设施蔬菜越冬期极端低温的分布及重现期特征——以关中、陕北地区为例

利用陕西陕北、关中地区1970～2010年66个县/区设施蔬菜越冬期资料建立了各站逐年极端最低气温、低于逐日最低气温5%阈值的气温和逐年出现严重冻害次数等3组资料的时间序列,分别对越冬期极端低温出现几率、强度进行了特征分析,利用耿贝尔分布方法建立了7个代表站年极端最低气温的分布模型及重现期预测。结果表明:1)对于严重冻害出现频次,延安东部的黄河沿岸地区在0.6～3.7次/年,陕北其它地区在4.3～18.7次/年,长武、旬邑和麟游渭北北部塬区在6.5～11.1次/年,关中其它地区在0.0～3.7次/年;2)低于逐日最低气温5%阈值的气温多年平均陕北地区、关中地区分别为-15.1～-19.9℃、-6.1～-8.7℃,严重冻害关中地区出现几率不足5%,陕北部分地区出现几率超过5%;3)陕北地区在不足2a的重现期,关中地区在8a的重现期会出现严重冻害,相同重现期关中地区冻害强度远低于陕北地区。     

河北省南部冬小麦冬前及越冬期热量变化特征

采用河北南部4个代表性站点逐日气象资料,利用Mann-Kendall检验和小波分析等统计方法,建立了河北南部冬小麦冬前及越冬期积温适宜度评价模型,分析了温度及积温变化特征。结果表明:1961~2010年日平均气温稳定降至16℃日期在1985年前后发生突变,突变区域为2005~2007年,日期变化存在10~12a尺度周期变化规律;气温稳定降至14℃的日期在2003年前后发生突变,突变区域为2009~2010年;冬前≥0℃积温适宜度平均值为0.89,在1991年前后发生突变,2004~2010年积温适宜度呈显著降低趋势,积温适宜度变化存在12~15a尺度震荡周期;越冬期负积温适宜度平均值为0.64,变异系数0.36,1967年前后发生突变,突变区域为1976~1993年,负积温适宜度变化存在4~7a震荡周期;越冬期极端最低气温在1985年前后发生突变,1995年后极端最低气温升高趋势十分显著;越冬期最低气温≤-10℃日数呈明显减少趋势。河北南部麦区冬前积温升高趋势不显著,近10a大多数年份积温显著偏多,但波动较大,偏离常态发生概率增大,积温适宜度呈下降趋势,极易出现积温过多或过少,造成冬前旺长或苗弱;越冬期负积温呈明显减少趋势,积温适宜度上升,极端最低温度升高,日最低气温≤-10℃日数减少,这种变化趋势一定程度上减少了极端最低温度偏低和低温持续时间较长引起的冻害发生。     

山西东南部气温和降水极值研究

为了了解山西省东南部地区天气气候的极端程度,掌握气象要素的变化范围和时空分布的离散特征,选取山西省东南部(长治市、晋城市)16个县市1976—2015年的逐日气温和降水资料,对该区域气温极值和降水极值时空变化规律加以分析。结果表明:(1)近40 a来气温极端值总体呈上升趋势。研究其空间分布发现:极端最高值出现在黎城县,极值为40.2℃;极端最低值出现在沁源县,为-27.7℃。从时间分布来看:极端最高气温主要出现在5月下旬到7月下旬,且6月下旬出现频率最高;气温极端最低值主要出现在12月下旬至次年1月中旬,1月出现气温极低值频率最高。(2)1976—2015年极端降水量强度最大值呈明显上升趋势。近40 a日降水量最大值出现在南部的晋城,为221.2 mm;从极端降水量空间分布来看:晋东南中部地区为低值区,西北部和南部分别为高值区;年极端降水量主要出现在7、8月,而7月的上旬和下旬是年极端降水量的高发期。(3)近40 a来气温极值和降水极值都存在一定的振荡周期。最高气温极值存在着准4 a振荡周期;极端最低气温存在准12 a的振荡周期;年极端降水量存在准15 a和8 a的振荡周期。(4)对气温和降水极值突变分析发现:气温极端最高值有明显突变,极端降水量和气温极端最低值有突变,但趋势不明显。极端降水和气温极值均具有明显的区域特征。     

