基于GIS的东北地区水稻低温冷害区划研究

低温冷害是影响东北水稻生产的主要气象因子,本文利用东北1:400万地理信息数据和东北三省76个气象站20 a的气候资料,采用GIS技术和数理统计回归分析以及气候资源的小网格推算方法,提出东北水稻冷害的指标,建立冷害指标的空间分析模型,并根据冷害分级指标,将东北划分为轻冷害和中度、重、极重冷害等4个冷害区,并对分区结果进行分析和建议,更好地了解东北水稻低温冷害的发生规律,并为东北水稻生产的优化布局提供科学依据.     

西畴县猕猴桃种植精细化低温冷害风险区划

根据猕猴桃生长发育特点和低温冷害灾害特征,结合西畴县实际情况,充分考虑西畴县猕猴桃生产情况,通过分析确定造成猕猴桃种植低温冷害的关键气候因子及区划指标。采用文山州8个大监站1986-2015年的逐日气象资料,选取文山州1∶25万基础地理信息数据,利用ArcGIS对西畴县猕猴桃种植进行精细化低温冷害风险区划,并对区划结果进行分析。最终分析出西畴县除南部边缘、西部边缘、中部及北部的少部分高海拔地区以外,大部分区域猕猴桃种植低温冷害风险较低。     

黑龙江省水稻低温冷害遥感监测技术研究

黑龙江省是我国最大的粮食生产基地,是重要的优质水稻生产基地.为降低低温冷害对水稻生产的影响,提高防灾减灾能力,开展黑龙江省水稻低温冷害遥感监测技术研究具有重要意义.以遥感影像结合气象数据和水稻生长观测资料等,提取水稻种植面积、识别生育期,用冷害监测指标、植被指数与遥感反演数据结合构建监测模型,并进行监测精度评价,提供时...     

元江县红心火龙果精细化农业气候区划

[目的]为了更合理的分析当地气候资源条件和空间分布,为元江火龙果产业服务。[方法]使用云南省标准时段1986-2015年30年气象资料和地理信息数据(经纬度、海拔高度、坡向和坡度等),通过以往区划经验、专家咨询、文献查阅、实地调研论证等方法,定性判断气象因子对气候适宜性或灾害风险的重要性,确定了火龙果的气候适宜性指标和低温冷害风险指标,再根据区划的指标要素利用薄盘光滑样条函数统计模型将气候要素空间插值,综合考虑相关地理信息数据,建立空间栅格数据集,并进行种植适宜性指标和灾害风险指标计算及空间推算对区划结果进行分类。[结果]完成了元江县火龙果精细化农业气候区划图和低温冷害风险区划图,结果表明火龙果种植气候适宜区和低温冷害低风险区高度重合,位于元江河谷两岸大片地区包括澧江街道东部、红河街道中部、甘庄街道西南部和曼来街道东部等地区,从气象条件证明了发展火龙果产业的决策正确性。[结论]此项工作的完成为元江县火龙果种植发展,产业布局和防灾减灾提供了科学依据。     

基于GIS的早稻夏季冷害监测预警研究

基于GIS技术和气候学模型,融合经度、纬度、海拔高度等地理信息,对平均气温资料进行较高空间分辨率1km×1km的地理订正,结合广西水稻生长发育状况和受害指标,对广西水稻冷害发生发展及其强度、范围的进行实时动态监测、预警,结果表明,2009年5月中下旬冷害过程的监测效果与冷害实际情况比较相符。     

陕甘宁春玉米低温冷害动态监测研究

为提高逐日温度推算精度,采用微波亮温趋势面信息与地理因子相联合的方法,建立多元回归方程,实现了研究区2010年逐日平均气温的推算。所获逐日平均气温经验证,模拟结果与气象站观测结果均方根误差为1.75℃。微波趋势面信息的加入可使逐日平均气温的推算精度提高0.37℃。通过构建的春玉米动态发育期图,提高了春玉米冷害监测时监测指标和发育期的配合度。所获得陕甘宁春玉米冷害监测结果与2011年农业气象灾害统计年鉴的报道在时空上相吻合。研究构建的冷害监测方法简单有效,可为陕甘宁春玉米大范围冷害动态监测提供技术支持。     

