四川省典型种植制度下农业干旱风险研究

利用四川省农业生态区8个代表站1960—2012年逐月气象资料及四川省1988—2007年粮食产量、粮食因旱减产量计算四川省在"小麦-玉米-红薯"和"小麦-水稻"两种典型种植制度下的降水满足度和粮食因旱减产率,同时分别采用正态分布函数研究降水满足度、采用信息扩散理论研究粮食因旱减产率发生农业干旱的风险概率。结果表明:两种典型种植制度下,除盆西高原盆地过渡区、川南中低山丘陵区外,四川省大部分农业生态区每5a中约有1 a降水不能满足作物需水量;"小麦-玉米-红薯"和"小麦-水稻"种植制度下中旱、重旱、严重干旱发生概率分别为39.7%、10.9%、4.9%和32.7%、6.1%、3.2%;降水满足度和粮食因旱减产率呈显著负相关;粮食因旱减产率指示发生中旱及以上干旱时对应的降水满足度距平指示一定发生干旱,降水满足度距平指示发生干旱时对应粮食因旱减产率指示不一定是中旱及以上。

基于最大熵模型研究四川省鲜食葡萄种植潜在分布区及其气候特征

从不同地域鲜食葡萄的生长特性和生理机制出发,基于气候因子对鲜食葡萄区域分布的影响,从时间和空间尺度收集影响其种植分布的气候因子,结合鲜食葡萄种植园区分布信息,利用最大熵模型(MaxEnt)分析四川省鲜食葡萄的潜在空间分布及气候特征,并进行评价分析。结果表明:刀切法筛选出影响四川省鲜食葡萄潜在分布的4个主要环境变量(累计贡献百分率达89.8%)为≥10℃活动积温、气温年较差、年日照时数和年降水量,80%鲜食葡萄潜在分布面积的各影响变量指标范围分别为4145~6283℃·d、6.8~9.0℃、924~1314h和804~1247mm。鲜食葡萄种植高适宜区占全省面积的11.8%,主要分布在广安、成都、乐山西南部、宜宾和泸州北部以及凉山中部地区,气候特征为≥10℃活动积温5197~6082℃·d,气温年较差6.5~7.6℃,年日照时数902~1241h,年降水量861~1124mm;适宜区占全省面积的23.6%,广泛分布于除盆周山区之外的盆地大部分地区以及凉山南部、攀枝花西南部,气候特征为≥10℃活动积温5053~6144℃·d,气温年较差6.7~7.7℃,年日照时数868~1356h,年降水量807~1139mm;低适宜区占全省面积的23.1%,集中在盆北、盆西山区及攀西地区北部,气候特征为≥10℃活动积温3227~5549℃·d,气温年较差7.8~13.4℃,年日照时数948~2049h,年降水量643~1187mm;不适宜区占全省面积的41.5%,主要集中在川西高原和攀西东北部。研究结果说明气候因素仍然是影响四川省鲜食葡萄种植的主要环境因子,4个气候因子主导作用明显,模拟的潜在分布结果能够为四川省鲜食葡萄种植决策提供科学参考。

四川省野核桃生境适应性及适生区划研究

为明晰野核桃在四川的生境适应性情况,利用MaxEnt模型,结合野核桃的分布点位信息及生物气候变量,预测野核桃在四川的适生区范围,分析主要生物气候变量对其分布的影响,并利用ROC(受试者工作特征曲线)曲线对预测模型的准确性进行评价。研究结果如下:(1)多次重复后训练集AUC的均值为0.990,表明模型预测效果较好。(2)刀切法和Person相关系数法筛选出影响野核桃潜在分布的最主要生物气候变量为年均温、最暖季降水量、最冷季均温和最干季均温,海拔对野核桃潜在分布的影响较小,300~3800 m均适宜野核桃生长。(3)利用MaxEnt模型计算出年均温适宜范围为9.68~18.88℃、日较差月均值为6.16~11.63℃、等温性为24.68~44.47、温度季节性标准差为313.04~933.33、最冷月最低温为−7.38~4.76℃、最湿季均温为16.52~25.35℃、最干季均温为−0.9~12.4℃、最冷季均温为−1.19~10.71℃、年降水量为654.55~5033.77 mm、最湿月降水量为116.94~948.49 mm、最湿季降水量为311.69~2158.44 mm、最暖季降水量大于358.44 mm。

