干旱条件下夏玉米耗水分析

根据田间试验结果 ,分析干旱年份夏玉米不同发育阶段耗水状况 ,对比了不同日降水量对玉米田 3米剖面的水分分布状况的影响 ,讨论了土壤失墒过程中的不同深度水分的变化以及土壤水分对玉米干物质积累的影响 ,为干旱年份玉米水分的科学管理提供依据。

几种实际蒸散计算方法在土壤水分模拟中的应用

在田间试验的基础上 ,将较为常用的Penman和Priestley Taylor参考蒸散模式的修正模型、实际蒸散模式中常用的密集植被状况下的Penman Menteith模式和稀疏植被状况下的Shuttleworth Wallace模式计算的玉米蒸散结果进行比较 ,并利用不同气候年型的土壤水分观测资料对土壤水分变化进行模拟 ,发现干燥年型几种蒸散模型的模拟效果均好于湿润年型 ,尤其是动力模型。在湿润年份Penman修正模型的模拟效果好于Priestley Taylor修正模型 ;在干燥年份玉米旺盛生长季Shuttleworth Wallace模式的拟合效果好于Penman Menteith模式 ;但在湿润年份Penman Menteith模式在叶面积较大时模拟效果较好。相对而言 ,参考蒸散修正模型中含有土壤水分参数 ,对土壤水分变化的模拟较为稳定 ,动力模型中含有参数较多 ,并非全部实测 ,因而在玉米生长量较小、表面干湿状况变化较大时模拟的稳定性较差。模拟结果表明 ,使用环境要素模拟土壤水分变化在一定时间长度内效果较好 ,时间过长可造成较大的累积误差。

郑州冬麦田底墒推算方法初探

根据１９９１～１９９６年郑州冬小麦播种前０～２００ｃｍ的土壤水分观测资料，应用３次多项式模拟了底墒的垂直分布．结果表明土壤水分随土层深度呈增加的变化趋势，０～５０ｃｍ土壤水分与０～２００ｃｍ的底墒相关达到０．０１显著水平，可以用０～５０ｃｍ土壤水分推算０～２００ｃｍ土层底墒．

玉米冠层反射率及净辐射的估算

在１９９４～１９９６ 年３ 年田间试验的基础上，根据玉米生长状况及其冠层特征，选取包括植株高度、平均叶面积密度、农田覆被率等植物特征量组成的植物参数——综合植被系数来描述玉米冠层状况，并以此为因子来估算玉米冠层的反射率和净辐射，取得了良好的结果．

1999年春季(3～5月)天气对我国农业生产的影响

１９９９ 年春季全国大部地区气温偏高，降水偏少。总的天气特点为开春早，回暖迟；前春少雨干旱，仲、后春雨水充沛，大面积干旱主要发生在３～４ 月。大部分地区气温波动较为明显，中东部农区初春出现倒春寒天气，冬小麦、油菜受到不同程度的冻害，早稻播种期亦有所推迟；西北地区西部仲春出现强寒潮天气，使春播作物遭受严重冻害；东北地区大部气温回升慢，春播期偏晚、作物生长迟暖。入春后北方冬麦区先后出现几场较大范围降水，使旱情得到缓和，有利于冬小麦生长发育；华南、西南地区前春旱情较重，仲春随着雨季来临，旱情基本解除，确保了早稻和一季稻的适时栽插。黄淮、江淮等地季末晴好天多，利于小麦灌浆成熟，小麦丰产、丰收。季内南方地区局地暴雨、冰雹、大风等强对流性天气较多，尤以４、５ 月最为显著，造成部分地区渍涝、风雹灾害。

1998年度冬季(1997年12月～1998年2月)气候对农业生产的影响

１９９８年度冬季（１９９７年１２月～１９９８年２月）气候对农业生产的影响吕厚荃娄秀荣（中国气象科学研究院，北京１０００８１冬季全国大部地区气温偏高，东部冬作物区降水偏多。本季主要农业气象灾害是南方地区的阴雨渍涝。全国大部农区前冬不冷，隆冬寒，后冬暖；...

