黄土高原中部冬小麦生长对气候变暖和春季晚霜冻变化的响应

利用位于黄土高原中部的甘肃西峰试验田资料和当地平行气象观测资料,分析了春季气温、终霜冻和冬小麦生长发育对气候变暖的响应特征。结果表明：1981年以来,春季平均气温和平均最低气温分别以1.2℃/10a和1.1℃/10a的速率升高,5月的极端最低气温以1.2℃/10a的速率升高;1997年以来4月极端最低气温波动幅度增大,在气候变暖大背景下2001年和2006年出现了最小值,属于反常年份,冻害严重;终霜日期提前的气候趋势比较明显,速率为3.2d/10a,终霜日地面最低温度表现为波动变化,个别年份出现反常的重霜冻灾害;终霜冻过程的持续日数表现出阶段性增加规律,地面最低温度负积温在反常年份2005-2006年有增强变化;1981年以来冬小麦拔节期以4.5d/10a的速率极显著提前（P〈0.01）,1997年以来提前趋势更加明显,1997-2008年平均拔节期比1981-1996年提前9d。气候持续变暖,冬小麦拔节期提前的速率大于终霜日提前的速率,表明冬小麦春季拔节-孕穗期遭受终霜冻危害的气候风险在增大。     

宁夏霜冻致灾因子指标特征及危险性分析

利用宁夏23个气象站1981-2010年日最低气温观测资料,借助数理统计和空间分析方法,从气候致灾的角度,对宁夏霜冻发生范围、频率、强度及致灾因子危险性特征进行分析。结果表明,近30a来宁夏霜冻发生范围呈缩小趋势,且轻霜冻发生范围明显大于中霜冻和重霜冻;轻霜冻发生频率普遍较大,各地差异不明显,中霜冻和重霜冻发生频率小且空间差异明显;霜冻发生强度区域性明显,其中,轻霜冻和中霜冻强度指数呈中北部偏小、南部和北部偏大的趋势,重霜冻强度指数普遍偏小;宁夏霜冻致灾因子危险性南部普遍高于中北部,其中,隆德、兴仁等地是霜冻致灾因子危险性较高的区域,中北部大部地区处于低或次低危险区。研究结果作为霜冻风险研究的基础,可为区域防灾减灾提供重要依据。     

新疆车排子地区喜温作物初霜冻气象服务指标研究

一、问题的提出霜冻作为一种农业灾害已受到广泛的重视。对其成因、影响因子、御防措施及予报方法等均有不少研究。但是,对于霜冻的农业气象指标研究却显十分粗糙。二、三十年来国内外使用的霜冻指标没有什么改进,仍然是白霜、气温最低≤0度、地面最低相似文献   

天水蜜桃开花期不同措施防霜效果试验初报

试验设地面覆膜和树冠盖膜防霜措施,并将其与灌水、喷药、烟熏等传统防霜措施进行有机结合,形成共9个防霜措施试验设计,以无防霜措施为对照,通过2013年4月6日(最低气温-4.7℃)、10日(最低气温-3.1℃)两次霜冻天气过程进行防霜试验。结果表明,各种防霜措施均有一定保温防霜效果,其中以树冠盖膜、地表覆膜烟熏和无膜桃园喷药(碧护)烟熏3种措施的防霜效果最佳,桃树冠层1m处平均最低温度较对照偏高1.7~3.0℃,0℃以下低温持续时间减少6~7h,桃花受冻率降低25.3~68.7个百分点。各试验处理两次霜冻过程花蕾均未受冻,但对照桃园蕾苞有明显受冻现象,受冻率分别达33.3%和50.0%。利用试验及相关调查资料,分析蜜桃花期霜冻灾害指标,并建立统计模型对不同低温及其持续时间下的桃花受冻率进行测算,测算结果与实况调查基本一致。因此,根据桃树春季花蕾期不同发育进程和霜冻强度,选择适宜的防霜措施,对有效防御花期霜冻灾害,减轻冻害损失具有一定指导意义和推广前景。     