山西南部苹果花期冻害时空分布特征及综合防御技术

利用1997—2016年山西南部苹果主产县(市、区)苹果花期逐日最低气温及日平均气温观测资料,根据苹果花期冻害等级划分指标,采用最小二乘法对花期冻害日数进行线性倾向估计,并用Mann-Kendall非参数检验方法对花期冻害日数的变化趋势进行显著性检验,分析山西南部苹果花期冻害的时空分布特征。结果表明: 山西省南部苹果产区发生花期冻害日数年均为3.1 d,各县花期均温介于13.0℃~13.8℃之间。运城地区4月中上旬易发生冻害,临汾地区吉县与隰县4月下旬易发生冻害;山西南部苹果花期冻害日数近20 a气候倾向率为-0.666 d·（10 a）^-1（P≤0.01）,花期极端最低气温气候倾向率为0.165 d·（10 a）^-1（P≤0.01）,花期极端最低气温与冻害日数具有极显著负相关关系。山西南部苹果花期冻害日数突变点在2008年,且在2015年之后苹果花期冻害日数突破α=0.05显著性水平下限。对于苹果花期冻害的综合防御措施,可采用“以防为主,抗补结合”策略。     

中国西北冬小麦和棉花生长对气候变暖的响应

利用甘肃省西峰市和敦煌市农业气象观测站1981～2004年的观测资料,初步探讨了气候变暖对冬小麦和棉花生长的影响.结果表明:春季极端低温的升高使冬小麦返青期和棉花的播种期明显提前,后期极端高温的升高使冬小麦成熟提前,而极端低温的变暖使棉花停止生长延迟.冬小麦越冬期～返青期的缩短与期间极端低温显著相关,而乳熟～成熟期的缩短与期间极端高温显著相关,返青期～拔节期和开花～乳熟期呈现延长的趋势且均与期间极端低温呈显著相关.棉花播种期～五叶期随期间极端低温的升高而缩短;五叶～现蕾、吐絮～停止生长期和全生育期呈现延长的趋势,且分别与期间极端低温显著相关.冬小麦产量与越冬期间的最低气温呈显著正相关,但返青～孕穗和乳熟～成熟期间的最高气温与产量呈显著负相关.棉花产量与开花以前的平均最低气温呈显著正相关;霜前花产量随十月最低气温的升高而显著增加.生育期间的增温特别是十月最低气温的变暖对本地区棉花生产产生了积极的作用,而生育后期的高温对冬小麦的高产则极为不利.     

近50年东北地区极端温度变化趋势

采用东北地区129个气象站1961-2009年的逐日最高、最低气温资料,对东北地区极端最高(低)气温及极端高(低)温日数的变化趋势进行分析。结果表明:东北大部分地区年极端最高气温和年极端最低气温均呈升高趋势,且后者比前者显著,气候倾向率分别为0.9℃/10a和0.1℃/10a;除中部部分地区外,东北地区年极端高温日数随时间变化呈增多趋势,平均每10a增加0.8天;年极端低温日数则主要以减少趋势为主,速率为4.7天/10a。近50年中,东北年极端最高气温和年极端高温日数均无显著突变点,年极端最低气温和年极端低温日数都在1982年发生显著突变。     

近42a珠穆朗玛峰地区极端气温事件的时空变化

选取西藏珠穆朗玛峰(珠峰)地区5个气象站点1971—2012年逐日最高、最低气温资料,采用反距离权重插值法、线性回归和Mann-Kendall检验等方法,分析珠峰地区极端气温事件的时空变化。结果表明:近42 a西藏珠峰地区极端最高气温、最高气温的极小值、极端最低气温和最低气温的极大值都呈上升趋势,为0.30~0.64℃·(10a)~(-1),以极端最低气温升幅最大。霜冻和结冰日数分别以-4.99 d·(10a)~(-1)和~(-1).24 d·(10a)~(-1)的速度显著减少,主要表现在南坡。生长季长度呈现出明显的延长趋势,为4.81 d·(10a)~(-1)。气温日较差趋于减小,平均为0.08℃·(10a)~(-1)。冷昼(夜)日数明显减少,幅度为-6.54 d·(10a)~(-1)〔-8.87 d·(10a)~(-1)〕;暖昼(夜)日数显著增加,增幅为8.17 d·(10a)~(-1)〔12.07 d·(10a)~(-1)〕。在10 a际变化尺度上,珠峰地区极端气温暖指数呈增加趋势,而极端气温冷指数趋于下降。在时间转折上,极端最高气温、生长季长度突变点,分别发生在1980年和1984年,其他指数的突变点出现在1990年代。     