进入21世纪的中国农业气象研究

文中简要回顾了中国农业气象的发展历程,并将现代农业气象研究划分为3个阶段:20世纪50—60年代初创起步阶段、70—80年代恢复发展阶段及90年代以后的快速发展阶段。从作物资源利用、农业气候资源与区划研究、作物产量预报和遥感估产技术、农业气象灾害研究、气候变化对农业与生态影响研究等方面重点介绍了现代农业气象科研工作的主要研究成果和进展;从未来气候变化带来的问题、农业生产和可持续发展需求、农业气象科研中存在的薄弱环节等方面,提出了气候变化影响下农业气象灾害防灾减灾技术研究、气候资源高效利用技术研究、有关国家粮食安全关键技术研究、农业气象现代化观测技术研究、作物生态系统模拟与定量化评估技术研究、设施与特色农业气象及现代生物技术的环境调控技术研究、农业气象基础理论研究等方面农业气象未来的重点研究领域和发展方向。

气候变化情景下黄淮海冬麦区降水量及其适宜度变化分析

采用双线性插值法将RegCM3模式模拟的A1B情景下该区域1951-2100年0.25°×0.25°的格点数据插值到各站点位置,然后利用黄淮海冬麦区1971-2000年83个站点逐日气象资料对其进行误差订正,再将情景数据分为1951-1980年、1981-2010年、2011-2040年、2041-2070年和2071-2100年共5个阶段,计算各阶段冬小麦主要生育期降水量及其适宜度,并分析相应的时空变化特点。结果表明:黄淮海冬麦区在暖湿化的气候情景下,冬小麦各主要生育期降水量和降水适宜度总体上呈现南方多北方少的分布特点,返青-拔节期降水量最少,抽穗-成熟期降水量最多,相应各主要生育期的降水适宜度表现为返青-拔节期和抽穗-成熟期较高、拔节-抽穗期较低的特点。分时段分析结果显示,随着时间推延,各主要生育期内降水适宜度与降水量基本呈正相位的变化关系,即降水量越大,适宜度也相应增大。返青-拔节期的降水量和降水适宜度均呈现北部增加、南部明显减少的趋势,拔节-抽穗期降水量和降水适宜度均呈减少-增加-减少-增加的波动变化趋势,抽穗-成熟期降水量和降水适宜度均呈先减少后相对稳定的变化趋势,全生育期内降水量和降水适宜度均呈先减少后增加的趋势。未来全球气候变暖情景下,黄淮海冬麦区北部可以考虑根据实际情况小幅扩大种植规模;南部可以考虑保持现有种植规模或小幅减小种植规模。

气候变化情景下黄淮海区域热量资源及夏玉米温度适宜度

利用黄淮海区域90个站点1971—2000年逐日气象资料以及国家气候中心发布的未来气候变化情景(A1B)下区域气候模式(Reg CM3)模拟的黄淮海区域1951—2070年0.25°×0.25°格点气象资料,结合夏玉米主要生育期对温度的需求,构建了黄淮海区域的温度适宜度和变异系数模型,并对1951—2070年黄淮海区域热量资源、夏玉米主要生育期的温度适宜度及其变异系数的时空变化特征进行分析。结果表明:1)黄淮海区域≥10℃积温和80%保证率下日平均温度≥10℃的初日均呈现由北向南依次增加的趋势,且随时间推移,分别呈增加和提前趋势。2)黄淮海区域夏玉米播种—出苗期的温度适宜度随时间整体呈逐渐上升的变化趋势、其变异系数随时间呈降—升—降的变化趋势;出苗—抽雄期的温度适宜度随时间呈先降后升的变化趋势、其变异系数呈降—升—降—升的变化趋势;抽雄—成熟期的温度适宜度空间上呈现2010年前北低南高、未来情景下中部低四周高的分布趋势,时间上呈2010年前稳定、未来情景下先降后升的变化趋势,其变异系数呈相反变化趋势;3)黄淮海区域夏玉米温度适宜度及其变异系数从播种—出苗期—出苗—抽雄期—抽雄—成熟期均呈反相位的变化关系。

