白银市玉米春霜冻害精细化风险评估

基于玉米春霜冻害等级指标,建立地温与气温间的统计关系,拟合乡镇地温资料,进而对白银市玉米春霜冻致灾因子开展精细化风险评估。结果表明：春季白银市霜冻出现越晚,则霜冻强度越强,造成作物的受灾程度也越严重;研究期内地温与气温、区域站与本站温度之间相关性显著,拟合出乡镇地温资料可靠性较高;从各等级霜冻强度分布看,景泰西北部始终存在高值区,中部的白银、靖远海拔相对较低,加之地形因素,霜冻强度较弱。从概率分布看,会宁和景泰春季轻霜冻害发生概率较高,白银区和平川区主要以中霜冻害为主,而靖远重霜冻害出现概率较高。从风险指数看,白银市春霜冻害的高风险区主要在景泰西部和白银区,风险指数超过了0.32,会宁中北部相对较低,大部分乡镇风险指数在0.2左右。     

武威市霜冻变化特征及其对农作物的影响

为增强气象为农服务能力,减少霜冻造成的损失,笔者以1961—2015年武威市各县(区)霜冻和农作物生育及产量资料为基础,分析了霜冻特征及灾害发生的概率和影响。结果表明:(1)55年来武威市各县(区)初霜日推迟17~23天,终霜日提前20~29天,无霜期延长天数达39~48天;变异系数:无霜期终霜日初霜日;(2)终霜日60年代到90年代多为正距平,21世纪以来多为负距平;而初霜日和无霜期60年代到90年代多为负距平,21世纪以来为正距平;60、70年代距平变幅较大;(3)从霜冻出现时平均地面最低气温看,发生重霜冻害概率民勤9%,凉州2%;发生中霜冻害概率民勤7%,凉州7%,古浪2%;而发生轻霜冻害概率民勤84%,凉州91%,古浪98%;(4)霜冻对喜温作物春玉米的影响明显大于春小麦,且春玉米三叶—七叶期是霜冻危害最敏感的时期,初霜日越早、无霜期越短,春小麦、春玉米和粮食作物易受早霜冻害影响产量;而终霜日越晚,农作物遭受晚霜冻害风险提高。     

基于土壤温度的春玉米适宜播种指标及播种期分析

为确定适宜的春玉米播种期，合理安排春播生产，利用内蒙古1961—2016年气象资料和玉米主产区农业气象观测资料，采用数理统计方法，分析了56年地温和霜冻变化规律，并以10 cm地温稳定通过8℃、9℃、10℃、11℃、12℃初日分别作为玉米播种指标，通过计算不同界限温度下玉米出苗后霜冻概率阈值，确定适宜的玉米播种指标和播种期。结果表明，56年来内蒙古地区10 cm地温稳定通过8℃初日大部地区提前2~20天，玉米春季霜冻结束日期提前3~20天；适宜采用10 cm地温稳定通过8℃初日作为玉米播种指标的地区有扎兰屯市、突泉县、松山区和准格尔旗，科尔沁区适宜采用9℃初日，土默特左旗和临河区适宜采用11℃初日，凉城县适宜采用12℃初日作为玉米播种指标；根据适宜土壤温度指标计算出内蒙古各地区春玉米适宜播种期在4月6日—5月3日，比目前的实际播种期普遍提前8~22天，可以适当选择生育期略长的玉米品种。     