辽宁地区水稻冷害规律及品种热量分区

低温是水稻的重要气象灾害。建国以来,辽宁地区先后发生了七次低温冷害,平均每四年发生一次,冷害频数达27%。一般冷害年水稻减产15—20%;重度冷害年减产40%左右。我们从1978年开始,研究温度条件与水稻生态特性的数量关系、冷害指标及品种分区等,现报告如下。一、水稻一生的基本热量条件1.水稻各品种总生育日数、积温和产量的关系水稻生育与温度关系极为密切。不同品     

新疆塔城地区南部棉花冷害监测预警指标研究

利用新疆塔城地区南部沙湾、乌苏气象观测站地面气象实测数据及同期棉花生育期观测资料,建立以旬为单位的模糊隶属度函数以计算热量指数,进而开发基于CIMISS数据环境的棉花热量条件监测预警业务系统,结合热量条件、棉田观测等情况对棉花低温冷害进行综合判识,实现对棉花冷害的动态监测和及时预警服务,最大程度减轻低温冷害对棉花生产的影响。     

玉溪水稻夏季低温冷害的气候特点和指标

【目的】夏季低温冷害是云南水稻减产的主要原因之一,文章为准确评估、预测低温冷害对水稻产量的影响展开研究。【方法】基于36年水稻物候和空壳率及气候资料,使用相关、主成分和回归分析与典型年水稻冷害气候分析相结合,研究粳稻夏季低温冷害的气候特点和指标。【结果】孕穗抽穗期是粳稻低温冷害的主要敏感期,滇中地区一季稻夏季冷害对夜间低温较为敏感,最低气温是引发冷害的首要因素;滇中夏季气温典型偏低、多雨寡照特征和气温波动明显,从而易于引发水稻低温冷害。【结论】连续2 d最低气温均值15.5℃、连续3 d最高气温均值22.5℃可作为滇中水稻夏季冷害的参考性临界指标;使用抽穗前11-5 d最低气温和抽穗前2 d至抽穗后4 d最高气温及此二时段平均气温构建了夏季低温冷害综合指标H,它与水稻空壳率呈高度负相关,对滇中粳稻夏季低温冷害有一定的表征能力。     

新疆棉花低温冷害动态监测研究

[目的]实现新疆棉花冷害大范围动态实时监测,为棉花冷害减灾防灾提供技术支持。[方法]基于星地多源数据,将棉花动态发育期信息、反演的逐日平均气温、棉花冷害监测指标多要素相结合,对2000—2016年新疆棉花播种至五叶期、花铃期冷害动态进行监测。[结果]2003年、2010年、2014年春季,2003年和2009年夏秋季棉花冷害结果与《中国气象年鉴》灾害统计报道的冷害发生时间和位置相符合,与气象站点计算的逐日距平平均值统计规律能够相互印证。所获的逐日平均气温经验证,5个重点监测时段的模拟气温结果与气象站观测结果RMSE分别为1.92、1.96、1.94、1.80、1.86℃,所获日气温模拟精度基本满足冷害监测需求。[结论]该研究建立的冷害监测方法可以实现对新疆棉花大面积低温冷害的同步实时跟踪监测。     

