中国北方冬小麦的水分亏缺与气候生产潜力--近40年来的动态变化研究

基于辨识自然条件下的水分对北方半湿润半干旱地区冬小麦气候生产潜力的影响,采用“逐步订正法”分别计算了光合、光温和气候生产潜力,并进行了评估。从水分平衡角度,采用新颖的数理模式构建了估算气候生产潜力的水分订正函数,其中冬小麦需水量采用FAO最新推荐的Penman-Monteith公式,供水量采用新近研制的降水量和土壤有效底墒模式。计算了本区78个站点近40年(1961～2000年)逐年的气候生产潜力,分别以相对变率、变异系数以及由水分亏缺引起的减产率和水分亏缺率等为指标,分析了近40年中国北方冬小麦水分与气候生产潜力的动态变化。结果表明,由于底墒水约占冬小麦全生育期需水量的20％～30％,对气候生产潜力的贡献较大,相应地,计算得到的冬小麦气候生产潜力比以往一些结果高出约20％～30％,这对评估气候生产潜力有重要意义。在生产潜力动态变化方面,由于降水变率大,使得气候生产潜力的时空变化大于光合和光温生产潜力的时空变化,而且在河北(包括津京地区)和山东两省,水分具有由南向北、由东向西减少的趋势,陕西、山西和河南三省水分有由南向北减少的趋势,使得各项指标的变化均有与此基本相应的变化趋势。     

我国小麦白粉病发生流行的长期气象预测研究

确定了影响我国小麦白粉病发病流行的9项关键环流特征因子指标,其中4项较好地表征了我国小麦白粉病发病面积轻、偏轻、偏重、重4个级别的气候特征.以关键环流特征因子距平为预测因子,建立的上年10月初、当年4月初制作预报的2个全国小麦白粉病发病面积距平预测模式历史拟合效果较好,对2004年的外延预报准确率分别达87.5%和98.2%.通过分析关键大气环流特征因子对我国小麦白粉病发生流行的可能影响机制,发现前期关键环流特征因子对我国小麦白粉病的发生流行具有很好的气候背景指示效应.     

灌溉降低华北冬小麦干旱减产的风险评估研究

从冬小麦生育期水分供需平衡的关系出发，建立了其缺水率模式。采用风险分析技术与方法，基于华北平原河北省及京津地区代表站点近40a(1961—2000年)冬小麦供需水的有关资料，估算了冬小麦全生育期在不同灌溉条件下，不同干旱年型不同缺水率出现的概率，分析了灌溉可降低的冬小麦干旱减产的风险水平。结果表明：这些地区生育期内的自然降水和底墒水只能满足冬小麦全生育期需水的1／3—2／3。如果没有灌溉，冬小麦全生育期缺水率20％以上出现的概率大都在80％以上，缺水率30％—40％的重早年出现的概率高达30％；随着灌水次数的增加，相应干旱减产的风险水平随之降低。如果在缺水的关键期适当补充3次水，总量在2025m^3／hm^2左右，则缺水率≥10％的风险概率可降到10％以下，而大部分地区基本上可满足水分的需求；为节约用水和提高水分利用效率，除严重干旱年外，大部分地区一般只需灌3次水便可满足冬小麦稳产、高产的水分需求。     

主要农业气象灾害风险评估技术及其应用研究

基于灾害风险分析的原理,论文提出了我国几种主要农业气象灾害风险评估的技术方法。包括一年生农作物、多年生果树减产率序列的构建技术,不同致灾因子、致灾指标序列的构建技术,灾害风险估算模型的构建技术;致灾损失(减产率)的风险评估技术,致灾指标的风险评估技术,减灾措施降低灾害风险的评估技术。通过对1961～2000年逐日气象资料与产量、灾情资料的相关分析研究,筛选出适用于北方地区冬小麦干旱、东北地区玉米和水稻冷害、江淮地区冬小麦和油菜涝渍、华南地区香蕉和荔枝寒害风险评估的主要致灾因子、致灾等级、致灾指标及其对应的减产率。以北方地区冬小麦干旱、华南地区香蕉和荔枝寒害风险评估为例,给出了针对一年生农作物、多年生果树不同承灾体类型的风险概率估算方法及其风险等级划分。结果表明:北方地区冬小麦干旱、华南地区香蕉和荔枝寒害风险概率分布有着很好的连片性和区域性。北方地区冬小麦全生育期内,自然水分亏缺的风险概率很高,随着灌溉次数的增加,缺水率的风险概率逐渐降低。一般在轻旱年灌水1～2次、中旱年灌水2～3次、重旱年灌水3次之后,大部分地区都能基本满足冬小麦的需水要求,缺水率出现的概率已经很小。     