拉萨近半个世纪气温的年际和年代际变化

利用拉萨1952-2005年月平均气温、最高气温、最低气温,及年极端最高气温、极端最低气温,分析了近半个世纪拉萨气温的年际和年代际变化。结果发现:近半个世纪以来,拉萨四季平均气温、平均最低气温均表现为显著的升温趋势,以冬季升温幅度最大。平均最高气温除春季升温不明显外,其它各季均表现为显著的增暖趋势。年平均气温以0.27℃/10a的幅度在升高,年最低气温的升温幅度明显大于最高气温。年平均气温日较差则表现为极显著的减小趋势,这主要是由于最低气温的明显升高引起的。年极端最高气温、极端最低气温也都表现为显著的升高趋势,以极端最低气温升高幅度最大,特别是近25年,升幅达1.26℃/10a。20世纪60年代至今,拉萨平均气温、平均最高气温和最低气温均呈明显的逐年代升高趋势。年平均气温异常偏暖出现在1999年和2005年,异常偏冷发生在20世纪60年代。年平均气温存在准5a、准15a年际振荡和准24a的年代际振荡周期特征。     

渭北旱塬区气温变化与冬小麦物候的响应

通过对渭北旱塬区永寿、风翔、蒲城、旬邑4个农业气象试验站1971年到2010年冬小麦观测数据以及30个县市区同期气象资料同步观测分析,得出渭北旱塬区气候近40年来增温明显,且以冬季和春季增温最为显著。受气候变化影响,本区域冬小麦播种期、越冬期推迟,返青期、拔节期、抽穗期、成熟期等发育期普遍提前,以返青期提前最为显著,相关性分析显示,除了冬前生长期,冬小麦越冬期以及春季各发育期间隔和发育期平均气温相关显著,而且春季的相关性明显比冬季显著,但表现在发育期间隔方面,却是冬小麦越冬期呈显著缩短趋势,而返青后各发育期间隔没有明显变化。结论认为：气候变暖一方面有利于越冬农作物安全越冬,减少冻害对农业生产的影响,而且温度升高,也增加了农业生产积温,使农作物可生长期延长,有利于提高复种指数;另一方面,由于旱塬区春季气温变率较大,发育期提前将导致作物受冻害的气候风险增大,尤其果树开花期遭受冻害,将对产量构成严重威胁。冬季气温持续上升,将导致冬小麦条锈病孢子和林果病虫害等安全越冬,对病虫害防治工作带来很大难度。因此,气候变暖对旱塬农业生产将产生深刻的影响,应引起高度关注。     

基于地区线性矩法的陕西省极端降水时空特征

基于1971—2015年陕西省无缺测情况、分布较均匀的58个气象站点的逐日降水数据,采用最大1日、3日、5日和7日的降水量代表极端降水,应用地区线性矩法研究区域极端降水的时空特征。结果表明:(1)陕西省可划分为6个水文气象一致区,其中广义极值分布(GEV)在各一致区的模拟效果最好,各一致区最优频率估计值与同频率的实测值较为吻合。(2)地区分析法计算的极端降水频率估计值较单站分析法具有更好的稳健性和准确性,尤其是在计算较长时段的极端降水情况下更显著。(3)重现期为2 a一遇时,陕南的地区增长因子大于陕北;重现期达到5 a一遇时则相反,且随着重现期的增长,地区增长因子及其在陕南、陕北的差异也在增大。(4)在100 a和50 a一遇重现期下,极端降水在陕西省南部较大,东部居中,中部的咸阳至商洛地区、西部的延安西北和榆林西部较小;极端降水的分布特征与陕西省独特的地理特征有关,尤其是东西向分布的秦岭阻挡了水汽向北输送,造成了极端降水的南北差异。     

