湖南双季晚稻寒露风初日的气候演变特征及其预测模型

寒露风为9月日平均气温≤20℃且持续3d或以上的低温天气过程,是影响湖南双季晚稻生产的主要农业气象灾害。利用1961-2013年湖南19个气象站的日平均气温资料,将湖南分为湘北、湘中、湘南3个区域,统计各区历年第一次寒露风的开始日期,构建各区寒露风初日时间序列,分析其变化特征并利用均生函数方法建立各区寒露风初日预测模型。结果表明：近53a湖南各区域寒露风初日年代际变化特征显著,寒露风初日平均在9月下旬中后期;最早出现日期为：湘北、湘中在9月上旬初,湘南在9月上旬末;最迟出现日期为：湘北在10月中旬前期,湘中、湘南在10月中旬后期。影响双季晚稻产量的寒露风发生频率为：湘北约3a两遇、湘中约2a一遇、湘南约5a两遇。基于均生函数建立的湖南寒露风初日预测模型,历史拟合率为：湘北、湘中92%、湘南94%;2011-2014年预测结果表明模型对湖南寒露风初日具有较强的预测能力。     

宣城市寒露风发生特征及其对晚稻产量的影响

为研究宣城市寒露风发生特征及其对晚稻产量的影响,利用宣城市7个国家级气象站1980—2018年9月逐日平均气温、日最低气温、日降雨量等气象数据,对宣城市的寒露风发生特征进行分析,得到宣城市寒露风天气发生的基本规律,同时结合宣城市晚稻的生长发育期,研究寒露风对宣城晚稻的影响。结果指出:宣城市发生寒露风天气的平均时间为9月21日,最早发生时间为9月9日,出现的概率达到52.6%,其中湿冷型寒露风占75%,重度和中度等级寒露风分别占20%和80%;宣城市晚稻产量减产年均有中等强度以上寒露风天气过程,9月发生的寒露风天气对晚稻产量的影响较明显。     

工厂化集中育秧模式下荆州市双季早稻低温冷害风险分析

利用荆州市6个国家气象站1981-2014年早稻生育期和日平均气温观测资料,统计传统露地育秧(TS)情况下早稻的生育期和积温,设定比传统方式提前10d播种于温室集中育秧(CS-10)和提前20d播种于温室集中育秧(CS-20)两种育秧模式,推算出相应的生育期,利用日平均气温观测资料和weibull分布模型,统计分析当地采用这两种育秧模式时早稻关键生育期冷积温(指早稻某生育期内冷害临界温度指标与日平均气温差值的累积值)变化及概率密度分布,比较分析3种育秧模式下早稻遭遇低温冷害的风险。结果表明,相较于TS模式,提前10d集中育秧时,移栽-分蘖始期、幼穗分化始期、抽穗开花始期、灌浆结实始期和收获始期分别提前14d、10d、8d、11d和7d;提前20d集中育秧时,各生育期则分别提前24d、15d、11d、17d、10d。其中,轻度冷害发生概率在发育前期(移栽-分蘖期、幼穗分化期)逐渐下降,发育后期(抽穗开花期、灌浆结实期)逐渐增加,而中度以上冷害的发生概率在发育前期增幅较大,其中提前10d集中育秧时,移栽-分蘖期和孕穗分化期的冷害概率分别为14.7%、49.7%;提前20d集中育秧时,冷害概率分别可达57.1%、71.7%,是传统育秧模式的数倍。因此,为降低冷害风险、保障早稻稳产,荆州市早稻集中育秧模式的适宜播种期应不早于3月25日,即比传统育秧模式提前7d左右。     

