基于GIS的四川省李子气候适宜性区划研究

【目的】为四川省李子产业合理规划布局和优化产业结构提供参考。【方法】利用四川省145个气象站点2009—2018年的气象数据,结合全省李子主产区的气候条件,以年平均温度、≥10℃有效积温、冬季需冷量、2月平均气温、降水量、日照时数以及海拔作为李子气候适宜性区划的评价指标。基于地理信息系统(GIS)技术平台和空间插值分析四川省各区域的气象要素值,将适宜性划分为最适宜、适宜、次适宜和不适宜4个等级。【结果】四川省李子栽培的最适宜区包括四川盆地中部、东部和川西南山地部分地区;适宜区包括四川盆地东南部和盆周西部山地;次适宜区包括川西北高原与四川盆地的过渡地带;不适宜区主要分布在川西北高原。【结论】区划结果与四川李子种植现状吻合度较高,为四川省李子栽培的合理布局提供了科学依据。

海南两系杂交稻制种适宜区域与时段选择

掌握两系杂交稻在海南制种的气象灾害风险,是科学合理安排两系杂交稻制种生长期的重要依据。针对两系杂交水稻制种过程中的3个关键阶段(育性敏感安全期、抽穗扬花授粉安全期和灌浆安全期)的气象灾害概率进行分析,通过数据分析和实例验证得出各地区制种的安全时段,以及需重点考虑的气象灾害。海南两系杂交水稻育性敏感安全期可安排在3月上旬至4月中旬,三亚、陵水地区从3月上旬开始;乐东、东方、昌江从3月下旬至4月上旬开始;临高在4月中旬至下旬左右,不同界限温度变化略有先后。各地花期的阴雨天气较为随机且概率较小;临高、昌江地区制种重点关注灌浆安全期干热风等危害,提早播种。目前海南水稻制种区域和时段合理,可根据不育系材料不育起点温度阈值和耐受低温时间长短,适当调整播种时段。

华北平原夏玉米不同生育阶段大风灾害危险性评估

[目的]大风灾害是制约社会经济发展的主要气象灾害之一,科学评估大风灾害危险性对夏玉米生产防灾减灾具有重要意义。[方法]基于夏玉米拔节后不同生育阶段最大风速和大风日数的时空分布特征,筛选并利用历史倒伏案例验证区域适用的夏玉米大风倒伏判别指标,运用风险区划方法,评估了华北平原夏玉米不同生育阶段的大风倒伏危险性。[结果](1)1980—2019年以来,华北平原夏玉米拔节后最大风速和大风日数均呈显著的波动式下降趋势,空间上由东部向中西部逐渐递减。(2)夏玉米拔节后以轻度倒伏为主,区域平均的倒伏发生概率为44.5%,重度倒伏发生概率最小,为7.8%;拔节—抽雄阶段最易发生倒伏。(3)夏玉米拔节后大风倒伏概率总体呈逐渐降低趋势,但2011年以后局部地区拔节—抽雄期大风倒伏有极端加剧的趋势。(4)夏玉米大风灾害危险性分布整体上呈现由东向西逐渐递减的趋势,东部为高风险地区,中部大部分地区为中风险区,北部和西部部分地区为低风险地区。[结论]尽管近年来最大风速和大风日数均呈下降趋势,但华北平原局部地区夏玉米大风倒伏有加剧趋势,需要加强防灾减灾相关建设。