水分盈亏指数及其在农业干旱监测中的应用

从广西农业生产特点和农业干旱监测业务实际需要出发,建立了综合考虑降雨量和同期作物需水量的基于作物水分盈亏原理的农业干旱监测模型,农业干旱监测等级指标,并用该指标分析了1961~2004年广西双季稻、甘蔗生育期间农业干旱的时空分布特征,用自治区农业厅同期旱情资料对2004年广西春旱发生情况进行监测验证,结果表明:水分盈亏指数模型能很好地反映旱情,是一种实时的干旱监测方法,能运用于广西农业干旱监测业务,在每季干旱发生频率的时空分布特征分析上得到的结果也与实际情况相符合。

作物水分亏缺指数在农业干旱监测中的适用性

将作物水分亏缺指数作为干旱识别指标,对其在我国不同农区适用性进行了探讨。通过计算1971~2000年全国18个气象站的逐日滚动作物水分亏缺指数,以及春、夏、秋、冬各季节和逐年平均作物水分亏缺指数,初步分析了该指数的时空分布特征。以作物水分亏缺指数距平为干旱监测指标,对代表站典型干旱年的干旱时段进行分析验证,与实况基本吻合。该指标能较好地反映各站主要生长季作物水分亏缺与农业干旱情况,对监测不同区域的农业干旱具有较好的适用性。

黄淮海地区1961～2006年干湿状况时空变化

自20世纪60年代以来,黄淮海地区的气候出现了降水减少、气温升高的变化趋势,分析气象要素之间的关系及其变化规律,对于合理规划水资源,保障经济可持续发展具有积极的意义。利用干燥度指数对该地区的干湿状况进行了分析,将该地区划分为湿润、半湿润、半湿润半干旱、半干旱半湿润和半干旱5个干湿气候区,其中以半干旱区范围最大。不同干湿类型区域间有明显的纬向分布特征,地势起伏亦对干湿区域的空间分布产生影响。对季节间干湿状况差异分析结果表明,该地区以夏季最为湿润,而冬春两季最为干燥。对年代间干湿状况变化分析表明,20世纪60年代和80年代半干旱区的范围相对较大,80年代半湿润和半湿润半干旱区的范围最大。对逐年干燥度变化趋势的分析表明,随着时间的推移,黄淮海地区干湿区域间的差异有变得更加显著的趋势,即半干旱区干燥度指数逐渐增大,而半湿润和湿润区的干燥度指数趋向减小。

基于格点积温指标的黄淮海冬麦区冬小麦气候生产潜力预估

为宏观了解冬小麦产量及产量稳定度的变化规律,基于1991-2013年黄淮海冬麦区91个有冬小麦种植的农业气象站点的冬小麦发育期及对应年份100个气象站点逐日气象资料,采用格点积温指标划分生育期,通过逐步订正法对冬小麦的气候生产潜力及其变异系数进行估算,之后结合国家气候中心RegCM3模式模拟A1B情景下1951-2100年0.25°×0.25°格点气象资料,对未来情景下冬小麦气候生产潜力及其变异系数进行预估。结果表明,从年际变化看,黄淮海冬麦区冬小麦气候生产潜力总体呈现波动下降的趋势,且该波动逐渐趋稳;各时段气候生产潜力基本介于6 277~7 044kg·hm^(-2),除2011-2040年有21.94kg·hm^(-2)·10a^(-1)的上升趋势外,其余时段均呈明显下降趋势。冬小麦气候生产潜力在空间上总体呈北部低、四周高,在时间上主要呈先平稳后逐渐降低的趋势;其变异系数在空间上总体呈北高南低,在时间上呈北部先增后减、南部先减后增的变化趋势。在实际生产过程中应更加注重冬小麦生长发育过程中光、温、水的匹配程度。

