的年寒积温距平指标。将危险度、脆弱度和暴露度作为冷害风险的评估因子,建立了冷害风险评估指标体系,并应用层次分析法对各指标赋予权重。建立了冷害危险度与年平均寒积温的回归方程,利用地理因子构建了年平均寒积温空间格点化模型,应用地理信息系统推算东北地区玉米冷害危险度,由危险度、脆弱度和暴露度得到我国东北地区玉米冷害风险指数,并开展风险评估。结果表明:东北地区的玉米冷害风险空间分布呈北侧和南部低、东部中等、西部高,松嫩平原东北部和西北部以及吉林省中北部主要为较高或高风险区,三江平原主要为中等风险区,黑龙江省北部、吉林省东南部和辽宁省主要为较低或低风险区。     

黑龙江省玉米低温冷害风险评估及预估

利用气候资料、地理信息数据及社会经济数据,根据自然灾害风险理论和低温冷害形成机制,采用GIS技术,分析了黑龙江省玉米低温冷害的危险性和易损性,实现了玉米低温冷害的风险评估与区划,并利用CMIP5中的MRI-CGCM3模式模拟结果对黑龙江省2015-2044年玉米低温冷害风险进行预估。结果表明：1961年以来共有24年是低温冷害年,其中12年是严重低温冷害年。松嫩平原大部、三江平原大部及黑河南部是玉米一般低温冷害的多发区,同时该区暴露性较高,如有重度灾害发生,则对全省粮食产量产生严重影响。未来30年,黑龙江省低温冷害发生的概率有所减少,松嫩平原东部和南部是一般低温冷害的高风险区,三江平原西部是严重低温冷害的高风险区。     

基于SPI指数的当前及未来中国东北地区干旱时空演变特征分析

基于降水量历史观测数据和气候模式预估数据,采用标准化降水量指数(Standandized Precipitation Index,SPI)识别干旱事件,从干旱发生的频率和强度特征分析其危险性,研究东北地区当前及未来不同气候变化情景下干旱时空变化特征.结果显示:(1)bcc-csm1-1 对东北地区降水的模拟效果较好;(...     

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(KCWDI)、≥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KCWDI和H与玉米产量的关系...     

玉米低温冷害机理研究综述

文章主要介绍了８０年代以来，玉米低温冷害机理研究概况，文中分为国内和国外两部分。国外以前苏联为代表，他们主要研究低温冷害对玉米叶片含氮化合物，游离氨基酸，蛋白质，核酸含量及含磷化合物的影响。     

基于东北玉米区域动力模型的低温冷害预报应用研究

在田间试验资料基础上,采用改进的发育模型和分区作物参数,结合前人有关研究成果建立了东北玉米区域动力模型,并利用模型模拟了12站40年 (1961~2000年) 玉米生长发育过程。确定抽雄期延迟天数为低温冷害指标,分析了历史低温冷害年及减产情况。模拟了典型冷害年和40年气候平均的0.25°×0.25°网格点玉米生长发育过程, 探讨了与区域气候模式结合进行低温冷害预报的方法。主要结论有：①玉米发育模型能够较好地模拟玉米发育期和发育期对低温冷害的响应,以抽雄期延迟天数为冷害指标评估的历史冷害发生状况基本符合历史实况。②模型有一定的模拟玉米生长量对低温冷害响应的能力,但还需要更多的试验数据校正品种参数,完善模型。③利用GIS技术,结合区域化的作物参数运行区域作物模型,是作物模型区域化应用的一种解决方案。④东北玉米区域动力模型解释性好,根据确定的害指标,以区域气候模式输出结果驱动玉米模型可以模拟和预测低温冷害,是农业气象灾害预测预报的一个有益的尝试。     

不同玉米低温冷害指标在梅河口地区的比较分析

基于1992—2010年梅河口站玉米长期观测资料对目前常用的5类玉米低温冷害指标方法(生长季温度距平指标、生长季积温指标、作物生育期距平指标、热量指数指标和玉米低温冷害综合指标)的准确性评估表明,考虑不同发育期差异的低温冷害综合指标方法的准确率达67%,其他指标方法的准确性都偏低。究其原因在于这些指标的建立都来自于特定的地域与时段,没有从过程与机制出发,限制了在其他地区与时段应用的准确性。因此,为提高玉米低温冷害预报的准确性,需要加强玉米低温冷害过程的机制及其模拟研究。     

