不同气象因子下主要空气污染物浓度变化特征研究

空气污染物的浓度受到多种因素的影响,如气象条件、地形、排放源分布,浓度过高会对生态环境产生破坏。因此,为避免空气进一步恶化,提出不同气象因子下主要空气污染物浓度变化特征研究,采用SO_(2)、NO_(2)、CO、O_(3)、PM_(2.5)和PM_(10)6种空气污染物浓度数据,分析不同时间尺度下浓度和空气质量指数(Air Quality Index,AQI)变化规律,研究不同气象因子对空气污染物6种主要空气污染物浓度的影响。经分析结果可以看出,临沂市主要空气污染物浓度与气象因子显著相关且变化特征存在一定规律性,可利用该特点提升临沂市空气质量。

不同产区辣椒果实品质差异及其与气象因子的相关性

【目的】探讨不同产区的不同辣椒品种品质差异,并解析品质指标与气象因子之间的相关性,为提升辣椒品质提供参考依据。【方法】在3个产区(新疆乌鲁木齐、贵州麻江和湖南长沙)种植2个朝天椒品种(遵辣9号、卓椒新52)和2个线椒品种(辣研12号、大方皱椒),采集果实测定辣椒红素、还原糖、总氨基酸、粗脂肪、粗纤维、辣椒素和二氢辣椒素等7个品质指标,结合各产区的8个气象因子,采用差异性分析、相关分析和主成分分析综合评价辣椒果实营养品质及其与气象因子的关系。【结果】同一辣椒品种在不同产区的果实品质指标存在明显差异;3个产区中,线椒的辣椒红素含量以新疆种植最高,朝天椒的辣椒素和二氢辣椒素含量均以贵州种植最高;线椒和朝天椒的粗脂肪含量均以湖南种植最高,粗纤维含量均以新疆种植最高。对4个辣椒品种果实的7个品质指标进行相关分析,其中辣椒素与二氢辣椒素呈极显著正相关(P<0.01,下同),相关系数达0.98;辣椒红素与粗脂肪呈极显著负相关,相关系数为0.66。根据各主成分的贡献率可知,第一主成分的特征值为2.662、贡献率为38.032%,其中载荷系数最高的是二氢辣椒素,其次是辣椒素。4个品种在3个产区种植的品质综合评价结果显示,大方皱椒的排序为新疆>贵州>湖南,其他3个品种排序均为贵州>湖南>新疆。果实品质与气象因子的相关分析结果显示,年平均温度、生长季最低温度、生长季总降水量、生长季相对湿度均与还原糖和粗脂肪呈极显著正相关;生长季日照时数、生长季平均昼夜温差与粗纤维呈显著正相关(P<0.05,下同);生长季最高温度与辣椒红素、辣椒素和二氢辣椒素呈极显著负相关,与还原糖呈显著负相关。【结论】辣椒品质的形成受基因型和环境共同影响,生产上应根据各产区生境条件种植适栽辣椒品种以确保果实品质。

基于气象因子的谷子品质预测模型构建及应用

基于2019—2021年山西省10个谷子主产区主要品质指标(直链淀粉、粗蛋白、粗脂肪、维生素B1、胶稠度和碱消值)和同期气象资料,利用线性回归统计学方法,分析不同生长阶段多种气象因子对谷子品质的影响,并构建谷子品质的预测模型,旨在为谷子气候品质认证提供科学依据。结果表明,影响谷子品质指标的气象因子不是单一的,且不同生长阶段的气象因子对品质的影响也不尽相同;生殖生长阶段尤其是抽穗—乳熟阶段的气象因子决定了谷子的品质,影响谷子品质的主要气象因子为平均气温、平均最高气温、≥10℃活动积温、累计降水量、累计日照时数和气温日较差。其中,限制谷子品质提升的主要气象因子是抽穗—乳熟阶段的气温日较差和累计降水量。利用构建的谷子品质指标预测模型,对晋北、晋中、晋南和晋东南进行谷子品质拟合检验,结果显示,6个谷子品质指标预测模型拟合系数为0.63~0.89,尤其对直链淀粉、粗蛋白和粗脂肪含量的预测效果较好,拟合系数均达到0.8以上。