1998/1999年度全国冬小麦生长状况和产量形成的分析评价

利用冬麦区冬小麦生长期间农业气象要素、气象卫星植被指数 ,地面观测站网的农情资料 ,对 1998/ 1999年度冬麦区农业气象条件及其对小麦生长发育和产量的影响进行了综合分析 ,结果表明 1998/ 1999年度冬麦区虽受秋冬季干暖天气气候的严重影响 ,小麦长势极不均衡 ,但入春以后小麦关键期的光温水条件利于小麦生长发育 ,尤以 4月份以后的气象条件最为优越 ,在产量结构中以粒重见长 ,最终获得了较好收成。

RegCM3下1951-2100年江苏省热量资源及一季稻气候生产潜力

为揭示气候变化情景下江苏省热量资源及一季稻气候生产潜力变化规律,本研究根据江苏省1971-2000年逐日站点气象数据以及RegCM3模式模拟输出的格点气象数据,从中提取江苏省气象资料,对RegCM3下1951-2100年江苏省热量资源及一季稻气候生产潜力进行时空变化分析。结果显示:(1)江苏省热量资源总体呈现年≥10℃积温空间上由东北向西南逐渐增加,且随年份增加逐渐增加;一季稻适播期(≥10℃初日)空间上由西南向东北逐渐推迟,且随年份增加逐渐提前;一季稻生育期天数1951-2010年由东北向西南逐渐缩短,2011-2100年由东南向西北逐渐缩短。(2)随着热量资源的逐渐增加,江苏省一季稻气候生产潜力主要呈现出时间上低-高-低、空间上由西南向东北逐渐递减的趋势,且苏南西南部一直为高值区。

气候变化情景下黄淮海冬麦区农业气候资源变化特征

根据黄淮海冬麦区83个站点1971-2000年逐日气象资料以及对比Reg CM3模式模拟输出的格点气象数据,对黄淮海冬麦区未来情景下气候变化特征、冬小麦农业气候资源及其影响的冬小麦适播期、生长季长度的时空变化进行分析,结果表明：1黄淮海冬麦区年平均温度呈现出空间上由南向北逐渐下降、时间上逐渐升高的趋势,年平均气温变化气候倾向率呈现先下降后上升的趋势;2黄淮海冬麦区≥0℃积温呈现空间上由南向北逐渐下降、时间上逐渐上升的趋势;80%保证率下冬小麦适播期（≥15℃终日）呈现空间上由南向北逐渐推迟、时间上逐渐推迟的趋势;生长季长度呈现空间上由南向北逐渐缩短、时间上逐渐缩短的趋势;3降水量呈现空间上由南向北先减少后增加、随时间南部明显减少、北部增加;参考蒸散呈现空间上由南向北先增加后减小、时间上逐渐减小的趋势;4日照时数空间由南向北逐渐增多、时间逐渐减少。

未来黄淮海地区夏玉米光温水资源适宜度及灾害风险演变特征

为探索未来气候变化对黄淮海地区农业气候资源和夏玉米气候适宜度及灾害的影响,以黄淮海地区1981-2021年56个农业气象观测站夏玉米生育期观测资料、84个气象站逐日气象要素观测资料及中尺度区域气候模式(Regional Climate Model Version 3,RegCM3)输出的未来气候情景(Intergovernmental Panel on Climate Change Special Report on Emissions Scenarios A1B,IPCC SRES A1B)下黄淮海2022-2100年0.25°×0.25°共897个格点逐日气象资料为基础,分析未来黄淮海地区光温水等农业气候资源演变特征,建立黄淮海夏玉米生长发育气候适宜度模型及气候适宜度灾害指数模型,研究未来气候变化对黄淮海夏玉米气候适宜度的影响特征,预估夏玉米农业气象灾害发生风险及特点。结果表明:(1)2022-2100年黄淮海地区夏玉米生长季热量资源呈明显增加趋势,降水资源总体为微弱上升趋势且阶段性变化明显,光照资源变化趋势不明显。(2)2022-2100年夏玉米全生育期气候适宜度呈总体平稳略有下降波动趋势,并具有一定阶段特征和发育期差异。各生育期相比,播种出苗期气候适宜度相对最差,成熟期最好。(3)全生育期温度适宜度总体呈稳定波动下降趋势,说明未来气候明显变暖趋势对夏玉米生长总体不利;水分适宜度和光照适宜度总体稳定、变化趋势不明显,说明未来水分和光照资源对夏玉米的生长基本有利。(4)由各年代来看,2080年代、2090年代温度适宜度最差,2020年代最好;2030年代水分适宜度最差,2080年代最好;2080年代、2090年代光照适宜度明显偏差,2020年代、2030年代明显偏好。综合来看,2061-2100年期间夏玉米气候适宜度总体偏差,2020年代最好。(5)抽雄吐丝期遭受高温热害风险最大,三叶至七叶期发生旱涝风险最大,播种出苗期发生寡照(连阴雨)风险最大,而成熟期发生各种农业气象灾害风险均最小。(6)2080-2098年期间夏玉米拔节期、抽雄吐丝期、灌浆至乳熟期遭受高温热害的风险大;2031-2035年、2046-2056年播种出苗至拔节期发生阶段性严重旱涝灾害风险等级高。2030年代和2040年代及2026年、2080-2093年播种出苗期出现寡照(连阴雨)的风险较大。

