干旱对北方冬小麦产量影响的风险评估

对非灌溉与灌溉两种不同的背景,以水分平衡原理求得的自然水分亏缺率为轴线,以风险评估技术方法为核心,分别从基于实际产量和生产潜力的两种不同途径,研究了北方地区干旱对冬小麦产量影响的风险水平.建立了基于灌溉地区的冬小麦实际产量与自然水分亏缺率的相关关系,根据其敏感性的不同,确定出A、B两类不同干旱年型的自然水分亏缺率及其相应的实际减产率指标.结果表明(1)水分对生产潜力的影响各地差别较大,光温生产潜力的减产率和气候生产潜力的减产率在陕西、山西和河南3省的概率分布呈由南向北增大的趋势,而在山东呈由南向北、由东向西增大的趋势,且整个北方冬麦区呈现较好的连片性和区域性.(2)根据自然水分亏缺率,划分出5种干旱年型轻旱、中旱、重旱、严重干旱和极端干旱,与其相应的缺水率分别为＜20%,20%～30%,30%～40%,40%～70%和＞70%.A类不同干旱年型的实际减产率分别为＜9%,9%～12%,12%～14%,14%～21%和＞21%,该类指标适用于山东东部及中部的部分地区、陕西南部渭河一带、河北中部的部分地区;B类不同干旱年型的实际减产率分别为＜9%,9%～15%,15%～21%,21%～40%和＞40%,该类指标适用于本区的其它地区.     

冬小麦中轻度水分胁迫的增产节水效应研究

利用大型水分试验场的防雨棚遮挡自然降水,采用人工定量补水进行冬小麦土壤含水量占田间持水量40%～50%、45%～50%、50%～55%、50%～60%、55%～60%、60%～70%持续时间分别为5、10、15天水分胁迫处理的控制试验。试验结果表明:50%～70%的中轻度水分胁迫处理,冬小麦具有显著的增产节水效果;2年平均,增产6.3%～7.4%,节水28.2%～34.1%。中轻度水分胁迫下,冬小麦增产节水作用机制的实现,主要是通过水分胁迫效应诱发增强:①冬小麦根系的找水功能;②产量构成因子的优化;③复水后光合速率的提高。冬小麦水分胁迫效应的最佳利用时间为返青-拔节期,此时进行水分胁迫效应利用最有利于冬小麦稳产增产。     

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。     

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。     

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.     

基于信息扩散和模糊评价方法的四川盆地气候干旱综合评价

利用1961~2005年历史气象资料,以受旱天数、湿润度指数、标准化降水指数、温度距平、日照距平百分率等5个要素作为干旱评价指标,应用信息扩散方法建立了各单个评价指标的春、夏、伏旱旱情等级划分标准,采用模糊综合评价方法对1961~2006年四川盆地气候干旱进行评价,并给出了各市干旱出现的频率。结果表明:2006年四川盆地发生了严重的春旱、夏旱和特别严重的伏旱,盆区17个市均有伏旱发生,其中有13个市伏旱特别严重;伏旱期少雨天气平均为30年一遇,高温天气平均为60年一遇,约29%的台站的少雨和90%的台站的高温为50年以上一遇;春、夏旱主要出现在盆地西北部和盆地南部,约2.5年出现一次,伏旱则主要出现在盆地东部,约2年出现一次。     

农作物病虫害气象环境成因研究进展

简要概述了近年来农作物病虫害气象环境成因研究方面的最新进展,包括农作物病虫害发生流行的气候背景指示及其影响机制、与气象条件的关系和气候变化对病虫害发生流行的可能影响等.结果表明:海温、厄尔尼诺事件、大气环流等大尺度因子对病虫害的发生流行具有明显的前兆性指示;温度、湿度、降雨、风、光照等气象要素,对促进或抑制某种病虫害的发生、发展、流行及其危害程度都可能产生显著的影响;气候变化可能造成病虫害危害的地理范围扩大,程度加剧.     

农业气象灾害风险评估体系及模型研究

从灾害风险分析的角度构建了一个由我国北方冬小麦干旱、江淮冬小麦渍涝、东北作物夏季低温冷害以及华南荔枝和香蕉冬季寒害组合的灾害风险评估体系.该体系由风险辨识、风险估算和风险评价组成.风险辨识分别阐明了上述各灾种的孕灾环境、致灾因子和承灾体的灾情特征.在风险评估方面,基于灾害性质、灾损和抗灾性能的含义,提出了相应的风险概念模型,根据多年产量资料和气象资料,提出了应用性强、可操作的各种灾害的灾害强度风险概率模拟模式和灾损风险概率模拟模式、抗灾性能模式,并采用逐年产量和气象资料的样本序列,由上述模拟模式估算了各种灾害强度和不同灾损发生的风险概率及风险指数,阐述了风险水平的地区差异.在风险评价方面,根据对各种灾损的风险指标进行综合,分别提出了风险区划指标,并进行了风险区域划分.