基于随机森林算法和气象因子的砀山酥梨始花期预报

准确预报始花期是制定砀山酥梨花期管理措施和赏花活动方案的重要基础。该文利用1983-2018年砀山酥梨始花期的定位观测物候数据和平行观测的气象资料,采用线性趋势法,揭示始花期演变趋势;采用相关分析,筛选影响始花期的关键气象因子,依据不同预报日期构成特征变量集;采用随机森林算法（Random Forest, RF）,自3月11日开始预报到3月25日终止预报,每日训练1个预报模型。结果表明,1）1983－2018年始花期呈极显著提早发生趋势,每10a约提前2.750 d（P＜0.001）。2）16个逐日气象预报模型中,共计有200个气象因子与始花期早迟密切相关,相关系数在0.469～0.789之间;各气象预报模型的训练集与测试集的平均正确率（Nd）分别为92.9%和75.5%、平均均方根误差（RMSE）分别为1.693～2.870和2.240～7.237、平均决定系数（R2）分别为0.891和0.701。3）2019年试验预报中,提前15日准确预报出当年始花期。该文研究表明RF在梨树始花期逐日气象预报中有一定业务应用潜力,预报准确率基本满足气象服务需求。     

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...     

龙眼荔枝大幅度减产的气象原因分析及对策

树体、花序受寒（冻）害和花期高温干旱,是导致１９９６年广西龙眼荔枝大幅度减产的主要气象原因。在辐射天气条件下,若最低气温＜０℃,地面最低温＜－２℃时,幼苗和嫩梢发生不同程度的霜害;最低气温≤－２℃、地面最低温≤－４℃时,分枝和幼树主干发生霜害;最低气温≤－４℃时,大分枝甚至主干被冻死。在平流天气条件下,若全冬（１２～３月）＜１２℃的有害积寒＞８０℃·ｄ、最强一次平流积寒＞４５℃·ｄ,花序和嫩梢易受寒害死亡。花期高温干旱,使授粉受精不良,是导致果实严重败育的主要原因。针对上述问题提出了相应对策。     

三江平原地区农作物低温冷害发生规律

低温冷害是影响三江平原地区粮食作物单产不高、总产不稳的主要气象灾害.5～9月日平均气温低于历年平均值0.5℃以上时,即产生低温冷害.1949～1986年间,本区共发生10次低温冷害年,气候概率为28%.平均每个低温冷害年粮食作物减产14.3%、总产减少3～6亿kg.低温冷害关键期是5、6、8三个月气温,玉米、大豆与5、6二个月气温相关显著,水稻与8月气温相关显著,r值分别为0.609、0.629和0.637.冷害类型以延迟型为主,水稻兼有障碍型冷害.本区低温冷害的发生,与大气环流和太阳黑子活动有关,每当太阳黑子出现极大、极小值或出现厄尔尼诺(El Nino)现象时,大多是低温冷害年.     

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。     

引入人体舒适度指数建立新疆库尔勒香梨主产区赏花气象指数预测模型

采用逐步回归方法对1990-2020年新疆阿克苏、阿拉尔、轮台和库尔勒产区的香梨始花期气象要素与香梨开花始期日序进行分析,结合人体舒适度指数,建立新疆库尔勒香梨主产区赏花气象指数预测模型,以期为判别香梨花期的最适宜赏花日提供气象服务参考依据。结果表明：（1）新疆库尔勒香梨主产区始花期预测模型构成因子为3月平均最高气温、3月0cm地温、3月平均气温、3月40cm地温;阿拉尔、库尔勒始花期日序与气温呈一元线性负相关关系,阿克苏、轮台与地温和气温呈多元线性关系;正常年份模型误差在3d内的概率分别为阿拉尔93.5%、阿克苏93.5%、库尔勒100%、轮台96.8%。（2）人体舒适度指数划分为最适宜、次适宜、一般和不适宜四个等级,2022年花期前后人体舒适度指数最适宜日数分别为阿拉尔22d,阿克苏24d,库尔勒16d,轮台18d。（3）香梨赏花气象指数取适宜花期时段与人体舒适度指数的交集,划分为最适宜（五颗星推荐指数）、次适宜（四颗星推荐指数）、一般（三颗星推荐指数）和不适宜（一颗星推荐指数）四个等级。2022年五颗星推荐赏花日阿克苏为4月11-14日,阿拉尔为4月10-15日,库尔勒为4月10...     

