基于MODIS数据的黄淮海夏玉米高温风险空间分布

近年来中国高温灾害频发,对黄淮海地区的玉米生产造成较大影响。目前已有的高温风险研究多用的是气象站点的点源数据,针对气象站点数据对大范围区域代表性较差的问题,该文使用搭载在Aqua卫星上的MODIS陆地表面温度产品(MYD11A1),在研究其与气象日最高温度间具有显著相关性的基础上,使用遥感温度数据获取黄淮海夏玉米花期的高温风险空间分布,并结合高程、水体等地理环境因素分析高温风险的成因。结果表明:气象日高温数据与遥感温度数据间的决定系数R2为0.51,P0.001,存在显著的正相关性。通过遥感温度计算发现近年高温风险主要分布在秦岭山区北部以及城镇、村庄的周边地区,与实际情况相符。该研究对于大范围高温风险研究与玉米生产管理具有参考作用。     

玉米优良品种推广重心转移及扩散的时空规律

针对审定品种在推广阶段表现差异巨大、特征规律没有充分挖掘等问题。该文结合1982-2012年玉米新品种推广面积数据,选取种植面积曾达到666 67 hm~2、推广时间大于5 a的品种,以推广时间、最大推广面积等为关键指标,从全国和省份空间尺度分类选取优良品种,发现2类优良品种:在全国推广面积大时间长、具有普遍适宜性的大品种;仅在有限省份推广面积大时间长、具有特殊适宜性的区域特色品种,分析了其推广重心转移及扩散规律。优良品种在不同空间尺度扩散方式一致,呈现2种扩散模式:1)大品种推广重心呈辐射邻近扩散;2)区域品种推广重心呈跳跃式扩散且跳跃距离较远,在1~2个省份出现空间聚集性。优良品种在不同空间尺度都具有扩散效应和重心变化,不同省份品种结构和更替无明显空间相关。该研究可为按省级建立品种推广方案提供参考。     

黄淮海地区玉米品种适宜性精细区划研究

受数据和方法所限,对作物品种适宜种植区进行划分时,往往不考虑不同品种间的表现差异,且环境单元的尺度较粗,导致品种定位不准而经常引发种植事故。为提高作物品种定位准备程度,以玉米品种为研究对象,以县域为基本决策单元,以黄淮海夏播玉米区为研究区,进行玉米品种适宜性精细区划的探索性研究。通过对区试数据和调查数据的分析,筛选对产量有显著影响、发生频率高、与环境因素相关性强的因子,确定积温、种植密度、倒伏、大斑病、空秆5因子的玉米品种精细区划指标体系;建立了玉米品种各指标及综合指标适宜度的定量化表达方法;利用面状要素属性空间一体化聚类方法进行玉米品种适宜性精细区划。同时以玉米品种秀青73-1为例,计算了该品种的单指标和综合指标适宜度,分析了其在黄淮海地区的适宜性精细分区结果。在县域精细尺度下,兼顾不同种植环境和品种间差异,同时考虑空间邻接关系,研究作物品种种植适宜性精细区划方法,有助于"因地制宜"准确选用品种,充分发挥新品种的增产增收效果。     

玉米产量的品种与环境互作效应空间分布规律

针对作物品种表现的分析缺少对空间和时间因素的考虑,难以揭示环境效应、互作效应的空间规律,更不能将品种在测试点的表现外推到目标推广环境。因此,该文结合北京金色农华种业公司在黄淮海夏播和东华北春播玉米区的多年多点品种测试数据,以产量为例,提出了一种品种-环境互作效应的空间分析方法。首先,计算和确定了环境效应值、互作效应值的空间渲染分级标准;结合地理数据和玉米种植区划分区结果,利用空间可视化技术初步探究玉米种植环境效应、品种基因-环境互作效应的空间分析方法和分布规律。试验结果表明,该方法可分析品种表现的环境效应和互作效应的空间规律,一区(夏播中晚熟区)环境效应普遍为负,即胁迫较重;二区(春播中熟区)环境效应普遍为正,环境胁迫轻。互作效应的正负反映品种对环境的特殊适应性,其年际和空间波动大小则反映品种的稳定性。生态区一区稳定性:农华101郑单958先玉335,适应性:郑单958农华101先玉335。生态区二区稳定性:郑单958农华101先玉335,适应性:农华101郑单958先玉335。该文在地理信息系统支持下,对玉米品种互作效应的空间分析方法和分布规律进行初步探究,可为进一步建立作物表现的空间模型提供依据,也可提高品种评价和推广的准确程度。     

黄淮海夏播玉米花期高温热害空间分布规律研究

黄淮海夏播玉米区是我国优势玉米种植区之一,近两年均遭受花期高温热害,严重影响了玉米产量和品质。通过调整玉米播种时间,可使玉米花期错过高温热害严重时期,从而减轻或规避热害风险,但需获知各地高温热害发生强度和频率的空间分布规律。因此,以该地区为研究区域,以日高温时长为玉米花期热害指标,计算得到黄淮海地区玉米花期高温热害强度,分析2013年热害的空间分布规律;利用63 a气象数据和日高温时长概率分布函数计算黄淮海各县区玉米花期出现高温热害风险的概率和空间分布规律。结果表明,2013年黄淮海地区夏播玉米散粉期高温热害胁迫较重的地区主要位于河南省平顶山市、信阳市等地,高温热害程度严重。如果这些热害重灾区提前7 d左右播种,将显著减少玉米花期与高温时期的耦合,降低因花期高温热害造成的产量损失。基于物候时期、县域环境这一更加精细的时空尺度研究玉米气象灾害风险分布规律,既可为气象灾害研究提供新视角,又可用于指导重灾区通过调整播期规避风险,具有重要的理论和现实意义。