基于Copula函数的河北省夏大豆干旱风险特征研究

干旱是河北省夏大豆生育期内的主要农业气象灾害之一。选用1991-2020年河北省夏大豆种植区97个气象站的气温、降水、日照时数、风速等资料,以作物水分亏缺距平指数划分干旱等级,基于游程理论提取干旱事件的历时和烈度,采用Copula函数分析干旱事件的同现重现期,以及干旱事件同现重现期与大豆单产之间的关系。结果表明:(1)该区干旱历时、干旱烈度的高值区位于邢台、邯郸,干旱频次的高值区位于石家庄西部、保定西部、廊坊北部,说明高频次的区域不一定是长历时、强烈度干旱过程的分布区域。(2)河北省夏大豆干旱历时以威布尔分布和对数正态分布为主,而干旱烈度以广义极值分布和对数正态分布为主。(3)Frank-Copula函数为河北夏大豆干旱历时和干旱烈度的最优联合分布函数。(4)时长为3旬的干旱事件重现期最小,重旱的高风险区主要分布在廊坊、保定、石家庄中西部、沧州中东部、衡水、邢台、邯郸;时长为11旬的各等级干旱仅邯郸中东部为相对高风险区,其它大部地区为低风险区,即时长为11旬的干旱事件出现的可能性较小。(5)大豆单产与干旱时长、干旱烈度的相关系数75%的站点通过了P<0.05的显著性检验,与重现期的相关系数所有站点均通过了P<0.05的显著性检验,甚至1个站点通过了P<0.001的显著性检验,说明重现期更能反映干旱事件对产量的影响,长历时、高烈度干旱事件的重现期低值区为干旱的高风险区。

气候变暖背景下河北省冬小麦冻害变化分析

利用河北省冬麦区23个农气观测站1981-2007年冬小麦冻害观测资料和逐日气象资料,应用数理统计方法,分析了气候变暖背景下河北省冬小麦冻害发生规律及变化趋势。结果表明:河北省冬麦区冬季平均气温、小麦越冬期最低气温显著升高;最低气温出现时过程降温幅度无明显减小趋势;冬小麦越冬期负积温明显减少。冬小麦冻害发生率自1986年起逐渐下降,1995-2000年没有冻害出现,2000年后中南部地区冻害发生率又呈现上升趋势,且多以入冬剧烈降温型冻害和融冻型冻害为主。气候变化的不确定性、冷暖交替突变、弱冬性品种小麦的引入、抗寒锻炼时间缩短和强度减弱及栽培管理不当是导致冬小麦冻害发生率回升的重要原因。因此,虽然气候变暖,但冬小麦冻害防御仍不容忽视。

基于气候和土壤水分综合适宜度指数的冬小麦产量动态预报模型

利用河北省16个农气观测站1981-2010年逐日气象资料、土壤水分观测资料、冬小麦生育期观测资料、灌溉记录和8个冬小麦主产市产量资料,根据土壤水分平衡原理和模糊数据理论,建立了综合反映冬小麦生长期气象条件和土壤水分状况的气温-日照-土壤水分适宜度评价模型,并以旬为时间步长,建立了基于气温-日照-土壤水分适宜度指数的冬小麦产量动态预报模型。结果表明,气温-日照-土壤水分适宜度指数克服了气温-日照-降水适宜度指数仅考虑水分状况中降水条件的不足,能够客观反映冬小麦生长期的气象条件和土壤水分状况,与冬小麦产量变化量呈极显著相关(P<0.01),相关性高于气温-日照-降水适宜度指数;动态产量预报模型对1981-2008年历史拟合检验和2009-2010年预报试验的平均相对误差分别为6.1%和1.2%,误差较小,表明建立的冬小麦产量动态预报模型能够满足业务需求,具有较高应用价值。

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。

河北省夏玉米气候适宜度及其变化特征分析

采用逐日气象要素和统计方法,建立了河北省夏玉米(Zea Mays)各生育期气候适宜度评价模型,计算了河北省1981—2010年逐年夏玉米各生育期气温、降水、日照、气候适宜度值,并对夏玉米各生育期气候适宜度特征及变化趋势进行了分析。结果表明:夏玉米生长期间气温适宜度最高,日照次之,降水最低且变异系数最大。气温适宜度以夏玉米灌浆期最低,变异系数最大;日照和降水适宜度均以抽雄期最低且变异系数最大。多年适宜度变化趋势为:全生育期日照适宜度明显下降(下降速率为0.047/10a);气温适宜度基本持平;降水适宜度波动较大,无明显变化规律。幼苗和灌浆期气候适宜度呈下降趋势(下降速率分别为0.015/10a,0.024/10a),其中幼苗期气候适宜度下降由期间气温和日照适宜度下降引起;灌浆期气候适宜度下降由日照和降水适宜度下降引起。