丁香叶油及其与壳聚糖和CaCl2复配对砀山酥梨的保鲜效果

研究了砀山酥梨用丁香叶油及其与壳聚糖和CaCl2复配剂涂膜处理后低温冷藏(0℃~2℃)的保鲜效果。结果表明,丁香叶油及其与壳聚糖和CaCl2复配剂对砀山酥梨具有明显的保鲜作用,其中以DKLO2(40μl/L丁香叶油+1%壳聚糖+1%CaCl2)浸涂保鲜效果最好,可显著延缓砀山酥梨采后硬度和可溶性固形物的下降,可使呼吸高峰较对照推迟10d出现,并能显著抑制MDA含量的增加及相对电导率和PPO活性的上升;贮藏至第30天,SOD活性较对照增加95.61%,CAT和POD活性分别是对照的2.22及4.28倍。DKL02浸涂处理可使砀山酥梨的贮存期达7个月。     

基于关键品质因素的砀山酥梨气候品质评价

建立梨果气候品质评价方法是开展气候品质评价工作的技术基础。本研究选取1996—2015年原位监测的砀山酥梨(原产地砀山县)品质因素值和同期气象监测资料,根据相关研究成果和专家知识,采用相关分析、经验函数与阶梯函数、层次分析、逐步回归、概率分位数和加权之和等方法,在厘清关键品质因素和影响气象因子的基础上,建立砀山酥梨气候品质等级评价方法,并对气候品质进行评价。结果表明:决定砀山酥梨气候品质优劣的10个关键品质因素为果面完整度、果面锈度、果形指数、最大单果重、平均单果重、一级果率、等外果率、果实酥脆度、含糖率和石细胞度,关键气象影响因子28个。砀山酥梨气候品质由外观和内在气候品质指数加权之和后的气候品质综合指数表征,并划分为"特优"、"优"、"良"、"一般"4个等级,相应阈值为≥3.5、2.5～3.5、1.5～2.5、1.5,外观与内在气候品质指数权重为0.70和0.30。构成外观气候品质指数的果面完整度、果面锈度、果形指数、最大单果重、平均单果重、一级果率、等外果率等7个因素的权重分别为0.376 1、0.232 8、0.108 8、0.074 9、0.088 6、0.088 7和0.029 9,构成内在气候品质指数的酥脆度、含糖率和石细胞度3个因素的权重分别为0.637 6、0.104 6和0.257 8。各品质因素由相应关键气象因子构建的量化模型表征。利用实测气象资料确定2016年砀山县9月下旬采摘的砀山酥梨气候品质综合指数为2.58,判定为"优"级,与实际相符。本研究建立的评价模型可作为砀山酥梨气候品质评价方法。     

福建枇杷低温害临界温度和综合气候指标

根据山区实际观测气温资料和枇杷相应低温受害减产情况调查结果,确定福建枇杷低温受害减产的临界温度为-1.0℃(百叶箱内),并通过对比枇杷主产区所在乡镇自动气象站与市(县)气象观测站的温度资料,进一步确定枇杷低温害的实际临界温度为3.0℃。在此基础上,根据福建省1992-2009年冬季逐日气象资料和枇杷相对气象产量,确定枇杷低温害致灾因子为极端最低气温、≤3.0℃低温害温度累积值、≤3.0℃低温日数之和以及≤3.0℃低温害最大持续日数。利用主成分分析对4个致灾因子进行综合简化,得到枇杷低温害评价的综合气候指标,结合相对气象产量确定指标分级。通过对莆田市资料进行试算,低温害综合气候指标与枇杷相对气象产量间呈显著负相关关系(P<0.05),研究结果对评价福建省枇杷低温受害程度具有实际参考价值。     