从同步数据分析乔木树干液流与气象因子的关系

[目的]树干液流是研究植物蒸腾耗水的重要生理指标,树种和气象因子均是其关键影响因素。本文旨在消除树种因素限制,探讨树干液流与气象因子之间的关系。[方法]以哈尼梯田水源区3种林分中10种乔木树种为研究对象,采用Granier热扩散探针技术测定其树干液流速率,将其同步数据与气象因子进行关联分析。[结果]从次生落叶阔叶林和原生常绿阔叶林的7779条乔木树干液流速率数据中发现7条异常数据,且这些异常数据在各个树种中都表现出同步一致性;进一步关联分析表明,太阳辐射的突然增加是产生乔木树干液流数据同步上升的主要原因,而降雨则是产生树干液流数据同步下降的主要原因,两者的变化可导致其他气象因子发生变化,从而影响树干液流速率;树干液流与气象因子存在一定的时滞效应,在发生同步异常数据的气候条件下,树干液流滞后太阳辐射0~30 min,提前于饱和水汽压差、气温和湿度0~60 min,滞后或提前时间远小于正常气候条件下各树种的时滞时间。[结论]乔木树干液流受到太阳辐射和降雨等气象因子的综合调节,其中太阳辐射的影响最为显著。研究结果可为从生理生态角度探究乔木的蒸腾作用与气象因子的关系提供科学依据。

移栽期对辣椒产量、光合特性及气象因子的响应

为探索不同移栽期对贵州辣椒产量、品质及光合特性的影响,以贵州主栽品种‘辣研一号’、‘遵义朝天椒’、‘线椒269’为试材,设置7个移栽期,比较不同移栽期辣椒产量结构差异,并分析温度和降水与辣椒生育期进程、光合特性指标、产量构成和品质指标等的关系。在贵州地区,辣椒生长阶段平均气温对产量影响最大,各生育阶段持续天数与气象因子有关。适时早播能延长辣椒的生育天数,增加辣椒开花后的日较差,提升净光合速率,温度和降水主要通过影响辣椒植株的株高、茎粗、维生素C、辣椒素、二氢辣椒素等指标影响产量和品质。辣椒产量随着移栽期推迟表现出先增加后逐渐减少的趋势,适时的早播有利于辣椒增产。

气象因子与播期调控水稻籽粒灌浆关系的研究

为研究东北地区适宜的水稻播种日期,以通禾822水稻品种为供试材料,设置6个播期处理:4月10日(S1)、4月20日(S2)、4月30日(S3)、5月10日(S4)、5月20日(S5)、5月30日(S6),探讨了气象因子与齐穗后的水稻产量构成因子、籽粒灌浆特性之间的关系。结果表明:(1)播期从4月10日推迟到5月30日,水稻生育进程加快,生育时期缩短,千粒重显著降低;产量下降主要是由结实率和千粒重引起的,而结实率和千粒重的降低主要与活跃灌浆期、最大灌浆速率和平均灌浆速率有关,而活跃灌浆期、灌浆速率受齐穗后有效积温、日最高温度和降雨量的影响显著。(2)在播期内,水稻的结实率、千粒重、最大灌浆速率随着有效积温的增加和日最高温度的升高而呈增加的趋势。(3)播期的延迟导致水稻在灌浆期遭遇大量降雨,从而造成水稻灌浆速率下降、产量减少;影响籽粒灌浆和千粒重的主要气象因子是积温。在当地气候条件下,4月20日播种处理的水稻灌浆性能较好,有利于获得较高的产量和提高有效积温的生产效率。

气象因子对河池市南方水稻黑条矮缩病发展的影响

利用河池市2005—2023年南方水稻黑条矮缩病(SRBSDV)的发病面积比例数据和期间气象数据,通过卡方分布的概率密度函数拟合流行周期内的发病趋势概率,分离出发病浮动概率,探究关键气象因子与发病浮动概率的相关性,并基于显著相关气象因子构建发病气象评价模型。结果表明:(1)2010年为河池市SRBSDV的暴发期,2010—2023年为SRBSDV的一个流行周期,发病概率符合自由度为3的卡方分布的概率密度函数;(2)发病浮动概率与12月—次年2月的平均气温、6—7月的降水量和相对湿度呈显著正相关,与安全播种期日序数负相关;(3)发病气象评价模型在预测暴发期的发病程度时预测偏轻,其他年份均预测正确,模型在一个流行周期内的定性评价效果较好。通过气象发病评价模型可定性评价流行周期内的发病程度,研究结论可为河池市的水稻病害防治工作提供参考依据。

