基于气候适宜度的河南省夏玉米产量预报研究

从夏玉米不同发育阶段所需的光、温、水等生物学特性出发,构建了河南省夏玉米气候适宜度模型,计算了1980—2007年全省13个主产省辖市夏玉米生长季综合气候适宜度;根据各阶段气候适宜度与夏玉米产量的相关关系,建立了以旬为步长的夏玉米产量预报模型,并利用2008—2012年数据进行预报检验。结果表明,气候适宜度指数与夏玉米产量呈显著正相关,气候适宜度变化能较为客观地反映夏玉米产量水平及其动态变化。1980—2007年各省辖市模型回代检验准确率为87.5%~94.6%,全省平均为91.8%,2008—2012年各省辖市预报准确率逐旬平均为92.3%~98.4%,全省平均为96.0%,能基本满足农业气象业务服务需求。     

自贡市玉米主要病虫害气象等级预报模型

利用2001—2017年四川省自贡市玉米主要病虫害发生面积与同期气象资料,研究自贡市气象条件对玉米主要病虫害发生的影响。通过相关分析等方法筛选气象预报因子,采用多元回归分析建立自贡市玉米主要病虫害气象条件等级预报模型。结果表明,5月中旬至7月上旬的降水量和湿度对玉米病害的发生面积影响最为显著,温度次之;4—6月的温度和降水量对玉米虫害的发生面积影响最为显著,湿度次之;7—8月频发的高温对玉米病虫害的发生发展均有明显的抑制和消弱作用。对模型进行检验,历史回代检验气象等级综合拟合准确率达到91%,2018年试报检验气象等级综合准确率达到100%,模型预测效果较好,能够为自贡市开展玉米主要病虫害防治提供科学的气象决策依据。     

基于气象关键因子的广东省橡胶产量预报

气象条件是橡胶产量波动的重要影响因素,为了开展橡胶气象服务及产量预报,利用1992~2014年广东省橡胶产量资料和气象资料,通过相关分析及考虑生物学意义,确定了影响广东橡胶产量的关键气象因子是1~2月最低气温平均、5月下旬至6月中旬雨量、5~9月最大风速最大值区域平均,在此基础上用多元线性回归方法建立了广东省橡胶产量预报模型,对橡胶产量进行中期预估预报和后期最终预报。模型历史回代检验平均准确率90%;对2014年橡胶单产进行试预报检验,预估预报和最终预报准确率≥94%,预报准确率较高,表明此方法建立的模型可在业务和服务上应用。     

基于气候适宜度的辽宁省春玉米产量动态预报研究

基于前人研究的东北地区春玉米适宜度指标,分别构建以省、市为空间尺度,以候为时间尺度的春玉米温度、降水和日照适宜度模型,运用积分回归法,建立春玉米气候适宜度指数,根据加权法,建立辽宁省和14个市的春玉米产量动态预报模型。结果表明,气候适宜度指数与单产丰歉值显著相关,1992—2013年省级模型回代检验准确率为79.6%,该方法可以动态预报辽宁省春玉米单产,满足辽宁省省级农业气象业务服务需求。     

基于气候适宜度的水稻产量动态预报模型

利用1981─2016年江苏省13个市气象观测站的地面气象观测资料和同期的水稻产量资料,结合江苏地区的气候特点和水稻生理特性,构建了适用于江苏地区水稻的温度、日照、降水适宜度模型;根据气候适宜度与水稻气象产量的相关关系,确定了气候适宜指数,进而建立了基于气候适宜指数的江苏各市及全省的水稻产量动态预报模型;对所构建的模型进行历史拟合检验和预报检验,拟合准确率平均为95.05%,预报准确率平均为96.15%,达到了业务工作中准确率95%以上的预报标准。     

