基于关键气象因子的中稻单产动态预报

利用重庆市1986-2009年中稻单产和中稻生育期内旬平均气温、旬降水量、旬日照时数等资料,采用统计分析法建立中稻气象产量动态预报模型,在此基础上预报中稻单产。用5a滑动平均方法分离中稻趋势产量,在分析气象产量与中稻全生育期逐旬气象要素相关性的基础上,以3月中旬平均气温、5月下旬日照时数、7月中旬平均气温、7月中旬降水量、7月中旬日照时数、7月下旬平均气温、7月下旬降水量和8月上旬平均气温等作为关键气象因子,建立中稻气象产量动态预报模型,并应用该模型实现中稻单产动态预报。对1986-2009年的中稻单产做模拟检验,平均准确率在96%以上,95%以上的年份预报准确率超过90%。对2010年的单产进行预报,准确率为91.5%～92.8%,预报准确率较高,基本能满足业务服务的需要。     

马铃薯茎叶生长对气象因子的敏感性分析

选择宁薯4号和陇薯3号为测试品种,于2008年4月13日和20日分两个播期进行田间试验,在全生育期每10d观测马铃薯茎叶干重数据,以同期的积温、累计降水量和累计日照时数为关键气象因子,对不同播期、不同栽培方式、不同品种马铃薯的单株茎叶干重与气象因子之间的关系进行了分析。结果显示,4月13日播种的未覆膜宁薯4号的茎叶单株干重与积温、累计降水量、累计日照时数的相关性显著高于陇薯3号（P〈0.01）,说明其对这些气象因子的敏感性较高;4月20日播种的未覆膜宁薯4号对积温的敏感性比陇薯3号高;覆膜的宁薯4号4,月13日播种的与气象因子的相关性显著高于4月20日播种的（P〈0.01）,说明4月13日播种对气象因子敏感性更强;4月20日播种的覆膜宁薯4号和未覆膜的均对积温最敏感,每增加100℃.d的积温,覆膜比未覆膜的单株茎叶干重增加0.6g,且覆膜栽培下的单株茎叶干重总体上高于未覆膜栽培的,说明覆膜对气象因子的敏感性更强。综上所述,在西吉县选择4月13日播种宁薯4号覆膜生产效果更好。     

农田土壤碳氮及其与气象因子的关系

为揭示土壤碳氮受外界环境因子的影响,基于辽宁省51个农业气象站的代表性,分析了土壤有机碳和全氮的剖面分布及其与气象因子、地理因子的关系。结果表明,土壤表层（0~20 cm）有机碳和全氮含量总体高于土壤下层（20~40 cm）;不同土层土壤有机碳和全氮受年降水量、年平均气温的影响程度不同。土壤表层有机碳和全氮受年降水量、年平均气温的显著或极显著影响（P〈0.05,P〈0.01）;土壤下层有机碳和全氮均与年平均气温呈显著负相关（P〈0.01）,而与年降水量不成显著相关。经度与土壤表层有机碳和土壤下层全氮呈显著正相关（P〈0.05）,而纬度和海拔不影响土壤有机碳和全氮。不同土层有机碳、全氮与气象因子的回归方程为农田生态系统的碳收支评估及养分循环提供基础资料。     

安徽省长江以北地区土壤水分动态模拟初探

利用安徽省长江以北地区11个农业气象站1980-2000年实测0-20cm土壤水分资料，基于土壤水分平衡模型，分季节建立了不同降水条件下的土壤水分模拟模型。当模拟时段内总降水量P≤某临界值P0时，模型以模拟时段初的土壤相对湿度（θ’0）、时段内降水量（P）、〉0℃活动积温（∑T〉0）、日照时数（∑R）等为自变量；而当P〉P0时模型以θ＇0、Ln（P）、∑T〉0、∑R等为自变量。经对2005年安徽省长江以北地区平均土壤水分模拟值与实测值比较，以及2006年3月28日安徽省长江以北地区各地土壤相对湿度瞬时模拟值与实测值比较，二者达极显著相关关系，说明模型模拟效果较好，但也存在一定的系统偏差，模拟值普遍偏小。该结果对安徽省长江以北地区土壤墒情模拟具有应用价值。     

