基于气候适宜度的吉林省烤烟产量评估

烤烟是吉林省的经济作物之一,也是农民增收的重要作物之一,掌握其产量变化对保障烟农增收十分必要。气候条件是对烤烟产量影响最大的因素,目前预测评估气象因子对吉林省烤烟产量影响方面的研究较少。因此,本文利用指数平滑法分离出1981—2018年吉林省烤烟趋势产量和气象产量,利用隶属函数法确定了旺长期(6月)降水和大田生长期可用时间是影响吉林省烤烟产量的重要气象因子,计算出每个县各个影响因子的适宜度,再通过信息熵值法计算出烤烟产量气候影响因子的权重,并计算出每个地市的综合气候适宜度,最后建立烤烟气象产量与地市综合气候适宜度的多元线性回归模型。结果表明,烟叶旺长期降水和大田生长期可用时间是吉林省烤烟产量的气象限制因素,其中烤烟旺长期降水影响权重占0.81,大田生长期可用时间影响权重占0.19。通过该方法建立的产量预报模型准确率在80%以上,该方法可以用于烤烟产量评估。

内蒙古马铃薯气候适宜度时空演变及产量动态预报研究

基于内蒙古自治区119个气象站的逐日气象数据,采用未来气候情景模式,结合马铃薯的生理生化指标,构建了各发育阶段温度、降水、日照及综合气候适宜度,分析和预估气候适宜度演变特征及其与马铃薯生产的关系,建立了基于气候适宜度指数的马铃薯产量预报模型,实现了旬尺度、旗县级的产量预报,为优势产区马铃薯的动态监测、产量预报模型优选提供了参考依据。结果表明:近60年(1961—2020年)来内蒙古自治区马铃薯生长季光、热适宜度优于降水,综合气候适宜度高值区在中西部偏南及东部大部分地区,气候资源优势明显;从年际变化上来看,日照适宜度呈弱的上升趋势,温度、降水及综合适宜度呈不同程度的下降趋势,对马铃薯生产呈弱的负效应;未来50年(2021—2070年)RCP4.5低排放情景下气候变化对马铃薯生产表现为弱的正效应的可能性大,RCP8.5高排放情景下则为负效应的可能性大;7月上旬—9月上旬逐旬产量预报模型通过了0.05置信检验的占比达74%,预报外推平均准确率为87.4%,开展业务试应用的效果较好,马铃薯预报趋势与实际情况基本吻合。

黄土高原半干旱雨养农业区冬小麦气候适宜度评价——以通渭县为例

气候适宜度可以表征气候条件对作物生长发育的影响程度。利用黄土高原半干旱区通渭县近40 a气象资料和农业气象观测资料,基于模糊数学方法,根据冬小麦各发育时段对温度、水分、光照的需求,对黄土高原半干旱雨养农业区冬小麦全生育期气候适宜度进行评价。结果表明:通渭县近40 a冬小麦全生育期温度适宜度为0.58,停止生长—返青期的温度适宜度最高,达0.95,三叶期—停止生长的温度适宜度低,仅为-0.42,年际间差异小,全生育期温度适宜度以0.019/10 a的速率上升;水分适宜度为0.46,乳熟期—成熟期的水分适宜度最高,为0.66,其次为返青期—拔节期,为0.63,年际间差异大,全生育期水分适宜度以0.017/10 a的速率上升;光照适宜度为0.62,三叶期—停止生长和返青期—拔节期的光照适宜度最高,为0.68,乳熟期—成熟期最低,为0.51,全生育期光照适宜度以0.011/10 a的速率上升;综合适宜度为0.54,返青期—拔节期的综合适宜度最高,为0.70,三叶期—停止生长最低,为-0.36,全生育期综合适宜度以0.014/10 a的速率上升。冬小麦产量与抽穗期—乳熟期温度适宜度、乳熟期—成熟期水分适宜度、乳熟期—成熟期综合适宜度呈显著相关。气候适宜度能够较准确地反映出黄土高原半干旱雨养农业区冬小麦生育期内气象条件的优劣变化。