共和盆地界限温度初终日和积温对气候变化的响应

利用青海省共和盆地海南州气象台1953—2010年逐日平均气温,以5 d滑动平均法确定稳定通过≥0℃、≥3℃、≥5℃、≥10℃初、终日,求算初终日间持续日数、活动积温和有效积温,分析界限温度初终日、持续日数和积温的变化,应用Pearson函数求算界限温度初终日、初终日期间持续日数、活动积温和有效积温与年平均气温的相关性并建立回归模型。结果表明:共和盆地各级界限温度初日均呈提前趋势,终日均呈推后趋势,初终日间持续日数呈增加趋势,活动积温和有效积温均表现为增大趋势;各界限温度初日与年平均气温呈负相关,终日与年平均气温呈正相关,初终日间持续日数呈正相关,活动积温和有效积温与年平均气温极显著相关;若年平均气温升高1℃,则各界限温度初日提前3～6 d,终日推迟3～4 d,各界限温度期间的持续日数延长6～10 d,活动积温增加165～190℃,有效积温增加164～183℃。     

甘肃黄土高原气温稳定通过10℃初日对冬小麦生育期的影响

用1971-2004年甘肃黄土高原39个站的气温10℃初日和西峰农业气象试验站的冬小麦生育期资料,分析了对冬小麦生育期的影响.结果表明,甘肃黄土高原日平均气温稳定通过10℃的初日有3个偏早区,分别位于北道、兰州、泾川,有3个偏迟区,分别位于华家岭、东乡、岷县附近;最早的是北道为4月14日,最迟的是华家岭为6月5日;其空间分布特征是定西、临夏偏迟,天水、平凉、庆阳早,西北部的白银也较早;总的趋势是日平均气温稳定通过10℃的初日越来越早,特别是90年代以来的趋势更加明显;70年代大部分地方偏迟,80年代北部偏早,南部偏迟,90年代定西、临夏偏迟,其余偏早.西峰初日早的年份,积温高,日照充足,冬小麦各平均生育期普遍提前了3d以上,尤其是抽穗、开花期,提前了11～12d,全生育期提前了11d,最早的2004年比最迟的1993年的各生育期普遍提前了9d以上,特别是返青、起身期,提前了14～16d,全生育期提前了20d.     

东北地区近46年玉米气候资源变化研究

利用东北3省70个基本气象站1961—2006年逐日日平均气温、日最低气温资料,计算分析各年代80％保证率下≥10℃初日、初霜日、生育期天数、≥10℃有效积温及玉米不同品种的布局变化。结果表明：与20世纪60年代相比,玉米气候资源在2001—2006年增加较显著。≥10℃初日除大兴安岭漠河外其它地区普遍提前了2～10d;初霜日除大兴安岭地区提前5～20d,小兴安岭和辽宁省变化不明显,其它地区普遍推迟5～10d;生育期天数除大兴安岭北部减少10d左右,吉林省北部变化不明显,其它地区普遍增加了10d左右;≥10℃有效积温除大兴安岭变化不明显,其它地区普遍增加200～400℃·d。在玉米适宜生长区域内适宜播种期较60年代普遍提前了2～10d;不同品种熟型玉米分布界线在2001—2006年北移东扩很显著,小兴安岭可以种植极早熟品种,三江平原成为中熟和中晚熟品种区域,松嫩平原南部亦可种植晚熟品种,长白山地带以前不能满足玉米生育热量条件的区域,也可以种植早熟品种了。     

桃源县寒露风的灰色预测

<正> 桃源县地处湘西北,长期以来以双季稻生产为主,晚稻播种而积占稻田总面积的85％以上。9月正是晚稻抽穗开花时期,当北方有强冷空气侵入,造成气温急剧下降,出现日平均气温≤20℃、连续3天以上的寒露风天气时,水稻容易形成“障碍型冷害”,从而影响到晚稻的开花结实,致使水稻空秕     