中国南方双季稻春季冷害动态监测

【目的】利用星地多源数据,在南方双季稻种植区空间信息提取、双季稻发育期动态图组制作及研究区逐日平均温度反演的基础上,结合冷害监测指标,实现多要素相协同的南方双季稻春季冷害动态监测,为农业部门及时准确地应对双季稻冷害,减少冷害损失提供技术支持。【方法】利用南方双季稻区190个气象站点1951-2011年逐日气温数据,计算各站点≥10℃的多年平均积温。根据各站点多年平均积温与其地理因子的相关关系,建立多年平均积温推算模型。通过所获模型得到研究区积温空间分布图。按照南方双季稻安全生产积温阈值≥5 300℃·d的指标,扣除研究区内积温小于该值的区域,制作南方双季稻积温区划图。利用 MODIS MCD12Q1 分类产品获取了 2001-2010 年 10 年的谷类作物分布图。将以上两步结果叠加求交集,提取南方双季稻种植区空间信息;利用南方双季稻区167个农业试验观测站点1981-2011年的水稻发育期资料,计算各个站点双季早稻主要发育期出现的多年平均日期。依据发育期多年平均日期与地理因子的相关性,获取各主要发育期回归拟合分布图。在拟合结果残差订正的基础上,将南方双季稻春季冷害重点监测时段前后两幅发育期静态图,通过EVNI+IDL编程,制作双季早稻发育期动态图;利用AMSR_E_L2A 89 GHz升轨和降轨垂直极化亮温、地理因子与气象站日平均气温建立多元混合回归拟合模型,通过所获模型反演研究区2010年2-5月逐日平均气温。【结果】对研究所建多年平均积温推算模型,利用未参与建模的90个气象站观测数据进行验证,观测值与模型模拟结果之间的均方根误差（RMSE）为289℃,这一估测精度能够满足研究所需。双季稻积温区划与MODIS土地利用分类结果叠加求交集,提取的双季稻种植区面积占研究区总面积的29.26%。通过该步骤一方面提升了双季稻冷害监测结果的使用价值。另一方面,可使双季稻冷害实时监测在还没有获取当年准确种植位置信息前就能有效开展起来;对研究所获南方双季稻春季冷害重点监测时段（早稻播种期至返青期）两幅发育期静态图,采用未参与建模的 59 个农业试验站观测数据进行验证,观测值与模型模拟结果之间的均方根误差（RMSE）分别为5.68和4.24 d,模型精度符合要求,试验结果可以于后续分析;研究将遥感数据与地面数据相结合通过混合建模反演逐日气温,该方法充分利用了微波遥感受天气影响小的特点,克服了南方常年多云的天气条件,使模拟的日平均气温的RMSE为1.69℃。微波数据的加入使日平均气温估计精度提高了0.35℃。研究对2010年南方双季稻春季冷害的动态监测结果与农业统计部门报道的当年南方双季早稻冷害在发生时间和空间上相吻合。【结论】本研究建立的冷害监测方法具有普适性,能够实现对南方双季稻大范围冷害的同步跟踪监测,对其他作物大范围冷害监测同样也适用。     

ArcGIS在气象灾害短临监测预警业务系统中的应用

尝试利用移动手机短信结合GIS技术开展气象灾害的监测预警,有效发挥手机短信快捷便利、不受时空限制的优势和GIS技术准确定位的作用,建立气象灾害防御的快速联动机制。武威市气象灾害短临监测预警业务系统考虑了区域气象站资料获取、气象灾害阈值检索、气象灾害点在地理信息图上落点和等值线分析因素,以区域气象站观测资料、地理信息作为输入数据,通过设定气象灾害监测阈值进行监测预警;从系统框架模型、系统体系结构、数据处理流程、分析流程、数据访问、系统功能6个方面进行设计;利用ArcGIS强大的分析功能与移动通讯相结合,实现了气象数据收集、处理、输出于一体的气象灾害监测预警,增强了气象灾害防御的主动性和时效性。     

冬季大棚蔬菜低温冰雪灾害评估与预警研究

建立客观的冬季大棚蔬菜气象灾害灾损评估模型与气象灾害预警指标,有利于提高防灾减灾科学性,稳定蔬菜市场。试验对1998～2009年武汉城市圈大棚蔬菜风灾损失数据与当地气象条件、2005～2010年冬季大棚蔬菜冻害实际监测资料与大棚内外的气温进行了统计分析。结果表明,大棚风灾灾损率与瞬间极大风速的平方值呈显著的相关关系,大棚蔬菜低温冻害灾损率与低温过程的极端最低气温相关不明显,与低温及其持续时间即累计小时负积温的相关极显著;由此分别建立了竹棚和水泥钢筋大棚风灾、雪灾灾损模型及冻害灾损模型,利用模型对2008年年初的低温冰雪灾害过程进行了检验,结果显示,人为干预越少,即救灾不力,则会使实际的灾害损失越接近理论值;试验通过灾损模型建立了风灾、雪灾、冻害的预警指标,为灾害客观评估、气象防灾减灾奠定了基础。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅸ.长江中下游地区单双季稻高低温灾害风险及其产量影响