基于相对气候适宜度指数的贵州辣椒产量动态预报模型构建

【目的】探明辣椒单产与气候要素变化的相关性,为促进辣椒产业优质高效生产及为贵州省辣椒产量预报提供气象科学依据。【方法】在贵州省北部加工型辣椒产业带和南部鲜食辣椒产业带分别选择种植面积较大的3个县市区(北部产业带选择湄潭县、绥阳县和凤冈县,南部产业带选择盘州市、瓮安县和西秀区),对其在2010—2017年辣椒生育期内的气象条件和平均单产进行分析,构建相对气候适宜度指数,并基于相对气候适宜度指数建立分区域产量动态预报模型。【结果】辣椒生育期内(5月下旬至8月下旬)的累积相对气候适宜度指数与辣椒单产丰歉值均呈正相关,其相关性均通过0.05水平的显著性检验。基于相对气候适宜度指数建立的北部和南部辣椒产业带产量动态预报模型均通过0.05水平的显著性检验。回代检验表明,全省预报的平均准确率达88.35%,北部辣椒产业带产量预报模型准确率高于南部产业带;全省预报模型回代检验及检验的预报准确率分别达88.35%和84.34%。【结论】建立的辣椒相对气候适宜度指数能够客观反映贵州省北部、南部两大辣椒产业带的气候适宜度与单产丰歉值的变化情况;建立的贵州省辣椒不同时段的预报模型可客观反映辣椒生长期内的气象要...     

青南牧区天然牧草产量预报方法研究及模型——以河南牧业试验站为例

根据青南牧区河南牧业试验站1996~2016年天然牧草观测数据和同期气象资料,应用SPSS软件曲线估计方法中的线性、"S"型、二次项等模型模拟了牧草趋势产量;应用Excel软件中"数据分析"计算出各个气象因子与气象产量相关系数,挑取相关系数≥±0.5的因子,建立气象产量预报模型,计算出气象产量预报值,对1996~2016年预报产量结果回代检验。结果表明:(1)影响河南地区牧草产量主要气象因子为气温、降水、日照时数;(2)利用SPSS软件建立模拟效果较好的牧草趋势产量与气象产量预报模型;(3)对1996~2016年预报结果进行回代检验,表明预报准确率较高,预报正确率为67%,2017年预报检验结果误差为-3.2%(即:预报结果正确);(4)用所建的牧草产量预报模型来预报下一年的牧草产量时正确率较高,可以在该地区范围内应用推广。     

基于气候适宜度指数的吉林省春玉米单产预报研究

利用吉林省1980～2014年春玉米产量、生育期以及逐日气象资料,从春玉米生长发育的上限温度、最适温度、下限温度、需水量和需光特性等生物学特性出发,构建春玉米生长季逐旬温度、降水、日照时数及综合气候适宜度模型,经过与相对气象产量进行相关以及回归分析,根据气候适宜度指数建立7～8月逐旬的产量动态预报模型,对吉林省春玉米产量进行动态预报。结果表明:各时段建立的产量预报模型均通过0.01水平的有效性检验,能够客观反映春玉米生长期内气象要素状况;各预报模型的历史回代检验平均准确率均大于88.9%,均方根误差小于15.0%;历史回代拟合的气象产量与实际气象产量在年际变化上具有较好的一致性,两者相关性通过0.01水平的显著性检验;1981～2011年间各旬单产趋势预报准确年份在21年以上。各时段预报模型对2012～2014年的外推预报结果不稳定,准确率分别在97.0%、88.5%、66.8%以上,趋势预报2014年不准确。总体上,建立的产量预报模型可为吉林省春玉米产量预报提供重要依据。     