海南岛天然橡胶产量和气候适宜度相关性研究

使用气候适宜度指数方法对海南岛橡胶树气候适宜性进行评价,并选择去趋势互相关分析(DCCA)方法对橡胶树单产和气候适宜度进行相关性分析。结果表明:海南岛橡胶单产在东部和西部较低,最低值出现在文昌,为657.30kg·hm^(-2);最高值为三亚的1376.54kg·hm^(-2)。海南岛中部单产的变化幅度较小,其余地区单产均呈明显增加趋势,线性倾向率普遍超过10 kg·hm^(-2)·a^(-1)。海南岛中部和东部综合适宜度水平较高,适宜度指数超过0.70,西部适宜度水平较低,为0.39;温度和光照适宜度指数空间差异小,整体在0.80和0.70以上;降水适宜度指数在中部和东部较高,西部南部偏低,数值在0.42—0.77之间;风速适宜度在中部和南部超过0.75,在西部和北部适宜度指数偏低,最低达到0.18。DCCA分析结果显示,气候适宜度与橡胶单产存在明显的长程相关关系,降水和产量的相关性最高,风速相关性最低;空间上,东部相关性较低,西部、北部和和南部相关性稍高。

基于气候适宜度指数不同权重系数确定方法的茎瘤芥产量预报准确率比较

利用绝对值法、归一化法、相关系数法确定各旬气象条件对茎瘤芥产量影响的权重系数,从而得到不同权重系数确定方法的气候适宜度指数,基于气候适宜度指数与气象影响指数,建立茎瘤芥产量动态预报模型。结果表明,绝对值法与归一化法作为茎瘤芥气候适宜度指数权重系数确定方法,在实际应用中存在一定局限,相关系数法权重系数计算得到的气候适宜度指数能够更好地反映茎瘤芥产量受气象条件影响的变化情况。相关系数法作为气候适宜度指数权重系数确定方法的产量预报模型,在各起报时间模型均通过方程有效性检验,回代检验结果显示,不同起报时间的产量预报准确率平均值为92.0%,归一化均方根误差平均值为0.195,丰歉趋势准确率平均值为70.3%。外推检验显示,相关系数法作为气候适宜度指数权重系数确定方法的产量预报模型,除个别起报日期,其产量预报准确率均表现为90.0%以上的较高水平。丰歉趋势准确率总体较好。说明在利用气候适宜度指数进行产量预报时,相关系数法是一种适用性和准确性较高的权重系数确定方法。

格尔木种植区枸杞气候适宜度及其变化特征

利用格尔木3个国家气象站1991~2021年气象要素和枸杞发育期资料,计算近31 a来枸杞气候适宜度,分析其生育期变化特征。结果表明:枸杞各生育期气温适宜度在0.181~0.838之间,前期年际波动较小,中期波动较大;降水适宜度在0.100~0.765之间,年际波动较大;日照适宜度在0.600~0.990之间,年际波动较小;综合气候适宜度在0.436~0.745之间,年际波动较小。全生育期气温适宜度和降水适宜度均呈波动增加趋势,而日照适宜度呈波动减少趋势。从空间分布来看,格尔木气温适宜度最大,诺木洪次之,小灶火最小;诺木洪降水适宜度最大,格尔木次之,小灶火最小;小灶火日照适宜度较好,格尔木次之,诺木洪较差。整体来看格尔木种植区气候适宜度较好,适合枸杞种植。

气候变化背景下普洱烤烟主产区气候适宜度变化特征分析

利用普洱烤烟主产区6个国家气象站1991-2020年逐日气象数据,气候适宜度评价和气候变化趋势分析等方法对其时空变化特征进行分析探讨。结果显示:普洱烤烟主产区温度适宜度和降水适宜度均出现减少趋势,光照资源年际变化总体向较好方向发展。水资源是制约普洱烤烟生长的最主要气象因素,移栽伸根期和成熟期气象因素对烤烟生长发育影响较为突出。各县区气候适宜度均处于最适宜范围,墨江、镇沅和景谷气候适宜度较高且年际稳定性较好,适合大力发展烤烟产业。通过气候倾向率分析表明,普洱烤烟主产区近30年温度变化呈显著上升趋势,景东产区烤烟的气候适宜度显著降低。