钟模型法建立甘蔗发育期模拟模型

基于作物发育动态理论模型原理及钟模型方法构建甘蔗发育期模拟模型（SDSM,sugarcane development simulation model）,模拟新植蔗和多年宿根蔗不同发育期。利用广西甘蔗主产区（宜州、沙塘、来宾、扶绥、贵港）的甘蔗发育期多年观测资料及同期气象数据,结合甘蔗各发育阶段的三基点温度指标,通过试错法确定甘蔗发育期模拟模型（SDSM）参数,模拟新植蔗、宿根蔗各发育期（播种-出苗、出苗-分蘖、分蘖-茎伸长、茎伸长-工艺成熟)。通过模拟值与实测值对比分析,对模拟效果进行评价。结果表明：模型具有较强的机理性,模型中基本发育函数部分反映了品种的基因特性,模型能够有效模拟甘蔗的发育期。新植蔗各发育阶段NRMSE在5.2%～26.31%,播种-出苗阶段模拟值与实测值相差8.1d,出苗-分蘖相差7.4d,分蘖-茎伸长相差4.6d,茎伸长-工艺成熟相差7.4d;宿根蔗各发育阶段NRMSE在6.52%～21.66%,上一年工艺成熟-发株阶段模拟值与实测值相差8.8d,发株-分蘖相差8.7d,分蘖-茎伸长相差7.5d,茎伸长-工艺成熟相差9.9d。说明模拟值与实测值具有较好的一致性与相关性,模型可以实现对甘蔗发育期的预测。     

青海省东部气象条件变化对麦茎蜂羽化的影响

利用1988-2005年互助县麦茎蜂羽化盛期和气象资料分析表明:气象条件是影响麦茎蜂羽化盛期的主要因子之一,影响麦茎蜂羽化盛期早晚的关键期是上年10月和当年1月,主要因子是1月平均气温、1月降水量、1月20cm平均土温、上年10月平均气温,且1月平均气温、土温比1月降水量、上年10月平均气温的影响显著;气候变暖的阶段性趋势使麦茎蜂对麦类等作物的危害程度有加重的趋势;羽化盛期模式的预测值与实测值相差在1~3d,模式可为当地提高药剂防治麦茎蜂危害效果及防治决策提供参考。     

淮河流域参考作物蒸散量变化特征及主要气象因子的贡献分析

利用淮河流域171个站点1971-2010年的气象资料,采用FAO Penman-Monteith公式计算该区近40a的参考作物蒸散量（ET0）,并对ET0的时空分布特征和影响因子进行定量分析。结果表明：淮河流域年ET0为898mm,近40a总体以17.5mm/10a的速率减小（P〈0.05）;空间分布显示西北部大部站点ET0呈显著下降趋势（P〈0.05）,仅东南部个别站点呈显著上升趋势（P〈0.05）。各气象因子对ET0变化的贡献表现为两方面,即ET0对气象因子的敏感性和气象因子的多年相对变化率,在4个主要因子中（平均温度、相对湿度、日照时数和风速）,ET0对相对湿度的变化最敏感（敏感系数最大）,而风速的多年平均变化率最大。从各因子的贡献率看,对ET0贡献最大的是风速,平均温度的贡献最小,4个因子对ET0变化的总贡献率为-4.96%,总贡献率为负在很大程度上解释了ET0呈下降趋势的原因。     

近50年冬小麦主产区农业气候资源变化特征分析

在冬小麦主产区内选取113个气象站点的1961-2008年逐日气象资料,应用Mann-Kendall突变检测和气候线性倾向率方法,分析冬小麦生育期内农业气候资源变化趋势和特征。结果表明：研究区域近50a冬小麦生育期内≥0℃积温呈明显的增加趋势（P〈0.01）,90年代初期以来,≥0℃积温增加趋势更加显著（P〈0.05）;冬小麦生育期内的降水量变化趋势不显著,也不存在突变现象,但降水量年际间变化较大;冬小麦生育期内参考作物蒸散量的变化趋势不显著,80年代出现弱的减少趋势（P〈0.1）,90年代以后有弱的增加趋势（P〈0.1）;冬小麦生育期内的初霜冻日期呈推迟趋势（P〈0.01）,终霜冻日期呈提前趋势（P〈0.01）,导致霜冻日长度呈减少趋势。21世纪初初霜冻日的推迟趋势、终霜冻日的提前趋势更加显著（P〈0.05）。     