高寒地区大豆产量动态预报研究

研究旨在实现逐旬省级和市级的大豆产量预报。利用黑龙江省大豆产量资料分析其时空分布特征;结合各时段气象数据构建温度、降水、日照及综合气候适宜度模型,分析与相对气象产量相关性;构建基于气候适宜度指数的逐旬产量动态预报模型,对黑龙江省大豆产量进行动态预报。结果表明：（1）大豆年均单产空间上从南至北逐级递减,时间上呈年代际变化,各市县年均总产量差距显著,嫩江市大豆产量最高;（2）1995—2015年黑龙江省和嫩江市气候适宜度指数与其对应的大豆相对气象产量显著相关,构建的气候适宜度模型可以客观反映大豆各生长时段内气象条件情况;（3）1995—2015年模型回代检验平均准确率在80%以上,各时段趋势准确年份在12年以上,2017—2019年模型外推预报准确性均超过了85%。建立的产量预报模型可为黑龙江省大豆产量预报提供参考依据。     

廊坊市夏玉米干旱气象保险指数研究——以霸州市为例

利用廊坊市霸州市农业气象观测站点1980—2018年的逐日气象资料和1993—2018年夏玉米产量资料,基于水分亏缺率构建夏玉米干旱气象指数,通过分析夏玉米干旱气象指数与相对气象产量之间的关系,构建夏玉米灾损模型,提出夏玉米干旱保险赔付标准,厘定干旱保险纯费率,设计夏玉米干旱气象指数保险产品。结果表明,在拔节期至乳熟期内发生干旱对夏玉米产量影响最大,选取拔节期至乳熟期和全生育期的干旱气象指数进行灾损分析,构建减产率模型,将夏玉米分为轻旱、中旱、重旱和严重干旱4个等级。设计夏玉米干旱保险赔付标准,起赔标准为干旱气象指数>40%,在拔节期至乳熟期保险费率为5.6%,保费357.6元/hm²,全生育期保险费率6.5%,保费395.7元/hm²。     

近20年黄淮海地区气候变暖对夏玉米生育进程及产量的影响

【目的】探求黄淮海地区近20年气候变暖对夏玉米生长发育进程及产量的影响,为气候变暖背景下夏玉米的高产稳产制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】选取黄淮海地区,包括河北、京津地区、河南、山东、安徽和江苏等地区进行区域研究,利用该地区近20年长期观察的气候数据和夏玉米生产数据以及历史产量数据,采用相关分析和非线性多元回归等分析方法,明确气候因子（温度和降水）与夏玉米生育期和产量的关系。【结果】近20年间黄淮海大部分地区夏玉米生长季内区域平均温度呈上升趋势,但存在地区间差异。降水方面,该区东北部的京津-河北地区与山东降水量呈下降的趋势。与1990s相比,2000s河北和山东夏玉米营养生长期天数呈下降趋势,分别下降2 d和1 d,河南呈上升趋势,增加1 d;而生殖生长期呈上升趋势,分别上升4 d和2 d,河南下降1 d。全生育期天数有所增加,平均增加2 d和1 d。河南保持不变。利用F检验法分析审定品种和试验地玉米全生育期线性趋势一致性。结果表明,审定品种生育期和试验地玉米生育期变化呈现一致的趋势,说明品种的变化是影响夏玉米生育期的因子。采用线性偏回归测验法分析品种和气候因子对夏玉米生育期影响重要性。结果表明,气候因子是夏玉米生育期变化的主要因子,影响率占75.3%。黄淮海地区（除江苏外）夏玉米产量以增产为主。非线性分析表明,气温升高会导致黄淮海地区北部的河北与西部的河南夏玉米产量上升,东南部地区各省份夏玉米的减产。降水对该地区干旱少雨的北部地区夏玉米产量有正效应,对湿润多雨的南部地区有负效应。此外,当GDD10上升时,黄淮海地区北部的河北与西部的河南的夏玉米产量会随着上升,而东部和南部的山东、安徽与江苏夏玉米产量将会下降;整个黄淮海地区,当GDD30上升时,会造成全地区夏玉米产量下降,且山东下降最为明显。【结论】黄淮海地区夏玉米的实际生产受气候变暖的影响,夏玉米对气候变暖是逐步适应,可以利用其适应潜力,通过选育生育期长和耐热的夏玉米品种和改进栽培措施来适应气候变暖,从而提高夏玉米产量。     