黄河故道砀山酥梨花期低温冷害风险的评估方法初探

低温冷害为砀山酥梨花期的主要气象灾害之一,其风险评估具有重要意义。运用数理统计方法研究分析1983-2006年砀山酥梨物候资料和同期气象资料,从酥梨始花期和整个花期的日最低气温的概率分布入手,建立了酥梨花期低温冷害风险评估模型。结果表明：（1）砀山酥梨花期内遭受某一级别的低温冷害的风险,可由始花期出现的概率与花期内逐日出现某一级别低温冷害的概率之和的乘积来表示,一般是酥梨始花期越早、花期历时越长,遇到某一级别低温冷害的风险越大。所得风险评估方程,可用于风险评估。（2）砀山酥梨开花始期具有正态分布特征,即始花期早和迟的出现频率较小,处于历年始花期均值附近的频率较大。（3）砀山酥梨花期遭受低温冷害的指标可分为花期内出现日最低气温≤7℃、≤5℃、≤3℃三个级别。（4）酥梨始花后到某一日遭受某一级别低温冷害的累积概率,除始花日出现≤3℃低温冷害的概率与始花期早晚呈线性关系外,其他日期的累计概率均与始花期的早晚呈指数关系。     

气候变暖背景下太原市霜冻发生特征及其对农业的影响

基于太原市1951-2008年逐日最低气温资料,按轻微、中度和重度3级霜冻强度,分析了太原市霜冻发生的基本特征;采用累积滤波器法结合非参数统计检验方法分析了太原市霜冻的变化趋势;利用异常霜冻指标,分析了太原市霜冻的异常发生情况。结果表明:1)太原市轻微霜冻平均初霜冻日为10月14日、终霜冻日为4月15日,平均无霜冻期为182d。与轻微霜冻相比,中度、重度霜冻平均初霜冻日分别推后9d和23d,平均终霜冻日分别提前11d和24d,平均无霜冻期分别延长20d和47d。2)各级霜冻强度下,初霜冻日在年代际间的变化较为复杂,终霜冻日则表现为20世纪50-70年代偏晚、80年代之后偏早,无霜冻期表现为50-70年代缩短、80年代之后延长为主的变化特点。3)在α=0.05显著水平下,太原市各级霜冻的初霜冻日呈现显著的推后趋势、终霜冻日呈现显著的提前趋势以及无霜冻期呈现显著的延长趋势,以重度终霜冻日提前趋势最显著。4)太原市轻微偏早初霜冻、中度偏晚终霜冻和重度偏早初霜冻发生频率达15%以上,其余各级异常霜冻的发生频率在5%~10%;大多数异常霜冻发生在50-70年代。5)太原市轻微异常初霜冻对秋粮作物的产量影响较小,中度和重度异常初霜冻会使大白菜遭受不同程度的冻害;春播幼苗主要受到特晚终霜冻的影响;冬小麦遭受终霜冻危害的平均频率为5年一遇,尤以拔节后5d内发生的频率最大。     

莎车日平均气温≥5℃初日的变化特征以及对杏树开花期的影响

利用新疆喀什地区莎车县1961-2010年日平均气温和1983-2010年杏树物候期观测资料,通过相关分析和回归分析,研究气温稳定通过5℃初日的变化特征及其对杏树开花期的影响。结果表明,1961-2010年,莎车县5℃初日呈现较为显著的提早趋势,且各年代际间5℃初日呈波动变化趋势,其中20世纪70、80年代出现最晚,2001-2010年出现最早。杏树开花盛期也呈较显著提早的趋势,其中2001年以来比20世纪90年代提早了4d,比1983-1990年提早了5d。杏树的开花盛期与5℃初日日期呈显著的正相关,利用回归模型开展的杏树开花盛期预报结果显示,其相对误差在±2%。研究结果可为当地杏树开花物候期的预测以及春季果树生产管理提供科学依据。     

宁夏气候变化及其对农业生产的影响

选取宁夏20个地面气象站1961-2005年逐日平均气温、逐日最低气温、逐日降水量资料,分析年平均气温、日平均气温稳定通过0℃积温、无霜期、生长期降水量等的变化规律.结果表明:20世纪90年代以后宁夏各地明显升温,20世纪90年代和2001-2005年年平均气温平均升高了0.5℃和0.9℃,≥0℃积温平均增多了94.9℃·d和225 2℃·d;90年代以后无霜期平均延长了6.8d,作物生长期降水量呈减少的趋势,平均减少了12.5mm;气温升高也使得冬小麦种植北界明显向北、海拔上界明显向高处扩展.     