三江源区高寒草地牧草生长季气候变化特征及其对牧草生育期长度的影响

利用1999-2010年青海省三江源区西北针茅牧草生育期观测资料和同期气象资料,分析了牧草生长季气候变化特征及其对牧草生育期长度的影响。结果表明：（1）三江源区兴海高寒草地牧草生长季（4-9月）平均气温以0.36℃/10 a的速度升高,降水量以148.6 mm/10 a的速度极显著增多,日照时数以7.7 h/10 a的速度微弱增加,总的气候趋势呈现出＂暖湿＂特征,对高寒草地牧草的生长发育极为有利。（2）西北针茅牧草的各生育期长度,0℃-返青期日数、返青-抽穗期日数、开花-成熟期日数、成熟-黄枯期日数均表现逐年缩短的变化趋势,其中成熟-黄枯期日数显著缩短。抽穗-开花期日数则呈逐年延长的趋势。（3）对西北针茅牧草0℃-返青期日数,2月降水量、1月平均气温、累计日照时数的影响最大;对返青-抽穗期日数,累计降水量影响较大;对抽穗-开花期日数7月上旬降水量和累计日照时数影响大;对开花-成熟期日数影响较大的有7月中旬、下旬和8月上旬的平均气温以及累计温度;对成熟-黄枯期日数影响最大的气候因子是8月、9月中旬的平均气温、≥5℃日平均气温终日日数和累计降水量和累计日照时数。     

云南省四季潜在蒸散量时空演变的主导气象因子分析

基于1981—2011年云南省52个站点气象数据,通过敏感系数和贡献率法,定量分析了各站点冬春夏秋季潜在蒸散量变化的成因。结果表明:（1）1981—1990年、1991—2011年春、夏、秋季,云南省各站点潜在蒸散量均对平均气温最敏感,其次是相对湿度和日照时数,对风速的敏感性最低;冬季有部分站点以相对湿度的敏感系数最大。（2）蒸散量变化的主导因子因季节不同而不同。1981—1990年,绝大多数站点冬季蒸散量变化主导因子为平均气温,其他季节多数站点主导因子为日照时数;1991—2011年,冬、春、秋季,多数站点以平均气温为主导因子,夏季则以日照时数为主导因子的站点居多。（3）主导因子空间分布格局有差异。平均气温是云南省东部地区冬季蒸散量变化的主导因子,日照时数是中南部地区夏季蒸散量变化的主导因子,春、秋季节,前后时间段主导因子区域差异较大。这些结果表明云南省蒸散量变化的主导因子具有阶段性、季节性和区域差异性。     

基于DSSAT-Canegro模型的广西来宾市甘蔗生长对气象干旱的响应

旱灾是制约甘蔗高产高糖的主要自然灾害之一,研究甘蔗生长过程对气象干旱的响应机制是实现其旱灾风险智慧管理、提高中国蔗糖业发展的一个关键科学问题.该研究基于来宾市1979—2018年0.1°格点及地面气象站点的多源气象要素数据,计算逐日标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotr...     

全球蔗糖主产国甘蔗产量与气象条件关系的初步研究

通过对巴西、澳大利亚等蔗糖主产国历年甘蔗产量与温度、雨量等气象要素的灰色关联度分析,初步确定了影响蔗糖主产国甘蔗产量的主要气象因子和关键时段,该结果为国内开展全球蔗糖产量监测预测服务奠定理论基础。     