基于作物生长模型的玉米生殖期冷害致灾因子研究

利用东北玉米生长模型(NEC_MaGM)结合历史冷害数据分析了东北玉米灌浆期低温和初霜冻的发生规律,探讨了两者对玉米生长发育过程的影响与实际冷害年份之间的对应关系。结果表明,东北地区玉米灌浆期间较易出现15~16℃以下的急剧降温天气,对籽粒灌浆影响很大;出现在发育指数(DVS)为1.9之前且日平均温度连续5 d低于16℃的低温将对玉米贮存器官干重(WSO)积累造成重大影响,其出现年份与实际冷害发生年份符合度较高,是发生大面积冷害的致灾因子之一;随着气候变暖,东北各地初霜冻日和新玉米品种的成熟期均在推迟,但初霜冻日的年际波动不断增大。模拟显示,初霜冻发生在玉米成熟前的频率也在增加,初霜冻对玉米的影响仍不容忽视;初霜冻对WSO积累影响严重的年份与历史上出现冷害的一些典型年份比较一致,也是重要的冷害致灾因子之一。灌浆期低温和初霜冻出现时间以及由此导致WSO的损失程度可以作为基于作物生长模型进行玉米冷害监测预测的重要指标。同时,作物生长模型可以成为研究农业气象灾害致灾因子的有力工具。     

黑龙江省玉米初霜冻致灾临界气象条件风险区划

为了开展黑龙江省玉米初霜冻致灾临界气象条件风险区划技术研究,以期指导生产者合理安排作物品种布局,减轻初霜冻灾害造成的损失,以晚熟玉米为例,从确定初霜冻致灾临界气象条件出发,计算玉米初霜冻致灾临界气象条件在安全成熟前发生的概率,作为风险指数进行风险区划,基于GIS理论绘制风险区划图。结果表明：玉米初霜冻的风险区的分布具有2个明显特征：一是呈维向分布,自北向南随着维度的降低风险变小;二是随着地势的增高风险增大。大兴安岭、黑河在高纬度和高海拔的双重影响下,成为初霜冻风险最高的区域;而松嫩平原和三江平原的大部不仅海拔低,且处于维度相对较低的区域,因此是初霜冻的低风险区。通过对气候变暖前后风险区划图的分析发现,气候变暖使得玉米适宜种植区的面积扩大,一定程度上降低了玉米初霜冻灾害的风险。     

引种马来西亚10号番木瓜气候适应性评估

摘要：霜冻害是番木瓜生产的主要气象灾害,探讨番木瓜的冻害指标对番木瓜的合理布局和低温预警具有重要意义。为此,本文根据收集的番木瓜冻害调查资料,用极端最低气温作为番木瓜发生的温度指标进行相关分析,以期得到番木瓜的冻害指标和番木瓜的气候适应性评估结果,提出各冻害级别的种植区域划分。     

黄淮平原冬小麦霜冻害时空分布特点的研究

黄淮平原是中国小麦的主产区,而该区又是中国遭受霜冻害最严重的地区之一。霜冻害造成该区小麦产量减少,影响着中国的粮食安全问题,通过研究霜冻害在黄淮平原的时空分布特点,为小麦的种植提供科学的决策依据。选取小麦拔节期后日最低温度及距拔节期天数为指标,构造霜冻害灾度函数,利用该函数得到各个地区的冬小麦霜冻害灾度值,根据灾度值进行霜冻害的等级划分,计算各级霜冻害的发生频率,运用GIS得到霜冻害的时空分布特征。研究结果表明：在时间上,各级霜冻害的发生频率随年代呈减少趋势,轻霜冻害发生最为频繁,在各个年代频率值都在15%左右,重霜冻害次之发生频率约为6%左右,中霜冻害最轻;在空间上,该区的霜冻害多发地区以河南省和山东省霜冻害发生最为频繁且受灾较严重,其发生频率可达30%以上,最高可达70%。总体上北部地区霜冻害的发生频率高于南部地区。通过对冬小麦霜冻害时空分布特点的分析,为该区冬小麦霜冻害的防灾减灾以及冬小麦品种的选择提供一定的理论依据。     

柑橘霜冻的防止与冻后救护技术

霜冻是指春秋季节夜间作物表面温度短时间下降到0℃以下引起作物受害或死亡的低温为害。霜冻一般分为3种类型：因北方冷空气入侵，大风降温所形成的为平流霜冻（又称风霜）；夜间天空无云、无风，地面或物体（植株）表面辐射降温，地面温度比气温还低所形成的为辐射霜冻（又称地霜）；受冷空气和辐射同时影响形成的为平流辐射霜冻。无论发生哪种霜冻，柑橘树体生长都会受到不同程度的影响，所以生产中必须做好霜冻的防止与冻后救护。     

