东北玉米低温冷害监测预测系统——在黑龙江省的应用

利用东北玉米低温冷害监测预测系统预测分析了黑龙江省1971-2006年各年热量年型,计算了哈尔滨市1984-2006年玉米抽雄期的冷害发生概率,同时采用以5-9月平均温度和的距平作为低温冷害指标的方法计算了1971-2006年低温冷害的发生状况.结果显示,上述两种方法计算得到的低温冷害的年份与历史实况基本相符.通过对比分析发现,有81%的年份两种方法计算的结果一致,且在低温年玉米抽雄期的冷害发生概率均较大,说明东北玉米低温冷害监测预测系统在黑龙江省的应用效果较好,可为防灾减灾提供科学参考.     

东北地区玉米冷害预测评估模型改进研究

考虑到东北气候变暖和玉米种植范围扩大的事实,利用大量的长期观测资料,详细分析了东北玉米模型作物发育参数的时空变异特点,进行了玉米模型发育参数的区域划分,得到了反映发育特性的晚熟、偏晚熟、中熟、中早熟和早熟5个品种的熟性类型区。改进了模型发育参数,采用以年代平均发育期间累积CHU为指标的变化的发育参数,克服了气候变暖对发育参数的影响,取得了较好的模拟效果。根据作物生育过程的前后连续性和气象条件影响的复杂多样性,建立了考虑抽雄期延迟、抽雄以后热量条件和储存器官干重变化的动态、综合冷害指标,取得了有益的进展。改进后的模型和冷害指标对东北地区玉米延迟性冷害的历史拟合准确率达到95．6％,技巧评分89．5％,较原有单一指标对冷害的历史拟合率和预报检验效果有明显的改善,可应用于东北区域玉米冷害的预测和评估。     

黑龙江省玉米生长期冷害与干旱混合发生对产量的影响

基于1981-2016年黑龙江省玉米农业气象观测站资料,利用国家气象行业标准中≥10℃积温距平、水分亏缺指数(K_(CWDI))指标分别判识玉米出苗-抽雄期冷害、干旱,规定同一站点同一年份内冷害、干旱均有发生为2种灾害混合发生,分析其时空分布特征,以逐步回归方法构建积温距平、K_(CWDI)与玉米单产的关系,并探讨2种灾害混发逆境对玉米产量的影响。结果表明:1981-2016年间,研究区玉米出苗-抽雄期≥10℃积温距平对气候变暖具有明显响应,呈显著增加趋势(P0.01),空间上呈北低南高特征;K_(CWDI)随时间呈波动式下降变化(P0.05),空间上表征为西多东少趋势,较好反映研究区水分资源配置特征;在分析期内,各站玉米出苗-抽雄期冷害、干旱混合发生年数为2～12年,研究区累计发生94年,两种灾害混合发生随时间呈减少趋势,1990年代中期以前密集发生,之后发生频率下降,空间上,两种灾害混合发生表现为由西至东减少趋势,松嫩平原西部为频发区;玉米出苗-抽雄期≥10℃积温距平、K_(CWDI)与玉米单产存在显著或极显著的相关关系(P0.05或P0.01),≥10℃积温距平下降、K_(CWDI)增大,玉米产量呈下降趋势;玉米出苗-抽雄期冷害与干旱混发逆境对玉米产量以负效应影响为主。     

基于积温距平的玉米冷害动态评估及其与玉米产量的关系

利用1980-2014年黑龙江省15个玉米农业气象观测站的资料,基于中华人民共和国玉米冷害评估气象行业标准规定的≥10℃积温距平指标,对玉米3个发育关键时期出苗-七叶期、出苗-抽雄期、出苗-乳熟期的冷害进行动态判识,并分析其时空演变特征,同时应用统计方法分析积温距平与玉米实际单产的关系。研究结果表明:11980-2014年间,玉米3个发育时期内的冷害年数在7~17年之间,冷害发生对气候变暖趋势具有明显的响应;21980-2014年间研究区玉米3个发育时期冷害的发生随时间呈减少趋势,1990年代中期以前为高发期,之后冷害发生频率下降。空间分布上,冷害呈现北多南少特征,并具有群发性、区域性和局地性特点;31980-2014年间,研究区玉米3个发育时期的≥10℃积温距平具有16年左右的周期变化,总体表现为1995年以前偏冷,之后偏暖,其中玉米出苗-七叶期积温距平存在最近几年偏冷的趋势;4研究区67%的站点≥10℃积温距平与玉米实际单产存在显著或极显著的相关关系,积温距平为100~200℃·d,利于玉米高产;5≥10℃积温距平指标赋予玉米冷害判识指标生物学和农学意义,充分表征玉米不同发育时期热量需求与供给的关系,有效提升作物冷害判识的客观性。     