基于遥感的广西甘蔗种植面积提取及长势监测

广西是我国最大的甘蔗种植和蔗糖产业基地,但长期受自然灾害影响甘蔗单产产量不高,及时获取其多年种植面积与长势的时空动态信息,可为区域甘蔗种植优化、灾害风险管理及蔗糖产业结构调整等提供重要科学支撑。首先,基于LANDSAT8OLI遥感影像的6-5-2优化波段组合,引入NDVI、DEM等辅助识别特征变量,采用随机森林分类法进行多时相连续解译,并借助Google Earth高清遥感影像比对修正,获得了高精度的2014—2018年广西甘蔗种植面积分布;其次,基于MODIS-NDVI数据,构建长势差值监测模型,实现了近5年广西甘蔗茎伸期长势动态监测。结果表明:1)本文解译方法效果良好,广西甘蔗种植面积的总体分类精度高于92%, Kappa系数均大于0.8,面积相对误差5年均值为-10.7%。2) 2014—2018年,广西甘蔗种植面积呈"前期急减,后期缓增"的变化趋势;主要种植区以崇左、南宁及来宾市为主,全区种植面积呈局部成片集聚、总体破碎分散的分布格局,并与研究区地形地貌、土壤类型、河流水系分布等下垫面环境要素密切相关。3)NDVI差值模型能清晰反映广西甘蔗茎伸期长势的年际和年内的时空变化特征,各年度内的甘蔗长势在好、正常、差等状态间交替转变频繁。上述成果可为揭示广西甘蔗对区域气候变化、旱涝交替及下垫面水土墒情动态的响应机制,开展区域甘蔗种植结构优化及其资源利用效率评估等奠定科学基础。     

广西糖料甘蔗需水量和灌溉定额空间变异

广西是中国主要的糖料蔗生产基地,地处喀斯特地貌区,其土壤保水保肥效率低,且年降水时空分布不均,灌溉对保障糖料蔗高产稳产极其重要。研究糖料蔗需水量及灌溉定额空间变异规律,对指导糖料蔗高效节水灌溉,保障其高产稳产具有极其重要的作用。以广西7个灌溉试验站的试验数据为基础,采用双作物系数法,结合全区25个气象站的数据,计算全区多年平均参照作物蒸发蒸腾量(crop reference evapotranspiration,ET0)及滴灌、小管出流、微喷灌和沟灌共4种灌水方式下的作物需水量(crop evapotranspiration,ETc)和灌溉定额,分析各变量的空间变异性,并绘制其等值线图。与观测资料对比发现,该文基于双作物系数法得到的ETc相对误差范围在5%左右。气象因素空间分布的不均匀性导致ET0和ETc的空间分布不均,进而导致灌溉定额的空间分布差异,其中以降水的影响最明显。全区多年平均日均有效降水量全区相对差异达65%,东兴和百色分别为全区最大值和最小值点,分别为5.37和1.94 mm/d。滴灌、小管出流、微喷灌和沟灌4种灌水方式下日均ETc分别为3.48、3.48、3.59和3.52 mm/d,北海为全区峰值点,田东为区域性峰值点。全区多年平均灌溉定额在滴灌、小管出流、微喷灌和沟灌灌水方式下分别为135、135、354和457 mm。不同灌水方式下全区糖料蔗灌溉定额呈现出相同的空间分布规律,即桂林至田东一带为灌溉定额的高值区,田东为全区的峰值点。研究可为广西地区糖料蔗的灌溉行为包括灌溉方式和灌溉定额的选择提供理论指导。     

不同灌溉方式下甘蔗光合特性

光合作用是植物干物质积累的重要过程,作物产量主要通过光合作用实现。为比较不同灌溉模式下甘蔗光合特性差异,探明其主要影响因素,以柳城05-136号为试验甘蔗品种,于2015年3月-12月在广西崇左市江州区试验基地开展6种灌溉模式甘蔗净光合速率及主要环境因子的田间观测。结果表明:地埋滴灌甘蔗净光合速率最高,平均值为29.23μmol/m2·s,无灌溉最低,为18.53μmol/m2·s,地埋滴灌分别比无灌溉、管灌、喷灌、微喷和地表滴灌高57.74%、23.54%、12.68%、9.68%和2.56%,灌溉能显著提高甘蔗的光合速率(P0.05)。通径分析结果显示,土壤含水率、空气温度和土壤肥力是影响甘蔗净光合速率的主要环境因子,但各灌溉模式之间主要影响因子存在差异,无灌溉和地埋滴灌土壤肥力的影响较为显著,地表滴灌则是土壤含水率和速效氮的影响较为显著,管灌模式主要影响因子为土壤速效钾和空气温度,而喷灌和微喷模式的主要影响因子均为土壤含水率和空气温度。采用地埋滴灌模式更有利于研究区域甘蔗净光合速率的提升,此外,针对不同灌溉模式的主要影响因子进行合理调控可有效提高甘蔗净光合速率,从而提高甘蔗产量。     