从东北玉米冷害预测模型展望农业气象灾害预测技术的发展

以东北玉米冷害预测为例,介绍了近年发展的基于热量指数预测的热量年型统计预测模型和基于玉米生长模式的机理性预测模型,比较了两类模型在预报原理、预报对象、预报时效及准确率等方面的各自差别和利弊,探讨了两类模型取长补短优势互补的可能方法,展望了农业气象灾害预测预警技术发展的若干问题。     

干旱对玉米生长及产量影响的试验研究

干旱已成为西南地区玉米生产最主要的灾害因子,研究这一时期不同程度干旱对玉米生长发育及产量的影响,对稳定该地玉米产量具有重要意义;本研究通过人工控制土壤水分试验,模拟玉米大喇叭口期至乳熟期不同程度的干旱对贵州玉米的影响,同时对这一时期玉米生长的实际灌溉量进行了分析;大喇叭口一乳熟期干旱使得玉米植株矮化,玉米叶面积指数下降,玉米叶老化时间提前,玉米抽雄和吐丝时间推迟,玉米抽雄吐丝间隔期加长,授粉不良,最终使得玉米果穗性状恶化,造成玉米大幅减产甚至绝收,而且此时期的干旱对玉米产量的影响是不可逆转的。不同程度的干旱对玉米营养生长和生殖生长均产生不利影响,随着干旱强度的加强,玉米减产幅度也增加。     

1961-2013年东北三省玉米低温冷害频率的时空动态研究

基于东北三省1961-2013年气象数据,结合具有生物学意义的热量指数,利用SPSS聚类分析方法给出了东北三省低温冷害分类标准,并对低温冷害频率时空特征和年代际空间变化规律进行了分析。研究指出：东北三省玉米（轻、中、重度）低温冷害发生范围随时间呈减小-增大-减小变化趋势,1999年后东北三省出现低温冷害的范围显著减小,变化幅度均为中度> 重度> 轻度低温冷害。近10 a东北三省的轻度低温冷害仍时有发生,而中度和重度低温冷害发生较少。东北三省低温冷害频率呈由北向南呈减小趋势,轻、中、重度低温冷害频率高值区分别位于营口、哈尔滨和大兴安岭地区。各年代的重度低温冷害发生范围变化不大,中度与轻度低温冷害发生范围变化较大。研究结果可为东北三省低温冷害风险评估提供依据。     

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。     

中国南方旱涝时空分布特征分析

用1955-2001年我国南方81个测站全年逐月降水量资料,利用Z指数确定单站旱涝等级.结果表明,春季华中地区和两广交界处更易发生干旱,湖南与华南沿海地区降水偏多,出现洪涝的几率较大;夏秋两季106～115 °E,23～32 °N区域和四川西北部地区出现干旱的频率较高,洪涝频率较高地区主要集中在长江流域,同时四川南部、云南中部、华南沿海出现大涝的频率较高;冬季南方大部分地区发生旱涝的频率较小,干旱多发区主要集中在云南中部以及江苏、安徽两省,西南部出现降水偏多的频率较高.通过对降水资料的EOF分析发现,我国南方春季降水主要为南旱北涝、南涝北旱两种分布型.夏季降水区域主要分为长江流域与华南沿海地区、云南两个区域,而秋、冬季南方降水分布比较均匀,表现为南方一致旱或涝.     

A numerical experiment study for effects of the grassland desertification on summer drought in North China

1IntroductionDManyobservationsandstudiesindicatethatthesummerrainfallinNorthChinadecreasessignificantlyduringrecenttwentyyears.Theobviousreductiontendencycanbeseenfromthevariationofpercentageofsummerrainfallanomaly(June--August)intheplainofNorthChina...     

Mapping global patterns of drought risk: An empirical framework based on sub-national estimates of hazard,exposure and vulnerability

A global map of drought risk has been elaborated at the sub-national administrative level. The motivation for this study is the observation that little research and no concerted efforts have been made at the global level to provide a consistent and equitable drought risk management framework for multiple regions, population groups and economic sectors. Drought risk is assessed for the period 2000–2014 and is based on the product of three independent determinants: hazard, exposure and vulnerability. Drought hazard is derived from a non-parametric analysis of historical precipitation deficits at the 0.5°; drought exposure is based on a non-parametric aggregation of gridded indicators of population and livestock densities, crop cover and water stress; and drought vulnerability is computed as the arithmetic composite of high level factors of social, economic and infrastructural indicators, collected at both the national and sub-national levels. The performance evaluation of the proposed models underlines their statistical robustness and emphasizes an empirical resemblance between the geographic patterns of potential drought impacts and previous results presented in the literature. Our findings support the idea that drought risk is driven by an exponential growth of regional exposure, while hazard and vulnerability exhibit a weaker relationship with the geographic distribution of risk values. Drought risk is lower for remote regions, such as tundras and tropical forests, and higher for populated areas and regions extensively exploited for crop production and livestock farming, such as South-Central Asia, Southeast of South America, Central Europe and Southeast of the United States. As climate change projections foresee an increase of drought frequency and intensity for these regions, then there is an aggravated risk for global food security and potential for civil conflict in the medium- to long-term. Since most agricultural regions show high infrastructural vulnerability to drought, then regional adaptation to climate change may begin through implementing and fostering the widespread use of irrigation and rainwater harvesting systems. In this context, reduction in drought risk may also benefit from diversifying regional economies on different sectors of activity and reducing the dependence of their GDP on agriculture.     