江苏省春霜冻发生时空演变规律及其对春茶的影响

江苏省春霜冻的发生演变有一定的规律,而且对春茶生产的影响明显。利用江苏省35个气象站1961-2008年的观测资料,分析近48a来春霜冻发生演变趋势,并利用1995-2008年苏州洞庭碧螺春茶叶开采期的实际观测资料及相应时段苏州吴中气象观测站的气候观测资料,采用统计分析的方法,建立由温度指标推算茶叶开采期的模型。研究结果表明:近48a来,江苏省平均终霜冻日期呈显著提早、春霜日数呈显著减少的变化趋势;特晚霜冻均出现在1981年之前,偏晚霜冻均出现在1995年以前;终霜期和春霜日数均在20世纪90年代后期发生气候突变;气候变暖虽然使茶芽萌发提前且萌发速度加快,但茶叶采摘期提早的速度不及终霜期。所以,春茶采摘期遭受霜冻的可能性逐渐减小,江苏春茶的春霜危害呈减轻趋势。2-3月上旬≥10℃的活动积温、2月下旬-3月上旬均温之和是决定茶叶开采期的2个关键因子。     

北京近50年初,终霜冻日的变化

用北京1940-1989年逐日最低气温资料,分析不同强度初、终霜冻日的变化,看出80年代与70年代相比,初霜冻日推迟了3-10天,是5个年代中最晚的;终霜冻日提早了8-11天.也是5个年代中最早的;无霜冻期延长了8-15天,成为5个年代中最长的.80年代各强度初霜冻日的标准差多数比较小,而终霜冻日多数比较大,且偏大值不容忽视.霜冻日的变化具有某种周期性.80年代霜冻日期的变化是它自身周期性波动和气候变暖等因素引起的.霜冻是一种时间尺度很短的农业气象灾害,具体年份的发生时间可以与时间尺度很长的气候变化趋势相反.所以即便气候变暖,也要树立防霜意识.     

葡萄主产区春霜冻风险分析

选取中国607个气象站1958−2019年逐日最低气温观测资料,运用统计和空间分析方法,从气候致灾的角度,对葡萄主产区春霜冻灾害发生日数、频率、站次比以及致灾危险性进行分析,以了解葡萄主产区春霜冻的分布特征和风险区域,为葡萄主产区灾害防御工作提供依据。结果表明,60a来,各葡萄产区春霜冻平均发生日数和频率差异较大,春霜冻发生频率和平均发生日数最高在西北产区和西南高山产区,最低在南方产区;研究期内葡萄主产区春霜冻发生范围呈缩小趋势,且轻霜冻发生范围大于中度和重度春霜冻;春霜冻发生强度区域性明显,其中,轻霜冻强度指数自北向南呈逐渐偏小的趋势,中霜冻和重霜冻强度指数普遍偏小;葡萄主产区致灾因子危险性指数空间分布特征表现为中北部普遍高于南部区域,其中高风险区域主要分布在西北产区和东北中北部产区,无风险区域主要分布在南方产区。     

天水蜜桃开花坐果期霜冻灾害气象风险评估

将天水蜜桃相对气象产量与开花坐果期＜0℃日最低气温、地表＜0℃日最低地温及其相应持续时间等相关气象因子进行逐步回归统计,得出该期霜冻灾害的主要气象风险因子为＜0℃极端最低气温和地表＜0℃最低地温与其持续日数之积,两因子影响权重分别达12％和88％.将其作为蜜桃开花坐果期霜冻灾害的主要致灾风险因子创建模型,计算灾情指数（Pki）,并以此作为灾害评估指标,对1991-2010年天水蜜桃开花坐果期霜冻灾害进行综合评估,分别与产量实况等级和霜冻灾害灾情调查等级进行对比分析,除2001、2005年外,其它年份实况与评估均完全一致,评估准确率较高.研究结果对有效应对天水蜜桃开花坐果期霜冻风险,提高蜜桃产量和品质具有指导意义.     

大面积果园高架长叶片防霜机的效果试验

为了验证防霜机能否对果园上方空气进行物理扰动、消除近地层逆温,基于自主研究设计的国内首台高架长叶片防霜机,利用2013年10月19-21日强降温过程中的对比试验观测数据及分析,对该防霜机防霜冻效果进行了评估。结果表明:在逆温条件下,一套功率为120 kW,高度为8.5 m,风叶直径为6 m的高架防霜机扰动混合环境内上下层空气使得保护区内逆温现象消失,近地层1~3 m增温明显,防霜机保护区内相对湿度减小较快,有效防止霜冻形成;20 m左右是防霜机的强风速扰动影响区,距离地面3、2、1 m处风速分别为4.0、2.1、1.6 m/s。防霜机有效保护范围为水平20~100 m,在其范围内空间1~3 m的风速随水平距离的增大呈波动减少趋势;每台防霜机的有效保护面积为1.73~3.07 hm2。该文研究为科学高效的人工防御霜冻灾害和防霜机的技术推广提供参考。     

