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...     

河南省花生连阴雨灾害气象指数保险设计

为了促进农业保险公司客观、快捷地提供气象灾害的经济补偿,本文基于长序列的历史气象资料和花生种植面积、总产量和单产量数据,确定不同减产率范围下对应的连阴雨灾害指数临界值,建立连阴雨天气指数保险模型,设计出适用于研究区域的连阴雨天气指数保险产品。结果表明:依据连阴雨灾害指数,确定兰考县、虞城县、通许县的免赔额为0,开封县、民权县等6个县的免赔额为10%,睢县、郸城等4个县的免赔额为15%,淮阳、柘城等6个县的免赔额为20%,确定了不同区域的纯保险费率及保费,设计了农业气象保险指数合同。该天气指数保险产品采用客观的气象数据定损,操作性强,可有效转移花生生长气象灾害风险,促进农业保险的可持续发展。     

基于种植现状的安吉白茶霜冻害气象指数精准预报技术

开展安吉白茶霜冻害气象指数精准预报对提高茶叶生产防灾避灾能力具有重要意义。基于安吉县24个自动气象站观测资料,采用回归分析+残差内插方法构建了安吉县日最低气温空间分析模型;结合中期天气预报客观产品、DEM高程数据和高分2号(GF-2)卫星遥感数据提取安吉白茶种植分布现状,采用GIS技术研发了安吉白茶霜冻害气象指数精准预报技术方法。结果表明：安吉县日最低气温空间分析模型绝对误差平均值为0.5℃,模拟效果较好;安吉白茶霜冻害气象指数预报时效达15 d,空间分辨率为30 m;基于种植现状的安吉白茶霜冻害气象指数预估,2021年3月23日全县80.64%茶园有霜冻害发生,其中1级(轻度)、2级(中度)灾害面积分别为9291.96和62.7 hm²,各占全县茶园面积的80.10%和0.54%,预估结果与实际灾情基本一致。研究成果可为茶叶气象精细服务提供技术支撑。     

基于CLDAS数据的内蒙古春小麦精细化农业气候区划

利用中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS-V2.0)的逐小时0.0625°×0.0625°分辨率的气温、降水格点数据,结合内蒙古自治区119个气象站1981—2015年的地面观测资料,充分考虑内蒙古地区春小麦生产和农业气候特点,基于气候适宜度和关键气象因子相结合的方法确定了春小麦气候区划指标,划分了春小麦综合区划等级,采用Arc GIS栅格计算和多元回归模型方法对区划指标要素进行空间化,形成内蒙古自治区春小麦精细化农业气候区划图并进行了分区评述。结果表明:基于CLDAS格点数据的春小麦农业气候区划结果与基于站点气象数据的区划结果趋势一致,但分布细节更为精细合理,且各气象站点综合区划结果与对应旗县1987—2016年春小麦平均单产数据具有较高的相关性(R=0.70,P<0.01),说明分区结果能够反映气候变暖背景下内蒙古春小麦种植气候适宜性的分布特点;内蒙古春小麦生产中的关键问题是阶段性干旱和扬花灌浆期的干热风,制约了春小麦产量的稳定提高,其中河套灌区、西辽河平原灌溉条件良好,大兴安岭沿麓自然降水充沛,为春小麦最适宜种植区;阴山沿麓东段、大兴安岭北麓和南麓偏南地区,水热适宜,干热...     

气候暖干化对甘肃省谷子产量的影响及对策

基于甘肃省甘州（河西温和干旱绿洲灌溉区）、安定（陇中温和半干旱旱作区）、西峰（陇东温和半湿润旱作区）气温、降水和谷子产量资料,计算出各区域谷子生育期内≥0 ℃、≥5 ℃、≥10 ℃、≥15 ℃、≥20 ℃活动积温以及生育关键期平均气温和降水量,用正交多项式拟合分离出谷子气候产量,并采用线性倾向、累积距平、Mann-Kendall法分析研究区气候和谷子气候产量的变化特征,以及气候变化对谷子产量的影响.结果表明：气候暖干化是甘肃各区域现代气候变化的主要特征,各地气温从20世纪90年代初开始呈显著上升趋势,降水从20世纪80年代后期开始显著减少;该区谷子产量与温度、降水量呈显著相关关系,旱作区谷子产量随生育关键期内气温增高、降水量增多而提高,河西走廊绿洲灌区谷子产量随气温增高而提高;气候暖干化严重影响谷子产量,西峰、安定、甘州谷子产量的气象波动指数分别占实际产量变异系数的73%、72%和54%,变暖后（1993-2008年）较变暖前（1985-1992年）所占百分率明显增大;气候变暖有利于谷子产量增加,与气候变暖前相比,气候变暖后西峰、安定、甘州谷子年均气候产量的增加量分别为30.6、43.1和121.1 kg·hm^-2.针对甘肃省未来气候继续暖干化的趋势,应进一步扩大谷子种植面积、调整谷子种植结构,同时,要根据不同气候类型区域、不同气候年型选种不同特性的品种,采取不同的种植措施.     