东北地区玉米低温冷害综合指标研究

在以往对低温冷害指标研究的基础上，将低温冷害成分不同的发育阶段进行分析，结合发育期日数和初霜日研究等，讨论分析了东北地区玉米的低温冷害问题，提出一个玉米低温冷害综合指标。该指标生物学和农学意义明确，计算较为方便，便于在预报上的应用。     

玉米抗低温助长剂田间试验研究

为防御东北玉米低温冷害,研制了一种新型的玉米抗低温助长剂,其抗低温效果已为人工温控试验所证实。本项研究采用分期播种、地理播种和田间多处理对比试验方法,检验该化学制剂在影响玉米发育、生物量及产量性状方面的实用效果,并探求其适宜的浓度配比和喷施期次。研究结果表明,该制剂具有促生长、促早熟和使作物高产的性能,可防御延迟型冷害。施用时以1：400倍液和在营养生长期内两次喷施为佳。     

黄淮海夏玉米不同发育阶段对旱涝灾害的敏感性

夏玉米发育不同阶段对旱涝灾害的敏感性不同,明确最敏感时段和了解不同时段间敏感性的定量差异将能为玉米生产中的趋利避害提供依据。以黄淮海流域夏玉米为研究对象,利用WOFOST作物生长模型,分析了夏玉米生长对初始土壤含水量、不同发育时段降水量和根层土壤含水量等水分条件的敏感性。结果表明,夏玉米对干旱的敏感时段依次为抽雄-乳熟期、出苗-七叶期以及拔节-抽雄期,对涝渍的敏感时段主要为出苗-七叶期、拔节-抽雄期以及七叶-拔节期。初始土壤含水量比降水量对玉米最终生物量的影响更大,前者降低50%可能导致夏玉米减产14.5%。     

东北玉米低温冷害时空分布与多时间尺度变化规律分析

利用东北地区48个农业气象观测站1961-2010年逐日温度资料和近20多年玉米生育期资料,基于热量指数构建生育阶段冷害指数,采用EOF分析、Mann-Kendall法、子波变换等方法系统分析了近50年东北玉米4个生育阶段低温冷害时空分布及周期特征。结果表明:整个生育期全区平均冷害强度呈极显著的减弱趋势,地区间冷害变化趋势呈现差异化特征,冷害强度减弱趋势由西南向东北方向呈阶梯状递增;4个生育阶段冷害指数EOF第一模态均呈冷害空间变化趋势一致的特征;冷害强度呈较明显的减弱趋势,第1到第4生育阶段减弱趋势逐渐增大,突变均发生在1990年代中期;冷害强度具有较强的周期性,出苗—七叶、出苗—抽雄存在明显的23、25年周期,出苗—乳熟、出苗—成熟均具有较明显的3年周期振荡。     

中国东北地区玉米低温冷害风险评估研究

概述了东北玉米生长发育对低温环境的反应，分析了玉米冷害致灾的因素、机理及指标。用变异系数、概率分布函数等方法分析了玉米冷害风险的地域分布，对玉米冷害经济损失风险进行了讨论。结果表明，东北北部、东部冷害风险较大，中、西、南部较小，严重冷害年东北区玉米损失达600多万t，折合人民币60多亿元。     

移栽期变化对黑龙江省水稻低温冷害的影响——以2002年为例

针对影响黑龙江省水稻生产的低温冷害问题,利用黑龙江省水稻主要种植区域10个农业气象观测站1999-2004年每年5-9月的水稻生长观测数据和逐日平均温度数据,运用统计方法建立了产量构成与温度指标的关系方程,并结合黑龙江省2002年逐日平均温度格点化数据,对3个不同移栽日期情况下低温冷害的发生情况进行了分析。结果显示:2002年的低温冷害在黑龙江中部最严重,东部次之,西部受害最轻;北部地区受害面积和冷害损失比南部地区更大;在3个移栽日期中,随着移栽日期的推后,水稻产量有5%～11%的不同程度的减少,冷害损失逐渐增大,即按时间5月中旬—5月下旬—6月初依次递增。     

东北玉米热量指数预测方法研究(Ⅱ)——逐步回归预测方法

利用1960-2005年74类大气环流资料,从玉米播种期的5月开始到8月,逐月滚动建立了东北3省典型站玉米热量指数的逐步回归模型.各月模型都能较好地预测该区玉米生长季内的热量状况.检验结果表明,通过运用滚动预报的方法,可以有效地提高预测玉米生长季内热量指数的准确率.     