河北小麦白粉病流行的气象指标研究

以河北省中南部小麦白粉病发生较重的麦区为例，利用白粉病观测资料与区域病情调查资料和气象资料，采用合成分析法、秩和检验法进行了小麦白粉病关键气象影响因子的筛选和预测因子临界值的确定；建立了预测因子指标。基于灾变规律关键时方法，建立了白粉病发生程度的预测指标模型，并对区域小麦白粉病年度发生程度进行了拟合、外延预报。结果表明，10年拟合预报中仅有1年偏差1个等级；2年外延预报结果与实际发生情况完全一致。对1995—2007年，白粉病轻度发生年份的预测准确率为100％，流行年份的预测准确率为83％，模型的总预测准确率达90％以上。     

亚热带东部丘陵山地农业发展的灰色局势决策

本文在亚热带东部主要丘陵山地(神农架、大别山、雪峰山和云开大山等)自然资源农业评价的基础上,以经济效益为指际对农业发展实施灰色局势决策。结论:1.发展粮食作物和经济作物必须摆在各地区五业之首;2.农林经济效益在神农架南坡最佳,畜牧业和工副业在云开大山最有前途。     

中国小麦生产的区域比较气候风险研究

以减产率〉5．0％界定灾年，分析了中国各省（市、自治区）小麦灾年发生的风险概率、平均减产率和变异系数，及其与全国平均水平相比的区域比较风险度、减产度和变异度。基于以上3个区域灾年减产率的比较指标，得到了区域比较气候风险指标；利用区域比较气候风险对中国小麦生产进行了分区论述，同时得出了小麦总产量损失与播种面积呈显著正相关，与小麦单产只有一般中度相关，而与比较气候风险基本不相关的关系，并指出了区域比较气候风险指标与防灾减灾工作的关系。     

华北北部冬小麦干旱和产量灾损的风险评估

利用河北及京津地区53年(1949～2001年)的冬小麦实际产量资料,采用直线滑动平均法分离出趋势产量和气象产量,并将气象产量作了相对化处理;以本区主要由干旱所造成的相对气象产量负值(减产率)序列作为研究对象,根据风险理论采用风险评估技术和方法,计算了该区在干旱气候条件下冬小麦不同减产率范围出现的概率,并选取历年减产率的变异系数、历年平均减产率和减产率风险概率作为评价指标,分析了干旱气候条件下河北及京津地区历年冬小麦产量灾损的风险水平。研究结果可为冬小麦产量风险预测及抗灾减损提供科学依据。     

2001年农作物病虫害发生流行的气候影响评价

综合分析了 2001年气候条件对全国农作物病虫害发生流行的影响.春夏季全国大范围的持续严重高温干旱,造成全国农作物病虫害偏重发生,其特点是虫害重于病害,全国大部分地区以虫害为主,病害较轻.春夏季的高温干旱引发蝗虫全国大发生,但制约了小麦病虫害的严重发生,为中等发生年.全国主要稻区病虫害发生期间干旱、少雨、大雨频次低,限制了水稻病虫害的严重发生,为中等发生年.水稻稻飞虱中等偏轻发生,但造成长江流域水稻螟虫的中等偏重发生.东北、华北地区中后期温度降水配合相对适宜,造成玉米螟中等偏重发生.     

基于关键区海温的华南香蕉寒害长期预报模型探讨

根据华南地区10个代表站点1961-2005年的气候资料、海温资料、历史灾情记录对华南香蕉寒害长期预报模型进行了研究。结果表明,构造的华南香蕉寒害指数与前人研究和历史灾情记录吻合,可以代表华南香蕉寒害的强弱。通过相关分析,找出了影响华南冬季寒害的前期夏季海温关键区为（5°S~5°N,170°~120°W）、（50°~60°N,180°~140°W）、（20°~30°N,140°~110°W）、（30°~40°N,140°~150°E）、（40°~50°N,150°~170°E）,关键区海温对华南冬季寒害影响具有明确的物理意义。利用逐步回归分析,以关键区海温为自变量建立了华南香蕉寒害长期预报模型。其中1961-1990年的数据用于建模,1991-2004年数据用于模型检验。模型拟合准确率和预报准确率均高于88%,这表明此模型具有较高的精度。