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。     

气候变化对库尔勒香梨始花期的影响及其预测模型

利用1980-2010年库尔勒市气象局农业气象站香梨物候观测资料和地面气象观测资料,对影响香梨始花期的气象因子进行分析。结果表明,近31a来,受气候变化影响,库尔勒香梨始花期有明显的提前趋势(P<0.01);香梨始花期与冬季平均气温、春季气温以及不同深度地温呈显著负相关关系(P<0.01);而与开春日期及5日平均气温>10℃日期呈显著正相关关系(P<0.01)。利用偏最小二乘法回归分析,建立了香梨始花期的预测模型,并进行校正,通过检验模型效果良好,可为香梨始花期预报提供参考。     

天水蜜桃开花坐果期霜冻灾害气象风险评估

将天水蜜桃相对气象产量与开花坐果期＜0℃日最低气温、地表＜0℃日最低地温及其相应持续时间等相关气象因子进行逐步回归统计,得出该期霜冻灾害的主要气象风险因子为＜0℃极端最低气温和地表＜0℃最低地温与其持续日数之积,两因子影响权重分别达12％和88％.将其作为蜜桃开花坐果期霜冻灾害的主要致灾风险因子创建模型,计算灾情指数（Pki）,并以此作为灾害评估指标,对1991-2010年天水蜜桃开花坐果期霜冻灾害进行综合评估,分别与产量实况等级和霜冻灾害灾情调查等级进行对比分析,除2001、2005年外,其它年份实况与评估均完全一致,评估准确率较高.研究结果对有效应对天水蜜桃开花坐果期霜冻风险,提高蜜桃产量和品质具有指导意义.     

桓仁冰葡萄收获期日最低气温稳定通过-8℃初日的预测预报

根据生产优质冰葡萄酒对原料冰葡萄的品质要求,针对其对采收期气温需-13～-8℃的气候条件,将日最低气温稳定通过-8℃初日作为冰葡萄适宜收获开始日期,利用辽宁省桓仁县1953-2010年逐日最低气温和相关气候资料,运用相关分析、模糊隶属度函数法和回归分析方法,建立日最低气温稳定通过-8℃初日模糊隶属度函数集和多元回归方程,以预测冰葡萄适宜收获开始日期.经历史资料回代验证,应用模糊隶属度函数集预报模型,其历史符合率为88％,应用多元回归方法预测模型,其历史回报正确率为86％.表明运用两种方法相结合预测冰葡萄适宜收获开始日期其准确性较高,可以指导冰葡萄的适期采收,研究结果可为冰葡萄采收和冰酒生产提供气象依据.     

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。     

库尔勒香梨树冬季冻害指数及其变化特征分析

利用库尔勒气象站1959-2011年冬季逐日气温资料,通过对冬季极端最低气温、日平均气温≤-10℃负积温以及最低气温≤-15℃日数等气象因子进行标准化处理,运用主分量分析方法计算梨树综合冻害指数,并应用线性回归、Mann-Kendall突变检验法和Morlet小波对历年综合冻害指数变化特征进行分析。结果表明,综合冻害指数能较好地反映库尔勒香梨树历年冻害情况,综合冻害指数值越大,冻害程度越严重,确定综合指数值>1.0为香梨树出现冻害的临界指标;近52a综合冻害指数没有明显的线性变化趋势,1979年左右出现了下降突变;综合冻害指数序列年代际变化以32～38a尺度的周期信号较明显,年际尺度2000年以前存在明显的准9a周期,2000年以后向短周期发展,并在近10a中后期形成3～4a副周期。研究结果对库尔勒香梨树冻害监测、预警具有重要意义。     

应用微生物肥料提高砀山酥梨品质的研究

对8年生砀山酥梨树施用微生物肥料试验结果表明,在高N水平下施用微生物肥料,砀山酥梨叶片N含量显著降低;P、Ca、Mg、Zn、Mn、K、Fe、B元素含量明显增加。合理施用微生物肥料可以提高产量和增加果实含糖量、糖酸比和Vc含量等,果实品质明显改善;果实耐贮性和梨果的等级显著提高。在试验条件下微生物肥料的最佳施用量为1.0kg/株。     

