基于模糊数学理论的蚕豆发育期气象条件评价

作物气候评价的定量化是农业气象业务发展的必然趋势。本文运用模糊数学理论,分别建立了气温、降水量和日照时数对昆明蚕豆生长发育适宜程度的隶属函数模型,据此模型分别计算蚕豆不同生育阶段的温度、降水、日照及光温水综合因子对蚕豆生长发育的隶属度,达到定量评价蚕豆生育期气象条件的目的。对2007年度和2008年度各气象因子进行计算,得出：温度和日照的隶属度较高,而降水隶属度较低且变化幅度较大,说明温度和日照条件能够满足蚕豆生长发育的需要,自然降水偏少是蚕豆产量形成的限制因子。     

河北南部农作物生长季降水满足度与干旱风险度研究

探明冀南地区农作物生长季降水量的变化及其满足度与干旱风险度，有望为农业产业结构调整、干旱风险规避和农业生产管理提供参考。利用邯郸、邢台、衡水区域具有代表性气象监测站1971—2020年的降水和气温数据，采用气候诊断分析方法，选用综合湿润指数及其干湿指数研究降水量对农作物生长季的满足程度、干旱变化特征及干旱风险程度。结果表明：1971—2020年冀南地区农作物生长季降水量呈增加趋势，线性增加38.9 mm；农作物生长季降水满足度和干湿指数呈上升趋势，线性上升12.5%和0.18；农作物生长季干旱风险度呈显著下降趋势，2002/2003年出现上升突变，突变之后最大干旱风险度下降8.9个百分点，年平均干旱风险度下降12.6个百分点。干旱发生的主要时间段在4—5月（播种—苗期），其干旱程度约下降1个等级。1971—2020年冀南地区干旱频率较高，4—5月降水增加对春季干旱风险起到了一定的缓解作用，但仍存在2～3年一次大旱的概率，因此，农业结构调整势在必行。     

广西柑橘气候适宜度模型

研究旨在建立广西温度、降水、日照和综合要素的日尺度适宜度模型,应用于广西柑橘气候适宜度等级分类,以及历年气候适宜度时空分布特征进行分析。利用广西87个国家自动气象站1961—2018年逐日气象资料和柑橘生长气候习性,采用模糊数学方法建立模型,并利用典型年份、阶段异常天气进行模型验证。结果表明,模型的逐日气象要素回归拟合效果较好,决定系数均在0.89以上;各要素适宜度指标的分类方法合理,广西大部分地区均属于柑橘种植适宜区,符合实际情况。模型的尺度精细,定量评估具有良好的效果;能较好地描述柑橘气候适宜度随季节和阶段性的极端高温、低温、干旱、暴雨等异常天气变化;广西柑橘各气象要素适宜度空间分布特征受地域气候影响明显,热量条件充足甚至过多,而降水和日照在一些地区不足,柑橘种植选址应更多考虑降雨和日照因素。     

乌兰乌苏棉花气候产量的影响因素分析

为了搞清楚气候对新疆优质棉花的影响作用,使之能指导棉花生产,运用统计学的方法,研究乌兰乌苏棉区31年的产量和气象资料之间的关系。结果表明,温度和降水都呈现上升的趋势,年际变化明显,年代际变化较为平缓,而气候产量呈下降趋势。1980—1989年降水偏少,气温偏低;1990—1999年降水接近均值,气温略有上升;2000—2010年气温和降水都急剧升高,这对提高气候产量不利。气温变化对棉花气候产量的影响大于降水,气温正常时,气候产量较高;气温异常时,气候产量较低。气候产量的年际波动较大,说明气候变化对棉花生产的影响也在加大。因此,充分利用气候产量的波动特点,采取相应的措施,这对于保证棉花的高产和稳产有重要意义。     

本溪山区旱柳物候变化特征及其对气候变化的响应

为了探讨本溪山区气候变化对木本植物物候的影响,利用1980—2012 年国家农业气象本溪县观测站旱柳物候期资料和气温、降水、日照等资料,运用线性倾向率和趋势系数等分析方法,研究了本溪山区旱柳物候期对气候变化的响应。结果表明：在近33 年本溪山区气温呈明显的升温趋势变化,升温速率为0.45℃/10 a,降水和日照呈波动性减小趋势变化,降水量波动幅度较大,最大降雨量与最小降雨量差异大。旱柳芽开放期呈明显的延后趋势变化,其线性倾向率为2.4 d/10 a;开花始期呈拖后趋势变化,线性倾向率为0.35 d/10 a;旱柳变色始期和落叶始期均呈显著的延后趋势,其线性倾向率分别为7.27 d/10 a和5.52 d/10 a。温度对旱柳物候影响最为显著,降水和日照对物候期的变化也有一定的影响。     