辽宁省蓝莓潜在适生区

依据蓝莓生物学特性和环境要求,建立起包含地形、土壤、气候三方面共11个指标的辽宁省蓝莓潜在适生区评价指标体系,综合运用层次分析法、地理信息系统空间分析技术、系统聚类分析法,开展辽宁省蓝莓潜在适生区划研究。结果表明:①基于地形、土壤、气候条件的辽宁省蓝莓种植适生区面积分别占辽宁省总面积的81.68%、60.86%、78.16%,土壤条件对蓝莓潜在分布具有明显的限制作用;②从综合区划来看,辽宁省蓝莓适生区面积约为7.628×10^(4) km ^(2),占辽宁省总面积的51.54%,主要分布于辽东半岛、辽河平原大部地区以及辽东湾西部沿海地区,其中辽河平原地区作为粮食主产区,不建议大规模发展蓝莓产业,建议将辽东半岛和辽东湾西部沿海地区作为辽宁省蓝莓产业发展的重点地区;③运用系统聚类法,将辽宁省59个县(市)区进行了二级区划,分为潜在适生区3个亚区和非适生区2个亚区,其中潜在适生区第1亚区在自然条件上具备明显的种植优势,非适生区第2亚区蓝莓种植条件最不理想。区划结果与现有蓝莓种植区较为吻合,可为辽宁省蓝莓产业规划提供科学依据。

保山烟区降水及其干旱风险性评价区划

以保山各县区2015—2020年11个烤烟气象站点的逐日降水量和气温数据为基础资料,对云南保山烤烟生长发育过程中降雨风险指标及其时空分布特征进行分析,并构建干旱危险性评价模型,旨在为保山烤烟安全生产及风险防范策略制定提供依据。结合地理信息系统软件ArcGis和气候倾向率、趋势系数等相关数理统计方法分析保山烟区降水和干旱风险的时空分布特征。采用层次分析法和干旱危险性评价模型,借助GIS平台实现保山烟区的干旱灾害危险性评价区划。结果表明:洪涝高风险地区主要集中在保山西部的龙陵和腾冲地区,龙陵年降水量在1060~1865.6 mm,腾冲年降水量在804~1348.5 mm,均大于烤烟正常需水量的2倍,其中腾冲猴桥地区气候倾向率最大,通过了0.01显著性检验,逐年上升趋势十分显著。烤烟旺长期干旱风险主要发生在保山中部和东部。施甸旧城和隆阳区附近的干旱风险最高,达到严重风险以上;保山中部和东部大部分地区干旱危险性风险都在中等风险以下,利于烤烟种植。本文研究阐明了保山烟区的水分气候条件对烤烟种植的重要影响,有利于保山地区烤烟优质生产及当地政府气象防灾减灾策略制定。

特色经济林木精细化种植适宜性区划研究——以诸暨香榧为例

特色经济林木的引入和扩种一直备受关注,为了更加科学合理地引入和扩种,以诸暨香榧为例,开展了基于气候、地形和土壤的种植适宜性区划研究。使用诸暨市48个气象站的气象数据,以及诸暨市地形、土壤和土地利用类型数据,采用主成分分析法、层次分析法、空间插值法和综合适宜度评价方法,计算香榧种植生境适宜度的空间分布,以进行种植区划。结果表明:诸暨市适宜种植香榧面积有624 km^(2),占诸暨总面积的27%;较适宜种植香榧面积有416 km^(2),占诸暨总面积的18%;不适宜种植香榧的面积有1271 km^(2),占诸暨总面积的55%。香榧适宜与较适宜种植的区域主要在诸暨市的西部、南部和东部,主要可扩种乡镇为东白湖镇、璜山镇和马剑镇;香榧不适宜种植在诸暨市中部盆地。相较于气候因素,土壤和地形因素更大程度上限制了香榧的种植。

