1961-2015年吉林省降雨侵蚀力的时空变化特征

[目的]分析吉林省1961-2015年降雨侵蚀力的时空变化趋势,为该省的农业和生态保护、水土保持等工作提供科学依据.[方法]利用吉林省46个自动气象站1961-2015年逐日降雨量资料估算吉林省逐气象站的降雨侵蚀力,并采用相关系数、气候倾向率和反距离空间插值方法分析吉林省降雨侵蚀力的时空变化趋势.[结果]吉林省年平均降雨侵蚀力在空间分布上从集安开始呈向西北和东北逐渐递减的变化趋势,其空间分布特征与年平均降水量的空间分布特征基本一致.时间分布上与多年平均降水量的时间分布特征具有高度一致性,在7月达到峰值.有34.8％的气象站点降雨侵蚀力呈上升趋势,中、西部大部分地区呈下降趋势,东部有1/2以上呈上升趋势,但只有长白站的下降趋势通过显著性检验.不同地区各年代平均降雨侵蚀力变化也不一致,具有波动性.不同年代各降雨侵蚀力等值线在空间分布上总体变化不大.[结论]吉林省降雨侵蚀力在时空变化上与降水量一致,不同地区降雨侵蚀力变化趋势不一样,几乎没有通过显著性检验.     

近几十年吉林省水稻品质气候资源变化状况

本文利用吉林省46个气象站1961～2015年逐日平均气温、日照时数、相对湿度数据,基于前人研究提出的东北地区米质气候指标,研究吉林省近几十年米质气候资源的变化情况及米质气候资源综合评价结果随年代的演变情况。研究结果表明:1961～2015年吉林省水稻灌浆结实期平均气温全省各地均呈上升趋势,并且大约有一半站点通过了0.05置信度水平的显著性检验;平均日太阳总辐射各地变化不一致,但大多数变化不显著;相对湿度普遍呈下降趋势,并且有30个站点通过了0.05水平的显著性检验。从吉林省2011～2015年平均米质气候资源综合评价情况来看,大部分地区综合评价达到Ⅰ～Ⅱ级,其中Ⅰ级占到所统计站点的80.4%。除20世纪70年代以外,各个年代米质气候资源都非常优越,米质气候资源综合评价达到Ⅰ级的站点均在76%以上,达到Ⅰ～Ⅱ级均在87%以上。尤其是2011～2015年为Ⅰ～Ⅱ级的站点占91.3%,其中Ⅰ级占80.4%。     

1960—2015年吉林省玉米生长季有效降水和水分亏缺指数的变化特征

利用吉林省1960—2015年50个气象站的气象数据、1981—2014年玉米生育期观测资料,分别采用FAO推荐的Penman-Monteith方法、参考作物蒸散量和降水量的比率法,计算玉米生长季及各阶段的需水量、有效降水量,进而计算水分亏缺指数并分析其变化特征。结果表明：吉林省近56年玉米生长季平均有效降水量为242～374 mm,变化趋势在-12.0～4.9 mm·10a^-1,多数呈下降趋势,营养生长期有效降水在中西部大部、东部个别地区呈上升趋势,其它各生育时段以下降趋势为主。玉米生长季平均需水量为452～637 mm,气候倾向率在-16.5～10.3 mm·10a^-1,以下降趋势为主,生殖生长期需水量多数呈上升趋势,其它生育时段多数呈下降趋势。玉米生长季平均水分亏缺指数在23%～58%,气候倾向率在-0.8～1.9·10a^-1之间,以上升趋势为主,玉米营养生长期水分亏缺指数以下降趋势为主,其它生育阶段以上升趋势为主。中西部是有效降水量的低值区,需水量的高值区,水分亏缺严重;东部是有效降水量的高值区,需水量的低值区,水分亏缺相对较轻。     

东北春玉米郑单958籽粒灌浆过程的模拟

利用白城国家一级农试站2011-2013年春玉米田间试验观测数据,基于Richards方程建立和验证东北春玉米籽粒灌浆模型,并进行籽粒灌浆特性分析。结果表明：分别以相对开花后天数、相对活动积温和相对≥10℃有效积温为自变量,相对百粒重为因变量建立的籽粒灌浆过程普适模型(模型I、模型II和模型III)均通过了0.01水平的显著性检验（R2>0.98）。模型回代后模拟值与实测值的评价指标NSE（Nash-Sutcliffe指数）和RSR（均方根误差与标准差的比值）值均表现为“很好”的效果。模拟值与实测值散点均在1︰1线?10%范围内。模型I显示,东北春玉米籽粒灌浆活跃期为46d,整个灌浆过程平均速率为0.84g·d-1;籽粒灌浆速率在开花后32d达到最大,为1.23g·d-1,此时玉米百粒重为15.17g;灌浆中期对百粒重的贡献率最大,为65.60%,前期和后期贡献率分别为10.50%和23.90%。模型II和模型III显示,籽粒灌浆活跃期活动积温和≥10℃有效积温分别为1043.5℃·d和679.1℃·d;灌浆速率在开花后活动积温和≥10℃有效积温分别为782.8℃·d和473.3℃·d时达到最大值;中期灌浆贡献率为67.68%。3个模型均显示,中期灌浆贡献率较大,前期和后期相对较小,说明春玉米籽粒干物质积累主要在灌浆中期完成。     

三种热量指数预测方法在热量年型预测中的应用

以逐日热量指数为基础,采用逐步回归模型、灰色模型、均生函数模型在吉林省各区域建立逐月热量指数模型。结果显示:三种预测模型的回代平均准确率均在96%以上,外推准确率都在94%以上,各模型均可以较准确地预测各个地区的玉米热量指数,其中均生函数是这三种模型中预测效果最好的。     

基于气候适宜度指数的吉林省大豆单产动态预报研究

为及时、准确地进行大豆产量预报,给相关部门提供可靠依据保障吉林省粮食安全,利用吉林省1980-2016年大豆产量、生育期、逐日气象数据,基于大豆生长发育的生物学特性(最适温度、上限温度、下限温度、需水量、需光性等),构建大豆生长季逐旬温度、降水、日照时数及综合气候适宜度模型,通过与相对气象产量进行相关和回归分析,建立基于气候适宜度指数的7-8月逐旬产量动态预报模型,对吉林省大豆产量进行动态预报。结果表明:各时段建立的产量预报模型均通过0.05水平的有效性检验,能够客观反映大豆生长期内气象要素状况;各预报模型的历史回代检验平均准确率均大于85.0%,均方根误差小于20.0%;历史回代拟合的气象产量与实际气象产量在年际变化上具有较好的一致性,两者相关性通过0.05水平的显著性检验;在1981-2014共34年中各旬单产趋势预报准确的年份均在24年以上。各时段预报模型对2015-2016年的外推预报准确率分别在92.0%和81.4%以上,趋势预报不稳定,可能与模型没有考虑灾害影响有关。总体上,构建的产量预报模型可为吉林省大豆产量预报提供参考依据。