基于FY-3的黑龙江省水稻关键发育期识别

水稻发育期信息对水稻长势监测、田间管理、品质及产量估算等均具有重要意义。为了探索一种高效、实用性强、适合黑龙江省水稻种植特点的水稻发育期识别及监测方法，基于风云三号气象卫星250 m分辨率数据，利用水稻生长发育期的EVI变化特征，对水稻的返青期、分蘖期、抽穗期和成熟期进行识别，并把遥感识别结果与地面观测站资料进行对比，结果表明：水稻关键发育期遥感识别的准确率在80%以上，其中抽穗期的准确率最高，分蘖期的准确率最低，发育期遥感识别的结果与地面观测结果相比，各发育期均有提前和延后的判识点。研究结果可为水稻长势遥感监测提供方法参考。     

黑龙江省旱作玉米生产降水利用效率潜力演变特征

研究旱作玉米降水利用效率潜力可反映降水对其产量的贡献,对作物布局具有重要意义。利用黑龙江省80个气象站1961—2017年逐日气象资料及玉米生育期和产量资料,运用EOF经验正交函数、小波分析及数理统计方法,分析了旱作玉米降水利用效率潜力时空演变特征。结果显示:1961—2017年玉米降水利用效率潜力总体呈现阶段性微升态势,振幅为33～59 kg/(hm~2·mm),且依次存在28,15,5,8 a周期变化,1961—1979年和1992—1998年为上升阶段、1980—1991年和1999—2017年为下降阶段;玉米降水利用效率潜力空间分布高值中心以黑河—齐齐哈尔东南部—大庆—哈尔滨—双鸭山—佳木斯—伊春为闭合区域,高值为黑河的五大连池,低值中心在大兴安岭地区的呼玛北部地及牡丹江市的宁安一带,高值区域内玉米降水利用效率潜力振幅变化稳定,其他区域以高值区域为中心向外侧逐渐递减;玉米降水利用效率潜力齐齐哈尔东南部—大庆—哈尔滨闭合区域尚有30～50 kg/(hm~2·mm)潜力可以挖掘,在大兴安岭地区的呼中以北地区可挖掘潜力不足10 kg/(hm~2·mm)。不同的玉米种植区域,可采取合理密植、保墒耕作、适时施肥等措施提高玉米降水利用效率潜力。     

黑龙江省夏季低温指数变化特征分析

为了解近44年来黑龙江省夏季低温指数的分布规律和变化趋势。利用1971-2014年黑龙江省80个气象台站夏季日最低气温和平均气温观测资料,结合低温指数模型,通过趋势变化、小波分析和Mann-Kendall检测等方法,分析黑龙江省夏季低温指数的变化特征。结果表明:黑龙江省夏季平均低温指数呈减少趋势,夏季低温指数在20世纪80、90年代和21世纪初变化不明显,而2010s以来明显减少,夏季平均低温指数较春季小。气温从1980s升温以来,低温指数明显减少,夏季低温指数自1970s中期以来明显减少,低温指数序列突变开始于1983年前后,夏季低温指数变化与气温呈负相关。夏季低温指数存在18～32 a,6～14 a和4～8 a三个尺度的周期变化,其中18～32 a尺度非常稳定且具全域性,在1980s中期以前6～14 a尺度较为稳定,在1980s中期以后4～8 a尺度较为稳定,7～12 a尺度年周期变化最明显但有局域性(1980s中期以前),24～31 a尺度能量虽弱且具有全域性。夏季低温指数有26、8、和5 a的主周期,其中第一主周期为8 a,平均周期为5.5 a;第二主周期为26 a,平均周期为14.5 a。     

1961—2018年黑龙江省干湿气候的时空格局特征

黑龙江省作为中国粮仓和东北亚生态屏障,旱涝对该区域农业生产及生态安全具有重要影响。为明确区域气候干湿状况的时空格局特征,根据黑龙江省62个气象站点1961—2018年逐日降水量资料,采用标准化降水指数(I_(SP)),利用气候趋势、Mexican Hat小波分析、经验正交函数(EOF)等方法,分析了黑龙江省近60年的气候干湿时空格局特征。结果表明:1961—2018年,黑龙江省年尺度标准化降水指数(I_(SP12))值在波动中呈微弱的增加态势,气候状况总体表现为湿润化趋势;季节尺度上,春季、秋季、冬季的气候均呈湿润化趋势,其中春季和冬季湿润化趋势较明显,均通过了0.01水平显著性检验,夏季总体呈不显著的干旱化趋势。年尺度I_(SP12)存在7 a主周期、28 a次周期,春季I_(SP3)(3个月尺度的I_(SP)值)存在24 a主周期,夏季I_(SP3)存在7 a主周期,秋季I_(SP3)存在7 a主周期、3 a次周期,冬季I_(SP3)存在28 a主周期、2 a次周期。且在未来一段时间内,黑龙江省年和季节气候在其主周期内均将处于湿润期。年气候干湿状况的空间变化具有3种典型模态,4个季节则均具备2种典型模态,年和四季的第一典型模态对应的典型场分布均为正值,具有全局一致型的空间变化特征,年季节尺度的气候整体干湿变化基本同步。松嫩和三江两大平原区是区域气候干湿变化的敏感区域。     