衢州市胡柚种植生态适宜性分析

胡柚是衢州市具有原产地域保护的质优产高的特色水果.胡柚种植适宜性区划研究对于区域农业经济发展具有重要意义.本文基于衢州区域内的地理数据、土壤数据和1971-2008年的日常规气象数据,分析了胡柚产量与气象要素关系,建立了胡柚种植的综合区划指标,采用层次分析法建立了胡柚种植的综合区划评估模型.结果表明:衢州市胡柚种植适宜区面积占评价区域的65.47％,较适宜区种植面积占13.12％,不适宜区种植面积占21.41％;区划结果可为衢州市胡柚种植的优化布局和良种结构的调整提供科学依据.     

基于降水利用比较分析的四川省种植制度优化

比较分析四川8个农业生态区典型站点及其主要种植模式的降水盈亏产量降低率、产量降低率风险指数、降水利用效率和降水经济效率。结果表明:(1)四川省不同区域、不同种植模式、不同作物及其不同生育阶段基于降水盈亏的产量降低率多年均值差异较大。区域分布上,雅安最低,仅23％,攀西最高,达50％以上,其余地区30％-40％;种植制度上,麦-玉-苕等旱三熟低于麦-稻等水旱轮作两熟制;作物种类上,冬小麦、冬油菜、秋播马铃薯等作物普遍高于水稻、玉米、棉花、红薯和大豆作物;生育阶段上,冬小麦、冬油菜、秋播马铃薯作物开花前后普遍较高,各种作物生育末期较低。(2)基于自然降水,攀西地区遭遇旱灾的风险极大,麦-玉-苕等旱三熟的产量降低率风险指数相对较小;雅安等盆地内部多数区域由于阶段性降水过多引起湿害偏重,导致麦-稻等水旱轮作两熟制略优于旱三熟。基于降水利用效率和降水经济效率,各地比较一致,较优的种植制度首先是麦(油、薯)-稻两熟制,其次才是麦(油)-玉-苕(豆)旱三熟。(3)综合旱涝灾害风险、降水利用效率和降水经济效率,以及复杂地形等因素,有较好灌溉条件的农田应以麦(油、薯)-稻水旱轮作两熟制为主,而无水源保障的旱地则以麦(油)-玉-苕(豆)旱三熟为主。     

四川盆地北部山区中华蜜蜂活动气象指数构建及应用

基于四川盆地北部山区(简称四川盆北山区)2个地面气象观测站的气象资料和1个中华蜜蜂核心保护区的产量资料以及中华蜜蜂的生态特征和活动规律,分析了区内中华蜜蜂的气候生态适宜性;并以气温、水分、光照、风力和天气状况为影响指标,参考生活气象指数,构建四川盆北山区中华蜜蜂活动气象指数和年景评价分级计算方法.结果表明:影响研究区中...     

气候变化背景下中国南方地区季节性干旱特征与适应Ⅵ.防旱避灾种植模式优化布局

南方地区是我国重要的农业种植区,季节性干旱严重影响该地区的农业生产.本文基于南方地区不同干旱分区中选取的13个典型地区1981-2007年气象资料和作物生育期、产量等资料,依据各地逐年降水量将其分为干旱年、正常年和丰水年3种不同降水年型,利用作物水分临界期需水量与降水量的耦合度、气象产量、单位面积产值以及全生育期的水分利用效率和降水量5个指标,对典型地区种植模式的综合效益进行评价,得到南方不同区域不同降水年型下的优化种植模式.结果表明: 半干旱区在干旱年型下,宜采取2种抗旱种植模式：马铃-玉米-甘薯和冬小麦-中稻-甘薯.半湿润区在干旱年型下,种植模式以冬小麦-中稻-甘薯最优,油菜-中稻-甘薯次之.在温润区(即典型的季节性干旱区),江南地区在3种年型下均以马铃薯-双季稻最优;西南地区宜搭配抗旱作物进行三熟制种植,如冬小麦-中稻-甘薯、冬小麦-玉米-甘薯、马铃薯-双季稻等.从最大程度利用水热资源角度考虑,三熟种植模式最优,以水旱轮作为主,丰水年型宜搭配水稻.     