不同地温播种对红松新播苗生长的影响

适宜地温播种指标是开发红松苗木精准培育技术的重要指标之一,对开发优质高产苗木具有重要意义。采用苗圃分期播种试验方法,研究了地中5cm不同地温条件下播种对表征红松播种苗苗木质量指标的影响。结果表明：地中5cm温度3～5℃播种时,红松新播苗的苗高、地径、主根长、侧根数、干物重、出苗率、保苗率、物候期等质量指标均优于6、7、9、10～11℃播种时的相应指标,适宜的地温播种可延长苗木生长期,增加地温和气温的利用率,提高了出苗率和保苗率,促进了苗木的质量和产量;尽管地温3～5℃播种时红松新播种苗可能承受霜冻冻害风险稍高,如果施以适当的田间管理,霜冻的危害概率和程度将会减轻。红松最佳播种适宜温度为地中5cm温度为3～5℃。     

基于高光谱微分指数监测春玉米大斑病的研究

利用人工接种病菌的方式诱发不同等级春玉米大斑病，在不同生育期测定正常种植区春玉米和不同染病种植区春玉米冠层的高光谱数据。为了有效监测和控制春玉米大斑病的影响，本研究以抽雄期的春玉米冠层高光谱数据为基础，提出了一个新的遥感监测指数，该指数为绿边核心区内一阶微分总和与红边核心区内一阶微分总和的乘积。最后，该监测指数与病害程度的相关性分析结果表明：本研究提出的监测指数与病害程度具有显著地线性相关性，相关系数r2=0.9711，优于常用监测指数与病情之间的相关性，能识别出健康与病害作物，且还可实现作物不同病害严重程度的划分。可见，高光谱遥感方式可进行作物病害监测，对提高粮食产量和保障粮食安全亦具有重要的参考价值。     

1964—2013年天水市热量资源变化及对农业生产的影响

分析天水市主要粮食作物玉米和冬小麦对气候变暖的响应特征,为提高对气候变化的应变能力、减轻气候变暖对农业生产的不利影响和种植结构调整提供参考依据。根据天水市7个国家气象观测站1964—2013年的气温资料,用气候倾向率和Mann-Kendall统计检验方法,对天水市50年来气温变化特征和热量资源进行统计分析;利用天水市1981—2013年玉米和冬小麦产量资料,结合对应时段的气象资料应用SPSS 13.0软件建立回归模拟方程,探讨作物生育期与温度的关系及变化趋势。结果表明,天水市1964—2013年的年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温均呈上升趋势,负积温绝对值呈减少趋势。1994年前后气温发生了突变,进入了显著增暖时期,增暖前后年平均气温升高了0.97℃;各季节的气温变化幅度以春季最大、冬季次之。1994—2013年内相继出现了13个暖冬年份,是近50年中较暖的时期。自1981年以来,冬小麦全生育期天数平均以0.59天/年的速度线性减少,1981—2013年全生育期总天数减少了20天,其中返青期—拔节期、抽穗期—开花期减少趋势分别为0.57天/年、0.16天/年;玉米全生育期1981—2013年减少了5—7天,气候增暖后1994—2013年玉米生长期内平均气温增温变率为0.43℃/10年。气候变暖已对农作物生长发育产生了较大影响。喜温作物和越冬作物种植面积扩大,种植区北界抬升;春播作物玉米播种提前,生殖生长期延长;越冬作物冬小麦推迟播种,春初提前返青,全生育期缩短。     