青岛地区倒春寒时空特征及气象指标研究

本文基于青岛地区7个国家气象站1961—2015年3—5月逐日平均气温、最低气温资料及农作物霜冻、低温冷害或冻害资料,依据GB/T34816—2017《倒春寒气象指标》,统计研究出倒春寒气象指标及时空特征,为提高作物防御能力提供参考。结果表明,青岛地区倒春寒分轻度和中度两级,分别占67.3%和32.7%,无重度。倒春寒年均发生1.1站次,主要在4月份。自20世纪90年代以来,年际或年代际变化主要呈减少趋势。空间分布从西北部地区到东南沿海逐渐减少,即墨中度出现概率最大。进一步分析得知,倒春寒致灾概率为26.3%。通过灾情发生时气象条件分析得出致灾性倒春寒气象指标:轻度型最低气温降至0～5℃、过程平均气温偏低2～4℃,持续时间3～5 d;中度型最低气温降至0℃以下、过程平均气温偏低4℃以上,持续时间6 d以上。从影响范围、发生时间和致灾性分析,青岛地区中度倒春寒范围大,为区域性发生,出现在3月下旬—4月中旬,可造成农作物冻害;轻度倒春寒影响范围较小,一般2站以下,出现时间略晚,4月中下旬概率较大,易造成霜冻或低温冷害。总之,春季冷空气入侵引发青岛地区倒春寒天气现象,其中26.3%为致灾性倒春寒,造成农业生产经济损失。值得重视的是轻度倒春寒,因其发生频率高于中度,且发生时段与本地主要农作物生长关键期重叠,如小麦拔节—孕穗期、大部分果树开花期,需加以防范。     

黑龙江省积温时空变化及积温带的重新划分

根据黑龙江省1981-2012年78个气象站点的逐日平均气温资料,运用5日滑动平均法计算≥10℃积温,并对其进行Kiring空间插值分析,研究气候变暖后黑龙江省≥10℃积温的时空变化,选取80％保证率计算黑龙江省各地区积温并对全省积温带进行重新划分.结果表明：（1）黑龙江省1981-2012年年平均气温为3.18℃,呈显著上升趋势（P＜0.05）,气候倾向率为0.21℃/10a;（2）时间分布上,20世纪80年代以来,黑龙江省≥10℃积温呈增加趋势,线性拟合增长率为83.95℃·d/10a（P ＜0.05）,1981-2012年积温均值为2645.39℃·d;（3）空间上,黑龙江省≥10℃积温年代际变化呈显著增加趋势,各积温带北移东扩现象显著;1981-2012年全省大部地区80％保证率下≥10℃积温高于2300℃·d,各积温带大致向北移、东扩了一个积温带.研究结果对黑龙江省农作物的种植区划具有指导作用.     

基于气温资料的黑龙江省玉米播种期分析

利用1961-2010年黑龙江省70个地面气象站逐日平均气温资料,应用气候倾向率统计方法,结合ArcGIS软件,对黑龙江省玉米播种开始日期及其气候倾向率的空间差异、现有推广品种及救灾品种最迟播种日期的空间分布进行分析。结果表明:黑龙江省大部玉米始播期在4月下旬-5月上旬,松嫩平原大部在4月22日-5月5日,三江平原大部及牡丹江地区局部在4月26日-5月5日,其它地区在5月6-20日。50a中,黑龙江省部分地区玉米始播期呈显著提前趋势(P0.05),全省平均变化趋势不显著。各地玉米始播期提前幅度不同,黑河大部、齐齐哈尔大部提前幅度最大。现有推广品种的最迟播期中晚熟品种在5月中旬;松嫩平原中熟品种大部在5月下旬初;三江平原和牡丹江地区中熟品种最迟播期在5月下旬末,早熟和早中熟品种在5月下旬初。救灾品种的最迟播期自北向南呈延迟趋势,在6月1-23日,大部地区集中在6月11-15日。研究结果可为黑龙江省玉米作物应对气候变化及有效防御玉米早播的潜在风险提供科学依据。     