1961-2010年中国农业热量资源分布和变化特征

利用全国508个气象站点1961-2010年地面气象观测资料,采用气候倾向率和GIS方法研究了近50a全国尺度热量资源分布,并比较分析1961-1980年(Ⅰ)和1981-2010年(Ⅱ)两个时段的热量资源变化特征。结果表明:全国热量资源分布不均匀,总体特征为南多北少,东部主要受纬度的影响,西部则受地形影响。与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ平均温度0℃、10℃和15℃等值线均存在北移现象;日平均气温≥0℃和≥10℃的持续日数平均增加5.5d和4.7d;日平均气温≥0℃和≥10℃积温分布和变化趋势相似,华南地区5500~6100℃·d(≥0℃积温)和5300~6500℃·d(≥10℃积温)积温带面积分别增加5.32×104km2和1.92×103km2。1961-2010年,平均温度气候倾向率为0.27℃/10a,增暖趋势显著,且北方增暖趋势较南方明显;最低、最高温度气候倾向率分别为0.37℃/10a和0.21℃/10a。≥0℃积温和≥10℃积温增加趋势大体一致,约为70℃·d/10a。近50a,全国热量资源(平均温度、最高、最低温度和积温)呈增加趋势,且最低温度变化幅度高于最高温度,对气候增暖起主要作用。气候增暖将对农业生产的空间分布产生影响,使基于原来指标和气候确定的农业气候区划边界与当前气候现实存在偏离,研究热量资源的分布和变化对合理利用热量资源,确定合适的农业气候指标和作物种植区域具有指导意义。     

基于多因子关联的冬小麦晚霜冻害分析—以河南省为例

为探究河南省冬小麦实际晚霜冻害发生的气象条件,选取1964-2014年1-3月SPI和1月1日-霜冻日有效温度之和的距平值为前期水分和热量因子,气温日较差距平、日照时数距平、平均相对湿度距平、霜冻日与前一日最低气温差距平为冻害发生时气象因子,将实际霜冻与气象霜冻进行比较,研究不同气象因子间的相关性,并对不同程度冻害进行K-mean聚类分析。结果表明,1964-2014年河南省气象冻害发生频率（0.64）高于实际冻害发生频率（0.52）。气温日较差距平与日照时数呈极显著正相关（P＜0.01）。冻害发生前期气象因子聚类分析结果表明,轻度实际冻害发生前期水分条件较弱、热量条件充足（占比83.33%）;重度实际冻害发生前期水分条件较弱、热量条件较缺乏（占比64.3%）。冻害发生时气象因子聚类分析结果表明,轻度实际冻害发生当日干燥,霜冻日与前一日最低气温差较大、气温下降幅度大且日照时数偏长（占比61.11%）;重度实际冻害发生当日偏湿润、霜冻日与前一日最低气温差较大、气温下降幅度偏小且日照时数偏短（占比71.42%）。研究结果说明实际冻害与气象冻害存在明显差异,气象因子间相互关联共同影响冻害发生。实际冻害形成与前期水分条件不足有关;轻度实际冻害多为辐射型冻害,而重度实际冻害多为混合型冻害。     

黄淮冬麦区气象因子与小麦晚霜冻害关系研究——以商丘市为例

基于1956-2015年商丘市气象数据和霜冻害资料,研究黄淮冬麦区商丘市气象因子与霜冻害的关系,以及气温、地温、相对湿度、风速与草面温度的偏相关和多元线性回归关系。结果表明:随着全球气温变暖,商丘市冬春季积温以4.35℃·d·a~(-1)的速率逐年增加;晚霜冻害除受冷空气活动影响外,与前期积温和降水量密切相关,冬春季积温偏高或降水量偏少的情况下易发生晚霜冻害;随着小麦幼穗的发育,其对低温的敏感度增加,且可引起霜冻害的最低温度有逐渐升高的趋势;气温、地表温度、平均相对湿度、平均风速与草面温度呈极显著相关(P0.01),偏相关系数的大小表现为地表温度气温平均相对湿度平均风速,可见,除气温、地表温度外,平均相对湿度、平均风速也对霜冻害的发生及轻重程度起关键作用;各因子与草面温度可用模型表述为Y=0.558ST+0.482AT+0.087RH+1.304WS-12.704,经检验,线性回归方程成立,可通过该模型对草面温度进行监测,并为未安装草面温度传感器的地区提供可靠的冻害评估结果。     

