基于气候适宜度和风险评价的湖北省春玉米适播期分析

为应对气候变化,充分利用当地气候资源,针对玉米生长发育特点确定适宜的播种日期,为湖北省春玉米高产稳产提供理论依据和科学参考,利用湖北省76个气象台站1981—2010年逐日气象数据和1990—2010年春玉米观测站生育期观测数据,构建多年平均气象要素栅格数据库并确定当地初播期。以7 d为步长,基于气象要素栅格数据对全省春玉米5个不同播期的气候适宜度进行空间计算,并统计各台站不同播种期春玉米主要气象灾害发生频率,确定春玉米不同播期遭受气象灾害综合风险。综合考虑春玉米气候适宜度和气象灾害风险评价结果,采用加权平均多指标法计算综合指数,选取综合指数最高的作为适宜播期。结果表明,江汉平原中部及北部、鄂东南大部、鄂东北东部局部地区最适宜的播期为3月5—10日。鄂东北的孝感市大部、黄冈市部分地区、江汉平原的荆门市东北部、鄂西南的宜都市、鄂东南南部局部地区最适宜的播期为3月11—20日。最适宜的播期在3月下旬的地区主要分布在江汉平原的荆门市西北部和荆州市的南部、鄂西北的襄阳市南部等地。鄂西地区及鄂东北的随州市最适宜播期主要集中在4月上中旬。最适宜播期在4月下旬及5月上旬的地区比较少,零散分布于鄂西地区。全省大部春玉米适宜播期主要集中在3月上旬至4月中旬,极少部分地区在4月下旬及5月上旬播种,结果与全省各地实际播期趋于一致。     

基于决策树和随机森林模型的湖北油菜产量限制因子分析*1

利用1961-2014年湖北省主产县油菜产量统计资料及同期气象观测资料,采用决策树和随机森林模型,对影响油菜产量的气候因子进行分析。结果表明：温度、日照时数及干旱、湿渍害对油菜产量均有不同程度的影响,且因生育期不同而存在差异。油菜开花期以前对低温敏感,开花期以后对高温敏感;苗期和蕾薹期对干旱较敏感,开花期和角果期对湿渍害更敏感;日照时数对油菜产量的影响受水分状况的制约,在干旱状况下日照偏多不利于产量形成,偏湿状况下则表现为日照越多越有利于产量形成。在各限制因子中,以湿渍害发生频率对油菜产量的影响最高,其次是干旱和冻害。湿渍害对产量的影响以高湿寡照的次生灾害影响较土壤偏湿的直接影响更大。     

有效降水指数在暴雨洪涝监测和评估中的应用

科学有效的监测和评估是防范和减轻暴雨洪涝灾害的重要基础。基于有效降水指数(EP)构建单站和区域暴雨洪涝监测、评估指标,利用1961-2014年湖北省76站逐日气象观测资料及相关灾情资料,确定降水衰减参数及致涝阈值,在此基础上分析EP指数在历史暴雨洪涝评估及实时暴雨洪涝过程监测中的应用效果。结果表明：经参数率定后的EP指数对农作物洪涝受灾面积的解释方差达78.1%,对年际间暴雨洪涝强度差异反应敏感,能识别历史典型大涝年和严重洪涝年,在2014年实时暴雨洪涝过程监测中能直观诊断出一般性暴雨洪涝的起止时间和过程动态变化,但对局地性和间歇性发生的暴雨洪涝过程刻画不足。创建EP指数所需数据资料少、计算简便,可用于洪涝灾害历史排位、年景评价、灾情预评估、风险区划以及作物产量建模等。     

近50年冬小麦主产区农业气候资源变化特征分析

在冬小麦主产区内选取113个气象站点的1961-2008年逐日气象资料,应用Mann-Kendall突变检测和气候线性倾向率方法,分析冬小麦生育期内农业气候资源变化趋势和特征。结果表明：研究区域近50a冬小麦生育期内≥0℃积温呈明显的增加趋势（P〈0.01）,90年代初期以来,≥0℃积温增加趋势更加显著（P〈0.05）;冬小麦生育期内的降水量变化趋势不显著,也不存在突变现象,但降水量年际间变化较大;冬小麦生育期内参考作物蒸散量的变化趋势不显著,80年代出现弱的减少趋势（P〈0.1）,90年代以后有弱的增加趋势（P〈0.1）;冬小麦生育期内的初霜冻日期呈推迟趋势（P〈0.01）,终霜冻日期呈提前趋势（P〈0.01）,导致霜冻日长度呈减少趋势。21世纪初初霜冻日的推迟趋势、终霜冻日的提前趋势更加显著（P〈0.05）。     

