黑龙江省三种水稻热量指数预测方法的对比研究

旨在选出一套适合黑龙江不同区域水稻低温冷害预测方法,为相关部门制定粮食生产和调整农作物种植结构提供科学依据。选择黑龙江省11个水稻农气观测站为研究对象,利用1971—2016年的气温资料、74类大气环流资料、水稻发育期数据,将黑龙江省划分为东、西、南3个区域,分别建立逐步回归预测模型、GM(1,1)灰色预测模型和均生函数预测模型,预测黑龙江水稻生育期总热量指数并进行对比分析。结果表明：建立的3种预测模型通过了残差检验,1971—2010年拟合平均准确率均在95%以上,结果差异不大;2011—2016年的试报准确率为85%~99%,其中GM(1,1)灰色预测模型准确率(97%~99%)高于逐步回归预测模型(91%~97%)和均生函数预测模型(85%~95%)。通过3种预测方法对比结果显示,GM(1,1)灰色预测模型模拟效果最好。     

黑龙江省温室小气候变化特征及预报模型的初步研究

为了解黑龙江省日光温室内各气象要素变化,分析了黑龙江省双城市公正乡日光温室2012年9月~2013年8月的室内外气温、地温及土壤湿度,并建立室内外气温关系模型。结果表明:秋季、冬季和春季室内外温差较大,室内气温明显高于室外,而夏季较小,室内气温偏高不明显。在寒冷季节不供暖情况下,室内气温基本在10℃以下,难以满足蔬菜生长发育的需要,各层次地温和土壤湿度变化基本规率基本一致。以棚外温度为自变量,以棚内温度为因变量,建立相关模型,大部时段绝对误差为0~2.8℃。     

基于气温资料的黑龙江省玉米播种期分析

利用1961-2010年黑龙江省70个地面气象站逐日平均气温资料,应用气候倾向率统计方法,结合ArcGIS软件,对黑龙江省玉米播种开始日期及其气候倾向率的空间差异、现有推广品种及救灾品种最迟播种日期的空间分布进行分析。结果表明:黑龙江省大部玉米始播期在4月下旬-5月上旬,松嫩平原大部在4月22日-5月5日,三江平原大部及牡丹江地区局部在4月26日-5月5日,其它地区在5月6-20日。50a中,黑龙江省部分地区玉米始播期呈显著提前趋势(P0.05),全省平均变化趋势不显著。各地玉米始播期提前幅度不同,黑河大部、齐齐哈尔大部提前幅度最大。现有推广品种的最迟播期中晚熟品种在5月中旬;松嫩平原中熟品种大部在5月下旬初;三江平原和牡丹江地区中熟品种最迟播期在5月下旬末,早熟和早中熟品种在5月下旬初。救灾品种的最迟播期自北向南呈延迟趋势,在6月1-23日,大部地区集中在6月11-15日。研究结果可为黑龙江省玉米作物应对气候变化及有效防御玉米早播的潜在风险提供科学依据。     

黑龙江省水稻生长季极端降水及洪涝时空演变特征

为了合理规避极端降水带来的洪涝灾害,有效保障水稻安全生产。本研究基于黑龙江省69个气象台站1971—2016年降水资料和历史洪涝记载资料,利用方差分析和Mann-Kendall检验方法,分析了黑龙江省水稻生长季极端降水和洪涝时空演变特征。结果表明：（1）极端降水指数(EPI)5月、6月和9月在2010s最突出,7月和10月在1990s最突出,8月在1980s最突出;（2）根据典型因子,7月多雨时段为1990s,8月多雨时段为1980s;（3）水稻洪涝多发生在7月,7月和8月水稻洪涝历史高发时段分别为1990s和1980s。     

气候变化对松嫩平原马铃薯生长发育及产量的影响

利用黑龙江省松嫩平原马铃薯主产区1971-2017年气温、降水、日照、地段产量、发育期、产量结构资料,分析气候变化对马铃薯生长发育及产量形成的影响,探寻不同发育阶段影响显著的气象因子,以期为马铃薯生产防灾减灾提供科学依据。结果表明：1987-2017年松嫩平原马铃薯全生育期日数为延长的趋势,播种期先提前后延迟,出苗期普遍提前,分枝、花序形成、开花期均先提前后延后,可收期波动频繁,全生育期≥10℃积温总体增加,马铃薯观测站的地段产量呈上升趋势。研究区域内屑薯率与各发育阶段的气象因子相关性不大；株薯块重与播种-出苗期的日照时数、花序形成-开花期的平均气温和降水及开花至可收期的日照时数相关性较大；在满足马铃薯生长发育的情况下,花序形成-开花期的降水越少、开花至可收期的平均气温越低,气象产量越高。     