播期对机插晚稻甬优2640生长特性的影响

以籼粳杂交晚稻品种甬优2640为研究对象,于2012、2013年在金华市进行分播期机插晚稻试验,并结合气象资料,分析播期对晚稻生长特性及产量的影响,探讨该品种在机插栽培方式下在研究区的最迟适宜播期.结果表明：（1）随着播期推迟晚稻全生育期呈先缩短后延长的变化趋势,播种-齐穗天数在秋季冷空气影响早的年份表现为先缩短后延长,冷空气影响晚则表现为全生育期缩短;（2）甬优2640表现出杂种优势,最大产量达9964.5kg/hm2,最大群体颖花量达44512.5×104/hm2;（3）晚稻产量随着播期的推迟而降低,播期对结实率影响最大,结实率为产量变化的主要影响因素,播期对群体颖花量影响较小,对千粒重基本无影响;（4）晚稻孕穗抽穗期遇低温其育性降低,但具有一定的低温耐受能力,齐穗前25d内23℃负积温是结实率最敏感的低温因子,齐穗前23℃负积温≤16.6℃·d能够保障晚稻稳产;（5）以80％保证率下的23℃负积温≤16.6℃·d的终日日期作为安全齐穗期,机插晚稻甬优2640最迟适宜播种期为6月29日-7月2日.     

黄河三角洲盐碱地花生高产最佳播种期探究

2019年4−9月在黄河三角洲盐碱地代表区内开展直播覆膜花生分期播种对比试验,以研究区常年稳定通过15℃初日为播期对照处理,利用方差分析、卡方检验等方法,对6个播期处理的花生发育进程、生长量及产量因素等进行差异性分析,通过计算气候保证率的方法筛选最佳播期。结果表明,花生发育期时长随播期推迟而缩短,播期过早时苗期气温偏低会导致出苗率低进而影响产量,播期过迟时苗期易遇高温天气造成旺苗或灼苗同时出现开花−下针期缩短,进而使苗株和荚果数减少,影响产量形成,而适期播种避免了早播或迟播的不利因素,加之荚果成熟期饱果时间长,利于产量积累提升;过迟播种的花生易发生前期旺长后期早衰的现象,而适期播种的花生生长量分配均衡协调,更利于干物质从“源”到“库”的转移,从而增加荚果重量;过早或过晚播种的花生均较对照减产10%以上,而适期播种处理的花生产量和百粒重均明显优于其它播期;试验年的适宜播期处于日均气温稳定通过13～20℃初日期间,多年适宜播期一般为4月26日−5月9日,最佳播期为5月2−5日,此期内播种温度条件稳定充足,可有效发挥盐碱地花生高产潜力。     

