江西省水稻高温热害发生规律研究

利用江西省74个台站1961-2010年6-8月日平均气温、日最高气温和日平均相对湿度资料,采用线性回归法、多项式回归法、Morlet小波分析和数字高程模型(DEM),以探究该区水稻高温热害发生时段分布、年际变化、发生频次的时频特征和空间分布等规律.结果表明,(1)江西省水稻高温热害集中于7月中、下旬和8月上旬,其中7月13-24日为高温热害发生概率最大的时段;(2)1961-1982年高温热害总发生次数呈下降趋势,1983-2010年则呈极显著上升趋势(P＜0.01),不同等级高温热害发生次数的年际变化特点与总发生次数变化相一致;(3)各等级高温热害次数呈现不同时间尺度的周期震荡,轻高温热害表现为准2a、4a、8a左右、15a、25a周期变化,中高温热害以准2a、4a、10a左右、23a的周期震荡表现显著,重高温热害则表现出准2a、6a、准13a、25a的周期震荡;(4)高温热害发生频次的高值区分布于江西东北部、赣州北部、吉泰盆地和赣抚平原,并向周边山区递减.     

江汉平原四湖流域近50年高温热害及热涝相随特征

利用江汉平原四湖流域荆州、潜江、监利、石首和洪湖5站点1960-2010年逐日气象资料,运用常规统计手段和Mann-Kendal突变检测方法,对四湖流域高温热害过程年际变化趋势,高温热害过程在7-8月内各旬发生频次,高温热害发生密集度,热、涝相随灾害发生特征等进行初步探讨.结果表明:(1)四湖流域1960-2010年年高温热害天数以3～ 19d为主,20世纪60年代初-80年代中期缓慢下降,80年代中期以后呈上升趋势,且5站点均有突变点出现,但出现的时期有所不同;(2)四湖流域高温热害以轻度热害为主,且集中在7月中旬、下旬和8月上旬这3个时段(即7月10日-8月10日),同时存在两次高温热害相连发生的现实,其中以间隔1～3d相连发生的次数最高,发生周期为3a,就热害形式来说,轻度高温热害与其它高温热害相连发生的次数最多,51a共发生39次,周期为1.31a;(3)四湖流域发生次数最多的热、涝相随灾害形式为轻度热害、偏涝相随型灾害,51a各站点平均发生了15次,占热、涝相随灾害发生总次数的44.12％,且大部热、涝相随灾害中两种灾害的间隔期在1～5d内.     

四川单季稻抽穗扬花期和灌浆结实期高温热害时空特征

利用四川省84个气象观测站1961-2014年逐日平均气温、最高气温和日平均相对湿度等气象资料以及1981-2014年水稻空壳率数据,通过线性回归法、多项式回归法、Morlet小波分析等方法,分析水稻抽穗扬花期和灌浆结实期高温热害的时空变化规律。结果表明： 1961-2014年高温热害总次数呈上升趋势,不同等级热害发生次数的年际变化特点与总次数一致,尤以2000年后增幅显著,其中抽穗扬花期轻度热害和灌浆结实期重度热害的增幅最显著,这与气候变暖背景下,1990年以来水稻高温热害区域增多的趋势基本一致;不同生育期内各等级高温热害发生次数均有显著的周期震荡规律,方差值在16a、12a、4a时间尺度上均出现峰值,依据周期变化推测,2015年后高温热害将持续偏多。依据高温热害“山区少、盆地多”的分布特征,可将盆中浅丘区及盆南丘陵区划分为热害频发区,盆东岭谷区为热害偶发区,川西南山地为热害少发区。在气候变暖背景下,1990年以来不同等级高温热害均呈现发生频率增多,范围扩大,高发中心从平原向山地扩大的趋势。本研究实现了水稻高温热害监测产品由定性向定量化的转变,融合常规高温指标的动态监测,提高了空间分布的精细度,延长了研究的时效性,更具针对性和指导性。     