东北区低温冷害风险评估及区划

从变异系数、正态分布风险概率、风险指数三方面对东北区热量条件的稳定性和低温冷害的风险进行了讨论和评估;并将上述三种风险指标极差化,以求取低温冷害的综合风险指数,最后以综合风险指数为指标,并参考变异系数、正态分布风险概率、风险指数,给出了东北区低温冷害风险区划。     

GIS支持下的广西早稻春季冷害区划研究

利用广西省90个气象台站1961-2006年气候资料和站点地理信息,建立了早稻冷害指标的空间分析模型;依托GIS软件平台,利用1:25万广西基础地理背景数据,按照1km×1km细网格推算出早稻冷害指标的空间分布;运用GIS技术划分出广西早稻低温冷害中无冷害、轻度冷害、中度冷害和严重冷害的4个区域的分区结果,并对区划结果进行了评述和建议.     

辽西北玉米不同生长阶段干旱灾害风险阈值的确定

以辽宁省西北6个市为研究区,选取玉米为研究对象,将其划分为播种期、苗期、拔节期、抽穗期和灌浆成熟期几个重要的生长阶段,综合气象与气候学、自然地理学、灾害科学、作物生态学和自然灾害风险科学等多学科的理论和方法,在充分考虑影响玉米干旱灾害动态风险的自然因素和人为因素的基础上,利用AHP、加权综合评价法、自然灾害指数法建立了玉米干旱灾害动态风险评价指标体系及模型;通过选取典型干旱案例年,运用最优分割理论在综合考虑玉米产量损失的基础上确定了玉米不同生长阶段的干旱灾害风险阈值,并用于玉米不同生长阶段干旱灾害风险值与玉米因旱减产损失的相关分析中。结果表明:辽西北地区玉米因旱减产损失与苗期干旱灾害风险值相关系数最大,玉米受苗期干旱灾害影响最严重;在灌浆成熟期相关性也较显著,受其影响也较大,这与辽西北地区春旱发生频率最高,伏旱时常发生的事实相符合。     

GIS在水稻“寒露风”冷害监测预警中的应用

水稻低温冷害是广西的主要农业气象灾害,低温冷害的实时监测预警对农业趋利避害和减轻灾害损失十分重要。依托GIS技术和统计学方法,利用1∶25万的经度、纬度、海拔高度等广西基础地理信息数据,按照1 km×1 km的较高空间分辨率,对低温冷害的相关气象数据进行细网格空间分析推算,结合广西水稻生长发育状况和"寒露风"低温冷害受害指标,实现对广西水稻冷害发生发展及其强度、范围的实时监测预警,并以2010年10月上中旬冷害过程为例检验了监测效果,与冷害实际情况比较相符。     

1980-2009年期间黑龙江省玉米低温冷害年判定

将黑龙江省玉米种植区分为东、西、南、北、中5个区域,并在5个区域中选取24个气象站作为研究对象,利用逐日气象资料和玉米发育期资料,考虑玉米各发育阶段对温度的不同需求,建立具有气象、农学和生物学意义的玉米低温冷害综合指标。结果表明:1980-2009年间,黑龙江省共发生了14次玉米低温冷害,其中1987年冷害严重;以每10年进行比较,冷害的发生频次和程度都呈下降趋势。近30年来,冷害程度具有明显的区域差异,北部重于中部,中部重于南部;冷害频次上呈现北部最多,中部次之,南部最少的特点。     

黑龙江省近年低温冷害特征再探

采用以生长季5-9月平均温度和的距平值作为低温冷害指标的方法,利用黑龙江省79个站点1971-2006年生长季气温及纬度、海拔高度等资料,计算了各站点的一般低温冷害指示值和严重低温冷害指示值,并分析了黑龙江省低温冷害的分布特征.分析结果显示:黑龙江省1971年以来的36a中出现大范围低温冷害9次;发生低温冷害的频率由南向北逐渐增加,大部地区在20%～40%之间;低温冷害主要出现在20世纪70年代、80年代和90年代前期,90年代中期以后的10a中,农区基本没有出现低温冷害.