基于多源数据的眉县猕猴桃气候适宜种植潜力分析

基于陕西关中猕猴桃产区气象观测、数字高程模型、土地确权等多源数据资料,研制了近30a(1991—2020)综合考虑气候与立地条件的眉县猕猴桃精细化种植气候适宜性区划,结合该区域河流沿岸猕猴桃种植适宜性较差的生产实际,利用河流缓冲区对其结果进行了订正。应用土地确权数据提取眉县猕猴桃潜在气候适宜种植区地块级空间分布,利用种植现状数据对各乡镇猕猴桃气候适宜区可发展种植潜力进行了定量评估。结果表明:(1)适宜区主要分布在眉县中北部沿秦岭北麓海拔450~740m的山前洪积扇区和渭河川道地区。(2)眉县猕猴桃气候适宜区潜在可发展种植面积约19372.6hm^(2),占可用耕地67%。通过与各乡镇现有猕猴桃栽植面积统计数据分析对比可见,眉县常兴镇、横渠镇和齐镇猕猴桃气候适宜区潜在种植面积尚有414.7~1217.6hm^(2)的发展空间,其他乡镇猕猴桃气候适宜区潜在种植面积已处于饱和或过饱和状态。总体上看,眉县猕猴桃气候适宜区的潜在种植面积已处于过饱和状态,产业布局有待优化调整。该结果可为眉县猕猴桃产业布局优化调整提供技术支撑与重要参考。

泰安城区精细化气温区划研究及应用

基于2016—2023年泰安城区20个气象站观测数据,通过选取高温过程、低温灾害气象特征要素作为区划因子,采用熵值赋权法,分别构建高、低温灾害危险性区划体系,完成高、低温危险性区划图。在2023年12月至2024年3月初泰安城区供暖季期间,利用区划成果及相关技术方法为泰安城区热力供暖提供气象服务。研究表明:区划结果准确反映泰安城区高低温特征分布,能够为冬夏季能源分布提供参考;低温灾害区划实际应用使热力公司调节供暖分布更加合理,取得良好的社会经济效益。

基于MaxEnt模型的重庆市茎瘤芥气候适宜性区划

利用最大熵模型(MaxEnt)和ArcGIS等方法,选择重庆市47个茎瘤芥实际种植点和20个环境影响因子,结合CMIP6的未来3种气候情景数据,预估2050s(2041-2060年)和2070s(2061-2080年)重庆市茎瘤芥的气候适宜区域,为重庆市茎瘤芥种植的规划布局提供科学参考。结果表明:MaxEnt模型对重庆市茎瘤芥的气候适宜性模拟效果较优,最湿月降水量(贡献率26.7%)、年平均降水量(22.3%)、海拔(19.6%)、最冷季平均温度(8.9%)、年平均温度(6.3%)和气温年较差(4.5%)为影响重庆市茎瘤芥种植区的6个主导因子,累计贡献率高达88.3%。各主导因子阈值分别为178~185mm、1170~1225mm、100~380m、7.8~9.0℃、17.5~18.6℃和27.6~28.6℃。1970-2000年当前气候下,重庆市茎瘤芥适宜区占总面积11.6%,其中高适宜区面积为1422km2,占总面积的1.7%,以涪陵、丰都、忠县为主。SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5气候情景下,21世纪50年代茎瘤芥适宜区面积占比分别为11.0%、11.4%和11.2%,70年代茎瘤芥高适宜区面积占比为10.8%、10.6%和9.6%。未来气候变化对茎瘤芥生长发育不利,为减少不利影响,应选择适宜区域种植。

GIS在广西龙眼种植优化布局中的应用

广西具有发展龙眼的适宜气候条件,却由于品种结构和区域布局不合理而没有取得理想的经济效益。为了优化广西龙眼区域布局和品种结构,根据龙眼的生物学特性及产量与气候要素的相关分析,筛选出龙眼生长发育的限制性气候要素,确定了龙眼种植的气候区划指标。利用广西89个站点的气候资料和1∶25万地形数据,建立了区划指标的空间分析模型。在G IS平台上按1 km×1 km细网格对区划指标进行了小网格推算,并利用反距离权重插值法对其残差部分进行空间内插;将推算结果和插值结果进行迭加,实现对区划指标小网格栅格数据的订正,使推算的结果更为精确。采用G IS技术对龙眼种植区进行气候区划,该区划按种植龙眼的气候适宜性,将广西划分为最适宜、适宜、次适宜和不适宜气候区,绘制了龙眼优化布局的细网格区划专题图。在此基础上,进一步对龙眼品种的优化布局问题进行研究探讨,给出了比较合理的早、中、晚熟品种的适宜种植范围,并分区进行评价和提出相应的建议。研究结果为广西龙眼生产提供了科学的依据。