气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式和产量的影响

【目的】全球气候正以变暖为主要特征发生显著变化,探究气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植制度的影响,为制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】通过气象站点观测值的加权平均和一元线性回归分析黄淮海各省市地区1992—2013年来的气候变化特征。利用农业气象站点多年长期观察的夏玉米-冬小麦物候数据,通过加权求平均,分析气候变暖背景下夏玉米-冬小麦的生育期和茬口推移情况。采用一元线性回归分析1992—2013年来黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量变化。同时利用非线性回归分析法和面板数据敏感性分析法分析气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量的影响。【结果】1992—2013年来,黄淮海地区温度整体呈现波动上升趋势,降水总量变化趋势不明显,但区域差异显著。在气候变化的背景下,黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式发生明显改变:冬小麦播种时间推迟,生育期存在缩短趋势,不同地区缩短2—5 d不等;夏玉米播种时间南部推迟而北部提前,收获时间总体呈现推迟趋势,整个黄淮海地区生育时长未发生明显变化。茬口时间因夏玉米-冬小麦生育期的推移呈现不同程度延长,造成了气候和土地资源的浪费。1992—2013年间黄淮海地区夏玉米-冬小麦单产呈显著上升趋势,多数省份达到显著水平。非线性敏感性分析表明,最低温度、最高温度和平均温度对夏玉米-冬小麦产量的影响基本表现为同时增产或同时减产的一致性。冬小麦产量受最低温度的影响最为显著,东南部的江苏省和山东省减产明显,而北部河北省和西部河南省表现为增产。温度升高除对河南省夏玉米有增产作用外,其他省份夏玉米产量均出现不同程度的降低,这可能与温度升高的幅度不同和降水的区域性差异有关。降水量对夏玉米-冬小麦产量影响存在地区差异。总体上气候变暖对周年单产影响表现为北部增产,而南部减产,因而选择适宜早播且生育期长的夏玉米品种对保障周年产量具有重要意义。【结论】气候变暖背景下,黄淮海地区冬小麦播种时间推迟,生育期缩短,夏玉米生育期北部延长而南部缩短,生育期的推移导致茬口时间延长,造成了气候资源和土地资源的浪费。1992—2013年间夏玉米-冬小麦周年产量显著提高。温度升高和降水增加对产量的影响存在区域差异,整个区域平均来看升温使夏玉米减产,冬小麦增产;降水增加有利于黄淮海北部地区夏玉米的产量形成,对南部地区夏玉米产量则存在不利影响,而对黄淮海大部分地区冬小麦的产量形成不利。     

豫南雨养区夏玉米产量与气象因子的关系

根据豫南雨养区方城、西平两县1995-2008年的夏玉米单产和同期气象资料,分析了该区生长期间气温、降水量、日照时数等气象因子对夏玉米气象产量的影响。结果表明,水分影响夏玉米生育的全过程,与光照时数相比,气温显著影响产量,6月、8月的降水量、7月的气温是影响夏玉米产量的关键气象因子。     

