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。     

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。     

松山区玉米主要气象灾害评估与对策

应用赤峰市松山区境内的赤峰和岗子两个气象观测站1961—2009年的气候资料和松山区玉米单产资料,分析玉米生长季的水热条件对玉米气象产量的影响,定量评估灾害损失。结果表明,采用5a滑动平均法和线性拟合相结合的方法计算的玉米气象产量更具有客观性,贴近实际情况。有利的气候条件使得玉米平均增产890.3Kg/hm2;不利的气候条件使得玉米减产634.5Kg/hm2。玉米气象产量与生长季降水量关系密切,干旱是玉米大幅度减产的主要气候灾害,占总减产量的76.6%;其次是阶段性低温冷害。气候变暖趋势总体上是有利于玉米生产的,但玉米气象产量的变幅呈增大趋势。     

黑龙江省玉米低温冷害发生风险趋势及预报模型

利用黑龙江省玉米主产区69个市(县)1961~2003年5~9月逐日气温、玉米发育期与冷害资料,用积温距平作为判别玉米低温冷害发生的主导因子,获得玉米主要发育时期冷害发生指标体系及其风险程度,构建玉米低温冷害风险预报模型;分析了43年来玉米低温冷害发生风险的趋势变化,采用Mann-Kendall方法进行趋势检验。结果表明:1961~1983年为玉米冷害发生的高风险时期,其中1964、1969、1972、1983年是玉米冷害发生的最高风险年。1984年之后为冷害发生的低风险时期,尤其在所研究的后几年各地的UskU0.05,表明此时期积温距平水平上升趋势明显,发生玉米冷害的风险很低;玉米低温冷害风险预报模型能够对冷害发生风险、冷害程度、发生范围进行动态预测预报和灾害评估,预报模型的检验结果具有较好的客观性和适用性。     

松山区玉米春播期水热条件分析

应用1959—2009年松山区54218观测站的降水、温度资料,分析了玉米播种期水热气象条件分布特点。主要结论：⑴51a来松山区春播期≥10℃积温的初日分布特点是年际变率大,年代际变化不大。⑵随着气候变暖,≥10℃积温保证率提高。⑶春播期低温冷害的发生特点是越早播种后期发生冷害的可能性越大,因此不易过早播种。⑷按照既要最大限度地满足玉米生长所需热量又要减小发生低温冷害的可能性原则,确定了松山区玉米平均开播日期和适宜播种期。⑸春播期相对湿润度指数分析表明春播期干旱发生频率大。     

吉林省主要农业气象灾害及特征分析

文章重点以吉林省主要农业气象灾害为对象，给出了洪涝、干旱、低温冷害、冰雹等灾害的发生频率，对造成的损失及影响特征进行了探讨。综合分析表明，洪涝、干旱、低温冷害是严重制约吉林省农业发展的三大自然灾害。     

基于作物模型的通辽市春玉米低温冷害监测

利用通辽市主要玉米种植区4个站点1981—2017年气象和农业气象观测资料,首先对WOFOST玉米生长模型进行适宜性分析和检验,然后通过数值模拟的方法,以减产率的大小确定灾害严重程度,开展了玉米冷害监测方法研究并进行个例分析。结果表明;各站点出苗至抽雄期模拟误差在3d以内,抽雄至成熟期模拟误差在5d以内,产量实测值和模型值的归一化均方根误差(NRMSE)为2%~12%,模拟低温冷害年判断准确率为83%~91%;动态监测个例分析表明,该方法能够定量反映低温冷害发生后贮存器官生物量和最终产量的变化情况,有较明确的生物学和农学意义,可以进行业务应用。     

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%。     

东北地区农业气象灾害定量评估

利用1971—2008年东北地区农业生产资料及主要农业气象灾害资料,计算了干旱、洪涝、风雹和低温冷害的影响权重、成灾率及其变异值。在此基础上,分析了4类灾害对农业生产的影响程度,并进行了综合评估。结果表明：东北地区干旱影响权重最大,并呈增加趋势;黑龙江省各种灾害权重均大于吉林省、辽宁省;东北地区气象灾害以小灾和轻灾为主,但气象灾害对农业生产危害程度越来越严重,特别是2000年以来,重大灾害的发生频率明显升高。     