【目的】以1981年为界,将20世纪50年代至2010年划分为两个时段,对比分析1951—1980年和1981—2010年长江中下游地区双季稻安全种植界限及敏感区域面积变化,定量评估长江中下游地区双季稻安全种植敏感区域内单季稻和双季稻生长季内高温灾害和低温灾害发生风险及高低温灾害对水稻产量的影响程度。【方法】利用中国种植制度分区标准和农业气候指标,分析了1981—2010年双季稻安全种植界限变化敏感区域,并基于水稻高温灾害和低温灾害指标,采用Oryza2000对敏感区域内单季稻和双季稻的高低温灾害风险及其对产量的影响进行了定量化评估。【结果】与1951—1980年相比,1981—2010年长江中下游地区双季稻安全种植区增加了11.5万 km2;1981—2010年,双季早稻、晚稻和单季稻发生频率最大的高低温灾害分别为秧田期低温、灌浆—成熟低温以及孕穗—抽穗高温,而对双季早稻、晚稻和单季稻产量影响最大的灾害分别是秧田期低温、孕穗—抽穗低温和灌浆—成熟高温;双季早稻、晚稻和单季稻在不同生育阶段的高温灾害次数大多呈增加趋势,而低温灾害次数大多呈减少趋势。【结论】在全球气候变暖背景下,长江中下游地区双季稻安全种植区域发生了明显变化,敏感区域内单双季稻的高低温灾害风险及其对产量的影响均存在明显差异。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅻ. 气候变暖对黑龙江寒地水稻安全种植区域和冷害风险的影响

【目的】以1981年为时间节点,将1961-2010年划分为2个时段,结合未来不同升温情景,定量分析历史和未来气候变暖对黑龙江寒地水稻安全种植区域影响以及由此带来的冷害风险。【方法】利用积温带划分标准和农业气候指标,结合ArcGIS方法,对比分析历史和未来黑龙江积温带及寒地水稻安全种植区界限的空间变化特征。基于气象行业标准中水稻冷害标准分析寒地水稻安全种植北界变化敏感区域的延迟型冷害及障碍型冷害变化特征,评估气候变暖背景下水稻种植北界敏感地区冷害风险特征,并预估未来不同升温情景下冷害风险演变趋势。【结果】与1961-1980年相比,研究区域内1981-2010年积温带发生了明显的北移东扩,平均北移1.19个纬度,位移最大的是第五积温带和第六积温带,面积增加最多的是第二积温带,几乎覆盖了整个松嫩平原。未来不同升温情景下各积温带北扩趋势明显,面积增加最多的是第一积温带。1981-2010年寒地水稻安全种植北界相对于1961-1980年北移121 km,水稻安全种植北界北移至嫩江中部-五大连池-逊克北部一线。未来升温1-3℃情景下,寒地水稻安全种植北界向北移动410.5-545 km,向北扩展至黑龙江省呼玛以北地区,温度升高3℃时,除漠河地区外都可种植寒地水稻。比较寒地水稻种植界限敏感区域和非敏感区冷害风险可见,敏感区域冷害风险明显高于非敏感区域,其中障碍型冷害风险高于延迟型冷害,寒地水稻种植区严重冷害出现频率最高,其次是轻度冷害,中度冷害最低。1981-2010年敏感区域严重和轻度延迟型冷害较非敏感区域显著增加,中度延迟型冷害风险在敏感区域和非敏感区域均较低,敏感区域的各级障碍型冷害较非敏感区域明显增加;未来升温情景下敏感区域的各级冷害均高于非敏感区域。【结论】气候变暖背景下黑龙江积温带及寒地水稻安全种植北界发生了明显北移,未来升温情景下仍呈北移趋势。寒地水稻种植敏感区域的冷害风险明显高于非敏感区域,随着未来温度升高,冷害有不同程度的减轻,但仍需进一步关注寒地水稻种植区北缘北扩后的冷害风险,采取改进栽培技术与选育抗寒早熟品种等低温冷害防御措施,同时避免水稻种植区域的盲目扩大和品种越区种植,加强冷害防御能力。     