四川盆区油菜花期低温阴雨灾损评估及风险区划

花期低温阴雨是四川盆区油菜生产的主要气象灾害之一。本研究利用四川盆区1961-2020年101个气象站的逐日气象资料,1983-2000年油菜产量资料和干旱、低温冷害、连阴雨、大风、冰雹灾情资料,筛选花期低温阴雨灾害年份,采用数理统计方法获取花期低温阴雨产量灾损率和致灾因子,通过相关性分析确定油菜花期低温阴雨致灾指标,并利用2001-2020年灾情资料进行检验;基于筛选出的低温、连阴雨关键致灾因子,采用回归分析法建立油菜花期低温阴雨灾害损失评估模型,并进行回代和预测检验,分析灾害风险区划和变化趋势。结果表明:(1)日平均气温≤7℃、过程持续天数≥1d是四川盆区油菜花期低温致灾指标,日平均气温≤7℃的负积温和≥3d过程持续降水量共同组成低温阴雨灾害的关键致灾因子;选用2001-2020年油菜花期低温冷害发生情况对指标进行检验,与实际情况相符。(2)选用1983-2000年的气象、产量、灾情数据建立四川盆区油菜花期低温阴雨灾损评估模型,模型对轻度、中度灾害损失评估等级与实际等级相同或相差1级的评估准确率在96%以上;重度、特重评估等级与实际等级相同的准确率为0,与实际等级相差1级的准确率为75%和0。选用2001-2020年油菜花期低温阴雨灾害发生情况对模型检验,与实际情况基本相符。(3)1961-2020年四川盆区油菜花期低温阴雨灾害风险偏高区域主要分布于盆区西南部、南部及东北部,以中-高风险为主;灾害风险偏低的区域集中于盆区西北部及中部,以低-次低风险为主。(4)气候变暖背景下,四川盆区油菜花期低温阴雨灾害高风险区域呈减少趋势,低风险区域呈增加趋势。综上分析,四川盆区油菜花期低温冷害指标结果可靠,低温阴雨灾损评估模型能够较好地评估灾害损失,可应用于农业气象业务服务;灾害风险区划结果可为四川油菜生产布局提供参考依据。

四川省不同区域参考作物蒸散量计算方法的适用性评价

为实现参考作物蒸散量（reference crop evapotranspiration,ET0）在资料缺失情况下的准确计算,对ET0简化算法在四川省不同区域的适用性进行科学评价,将四川省划分为4个区域（I东部盆地区、II盆周山地区、III川西南地区和IV川西高原区）,采用46个气象站点1954-2013年逐日气象资料,以1998 FAO-56 Penman-Monteith（PM）法的计算结果为标准,对具有代表性的6种简易算法48 Penman（48PM）法、Hargreaves-Samani（HS）法、Pristley-Taylor（PT）法、Irmark-Allen（IA）法、Makkink（MAK）法和Penman-Van Bavel（PVB）法的计算精度进行对比,结果表明：6种方法在四川省不同区域计算精度差异明显,HS法、PT法和PVB法较为精准,48PM法、IA法和MAK法误差较大,其中I区表现最好的为HS法,II、III和IV区表现最好的方法均为PT法;同时,除PT法和PVB法外,其余方法空间变异性较大（HS法在海拔较低的I、II区较为精准,在海拔较高的III和IV区结果远小于PM法,48PM法在四川东南地区的计算误差为11.1%~37.5%,在浅山丘区和高原区计算误差多大于50%）。因此,计算四川省的参考作物蒸散量时,推荐在东部盆地区使用HS法,盆周山地区、川西南地区与川西高原区使用PT法。