黑龙江省玉米苗期低温冷害与干旱混发特征及其对产量的影响

利用1981—2016年黑龙江省玉米农业气象观测站的资料,引入中华人民共和国气象行业标准中≥10℃积温距平、水分亏缺指数(K_(CWDI))等指标,分别对玉米出苗～七叶期冷害、干旱进行判识,规定同一站点同一年份内冷害、干旱均有发生为两种灾害混合发生,并分析其时空分布特征,以数理统计方法构建积温距平、K_(CWDI)与玉米单产的关系,同时应用相对产量方法探讨两种灾害混发逆境对玉米产量的影响。结果表明:1981—2016年间,研究区玉米出苗～七叶期≥10℃积温距平呈增加趋势(P0.01),空间上具有北低南高的纬向特征,K_(CWDI)随时间呈波动式变化,空间上表现为西多东少的经向规律,两种灾害指标的变化对气候变暖趋势及研究区资源分布配置具有明显响应;研究期间,各站玉米出苗～七叶期冷害、干旱混合发生年数为0～10 a,研究区累计发生59 a。时间上,两种灾害混合发生呈减少趋势,1990年代中期以前为高发期,之后发生频率下降。空间分布上,两种灾害混合发生表现为由西至东减少趋势,频发区处于松嫩平原西部;玉米出苗～七叶期≥10℃积温距平、K_(CWDI)与玉米单产存在显著或极显著的相关关系(P0.05或P0.01),前者为正效应影响,后者为负效应影响,表征≥10℃积温距平升高、K_(CWDI)减小,玉米产量呈升高趋势,反之呈下降趋势;玉米出苗～七叶期冷害与干旱混发逆境对玉米产量影响总体以负效应为主。     

2015年黑龙江省农业气象年景分析

结合黑龙江省2015年气候趋势预测结果,对2015年农业气象年景、作物生长季的天气气候趋势进行了分析阐述,并对可能出现的农业气象灾害进行预测,针对其影响提出相应的建议。分析认为2015年农业气象年景属平丰年(与近5年平均比较),影响黑龙江省农业生产的主要气象灾害为春季东部地区局地内涝、春季西南部干旱、夏季局地干旱、夏季阶段性低温以及盛夏局地短时洪涝。     

黑龙江省大豆主产地产量动态预报系统的建立

利用黑龙江省大豆主产区农业气象试验站产量资料和发育期资料,日最高气温、最低气温、日降水量和日照时数等资料,根据历史相邻两年关键气象因子变化引起大豆产量的丰欠指数,建立动态产量预报模型,并在已建立预报模型的基础上,以Visual Basic 6.0为计算机语言开发黑龙江省大豆产量动态预报系统。结果表明:经2011-2013年大豆产量动态预报检验,5个代表站81%的大豆预报结果丰欠趋势与实际趋势表现一致,单产预报准确率总体较好,越接近大豆成熟,预报准确率越高;经2016年业务运行,预报系统可以方便、快捷地实现对黑龙江省主产区大豆产量的动态预报。     

不同土壤质地与干旱程度对玉米出苗的影响

为了进一步调整细化黑龙江省干旱等级划分范围,以郑丹958为试验材料,采用盆栽称重控水法,研究不同土壤质地、不同干旱程度对玉米出苗及苗期生长的影响。结果表明:不同的土壤干旱程度对玉米出苗率、出苗时间、株高和苗期作物表象影响显著,不同质地的土壤干旱等级也各不相同。壤土土壤相对湿度在70%、粘壤土土壤相对湿度在75%、砂壤土土壤相对湿度在65%时,玉米出苗率、株高、叶面积等指标较高,适宜培育壮苗。当壤土土壤相对湿度在60%~70%、粘壤土土壤相对湿度在65%~75%、砂壤土土壤相对湿度在55%~65%时,玉米出苗率、株高、叶面积等指标均明显降低,生长受到抑制;壤土60%以下的土壤相对湿度、粘壤土65%以下的土壤相对湿度以及砂壤土55%以下的土壤相对湿度,不适宜玉米播种。     

基于历史产量丰歉影响指数的黑龙江省水稻产量动态预报

水稻是黑龙江省主栽作物之一,开展水稻产量动态预报对黑龙江省粮食生产具有重要意义。利用黑龙江省水稻主产区产量资料、发育期资料、日最高气温、日最低气温、日降水量和日照时数等资料,根据历史年水稻产量丰歉气象影响指数,建立黑龙江省水稻产量丰歉趋势动态预报模型。另外,采用相关分析的方法,确定影响产量的关键气象因子,建立相应的产量预报模型,对产量丰歉趋势动态预报模型进行修订。通过对1997-2006年水稻产量进行动态预报,结果表明,5月31日、6月30日、7月31日和8月31日预报的水稻产量增减趋势的预报正确率平均为90%、70%、90%和80%,产量预报准确率为84%、90%、94%和93%,预报准确率较高,能够满足业务服务的需要。