基于稻田与台站气温的江西早稻高温热害指标对比

利用江西省90个县(区)2012-2021年国家气象站和2017-2021年8个稻田小气候站数据资料,分析稻田与相应台站气温差异,并对比台站日最高气温≥35℃指标H1(NS)、稻田日最高气温≥35℃指标H1(RS)、台站日最高气温≥37℃指标H2(NS)、稻田日最高气温≥37℃指标H2(RS)的高温热害统计结果,提出适用于江西的早稻高温热害指标,提升高温监测预警和防御能力。结果表明：(1)稻田较台站有降温效应,日最高气温(T_max)、日平均气温(T)和日最低气温(T_min)总体偏低0.6℃、0.4℃和0.3℃,且降温幅度随早稻生长增大,抽穗-成熟期>移栽-孕穗期>播种-移栽期。(2)高温期间,晴天条件下稻田降温幅度最大,T、T_max和T_min较相应台站平均偏低0.8℃、1.0℃和0.7℃,阴天多云和雨天稻田降温幅度总体较为接近。(3)H1(NS)热害下,稻田与相应台站的逐日气温、逐小时气温均差异显著,且夜间稻田降温强度大于白天。稻田气温总体偏低1.2℃左右,金溪稻田偏低最多,T、T     

陕西留坝西洋参种植棚内的温度特征

为了确定并揭示西洋参(Panax quinquefolium)适生区温度特征,于2012年5月-2014年4月分2期在陕西省留坝县留侯镇枣木栏村(海拔1236m)和闸口石村(海拔1722m)的4个西洋参棚内测定地上15cm高处(2a生幼苗冠层附近)的气温和地下10cm深处(参根附近)的土温,并将有效观测日温度数据分为数组:平均气温(AMT)、最低气温(AMIN)、最高气温(AMAX)、气温日较差(RAT)、平均土温(SMT)、最低土温(SMIN)、最高土温(SMAX)和土温日较差(RST)。分别以这8组温度为依变量(Y),以观测日傅里叶变换值为自变量(X),开展逐步回归分析,组建了16个多元方程。结果表明:依变量AMT、AMIN、SMT、SMIN和SMAX对入选X的拟合效果优良,R=0.933~0.985(P0.001);所得周期性温度曲线低谷和高峰大都出现于1月和7月。由AMT回归方程估算的年均值、低谷值、高峰值和≥10℃、≥6℃积温分别为:枣木栏,11.2、-0.9、21.1℃和1475、2403℃·d;闸口石,8.3、-3.5、18.7℃和957、1736℃·d。由SMT方程估算的对应值为:枣木栏,11.2、0.1、20.3℃和1338、2292℃·d;闸口石,8.8、-1.7、17.8℃和872、1710℃·d。冬季日最低气温均值及其下限为:枣木栏,-5.6,-10.3℃;闸口石,-8.8,-14.5℃。夏季日最高气温均值及其上限为:枣木栏,27.6,37.8℃;闸口石,25.3,34.3℃。冬季日最低土温均值及其下限为:枣木栏,0.1,-2.1℃;闸口石,-2.2,-4.4℃。夏季日最高土温均值及其上限为:枣木栏,21.3,24.8℃;闸口石,18.9,22.1℃。本研究组建了与当地参棚内温度变化趋势相配的回归模型,确定了许多温度特征值,有利于指导西洋参种植实践并为其它涉及田间温度的科学研究和应用提供参数。     