太仓市水稻和小麦气候生产潜力估算

小麦和水稻是太仓市主要的粮食作物，为了解太仓市小麦和水稻的气候生产潜力的变化趋势以及光温水条件对其生产潜力的影响程度，本研究收集并整理了太仓市近几十年来的温度、湿度、辐射、降雨等数据信息，分析了太仓市气象条件的变化趋势，并采用联合国粮食和农业组织（FAO）推荐的逐步订正法，估算了太仓市水稻和小麦生育期内的生产潜力和气候资源利用率。结果表明：（1）近几十年来太仓市太阳辐射能量有所下降，而气温和降水量则有所提升；（2）在太仓市气候条件变化影响下，小麦气候生产潜力呈升高趋势，而水稻气候生产潜力没有明显上升或下降趋势；（3）太仓市小麦气候生产潜力受水分条件影响较大，而水稻气候生产潜力则主要受到温度条件的影响；（4）水稻的气候资源利用率范围为38.50%~64.30%，而小麦则更低，仅23.72%~51.39%。综上所述，太仓市水稻和小麦作物的增产潜力仍然很大，可通过监控温度，调整农时，加强水分管理，改善土壤肥力，提高复种指数，引进新品种等途径提高太仓市作物产量。     

宝鸡市气候变化及其对小麦产量的影响

为了定量评估气候变化对小麦产量的影响,进而指导区域建立适应气候模式。在运用滑动平均、线性回归对气候变化趋势探讨的基础上,对关键气候因子与小麦产量进行相关分析,采用标准时段解析小麦气候产量与技术产量。结果表明,宝鸡市气温及降水突变发生在1991 年,但季节性突变存在差异,气温及降水突变春、秋季均晚于夏、冬季。宝鸡市气温呈升温趋势,升温幅度为0.15℃/10 a,以冬季升温为主。降水呈下降趋势,下降幅度约为15.4 mm/10 a,夏秋季降水减少贡献最大。春季气温与小麦气候产量的相关系数达0.67,气候产量以27.5 kg/(hm2 ·10 a)速率增加。近54 年宝鸡市气候变化呈暖干化趋势,在满足灌溉的基础上,气温升高对小麦生产具有增产作用。     

应对气候变化 确保冬小麦安全生产

随着全球气候的异常变化．河南省安阳地区年平均气温升高．降水量减少。暖干化趋势明显。水资源供需矛盾加剧．农业气象灾害频繁发生．农业病虫害呈上升趋势．影响小麦生产的不利因素增加。农业气象灾害主要归结于降水因子和温度因子的变化。所以从趋利避害的角度研究小麦生产期间主要天气气候灾害（干旱、作物冷害、冻害、雷雨大风等）对小麦的影响和风险,为防灾减灾宏观调控和风险管理提供科学依据。     

气候要素对自贡市中稻产量阶段性影响分析

中稻生长过程中受多种气候因子的相互影响,因此描述其产量极为复杂。为了减少气候因子间的相互影响,全面描述气候要素变化对自贡市中稻产量的影响,笔者运用多要素回归积分法的差分形式,建立中稻气象产量差值模型。该模型综合描述了温度、降水、日照等气候要素对中稻产量形成的阶段性影响,并在此基础上设计了产量影响指数,用于衡量中稻生育期各气候因子对最终产量影响的程度。结果表明：各气候要素对自贡中稻产量影响最大的时段和要素为3月上旬的温度,可以造成136.7 kg/hm2的产量波动;6月中旬的降水,可以造成163.7 kg/hm2的产量波动;7月中旬的日照,可以造成94.4 kg/hm2的产量波动。5月下旬的温度、7月上旬的降水、3月上旬的日照,也可以造成89.6~131.5 kg/m2的产量波动。     