海南岛橡胶(Hevea brasiliensis)寒害风险区划

寒害是海南岛橡胶面临的主要气象灾害之一,开展橡胶寒害风险区划能够有效提高海南岛橡胶寒害防御能力。根据海南岛1964—2016年的气象资料和1988—2016年橡胶种植面积、产量、社会经济等数据,通过构建橡胶寒害指数和台风灾害指数,实现了橡胶寒害减产率的分离,基于风险形成的机理,选择橡胶寒害的致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力4个因子,建立海南岛橡胶寒害风险评估模型,计算橡胶寒害风险指数,并按自然断点法划分为5个风险等级。结果表明:海南岛橡胶寒害风险总体呈现西北部和中部较高,其他沿海地区较低的特征;西北部临高风险最高,其次为中部五指山地区;西南部东方、乐东沿海地区,以及北部海口、文昌风险最低;南部三亚和陵水无寒害风险。     

1967—2017年甘肃省玉米需水量与缺水量时空分布特征

基于1967—2017年甘肃省28个气象站点的逐日气象数据,采用联合国粮食与农业组织(FAO,Food and Agriculture Organization of the United Nations)推荐的作物系数法计算了玉米各生育阶段和全生育期的需水量,结合美国农业部土壤保持局(SCS,Soil Conservation Service)推荐的方法计算了玉米全生育期的有效降水量,进而得到需水量。并利用线性倾向估计、Mann-Kendall检验和空间插值法对甘肃省玉米需水量和缺水量的年际变化趋势和空间分布特征进行分析。结果表明:1967—2017年甘肃省玉米全生育期平均降水量、平均有效降水量、平均需水量和平均缺水量分别为210.43、113.21、545.95 mm和421.00 mm;在时间上,51年来,甘肃省玉米全生育期内的降水量和有效降水量整体上呈明显的下降趋势,而需水量和缺水量整体上没有明显的变化趋势,属于正常波动;在空间上,玉米全生育期的降水量和有效降水量整体上由东南向西北减少,而需水量和缺水量整体上由东南向西北增加。28个站点中,51年来只有甘南和岷县站点的有效降水量...     

1961—2017年攀西烤烟生育期农业气候资源变化特征

研究当地主要农作物生育期的农业气候资源变化特征,对于区域农业可持续发展具有重要意义。本研究基于四川攀西地区1961—2017年15个烤烟种植县气象站点数据,采用平均温度、平均温度日较差、缺水率和总辐射4个气候因子,分析攀西烤烟种植区全生育期及不同生育阶段光、温、水等农业气候资源时空分布状况。结果表明: 1961—2017年,攀西烤烟全生育期平均温度呈现由南至北逐渐降低的分布特点,大部分区域呈升高趋势,且显著升温的区域占播种总面积的54.5%;攀西东部大部及中部部分区域平均温度日较差呈上升趋势,且显著增大的区域占总面积的76.4%;攀西农区烤烟缺水率从南到北逐渐降低,总体呈上升趋势;攀西农区总辐射量呈现从西南到东北逐步减小趋势,其中,西南部气候倾向率为正值。研究期间,攀西烤烟平均温度在旺长-开始成熟期最高,总体均呈升高趋势;平均温度日较差在移栽-蹲苗期最大;移栽-蹲苗期的缺水率最大;开始成熟-成熟期的总辐射量最大,蹲苗-旺长期略有增长。     

Analysis of Precipitation Characteristics during 1957-2012 in the Semi-Arid Loess Plateau,China

Precipitation is the only water supply and most important factor affecting vegetation growth on the slopes of semi-arid Loess Plateau of China. Based on precipitation data from 7 synoptic stations in the study area over the period 1957–2012, the trends of precipitation and standardized precipitation index (SPI) were analyzed by using linear regression, Mann−Kendall, and Spearman’s Rho tests at the 5% significance level. The results show that (1) the precipitation fluctuation of monthly precipitation was intense (coefficients of variation> 100%), and the drier years were recorded as 1965 and 1995 at all stations. (2) The significant change trend of different stations varied on different time scales: the Changwu station had a significant decreasing trend in April (−0.488 mm/year) and November (−0.249 mm/year), while Luochuan station was in April (−0.457 mm/year); Changwu station displayed a significant increasing trends in winter (0.220 mm/year) and a significant decreasing trends in spring (−0.770 mm/year). The significant decreasing trends in annual precipitation were detected at the Suide (−2.034 mm/year) and Yan’an (–2.129 mm/year) stations. (3) The SPI−12 series analysis suggests that the drought degree of Yulin and Changwu was the lowest and that of Hengshan was the highest among the 7 synoptic stations.     