京郊山地旱作区作物水分生态适应性系统评价

为了提高京郊山地旱作区农作物产量,以延庆县为例,依据农户调查、田间试验和数学模型等方法,从作物生长期间降水状况、作物生长发育与降水分布的时序关系、农田水分供需平衡与作物生态适应性判定和作物水分利用效率等方面,对京郊山地旱作区主要作物生态适应性进行了系统评价。结果表明:不同作物降水利用状况存在明显差异,其规律是:多年生苜蓿>春玉米>春大豆>春谷子>马铃薯。5种作物中春玉米、春谷子和春大豆生长发育与降水分布耦合性较好,马铃薯和多年生苜蓿生长发育与降水分布耦合性较差。农田作物水分满足率和生态适应性指数,4种春作物排序依次为:春玉米>春谷子>春大豆>马铃薯。水分利用效率依次为春玉米>苜蓿>春谷子>春大豆>马铃薯。研究结果可为京郊山地旱作区制定合理的种植制度提供理论依据。     

石羊河流域气候变化对春玉米发育及水分利用效率的影响

为了用好有限的水资源,提高农业用水的有效性。以石羊河流域春玉米生长发育、水分利用效率和气象观测资料为基础,分析气候变化对春玉米生长发育和水分利用效率的影响。结果表明：石羊河流域气温年际变化呈显著上升趋势,气温变化线性拟合倾向率为0.383℃/10年,作物生长季4—10月呈现气温明显升高、气候变暖趋势。降水量除秋季呈减少趋势外,年降水、作物生长季和其他季节降水均呈缓慢波动增加趋势,作物生长季降水对年降水量增加的贡献最大。受气候变暖影响春玉米三叶期、拔节期、开花期每10年提前2~3天,乳熟期、成熟期每10年推后1~2天。而春季营养生长期每10年缩短2~3天,秋季生殖生长期每10年延长2~3天。由于气温显著升高,春玉米水分利用率呈上升趋势;气温对春玉米水分利用效率的影响为正效应,气温每提高1℃,春玉米水分利用效率提高0.46~0.57 kg/(hm²·mm)。而降水量与灌溉区春玉米水分利用效率呈负相关,降水量每减少1 mm,水分利用效率可提高0.19~ 0.78 kg/(hm²·mm)。随着日照时数的波动增加,春玉米的水分利用效率呈明显增加趋势,对水分利用效率影响为正效应,日照时数每增加10 h,春玉米水分利用效率提高0.2~0.6 kg/(hm²·mm)。     

温度植被干旱指数(TVDI)在农业干旱监测中的应用

准确及时地监测作物干旱情况可为应对作物受灾减产提供策略,进而降低经济损失。研究基于重建的归一化植被指数(NDVI)和地表温度(LST)数据构建旱地作物生育期内LST-NDVI特征空间,计算温度植被干旱指数(TVDI),结合研究区实地观测数据对TVDI指数进行定量验证。结果表明,构建的NDVI-T_s特征空间散点图符合三角形关系,与前人研究结果相符;旱地作物不同生育阶段TVDI与土壤湿度均呈负相关性,表明TVDI具备反映研究区土壤湿润条件的能力;2017年黑龙江旱地作物生育期内各时段均有干旱状况发生,其中西部地区干旱发生频率和范围整体大于东部地区;TVDI与土壤相对湿度干旱等级判对率一致性达到90%以上。综上所述,基于MODIS数据构建的TVDI指数可以反映黑龙江省旱地作物干旱情况,研究可为作物生育期多时段干旱监测的业务化运行及为黑龙江省制定抗旱减灾策略提供科学参考依据。     