明水自动与人工土壤水分观测数据对比分析

为研究黑龙江省明水县自动站资料的适用性,比较了2013年2月28日—2014年11月8日期间明水自动站所测得的土壤水分与人工观测情况下的土壤水分含量,进而分析自动水分观测站与人工观测的土壤湿度之间的差值、差值概率以及不同方法观测所得数值的相关系数,并通过对比自动站与人工观测数据制作了订正方程以消除部分差异。结果表明,2013年2月28日—2014年11月8日期间,明水县人工与自动站观测数据的相关性在各层均表现为显著,自动站观测的土壤相对湿度值高于人工观测值,0~10 cm土壤浅层和30~40 cm深层的差值较小,20~30 cm和40~50 cm土壤层次差值较大,最后根据自动水分观测站与人工所测得的数据制作了订正方程,其可消除二者之间的部分差异。人工观测的数据与自动站取得的数据的变化趋势较为一致,自动水分观测站所测得的资料基本可以代替人工观测数值。     

生长季降水对黑龙江省水稻生产的影响

研究旨在分析寒地水稻洪涝的致灾因子—降水的变化趋势和特征及对水稻生长发育的影响,揭示其变化规率,以期水稻生产防灾减灾提供科学依据。利用黑龙江省水稻主产区气象观测站的降水量、发育期、产量资料及洪涝灾害资料,分析了水稻主产区夏季及关键生育期降水、暴雨量和暴雨日数变化特征,阐述了黑龙江省洪涝灾害的分布规率,分析了降水对水稻产量的影响。结果表明：1971-2016年稻区6-8月降水呈现西部和东部少、中部多的趋势,暴雨日数中西部多,东部少,暴雨量总体呈上升趋势；水稻关键期平均暴雨量为76.2毫米,总体呈小幅上升趋势,暴雨日数中西部多,东部少；1984-2010年黑龙江省洪涝灾害西北、东南、中部偏多,西南、东北偏少,总体呈逐年增加的趋势,且主要发生在夏季。制约黑龙江省各地区水稻生长发育及产量形成的降水阶段各地有所不同,北部主要在7月下旬,西部在7月下旬及9月下旬,南部在5月下旬、6月下旬及9月中旬,中部及东部稻区较为复杂,几乎贯穿整个生长季。     

黑龙江省主要农业气象灾害及防灾减灾措施

针对黑龙江省频发的干旱、暴雨洪涝、霜冻、风雹等农业气象灾害进行分析,并提出切实可行的防灾减灾措施,为相关部门制定农业生产决策提供科学依据。     

黑龙江省夏季异常降水特征及其对总降水的贡献研究

利用黑龙江省80个气象站1971～2016年6～8月逐日降水资料,参照国家标准规定大雨、暴雨事件为异常降水,以数理统计和贡献率方法分析黑龙江省夏季和6、7、8月异常降水及其贡献率变化特征,探讨异常降水对总降水的贡献。结果表明,1971～2016年,研究区夏季异常降水在时间上呈非连续性发生特征,贡献率呈大幅度波动变化,年际间振幅较大,夏季相同月份内大雨贡献率震荡更强,不同月份内,6月大雨贡献率变化最剧烈,8月暴雨贡献率变化最剧烈;异常降水发生在空间上不存在显著经向或纬向变化规律,呈分散性特征,相同月份内暴雨分散性更突出,不同月份内,6月分散性最显著,7月异常降水则相对集中。贡献率空间离散程度较大站点多分布于松嫩平原、三江平原北部,变化不稳定,松嫩平原为异常降水多发区;1971～2016年,大雨、暴雨对总降水量贡献表征为复杂性和相对性。相同年份多以暴雨占主导地位;不同年份中,其他量级降水具有重要贡献。异常降水密集年份中,日降水量20.0～24.9 mm应多予关注。研究客观表征异常降水对总降水的贡献,避免"降水量"分析的绝对性。     

黑龙江省热量资源变化及其对作物生产的影响

气候变暖背景下,热量资源变化势必对寒地农作物生产环境、生长发育及种植制度产生重要影响。本文利用黑龙江省1971—2014年67个观测站逐日气象资料,计算了≥10℃活动积温和≥0℃活动积温(以下简称积温)及无霜期等农业热量指标,采用线性倾向率、累计距平、M-K检验和经验正交函数(EOF)方法等统计方法,分析了热量资源变化特征及突变特征,以及对农业生产的可能影响。结果表明:≥10℃积温和≥0℃积温分别以86.7℃?d?(10a)-1和80.5℃?d?(10a)-1的速率显著增加,无霜期呈延长趋势[倾向率为3.8 d·(10a)-1];≥10℃积温和无霜期在1993年发生突变,突变后二者初日提前,终日延后。≥10℃积温和≥0℃积温的增加幅度西部大于东部,无霜期延长幅度中西部大于东北部,农业热量资源变化幅度大的地区亦是热量敏感区域。热量资源增加对农业的影响,表现在农作物适宜生育期延长;适宜水稻和玉米种植的区域向北、向西扩张,大豆种植重心北移;原适宜种植极早熟、早熟品种的区域逐步被中熟、中晚熟品种替换。热量增加使水稻、玉米和大豆三大作物产量的进一步提高成为可能。