基于气候适宜度指数的山东省冬小麦产量动态预报

利用山东省主产区冬小麦产量资料、生育期内的温度、降水量、日照时数资料,结合冬小麦生理特性,分别构建了冬小麦温度、降水及日照适宜度模型,利用气候适宜度与冬小麦产量的关系,建立基于气候适宜度的冬小麦产量动态预报模型。通过对2008～2010年冬小麦产量进行动态预报, 结果表明, 3月31日、4月30日和5月31日预报的小麦产量丰歉趋势的预报平均正确率均为100%,单产预报平均准确率分别为95.1%、95.1%和95.4%,预报准确率较高,能够满足业务服务的需要。     

近60年河北省冬小麦干旱风险时空规律

干旱是造成作物减产的主要自然灾害,开展作物干旱成因机制和时空特征研究,对于稳定区域粮食生产有重要意义。本研究基于河北省内18个国家标准气象站点1958—2016年的长时间序列观测资料,采用水分亏缺指数(CWDI)作为干旱评价指标,分析了近60年来河北省冬小麦的干旱风险时空格局;通过CWDI对不同气象因子的敏感性分析,进一步探究了冬小麦干旱的成因机制。研究表明,冬小麦生育期需水量和干旱风险呈先增后减再增加的特征,在拔节–抽穗阶段的干旱风险最高,其次是抽穗-成熟阶段。冬小麦全生育期间干旱等级以重旱和特旱为主,特别在其产量形成的关键生长中后期,河北省东南部黑龙港地区面临较高的旱灾风险。冬小麦干旱受降水、气温、湿度等多种因素的影响,其中影响最大的是降水;气温是影响冬小麦生育后期干旱程度的关键因子,伴随近几十年气候变化冬小麦生长期内温度明显升高,将增加冬小麦生长期的耗水量和灌溉需求。本研究揭示了气候变化影响下河北省冬小麦干旱风险的时空演变规律,识别出了干旱灾害的高风险区和关键生育期阶段,可为优化冬小麦灌溉管理和农田防灾减灾提供参考依据。     

四川省农作物种植结构与气候变化耦合协调性研究

为了探究四川省作物种植结构与气候变化的协调关系,本研究基于四川省气候数据与农作物播种面积数据,分析了2000—2018年四川气候变化、农作物种植结构变化以及它们之间的协调关系。结果发现：四川省2000—2018年间降水量、≥10℃积温均呈显著上升趋势,降水量气候倾向率为53.5 mm/10 a,≥10℃积温气候倾向率为123.7℃/10 a;作物播种面积明显增加的有玉米、油料作物、豆类、果园,薯类播种面积保持相对稳定状态,作物播种面积明显下降的有水稻、小麦和其他作物;各主要农作物种植结构占比变化明显。四川省农作物种植占比前三种为水稻、玉米和薯类,多年平均占比分别为21%、17%和13%,且水稻在所有种类中占比较稳定;小麦种植占比正在逐年降低。四川省2000—2018年农作物种植结构变化与气候变化整体相互适应,耦合度与耦合协调度均较高。     

气候变异对内蒙古武川县麦类作物产量的影响

【研究目的】内蒙古武川县位于阴山北麓农牧交错带温凉旱区,是春小麦、莜麦等喜凉作物的适宜产地,但由于气候的年际波动,产量低而不稳。通过分析产量与气候的关系,可采取措施减轻潜在的气候风险。【方法】笔者根据产量统计资料、生育期观测资料和历年气象数据,用相关分析法分析各时期平均温度、日照时数、降水量三个气候因子对春小麦、莜麦产量的影响,建立多因子产量评估模式。【结果】结果表明,武川小麦和莜麦的丰歉与生长季各月的平均气温及其总和呈负相关,与生长季各月降水量及生长季降水之和呈正相关,与日照时数关系不显著。通过找出影响产量丰歉的气象指标因子进行多元回归分析,得出产量的评价模型,可用于武川县麦类作物产量丰歉年评估。【结论】研究认为,气候暖干化将增加武川麦类作物生产的气候风险     

基于ALMANAC的山西省冬小麦模拟

为了准确的监测山西省冬小麦动态长势和预测产量,本研究使用ALMANAC作物生长模型对山西省洪洞县高、中、低产田的冬小麦产量进行了模拟。收集了模型需要的作物属性、土壤、气象及田间管理措施等众多参数并根据实际情况对参数进行了调整,结果表明：冬小麦模拟产量的相对误差(RE)为-7.8%~5.7%,叶面积指数的RE为-12.5%~13.6%,水地最大叶面积指数最大;与背景态相比生育期提前,叶面积指数水地变化不大,旱地低较多,温度主要是对生育期的影响,而水分则对叶面积指数产生较大影响。冬小麦的产量和叶面积指数的动态变化能够被ALMANAC模型较好地模拟;而且模型能够模拟不同水分条件下冬小麦的叶面积指数及气候变化对冬小麦影响。     