15N同位素稀释法研究固氮菌接种对甘蔗生物固氮的影响

利用15N同位素稀释法,研究接种固氮菌klebsiella L03对甘蔗品种B8和ROC22的生物固氮的影响。结果表明： B8的固氮百分率最高为3128%Ndfa,从苗期开始就显著高于ROC22,分蘖期和伸长初期的固氮量和固氮百分率与ROC22相比差异达到极显著水平。B8和ROC22的根、茎、叶都可发生固氮,以伸长初期（60d）叶片中的固氮能力最强。接种L03能显著提高B8和ROC22各器官的含氮量,其中对ROC22叶片和B8茎的含氮量提高作用最明显。不同甘蔗品种、相同品种的不同器官甚至相同器官的不同生长时期固氮作用有很大差异。     

夏玉米茎流速率和茎直径变化规律及其影响因素

为了揭示夏玉米茎流速率和茎直径的变化规律及其影响因素,该研究对夏玉米生育中期的茎流变化和茎直径微变化过程进行监测,分析了二者的日变化过程及相关关系、茎流速率与环境因子之间关系、茎直径随土壤含水率的变化规律。结果表明：茎流速率日变化过程呈单峰曲线型,其变化受太阳辐射、饱和水气压差、风速等气象因子的影响显著,通过对实测数据的分析得到了茎流速率与上述气象因子的线性回归方程,为今后利用气象因子预测夏玉米的叶面蒸腾量提供了基础;茎直径微变化的日变化过程也呈现明显的昼夜变化规律,白天收缩,夜晚复原,每日茎直径最大值随土壤含水率的降低而减小,二者之间呈线性相关关系,依据这一关系可利用茎直径微变化诊断作物缺水状况。     

地理信息系统与数学模型集成技术在福建甘蔗气候适生地评价中的应用

利用福建省气象要素观测数据与土地利用现状资料,探讨GIS与数学模型集成技术在福建甘蔗气候适生地评价中的应用。结果表明,2次方趋势面分析结合1、2、5、7、6次方反距离权重插值模型可分别适用于研究区年降雨量、≥20℃年活动积温、年日照时数、无霜期、年极端低温多年均值的气象因子空间数据库的准确推算,其验证气象站点观测值与上述模型推算值之间的差异均未达到显著水平,t值仅分别为0.780,0.006,0.308,0.120,0.878。借助地理信息系统与数学模型可实现福建省甘蔗气候适生地定位与定量的评价,研究区甘蔗气候适宜用地面积为119.09万hm2,占全省耕地总面积的86.85%,其中最适宜用地面积、适宜面积、次适宜面积分别占甘蔗气候适宜用地面积的23.54%、39.73%、36.73%。     

拔节期水分亏缺对沙地农田玉米光合特性及物质积累的影响

[目的]分析拔节期水分亏缺对玉米光合特性及物质分配规律的影响,为作物调亏灌溉技术在沙地农田的应用提供理论依据。[方法]在黑河流域中游边缘绿洲新垦沙地农田进行田间试验。[结果](1)玉米拔节期水分亏缺使新垦沙地农田0—40cm土层土壤含水量显著降低,农田CO2浓度升高0.5%,相对湿度降低6%,玉米叶片温度升高了8%;(2)水分亏缺处理玉米叶片净光合速率日均值比正常供水处理降低了74%;水蒸腾速率日均值比正常供水处理降低了79%;(3)水分亏缺处理玉米茎、叶及根系生物量分别比正常供水处理低63%,47%和51%,总干物质积累量比正常供水处理减少了53%。[结论]在沙地农田,作物对土壤水分的反映较为敏感,小幅的土壤含水量降低即造成玉米光合能力的大幅下降,并最终对光合产物的积累和分配产生不利影响。