基于水文气象因子的农田生态系统碳通量预测

以黄河流域下游禹城农田生态系统为研究对象,采用中国通量观测研究网络(ChinaFLUX)禹城站通量塔观测的碳水通量和水文气象数据,基于特征重要性方法确定影响农田生态系统CO_(2)交换量的主控环境因子。基于所有环境因子和主控环境因子分别构建碳通量预测的机器学习模型,采用均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)和决定系数(R~2)评估测试集的模型预测性能。结果表明,影响禹城农田生态系统碳通量的主控环境因子为净辐射、土壤温度、饱和水汽压亏缺、土壤含水量。与单一模型相比,集成模型具有更好的预测性能。单一模型中,MLPRegressor模型预测性能较好,R~2为0.830,MSE为3.113,MAE为1.283。集成模型中,XGBRegressor模型预测性能较好,R~2为0.845,MSE为2.838,MAE为1.149。采用主控环境因子与采用全部环境因子构建的机器学习模型具有相似预测性能。

杂交中稻内6优107产量与氮素利用率对气象因子的响应

为了探明气象因子对杂交中稻产量与氮素利用率的影响,2022—2023年以杂交中稻品种内6优107为材料,设计5个播种期(3月5日、3月25日、4月14日、5月4日、5月24日)和2个施氮量(90、180 kg/hm^(2),其中底肥60%、分蘖肥20%、促花肥20%)的两因素试验,对不同处理的稻谷产量、干物质量、氮肥偏生产力等进行比较分析。结果表明:与低氮(90 kg/hm^(2))处理相比,高氮(180 kg/hm^(2))处理的稻谷产量、干物质量分别提高17.96%和15.95%,氮肥偏生产力则下降69.57%;2种施氮量处理的氮素干物质生产效率和氮素稻谷生产效率差异均不显著;稻谷产量、氮素稻谷生产效率、氮肥偏生产力随播种期推迟呈下降趋势;氮素稻谷生产效率与稻谷产量、氮肥偏生产力极显著正相关。播种至移栽期日最低气温高、总降水量多,拔节至齐穗期日最高气温低、日最低气温低、日照时数少,齐穗至成熟期降水量多,有利于内6优107稻谷产量与氮素利用率的协同提高。

基于关键气象因子的油茶种仁含油率预测模型构建

含油率是油茶重要的经济性状,构建油茶含油率预测模型对于茶油产量预报有重要的意义。本研究以普通油茶为研究对象,通过分析油茶种仁含油率与不同气象因子的关系,确定影响油茶种仁含油率的关键气象因子,然后用回归分析法构建基于关键气象因子的油茶含油率预测模型,并用独立资料检验预测模型效果。结果表明:8月平均气温、8月最高气温、9月最高气温、油脂转化积累高峰期最高气温与含油率呈显著的负相关关系。通过逐步回归分析法拟合得到了3个油茶含油率预测模型,用独立资料检验后,发现基于9月降水量(x_(1))、9月最高气温(x_(2))和油脂转化积累高峰期最长连续无降水天数(x3)的油茶种仁含油率(y)预测模型(y=79.46-0.03x_(1)-0.86x_(2)-0.30x3)效果好,平均相对误差为4.6%,可应用于普通油茶种仁含油率预测。

气象因子与根系微生物对魔芋套作的协同作用研究

为明确魔芋等作物生长过程中的细菌种类、微生物多样性的分布特点,更好地研究作物生长过程中有益细菌与气象因子共同发挥作用,有效促进作物的生长或抑制植物病害的发生,采集四川省美姑县主要种植基地的魔芋、花椒和玉米套作地的土壤作为样本,选择具有代表性的10块种植地土壤样本作为研究对象,进行分离鉴定。研究不同的气象因素和根系微生物的协同作用,通过拟合曲线证明,魔芋套作生长发育过程中,根系微生物的丰度分布有明显的时间节律,表现出规律性的变化。利用微生物的抗干旱、解磷、增强植物抵御病原菌等特性,为发现适宜的风速、土壤温度和土壤湿度可以调控根系中的微生物群落提供理论依据。