利用杂交水稻开花比例鉴定耐高温性的方法

选用水稻开花期耐高温能力强的品种,是缓解极端自然高温导致大幅减产的有效途径之一。为改进水稻品种耐高温性的鉴定技术,2013年和2014年以4个杂交水稻品种为材料,用钵栽方法,分别在开花前后不同时间将钵栽水稻移至人工气候室38.0℃高温下处理5 h,以室外常温(穗层日最高气温31.2~32.8℃)处理为对照,研究极端高温时段对结实率的影响。2015年和2016年以40个杂交中稻组合为材料进行5个分期播种试验,于水稻穗层温度达35℃以上时期,从5个播种期中选择20个同期开始抽穗、生长整齐的稻穗挂牌标记,观察不同时段开花比例,以研究品种间开花期耐高温能力与不同时间开花比例关系。结果表明,杂交水稻开花期高温下11:30前的开花比例、常温下12:00前开花比例分别与耐高温指数呈极显著正相关关系,耐高温品种主要通过提高高温下的结实率而间接增强其耐高温指数,而高温下的结实率则直接影响耐高温指数。高温下开花早的品种在常温下开花也早,杂交水稻开花时间主要集中在9:30—12:30,品种间在不同时刻开花的比例各异。开花后2 h遇高温对结实率影响不明显;穗层气温34℃、35℃且频率达80%以上的最早出现时间分别在13:30和15:30,选择日最高温度≥34℃或35℃出现前2 h开花比例高的品种,能有效地避开高温伤害。基于以上分析分别建立了利用开花期高温下11:30前开花比例、常温下12:00前开花比例和高温下结实率3个指标预测鉴定耐高温指数回归模型,准确率(预测值/实测值)高达92.29%~102.73%。为水稻品种开花期耐高温性鉴定提供了科学适用的新方法。     

用逐步趋近法确定南阳秋季丹桂开花低温预报指标

采摘、观赏桂花需要进行开花始期预报,基于2016-2022年南阳市丹桂开花全过程多批次的开花始期记录,依次统计每年第一批次开花前,以及上一批次开花结束至下一批次开花期间的日最高气温、日平均气温和日最低气温的最小值,从中挑出各自最大值作为各气温表达形式的低温日指标,根据低温日指标统计低温过程,将间隔时间较短的不连续的低温过程合并为一个低温过程,并与连续低温过程统一为合并低温过程进行分析,统计合并低温过程开始日和期间负有效积温,分析南阳丹桂开花始期与合并低温过程开始日的关系、开花批次属性与合并低温过程期间负有效积温的关系,用相关系数和一元线性回归法对预测结果进行检验。结果表明：（1）逐步趋近法确定南阳丹桂开花前低温指标以日最高气温效果最好,优于采用日平均气温和日最低气温的结果;（2）丹桂开花前低温日指标为日最高气温<22.3℃;（3）丹桂开花前低温过程指标为,日最高气温<22.3℃自然低温过程间隔日数≤1d的合并低温过程,第1个日最高气温<22.3℃合并低温过程期间负有效积温>3.4℃·d时丹桂开花一次完成,≤3.4℃·d则丹桂开花不能一次完成,当再次出现日最高气温...     

气候变化下东北水稻冷害时空分布变化

东北水稻生产对我国粮食安全保障具有重要的作用和意义,加强气候变化下灾害的研究有利于趋利避害。本文通过对1961—2010年各年代东北水稻生长季节(5—9月)的月平均气温、月平均气温之和以及近30年(1981—2010年)月平均气温之和距平3个指标变化的分析,研究了气候变化背景下,东北地区水稻生长季热量资源及冷害发生的变化规律。采用1961—2010年中国地面气温0.5o×0.5o格点数据,提取东北三省359个格点的年代气温数值,根据东北水稻延迟低温冷害气象行业标准(QX/T182—2013),运用Arcgis地理信息技术和概率统计学方法,对1981—2010年东北水稻冷害年代际时空分布及发生概率进行区划,并结合1981—2010年中国气象灾害大典和时事报道中有关东北冷害记载进行对照分析。研究结果表明:1960s—2000s东北水稻生长季5—9月年代际平均气温(T5—9)明显升高,平均气温之和(∑T5—9)明显增加,T5—9≥15℃、≥20℃和∑T5—9≥83℃的区域面积扩大显著。平均气温之和距平(ΔT5—9)随年代由负值转为正值,说明气候增温效应显著,水稻冷害发生也随年代由多到少。受气候变暖影响,东北水稻轻度、中度和严重冷害发生年份、分布区域和发生频率随年代发展都呈现显著减少趋势,到2000s,冷害集中到黑龙江北部、东南部局部地区和吉林东南部局部地区,年频率也降低到0.1~0.2;冷害发生年份和区域能够与历史冷害记载大体相符;冷害的显著减少为东北近10年来的水稻丰产增收创造了十分有利条件,但也需进一步提高对局部地区冷害防御的关注。     

