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。     

黑龙江省主要农业气象灾害时序特征及其对大豆产量影响的灰色关联分析

为了探讨黑龙江省农业气象灾害对大豆产量的影响,基于1974—2016年黑龙江省农业气象灾害以及大豆产量的数据,采用数理统计方法,分析黑龙江省农业气象灾害和大豆产量时序变化特征。建立基于灰色关联分析法的数理模型,引入受灾范围和灾害强度构建受灾比率,以1998年为节点,将研究期划分为1982—1998年和1999—2016年2个阶段进行研究。结果表明:黑龙江省农业气象灾害对大豆生产存在负面影响;无论是受灾范围还是受灾强度,干旱都是第1阶段（1982—1998年）黑龙江省大豆生产的关键农业气象灾害;第2阶段（1999—2016年）洪涝灾害对灾害范围影响大,风雹对受灾强度影响大。第1阶段（1982—1998年）是大豆受灾严重的时期,4类灾害对大豆的总产和单产的影响都很大。在第2阶段（1999—2016年）,4类灾害对大豆单产的影响大于对总产的影响。     

黑龙江省大豆生长季干旱时空格局

为精细化诊断大豆生长季干旱，提高干旱评估的准确性，采用连续无有效降水日数指标来表征干旱，以累积的干旱持续天数将干旱分为5个等级，即无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱；并以干旱强度、干旱频率和干旱范围三因子分析1971-2016年间大豆生长季的干旱时空特征。研究表明，1971-2016年间，在大豆生长季，松嫩平原西部的平均干旱强度最强，其中松嫩平原西南部干旱日数超过了90 d，但三江平原东北角和黑河中部干旱强度气候倾向率高于2.5 d·10a^-1，有明显的增强趋势，而牡丹江东南部干旱强度气候倾向率低于-2.5 d·10a^-1，有较强的减少趋势；松嫩平原西部中度以上干旱频率超过90%，松嫩平原西南部重度以上干旱频率超过50%。1971-2016年中，1976年、1979年、1982年、1989年、1999年、2001年、2004年和2007年约56%~77%的气象观测站点表现为重度以上干旱，长达3个月的时间大豆处于干旱缺水状态，且2007年干旱范围和强度表现最典型。大豆生长季逐日干旱频率动态变化均以“V”形为主要特征，逐日干旱频率从大豆播种出苗期约60%~90%降低至开花结荚期40%以下，但鼓粒-成熟期又上升至40%~80%；从大豆安全性种植角度来评价地域差异，黑龙江省中部好于东部，东部好于西部，西部的北部好于西部的南部。     

基于高光谱数据的主要农作物类型信息提取

黑龙江省是我国最大的商品粮生产基地,其农作物种植信息对于粮食估产,防灾减灾,乃至保障国家粮食安全均具有重要意义。为提高黑龙江省主要农作物种植类型信息的提取精度提供有参考意义的方法,以黑龙江省齐齐哈尔市为研究区,针对多光谱数据在区分玉米和大豆种植信息方面的局限性,基于环境减灾星高光谱数据(HSI),利用决策树法提取主要农作物类型信息。结果表明,齐齐哈尔市的土地覆盖类型以农耕地(包括大豆、玉米、水稻和其它作物)为主,占该市土地面积的70%以上,其中玉米种植区是该市最主要的土地利用类型,各作物分类精度均超过80%,总体精度达到88.71%。     

黑龙江省松嫩平原马铃薯气候适宜性分析

基于1971,2017年黑龙江省松嫩平原40站的逐日气象观测数据及马铃薯发育期观测数据,计算松嫩平原温度、降水、日照及综合气候适宜度,并分析其时空分布特征,揭示其变化规律,以期为马铃薯生产提供科学依据.结果表明:1971,2017年松嫩平原马铃薯各生育阶段温度适宜度分布规律不同,从播种至可收期各生育阶段的平均温度适宜度在0.93以上,且年际间变化微小;降水适宜度地区差异较大、年际间变化剧烈,47年间播种-出苗期、花序形成-开花期为微弱上升趋势,出苗-分枝期、分枝-花序形成期、开花-可收期为略下降趋势;日照适宜度自西北向东南逐渐下降,年际间差异较小,且均呈现略下降的趋势;马铃薯生长发育的大部分时期气候适宜度自西向东逐渐升高,松嫩平原西部气候适宜度较低,基本在0.80以下,而松嫩平原东部气候适宜度相对较高,在0.8以上.松嫩平原的东部和北部相对于西部来说更适宜马铃薯的生长,且影响气候适宜度的主要因子为降水.     

