农业气象灾害灾情等级划分与年景评估

利用福建省1980—2004年农业成灾面积资料,计算主要气象灾害(干旱、洪涝、风雹和低温冻害)的成灾率及其变异值,在此基础上将4类气象灾害分为5个等级,并给予相应的分值,采用灰色关联分析方法,计算4类气象灾害与总灾害的关联度,得到其对农业生产的影响权重为旱灾>冻害>风、雹灾>水灾,建立农业气象灾情的综合评价模型并对25a的农业年景进行分级和综合评价。结果表明:福建农业气象灾害中灾及以下灾情的出现频率占到了总数的88%,灾情最重的年份为1999年,灾情最轻的年份为1984年;农业气象灾害对农业生产的危害随年代增大,而且波动加剧。     

辽宁省玉米复合农业气象灾害判识及特征

玉米生产过程中常常遭受复合农业气象灾害,为了解辽宁省玉米复合农业气象灾害发生规律和特征,本研究对复合农业气象灾害进行定义和分类,对1961-2017年辽宁省50个气象站玉米生长季的复合农业气象灾害发生情况进行判识,探讨典型年复合农业气象灾害对玉米产量的影响.结果表明:1961-2017年,大部分年份辽宁省玉米复合农业气...     

浙江省茶叶农业气象灾害风险评价

开展茶叶农业气象灾害风险评价可增强茶叶生产防御自然灾害能力。本文根据浙江省64个气象站1971—2010年茶叶气象灾害和农业统计资料,应用模糊数学和加权指数求和方法构建了茶叶气象灾害综合风险指数模型,将浙江省茶叶农业气象灾害风险划分为低风险、中风险和高风险3个等级;并在浙江省茶树栽培精细化气候区划结果基础上,生成了浙江省茶树种植农业气象灾害综合风险精细化空间分布图。结果表明:浙江省茶叶农业气象灾害综合高风险区主要位于浙西北和浙中北,中风险区主要位于浙中和浙东北,低风险区主要位于浙南;浙江省茶树种植农业气象灾害低风险适宜区主要位于浙东南和浙西南。     

湖南烤烟硫含量的区域特征及其对烟叶评吸质量的影响

采集湖南主产烟区B2F、C3F、X2F3个等级烟叶样本559份,通过测定烟叶硫含量,研究了湖南烤烟硫含量的区域特征及烟叶硫含量与烟叶评吸质量评价指标间的量化关系．结果表明：湖南主产烟区烤烟硫含量范围为0．100％～2．106％,均值为0．884％,其中含量大于0．7％的样本占71．6％;在区域差异方面,烤烟硫含量由湘中高值区域逐渐向湘南和湘西北降低．随着烟叶硫含量的增加,烤烟的香气质、余味、燃烧性和灰色变差,杂气和刺激性增加,香味、吃味和评吸总分分值降低．受大量施用硫酸钾和大气硫沉降的影响,湖南部分烟区烟叶硫含量偏高,对烟叶品质产生负面影响,已成为目前影响烟叶质量提高的关键因素之一,在生产中应引起足够的重视．     

基于GIS的四川盆周北部山区夏玉米农业气象灾害风险评估——以旺苍县为例

气象灾害是制约我国农业发展的主要因素之一,明确夏玉米农业气象灾害风险对于防灾减灾具有重要意义。本研究基于自然灾害风险理论,以四川盆地北部山区的典型区域(旺苍县)1981—2018年气象数据和玉米产量数据为基础,确定影响夏玉米生产的主要致灾因子,并结合孕灾环境敏感性及承灾体脆弱性构建夏玉米综合农业气象灾害风险评估模型,对四川盆地北部山区夏玉米生产过程中的农业气象灾害风险进行评估。结果表明: 研究期间,成熟期高温、花期暴雨、成熟期暴雨、灌浆期连阴雨和孕穗期干旱是影响研究区夏玉米生长发育的主要农业气象灾害。旺苍县夏玉米农业气象灾害综合风险分布大致呈西南-东北走向,高风险和较高风险区分布区域约占旺苍县总面积的二分之一;灾害风险高值区主要位于研究区西南部,基本与致灾因子危险性高值区一致;灾害风险低值区多集中在西部边缘,此区域亦为成熟期高温、成熟期暴雨、花期暴雨气象灾害的低风险区。     