西南冷凉高地苹果最大可能生育期内气候生产潜力评价 ——以云南昭通为例

基于云南昭通1958−2019年逐日气象观测数据、1978−2018年苹果种植统计数据和2010−2018年果园生产调查和观测数据,采用线性趋势分析、逐级订正等方法,探讨云南昭通苹果最大可能生育期内农业气候资源和农业气象灾害的变化特征,估算当地气候生产潜力,以高效合理利用农业气候资源、科学布局苹果产业。结果表明：（1）1958−2019年,云南昭通无霜期、稳定通过10℃的持续时间分别显著增加3.5d和4.5d,理论上能满足苹果生育所需,但昭通苹果花芽膨大期与终霜日和稳定通过10℃起始日期不匹配,成熟期与初霜日和稳定通过10℃终止日期不匹配。（2）根据云南昭通2010−2018年苹果实际生育期,明确了当地苹果最大可能生育期为稳定通过3℃起始日期−稳定通过13℃终止日期。1958−2019年,云南昭通苹果最大可能生育期内平均最低气温、平均气温和平均最高气温分别为11.8、16.1和22.6℃,分别以0.1、0.04和0.05℃·10a−1的速率增加;气温日较差平均为10.89℃,以0.2℃·10a−1的速率减少。降水量和日照时数分别以1.0mm·10a−1和6.7h·10a−1的速率减少。（3）过去62a,云南昭通苹果花期低温发生风险较低,不是当地苹果生长期内的主要农业气象灾害,连阴雨发生风险较高,且主要分布在苹果关键生育期6−9月。（4）在当地气候背景下,苹果最高理论产量约为94t·hm−2,光温、气候生产潜力分别占光合生产潜力的83.0%和76.0%,研究期内昭通果园实际产量仅为光合生产潜力的35.0%,统计产量仅为光合生产潜力的10.0%。随着技术进步和品种选育,果园实际产量与生产潜力的差距逐渐缩小。云南昭通气象条件能充分满足苹果生长发育,通过合理、高效栽植技术应用及对农业气候资源的充分挖掘,可进一步提高苹果产量,提升品质。     

河南省夏玉米花期高温热害风险分析

根据河南省110个气象站1970−2019年逐日最高气温观测资料和19个农业气象观测站夏玉米生育期数据,以32℃和35℃作为轻度和重度夏玉米花期高温热害发生阈值,选取花期日最高气温≥32℃和≥35℃发生频率和日最高气温≥32℃和≥35℃的积热量4个关键致灾气象因子,构建高温热害综合指数,开展河南省夏玉米花期高温热害风险区划,为夏玉米生产趋利避害和防灾减灾提供参考依据。结果表明：（1）1970−2019年河南省夏玉米花期高温日数呈先减小后增加的趋势,21世纪10年代（2010s）后高温日数和频率明显增加,与高温发生频次最低的1980s（20世纪80年代）相比,高温日数增加1.4d（≥32℃）和1.5d（≥35℃）,高温频率增加20.6个百分点（≥32℃）和20.5个百分点（≥35℃）。河南省夏玉米花期高温日数50a平均值在1.8～4.5d（≥32℃）和0.4～1.9d（≥35℃）,高温发生频率在24.3%～64.3%（≥32℃）和2.5%～31.1%（≥35℃）,豫东南为高温热害发生的高频区。（2）近50a轻度和重度高温积热均呈先减弱再增强的趋势,21世纪10年代（2010s）高温积热较1980s（20世纪80年代）增加52.8℃·d（≥32℃）和52.5℃·d（≥35℃）。空间分布上基本呈现出南高北低、东部平原高于西部山区的态势。（3）结合高温强度和发生频率的致灾高风险区主要集中在南阳南部、漯河、许昌东部、周口、驻马店,约占夏玉米主栽区面积的28.5%;研究区域大部地区为中风险区,约占夏玉米主栽区面积的56.2%;而三门峡、洛阳西部、济源西部、安阳等地夏玉米花期高温热害风险相对较低,约占夏玉米主栽区面积的15.3%。