基于开花期地域差异的中稻高温热害天气指数保险设计

高温热害是湖北省中稻单产的主要限制因子,高温热害天气指数保险的设计与推广,对于转移农业气象灾害风险,降低农民损失具有重大意义。在开顶式生长室(open-top chamber,OTC)的控制下,以中稻品种"广两优香66"为试材,模拟开花灌浆期高温热害,建立了高温热害减产模型,并用大田调查资料作对比,筛选最优投保集中时段。基于10个试点县(市)1981-2016年每年7月16日-8月31日日最高气温观测资料,采用Weibull分布模型,构建分时段的高温热害风险分布模型。综合减产率模型和概率分布模型,厘定了不同免赔率下,以县(市)为单位的,多个投保时期的中稻高温热害天气指数保险的纯费率,为被保险人提供多种投保方案。结果表明:中稻开花灌浆期高温热害保险的最优投保时间为开花始期后20d,开花始期为7月下旬时费率最高,随着开花期的延迟,费率逐渐降低。纯费率的区域差异较大,咸安、赤壁、浠水、麻城等热害高风险区费率较高,襄阳、随州等低风险区费率较低。     

冬小麦阴阳叶光合特性的差异研究

利用LI-6400R便携式光合测定系统测定了冬小麦不同生育期的光响应曲线,并将植株分为阴阳叶,观测其不同叶位叶片的光合速率及相关因子日变化。结果表明：冬小麦最大光合速率出现在孕穗期,光响应曲线模拟值与实测值有很好的一致性。光合有效辐射是造成阴阳叶光合速率及其他生理因子差异的主要原因。阳叶在高光强时表现出“午休”现象,而阴叶受光合有效辐射限制,光合速率偏低。不同时期冠层内植株叶片水分利用效率均自下而上增大,且阴阳叶之间差异较大。     

不同高度层冬小麦叶片水分利用效率对CO2浓度变化的响应

大气CO2浓度升高会给地球生态系统带来一系列环境问题,植物能够通过气孔调节光合作用和蒸腾作用,对环境变化做出响应。本研究以评价植物光合作用和蒸腾作用相互关系的指标水分利用效率为切入点,以冬小麦为研究对象,在灌浆期将冠层按距离地面高度分上、中、下三层,采用LI-6400便携式光合作用测量系统测定数据对各层叶片光合、蒸腾特性随CO2浓度变化的响应进行了对比分析。结果表明：随着CO2浓度的增加,（1）各层叶片净光合速率呈直角双曲线形式增加,不同层叶片之间净光合速率对CO2浓度响应的差异不显著（P〉0.05）,但各层羧化速率、光合能力、光呼吸表现不一致,均为上层〉中层〉下层;（2）各层叶片蒸腾速率总体下降,不同层叶片之间蒸腾速率对CO2浓度响应的差异显著（P〈0.01）,蒸腾速率的变化是气孔导度随CO2浓度变化的结果,两者呈显著正相关（P〈0.01）;（3）净光合速率提高与蒸腾速率降低,共同使叶片水平水分利用效率提高。研究工作有利于加深气候变化对农业影响的认识,也为农田生态系统碳、水耦合循环的多层模型研究奠定基础。     

湖北省倒春寒发生程度评估模型

选取湖北省9个代表站历史倒春寒灾害序列资料,分析1951-2010年倒春寒过程中最大降温幅度、最低日平均气温、持续天数变化的特征,结合主成分分析法构建倒春寒评估模型,探讨湖北省倒春寒发生影响程度。结果表明：60a来,湖北3月倒春寒发生频次总体呈下降趋势,4月倒春寒频次以20世纪60、70年代最多,80、90年代明显下降,而2000-2010年又有所增加;倒春寒发生过程中,平均最大降温幅度的年代际间变化不大,但3月最大降温幅度大于4月;3、4月倒春寒过程最低日平均气温按年代比较显示,在2000-2010年有所降低,但不明显;1951-2010年,倒春寒持续天数平均为4.1d,呈不显著的下降趋势。运用评估模型对2010年4月12-15日的倒春寒过程评估表明,9个代表站中5站为中度倒春寒,4站为轻度倒春寒。     