天山地区未来日极端气温变化的统计降尺度分析

基于天山地区27个气象站日最高、最低气温资料及NCEP再分析资料对统计降尺度模型(SDSM)进行率定和验证,确定模型应用的预报因子,并将HadCM3输出的A2、B2情景分别输入率定后的SDSM中,生成未来3个时期(2020s、2050s和2080s)日最高、最低气温变化情景.结果表明:SDSM模型对于天山地区日最高、最低气温的模拟效果较好;未来日最高、最低气温总体呈增温趋势,其增幅在A2情景下比B2情景下高,且日最高气温增幅普遍高于日最低气温;春季增温最大,而冬季增幅最小;日最高、最低气温在未来3个时期的空间变化趋势较为一致,两者的空间变化在A2和B2情景下大体呈现出由北向南逐渐减弱的趋势.     

Characteristics of daily extreme wind gusts on the Qinghai-Tibet Plateau,China

Severe wind is a major natural hazard and a main driver of desertification on the Qinghai-Tibet Plateau. Generally, studies of Qinghai-Tibet Plateau's wind climatology focus on mean wind speeds and its gust speeds have been seldom investigated. Here, we used observed daily maximum gust speeds from a 95-station network over a 5-year period(2008–2012) to analyze the characteristics of extreme wind speeds and directions by fitting Weibull and Gumbel distributions. The results indicated the spatial distribution of extreme wind speeds and their direction on the Qinghai-Tibet Plateau is highly variable, with its western portion prone to greater mean speeds of extreme wind gusts than its eastern portion. Maximum extreme wind speeds of 30.9, 33.0, and 32.2 m/s were recorded at three stations along the Qinghai Tibet Railway. Severe winds occurred mostly from November to April, caused primarily by the westerly jet stream. Terrain greatly enhances the wind speeds. Our spatial analysis of wind speed data showed that the wind speeds increased exponentially with an increasing altitude. We also assessed the local wind hazard by calculating the return periods of maximum wind gusts from the observational data based on the statistical extreme value distributions of these wind speeds. Further attention should be given to those stations where the yearly maximum daily extreme wind speed increased at a rate greater than that of mean value of daily extreme wind speeds. Severe extreme wind events in these regions of the plateau are likely to become more frequent. Consequently, building structural designers working in these areas should use updated extreme wind data rather than relying on past data alone.     

1951-2009年西安极端气温事件变化分析

根据1951-2009年西安的逐日最高、最低气温及平均气温资料,详细分析了西安年平均气温、年季平均最高、最低气温以及极端气温事件的变化规律和特点.结果表明:两安的年平均气温与全国同步,呈显著上升趋势;年平均最高、最低气温都呈增暖趋势,季平均最高、最低气温的变化存在较大的季节性差异,春季和冬季的增暖趋势异常明显,日较差整...     

农业害虫高温调控的研究进展

利用高温控制害虫具有无残留、无污染的优点,高温对害虫的致死作用在害虫种群生态调控研究和保证食品安全,促进绿色农产品生产中有潜在的应用价值。本文综述了国内外影响高温对昆虫致死效应的因子和应用高温防治害虫的技术方法。影响高温致死效率的因子包括:温度的高低和处理时间的长短,不同温度的处理顺序和预适应温度等温度处理模式,缺氧等逆境胁迫,昆虫种类及其发育阶段等。利用高温防治害虫的技术包括:温室内,在生长期采用高温闷棚,在播前产后用热蒸汽处理苗床或培养土。在田间,利用对作物安全的瞬间明火烧伤害虫敏感部位;利用害虫的趋光性点明火诱杀;作物生产空闲期采取覆膜封闭,利用太阳能产生高温、缺氧条件,减少或根除土传病菌和害虫。在仓库,利用微波、无线射频或流动床产生的热空气在短时间内升温,杀死储粮害虫。在储运场所,用热水浸泡、热蒸汽熏蒸、高温结合低氧或低温以及盐水浴结合无线射频处理鲜活农产品,杀死害虫。本文最后讨论了该领域存在的问题,指出阐明高温对昆虫影响的机理,降低防治成本,减轻作物和环境损害,是高温控制害虫技术推广应用的关键。     