山西大同黄花菜品质的影响因素与关键气象因子模型构建

为了提高黄花菜的品质和产量,根据2019—2021年山西省大同市云州区不同产区黄花菜营养成分检测结果,采用数据分析、模型构建等方法,探究了影响黄花菜品质的气象因子等因素,构建了各因素与黄花菜适宜度的非线性回归模型,揭示了各因素对黄花菜品质的影响机制。结果表明,干黄花菜中粗纤维含量与青苗期和抽薹期平均最低气温呈现显著性正相关,相关系数均为0.695 0;可溶性总糖含量与黄花菜抽薹期平均最高气温和气温日较差呈现显著正相关,相关系数分别为0.719 7和0.733 3。维生素B_(2)含量与全生育期内平均最高气温和气温日较差呈显著负相关关系,其相关系数均为-0.700 0。总氨基酸含量与黄花菜出苗期≥5℃积温呈显著负相关关系,其相关系数为-0.728 0;与青苗期和抽薹期平均最低气温呈极显著正相关关系,其相关系数分别为0.828 5和0.920 5。同时,土壤环境温度变化、气象因素、生化因素是影响黄花菜适宜度的三大关键因素,影响着黄花菜生长和发育的全过程。因此,要把握各大影响因素与黄花菜品质的关系,采取科学的种植技术和管理指导,提高黄花菜品质和和市场竞争力,推动地方农业经济的可持续发展。

不同生态区气象因子对花生产量相关性状的影响

分析气象因子对花生生长及产量的影响,探讨栽培生境与花生产量形成的关系,旨在为花生生产布局和高产栽培提供参考依据。以9个花生品种为材料,在云南7个不同生态区连续种植2年,采用方差分析、相关性分析和通径分析等方法,分析气象因子对花生农艺性状及产量的影响。结果表明:德宏、大理、东川、临沧和盐津的温度和积温较高,花生结果数多,出仁率和产量较高,是种植花生的适宜区域。方差分析发现花生的生长发育和产量受基因型和环境因素的共同影响,较高的气温和积温有利于缩短花生结荚期进而缩短全生育期天数。通径分析表明产量构成因素中以百果重对产量的影响最大,气象因素中以积温的影响最大。温度越高地上部越高大,单株果数和饱果数越多,百果重和百仁重也就越高,从而增加花生产量。光照时间过长和昼夜温差过大不利于地上部生长和分枝结实。

衡水湖防护林食叶害虫发生丰度与气象因子相关性研究

为明确气象因子与衡水湖食叶害虫发生丰度的关系,于2020年1—9月在衡水湖防护林带调查了主要食叶害虫的种群发生动态,并分析其与月均降雨量、月均相对湿度和月均温度的相关性。结果表明,夜蛾科害虫种群丰度与月均降雨量呈显著正相关,与月均相对湿度、月均温度无显著相关性;尺蛾科害虫种群动态规律与月均温度、月均相对湿度、月均降雨量无显著相关性;刺蛾科害虫种群动态规律与月均相对湿度、月均降雨量呈显著正相关。