四川省灌溉管理节水发展水平综合评价模型构建与应用

灌溉管理节水发展水平评价是制定区域节水灌溉发展规划的重要决策依据。该文采用定量指标和定性指标相结合的方法建立了包括组织管理、工程管理、用水管理和经营管理4个层次16项指标的区域灌溉管理节水发展水平综合评价体系,在此基础上构建了四川省灌溉管理节水发展水平综合评价模型;引入熵权法和层次分析法计算各评价指标权重,提高了权重确定的科学性与客观性。以四川省21个市州(区域)为研究对象,利用模型通过形成决策矩阵、确定权重、建立加权决策矩阵、计算各评价对象与理想解的相对贴进度,由此得到四川省不同区域灌溉管理节水发展水平。结果表明:四川省全省灌溉管理节水发展处于"一般"水平;21个区域中,成都、德阳处于"好"水平,攀枝花、绵阳、资阳、乐山处于"较好"水平,自贡等10个区域处于"一般"水平,广元、内江处于"较差"水平,甘孜、阿坝、凉山处于"差"水平;以上结果符合四川省灌溉管理节水发展的实际情况;模型对于四川省灌溉管理节水发展具有较强的实用性。

基于集对分析的区域节水灌溉发展水平综合评价模型构建与应用——以四川为例

详细分析了节水灌溉发展水平的影响因素,选取工程节水、农艺节水和管理节水3项2级指标和灌溉水利用系数等33项3级指标,构建了节水灌溉发展水平综合评价指标体系。采用主成分分析法,将以上指标体系在保留原始指标信息的前提下简化为14项主成分因子,以互不相关的较少的综合指标来反映原始指标所提供的信息;采用熵权法确定客观权重,层次分析法确定主观权重,进而得到组合权重;采用集对分析计算联系度得到区域节水灌溉发展水平综合评价结果。以四川省各地区节水灌溉发展现状为例进行计算,评价结果表明:只有成都、攀枝花2个地区处于'一般'水平,占整个地区的9%,处于'较差'和'差'水平的分别有7个地区和12个地区,所占比例为33%、58%;四川全省区域节水灌溉发展水平综合评价结果处于'差'水平。研究结果表明,未来针对不同地区采取合理措施情况下四川省发展节水灌溉的潜力较大。

基于降水保证指数的四川省种植制度优化研究

【目的】研究自然降水对四川省农业生态区作物需水的满足程度及其保证指数,为各区域充分合理利用降水资源,选择防旱避灾种植制度提供理论依据。【方法】依据气温、海拔、干燥度、地形地势、地理位置等特点,将四川农业生态区划分为8个不同类型区,采用联合国粮农组织(FAO)推荐的分段单值平均作物系数法,订正各区域主要作物及其主要生育阶段的作物系数(初始生长期作物系数(Kcini)、生育中期作物系数(Kcmid)和成熟期作物系数(Kcend)),计算并比较各区域代表性站点的常见种植模式、主要作物、作物主要生育阶段自然降水对作物需水的满足度及其保证指数,选出各区域防旱避灾最优种植模式。【结果】①各种作物的Kcmid、Kcend值均小于或等于FAO的推荐值;盆地内部各区域作物系数较FAO推荐值偏低更多,攀西地区与FAO推荐值接近;小麦、油菜等夏收作物Kcend值均与FAO推荐值相同,而玉米、水稻等秋收作物Kcend值均低于FAO推荐值。②四川省各种植模式多年平均降水满足度地区之间差异较大。攀枝花、西昌、平武、成都、遂宁、巴中、宜宾、雅安降水满足度依次递增,分别为0.48,0.56,0.63,0.64,0.70,0.72,0.74,0.85。③四川省各种植模式降水保证指数变化范围较大,最低值仅为0.35,而最高值达到0.89。攀枝花各种植模式的降水保证指数普遍偏低,且多数低于0.4;雅安各种植模式的降水保证指数普遍较高,均在0.85以上。【结论】攀枝花等川西南山地干热河谷区、西昌等川西高原安宁河平原半湿润区和平武等川北半湿润山地丘陵过渡区最优种植制度为小麦-玉米-红薯(大豆)旱三熟;雅安等盆西高原盆地过渡湿润气候区和宜宾等川南中低山丘陵湿润气候区最优种植制度为油菜(马铃薯)-水稻水旱轮作两熟制;成都平原湿润气候区最优种植制度为马铃薯-水稻和油菜-玉米-红薯;遂宁等川中丘陵夏伏旱频发区最优种植制度为油菜(小麦)-玉米-红薯旱三熟;巴中等川东北盆周湿润山区防旱避灾最优种植制度为马铃薯(小麦)-玉米-红薯旱三熟。