GIS技术支持下的陕西核桃精细化气候适宜性区划

利用陕西96个气象站1981—2010年气象资料和地理信息数据,采用GIS技术对核桃种植进行气候适宜性区划。通过对陕西核桃生长的生态气候适宜性和陕西气候特点分析,选取年平均气温、年降水量、年日照时数、极端最低气温多年平均、日平均气温≥38℃日数5个因子作为陕西核桃种植气候适宜性区划指标,建立区划因子的小网格推算模型,在GIS技术的支持下完成其空间化,采用模糊综合评判的方法得到陕西核桃精细化气候适宜性区划图,并进行分区评述。研究结果表明:适宜区主要分布在北起陕北北部的安塞、子长、清涧、吴堡一线,南至陕南汉江河谷,除秦岭、陇山、黄龙山的深山外,陕北沟壑区、渭北塬区、关中平原和秦岭的浅山丘陵地区;渭北旱塬以北和秦岭北麓高海拔适宜区,应选种抗霜冻核桃品种,在避风向阳、半阳坡的坡地栽植;陕南秦巴山区适宜区应选种抗湿性好、抗病性强的核桃品种。

甘肃省高原夏菜种植气候区划

【目的】研究甘肃省高原气候条件下夏菜生产区农作物的种植结构,为提高高原夏菜产量和品质提供参考。【方法】应用主成分分析和聚类分析方法,以县(区)为基本单位,利用甘肃省夏菜种植区26个县(区)1949-2000年的气象数据,选取热量、水分、光照等指标,对甘肃省高原夏菜种植区进行气候区划,并根据高原夏菜的生物学特性及其对生态条件的需求,确定各种植区适宜种植的高原夏菜种类。【结果】将甘肃省高原夏菜种植区26县(区)划分为8个种植区,分别为:耐热蔬菜干旱种植区,适宜种植苦瓜、冬瓜、丝瓜等蔬菜;喜温耐热蔬菜干旱种植区,适宜种植洋葱、番茄、辣椒、西葫芦、菜豆、甜瓜等蔬菜;喜温蔬菜干旱种植区,适宜种植黄瓜、辣椒、西葫芦、菜豆等蔬菜;半耐寒蔬菜干旱种植区,适宜种植豌豆、甘蓝、大白菜、花椰菜等蔬菜;喜温半耐寒蔬菜干旱种植区,适宜种植洋葱、番茄、辣椒、菜豆、大白菜、甘蓝、莴苣、胡萝卜等蔬菜;半耐寒耐寒蔬菜半干旱种植区,适宜种植甘蓝、西芹、大白菜、娃娃菜、花椰菜、大蒜、菠菜、香菜等蔬菜;半耐寒蔬菜半湿润种植区,适宜种植甘蓝、大白菜、花椰菜、大葱、胡萝卜等蔬菜;半耐寒耐寒蔬菜干旱种植区,适宜种植花椰菜、甘蓝、大白菜、生菜、西芹、胡萝卜、大蒜等蔬菜。【结论】甘肃省高原夏菜种植区气候区划结果与实际夏菜布局一致,反映了甘肃省夏菜种植结构的区域差异,对该区夏菜的生产有指导作用。