气象因子对江苏省水稻单产的影响

全球气候变暖作为一个不争的客观事实,不可避免地对农业生产产生影响。针对传统多元线性回归分析方法,不能直接分析气象因子与水稻气象单产时序关系,根据1978—2010年间江苏省水稻单产数据和同期气象时序数据,研究了水稻单产的影响因素,提取了水稻气象单产;利用连续小波变换方法研究了水稻气象单产、水稻营养生长与生殖生长期间的日照时数、降水和气温等气象因子的时序变化特征;利用交叉小波和相干小波变换方法,研究了水稻营养生长与生殖生长期间气象因子与水稻气象单产间的相互影响关系。结果显示:(1)近33 a间,江苏省水稻气象单产占实际单产的比重逐渐减小,水稻生产抵御气象灾害能力逐渐增强。(2)水稻气象单产与日照时数、降水量和气温等气象因子有几乎一致的特征周期。(3)在水稻分蘖期、孕穗期与开花结实期,气象单产与日照时数、降水量和气温间的相位差关系较为复杂。水稻分蘖期日照时数的增多有利于水稻单产的增加,降水的增多导致水稻单产的下降。水稻开花结实期日照时数的增强、昼夜温差的变大有利于水稻单产的增加,夜间最低气温的上升会导致水稻单产的下降。为了应对全球气候变暖,需要进一步改变水稻种植方式,加强土地利用监管,积极开展农村土地综合整治,加强高标准基本农田建设,加大农田水利设施建设,调整作物播种期,加强气象灾害应对防范体系建设,更好地发挥生物技术在适应气候变化中的作用。     

基于灾害指数的奉化水蜜桃气象产量模拟

气象产量模拟是保险产品设计及气象为农服务效益评估的重要环节.基于1995-2018年奉化水蜜桃单产数据,采用傅里叶变换、滑动平均、Logistic、HP滤波和指数法对水蜜桃趋势产量和气象产量进行分离;建立水蜜桃常见气象灾害指数,并利用气象灾害指数对5种产量分离结果进行验证和筛选;以灾害指数为输入因子,利用基于遗传算法的...     

山东省冬小麦干热风灾害预警模型研究

以30年的气象和产量数据为研究对象,对冬小麦成熟收获前16天的23个温度指标、23个空气相对湿度指标和16个风速指标与相对气象产量进行统计分析.通过相关分析确定不同生态区的干热风灾害风险因子,对不同生态区的风险因子和相对气象产量进行回归分析,构建冬小麦干热风灾害风险预警模型.结果表明:同类气象因子在不同生态区中的作用表现不同,模型因素构成以因子的互作为主,单因子的直接影响作用不突出.鲁西北和鲁中是干热风灾害的高危险区,鲁西南干热风灾害的危险最小.     

熵权理论在定量评价农业气象综合灾情中的应用

针对气象灾害综合评价中客观存在的模糊性和多因素相互联系及相互制约性,将信息论中的熵值理论引入灾害综合评价,提出利用熵权法对多评价因子赋权的新思路,使得权值的分配有了一定的理论依据,建立了基于熵权的灾害综合评价模型,并用此模型对福建省近25年的农业气象灾害进行定量评价。结果表明:1999年灾情最重,而1984年灾情最轻;进一步分析发现,80年代的灾情较轻,而90年代的灾情较重,且灾情呈现加大趋势.实例验证基于熵权的综合评判法用于农业气象灾害评价是合理可行的,建议加强对福建省防范低温冻害和台风的研究。     