基于决策树和随机森林模型的湖北油菜产量限制因子分析

利用1961-2014年湖北省主产县油菜产量统计资料及同期气象观测资料,采用决策树和随机森林模型,对影响油菜产量的气候因子进行分析。结果表明：温度、日照时数及干旱、湿渍害对油菜产量均有不同程度的影响,且因生育期不同而存在差异。油菜开花期以前对低温敏感,开花期以后对高温敏感;苗期和蕾薹期对干旱较敏感,开花期和角果期对湿渍害更敏感;日照时数对油菜产量的影响受水分状况的制约,在干旱状况下日照偏多不利于产量形成,偏湿状况下则表现为日照越多越有利于产量形成。在各限制因子中,以湿渍害发生频率对油菜产量的影响最高,其次是干旱和冻害。湿渍害对产量的影响以高湿寡照的次生灾害影响较土壤偏湿的直接影响更大     

湖北省植烟区精细化安全移栽期区划

为确保湖北省植烟区的烟叶能安全移栽,采用多元回归、反距离权重插值等方法建立了植烟区安全移栽期推算模型,获得1:5 万栅格点上的安全移栽期日序,并通过图层运算确定了不同烟区不同移栽时段海拔高度的范围。结果表明：恩施、宜昌、十堰和襄阳4 个烟区中,（1）海拔高度分别在715 km、538 km、507 km和419 km以下的区域烟苗应在4月20日左右移栽;（2）海拔高度范围分别为715~1013 km、538~833 km、507~817 km和419~720 km的区域烟苗应在4 月21—30 日移栽;（3）海拔高度范围分别为 1013~1312 km、833~1126 km、817~1124 km和720~1021km的区域烟苗应在5 月1—10 日移栽;（4）海拔高度范围分别为1312~1606 km、1126~1420 km、1124~1432 km 和1021~1325 km 的区域烟苗应在5 月11—20 日移栽;（5）海拔高度分别在1606 km、1420 km、1432 km和1325 km以上的区域烟苗应在5 月20日左右移栽。通过模型计算的安全移栽期比目前经验移栽期有所延迟,减小了烟叶低温早花以及高温逼熟的风险。     

未来RCPs情景下湖北省中稻高温热害风险研究

基于典型浓度路径下(稳定路径RCP4.5和高端路径RCP8.5)全球气候模式HadGem2-ES输出的未来2021—2080年气候变化预估结果,采用双线性内插、方差订正等方法进行订正及检验,研究RCPs情景下湖北省中稻高温热害发生规律及其风险变化.结果表明,RCPs情景数据经过方差订正,可降低模拟数据与观测值的相对误差...     

利用作物模型研究气候变化对农业影响的发展过程

模型模拟是研究气候变化对农业生产影响的有效途径,得到了广泛关注和应用。本文着重介绍了利用作物模型研究气候变化对农业生产影响的发展过程,即从最初通过人为改变气候参数模拟气候变化对农业的可能影响,到与气候情景结合模拟未来气候变化对农业的可能影响及近年来与其它模型结合综合模拟未来气候变化对农业的影响,并通过对气候变化农业影响模型模拟研究中经验模型与机理模型、站点尺度与区域尺度、确定性气候情景与概率气候情景几个关键问题的评述,指出了存在的问题及未来发展趋势。     

湖北省水稻种植布局精细化气候区划

利用湖北省76个气象站1981-2010年气候资料和1∶100万DEM数字高程模型,采用回归克里金插值法分别对稳定通过10℃活动积温、水稻生长期长度、安全生育期天数等区划指标进行了细网格推算,综合考虑区划指标等级评分对湖北省水稻种植布局进行了精细区划。区划结果显示湖北省除局部高山地区外,大部分地区热量条件可满足一季中稻种植,三峡河谷、鄂西南东部低山丘陵区、江汉平原及鄂东沿江平原可种植一季早熟籼稻和一季早中熟晚籼稻,与当前实际种植范围相比,双季稻的种植北界尚有北移的空间,考虑早籼+晚粳以及单季稻改双季稻的种植模式,双季稻的种植范围仍具有较大的扩展潜力。区划结果对湖北省水稻种植规划及布局调整具有重要指导意义。