作物单产预测方法研究进展

产量预测一直是各国普遍关心的课题,经过多年研究,现在已经形成农学预测方法、统计预测方法、经济学预测方法、气象预测方法、遥感预测方法等多种预测方法。本文综合分析了各种方法的出发点及原理,讨论了各种方法的优势和局限性,结合各方法的特点,认为在探索作物产量形成机制的基础上,以遥感作为主要信息获取手段,辅以气象信息和农学信息等其他参量,建立准确反映产量形成规律的综合估产模型,进行产量预测已成为大面积估产的发展方向。

粮食单产遥感预测方法

本文介绍了通过时序遥感植被指数进行粮食单产预测的方法。以NOAA-AVHRR数据为基础数据源,提取区域作物生长过程曲线,并对曲线进行时序分析,提取曲线特征参数,采用参数-产量拟合法、产量分解法和产量差值法三种建模方法,分别对各参数与粮食单产、波动单产和差值单产进行相关分析,得到区域粮食单产敏感因子,并采用线性拟合的方法建立各地区不同类型的单产预测模型,从三种模型中选取置信度最高的模型作为最终单产预测模型。依据此方法对全国26个秋粮主产省份2004年单产进行预测,并将最终的预测结果与国家统计局数据进行对比分析,两者之间的误差在-4.9至11.59之间,相关系数为0.947。

河北省冬小麦冻害发生规律及影响因子研究

利用河北省冬小麦种植区内23个农气站点1980～2006年冬小麦全生育期观测资料、种植区内气象站点逐日气象资料(包括平均气温、极端最低气温、极端最高气温、降水、日照、地面温度),分析了河北省冬小麦冻害发生规律和地域分布特征,采用数理统计方法,分析气候不断变暖的大背景下,诱导小麦冻害发生的主要因素。

区域重度雾霾污染特征及其与气象因子的相关性研究

为研究某重度雾霾污染区域的雾霾污染特征及其与三种气象因子的相关性,文章选取一个重度雾霾污染区域,采集监测站数据作为研究中的气象数据,研究该区域重度雾霾污染的长时段特征、年均变化趋势与分布特征;分析不同季节中重度雾霾污染特征与湿度及温度的相关性;绘制风向的污染极坐标图,分析重度雾霾污染特征与风向的相关性。结果表明,污染物与相对湿度呈正相关关系,与温度呈现不确定的相关性关系,与风向呈现正相关关系。

河北省冬小麦生产干旱风险分析

利用河北省冬麦区49个气象站1980—2010年的气象资料及其相应的冬小麦产量资料,选取三种干旱指数,根据自然灾害风险分析的基本原理,计算了气候干旱、作物干旱、产量灾损三种风险度,并进行了相应的风险区划,根据区划结果提出了不同风险区的减灾对策。结果表明:(1)冬麦区气候干旱风险以中风险或较高风险区域为主,作物干旱风险则以较高风险区为主,产量灾损低风险区域较大。(2)气候干旱、作物干旱、产量灾损各等级风险区分布无明显相关关系,产量灾损风险与各地的灌溉条件关系密切。(3)产量灾损各风险区应采取不同的减灾对策,高风险区应以防旱为主,采取一系列保墒措施,提高自然水分利用率;较高风险区应以抗旱防旱为主,加强农田水利基本建设,改善灌溉条件;中低风险区应以发展优化灌溉制度为主,实现节水高产。

阜平山区草莓错季栽培的生物表现及适宜区域

通过田间试验和平行观测气象资料,利用地理信息技术和气候要素计算模型,研究了阜平山区种植草莓的生物表现及适宜种植区域。结果表明:在阜平山区种植草莓能够安全越冬、开花、结果,草莓发育期滞后于河北平原,从而达到错季生产的目的;其草莓品质优良,果实中可溶性固形物和维生素C含量均高于河北平原对应的草莓品种;阜平山区错季草莓的适宜发展区域为海拔900～1200m的地区。