河西走廊玉米生态气候分析与适生种植气候区划

运用数理统计学原理对河西走廊地区玉米生态气候适应性进行了定量分析。积分回归分析表明 ,影响玉米产量的主要气象要素是玉米抽雄、吐丝期平均气温、灌浆期≥ 10℃积温和灌浆期日平均气温。抽雄、吐丝期适宜气温指标为 2 1～ 2 3℃ ,以 2 2℃穗粒数增加最多 ,生物学下限温度为 18℃。灌浆期气温在 18～ 2 0℃时 ,千粒重较高 ,为 2 4 6～ 2 91g。在适宜温度范围内≥ 10℃积温每增减 10 0℃·d ,千粒重增减 16 .5 g。用上述 3个因子通过模糊聚类方法将河西地区划分为 5个玉米适生种植气候区。     

华北五省区日光温室微气候环境调查与评价

连续两年对华北五省区(北京、天津、河北、山东、山西)日光温室的微气候进行测试,经分析对比,选用日平均气温、日最高气温、日最低气温、夜间日平均气温、夜间室内外日平均温差、日最低气温≤8℃的日数、白昼相对湿度和夜间相对湿度8个指标来分析评价日光温室的热环境性能,并明确给出各指标的定义。结果表明:8项指标可真实反映日光温室的热性能状况。华北地区日光温室室内日平均气温为10~15℃,日最高气温20~30℃,日最低气温5~10℃,夜间平均气温5~10℃,夜间室内外温差15~20℃,白昼相对湿度60%~80%,夜间相对湿度99%。华北地区室内高湿及夜间温度偏低问题仍十分突出。综合各项指标,山东日光温室的室内环境性能相对较优。研究结果对了解华北地区各类典型日光温室环境性能并确定统一的温室热环境评价指标,增强不同地区温室间热性能的可比性具有实际意义。     

河套灌区不同育苗期和大棚温度对水稻生长的影响模拟

为确定宁夏河套灌区水稻适宜育秧和移栽期的综合气象指标,利用中卫市1996-2003年对宁粳16号水稻品种观测的资料,采用CERES-Rice模型对遗传参数进行本地化调试。模拟水稻产量、结实粒数、播种-开花和全生育期日数,并利用宁夏灌区10个市(县)资料验证模型的区域模拟能力。设置不同育秧日数和棚内气温,模拟二者对水稻产量、单位面积结实粒数和生育进程的单独和综合影响,以确定适宜移栽期的综合气象指标。结果表明:模型对水稻产量、结实粒数、播种-开花和全生育期日数模拟能力较好,产量和结实粒数的模拟最大误差分别为2.93%和3.47%,一致性指数分别达0.98和0.92;播种-开花日数模拟误差大多在3d以内,一致性指数为0.77。假定本田期的气象条件、施肥、灌溉等措施均不变,设置不同育秧温度和育秧日数,模拟发现育秧日数26~30d比18~24d时水稻产量高,结实粒数多。32℃下育秧的水稻产量和结实粒数最高,播种-开花和全生育期日数相对较短。同时改变育秧日数和育秧棚内气温,在育秧期较短时育秧温度升高将提高产量,增加结实粒数。而在育秧期较长时,育秧温度升高造成产量下降,结实粒数减少。32℃下育秧20d时水稻产量最高,结实最多,播种-开花和全生育期日数相对较短。育秧日数相同时,播种-开花和全生育期日数随育秧温度的升高而缩短;育秧温度相同时,播种-开花和全生育期日数随育秧期的延长而缩短。不同育秧温度下的最适育秧日数可作为预测河套灌区各地水稻适宜移栽期的综合农业气象指标,为细化水稻适宜移栽期的农业气象指标提供了新途径。     

油用向日葵籽仁蛋白质含量与气候因素的关系

以３个不同类型油葵品种为试材,对４个地区、９个气候因素与油葵蛋白质含量进行了相关和逐步回归分析。结果表明：开花—成熟期日平均最高气温和相对湿度是影响蛋白质含量的主要气候因素。在一定范围内,日平均最高气温和相对湿度偏高,有利于蛋白质含量的积累。     