安徽省中季稻生育期高温热害发生规律分析

根据安徽省1961-2013年常规气象资料和1980-2011年中稻产量资料,采用数理统计、Morlet小波分析和ArcGIS的空间分析功能,对安徽省各等级高温热害发生时间分布、年际变化、周期性及空间分布规律进行分析。结果表明：（1）1961-2013年,安徽省中季稻生育期高温热害发生频次较高的时段主要集中在7月中、下旬和8月上旬,尤以8月上旬最高,轻、中、重级高温热害平均2.15a、3.81a、4.69a发生1次,且轻度热害发生次数最多;（2）53a来安徽中稻生育期内各级别高温热害发生频次均呈先减少后增加的趋势,其中80年代发生频次最少;（3）各级别高温热害发生次数均有显著的周期性震荡规律,存在48a、28a、12a的变化周期;（4）各级别高温热害发生频次空间分布总体呈南部偏多,并由西南部向周围递减的趋势,尤以安庆最为严重;（5）安徽中稻产量与高温热害频次的相关性并不显著。     

1981-2009年江苏省气候变化趋势及其对水稻产量的影响

利用江苏省1981-2009年7个农业气象站点的气象和水稻物候、产量资料,从平均气温和降水量对水稻产量影响的基本方程入手,定义了平均气温和降水量变化趋势对水稻产量趋势的贡献率,揭示江苏省近30a气候变化趋势对水稻产量的影响.结果表明,近30a来,江苏省水稻全生育期平均气温和最低气温呈上升趋势,最高气温的变化在苏南和苏北地区差异较大,尤其在开花-成熟阶段,苏南地区呈上升趋势,而苏北地区则呈相反变化趋势.气温(包括平均气温、最低气温和最高气温)与水稻产量呈正相关,1981-2009年平均气温升高对江苏省水稻产量影响的平均值约为1.2％,对产量趋势的贡献率约为30.0％.降水量的变化趋势不明显,降水量与水稻产量的相关性亦不显著,说明在研究区内降水量的变化对水稻产量的影响较小.总体上,江苏省近30a气候变化有利于水稻生产.     

两湖地区水稻抽穗开花期高温热害时空分布

根据两湖地区(湖北省和湖南省)34个气象站1961-2017年逐日气象资料和早、中稻各28个农业气象站1981?2011年生育期观测资料,采用数理统计、线性回归法、ArcGIS的反距离权重（IDW）空间分析功能,对两湖地区各省早、中稻抽穗开花期高温热害的时空分布进行分析。结果表明：（1）湖北省、湖南省早稻高温热害日数和频次在21世纪00年代最多,20世纪60年代、2010?2017年次之,80年代最少;两省中稻高温热害日数和频次在70年代最多,60年代、21世纪00年代、2010-2017年次之,80年代最少。（2）早稻高温热害日数和频次高值区分布在鄂东南、湘南,低值区分布在鄂西南、湘西;中稻高温热害日数和频次的高值区分布在鄂东北、鄂东南、鄂西南、湘西、湘南,低值区分布在鄂西北、湘西。（3）各级别早、中稻高温热害在湖北、湖南两省的发生频数表现为轻度＞中度＞重度,且湖南省发生程度比湖北严重;两省均表现为中稻高温热害发生比早稻严重。     

城市热岛效应和迁址对东阿站气温资料序列的影响

为了揭示城市热岛效应和迁址对东阿站气温资料的影响,本文选取东阿站和相邻的阳谷、聊城、茌平3个站1960-2009年年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温资料,用线性倾向估计、累积距平等方法对比分析了东阿站和参照站气温资料变化趋势,并计算了热岛效应强度,用Mann-Kendall法对年平均气温进行了气候突变检验。结果表明:1960-2007年,东阿站与参照站的年平均气温变化曲线随年份的增加呈波动上升,变化趋势基本上是一致的,但东阿站的线性回归系数(0.032)比参照站的(0.010)大;累积距平分析表明,东阿站主要变暖趋势在1986以后,参照站主要变暖趋势在1994年后;1970-2007年东阿站热岛效应强度随年代增加呈增强的趋势,增温率为0.25℃/10a;热岛效应的存在使得气候变暖的突变点发生了改变,东阿站气候变暖的突变点在1988年附近,参照站气候变暖的突变点在1993年。2008年,东阿站迁址后热岛效应明显减弱或消失,使得气温变化趋势出现了不连续现象。因此在应用东阿站气温资料进行气候分析时,应考虑热岛效应的影响,在热岛效应影响显著的年代里,可利用热岛效应强度的变化方程:y=0.0254x-0.0217进行温度订正。     