四川丘陵山区土地宜机化改造调查研究

1四川丘陵山区基本情况四川地貌以丘陵山地为主,地块小、不规则,沿山错落分布为主要形态,限制高性能农业机械装备推广运用,农业生产主要依靠传统人工生产方式,劳动密集、劳动强度大,生产效率低,生产成本高。主要农作物耕种收综合机械化水平与全国平均水平存在较大差距,机具上,小马力、中低端机具较多,大马力、高品质机具较少;技术上,单项应用的农机技术较多,集成配套的农机化技术较少;主体上,小规模自用型农机户较多,规模化、专业化、集约化、社会化的服务型主体发展不够,组织化程度和利用率不高。助推丘陵山区农业机械化快速发展的农田宜机化改造,已成当务之急,是农业农村现代化建设的重要短板。

四川省水稻机直播田杂草防控技术研究

为解决机直播稻田杂草多、防除难的问题,在对四川省机直播主要区域稻田杂草发生情况及当地采取的杂草防除方法调查的基础上,进行了封闭除草与茎叶除草防效比较、播封同步除草剂防效比较、茎叶除草剂防效比较等试验。结果表明,四川省机直播稻田杂草防除应采取播种时封闭除草,播种后50 d进行茎叶除草,后期结合实际情况补充进行茎叶除草,即"一封、二杀、三补"的防除方法;封闭除草宜选用60%新马歇特1 500 m L/hm2+10%吡嘧磺隆300 mg/hm2对水600 L/hm2均匀喷施,株防效和鲜质量防效超过和接近90%。茎叶除草采用稻杰900 m L/hm2+千金600 mg/hm2对水600 L/hm2均匀喷施效果最优。

四川省小麦生长季农业气候资源的时空分布特征

基于四川省盆地及攀西小麦种植区125个气象站点1961-2017年气象资料和全省农区24个小麦农业气象观测站生育期资料,研究四川小麦种植区域农业气候资源的分布特征.结果表明,四川小麦种植区域光、温、水气候资源存在较大的区域分布差异.平均温度由南至北逐渐降低,在小麦生育阶段的平均温度总体均呈升高的趋势.全生育期平均日较差攀西农区大都在11~18℃之间,盆地5~9℃.全生育期总辐射量盆地呈现从西北到东南逐步减小的趋势,攀西农区呈现从西南到东北逐步减小的趋势.全生育期参考蒸散量攀西农区最多,最少区域集中在盆南及盆东大部.缺水量攀西农区多于盆地,各生育阶段参考蒸散量和缺水量变化趋势总体正常.总体来说,四川小麦生育期热量资源盆地和攀西农区均是南部高于北部,而四川农区光照资源相对较少.

基于GIS的一季稻县级精细化区划——以四川省旺苍县为例

以四川省旺苍县为代表,基于旺苍县及周边共30个气象台站1980—2018年气象数据、旺苍县1∶25万地理信息数据和数字化土壤图,通过分析旺苍及周边区县一季稻气象产量与各生育期气象条件关系,结合生产实际选取4个气候因子、3个地形因子,1个土壤因子作为生态区划指标进行旺苍县一季稻种植区划。结果表明,旺苍县一季稻种植适宜区、次适宜区、不适宜区面积分别占县域面积的33.96%、40.34%、25.70%,其中一季稻种植适宜区主要分布于东西向槽谷带及东北西南向分布的正源乡、英萃镇、檬子乡等部分低海拔地区,可利用这部分区域气候资源、地形资源及土壤资源优势,提高水稻种植水平,发展水稻现代化生产。

川中丘陵区套作玉米适宜种植密度研究

为探索川中丘陵区套作春玉米的适宜种植密度,通过田间试验,研究不同种植密度对玉米叶面积、干物质积累、倒折率及产量的影响.结果表明：玉米单株绿叶面积和单株干物质积累随着密度增加而降低,群体干物质和叶面积随着密度增加而增加,种植密度对群体的调控效应大于单株.‘成单30’种植密度由3.75×104株/hm2增加至6×104株/hm2,产量随着密度增加而增加;但超过6×104 株/hm2后,穗粒数、百粒重显著降低,茎秆倒折率显著上升,从而导致玉米减产.小麦玉米套作“双三O”种植模式下,供试品种“成单30”获得较高产量的种植密度为5.25×104～6×104株/hm2,高产群体结构指标吐丝期LAI为4.72 ～5.41,吐丝期群体干物质为6330.98 ～ 6898.80 kg/hm2,成熟期群体干物质为16541.33～16616.25 kg/hm2.

