Evaluation of Agricultural Climatic Resource Utilization During Spring Maize Cultivation in Northeast China Under Climate Change

Agricultural climatic resources （such as light,temperature,and water） are environmental factors that affect crop productivity.Predicting the effects of climate change on agricultural climatic resource utilization can provide a theoretical basis for adapting agricultural practices and distributions of agricultural production.This study investigates these effects under the IPCC （Intergovernmental Panel on Climate Change） scenario A1B using daily data from the high-resolution RegCM3 （0.25° ×0.25°） during 1951-2100.Model outputs are adjusted using corrections derived from daily observational data taken at 101 meteorological stations in Northeast China between 1971 and 2000.Agricultural climatic suitability theory is used to assess demand for agricultural climatic resources in Northeast China during the cultivation of spring maize.Three indices,i.e.,an average resource suitability index （Isr）,an average efficacy suitability index （Ise）,and an average resource utilization index （K）,are defined to quantitatively evaluate the effects of climate change on climatic resource utilization between 1951 and 2100.These indices change significantly in both temporal and spatial dimensions in Northeast China under global warming.All three indices are projected to decrease in Liaoning Province from 1951 to 2100,with particularly sharp declines in Isr,Ise,and K after 2030,2021,and 2011,respectively.In Jilin and Heilongjiang provinces,Isr is projected to increase slightly after 2011,while Ise increases slightly and K decreases slightly after 2030.The spatial maxima of all three indices are projected to shift northeastward.Overall,warming of the climate in Northeast China is expected to negatively impact spring maize production,especially in Liaoning Province.Spring maize cultivation will likely need to shift northward and expand eastward to make efficient use of future agricultural climatic resources.     

东北地区玉米整地、播种和收获气象适宜度评价模型

天气、土壤条件影响玉米整地、播种和收获作业的质量及作业效率,进而影响到苗情、产量和生产成本,东北地区相关的农业气象要素是土壤湿度、土壤解冻深度、温度、日雨量和风力等.根据气象、土壤条件对玉米整地、播种和收获的影响,用模糊隶属函数建立了这些农事活动气象适宜度评价函数及其农业气象指标,用权重法分别建立了整地、播种和收获综合气象适宜度评价模型.检验结果表明,这些模式和指标符合实际,可以用于相关农事活动的气象适宜度评价业务.在气温和降水等气象要素预报的基础上,该模型还可以用于相关农事气象适宜度和适宜期的预报.     

宝鸡光热水气候因素对玉米生产的影响分析

运用积分回归方法,对宝鸡地区的眉县、风翔和麟游3个代表县1981--2010年30a玉米产量与气象因子进行了分析。结果表明：播种期干旱和灌浆期低温阴雨寡照对夏玉米的影响程度塬区大于川道;春旱和初夏早是制约山区春玉米产量的主要因素。适时早播,利用前期的热量避免后期低温阴雨寡照,对宝鸡玉米生产尤为重要。通过改善品种,强化管理．可以有效降低不利气象因素对川塬夏玉米种植区生产的影响;发展地膜覆盖栽培将是解决不利气象条件对山区春玉米种植区影响的主要方法。     

正安县玉米适播期温度条件分析

通过玉米各生育期对温度的要求,结合正安县多年温度的变化特点,初步分析了玉米播期选择的要点,从而提高玉米的产量和避开伏旱。     

六枝温度条件对玉米产量的影响分析

利用六枝1999—2008年逐日的气温与玉米产量资料,应用线性模拟计算趋势产量,采用回归方法进行分析,得出影响六枝玉米产量的主要因素是乳熟—成熟期的积温条件。     

玉米大豆生长中后期遥感辨识的指示性特征研究

玉米和大豆是两种主要的粮食作物,及时准确地监测两者的种植面积对于产量预测和市场价格的制定具有重要的意义。利用遥感技术探究在生长季中后期能有效区分玉米和大豆的指示性特征集,为在不同实验区进行推广应用和提前玉米和大豆种植面积信息发布的时间提供技术支撑。文章以玉米和大豆为研究对象,以黑龙江和安徽省两个典型种植区为实验区,以高分一号影像为数据源,计算多种植被指数特征和两种纹理特征,同时利用特征优选方法评价特征间的相对重要性,并结合随机森林分类算法分析特征个数对精度的影响,得到不同试验区区分两者的最佳特征子集。随后根据不同实验区最佳特征子集的共同点和差异,遴选出对玉米和大豆中后期区分的遥感指示性识别特征集,并设计实验方案验证其有效性和稳定性。实验表明：在玉米和大豆生长中后期存在具有高效辨识两者的遥感特征集,能有效和稳定地增强两者的遥感识别能力;在不同实验区,基于特征优选方法可以选择出区分玉米和大豆的最佳分类特征子集,得到两者最优的识别效果,比仅仅使用原始波段特征的分类精度提升了近10个百分点,总体分类精度能够平均达到97%,Kappa系数0.96,玉米和大豆的单类分类精度平均超过95%;在不同的种植区,利用玉米和大豆的指示性特征集可以得到几乎与优选出的最佳特征子集同样的分类精度和制图效果,且具有稳定性和有效性,较最佳特征集更具推广使用意义。指示性特征集包含6种：植被指数中的比值植被指数（RVI）,差值植被指数（DVI）,转换型植被指数（TVI）,改进型叶绿素吸收比率指数（MCARI）和灰度共生矩阵（GLCM）纹理特征中的二阶矩（the Second Moment）和熵（Entropy）。     