基于GIS的关中猕猴桃气候生态适宜性区划

随着农业产业结构调整,关中猕猴桃种植区不断扩大。为科学、合理利用当地气候资源,进一步优化产业结构,达到趋利避害、防灾减灾的目的,根据猕猴桃气候生态特征,在分析猕猴桃生长环境对气候条件要求的基础上,利用陕西关中地区近30年的气候资料,以年平均气温、无霜期、年降水量作为区划因子,确定分区指标;采用GIS技术及模糊综合评判方法,将关中划分适宜区、次适宜区、不适宜区,并对各区的生态气候条件进行评述。结果表明,关中猕猴桃适宜区主要分布在秦岭北麓至渭河北岸29县(区、市)海拔1200m以下以及韩城市城区周边海拔700m以下区域。

河北省冬小麦旱灾风险评估和区划方法研究

分别以冬小麦年雨量平均值±0.5倍样本标准差和平均值±1.5倍样本标准差界定不同等级的干旱年份,以气象产量减产大于等于3%界定冬小麦受灾年份,分析了河北省各市冬小麦旱年的平均减产率及其空间分布,研究了冬小麦不同旱灾强度的频率分布规律。提出了冬小麦干旱灾害风险指数的概念和计算方法,分析了河北省冬小麦干旱灾害风险指数的区域分布规律,并以旱年平均减产率、干旱灾害风险指数和冬小麦年雨量等因子为指标,利用地理信息技术将全省冬小麦种植区区划为干旱灾害高、中、低3种风险区,并探讨了各类风险区不同旱灾年景的平均减产率和防灾减灾措施。

甘肃省冬油菜种植适宜性及影响因子评价

全球气候变暖背景下,随着气候变化、油菜栽培技术的进步和油菜新品种的育成推广,我国传统油菜生产格局和种植结构发生明显变化,甘肃省冬油菜的种植地带也随之向北扩展,种植的海拔高度抬升,种植面积和产量显著增加。研究甘肃省冬油菜种植适宜性,对改进甘肃省油菜生产布局,合理调整农作物种植结构具有重要意义。本研究获取多年田间试验数据,初步筛选9个影响冬油菜种植分布的潜在气候因子,采用基于DEM的小网格法建立9个影响冬油菜种植分布的潜在气象因子空间分布图层,在此基础上利用最大熵模型和GIS空间分布技术,构建冬油菜潜在分布模型,分析影响甘肃省冬油菜种植分布的主要生态因子及其特征,评价甘肃省冬油菜种植适宜性。研究结果表明：甘肃省冬油菜种植分布概率为0~0.89,按其分布概率可将甘肃省冬油菜种植区域划分为不适宜种植区域、次适宜种植区域、适宜种植区域和最适宜种植区域,可以种植冬油菜的区域占甘肃省总面积的60%,大于实际冬油菜种植面积,冬油菜在甘肃省种植具有很大的发展潜力。按照9个潜在气象因子对冬油菜种植分布贡献率的大小,确定影响甘肃省冬油菜种植分布的6个主导气象因子及其阈值为：负积温≥-800℃,最冷月最低温度≥-20℃,最冷月平均温度≥-15℃,年平均温度≥4℃,极端低温≥-28℃,50 mm≤生育期降水量≤200 mm。并以此指导甘肃省冬油菜种植布局,调整甘肃省农作物种植结构,引导农民优化种植模式,提高经济效益。

基于GIS的陕南茶树气候生态适宜性区划

为了科学、合理地利用陕南秦巴山区农业气候资源,进一步优化产业结构,达到趋利避害、防灾减灾的目的,笔者根据陕南秦巴山区近30年气候资料,采用年平均气温、年极端最低气温、≥10℃积温、年降水量4个因子作为陕南茶树气候适宜性区划指标;利用GIS空间分析及制图功能,在实现区划指标空间化基础上,采用模糊综合评判方法,对陕南秦巴山区茶树气候生态适宜性进行区划。结果表明,适宜区主要分布于秦巴山区沿汉江及其支流沿岸海拔950m以下的浅山丘陵地带,次适宜区主要分布在次适宜区周边海拔1200m以下浅山区,就各适宜区茶树生长气候条件优劣进行评述,并提出了有针对性的生产建议。