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。     

东北地区自然植被火动态特征及其对干旱的响应

[目的]研究2002—2017年东北地区自然植被火的发生发展及其对干旱的响应规律,从而为区域火管理、火险等级预报和森林资源保护提供科学依据。[方法]基于MODIS公开的数据产品和改进帕默尔干旱指数(scPDSI),采用统计学方法,分别季节和年际尺度,分析东北地区自然植被火动态特征,探寻其对干湿状况的响应规律。[结果]①在季节尺度上,春季和秋季是森林和草地火的多发期,草地火次数在春季和秋季呈显著增加趋势;②在年际尺度上,森林火次数以18次/a的速度呈显著下降趋势,平均过火面积呈弱上升趋势,草地火次数以36次/a的速度呈极显著上升趋势,平均过火面积呈弱下降趋势;③火次数和过火面积分别与scPDSI呈线性负相关与指数负相关;④随着干旱程度的加深,森林和草地火的平均次数和平均单次过火面积都有增加的趋势。[结论]干旱可能会增加东北地区自然植被的起火次数和单次过火面积。     

基于植被指数的春玉米干旱响应遥感监测

东北地区是中国主要的玉米种植区,同时也是中国易发生干旱的地区,干旱常态化严重制约着该地区玉米生产的稳定发展。以辽宁省春玉米为研究对象,在明确春玉米不同发育期干旱变化特征的基础上,基于FY-3A/MERSI、Terra/MODIS、春玉米发育期和土壤相对湿度观测等数据,建立春玉米干旱遥感监测指标集,构建各发育期不同土层深度的土壤相对湿度遥感监测模型,并以2000年为例开展了辽宁省春玉米干旱监测的应用研究,结果表明：1993—2012年辽宁省春玉米在各个发育期均有干旱发生,其中1999—2002年为干旱高发期,乳熟期干旱最为严重;多指数协同配合能提高遥感手段对土壤相对湿度的监测能力,其中陆表水分指数对土壤相对湿度监测能力较强,其次是水分指数;利用构建的春玉米各发育期土壤相对湿度遥感监测模型,监测2001—2004年部分发育期和土层深度的干旱状况,总体监测准确率为73.32%;实现了2000年辽宁省春玉米发育期干旱等级动态监测,所得监测结果与当年农业气象观测记录在发育阶段和空间上都有很好的一致性,遥感监测结果正确。因此,此项研究对于大范围准确跟踪监测春玉米干旱,以及提高春玉米生产的防灾减灾能力具有重要意义。     

基于模糊判别成分分析法的高光谱作物信息提取与分类

东北地区是中国主要的玉米种植区,同时也是中国易发生干旱的地区,干旱常态化严重制约着该地区玉米生产的稳定发展。以辽宁省春玉米为研究对象,在明确春玉米不同发育期干旱变化特征的基础上,基于FY-3A、MODIS、春玉米发育期和土壤相对湿度观测等数据,建立春玉米干旱遥感监测指标集,构建各发育期不同土层深度的土壤相对湿度遥感监测模型,并以2000年为例开展了辽宁省春玉米干旱监测的应用研究,结果表明：1993-2012年辽宁省春玉米在各个发育期均有干旱发生,其中1999-2002年为干旱高发期,乳熟期干旱最为严重;多指数协同配合能提高遥感手段对土壤相对湿度的监测能力,其中陆表水分指数对土壤相对湿度监测能力较强,其次是水分指数;利用构建的春玉米各发育期土壤相对湿度遥感监测模型,监测2001-2004年部分发育期和土层深度的干旱状况,总体监测准确率为73.32%;实现了2000年辽宁省春玉米发育期干旱等级动态监测,所得监测结果与当年农业气象观测记录在发育阶段和空间上都有很好的一致性,遥感监测结果正确。因此,此项研究对于大范围准确跟踪监测春玉米干旱,以及提高春玉米生产的防灾减灾能力具有重要意义。     

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。