贵州平塘马铃薯气候适宜度模型研究

为了研究马铃薯全生育期内气候对其生长发育的影响及适宜程度,本文针对贵州平塘马铃薯气候适宜度模型展开研究,建立相关模型;为了确定不同生长期的温度适宜情况以及降水情况,本文采用层次分析法对相关权重值进行确定;运用数学统计方法建立了 1991—2020 年全生育期的气候适宜度动态评价指标,检验模型的适用性。结果表明,模型计算的平均气温适宜度在 0.85 以上,且年际间变化微小,能够满足马铃薯生长发育的需要;通过检验,气候适宜度“非常适宜”指标值均在 0.9 以上,表明气象条件整体利于马铃薯生长,该模型适用于平塘。

基于荆门市油菜产量的气候适宜度模型与辐热积模型对比

以荆门市1960—2020年气象要素(光照、温度、降水)和逐年油菜(Brassica napus L.)产量数据为基础,比较分析了气候适宜度模型和辐热积模型预测荆门市油菜产量的准确率。结果表明,在回代检验中,气候适宜度模型的拟合效果较佳,且二次回归拟合效果稍好于线性回归拟合;气候适宜度模型的准确率接近90%,辐热积模型准确率高于80%,说明气候适宜度模型更适用于荆门市油菜的产量预测。从综合预测准确率和气象因子两方面进行分析,发现气候适宜度模型会忽略逐日气象要素中对油菜生长发育不利的极端值,另外日照适宜度指数相对太阳辐射累积量反映作物的光合效应较差;辐热积模型则重点考虑光热效应对作物产量的影响,考虑极端日气象要素的不利影响,但是忽略了降水这一油菜生长的重要制约气象因子。两种模型各有优劣。

封开白马茶气候适宜度变化特征研究

基于封开县国家气象观测站1971—2020年的气象资料和封开县白马茶业有限公司提供的茶叶生产数据,对照茶叶生长的气候指标,构建封开白马茶的气候适宜度模型,分析封开白马茶气候适宜度的变化特征。结果显示:封开非常适宜白马茶种植,白马茶气候适宜度的年际变化呈上下波动,平均气候适宜度为0.98;春季的气候适宜度最好,夏季次之,秋季最差,气候适宜度分别为1、0.84和0.76;白马茶气候适宜度和单位面积产量的相关程度高,二者的折线图拐点和变化趋势基本上一致,表明建立的封开白马茶气候适宜度模型可用于封开气候与白马茶产量关系的分析研究。

农作物气候适宜度模型研究——以河南省冬小麦为例

农作物的生长发育受温度、降水和日照等气候要素的综合影响,适宜度模型的建立是农作物气候适宜度评估的基础。该文运用模糊数学方法,结合河南省冬小麦生理生态特征建立了旬温度适宜度函数、旬光照适宜度函数和旬降水适宜度函数。考虑到不同生育期气候条件对作物生长影响强度的客观差异,运用相关系数法设定每个生育期内各旬的权重;运用因子分析法设计全生育期20个旬的权重。冬小麦的生长发育过程受光温水的共同影响,为反映其气候适宜性变化,必须模拟三因子的协同效应,因此该文采用几何平均法计算同期光温水的综合气候适宜度,对10个代表站点的气候适宜度计算结果与冬小麦气象产量的相关分析发现,两者间的相关性极为显著,说明用这种方法模拟作物气候适宜性变化是合理可行的。