潮河山区人工林树干液流特征及其对气象因子响应

【目的】探究潮河山区人工林树干液流与气象因子间的响应关系。【方法】通过热扩散探针法(TDP)对河北省丰宁县达袋沟控制站内生长季(5—10月)人工林(落叶松、油松和沙棘)树干液流速率进行了监测,并同步监测气象因子,研究人工林液流速率变化特征及其与气象因子的关系。【结果】(1)典型晴天落叶松、油松和沙棘各月份树干液流呈“昼高夜低”的单峰型曲线。各树种雨天树干液流较同期晴天明显降低,沙棘液流速率较其他树种更快且更易受降水影响。(2)小时尺度上落叶松、油松、沙棘液流速率与大气温度(T_(a))、饱和水汽压差(VPD)、太阳净辐射(R_(n))和风速(W)正相关,而与降水量(P)和空气相对湿度(R_(h))负相关。R_(n)是影响树干液流的最重要因素,VPD、T_(a)、R_(h)对其影响次之。(3)日尺度上落叶松、油松、沙棘液流速率日均值分别为2.78、1.44、5.27mL/(cm^(2)·h),其中R_(n)、VPD、T_(a)为主要影响因子。(4)整个生长季落叶松、油松、沙棘液流速率与气象因子间的时滞现象显著。落叶松液流速率变化提前于VPD约20 min,滞后于R_(n)约60 min;油松液流速率变化提前于VPD约40min,滞后于R_(n)约50 min;沙棘液流速率变化提前于VPD约20 min,滞后于R_(n)约50 min。【结论】不同时间尺度下影响潮河山区人工林液流的主要气象因子为R_(n)和VPD,液流与气象因子间存在明显的时滞现象,表现为液流速率变化提前于VPD,滞后于R_(n)。

基于气象因子的设施番茄果实生长模拟模型

为探明设施棚内小气候对设施番茄果实生长速度的影响,利用合肥农业气象试验站2022年和2023年大棚栽培试验番茄果实横径、单果重数据和同期光照、温度、湿度等棚内气象数据,参考辐热积和水稻钟模型,建立基于气象因子贡献度的设施番茄横径、单果重生长模型,运用2022年试验数据对模型进行验证。结果表明:模型对设施番茄横径和单果重模拟效果较好,其中番茄横径模拟的RMSE为1.03mm,MAE为0.84mm,MRE为7.5%;单果重模拟RMSE为692.59mg,MAE为395.44mg,MRE为8.2%。两个模型的决定系数均在0.98以上,说明模型具备应用价值,可为设施番茄栽培环境调控提供理论依据。

宁夏枸杞果皮蜡质积累与气象因子的关系

【目的】分析不同采摘时期枸杞果皮蜡质含量与成分差异,探究不同采摘时期气象因子与枸杞果皮蜡质积累的关系,为不同采摘时期适宜制干方式的选择提供理论依据。【方法】以‘宁杞1号’和‘宁杞5号’3个采摘时期(老眼枝时期、七寸枝时期和秋果时期)的果实为材料,应用GC-MS技术对果皮蜡质含量、组分进行测定与分析,利用JL-18空气温、湿、光照记录仪监测不同采摘时期的气象因子,采用逐步回归分析法探究果皮蜡质含量及其组分与气象因子之间的关系。【结果】1)2个枸杞品种在3个采摘期的青果期、转色期和红果期果实蜡质含量均存在显著差异,红果期果实蜡质含量显著高于青果期和转色期,而青果期和转色期果实蜡质含量差异不显著。2)‘宁杞1号’的蜡质成分主要为二十六烷、二十八烷、1-碘代二十八烷、1-碘代三十烷、二十二醇和β-香树精,‘宁杞5号’的蜡质成分主要为二十六烷、二十七烷、1-碘代二十八烷、1-碘代三十烷、二十二醇和2-己基-1-癸醇。3)老眼枝时期,‘宁杞1号’和‘宁杞5号’果皮蜡质含量与光照强度显著负相关,相关系数分别为-0.759(P<0.05)和-0.838(P<0.01)。‘宁杞1号’酯类与日均温度显著负相关,相关系数为-0.712(P<0.05),‘宁杞5号’酸类和酯类与日均湿度显著正相关,相关系数分别为0.728(P<0.05)和0.739(P<0.05)。‘宁杞1号’和‘宁杞5号’酮类与夜均温度显著正相关,与光照强度显著负相关,相关系数分别为0.717(P<0.01)和-0.649(P<0.05);烷烃类与日均湿度和夜均温度显著负相关,相关系数分别为-0.772(P<0.01)和0.637(P<0.05);碘代烷烃类与夜均湿度显著正相关,相关系数为0.820(P<0.01)。七寸枝时期,‘宁杞1号’烷烃类与夜均温度显著正相关,相关系数为0.779(P<0.05);碘代烷烃类与日均温度显著负相关,相关系数为-0.724(P<0.05);酸类与日均湿度显著负相关,相关系数为-0.680(P<0.05)。‘宁杞5号’蜡质含量与夜均湿度和光照强度显著正相关,相关系数分别为0.795(P<0.01)和0.748(P<0.01);酮类和碘代烷烃类与日均温度显著负相关,相关系数分别为-0.887(P<0.01)和-0.749(P<0.05)。秋果时期,‘宁杞1号’烷烃类和碘代烷烃类与夜均温度显著正相关,相关系数分别为0.887(P<0.01)和0.767(P<0.05)。【结论】不同采摘时期的气象因子对宁夏枸杞果皮蜡质含量与成分产生不同影响,温度与碘代烷烃类、酮类和烷烃类积累有关,湿度与酯类、酸类和烷烃类积累有关,光照强度与酯类、醇类积累有关。