潍坊市未来气候变化及其对小麦生育期和产量的影响研究

为研究潍坊市未来气候变化趋势,分析其对当地小麦生产的影响,利用区域气候模式PRECIS对2021—2050年潍坊市气温及降水量进行模拟,并将气象数据输入作物模型,对未来气候变化下小麦的生长状况进行模拟。结果表明,未来潍坊市将会出现气温升高、降水增多的趋势;气候变暖会导致潍坊市小麦生育期提前,产量降低;若考虑CO₂的肥效作用,小麦会增产。     

Global warming likely reduces crop yield and water availability of the dryland cropping systems in the U.S. Central Great Plains

We investigated the impact of GCM-projected climate change on dryland crop rotations of wheat-fallow and wheat-corn-fallow in the Central Great Plains (Akron in Colorado, USA) using the CERES 4.0 crop modules in RZWQM2. The climate change scenarios for CO₂, temperature, and precipitation were produced by 22 GCM projections for Colorado based on the A1B scenario. The climate change for years 2050 and 2075 was super-imposed on measured 30-year-baseline climate data (1989–2008). For all the cropping rotations and projection years, simulated yields of wheat and corn decreased significantly (P < 0.05) with increasing temperatures. The yield declines due to the elevated temperatures should be attributable to the shortening of crop maturity duration and concurrent decreases in soil water and evapotranspiration. The model was also projected to decrease crop yields for the combined climate change scenarios of CO₂, temperature, and precipitation in the dryland cropping rotations.     

气候变化对柴达木盆地主要农作物产量的影响

为合理利用气候资源,提高农作物生产潜力提供科学依据,利用柴达木盆地1991—2017年气温、降水量和主要农作物（小麦、油菜）产量等资料,应用数理统计方法,分析了该区近27年来主要的气候因子（气温和降水）、作物产量的变化特征以及气候因子对农作物产量的影响。结果表明：（1）1991—2017年柴达木盆地年平均气温升高显著,升温率为0.5℃/10 a,降水呈略增加趋势,增幅为16.5 mm/10 a,气候趋于暖湿化。（2）农作物产量增加趋势明显,小麦平均每年增加73.0 kg/hm ²,油菜平均每年增加37.9 kg/hm ²;相对气象产量小麦年际正负变化较明显,油菜年际正负变化较频繁。（3）农作物产量与年平均气温、年降水量存在着显著的相关性,气温每升高1.0℃,小麦产量增加845.8 kg/hm ²,油菜产量增加454.5 kg/hm ²;降水量每增加10 mm,小麦产量增加140.0 kg/hm ²,油菜产量增加74.0 kg/hm ²,气温对农作物产量影响较降水大。     

蓝莓生态气候适宜度评价指标及模型的设计

为了客观有效地评价生态气候资源对蓝莓生长发育的适宜状况,基于科学性、系统性、实用性及动态性的原则,从蓝莓的种植区域生态环境、生育期气候条件、田间管理水平3个方面选取了12项指标,构建了蓝莓生态气候适宜度评价指标体系。运用模糊数学理论,分别建立了土壤、气温等评价因子对蓝莓生态气候适宜度的隶属函数,并结合专家打分法对各因子的权重进行了分配,构建一个二级层次结构的评价模型。通过评价模型可定量化计算出确定品种的蓝莓在具体种植地和时间段的生态气候适宜程度。本研究填补了国内蓝莓生态气候适宜性模糊评价的空白,为蓝莓引种、建园、产量及品质预测、气象灾害损失评估等提供科学依据。     

气候变化对中国种植制度影响的研究进展

为研究气候变化对中国农业种植制度的影响,综述了学者们在气候变化对中国种植制度和复种指数影响上的研究结果。结果显示：未来气候变化将会使中国的3熟区面积扩大,1熟区面积缩小,2熟区面积变化较小。农业复种指数在总体增加的情况下,在不同地区的增加幅度有所不同。但是,研究中还存在着气候模型自身的不足以及未考虑技术进步等因素对种植制度和复种指数的影响。因此,在今后的研究中,需要加强模型精确度及多因素综合对中国种植制度的影响研究,以提高预测结果的准确度。