气候变化背景下中国主要作物农业气象灾害时空分布特征[Ⅰ]:东北春玉米延迟型冷害

基于东北三省春玉米潜在种植区内65个气象站点1961-2010年逐日气象数据,以气象行业标准5-9月逐月平均气温之和与其多年平均值的距平作为春玉米冷害等级判断指标,分析东北三省春玉米生育期冷害发生概率的空间分布和年代际演变特征,并利用每月逐日平均气温与其多年平均值的距平值明确了春玉米生长时段内低温事件发生风险较大的月份。结果表明:(1)近50a(1961-2010年)东北三省春玉米冷害发生区域范围大小表现为重度轻度中度,其中轻度冷害的高发区位于吉林省西部,低发区位于辽宁省南部地区;中度冷害主要发生于黑龙江和吉林省部分地区,辽宁省发生较少;重度冷害高发区位于黑龙江省北部、东南部以及吉林省东部地区,发生频率在25%以上,低发区位于辽宁省中西部,发生频率低于5%。各等级冷害发生频率年际间总体呈下降趋势,近20a(1991-2010年),各等级冷害的发生范围明显缩小。(2)东北三省春玉米各等级冷害低温事件主要发生在5月和6月,生产实际中需关注5月和6月的温度变化及冷害发生。     

气候变化背景下华北平原夏玉米花期高温热害特征及适宜播期分析

利用华北平原夏玉米种植区55个气象站点1981−2017年逐日地面观测资料,以日最高气温≥35℃持续3、4、5d,且相对湿度≤70%为一次轻、中、重度高温热害,从年代际尺度、年尺度、旬尺度分析37a来华北平原不同播期下夏玉米花期高温热害的时空变化特征;以开花期避开中度高温热害为标准,推算夏玉米花期规避高温的适宜播期。结果表明:6月上旬播种,夏玉米花期遭遇高温热害的频率最大,河南省南部的信阳、固始等地区遭遇高温热害频率超过20%;6月中旬播种,夏玉米花期遭受高温热害频率为9%~12%。2011年以来华北平原夏玉米花期高温热害加重,发生频率高于P1−P3时段(1981−2010年)。华北平原早熟玉米平均适宜播种期在6月15日−7月5日,中熟玉米平均适宜播种期在6月15−27日,晚熟玉米平均适宜播种期在6月15−20日。在各适宜播种期范围内,华北平原南部应适当晚播,北部则应适当早播。     

西南区域水稻关键生育期界限温度起始期的预测研究

保证作物安全生产是种植制度的根本要求,也是作物稳产、高产的基础。本文基于西南水稻种植区317个气象台站1961-2015年的日平均气温和最高气温资料,分析了近55年来该区域不同保证率下水稻安全播种期、水稻开花期高温热害和低温冷害的最早发生期,并建立了西南区域水稻各关键生育期界限温度起始期预测模型。预测结果表明：80%~95%保证率下,云南南部的水稻育秧安全播种期最早,平均在2月20日左右;云南北部、四川攀西南部和盆地中部、重庆大部和贵州部分地区在3月10日-4月10日;而其余大部地区在4月10日-5月20日。80%~95%保证率下中稻开花期高温热害主要发生在四川盆地、重庆、贵州北部和东南部,大部地区最早出现在7月15日-8月20日。80%~95%保证率下再生稻或晚稻开花期低温冷害最早出现在云南和贵州大部、四川攀西地区,平均在6月20日-7月15日;四川盆地西部、贵州东北部平均为8月1-20日;其余大部地区在8月20日-9月20日。基于纬度、经度和海拔高度建立的西南区域水稻各关键生育期界限温度起始期预测模型,简单实用,可为西南水稻安全生产、防灾减灾等提供理论依据。     

青海小叶杨物候变化及其对气候变化的响应

以青海省4个农气观测站的小叶杨物候期及气候资料，分析了小叶杨物候期变化及其对气候变化的响应。结果表明：小叶杨呈现出近10多年来树木绿叶期延长的趋势，但物候的早晚存在着明显的地域性差异；小叶杨物候对气温变化的反应比较敏感，上年9月至当年4月的平均气温升高1℃，小叶杨平均叶芽开放期提早5d，展叶普期提早4d，开花始期提早4d；上年9月至当年6月的平均气温升高1℃，平均种子成熟提早3d左右；上年9月至当年8月的平均气温升高1℃，平均叶全变色期约推迟4—5d，树木绿叶期延长12d；但小叶杨物候对降水的响应不明显，对日照时数变化的响应各地不一。