安徽省设施农业冬季低温风险分析和区划

利用1960-2010年安徽省29个气象观测站的冬季气象监测资料,采用数理统计方法,由年极端低温发生的气候概率,确定设施农业类型布局;由年极端低温气候概率及其波动性、各地冬季逐日最低气温发生强度及其平均日数4个参量,构建设施农业低温综合风险指数,并进行评估。结果表明：（1）安徽各地冬季低于-5.0℃的极端低温的气候概率超过80%,不宜发展塑料小拱棚。（2）低于-10.0℃的极端低温的气候概率为20%,其等值线基本与淮河走势一致,沿淮河向南极端低温逐渐减小的地区适宜发展塑料大棚,沿淮河向北逐渐增高的地区适宜发展日光温室。（3）冬季塑料大棚和日光温室生产的低温冷（冻）害风险综合指数可分为无、轻、中、重和特重5级,淮河以南塑料大棚发展区内,除沿淮河为重度风险区外,其它区域均为中度-轻度风险区,尤其是皖西南部和皖东南部的大部区域均为轻度风险区。淮河以北日光温室发展区内,东北部的宿州市全境和淮北市大部区域为特重风险区,西南部的亳州和阜阳市所辖的区域为中度风险区,其它区域为轻度风险区。     

库尔勒香梨树冬季冻害指数改进与预测

利用库尔勒气象站1981-2017年逐日气象观测资料和大气环流资料,采用主成分分析方法,将4个对梨树冬季冻害影响显著的气象因子,即冬季极端最低气温、日平均气温≤-10℃负积温、最低气温≤-15℃日数以及积雪深度≥5cm日数,合成综合冻害指数,并以该指数为预测对象,通过Pearson相关分析和逐步回归方法,筛选出与综合冻害指数显著相关的大气环流因子作为自变量,建立综合冻害指数预测模型,最后对模型效果进行检验。结果表明,综合冻害指数能够较好地反映历年库尔勒香梨树冻害情况,指数值越小,冻害程度越严重。结合历史灾情记录,定义综合冻害指数＞-0.42为无冻害,-0.91～-0.42为轻度冻害,-1.8～-0.92为中度冻害,综合冻害指数＜-1.8为重度冻害。对建立的综合冻害指数预测模型进行检验,1981-2015年回代拟合值与采用主成分分析方法计算得出的实际值相比较,正负同号率为85.7%;回代拟合值与历史灾情相比较,无冻害等级正确率为80%,重度冻害正确率为75%,中度冻害误差1个等级,轻度冻害拟合较差;2016、2017年延伸预报完全正确。     

播期对冬小麦生长及所需积温的影响

为给应对气候变暖而进行播期战略性调整和确定播量提供科学依据,以济麦20为供试材料,对时间跨度为67d的12个播期的冬小麦生长及所需积温进行了对比研究。结果表明：随着播期的推迟,播种-出苗期需0℃以上积温有所增加,冬前主茎每长1叶、冬后关键生育期和全生育期所需0℃以上的积温大幅度减少。晚播处理的苗后积温利用率显著提高,推迟播期有利于节约光热资源,为上茬秋作物腾出较多积温,让其在田间充分灌浆和成熟。     

近50年冬小麦主产区农业气候资源变化特征分析

在冬小麦主产区内选取113个气象站点的1961-2008年逐日气象资料,应用Mann-Kendall突变检测和气候线性倾向率方法,分析冬小麦生育期内农业气候资源变化趋势和特征。结果表明：研究区域近50a冬小麦生育期内≥0℃积温呈明显的增加趋势（P〈0.01）,90年代初期以来,≥0℃积温增加趋势更加显著（P〈0.05）;冬小麦生育期内的降水量变化趋势不显著,也不存在突变现象,但降水量年际间变化较大;冬小麦生育期内参考作物蒸散量的变化趋势不显著,80年代出现弱的减少趋势（P〈0.1）,90年代以后有弱的增加趋势（P〈0.1）;冬小麦生育期内的初霜冻日期呈推迟趋势（P〈0.01）,终霜冻日期呈提前趋势（P〈0.01）,导致霜冻日长度呈减少趋势。21世纪初初霜冻日的推迟趋势、终霜冻日的提前趋势更加显著（P〈0.05）。     