河南省冬小麦主要籽粒品质对气象因子的响应

为了解河南省小麦品质与气象条件的关系,利用2017—2019年河南省72个县(区)强筋和非强筋小麦品种的287份小麦样品品质测定资料、对应年份逐旬气象因子和小麦生育期观测数据,通过Pearson相关分析、线性相关、二次曲线相关和逐步回归等方法,分析了气象因子对小麦主要籽粒品质形成的影响,构建了籽粒粗蛋白含量预报模型,探寻影响河南省强筋和非强筋小麦主要品质指标的关键气象因子。结果表明,河南省强筋小麦粗蛋白、湿面筋含量和降落值都高于非强筋小麦。两类筋型小麦降落值与拔节期以后的温度、日照时数和气温日较差关系密切,其中非强筋小麦降落值与气象因子的关联度较高。籽粒湿面筋含量与气温日较差密切相关,不同筋型小麦湿面筋含量对四月份部分气象因子的响应存在显著差异。从小麦籽粒粗蛋白含量预估模型可知,两类小麦粗蛋白含量均受气象条件的影响,但影响因子有所不同,非强筋小麦粗蛋白含量预估模型较为复杂。

气象因子同气象敏感负荷之间的关系研究

随着人们生活水平的提高,降温和采暖等气象敏感负荷的比重不断升高,气象对电网负荷的影响越来越大。将气象领域的体感温度、舒适度指数、风寒指数、持续气象因子等概念引入到电力负荷分析预测研究中,使考虑的气象因子增加,并进行分区间分析,使气象变化对电力负荷影响的分析结果更加接近实际。

辣椒品质的综合评价方法及影响辣椒品质的关键气象因子

为探究辣椒品质的综合评价方法及影响辣椒品质的关键气象因子,以卓椒52、骄阳6号和辣研12号3个辣椒品种为供试材料,在贵州省麻江县、云南省砚山县、湖南省长沙市、重庆市石柱县4个辣椒主产区进行栽培试验,并进行辣椒品质指标测定,采用相关性分析、主成分分析、逐步回归等方法,明确影响辣椒品质的关键气象因子,建立辣椒品质综合评价模型与气候品质评价模型,并对4个辣椒主产区的气候资源优势进行比较。结果表明,种植于4个种植点的3个辣椒品种品质指标存在较大的变异,其中辣椒二氢辣椒素含量、辣椒红素含量、辣椒素含量的变异系数均在50%以上,而还原糖含量、氨基酸含量、粗脂肪含量、粗纤维含量变异系数均在20%以内。种植于云南省砚山县的卓椒52品质综合评价最优,而供试的3个辣椒品种种植于贵州省麻江县的辣椒品质总体优于其他3个种植区。根据主成分载荷值筛选出的辣椒品质指标为辣椒素含量、二氢辣椒素含量和粗脂肪含量。影响辣椒品质的关键气候因子为辣椒定植至采收期的平均相对湿度和总降水量。4个种植点的气象因子主成分得分分属4个象限,而7个气象因子的主成分载荷值分属3个象限,其中,与辣椒品质相关的关键气象因子平均相对湿度和总降水量位于第2象限,与贵州省麻江县的气象因子主成分得分一致。说明贵州省麻江县的气象条件有利于提升辣椒的品质。本研究结果为进一步的辣椒优质栽培、品质评价及种植区划提供了依据。