近50a东北冷涡暴雨水汽源地分布及其水汽贡献率分析

用HYSPLIT v4.9轨迹追踪模式,以分辨率为2.5°×2.5°的再分析资料驱动模式,对东北地区308例冷涡暴雨过程中的目标气块,进行后向轨迹追踪模拟。结果显示东北冷涡暴雨主要有4个水汽源地,(Ⅰ)西太平洋及相邻海域(包括鄂霍次克海、日本海、黄海、渤海和东海)水汽贡献率最大,平均水汽贡献率达39.8%;依次是(Ⅱ)孟加拉湾—南海海域为32.1%;(Ⅲ)欧亚大陆,尤其是贝加尔湖附近为20.9%;(Ⅳ)东北地区的水汽贡献率最小,仅为7.2%。欧亚大陆主要输送700 hPa高度附近的干冷气团,而各海域则输送800 hPa高度以下的暖湿气团。     

东北夏季气温分区变化特征

对1961-2002年东北夏季气温用REOF方法分解,以此将东北夏季气温的变化区域分为南部、北部、中东部.讨论三个区域夏季气温的变化趋势及年代际变化特点,结果发现三个区域夏季气温年际变化表现为一致的上升趋势,只是升温的幅度有所不同,而年代际变化差异明显,主要体现在各区域回暖具有一定的先后顺序.功率谱分析的结果表明,各分区的周期变化有明显的差异.对全区以及各分区作滑动均方差,发现各分区气温的年际变化幅度存在差异,北部和中东部气温振荡幅度较为一致,南部地区在1990 s之前气温的年际变化较小,1990 s之后气温的振荡幅度明显增大.     

基于SPEI指数分析华中地区近40a干旱时空分布特征

分析了1961-2009年华中地区降水量、气温及蒸发量变化特征,在此基础上,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)确定华中地区的干旱强度,按照SPEI指数的标准界值将干旱强度划分为4个等级并分析了各干旱等级的发生频率和空间分布。不同时间尺度SPEI指数的EOF分析表明:华中地区干旱的主要空间分布具有较好的全区一致性,且春季干旱的强度在四季中是最强的。     

东北三省玉米主要农业气象灾害综合危险性评估

东北三省是中国玉米主产区之一,也是“东北玉米带”的重要组成部分。气候变化背景下东北三省农业气象灾害的高发、频发已经严重地威胁到该地区玉米的生产安全,迫切需要弄清玉米主要农业气象灾害的综合危险性,为玉米防灾、减灾措施的制定提供依据。基于1981—2010年东北三省气象数据,结合最大熵模型对东北三省玉米主要农业气象灾害(低温、干旱和洪涝)综合危险性进行了评估。结果表明,低温冷害对玉米主要农业气象灾害综合危险性的贡献率随时间成减少趋势,旱灾对玉米主要农业气象灾害综合危险性的贡献率则随时间成增加趋势,洪涝灾害对玉米主要农业气象灾害综合危险性的贡献率随时间呈先减小后增加趋势。1981—2010年各农业气象灾害对玉米主要农业气象灾害综合危险性的平均贡献表现为低温冷害> 干旱> 洪涝。东北三省玉米主要农业气象灾害危险性由北向南成减小趋势,其高值区主要位于东北三省的东北部大兴安岭地区。黑龙江省的低温冷害和洪涝灾害危险性较大,而吉林和辽宁省沿海地区气候条件较好,玉米生产受农业气象灾害影响较小。1981—2010年东北三省玉米3种主要农业气象灾害综合危险性高值区随时间变化成减小趋势,低值区随时间变化成增加趋势。同时,基于最大熵模型构建了东北三省玉米3种主要农业气象灾害综合危险性评估模型,其ROC(Receiver operating characteristic curve)下的面积达0.823,表明该模型可以很好地模拟东北三省灾害综合危险性分布。