河北省冬小麦气候适宜度动态模型的建立及应用

运用模糊数学理论结合前人研究成果，建立了冬小麦温度、降水、日照隶属度模型和气候适宜度模型，分别计算了河北省冬小麦1960-2005历年全生育期和各发育期的温度隶属度、降水隶属度、日照的隶属度和气候适宜度。结果表明，河北省冬小麦温度隶属度和日照隶属度较大，光热资源一般条件下能够满足冬小麦生长发育要求，降水隶属度较小，降水条件是冬小麦产量形成的限制因素。冬小麦气候适宜度为下降趋势，10年下降速率为0．012。冬小麦各发育期气候适宜度以分蘖期、返青期、拔节期变化幅度较大，这与河北省的天气特点是一致的。

基于气候适宜度建立河套灌区玉米生育期模拟模型

利用河套灌区农业气象试验站近20a的大田生产和气象资料,基于作物生理发育时间恒定原理,并充分考虑光、温、水3种气象条件对玉米发育进程的影响,建立基于气候适宜度的河套灌区玉米发育期模拟模型。利用模型计算巴彦淖尔市和土默特左旗两站的玉米生理发育时间,并模拟两站共10a的玉米发育过程,利用RMSE、配对样本T检验和MAPE3种方法对模拟结果进行检验。结果表明:模型对玉米营养生长阶段和全生育期的模拟较精确,对生殖生长阶段各个发育期的模拟也通过了0.05水平的显著性检验,出苗期、七叶期和全生育期模拟值与观测值的相关系数分别达到0.753、0.786和0.996,RMSE值分别为2.324、2.846和3.771d。说明综合考虑光、温、水气象条件后可提高模型的准确性,该模型可用于河套地区玉米的生育期和产量预报。

基于气候适宜度的江苏水稻气候年景预测方法

在改进气候适宜度模型参数的基础上,利用1961-2016年70个站的气象观测资料和农业资料,应用统计方法,确定了温度、日照、降水适宜度对水稻气象产量的影响权重,由此构建了年景综合指数及其预测模型。结果表明:日照适宜度和降水适宜度与相对气象产量之间存在显著的相关关系,影响权重分别为0.460和0.428,由于热量资源充足,温度适宜度对气象产量的影响权重偏小(0.112);基于气候适宜度构建的年景综合指数与相对气象产量的相关系数达0.411,说明该指数能较好地表征气候条件对产量形成的综合影响;基于大气环流特征量和太平洋海温等大尺度预报因子,采用最优相关和逐步回归等方法,建立了水稻年景综合指数的预测模型,经过历史拟合和试报检验后效果理想,可投入业务应用,该方法的预测结果将为水稻产量分析预测提供科学依据。

基于模糊数学的农业气候适宜度划分研究及应用

农业气候适宜性评价是一个非常典型的模糊问题。文中首先提出了模糊数学评价模型,并在此基础上以吉林省1990—1997年的多年平均降水、5～9月的积温和光照条件作为基础数据,结合专家系统和地理信息系统技术对吉林省农业气候生态适宜度以乡镇为最小单位进行了划分。

基于气候适宜度指数的吉林省大豆单产动态预报研究

为及时、准确地进行大豆产量预报,给相关部门提供可靠依据保障吉林省粮食安全,利用吉林省1980-2016年大豆产量、生育期、逐日气象数据,基于大豆生长发育的生物学特性(最适温度、上限温度、下限温度、需水量、需光性等),构建大豆生长季逐旬温度、降水、日照时数及综合气候适宜度模型,通过与相对气象产量进行相关和回归分析,建立基于气候适宜度指数的7-8月逐旬产量动态预报模型,对吉林省大豆产量进行动态预报。结果表明:各时段建立的产量预报模型均通过0.05水平的有效性检验,能够客观反映大豆生长期内气象要素状况;各预报模型的历史回代检验平均准确率均大于85.0%,均方根误差小于20.0%;历史回代拟合的气象产量与实际气象产量在年际变化上具有较好的一致性,两者相关性通过0.05水平的显著性检验;在1981-2014共34年中各旬单产趋势预报准确的年份均在24年以上。各时段预报模型对2015-2016年的外推预报准确率分别在92.0%和81.4%以上,趋势预报不稳定,可能与模型没有考虑灾害影响有关。总体上,构建的产量预报模型可为吉林省大豆产量预报提供参考依据。