Cold Damage Risk Assessment of Double Cropping Rice in Hunan,China

Combined with remote sensing data and meteorological data, cold damage risk was assessed for planting area of double cropping rice (DCR) in Hunan Province, China. A new methodology of cold damage risk assessment was built that apply to grid and have clear hazard-affected body. Each station cold damage annual frequency and average annual intensity of cold damage was calculated by using 1951–2010 station daily mean temperature and simple cold damage identification index. On this basis, average annual cold damage risk index was obtained by their product. The spatial analysis models of cold damage risk index about double-season early rice (DSER) and double-season later rice (DSLR) were established respectively by the relation of average annual cold damage risk index and its geographic factors. Critical threshold of level of average annual cold damage risk index for DSER and DSLR were respectively divided by the correlative equation of cold damage annual frequency and average annual intensity of cold damage. 2001–2010 planting area of DCR, acquired by time series analysis of MOD09A1 8-d composite land surface reflectance product, was as target of assessment. The results show average annual intensity of cold damage is exponential function of cold damage annual frequency, average annual cold damage risk index is directly proportional to cold damage cumulant and cold damage annual frequency, and is inversely proportional to happen times of cold damage and the square of statistical time sequence length. Cold damage risk of DSER is higher than DSLR in Hunan Province. In the 10-yr stacking map, DCR planting in low risk area accounted for 11.92% of total extraction area, in moderate risk area accounted for 69.62%, in high risk area accounted for 18.46%. According to the cold damage risk assessment result, DCR production can be guided to reduce cold damage losses.     

江淮地区一季稻高温热害指标及其特征研究

[目的]确立江淮地区一季稻高温热害的指标,并对该地区一季稻高温热害的特征进行研究。[方法]结合实际观测资料,分析江淮地区一季稻高温热害的产生时期,确立高温热害的衡量指标,并对指标进行验证,最后讨论高温热害的产生原因,提出预防对策。[结果]江淮地区一季稻高温热害多发生在7月下旬～8月上旬,以8月上旬危害最为严重;经验证,确立的高温热害指标准确可靠;高温热害的发生与江淮地区的气候及种植品种和种植制度有关;在满足基本生育积温条件下,防御一季稻高温热害要适期早播早栽或迟播迟栽,选用耐高温品种。[结论]该研究可为减轻安徽省江淮地区一季稻高温热害的危害提供参考。     

基于MeteoGIS的广西早稻高温热害精细化区划

利用广西89个气象站1961-2016年气象观测资料和广西1∶5万基础地理信息数据,采用MeteoGIS技术和气候资源细网格模拟分析方法,结合广西早稻实际生产情况,建立了广西早稻高温热害的空间模拟分析模型,运用反距离权重插值法对高温热害区划指标因子进行100 m×100 m细网格模拟推算和残差订正,并综合考虑高温热害区划指标等级,对广西早稻高温热害发生分布进行了精细化区划.将广西早稻区分为基本无高温热害区、轻度高温热害区、中度高温热害区、较重高温热害区和严重高温热害区5个区域,分区结果符合广西早稻高温热害实际情况,为水稻生产的趋利避害、优化布局和科学防灾减灾提供科学依据.     

不同种植密度对冷浸田水稻产量的影响

在冷浸田设置了5种不同的种植密度试验,对比研究了种植密度对早稻和晚稻的农艺性状和产量的影响,初步掌握了赣中南冷浸田的种植密度,无论早、晚稻,均以每公顷栽插33.75万蔸为最佳密度,可获理想产量。     

基于ZigBee网络的人参生长监测及病害预警

针对目前人参种植管理环节中面临的生长环境要素监测难、病害发觉迟缓、自动化水平低等问题,设计出一种基于ZigBee网络的人参生长监测及环境关系敏感型病害自动化预警系统。利用ZigBee无线监测节点采集人参生长的环境要素信息,数据传输网关汇集相关信息发送至远程服务器,系统提取特征数据处理分析后自动向客户端推送实时监测数据,同时发出病害预警分析,提示管理人员做出应对措施。通过应用试验的验证,系统很好地解决了人参生长监测及环境关系敏感型病害预警的难题,提高了人参种植的科学化管理水平。