基于干热风危害指数的黄淮海地区冬小麦干热风灾损评估

全球气候变化背景下,农业气象灾害呈上升态势。干热风灾害发生区域、次数和强度都发生了明显的变化。研究干热风灾害对农作物的影响对于我国农业可持续发展、保障粮食安全等均具有重要的现实意义。利用黄淮海地区68个气象台站1961—2010年的逐日气象资料,和54个农业气象试验站1981—2006年小麦的发育期、产量、干热风灾害等数据,采用公认的中国气象局2007年发布的气象行业标准《小麦干热风灾害等级》中冬小麦干热风灾害指标,计算干热风危害指数,进一步细化发育期,确定冬小麦抽穗前气象条件对气象产量影响的关键气象因子,分离干热风年冬小麦气象产量,构建重度干热风影响下干热风危害指数与冬小麦抽穗—成熟阶段气象条件对气象产量影响的统计模型,进行1981—2006年黄淮海地区冬小麦干热风灾损的评估。结果表明:(1)重度干热风危害下,1981—2006年期间黄淮海各地区冬小麦不同发育时段的干热风危害指数平均在抽穗—开花时段最大,乳熟—成熟时段居中,开花—乳熟时段最小,分别为0.17、0.15和0.14,平均0.15;(2)冬小麦抽穗前气象条件对气象产量影响的关键气象因子为:播种—出苗期间的最低气温、拔节—孕穗期间的平均气温和孕穗—抽穗期间的平均气温,各个单因子相关系数分别为0.64、0.86和0.99,均达到极显著水平。其中播种—出苗的最低气温可决定小麦出苗的迟早和苗情;拔节—孕穗期间,在小花原基形成期—四分体形成期气温偏低可延长小穗、小花分化时间,防止退化,提高结实率;孕穗—抽穗的平均气温偏高有利于提早抽穗,延长后期灌浆时间,且晴天有利于开花授粉;(3)分离干热风年冬小麦气象产量后,构建了重度干热风影响下干热风危害指数与冬小麦抽穗—成熟3个阶段气象条件对气象产量影响的统计模型,验证结果表明该模型客观上能够综合地反映干热风在不同发育阶段对小麦产量的影响。进一步灾损评估表明:重度干热风危害下,黄淮海地区冬小麦减产率在21.52%—39.80%之间,平均为27.83%。     

基于辐热积法模拟烤烟叶面积与烟叶干物质产量

烟叶叶面积增长与干物质累积是烤烟产量形成的主要部分,对品质的形成也有影响。本研究根据气温和光照对烤烟叶片生长和干物质累积的影响,基于辐热积理论建立了适用于不同烟区的烤烟叶面积模型和干物质累积模型,分别使用独立的试验数据建模及对模型进行检验,再通过多年次烟叶干重试验数据对模型进行检验。结果表明,与传统的预测方法相比,用辐热积模型获得的叶面积模拟值与实测值间1:1线的决定系数（R2）和RMSE值为0.9634和0.1653 m2/株,预测精度比SLA法和GDD法分别提高了93%和82%。模型对叶干重模拟的RMSE值为27.1 g/m2,用历年玉溪试验数据检验的RE值为24.5%,说明模型的拟合度和可靠性较好。本研究所建立的模型能够利用气温、日照等常规气象观测数据,动态预测烤烟叶面积增长和干物质累积,且模型参数少,符合度好,实用性强,可以为烤烟生产中的产量预测提供理论依据和决策支持。     

Climate sensitivity of crop yields in the former state of Andhra Pradesh,India

Observed meteorological data demonstrates that temperature has increased by 0.74 °C in the last hundred years with the bulk of the warming occurring in the last 50 years. This paper examines the impact of climate change on five major crops in the former state of Andhra Pradesh using district level panel data for the period 1981–2010. Analysis of data shows that crop yields are significantly impacted by climate for rice, tobacco and groundnut. Crops grown in rabi are more susceptible to changes in climate than those in kharif, while drought crops like jowar are found to withstand changes in climate better than others.     

云南省烤烟需水量及灌溉需求指数的时空特征

基于云南省124个农业气象站点1977—2010年逐日气象数据,采用FAO推荐的Penman Monteith公式,计算不同时空条件下云南省烤烟生育期的需水量和灌溉需求指数,分析云南省烤烟需水量和灌溉需求指数的时空特征和变化规律.结果表明： 研究期间,云南省烤烟伸根期、旺长期、成熟期和大田生育期需水量分别为76.73～174.73、247.50～386.64、180.28～258.14和528.18～764.08 mm,以旺长期需水量最高;平均灌溉需求指数分别为-0.02、0.38、0.17和0.26,伸根期有效降雨量可以满足烤烟需求.云南省烤烟需水量呈逐年减少趋势,各生育期需水量气候变化趋势分别为-12.42、-21.46、-7.17和-47.15 mm·(10 a)^-1.各生育期及大田生育期灌溉需求指数最小的地区为德宏,最大的为迪庆;大田生育期灌溉需求指数是负值的3个地区为德宏、西双版纳和普洱.参考作物蒸散量、需水量和有效降水量随纬度的升高而减少,而灌溉需水量和灌溉需求指数却随纬度的升高而加强;有效降水量随海拔的升高而减少,灌溉需水量和灌溉需求指数随海拔的升高而增加.     