气候变化对1981年以来湖北省中稻生育期的影响

从湖北省国家基本气象站中选择有中稻观测资料且较完整的武汉市、随州市、利川市、钟祥市、谷城县等5个站点1981-2008年生育期观测资料及平均气温、最高气温、最低气温、日照时数、降水量等气象资料,考察1981年以来湖北省不同地区气象要素旬变化及其对中稻生育期变化的影响.结果表明:中稻营养生长期平均气温、平均最高气温、平均最低气温大多呈现升高的趋势;生殖生长期平均最高气温呈现升高的趋势,而平均气温、平均最低气温呈现降低的趋势,且8月中旬旬平均最高气温明显下降.整个生育期日照时数呈现减少的趋势.全生育期、营养生长期平均气温与平均最低气温的升高导致生育期缩短,但生殖生长期平均气温、平均最低气温的降低导致生育期延长.综合气象要素的变化导致中稻全生育期天数与营养生长天数在鄂东南、鄂西南、鄂东北、鄂西北表现延长的趋势,在江汉平原表现为缩短的趋势;生殖生长天数在不同地区则统一表现出延长的趋势.     

2016年湖北省中稻高温热害影响调查分析

2016年7月22至8月2日、8月10-25日湖北省先后出现两段持续晴热高温天气,对湖北省中稻抽穗扬花和灌浆造成了一定影响.据调查,湖北省大部中稻都遭遇了抽穗扬花期高温热害,结实率下降明显.部分中稻灌浆期再度遭遇高温热害,千粒重也有所下降,2016年夏季高温热害对湖北省中稻产量有较明显的影响.除了高温热害,前期的梅雨期暴雨洪涝也对中稻产量产生了一定影响,造成分蘖期受淹.有效穗减少,也是产量下降的原因之一.     

春秋季冷空气过程对不同养殖水体水温的影响分析

为了探讨冷空气活动对不同大小的水体水温造成的影响,利用2011～2012年春秋季冷空气资料及两个不同水体在冷空气发生前后时段的逐层水温资料,采用统计分析法,研究分析了各层水温对冷空气活动的响应和变化,建立了逐层水温降幅模型。结果表明：1）冷空气过后,浅表层水温比深层水温降幅大,大水体的水温极低值出现时间比小水体明显偏晚;2）冷空气强度越大,大小水体的水温降幅差异越大,小水体更容易降温;3）小水体的水温降幅与气象要素的相关性要好于大水体,且浅层水温更易受气象要素的影响,深层水温尤其是大水体的深层水温受外界环境影响明显较小;4）建立的水温降幅模型中,小水体模拟效果较好,大水体的浅层10～50cm层模拟效果相对较好,而深层100～150cm效果相对较差。据此,利用相关气象要素建立的预报模型可在春秋季水产养殖关键期有冷空气活动时提供生产指导和预警服务。     

春季江汉平原草鱼浮头泛塘指标及成因初探

为了获得春季江汉平原草鱼浮头泛塘的溶氧量指标,在荆州农业气象试验站开展了草鱼浮头泛塘模拟试验。试验结果表明：草鱼发生浮头时临界溶氧量为0.30 mg/L,发生泛塘时为0.10 mg/L,持续时间在30 min以上;研究还发现：水质浑浊度与水体溶氧能力有着直接的联系,经14 h增氧处理后池塘水溶氧量增量比轻度浑浊的自来水高1.98 mg/L,经过换水处理后的自来水溶氧量提升了1.2~1.6 mg/L。因此,在春季池塘水产养殖中,水质改良对鱼类的生活环境有较大的改善,同时也会在一定程度上延缓或减少浮头泛塘的发生,从而避免较大的经济损失。     

洪湖地区养殖鱼塘春夏季水温变化及预报研究

为了针对洪湖地区养殖鱼塘开展春夏季水温预报,指导当地渔业生产,对2011和2012年当地典型鱼塘春夏季的水温和相应气温资料进行分析和研究。结果表明,水位越深日变幅越小,且春季表层水温与深层水温的差异较大,而夏季差别则相对较小。水温与气温的相关关系结果表明,水温与当日及前1~3日气温关系显著。以当日、前1~3日的平均气温、最高气温、最低气温为预报因子,采用逐步回归法建立的春夏季日平均水温、春季日最低水温和夏季日最高水温预报模型,其回归效果都达到了极显著水平,决定系数达到0.84~0.98;将建立的预报模型用2011年5月和7月的水温进行对比验证,模型的拟合效果5月较好,7月稍差,模型平均相对误差均在4%以内,精度较高,表明建立的模型可为洪湖地区大宗鱼塘水温进行预报,从而为各项渔业生产活动提供指导和服务。