气候变化背景下甘肃农牧交错带玉米气候生产潜力和资源利用效率变化特征

为评估辐射、积温、降水和气候资源变化对甘肃农牧交错带玉米气候资源利用效率的影响,基于研究区45个气象站点1971—2020年玉米生育期内气象资料,结合玉米生育期数据,利用作物生产潜力逐级订正模型和指数化处理方法对研究区玉米气候生产潜力损失率以及光能、热量、降水和气候资源综合利用效率的变化特征进行分析。结果表明: 研究期间,甘肃农牧交错带玉米生育期内太阳总辐射量以-22.03 MJ·m^-2·(10 a)^-1的速率呈波动下降趋势,≥11 ℃积温以60.89 ℃·(10 a)^-1的速率呈显著上升趋势,降水量以2.05 mm·(10 a)^-1的速率呈缓慢上升趋势。甘南地区和陇中北部地区分别因温度和降水限制导致玉米气候生产潜力损失率较高,陇东大部分地区玉米气候生产潜力损失率较低;除中部地区和陇东部分地区外,研究区其他地区因温度和降水限制导致的气候生产潜力损失率分别以-2.0%·(10 a)^-1和-0.6%·(10 a)^-1的速率呈下降趋势。陇中北部、南部以及甘南部分地区为光能和热量资源利用效率的低值区,甘南地区为降水资源利用效率的低值区,兰州市和白银市气候资源综合利用效率较低,分别为0.41和0.47;陇东地区最适宜玉米种植,该地区4种气候资源利用效率均最高,然后依次为甘南和陇中地区;研究区光能、热量、降水以及气候资源综合利用效率的平均倾向率均呈上升趋势,分别为0.1%·(10 a)^-1、0.07 kg·hm^-2·℃^-1·d^-1·(10 a)^-1、1.17 kg·hm^-2·mm^-1·(10 a)^-1和0.05 ·(10 a)^-1,表现出玉米增产的良好潜力。     

气候变化背景下中国南方地区季节性干旱特征与适应Ⅳ.基于作物水分亏缺指数的玉米干旱时空特征

基于1959－2008年中国南方地区249个气象台站的地面观测资料,以作物水分亏缺指数为玉米干旱指标,计算其干旱频率和干旱站次比,分析中国南方地区春玉米和夏玉米各生育阶段发生干旱的时空分布特征.结果表明: 从干旱发生频率的空间分布看,春玉米在淮北、云南北部和华南南部发生的干旱较严重,在其他地区的干旱相对较轻;除了长江中下游地区、华南北部和西南东部的夏玉米在生育后期干旱较严重,研究区域内夏玉米在其生育前期和中期干旱较轻.从干旱面积和强度的变化趋势看,长江中下游地区春玉米在七叶到拔节阶段的干旱强度明显增加,在吐丝后到乳熟阶段的干旱面积和强度呈减小趋势;夏玉米在拔节后期到抽雄阶段以及吐丝后到乳熟阶段的干旱都呈减轻趋势.西南地区春玉米、夏玉米的干旱强度和范围没有明显趋势.从干旱面积和范围的年际和年代际变化看,长江中下游地区夏玉米的变化较大,而西南地区差异较小.     