小秦岭金矿区小麦和玉米重金属的健康风险评价

重金属污染引发的农产品质量安全问题已成为全社会关注的焦点。为了解小秦岭金矿开发引起的重金属污染风险,采集了同点位的农田土壤、小麦和玉米籽粒样品,测定了其中Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu和Zn的含量及其在土壤中的形态;采用指数法和RAC风险评价法分析了土壤重金属的污染风险,采用转移因子和目标风险指数法评价了小麦、玉米籽粒中重金属的健康风险。结果表明:小秦岭金矿区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu、Zn含量受矿业活动影响强度大,在土壤中累积明显;土壤中Hg、Cd、Pb、Cu总量超过了国家限值,呈现污染;Cd、Hg、Cu具有潜在生态风险。小麦和玉米籽粒中Pb以及玉米籽粒中的Cd的平均含量高于国家标准,呈现一定程度的污染;部分小麦样品中的Hg、Cd和部分玉米样品中的Cd超过WHO/FAO安全限值,小麦和玉米籽粒中度Pb平均含量超过欧盟安全标准,说明具有潜在的健康风险。重金属的转移因子表明Cd、Zn及Cu比其他重金属更容易从土壤转移到小麦和玉米籽粒中;通过小麦对重金属的摄入量略高于玉米,远低于WHO/FAO推荐剂量;目标风险指数评价表明,只消费小麦或玉米基本不产生健康风险,但同时消费矿区生长的小麦和玉米具有较高的Pb健康风险。     

不同超富集、富集植物-玉米间作模式对玉米中镉吸收、转运的影响研究

为了研究Cd污染条件下,玉米分别与苋菜、黑麦草、龙葵间作对重金属Cd吸收和转运的特点,从而选择适宜与玉米间作的富集植物,同时达到修复重金属Cd污染土壤的目的。该文以镉(Cd)污染的河南棕壤黏土为供试土壤,通过盆栽试验,基于玉米各器官中Cd含量、富集系数、转运系数、土壤有效态Cd含量的变化,研究了间作苋菜、黑麦草、龙葵对玉米各器官Cd的积累特性的影响及其迁移转运机制。结果表明：(1)龙葵、苋菜、黑麦草间作使得玉米地上部Cd含量显著性降低(P<0.05),其中以籽粒中Cd含量的下降最为显著。间作苋菜、黑麦草、龙葵,玉米籽粒中Cd含量分别下降了67.6%、75.7%和79.9%。(2)间作苋菜、黑麦草、龙葵使得玉米的富集系数较单作处理下玉米的富集系数分别下降了49.3%、39.7%和68.5%,且差异达到显著水平。(3)与苋菜、黑麦草间作相比,间作龙葵的玉米转运系数分别下降了27.5%、24.2%,且差异均达到显著水平。通过对人体每天摄入Cd量的安全值计算得出间作后土壤中Cd全量应低于2.26 mg·kg-1,土壤有效态Cd含量低于0.88 mg·kg-1。该污染农田在间作模式下,食用玉米Cd暴露对居民健康不存在风险。间作苋菜、黑麦草、龙葵能够抑制玉米对Cd的吸收,同时阻控玉米地上部Cd向地上部的转移,尤其是向籽粒转移。通过间作苋菜、黑麦草、龙葵,不仅降低了主栽作物玉米的Cd累积量,实现玉米安全、优质种植,同时也达到了修复污染土壤的目的。     

中国玉米高温热害研究进展北大核心CSCD

在气候变化背景下,中国玉米生产遭受的高温危害日益加剧。基于已有研究成果和实际灾情,从高温热害的概念及分类出发,对玉米高温热害的危害机理、气象成因、致灾指标、时空分布、防御对策等方面进行系统归纳阐述,并对未来玉米高温热害研究方向进行展望。中国玉米高温热害分为延迟型、障碍型、生长不良型和混合型4类,高温降低玉米花粉活力抑制散粉,缩短灌浆时间,导致玉米产量及品质降低。中国玉米种植区高温热害天气主要由环流异常引起,致灾指标包括生理生化指标及气象学指标等,但目前尚无统一标准。近10年中国玉米高温热害发生强度及频次增大,春玉米高温热害在北方玉米区的松辽平原、西南玉米区的东北部风险较高,夏玉米高温热害在河北省东南部、河南省大部以及山东省西部频发。采取适当的防御对策能减轻高温热害对玉米的不利影响。未来的研究应在综合动态的玉米高温热害指标体系、高温热害灾损模拟及风险评估与区划、高温热害精细化监测预警服务系统等方面重点突破。