应用DNDC模型模拟沟垄集雨种植对陕西省玉米产量的影响

利用DNDC模型分析沟垄集雨种植模式下农田水分和玉米产量的时空变化特征,为确定沟垄集雨种植技术的适宜区域以及该技术在陕西省农业生产中的进一步应用推广提供科学依据。利用陕西省2001-2010年19个气象站点观测资料,采用DNDC模型模拟沟垄集雨(PF)和传统平作(CK)种植下陕西省玉米田土壤水分和玉米产量。2001-2010年陕西省年均降雨量为609.2mm,且南至北呈现出逐渐递减的趋势,陕西南部地区的降雨量最高,其次是关中地区,陕西北部地区的降雨量最低。沟垄集雨种植模式下,土壤蒸发量从北至南呈现逐渐增加的趋势,土壤蒸发量在170mm以下的地区分布在陕西省北部,土壤蒸发量在190mm以上的地区分布在陕西南部。和平作种植模式相比,沟垄集雨种植模式下,陕西北部富县、黄陵、洛川、黄龙和宜川5个县土壤储水量提高到145mm以上,陕西中部宝鸡、凤翔、岐山、扶风4个县(市)土壤储水量提高到126mm以上,陕西北部6个县和中部14个县玉米生长水分胁迫减弱;与平作相比,沟垄集雨模式下,陕西省大部分区域产量变异数降低,说明沟垄集雨技术能降低年际间降雨量变化对产量的影响,具有较强的稳产效应。沟垄集雨和平作种植模式下陕西10a玉米总产量分别为1 320万t和1 140万t,沟垄集雨较平作模式增产180万t,提高16%。沟垄集雨种植玉米的增产效应从北至南呈现出逐渐降低的趋势,与年均降雨量的空间分布规律相反,陕西北部年均降雨量低于500mm的地区增产效果最高,陕西南部年均降雨量高于800mm的地区,沟垄集雨种植模式对产量的提高具有负效应。     

基于灰色关联分析法的东北地区主要粮食作物综合效益评价

为合理布局作物生产,利用东北地区71个站点的气象资料以及年鉴资料,运用灰色关联分析法对东北地区主要粮食作物的综合效益,按产量效益、经济效益和生态效益各项指标进行综合评价。结果表明:吉林省南部和中部平原及辽宁省大部地区最适宜种植玉米;黑龙江省大部地区及辽宁省东南部地区最适宜种植水稻;而大豆适宜种植在东北北部、东部低温或多雨地区。     

气候变化背景下华北平原夏玉米适宜播期分析

【目的】随人口增加、饮食结构变化和能源需求的增加,中国粮食安全问题日益严峻,在耕地资源有限的背景下,高产稳产仍是保证粮食安全的主要途径。华北平原是我国夏玉米主产区,明确气候变化背景下该区域夏玉米的适宜播期,对于稳定和提升该地区夏玉米单产,保障我国粮食安全具有重要意义。【方法】依据夏玉米生长季积温和降水将华北夏玉米区分为8个气候亚区,在每个气候亚区内基于1981—2015年气候资料、农业气象观测站夏玉米种植资料和土壤资料,对农业生产系统模型(APSIM-Maize)进行调参验证,选用决定系数(R~2)、D指标、均方根误差(RMSE)和归一化均方根误差(NRMSE)等指标来评价模型调参验证结果。在此基础上设置不同播期,利用调参验证后模型模拟各气候亚区不同播期夏玉米产量,采用高稳系数并综合考虑下茬作物冬小麦的播期,明确各气候亚区冬小麦-夏玉米两熟系统下充分灌溉和雨养条件夏玉米适宜播期,并分析与实际播期相比适宜播期下的夏玉米增产幅度。【结果】(1)模型适应性评价指标中决定系数(R~2)均在0.75以上,D指标均在0.80以上,归一化均方根误差(NRMSE)均在7%以下,表明调参后的APSIM-Maize模型在华北平原夏玉米生育期和产量模拟方面具有较好的模拟效果,可用于华北平原夏玉米生育期和产量模拟研究。(2)充分灌溉条件下,第一气候亚区夏玉米推荐适宜播期主要在6月下旬,第二气候亚区到第七气候亚区,主要在6月中下旬,第八气候亚区主要在6月中上旬。雨养条件下,第一气候亚区主要在6月下旬和7月上旬,第二、三A、四、五、六气候亚区主要在6月中下旬,第三B、七气候亚区适宜播期范围较广,6月均可播种,第八气候亚区在6月上中旬。(3)在充分灌溉和雨养条件下,与实际播期相比,适宜播期在各气候亚区的增产幅度为第一气候亚区到第五气候亚区增产幅度最大,平均在4%—10%;第六气候亚区到第七气候亚区次之,平均在2%—5%;第八气候亚区增产幅度最小,平均在3%以下。【结论】华北平原夏玉米适宜播期随着纬度的升高而提前。充分灌溉和雨养条件下,随着年代的推移,夏玉米适宜播期呈现推迟趋势,自20世纪80年代到21世纪00年代,每10年推迟3 d左右。第一和第二气候亚区雨养条件下的适宜播期晚于充分灌溉条件下适宜播期,其他气候亚区无显著差异。与实际播期相比,各气候亚区适宜播期下产量有2%—10%的提升,但雨养和充分灌溉条件下增产幅度没有明显差异,增产幅度由南到北呈现减小的趋势,第一到第五气候亚区,增产幅度较其他气候亚区大。     