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。     

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。     

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。     

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。     

安徽省冬小麦水分盈亏特征及其对产量的影响

利用安徽省1971—2010年的气象资料和冬小麦产量资料,采用水分盈亏指数分析了安徽省冬小麦全生育期和关键期（孕穗至乳熟期）水分盈亏的时空变化特征,以及旱涝对产量的影响。结果表明：冬小麦全生育期和关键期水分盈亏指数基本呈纬向分布,合肥以北水分亏缺明显,江淮南部及其以南地区水分供应基本充足,越往南水分盈余程度越大,总体来看缺水程度关键期大于全生育期;近40年冬小麦水分盈亏指数的时间变化趋势不明显,但年际波动大,旱涝灾害风险增加。干旱主要发生在沿淮淮北地区,涝渍在江淮及其以南地区发生频率较高,典型旱涝年平均减产率分别为4.2%和12.4%;造成冬小麦减产10%的中度旱灾风险北部大于南部,中度涝灾风险南部大于北部。南部涝渍风险和造成的产量损失明显大于北部的干旱,水分偏多的南部地区要尽量减少冬小麦的种植。     

基于作物模型的河南省旱稻干旱风险评估

采用作物模型与数理统计相结合的方法,利用长期历史气象资料,以作物模型和地理信息系统技术为工具,系统分析了河南地区旱稻生育期水分盈亏情况。以模型模拟的雨养条件下实际蒸散量相对于潜在条件下的蒸散量(即需水量)的亏缺率,即水分亏缺指数,以雨养条件下产量相对于潜在产量的损失率(即灾损指数)作为产量灾损强度评价指标,从受旱程度和产量损失两个角度构建干旱风险评估模型,进行干旱风险评估。结果表明:河南省旱稻生育期集中在6—9月,水分亏缺最多的阶段为出苗—穗分化阶段,水分亏缺指数变化在0.50~0.60,其次是开花—成熟阶段和穗分化—开花阶段,水分亏缺指数变化在0.11~0.43;全生育期水分亏缺指数在0.36~0.50。出苗—穗分化阶段干旱发生的风险最大,其次是开花—成熟阶段,穗分化—开花阶段的最小。河南旱稻生育期干旱风险呈现为由东南向西北逐渐升高的分布,其中三门峡、济源西部一带风险最高,洛阳南部和南阳西北部一带最低,黄河以北大部地区和豫东、豫南地区风险居中。     

西北地区玉米产量动态业务预报方法探讨

通过分析西北地区气候生产力与玉米产量的关系、土壤水分与降水量以及土壤水分与降水量和土壤初始含水量之和的关系表明:西北地区降水气候生产力与玉米产量、土壤水分与降水量和土壤初始含水量之和有着显著的相关性。在此基础上，利用玉米生长季内的降水量和播种期的土壤水分含量对Miami降水模型进行了改进，应用改进后的Miami降水模型开展以月为时间步长的玉米产量动态趋势预报，具有较为理想的业务服务效果。同时，利用此方法评价西北地区降水对玉米生长发育和产量形成的影响也非常适用。但是，由于此方法没有考虑灌溉水的作用，故不适用于灌溉农区。     

基于3种遥感指数的东北春玉米干旱识别对比

以东北春玉米为研究对象,探究利用植被光合特性的日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)指数、近红外-短波红外波段构建的归一化差值水分指数(normalized difference water index,NDWI)和可见光-近红外波段构建的归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)识别东北春玉米干旱的准确度和敏感度。研究发现：SIF指数、NDWI和NDVI对干旱识别准确度均超过80%,其中重度干旱准确度超过94%,且在春玉米苗期表现最佳;3种指数对比可知,SIF指数在春玉米干旱识别的准确度和敏感度方面均最佳,分别为89.27%和81.65%,NDWI敏感度次之,NDVI最差。表明基于光合特性的SIF指数在识别东北春玉米干旱方面优于基于地物光谱特性所构建的植被指数。     

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。     

桂西北近10a来的气象灾害特征分析

通过分析桂西北河池市近10a来的气象灾害及其影响分布,并对造成桂西北严重灾害的暴雨洪涝、干旱、冰雹大风、低温冷害损失影响情况进行描述。结果表明：桂西北冰雹大风发生以系统性影响为主,多发生在春季3-4月。由暴雨引发的洪涝灾害相对过去更为频繁。影响严重的暴雨洪涝灾害主要出现在2004年、2008年和2010年,其余年份主要...