灌溉春玉米大喇叭口期光合特性及水分利用效率研究

为了寻求在气候变化过程中保持作物产量不断增长,提高作物水分利用效率的地面灌溉节水与生物节水综合配套技术。通过分期播种和不同灌溉方式对大田春玉米进行试验,采用LI-6400便携式光合仪测定了石羊河流域灌溉区环境因子和春玉米大喇叭口期叶片光合生理指标和水分利用效率,分析了不同播期和不同灌溉方式对春玉米光合参数和水分利用效率的影响。结果表明：滴灌、喷灌和漫灌3种灌溉方式中滴灌最有利于提高春玉米叶片的净光合速率（提高10%~21%）、气孔导度（提高33%~43%）和作物水分利用效率（提高12%~20%）。方差分析表明,不同播期对春玉米叶片净光合速率、气孔导度和水分利用效率影响较小,但第二播期的净光合速率较第一、三播期提高10%~20%、蒸腾速率提高20%~28%、气孔导度提高20%~28%。通过显著性相关分析,空气温度、大气CO2浓度和光合有效辐射是影响滴灌叶片光合参数的主要环境因子,相关系数达0.810~0.986(P<0.05)。光合有效辐射和大气CO2浓度是影响喷灌叶片光合参数的主要环境因子,相关系数达0.850~0.980(P<0.05)。空气湿度、温度和大气CO2浓度是影响漫灌光合参数和水分利用效率的主要环境因子,相关系数达0.969~0.989(P<0.05)。滴灌也是最适宜于干旱区的抗旱、节水、节肥和增产的灌溉方式,3个播期中第二播期（4月20日“谷雨”前后）是当地最适宜于地膜春玉米播种的时期。     

草面温度在霜预报中的应用

为了避免农作物遇霜后遭受冻害,本研究采用草面温度对霜进行预测。利用连云港气象观测站2014—2016年逐时气象要素,包括气温、0 cm地温、露点温度、水汽压、气压以及2 min平均风速等气象要素作为影响连云港地区草面温度的关键因子,并以这6个要素作为属性特征,以草温作为标志量构建训练样本集,结合KNN数据挖掘算法构建草温预测模型,并根据草温判别是否有霜出现。结果表明：基于该算法构建的草温预测模型效果较好,预报平均误差1.2℃;根据草温预测霜的准确率高达90.2%,尤其对初终霜的预报具有很好的指示意义。因此,引入草温作为霜的预报指标,对于避免农作物遭受霜害具有十分重要的意义。     

内蒙古河套灌区主要作物气象产量的风险分析

为弄清作物产量面临的风险水平,通过分析内蒙古河套灌区1953—2011年间12个旗县（市、区）的粮食、小麦、玉米和向日葵的产量资料,利用5年直线滑动平均模型分离实际产量,计算了气象产量的变异系数、年平均减产率、风险概率和综合风险指数等指标,对该区域作物产量灾害风险进行研究。结果表明：河套灌区粮食单产的4种风险指数总体小于小麦、玉米和向日葵的,以向日葵的最大,小麦和玉米的风险指数介于粮食和向日葵的风险指数;地区间以准格尔旗的几种单产的风险要高于其他地区;4种风险指数的最小值,在不同作物上没有明显区域特点。从减产风险概率看,河套灌区作物增产的地区多于减产地区的概率略高一些。     

基于GIS的吉林省霜冻灾害风险评估及区划

旨在依据灾害风险理论,对吉林省霜冻灾害进行风险评估与区划,以期减轻吉林省霜冻灾害造成的损失,为农业生产合理布局提供科学依据。基于吉林省逐日地表最低温度、霜冻灾情及作物种植面积等资料,采用自然灾害风险指数法、层次分析法和加权综合评价法,对致灾因子危险性、孕灾环境敏感性和承灾体易损性指数进行评估,基于GIS进行吉林省霜冻灾害风险评估与区划。结果表明：吉林省霜冻可划分为高、次高、中、次低和低风险区5个等级,初霜冻高风险和次高风险区主要分布在西北部白城、中部长春、吉林和四平部分地区;终霜冻高风险和次高风险区主要分布在中部长春、吉林和延边部分地区。初、终霜冻风险区划结果与灾情统计结果均呈极显著正相关关系,相关系数分别达0.496和0.490(P<0.01)。本研究建立的吉林省霜冻风险评估模型,能够反映吉林省初、终霜冻的风险分布特征,初、终霜冻风险区划结果存在空间分布差异;经验证风险区划结果与历史灾情资料相符。在气候变暖背景下,吉林省霜冻灾害仍需重视。