不同地理种群玉米螟赤眼蜂对极端温湿条件的反应

在高温低湿（31 ℃,45% RH和34 ℃,45% RH）和低温低湿（16 ℃, 45% RH和19 ℃,45% RH）不同温湿组合条件下,以亚洲玉米螟卵为寄主,研究了不同地理种群玉米螟赤眼蜂的寿命、生殖力和性比情况。结果表明,在31 ℃,45% RH条件下,北京种群和日照种群平均每雌分别寄生(17.60±1.70)粒和(17.44±1.46)粒,显著高于其他种群（p＜0.05）。在19 ℃,45% RH条件下,广东广州种群寄生寄主卵数最多,平均每雌寄生(26.65±2.17)粒,与其他种群差异显著（p＜0.05）。北京种群、日照种群和广州种群分别可以作为高温低湿和低温低湿条件下防治亚洲玉米螟的候选种群。     

极端低温对稻瘟菌的筛选及其生化机制初探

 本研究利用来自我国南北稻区田间稻瘟菌菌株,对其进行了低温耐受性比较和统计分析。结果表明,南方与东北田间稻瘟菌在低温耐受性上存在明显差异：95%东北菌株可以忍受至少一周的-15℃低温处理,而相同条件下南方菌株仅有65%菌株存活。模拟东北冬季田间生境,选取10株低温敏感型菌株进行临界致死低温条件下的继代处理,发现-15℃条件下反复冻融处理55次后,其中8株低温耐受水平得到显著提高,且部分菌株的培养性状和抗药性相继发生改变。在此基础上,对抗性增强菌株的非原生质体蛋白进行双向电泳和差异蛋白质质谱分析,获得了响应低温的分泌蛋白及其指纹信息。本研究为进一步探索温度等环境因子对稻瘟菌的致变作用奠定了基础。     

洛阳盆地全新世特大洪水平流沉积物判别研究

文中基于详细的野外考察,在洛阳盆地汉魏故城遗址邻近河岸选择了YWC剖面,对剖面进行了磁化率、粒度和>0.1mm粒级百分含量等环境代用指标的室内实验分析和测定。通过野外沉积特征识别、室内粒度分析,准确判定了YWC剖面中洛河古洪水平流沉积层,发现YWC剖面记录了10次晚全新世特大洪水事件。YWC剖面中出现多个"古洪水平流沉积层-风吹沙层"互层,其中的平流沉积层为古洪水平流沉积物,风吹沙层则是洪水间歇期当地盛行的东北风搬运的河床沙在阶地上堆积的产物。平流沉积层与风吹沙层在YWC剖面的多次交替,反映出洛阳盆地晚全新世时期气候、环境系统的剧烈波动和恶化,东北季风强盛和古洪水事件的频繁发生。     

极端干旱区稀疏荒漠植被信息遥感探测研究

基于Landsat 5 TM遥感影像,以塔里木河下游断流区的荒漠河岸林为例,选取植被指数随植被覆盖度增加的反映速率、植被指数的取值范围变化、植被与背景信息的区分度三个指标,对NDVI、SAVI、MSAVI、GEMI、EVI 5种植被指数探测低覆盖度植被信息的能力进行对比分析。研究表明:根据三个指标的综合分析,GEMI指数是塔里木河下游断流区探测低覆盖度植被信息的最佳植被指数。     

新疆阿勒泰地区近50年来极端气温与降水变化

利用新疆阿勒泰地区六个气象代表站点1961～2008年的观测资料,研究了近50年来阿勒泰地区的极端气温与极端降水量的变化。结果表明：阿勒泰地区近50年以来极端最高与最低气温、月与年最大日降水量、年降水强度、冬与夏季降水强度及大雨和暴雨和热月都呈上升的趋势,冷月呈下降的趋势。其中平均极端最低气温60年代最低,80年代开始...