干旱条件下栓皮栎叶片光系统活性受损的温度指标

利用盆栽控制土壤水分和气候箱控制温度的方法,定量研究高温对栓皮栎幼苗胁迫的温度指标。设定土壤体积含水量>14.5%（无干旱胁迫,T0）、12.5%～14.5%（轻度干旱,T1）、9.5%～11.5%（中度干旱胁迫,T2）、5.5%～7.5%（重度干旱胁迫,T3）4种土壤水分处理水平,在气温35、37、39、…、49℃下,各温度处理时间均设置为1、2、…、6h。通过测定干旱条件下栓皮栎叶片光系统PSII最大量子效率Fv/Fm、光合量子产额Y(II)、调节性热耗散Y(NPQ)和非调节性热耗散Y(NO)等叶绿素荧光参数随温度的变化过程,确定叶片光系统活性受损的温度指标。结果表明：（1）从T0、T1、T2到T3,Fv/Fm、Y(II)随温度上升其曲线的降低幅度逐渐增加,说明干旱水平对胁迫温度指标有较大影响;（2）由Fv/Fm确定的不同干旱水平PSII受损的温度指标为51.6～57.5℃;而由Y(II)确定的胁迫影响光合作用产率的温度指标为40.7～52.5℃;（3）Y(NPQ)开始上升的温度由T0、T1的45℃降至T2的43℃、T3的41℃;（4）Y(NO)的变化表现为T0不升高,T1大于47℃时开始升高,T2和T3在45℃以上开始升高。说明干旱和高温叠加条件下,PSII受损的温度和光合作用产率下降的温度指标与无干旱相比有较大差异,干旱胁迫越严重叶片光系统PSII受损的温度指标越低。干旱使栓皮栎主动和被动热耗散均增加,主动耗散过剩光能开始增加的温度低于被动热耗散开始增加的温度。     

早稻乳熟初期高温热害气象指标试验研究

以杂交稻品种淦鑫203为试验材料,于乳熟初期在人工气候箱中进行日最高气温34~39℃高温控制试验,以同期自然温度为对照,采用主成分分析和聚类分析法,对各组材料结实率、秕谷率、千粒重和单株产量4个与早稻乳熟初期高温热害密切相关的因子进行分析,以探讨早稻乳熟初期高温热害气象等级指标。结果表明,早稻乳熟初期高温热害气象指标可分为轻、中、重3个等级,日最高气温达35℃持续5d或36℃持续4d或37℃持续3~4d或≥38℃持续3d,为轻度高温热害;日最高气温达35℃持续6~8d或36~37℃持续5d或≥38℃持续4~5d,为中度高温热害;日最高气温达35℃持续8d以上或≥36℃持续6d及以上,为重度高温热害。本文建立的高温热害指标不仅考虑了高温强度和持续时间,且综合考虑了它们之间的相互配置,每个灾害等级均有各自的临界日最高气温和对应的持续时间,对高温热害的识别性更敏感。研究结果可为早稻高温热害监测预警、风险评估及区划等提供科学依据。     

气候因子对杨梅产量的影响

分析结果表明上年7～9月的伏旱(K≥1.8)或当年3～6月(尤其是6月)的降水量不足会造成杨梅减产或大减产;杨梅花期若遇连续5天平均相对湿度低于70%和平均日蒸发量大于6mm,使杨梅产量下降;冬季极端最低气温-9℃以下,且日最高气温≤0℃天数1次连续3天以上,会使杨梅因受冻害而减产。     

气候条件对杂交水稻籽粒灌浆的影响

1979-1988年对杂交水稻汕优3号、四优2号、汕优63和汕优64等组合分期播种试验的有关数据,运用数学方法分析籽粒灌浆特性及其与气候条件的关系.结果:①杂交水稻群体籽粒具有明显的2次灌浆高峰.汕优3号的两次高峰分别出现在开花后的第12天和30天.②杂交水稻自开花至完熟分5个阶段,其中汕优3号开花后0-5天灌浆缓慢,需要足光和高温.在19-30℃,灌浆速度与温度呈正相关.6-10天和11-15天以日均温27.3℃,强光照,相对湿度75%为最适.16-20天和21-完熟期以日均温22.3℃,每天日照不少于6.53小时,相对湿度70-80%为宜.开花后6-10天和16-20天,日最高温>35℃对灌浆不利,秕谷率高,减产.③环境不适或后期叶片早衰,杂交水稻只有一次灌浆高峰,结实率和粒重均低,减产.故后期田间管理很重要.     