黑龙江省近35年气候变化对粳稻发育期及产量的影响

利用黑龙江省水稻主产区的38个气象观测站1971-2005年的气象数据,以温度、降水量、日照时数作为主要因子,重点分析了黑龙江省西部稻区、中南部稻区、南部稻区的平均温度、降水量、日照时数的时空分布、年际变化和年代际变化。结果表明：随着气候变暖,黑龙江省水稻主产区在过去的35 a中生长季平均气温升高了0.9℃,平均每10 a升高0.225℃;生长季降水量年代际间波动较大,20世纪70年代-90年代年降水量增加,至本世纪初减少;生长季日照时数呈现出20世纪80年代减少、90年代增加、而本世纪初又下降的规律。气候变化使水稻除抽穗期和成熟期外,其它各生育期基本随年代的增加而提前。相关分析显示,影响黑龙江省水稻产量丰歉的主要因子是气温。     

黑龙江水稻孕穗期障碍型冷害及其对产量的影响

以连续3d以上日均气温≤18℃为指标判定障碍型冷害,利用黑龙江省稻作区1961—2006年每年7月中-下旬逐日平均气温和水稻产量资料,采用气候统计方法分析水稻孕穗期障碍型冷害的发生特征,在此基础上利用多元线性回归方法分析水稻实际单产与孕穗期障碍型冷害期间平均温度和低温持续时间的关系。结果表明：1961—2006年,黑龙江省稻作区水稻孕穗期障碍型冷害呈现不规律的时间变化特征,共有17a发生,发生范围大、持续时间长、平均气温低的年份有1964、1971、1990和2006年,20世纪80年代发生最多,为7a,20世纪90年代发生最少,为1a。研究期间,孕穗期障碍型冷害的发生频率在地域上呈现由北向南、由东向西减少的趋势,北部最多,西部最少;在同一冷害年内,孕穗期障碍型冷害的发生具有明显的区域差异,冷害的发生程度在区域上表现为东部重于西部,北部重于南部。水稻实际单产与孕穗期障碍型冷害期间平均温度和低温持续时间具有极显著的相关关系（P〈0．01）,孕穗期障碍型冷害期间平均温度每下降1℃,水稻单产降低1234．177kg／hm^2,孕穗期障碍型冷害持续时间每延长1d,水稻单产下降104．208kg／hm^2。     

气候暖干化对半干旱区马铃薯水分利用效率的影响

基于1988~2013年黄土高原半干旱区马铃薯栽培定位试验,结合试验区域气象站1957~2013年气候要素观测资料,开展气候暖干化对黄土高原半干旱区马铃薯水分利用效率的影响研究。结果表明,1957~2013年试验区降水量呈下降趋势,气候倾向率为-10.219 mm(10a)~(-1);20世纪60年代降水量偏多,90年代降水量最少,降水量减少最多的季节为秋季。气温呈显著上升趋势,气候倾向率为0.228℃(10a)~(-1),20世纪80年代之后气温明显上升。试验区马铃薯水分利用效率呈显著下降趋势,气候倾向率为-25.602 kg hm~(-2)mm-1(10a)~(-1)。马铃薯水分利用率与6月上、中旬气温、7月上旬气温、8月下旬气温呈显著负相关,气温增高导致产量下降,水分利用效率降低。水分利用率与6月上旬降水量和9月中旬日照时数呈显著正相关。气候暖干对马铃薯发育和产量形成的负效应增加,马铃薯产量形成的不确定性因素也呈增加趋势。     

河南省境内以淮河为界的南北气候变化差异分析

选取河南省9个观测站1954-2007年的气候资料,基于ArcGIS等软件,利用数理统计分析、线性回归等方法,分析了河南省境内受淮河影响的气候变化差异及对全球气候变化的区域响应特点。结果表明:河南省境内的南北气候分界线为淮河最大的支流沙颍河和秦岭东部分支所连成地带即34°40′-34°50′N。分析期内南、北部总体上呈增温趋势,但具有阶段性特点,60年代以前持续升温,60年代-80年代中期为降温时期,80年代中期后,南、北部同时开始剧烈升温。在80年代以前南、北部的年降水量均递减,80年代北部骤减、南部骤增,90年代以后南、北地区均增多。80年代为气候突变时期,90年代至今,保持高温多雨水特征,南北温差不断增大。     