基于植被状态指数的县域冬小麦干旱时空变化特征分析

[目的]分析县域冬小麦干旱的时空异质性,为抗旱减灾提供辅助决策支持。[方法]基于GF1,Landsat, Sentinel-2等中高分辨率遥感数据,选取植被状态指数(Vegetation Condition Index, VCI)作为干旱监测指标,计算2011—2021年禹州市冬小麦VCI,逐年分析禹州市冬小麦干旱分布情况,并通过变异系数、线性趋势法、重心迁移和标准差椭圆等方法,对禹州市冬小麦干旱的稳定性、变化趋势、时空变化等特征进行了多维度分析。[结果](1)空间上,2011—2021年禹州市冬小麦干旱主要分布在北部和西部的山岗丘陵区,干旱面积和干旱强度由平原区向山岗区逐渐延展扩大;变异系数与变化百分率均值分别为0.62,13.12%,冬小麦干旱稳定性与变化趋势空间分布一致性高;重心迁移轨迹总距离和标准差椭圆扁率从无旱到重旱逐渐变小,标准差椭圆面积逐渐变大,表明干旱空间分布由集中趋于分散;(2)时间上,禹州市冬小麦每年都有轻旱发生,中旱和重旱平均2～4年发生一次,2012—2014年连续3年旱情较重,中旱和重旱总占比均超过35%,其次为2016年和2018年。[结论]近11年来禹州市...     

基于温湿度与遥感植被指数的冬小麦赤霉病估测

为明晰江淮区域大田冬小麦赤霉病的发生特征,建立冬小麦赤霉病遥感估测模型,该文分析了冬小麦赤霉病病情指数与气候因素(不同时间尺度日均气温和日均空气相对湿度)、生长参数(生物量、叶面积指数和叶片叶绿素含量)和光谱信息(NDVI、RVI和DVI)之间的互作关系。结果表明:1)不同时间尺度日均气温之间存在较好相关性,5日均气温与冬小麦赤霉病病情指数间的相关系数最大为0.77。与日均气温相类似,不同时间尺度日均空气相对湿度之间也存在不同程度的相关性,5日均空气相对湿度与赤霉病病情指数间的相关性最大,其相关性高于5日均气温。2)冬小麦生物量、叶面积指数和叶片叶绿素含量与赤霉病病情指数之间均呈线性正相关关系,且均达到显著水平,说明冬小麦群体密度大、郁闭程度高以及长势过旺是赤霉病易发的主要农学诱因。3)遥感植被指数NDVI(normalized difference vegetation index)、RVI(ratio vegetation index)和DVI(difference vegetation index)分别与冬小麦叶面积指数、生物量和叶片叶绿素含量之间有较好相关性,可以利用NDVI、RVI和DVI分别替换叶面积指数、生物量和叶片叶绿素含量参与建模。4)综合5日均气温、5日均空气相对湿度、NDVI、RVI和DVI 5个敏感因子,构建基于温湿度与遥感植被指数的冬小麦赤霉病病情指数估测模型,模型的估测值与实测值较为一致,RMSE为5.3%,相对误差为9.54%。说明本研究所建立的估测模型可以实现对冬小麦始花期赤霉病的有效估测,该研究可为江淮区域冬小麦生产中防病减灾的信息获取提供方法参考。     

淮河流域冬小麦主要生育期旱涝时空特征及对产量的影响

旱涝灾害在淮河流域发生频繁,对农作物产量影响较大。该文基于淮河流域1961-2014年140个气象站逐日降水、气温数据,利用标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)和标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)定量分析冬小麦各生育期气候特征,结合1961-2012年20个站点冬小麦单产数据计算标准化产量残差(standardized yield residuals,SYR),探讨冬小麦主要生育期旱涝灾害对其产量的影响。结果表明:1)冬小麦各生育期气温均呈显著上升趋势(P0.05),气温呈南高北低、西高东低的格局,东部趋势高于西部且返青抽穗期大部分站点趋势值最高,而降水量沿纬度变化与气温一致,其变化趋势在冬小麦各生育期差异明显。2)冬小麦返青抽穗期干旱增加趋势最大(P0.05),旱涝灾害在全生育期、返青抽穗期和灌浆成熟期主要受气温影响,在冬前生长期和越冬期主要受降水量影响,同时冬小麦各生育期SPEI干旱化趋势大于SPI。3)除冬前生长期外,SYR与SPI和SPEI均呈负相关关系,以返青抽穗期相关性最高,在返青抽穗期达到中度干旱或中度湿润时产量减少。该研究尝试明晰淮河流域发生在冬小麦生育期的旱涝灾害对其产量的影响,为冬小麦生育期防灾减灾提供基础支撑。