水稻干旱监测评估模型研究及在川中丘陵区的应用

干旱是影响四川省水稻生产最突出的气象灾害,川中丘陵区为四川省常年干旱发生较重区域。为分析评价川中丘陵区水稻干旱的时空分布特征和发生规律,结合水稻干旱评估模型,利用四川省川中丘陵区水稻种植33个市县气象台站53年逐日气象资料及10个农业气象观测站近33年水稻生育期资料,采用新的水稻干旱评估指标计算川中丘陵区水稻干旱发生频率的时空变化特征,并选取不同区域典型站点分析需水关键期水稻干旱评估指数的年代际变化特征。结果表明：川中丘陵区水稻全生育期干旱频率在60.5%~94.3%,孕穗期发生中旱以上频率高达50.3%,重旱一般出现在水稻的分蘖-拔节期达25%;水稻从孕穗-抽穗期（7月下旬）川中丘陵区的北部及南部大部地方干旱发生频率〈60%,川中丘陵区的中部部分区域干旱频率〉70%;孕穗-抽穗期各代表站的水稻干旱评估指数（I）值变化：20世纪60年代末期,70年代中期,80年代初期,90年代初期到00年代初期干旱较重,近几年干旱有变轻的趋势。

川中丘陵区近60 a主要气象因子变化趋势研究

为深入了解川中丘陵区近60 a气候变化规律,基于川中丘陵区13个站点1954—2013年逐日气象资料,使用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和相关性分析,定量研究了气象因子的变化趋势及变化周期。结果表明,近60 a来川中丘陵区辐射、降水、风速及相对湿度均呈整体下降趋势(降幅分别为0.242 3 MJ/(m^2·d·10 a)、0.050 0 mm/10 a、0.025 7 m/(s·10 a)和0.137 2%/10 a),温度呈上升趋势(增幅为0.031 6℃/10 a);气温、辐射、降水、风速及相对湿度等气象因子60 a来均呈现"增大-减小"的周期性变化规律,变化主周期分别为6、12、13、21、24 a,且其局部突变分别发生在1964年和1996年、1986年、1957—1985年、1958—1963年和2008年;各气象因子相关性较为明显且交互影响关系复杂,其中风速与辐射显著正相关(P<0.05),与湿度极显著负相关(P<0.01),而辐射与气温极显著正相关(P<0.01),与湿度显著负相关(P<0.05)。

基于加权秩和比法的灌区运行水平综合评价--以四川省典型灌区为例

灌区运行水平综合评价是灌区投资决策的首要依据,也是推进灌区现代化建设的基础。为提高灌区运行水平综合评价精度,以四川省7个典型灌区为例进行了实证研究。根据系统性、科学性及实用性等原则建立了灌区运行水平综合评价指标体系,运用博弈论法将G1法确定的主观赋权与改进熵权法确定的客观赋权进行综合赋权,基于加权秩和比法(加权RSR法)构建了灌区运行水平综合评价模型,结合四川省典型灌区的实际情况对7个典型灌区进行评估,基于加权秩和比法评价模型的结果表明:四川省7个典型灌区运行水平(加权RSR估计值)由高到低依次为金堂县团结水库灌区(0.729 6)、安州区一大渠灌区(0.680 7)、乐山市高中水库灌区(0.646 1)、南充市磨尔滩水库灌区(0.623 3)、夹江县东风堰灌区(0.599 2)、阆中市石滩水库灌区(0.574 4)和凉山州西礼灌区(0.541 8),模型评价结果与灌区实际运行水平基本一致。因此可为灌区运行水平综合评价提供一种新的途径。