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。     

江苏省冬小麦春霜冻害发生规律及其气候风险区划

根据江苏省1980-2009年常规气象台站资料和冬小麦生育期观测数据,提出冬小麦春霜冻的致灾指标,同时运用正交经验函数EOF分析和Morlet小波分析方法探讨江苏省冬小麦春霜冻害的时空分布规律,构建冬小麦春霜冻的灾害风险指数,并用该指数分析江苏省冬小麦春霜冻的气候风险区划。结果表明,(1)1980-1987年间江苏省冬小麦春霜冻年总发生站次以6.11站次/a的倾向率呈显著(P=0.0478<0.05)增加趋势,1988-2009年呈明显减小趋势,减幅为0.9站次/a(P=0.0063<0.01);各等级春霜冻害发生站次也表现出相同的变化趋势;(2)江苏全省冬小麦春霜冻害的历年总发生站次有明显的22a、准11a、4a和2a周期;(3)重霜冻发生次数最多的地区是淮北地区的沐阳县,轻、中春霜冻害发生次数最多的地区是苏北沿海的大丰市;(4)冬小麦春霜冻的高度风险区分布在苏北的新沂市、沭阳县、大丰市、如皋市和如东县;中度风险区分布在徐州(新沂除外)、连云港、宿迁(沭阳除外)、淮安、盐城(大丰除外)、扬州(高邮除外)、泰州(兴化除外)和南通(如皋、如东除外)等地区;低度风险区为整个苏南地区和里下河地区的兴化市和高邮市。     

江西早稻高温逼熟气象灾害指数保险费率的厘定

以江西早稻“五优157”为试材,于2012年在早稻灌浆期利用人工气候室模拟高温逼熟的气候模式（白天35℃/夜间28℃分别持续2、4、6、8、10、12、14、16d）,建立早稻减产率与高温持续天数间的关系模型.再依据江西省11个市1960-2007年气象数据,采用Weibull分布模型模拟不同地区发生高温逼熟的概率,结合减产率模型确定免赔额为15％、30％、45％的保险纯费率.结果表明：“五优157”的减产率（y,％）与灌浆期高温持续天数（x）呈对数函数关系,即y=32.082lnx-22.681;鹰潭和赣州地区的高温逼熟发生概率较高,达87.5％,抚州、景德镇、宜春和萍乡等地区较低,均在70％以下;江西省高温逼熟气象灾害指数保险纯费率呈北高南低的趋势,鹰潭地区的纯费率最高,达4.707％,宜春地区的纯费率最低,为2.138％.研究认为在免赔额为30％时的纯费率较适宜,研究结果可为江西省早稻开展政策性气象指数保险提供科学依据.     

1960-2009年青海省极端气温事件的变化特征

利用1960-2009年青海省26站的最高和最低气温资料,采用线性倾向估计法、反距离加权法、M-K突变检测和Morlet小波分析等方法,研究青海省50a来极端气温事件的时空变化特征。结果表明,青海省冷夜和冷日数分别以-0.80和-0.32d.a-1的趋势显著减少(P<0.01),暖夜和暖日数分别以0.66和0.47d.a-1的速度显著增加(P<0.01),但空间差异明显。研究还表明,青海省近50a来冷夜(日)和暖夜(日)数发生了明显的突变(P<0.01);冷夜(日)和暖夜(日)数在一定的时间序列中存在不同周期变化,且周期反映比较明显。随着气候变暖,青海省"暖冬"事件将继续增多,作物生长季也将随之延长,农业生产要采取相应的措施应对。     

孕穗抽穗期低温处理对黑龙江省主栽水稻品种结实率的影响

选取黑龙江省4个耐冷性不同的水稻品种,应用人工气候室在水稻孕穗抽穗期进行不同低温强度、不同持续时间(2008年)、不同昼夜变温(2009年)处理的低温试验,通过观测比较水稻结实率,分析主栽品种的耐冷性差异,探索障碍型冷害的温度指标及不同昼夜低温形式对水稻结实率的影响。结果表明,品种间对低温表现出不同的耐冷性,在15℃低温下处理8d,空育131的结实率为87%,表现的耐冷性最强,龙稻3和龙稻7次之,而垦稻12的结实率为61.5%,耐冷性最弱;在4～8d的低温处理下,空育131孕穗抽穗期障碍型冷害发生的温度为15℃,龙稻3和龙稻7为16℃,垦稻12为17℃左右;在日积温(15℃)相同的低温处理下,昼、夜持续15℃低温,即水稻始终处于受害温度下的结实率均值低至74.3%,发生了严重的障碍型冷害;昼夜有温差变化,即部分时段水稻处于非受害温度下的结实率均值在79.5%～82.4%,障碍型冷害程度显著下降。