冬小麦底墒供水特征研究

1997～ 1 999年在中国气象局固城农业气象试验基地进行了仅靠底墒供水和靠底墒、降水供水的小麦试验 ,结果表明在 0～ 2 0 0 cm土层有效底墒介于 2 70～ 32 0 mm时 ,0～ 2 0 0 cm有效底墒最大供水率为 72 % ,0～ 50 cm为 90 % ,50 cm以下为 66%～ 70 % .播种—拔节期各层供水率均大于拔节—成熟期 .底墒供水最长时限为灌浆后期 .靠底墒和降水供水 ( 70 .6mm)的旱作麦田有效底墒供水率除 0～ 50 cm层与仅靠底墒供水的相同外 ,其余各层的有效底墒供水率均低于仅靠底墒供水的处理 .河北省固城冬小麦水分供给层深度可达 3m.冬小麦对上层 ( 0～ 50cm)底墒利用较充分 ,而对 50 cm以下土层的底墒利用率相对较低 .提出了提高底墒供水率的技术和途径 .

底墒对小麦根冠生长及土壤水分利用的影响

在中国气象局固城农业气象试验基地大型水分试验场,进行了不同底墒处理对冬小麦根冠生长发育、产量构成因子和土壤水分利用影响的试验,不同底墒处理对应的播种时的土壤相对湿度分别为:>80％,75％～80％,70％～75％,65％～70％和<65％。结果表明:底墒对冬小麦的根、茎、叶等有不同程度的影响,其中对根的影响尤为显著。充足的底墒能够促进根系对土壤水分和养分的吸收,提高土壤水分利用率,使收获时土壤残留水分减少,扩充了土壤水库的库容,使其能够在汛期到来时,接纳蓄存更多的降水,充分发挥土壤水库的调控功能。叶的生长发育与底墒之间也存在明显的相关关系,底墒与叶面积指数存在着显著的幂函数关系;底墒对总穗数、穗粒数、千粒重和地上总干物重等有显著影响,小麦的穗粒重和底墒有显著的二次曲线(抛物线)关系,由此求得最佳底墒为85.37％(占田间持水量百分比)。

华北地区不同底墒对冬小麦生长发育及产量影响的研究

1997年 9月至 1 999年 6月在中国气象局固城农业气象试验基地人工控制农田水分试验场进行了冬小麦不同底墒处理的试验 ,结果表明 :底墒显著影响冬小麦的生长发育和产量 ,对冬小麦总生物量、地上和地下生物量的影响在小麦生长后期比前期明显 ;底墒与植株高度、叶面积系数有良好的二次曲线关系 ;底墒显著影响产量构成因素 ,其与籽粒重有相当好的二次曲线关系 ,并据此确定了冬小麦播种时不同深度土层的最佳底墒 :0～ 1 m为 88% ,0～ 2 m为82 % .