当前及未来气候下四川省草地贪夜蛾适生区分布

【目的】阐释草地贪夜蛾在四川省的适生区分布情况,为四川省草地贪夜蛾监测预警及防控提供参考。【方法】对物种分布模型MaxEnt模型参数进行优化,运用优化后的MaxEnt模型以及最新版Worldclim 2.1气象数据对当前及未来不同气候背景下四川省草地贪夜蛾的适生区分布进行研究。【结果】草地贪夜蛾在四川省适生区总面积为2516.64万hm^(2),占全省总面积的51.18%。除川西高原的甘孜州、阿坝州及川西南凉山州的部分地区外,四川省其余各市均为草地贪夜蛾的适生区。整体适生区分布趋势为由西向东适生等级增高。未来气候条件下,草地贪夜蛾的适生区范围略有扩大。其中,高适生区面积较当前增加9.00%~37.67%;中适生区、低适生区面积较当前分别减少13.29%~52.21%、3.44%~26.08%;非适生区面积较当前减少1.60%~16.72%。【结论】四川省有着较广的草地贪夜蛾适生区。在未来气候条件下,四川省草地贪夜蛾适生区将向西向北扩张。

四川省错季草莓生产区冰雹灾害分布及风险区划

以四川省错季草莓生产区为研究对象,基于1980—2010年冰雹灾害数据,对冰雹灾害时空分布特征进行分析。结合地理信息数据及防雹作业点数据,从致灾危险性、孕灾环境敏感性及防灾减灾能力3个方面构建四川省错季草莓生产区冰雹灾害风险评估模型,基于GIS平台完成错季草莓雹灾风险区划。结果表明,错季草莓生产区每年均有冰雹发生,发生时段多集中在3—10月,30年内降雹频次呈下降趋势,降雹日数以甘孜藏族自治州最多,攀西地区最少。冰雹灾害风险由西北向东南逐渐降低,高风险区集中在川西北高原西北部及中部,包括石渠县、色达县及理塘县等,低风险区多集中在攀西地区。

四川省12县粮田土壤耕层结构和养分特征研究

【目的】研究四川粮田土壤耕层结构和养分特征,旨在发展该省可持续农业。【方法】选取四川玉米体系6个示范县和院地合作6个重点县共180个具有代表性的样点进行调查采样,分析其土壤耕层深度、容重和养分特征,并将其与2008年我国17个省的土壤耕层深度、容重和2005年四川18个国家试点县的土壤养分进行对比,分析该省土壤耕层结构现状和近20年该省土壤养分变化特征。【结果】调查区粮田土壤耕层深度平均17 cm,与2008年我国平均土壤耕层深度(16.5 cm)相比略微上升,但仍低于农田耕作层最低标准(25 cm)。5~10 cm深度的土壤容重平均为1.39 g/cm^(3),与2008年我国土壤平均容重(1.39 g/cm^(3))相当,略高于2008年西南及南方土壤平均容重(1.37 g/cm^(3)),高于粮田土壤适宜的容重范围(1.10~1.30 g/cm^(3));20~25和35~40 cm深度的土壤平均容重分别为1.58和1.61 g/cm^(3),非常坚硬。此外,调查的大部分区县有机质、全氮等级较低,主要集中在三、四级,其它各养分处于中等偏上水平(三级以上)。与2005年四川18个国家试点县的土壤养分相比,近20年该省土壤综合肥力水平有所提高,主要体现在有效磷和速效钾上,分别提高1.38和1.30倍,从第三级和第四级提高到第二级。【结论】四川粮田土壤依然存在耕层浅,结构紧实,有机质及全氮、全磷、全钾含量水平不高的问题。本研究为四川粮田制定改土培肥的精准策略及科技攻关途径提供科学依据。

项目管理成熟度评价指标构建分析——以四川省太阳能设施农业技术服务项目为例

项目管理成熟度模型作为项目管理的重要手段,在设施农业技术服务项目中也得到广泛应用,对推进设施农业技术服务项目综合绩效效果明显。其中,项目管理成熟度评价指标是模型构建的核心。本文结合设施农业技术服务项目特点,对设施农业技术服务项目管理成熟度模型的评价指标进行构建分析。