Investigation of ecological factors controlling quality of flue-cured tobacco (Nicotiana tabacum L.) using classification methods

The growth and quality of tobacco are associated with ecological conditions, such as soil, climate or weather, and geographical attributes. Tobacco, especially flue-cured tobacco, is an important cash crop and widely cultivated in southwestern China. However, knowledge about critical ecological indicators affecting quality of flue-cured tobacco is limited in this region. In the current study, two well-known clustering algorithms, i.e., k-means and classification and regression trees (CART), were applied to investigate the critical ecological indicators controlling quality of flue-cured tobacco. On the basis of six quality indices and Davis–Bouldin index, a total of 142 flue-cured tobacco leaf samples were classified into three groups with low, medium, and high quality using k-means algorithm. The results obtained by CART model showed that geographical attributes (altitude, latitude, and longitude) and weather indicators had high effects on the quality of flue-cured tobacco followed by soil properties and varieties. Flue-cured tobacco plants with high quality preferred to be grown in areas with low values of altitude, rainfall and relative humidity, high values of latitude, longitude, sunshine hours, and temperature-related indices (mean, maximum and minimum temperatures and their difference), and low concentrations of soil nutrients in this study area. Nevertheless, further study should be conducted to understand the interaction among the ecological variables.     

光合细菌改善新型烟草品质的初步研究

试验研究了喷施光合细菌菌液对新型烟草品质的影响.化学成分分析结果表明,在苗期和大田以1:200的比例对烟叶叶面喷施光合细菌菌液,对新型烟草内在化学成分的含量及其谐调性具有显著的影响,尤其能够同时降低烟碱和增加钾的含量.评吸结果显示,香味独特,余味纯净,劲头适中,更加呈现出新型烟草所具有的品质特征.     

光合细菌改善新型烟草品质的初步研究

试验研究了喷施光合细菌菌液对新型烟草品质的影响。化学成分分析结果表明, 在苗期和大田以1：200的比例对烟叶叶面喷施光合细菌菌液, 对新型烟草内在化学成分的含量及其谐调性具有显著的影响, 尤其能够同时降低烟碱和增加钾的含量。评吸结果显示, 香味独特, 余味纯净, 劲头适中, 更加呈现出新型烟草所具有的品质特征。     

陕北黄土高原丘陵沟壑区植被覆盖变化及其对气候的响应

利用1982～2007年GIMMS、SPOT VEGETATION两种NDVI数据集和气候资料对陕北黄土高原丘陵沟壑区植被覆盖变化趋势及其与气候的关系进行了分析,结果显示:(1)近26年来该区的植被覆盖总体上处于上升趋势,大致经历了3个阶段: 1982～1998年植被覆盖在波动中缓慢增加,1999～2001年植被覆盖处于一个相对的低谷,2003～2007年植被覆盖快速增加.(2)四季植被活动增强,以秋季NDVI增加最为显著;NDVI的年平均标准差在波动中逐年减小,高覆盖植被面积所占的比例在增加,植被覆盖状况趋于转好.(3)研究区内14个县(区)年平均NDVI线性倾向值都为正值,说明植被覆盖都在增加,但增加的显著性和幅度不同.(4)近26年来陕北黄土高原丘陵沟壑区年平均温度呈极显著(P<0.001)的上升趋势,年降水量具有减少的趋势;春季NDVI与温度之间存在着明显(P<0.10)正相关关系,夏季NDVI与温度之间存在着显著(P<0.05)负相关关系;夏季NDVI与降水量之间存在着极显著(P<0.01)正相关关系,同时夏季NDVI与春季降水量之间存在着显著(P<0.05)正相关关系,且夏季各月降水量对植被覆盖的影响具有滞后效应.研究表明,春季升温和退耕还林(草)生态建设工程是植被增加的主要原因,夏季水分状况是该区植被生长的制约因素.     