气候变化对湖南主要农作物种植结构的影响

通过研究分析气候变化对湖南主要农作物种植结构的影响,提出适应性建议。基于湖南省97个地面气象观测站1961—2008年逐日平均气温、最高气温、最低气温、降水量及月日照时数等气象观测资料,选择最佳小网格推算模型推算出500m×500m的高空间分辨率的网格序列资料;基于双季稻、油菜、棉花、柑桔、油茶、烟草等主要农作物生长条件及相关区划研究成果,确立相应农作物种植适宜性气候区划指标;结合地理信息资料,运用GIS技术,开展主要农作物种植适宜性动态气候区划。结果表明:气候变化对湖南双季稻的影响主要表现为熟性搭配区的变化,对油菜、油茶、柑桔的影响主要是最适宜种植面积显著增大,对棉花、烟草的影响主要为最适宜种植面积减少。针对影响提出应对建议为:充分利用滨湖平原、河谷平原和盆地气候资源,扩大复种指数,提高单位面积产量;充分利用山地气候资源,做大做强湖南油茶产业;充分利用区域气候资源,打造湖南柑桔品牌;充分利用小气候资源,发展湘西、湘南特色烟叶。研究成果可为湖南农业生产以及适应气候变化提供科学参考依据。

中国省级粮食产量的风险区划研究

以全国各省份历年粮食单产资料为基础 ,通过适当的处理 ,定义了三个反映中国粮食产量风险水平的指标 :历年平均减产率 ,历年减产变异系数和风险概率。这三个指标分别从不同角度刻画了中国粮食产量的风险状况。进而以这三个指标为基础采用迭代自组织动态聚类分析方法分别划分了全国省级粮食生产单元的风险区 ,分区的结果反映了近五十年来中国粮食生产的基本状况和风险水平。最后从中国各地孕灾环境、致灾因子和生产力水平差异等方面探讨了风险水平的区域分异的原因。

GIS技术在中国农业气候区划中的应用进展

地理信息系统(GIS)的空间分析功能与传统区划方法的结合,可以得到更加精细的农业气候区划结果,其作为一种技术手段已经广泛应用于农业气候区划,为当地农业生产决策提供可靠的依据。笔者着重从气候要素细网格化、区划成果数字化、信息服务、"3S"技术相结合等四个方面,总结GIS技术在中国农业气候区划中的应用进展,对应用中所存在的问题进行分析讨论,提出将来可能的研究方向,以期对该领域的研究提供参考。几点建议如下:(1)进行农业气候区划时应综合考虑多种自然环境因素和社会因子;(2)运用GIS技术进行"自下而上"的区域合并过程中,需要更好地结合自动合并与人工合并;(3)区划指标应考虑运用逻辑交集运算;(4)建立基于Web技术的开放式共享GIS农业气候区划平台;(5)GIS结合GPS、RS数据可以从宏观的角度全面监测农作物的整个生长发育过程,对指导农业生产具有重要的应用价值。

基于GIS的陕西省酿酒葡萄气候区划

利用陕西省96个县(区、市)气象站及周边省份临近气象站近30a(1981—2010年)气象观测资料,辅以经订正后的各县气象哨和水文站观测数据,在对国内外葡萄区划指标分析基础上,确定以≥10℃活动积温为一级指标,酿酒葡萄成熟期8—9月水热系数为二级指标,冬季埋土防寒线、9月降水为辅助指标作为陕西省酿酒葡萄气候区划指标。基于GIS技术,利用小网格推算模型对区划指标空间化后,采用主从叠代方法,制作陕西省酿酒葡萄气候区划图。结果表明,陕西省酿酒葡萄种植可分为4个气候区和12个气候亚区,自兴平以东的关中东部海拔900m以下地区是陕西省种植酿酒葡萄的最优区;对各区酿酒葡萄生产的气候因子进行了评价,提出了相应的生产建议。