河北省玉米生长季干旱特征及成因分析

干旱是影响河北省玉米生长的重要农业气象灾害。利用玉米种植区1971-2018年气象资料和1981-2018年玉米(Zea mays)生长观测资料,以有效降水量代替实际降水量计算水分亏缺指数,对河北省玉米生长季干旱分布特征、变化趋势和变化成因进行了分析。结果表明,(1)干旱概率和干旱强度分布特征基本一致,春玉米区由高到低依次为播种期>拔节-抽雄期>抽雄-乳熟期>出苗-拔节期>乳熟-成熟期,夏玉米区依次为播种期>抽雄-乳熟期>乳熟-成熟期>拔节-抽雄期>出苗-拔节期。(2)春玉米区4月下旬至5月上旬(播种期)和6月下旬至8月上旬(拔节-乳熟期)、夏玉米区6月上中旬(播种期)和8月上中旬(抽雄-乳熟期)受干旱影响较大,其中春玉米区以张家口和承德北部干旱最重,夏玉米区以石家庄东部、衡水西部和邢台东北部干旱最重。(3)春玉米区5月上中旬受需水量减少、降水量增加趋势影响,干旱强度和范围随年代显著下降,8月中下旬受需水量增加趋势影响,干旱强度和范围随年代显著上升;夏玉米区6月下旬受需水量减少趋势影响、9月下旬受需水量减少和降水量增加趋势影响,干旱强度均随年代显著下降。需水量减少与日照时数减少和风速减小密切相关,而需水量增加与气温上升、风速增大、空气湿度减少密切相关。

河北省棉花连阴雨灾害定量化评估指标与风险分析

利用河北省棉区1981—2015年40个气象站逐日气象资料、农业气象观测站棉花农情、连阴雨灾情、棉花产量资料,分析连阴雨过程特征及其对棉花生长的影响,修订和完善连阴雨灾害指标;采用数理统计方法获取历史连阴雨产量灾损率、筛选关键致灾因子,采用权重系数法构建连阴雨强度指数,并建立基于强度指数的灾损评估模型;利用有序样本聚类分析法划分连阴雨强度等级;依据风险分析原理,构建连阴雨风险指数并进行风险区划。结果表明:建立的强度指数能够客观反映连阴雨灾害强度,灾损评估模型评估效果较好。棉花播种出苗期连阴雨发生概率低(0.076)、造成的损失小(平均产量灾损率0.09%);现蕾至吐絮期连阴雨影响较大,发生概率和造成的灾损率由大到小依次为花铃期(0.447,17.1%)>现蕾期(0.394,11.7%)>吐絮期(0.237,7.2%)。近年来,现蕾期连阴雨发生站次减少,对棉花影响减弱,花铃期和吐絮期发生站次增加,尤其是吐絮期增加明显,成为连阴雨灾害影响棉花生长的主要时期。现蕾期和花铃期连阴雨高风险区主要分布在非主棉区,其中现蕾期高风险区分布在保定北部及以北棉区,花铃期高风险区分布在保定北部及以北棉区和石家庄、邢台、邯郸三市西部棉区;吐絮期高风险区分布在保定西南部、衡水西部、石家庄及其以南棉区,部分地区为主棉区。

河北省玉米高温热害的时空特征及变化趋势分析

利用河北省玉米种植区1971—2020年的气象资料和玉米生育期观测资料,采用线性分析、M-K分析、R/S分析、非周期循环分析等方法,分析了玉米拔节—灌浆期高温热害的时空演变规律和未来变化趋势。结果显示:春玉米区以抽雄期高温热害的概率和强度最大,拔节期次之,灌浆期最小,夏玉米区以拔节期高温热害的概率和强度最大,抽雄期次之,灌浆期最小;春玉米区6月下旬—7月下旬为高温热害的主要发生时段,张家口、承德2市的中部为高温热害多发区;夏玉米区7月中旬—8月中旬为高温热害的主要发生时段,邯郸和邢台2市的中东部、衡水西部和南部、石家庄东南部为高温热害多发区;6月下旬—9月上旬大部分时段高温热害的致灾因子随年代的变化而显著上升,导致玉米拔节—灌浆期高温热害的致灾因子显著上升,高温热害的站次和强度也呈上升趋势,以夏玉米区上升较为明显;致灾因子在1996年出现明显的突变,之后进入高值期,导致高温热害的总站次在1996年之后明显上升;致灾因子的未来变化趋势与过去变化趋势一致,即呈上升趋势,且存在10 a左右的平均循环长度,致使拔节—灌浆期的高温热害的站次和强度在未来10 a左右表现为上升趋势,由此导致高温热害的风险增加,因此,对高温热害的防御工作不容忽视。

互动教学在初中英语教学实践中的运用策略

在世界各国的交流与合作过程中,英语作为一种通用语言发挥着重要的作用。在我国的人才市场上,专业人才的英语能力已经成为了重点考察项目。初中英语教师也要注重培养学生的英语交流能力,通过恰当的互动教学模式激发学生的学习兴趣,鼓励学生利用英语进行交流,促进学生英语核心素养的不断发展。