生物酶和微生物技术改善烟叶香气的研究进展

生物酶和微生物在烟叶醇化发酵过程中发挥着重要作用。目前,利用生物酶和微生物技术提高烟叶品质、改善烟叶香气,已成为烟草行业关注的热点。利用酶制剂处理烟叶可以降解烟叶的蛋白质、果胶、纤维素等生物大分子,以达到提高烟叶品质和改善烟叶香气的作用。利用微生物对烟叶进行发酵可以有效调整和改善烟叶内部化学组分的比例,增加烟叶中的香气物质。综述了生物酶和微生物技术在烟叶产香发酵中的研究进展及其在烟叶发酵机理及增香技术中的应用,重点阐述了微生物和生物酶提高烟叶香气、改善烟叶品质以及降解烟叶中蛋白质、淀粉、果胶、纤维素等大分子物质的研究现状,分析了目前微生物和生物酶在实际应用中存在的问题,以期为今后使用生物酶和微生物技术改善烟叶香气提供理论依据。     

Determination of the Optimal Training Principle and Input Variables in Artificial Neural Network Model for the Biweekly Chlorophyll-a Prediction: A Case Study of the Yuqiao Reservoir,China

Predicting the levels of chlorophyll-a (Chl-a) is a vital component of water quality management, which ensures that urban drinking water is safe from harmful algal blooms. This study developed a model to predict Chl-a levels in the Yuqiao Reservoir (Tianjin, China) biweekly using water quality and meteorological data from 1999-2012. First, six artificial neural networks (ANNs) and two non-ANN methods (principal component analysis and the support vector regression model) were compared to determine the appropriate training principle. Subsequently, three predictors with different input variables were developed to examine the feasibility of incorporating meteorological factors into Chl-a prediction, which usually only uses water quality data. Finally, a sensitivity analysis was performed to examine how the Chl-a predictor reacts to changes in input variables. The results were as follows: first, ANN is a powerful predictive alternative to the traditional modeling techniques used for Chl-a prediction. The back program (BP) model yields slightly better results than all other ANNs, with the normalized mean square error (NMSE), the correlation coefficient (Corr), and the Nash-Sutcliffe coefficient of efficiency (NSE) at 0.003 mg/l, 0.880 and 0.754, respectively, in the testing period. Second, the incorporation of meteorological data greatly improved Chl-a prediction compared to models solely using water quality factors or meteorological data; the correlation coefficient increased from 0.574-0.686 to 0.880 when meteorological data were included. Finally, the Chl-a predictor is more sensitive to air pressure and pH compared to other water quality and meteorological variables.     

白腐真菌血红密孔菌漆酶复合酶预处理烟梗丝的响应面法优化

烟梗是烟草工业的重要副产物,也是宝贵的自然资源。本研究首先利用白腐菌漆酶对烟梗丝进行预处理,提升了添加烟梗丝的卷烟品质;然后分别以木质素、纤维素、半纤维素和果胶的降解率为响应值,采用Box-Behnken设计建立方程模型,对漆酶、纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶组成的复合酶预处理烟梗丝条件进行了优化。结果表明：每100g烟梗丝加入30U漆酶,在料液比为35%、温度为30℃、酶解pH为5处理48h的条件下预处理的烟梗丝对提升卷烟品吸效果最佳,烟梗丝中木质素、纤维素、半纤维素和果胶的降解率分别为20.16%、15.10%、7.20%和12.40%;为获得与之相同的各组分降解率,响应面法优化漆酶复合酶最佳处理条件为：每100g烟梗丝加入漆酶14.72U、纤维素酶1.00U、半纤维素酶1.00U、果胶酶8.45U。验证发现烟梗丝各组分降解率实测值与理论值无显著性差异,且显微结构观察显示复合酶处理后的烟梗丝表面致密结构被破坏,孔洞数量明显增加。本研究获得的白腐菌漆酶预处理后的烟梗丝在卷烟中的添加能有效改善卷烟品质,且漆酶复合酶的使用大幅减少了漆酶的用量,降低了漆酶预处理烟梗丝的成本,为废弃烟梗生物质的资源化利用提供了重要依据。