河北省冬小麦气候适宜度及其时空变化特征分析

为定量评价气象要素对作物生长的影响,采用逐日气象要素和统计方法,建立了河北省冬小麦各生育期气候适宜度评价模型,并分析了1981-2010年逐年冬小麦各生育期气温、降水、日照和气候适宜度的时空变化特征。结果表明:冬小麦生育期内日照和气温适宜度较高,降水适宜度最低且变异系数最大。日照适宜度以冬小麦分蘖期最小,变异系数最大;降水适宜度以拔节-抽穗期最小,变异系数最大;气温适宜度以越冬-返青期最小,分蘖期变异系数最大。全麦区气温适宜度高值区分布在西北部,低值区分布在东南部;降水适宜度高值区分布在东北部,低值区分布在东南部;日照适宜度高值区分布在北部,低值区分布在南部。多年气候适宜度变化趋势为:全生育期日照适宜度显著下降,气候适宜度缓慢下降,气温和降水适宜度无明显变化趋势。气候适宜度下降主要由各生育期日照、越冬期和灌浆期气温适宜度下降引起。

气候变化对农作物气候适宜度影响研究进展

农业受气候变化的影响最直接。由于气候变化使农业气候资源发生变化,从而直接影响到农作物的气候适宜度,并最终影响到作物的生长发育和产量。综述了近年来农作物气候适宜度的计算方法及应用情况,并根据农作物对气候要素的响应提出了应注意的一些问题。

基于气候适宜度的河南夏玉米发育期预报模型

准确预报作物发育期是开展农业气象条件分析评估和灾害监测预警等工作的基础,利用河南省19个农气站1981-2006年夏玉米发育期观测资料和地面气象观测资料,建立综合温度、降水、日照三要素的气候适宜度评价模型,构建基于气候适宜度的夏玉米发育期预报生理指标及预报模型。利用2007-2010年观测数据对模型的预报结果进行验证,结果表明,各发育阶段持续日数模型的预报值与观测值吻合度较高,二者相关系数除抽雄-乳熟期稍低呈显著相关外,其它发育阶段均为极显著相关。各发育阶段持续日数预报值与观测值之间绝对误差(ABSE)在1.8～2.9d,标准误差(RMSE)在2.8～3.9d,七叶-拔节期预报精度最高,标准误差(RMSE)为2.8d,乳熟-成熟期稍差,RMSE为3.9d。模型的预报精度基本能满足业务服务的需求,具有推广应用价值。

安徽淮北平原冬小麦气候适宜度分析及作物年景评估

选取安徽省淮北平原37个气象站1960—2016年逐日气象资料,构建气温、降水、日照及气候适宜度模型,分析气候变暖背景下冬小麦气候适宜度时空演变特征,揭示冬小麦生育期气候风险,评判农业气候年景。结果表明:淮北平原冬小麦不同生育期对气候因子适宜程度不同,单要素各生育期适宜度均为灌浆-乳熟期较高,返青-拔节期较低,其中降水适宜度分蘖期最低;全生育期温度适宜度最高、日照适宜度次之、降水适宜度最低,水分是冬小麦生长的限制因子。气候综合适宜度灌浆-乳熟期最高,分蘖期降水适宜度最低,并且其序列变异系数大,常遭遇秋冬连旱,引起产量波动;全生育期气候适宜度呈东高西低分布,淮北中东部较高,而淮北西部及沿淮地区较低,冬小麦生产风险相对较高。1961—2016年全生育期温度适宜度线性增大趋势显著,降水适宜度线性趋势不明显,而日照适宜度呈显著的线性减小趋势;综合来看,全生育期气候适宜度无明显线性增减趋势,空间上淮北东部略有增大,而西部及沿淮地区略有减小,气候风险增加。淮北平原多数年份气候适宜度适中,适宜性偏差年发生概率高于偏好年。基于气候适宜度评判冬小麦气候年景等级,评估结果与实际产量增减情况基本相符,表明农业气候年景模型评估精度能满足业务服务需求,具有推广应用价值。