2016年度灾害性天气对桓台县夏玉米产量影响分析

2016年桓台县夏玉米播种面积2.33万hm2,整个生育期气象条件较为有利,但也出现灾害性天气,造成全县夏玉米减产.通过对2016年夏直播玉米整个生产过程中气象条件进行分析,探讨气象条件、灾害性天气过程对当年夏玉米产量的影响.结果表明,7月下旬的强降雨天气造成夏玉米授粉不良,穗粒数降低,夏玉米"秃尖"现象偏重;8月中旬的连续性降雨天气造成田间积水和夏玉米青枯病大面积发生,影响玉米灌浆,千粒重降低;9月中旬的风雨冰雹天气造成夏玉米严重倒伏,影响灌浆,且对夏玉米收获不利,增加了生产成本.     

全球气候变化背景下应用温度三区间理论对郑 州地区夏玉米高温热害规律研究

在全球气候变化背景下,中国气候自20 世纪80 年代开始明显变暖,并且北方增温更甚于 南方,而这对于农作物的生长发育进程有着重大影响。玉米作为我国最重要的粮食作物之一,其 产量对于国家粮食安全有着重要意义。而黄淮海地区,是我国夏玉米种植面积最大的区域之一, 随着全球气候变化,黄淮海地区气温在50 年（1958 年-2007 年）来处于上升趋势,这也加重了该地 区夏玉米遭受高温热害的程度。本文以夏玉米温度三区间理论中的两个指标GDDbase,opt、 GDDbase+为基础,以黄淮海地区河南省郑州市为例,对     

气候变化下东北农作区大豆需水量时空变化特征分析

为探讨气候变化背景下东北农作区大豆需水量变化特征,基于Simulation of Evapotranspiration of Applied Water(SIMETAW)模型,利用东北农作区58个气象站点1961—2010年的气象资料,分析气候变化背景下大豆不同生育时期内有效降雨量、需水量(ETc)与缺水量(WD)的时空变化特征。结果表明:近50年来东北农作区大豆花前有效降雨呈微弱增加的趋势,花后有效降雨呈下降趋势,大豆全生育期有效降雨量呈下降趋势,气候呈现暖干趋势;在大豆全生育期及各生育阶段长白山区的有效降雨量均高于其他亚区。全区大豆全生育期50年平均需水量为398.29mm,呈下降趋势,其分布呈西多东少、南多北少;全区大豆播种-出苗阶段需水量多年来保持稳定,平均为27.36mm,其分布呈北部及中部多、南部少。全区大豆出苗-开花阶段平均需水量为130.90mm,呈下降趋势,其分布呈南多北少,全区大豆开花-成熟阶段平均需水量为240.03mm,呈上升趋势,其分布呈中部多、南北少。近50年来,东北农作区大豆全生育期及不同生育阶段内缺水量为正值,其中松辽平原区大豆缺水量值最大。如果不考虑灌溉,研究区域有效降雨不能满足大豆的需水,有条件的地区,应适时补充灌溉,来保证大豆的稳产高产。