黄淮冬麦区气象因子与小麦晚霜冻害关系研究——以商丘市为例

基于1956-2015年商丘市气象数据和霜冻害资料,研究黄淮冬麦区商丘市气象因子与霜冻害的关系,以及气温、地温、相对湿度、风速与草面温度的偏相关和多元线性回归关系。结果表明:随着全球气温变暖,商丘市冬春季积温以4.35℃·d·a~(-1)的速率逐年增加;晚霜冻害除受冷空气活动影响外,与前期积温和降水量密切相关,冬春季积温偏高或降水量偏少的情况下易发生晚霜冻害;随着小麦幼穗的发育,其对低温的敏感度增加,且可引起霜冻害的最低温度有逐渐升高的趋势;气温、地表温度、平均相对湿度、平均风速与草面温度呈极显著相关(P0.01),偏相关系数的大小表现为地表温度气温平均相对湿度平均风速,可见,除气温、地表温度外,平均相对湿度、平均风速也对霜冻害的发生及轻重程度起关键作用;各因子与草面温度可用模型表述为Y=0.558ST+0.482AT+0.087RH+1.304WS-12.704,经检验,线性回归方程成立,可通过该模型对草面温度进行监测,并为未安装草面温度传感器的地区提供可靠的冻害评估结果。     

成都地区“二十四节气”气候特征分析

以成都地区的2个气象观测站(温江站、都江堰站)的近50年(1961—2010年)气象资料为对象,分析成都地区二十四节气的气候特征分析(降水量、日照时数、相对湿度),同时以成都市气象观测站2006—2013年的气温资料为对象,分析成都二十四节气气温变化趋势,为人们合理安排生产提供便利。分析结果:成都地区降水主要集中在6, 7, 8, 9月,二十四节气的降水量大体呈现先增加后减少的趋势;二十四节气气温的最高值、最低值和平均值都呈准正态分布,立秋(平均气温27.5℃)和处暑(27.5℃)是全年中气温最高的节气,小寒(3℃)是气温最低的节气;各节气的日照时数都较短,日照时数最长的是处暑和大暑,最短的是霜降;各节气的相对湿度都较大,在65%～85%,相对湿度最高的是秋分和立秋,最低的是立春和惊蛰。     

新疆棉花播种-开花期低温冷害的初步判断

参考新疆不同棉区地膜栽培棉花的气候减产年方面的研究，结合各监测点的农业气象资料和单产资料，初步研究不同棉区棉花播种-开花期低温冷害判别的气象指标。结果表明：当北疆棉区6月月平均气温距平≤-0．5℃，南疆棉区5—6月气温持续偏低且月气温距平均≤-0．5℃、或棉花的开花日期滞后，其中喀什棉区棉花开花期比常年晚5d以上，石河子棉区、博州、巴州和阿克苏棉区晚3d以上时、或当6—8月中至少有两个月的月气温为负距平、且6—8月的平均气温距平在0～-0．4℃时，就可能出现一般气候减产年。而当6—8月各月的气温距平均为负值，且其平均气温距平≤-0．5℃时，就可能出现严重的气候减产年。研究结果为当地棉花生产防灾减灾提供参考。     

氮素水平对番茄开花坐果期遭遇短时高温后果实表现的影响

以‘凯撒’(Lycopersicon esculentum Mill.)番茄为试材，于2022年3-8月利用人工气候室在开花坐果期进行高温氮素控制实验，研究不同施氮水平对开花坐果期遭遇短时高温后番茄的坐果特性、幼果内源激素含量、果实外观品质和产量的影响，分析得到每个温度处理下能够有效缓解高温热害、提高果实品质和产量的最适施氮量，以期为明确高温环境下番茄的氮素调控提供依据。试验设置5个施氮水平，即N0(0.00g·株^-1)、N1(3.55g·株^-1)、N2(5.32g·株^-1)、N3(7.09g·株^-1)和N4(8.87g·株^-1),3个温度处理，日最高气温/日最低气温分别为T1(28℃/18℃)、T2(35℃/25℃)和T3(40℃/30℃)，温度与氮素两个因素组合共15个处理，相对湿度设置为50%～80%，每日6:00-18:00光照强度为1000μmol·m^-2·s^-1，其余时间光照强度为0μmol·m^-2·...     