河北省冬小麦生长和产量对气候变化的响应

利用河北省1981-2007年冬小麦产量资料和冬麦区23个农业气象站点冬小麦全生育期观测资料、逐日气象资料,采用最小二乘法、相关分析、通径分析等方法,分析冬小麦生长发育和产量对气候变化的响应。结果表明:冬小麦冬前各生育期、北部麦区起身期、中南部抽穗-开花期平均气温下降,其他发育期平均气温升高;各发育期平均日照时数减少;降水总量冬前增加,冬后减少。冬小麦冬前生育期延后,冬后生育期提前;播种-分蘖期和抽穗-成熟期延长,其他发育期缩短,实际生长天数变化不大。不同生育期内气象要素对冬小麦发育进程和产量影响不同:气温是影响发育进程的主要气象因子,各发育期内均有较大影响;降水对返青后发育进程影响较大;日照主要影响灌浆成熟期。北部麦区气象产量主要受冬前分蘖期、越冬期、起身-拔节期的气温,开花-成熟期的气温和日照,拔节-抽穗期的降水量影响;中南部麦区气象产量主要受全生育期降水量(以返青-抽穗期最为突出)、开花-成熟期的气温和日照影响。

河北冬小麦冬季不同类型冻害气候指标及风险分析

利用河北省1981—2010年冬季逐日气象资料、冬小麦冻害灾情资料及品种资料,采用秩和检验法,依据Bayes判别准则,建立了初冬剧烈降温型、冬季长寒型和融冻型3大主要类型冬季冻害气候指标;依据风险分析原理,结合概率密度函数,建立了各类型冻害的气候风险概率指数模型,进行风险分析。结果表明:冬小麦初冬剧烈降温型冻害主要受越冬前后降温过程的降温幅度和过程最低气温影响;长寒型冻害主要受越冬期寒冷程度影响,包括越冬天数及越冬期平均气温、最低气温低于临界温度的天数及其累积负积温两个方面;融冻型冻害主要受平均气温回升到0℃以上后出现的低温过程的极端最低气温影响。北部麦区以长寒型冻害风险为主,高风险和较高风险区主要分布在唐山、秦皇岛两市中北部和保定西北部;中南部麦区以融冻型和初冬剧烈降温型冻害风险为主,高风险和较高风险区主要分布在邢台和邯郸两市东部、保定西北部。

河北省冬小麦春季霜冻害发生规律及风险分析

根据河北省1971-2010年冬小麦春季霜冻害灾情资料、逐日气象资料,建立了以气温稳定通过12℃为临界期的冬小麦霜冻害判别指标;分析了霜冻害时空变化特征;根据灾害风险分析原理,建立了霜冻害风险指数,进行了相应的风险区划,并初步探讨了霜冻害对冬小麦产量的影响。结果表明:河北省霜冻害以轻度为主,90年代以后发生霜冻害的站点数年际间变化幅度较90年代以前明显增大,站点数量明显增多;霜冻害总站点数存在明显的4a、7a和11a周期,90年代中期以后7a周期消失,11a周期逐渐缩短为8a周期;霜冻害高发区分布在邯郸、邢台、保定西北部以及沧州和衡水两市的部分地区,低发区分布在唐山、秦皇岛地区;霜冻害风险以中度和低度为主,中度风险区分布在邯郸西部、邢台大部、沧州南部、保定西北部,其它麦区大部为低风险区。霜冻害影响冬小麦产量的形成,发生强度与冬小麦气象产量呈负相关(r=-0.346)、与减产率呈正相关(r=0.342)。

河北省玉米高温热害监测与定量化评估指标研究

高温热害是影响玉米(Zea Mays)生产的重要农业气象灾害。文中利用河北省1981-2020年26个农气站玉米观测资料(包括品种、发育期、灾情、土壤墒情、产量要素)和逐日气象资料,采用秩和检验法,依据Bayes判别准则,建立了玉米拔节至灌浆期高温热害指标;基于致灾因子与减产率之间的相关关系,采用权重系数法构建灾情指数,并建立灾损评估模型;有序样本聚类分析法结合高温年减产率,划分灾情等级及等级阈值;依据风险分析原理分析玉米高温风险。结果显示:玉米拔节至灌浆期高温显著影响因子和指标主导因子为32℃以上气温累计出现时间和积温,建立的高温指标准确率在96%以上;灾情指数与减产率显著正相关(P<0.01),能够反应高温对产量的影响;灾损评估模型准确率在86%以上;灾情划分为轻度、中度、重度、特重度四个等级,等级阈值判断结果与实际情况相符;夏玉米区高温风险明显大于春玉米区,以夏玉米拔节和抽雄期风险较大,其中,邢台和邯郸两市中东部、衡水西部和南部、石家庄东南部地区为高风险区。