覆膜方式对一膜两年覆盖旱地玉米籽粒产量、水分利用效率和土壤水分平衡的影响

以挖掘黄土高原半干旱区全膜双垄沟播玉米节本增效技术,探讨一膜两年覆盖系统土壤水分平衡为目标,通过大田定位试验,量化研究了一膜两年覆盖条件下,全膜沟垄作(F₁M)、全膜平作(F₂M)、半膜平作(F₃M)和不覆膜平作(F₄M,对照)玉米的产量、经济收益、水分利用效率和土壤水分平衡.结果表明: 2年全膜沟垄作、平作的生物产量较对照平均增加32.8%和32.9%,籽粒产量增加60.8%和51.7%,水分利用效率和降水利用效率平均增加59.8%、35.9%和87.6%、64.4%.新覆膜全膜沟垄作、平作属于高产高投模式,其总产值较对照增加51.0%、41.2%,产投比较对照降低15.1%和16.2%;一膜两年覆盖全膜沟垄作、平作属于节本增效型生产模式,其总产值较对照增加40.8%和42.2%,产投比增加40.3%和42.2%.在606.5 mm的低降水条件下,一膜两年覆盖全膜沟垄作、平作的总耗水量分别达731.3和746.8 mm,土壤水分亏缺分别达124.8和140.3 mm,较对照增加22.7%和38.0%.一膜两年覆盖使全膜沟垄作、平作休闲期土壤水耗水量较对照降低了28.6%和30.0%,休闲效率较对照增加178.9%、148.3%.这说明全膜沟垄作、平作具有明显的增产和提高水分利用效率的作用,该技术结合一膜两年覆盖技术能实现节本增效,但在推广应用时需考虑低降水条件下的土壤水分亏缺问题.     

A drought rarity and evapotranspiration-based index as a suitable agricultural drought indicator

Agricultural drought has a substantial impact on crop yields and, thus, food security within the context of global climate change. Therefore, efforts should focus on agricultural drought detection and monitoring. Agricultural drought is identified as unusually dry conditions in which severe water stress impedes crop growth. Thus, the crop water deficit severity and rarity are both key factors in agricultural drought detection and are rarely considered simultaneously in existing drought indices. To overcome this limitation, an integrated agricultural drought index (IADI) based on drought rarity and evapotranspiration is proposed. As an important grain production base, Northeast China has suffered from frequent droughts in recent years, demonstrating an urgent need for accurate drought monitoring. In this study, the superiority of the IADI as an agricultural drought indicator through the detection of the severity and rarity was tested using the drought disaster area (DDA) and grain yield, and its performance was compared to that of the evaporative drought index (EDI), an indicator that accounts for only the water deficit severity. The response of agricultural drought to meteorological drought and its impact on the grain yield were further analyzed. The results showed that (1) the IADI can effectively capture the drought variability and identify drought events by combining the detection of the severity and rarity. (2) The R² value between the DDA and IADI (0.72) was higher than that with the EDI (0.50), and the same result was found in a comparative analysis using the grain yield, showing that the IADI is a suitable indicator for agricultural drought assessment. (3) Severe and extreme meteorological droughts and extreme agricultural droughts in western Jilin and western Liaoning were more frequent than in other regions, highlighting the agricultural drought tendency and sensitivity to precipitation deficit in this region. (4) The impacts of agricultural drought on grain yield in three provinces of Northeast China vary greatly during the crop-growing period, with the most significant impacts occurring from May to July. Therefore, this period represents the critical crop water requirement period, and timely irrigation should be ensured during this period.     

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.     

黄土高原半干旱区气候变暖对胡麻生育和水分利用效率的影响

利用黄土高原半干旱区胡麻生长发育定位观测资料和同期气象观测资料,分析气候变化对胡麻生长发育的影响,以及胡麻水分利用效率与气象条件的关系.结果表明:研究区年降水量呈下降趋势,其气候倾向率为-15.80 mm·(10 a)-1,年降水量存在3 a、6 a的周期变化;年均气温呈上升趋势,其气候倾向率为0.36℃·(10 a)-1;作物生长季干燥指数呈显著上升趋势,其气候倾向率为0.12· (10a)-1,20世纪90年代初至2009年明显趋于干旱化.研究区胡麻全生育期天数为120～150 d,≥0℃积温为1700～2100℃·d,降水量为200～250mm,日照时数为1000～1300h.影响黄土高原半干旱雨养农业区胡麻生长发育的主导气象因子是气温和降水量.气温增高导致胡麻生育前期的营养生长阶段缩短;而气温增高、降水量减少,则导致生殖生长阶段延长,从而使全生育期延长.除出苗期和成熟期外,气温对其余时期的胡麻产量形成均表现为负效应,现蕾期对气温变化十分敏感;除开花期外,其余时段降水量对胡麻产量形成均为正效应,胡麻出苗期对降水量变化十分敏感.胡麻水分利用率与胡麻出苗期气温、日照时数和现蕾-成熟期干燥度呈显著正相关,与胡麻现蕾-成熟期降水量呈显著负相关.研究区5-7月干燥度是影响胡麻水分利用率的关键因子.