宁夏引黄灌区近50年北移冬小麦越冬期温度变化特征分析

利用宁夏引黄灌区所辖市（县）的11个气象站点1961-2009年的逐日温度数据,分析了当地北移冬小麦种植区各项温度指标的变化特征。结果表明：近50a来,宁夏引黄灌区1月极端最低气温的平均值为-19.8℃,冬小麦北移后比北移前升高了3.9%;1月的平均温度为-7.4℃,冬小麦北移后比北移前升高了12.8%,1月平均气温低于-9℃的年数减少了75%,说明宁夏引黄灌区北移冬小麦已经处于冬小麦种植北界内的适宜种植区;北移冬小麦生育期≥0℃积温平均值为1969.6℃.d,冬小麦北移后比北移前增加了11.1%,但无论冬小麦北移之前还是之后,宁夏引黄灌区冬小麦生育期≥0℃积温都能保证冬小麦正常生长;北移冬小麦越冬前≥0℃积温平均值为363℃.d,北移后比北移前增加了10.3%,接近华北冬小麦生长所需冬前≥0℃积温400℃.d的下限;越冬期负积温平均值为-586℃.d,北移后比北移前增加了22.3%,但仍然达不到华北冬性和强冬性品种安全越冬的越冬期负积温的下限。因此,适时早播和加强水肥管理以增加冬前≥0℃积温、培育壮苗和提高冬小麦的越冬存活率是保证北移冬小麦高产的关键技术措施。     

海南岛农业气候资源的时空变化特征

基于海南岛18个气象站1961-2010年的气温、降水量、日照时数等观测资料,分Ⅰ（1961-1980）、Ⅱ（1981-2010）两个时段计算与农业生产密切相关的年平均气温、1月平均气温、不同界限温度的积温、全年及≥15℃和≥20℃界限温度生长期间的日照时数、湿润度等光热水指标的年平均值和各指标1961-2010年的气候倾向率,同时结合海南岛主要种植作物类型,分析各指标的时空变化特征。结果表明：1961-2010年,海南岛各站年平均气温、1月均温和≥10℃、≥15℃、≥20℃的积温均呈增加趋势,平均增速分别为0.26、0.36℃·10a-1和94.4、130.1、147.4℃·d·10a-1,且大部站点增加显著（P＜0.05）。与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ适宜热带作物种植的区域面积扩大、不适宜面积缩小。18个站全年、≥15℃和≥20℃界限温度生长期间日照时数的气候倾向率均值分别为-52、-37和-19h·10a-1,大部站点呈减少趋势,其中,全年和≥15℃界限温度生长期间日照时数下降显著的站点所占比例分别为72%和56%,主要分布在北部、东部和南部沿海地区,≥20℃界限温度生长期间对应的比例为33%,主要位于北部。与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ日照时数低值区明显扩大,高值区缩小。18个站点全年、≥15℃和≥20℃界限温度生长期间降水量的气候倾向率均值分别为40、41和47mm·10a-1,绝大多数站点变化趋势不显著,仅文昌市和三亚市增加显著,与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ高值区明显扩大,低值区略缩小。湿润指数分布状况及变化趋势与降水量相似。     

上海地区小麦赤霉病预报中温湿度指标的改进

赤霉病是常见的小麦病害,温湿度气象条件对于小麦赤霉病的发病有着重要的作用,因此,在预报时选取合适的温湿度指标是获得较高预报准确率的关键.本文采用上海地区1975-2007年的气象和小麦赤霉病资料,分析了小麦始穗期的变化;由于小麦始穗期普遍提前,原来以4月中旬-5月中旬的平均温度≥15℃、相对湿度≥85%连续3d的天数为指标预报小麦赤霉病的预报准确率开始下降,经分析确定以始穗期-5月20日平均温度TP≥13℃、平均相对湿度UP≥83%连续3d的天数作为新的指标.经对历史资料的模拟检验,新指标对小麦赤霉病的预报准确率明显提高,由60%提高到83.3%.