基于GIS的福建芙蓉李气候适宜性区划

为合理利用气候资源,科学规划芙蓉李的种植布局,基于福建省67个地面气象观测站1971—2018年的气象资料、2005—2014年芙蓉李面积和产量资料以及地理信息数据,采用GIS技术开展福建芙蓉李气候适宜性区划。根据福建省的气候特点和芙蓉李生长的环境条件,构建福建芙蓉李气候适宜性区划指标体系;采用层次分析法和熵权法确定各区划指标的权重;通过多元线性回归分析,建立区划指标与经度、纬度、海拔高度的地理推算模型;采用加权求和法,计算芙蓉李气候适宜性指数;根据福建芙蓉李气候适宜性指数的分布规律、芙蓉李种植生长的实际情况和实地调查情况,以及限制芙蓉李生长的区划指标的区划结果,将芙蓉李在福建的气候适宜性区域划分为适宜区、次适宜区和不适宜区3个等级;基于福建芙蓉李的种植现状和李果的单产高低,对区划结果进行验证。结果表明:适宜区主要集中在龙岩北部,三明、南平和宁德3市的大部分地区以及福州北部这些中高海拔地区;次适宜区主要分布在福建省中部的武平、漳平至罗源一带;不适宜区主要集中在南部和东南部沿海这些低海拔地区以及北部山区的高海拔地区。区划结果与福建芙蓉李的种植现状和李果的单产高低吻合性高。研究结果可为福建芙蓉李的种植布局提供决策参考。

福建省枇杷冻害时空变化特征及其危险性评估

为了研究福建省枇杷冻害发生规律以科学应对气候变化对枇杷种植造成的风险,基于1971—2020年福建省66个站点逐日最低气温观测数据,采用回归分析、线性趋势分析、熵权法和转移矩阵等方法,对1971—2000年和2001—2020年两个时段福建省枇杷花期和幼果期各等级冻害的发生频次和危险性等级的时空演变规律进行分析。结果表明:1)福建省枇杷花期和幼果期冻害整体明显减少,花期冻害减幅为0.17次·(10 a)^(-1),幼果期减幅更明显,为0.57次·(10 a)^(-1)。冻害的空间范围也有所缩小,但不同年代间波动幅度较大,个别年代存在大范围严重冻害风险。2)各等级冻害发生频次的气候倾向率以减少为主,空间分布特征相似,呈现明显减少趋势的站点和区域主要分布在南平市、宁德市和三明市。3)在冻害危险性等级的时空变化上,相较1971—2000年,2001—2020年轻度危险区扩大至南平市中部的中低海拔地区,中度危险区扩大至三明市西部和南平市中北部的中海拔地区,重度以上危险区范围明显减小,主要位于三明市西部、南平市西北部、宁德市西部及内陆地区的中高海拔地区。在明显变暖背景下,福建省枇杷冻害的危险性时空分布发生较大变化,中西部的中低海拔地区可根据实际情况小幅扩大枇杷种植规模。

北京日光温室风灾风险分析及区划

利用北京市1981-2010年30 a的气象观测资料,结合温室灾情数据资料,计算了不同风力对北京温室可造成的灾害的概率,确定了日光温室风灾等级划分的量化标准,并对日光温室风灾风险的时空变化进行了评估。结果表明,当风力达3级(3.4 m·s-1)以上时,即有可能对温室大棚造成灾害。风速越大,成灾概率越大。小波分析表明,北京日光温室致灾风力的发生日数存在14～16 a的周期,春季温室致灾风多发。北京温室风灾风险总体上呈现自南向北增大的趋势。延庆佛爷顶周围一带风灾风险最大,北部山区次之;平原地区风灾风险较轻,且日光温室分布较多,该区域采取及时有效的风灾预防措施,有利于日光温室产业的发展。

气候变化对黄淮海平原冬小麦与夏玉米生产潜力的影响

本文以黄淮海平原气象数据、土壤理化数据和作物数据为基础,应用WOFOST作物生长模型,估算了黄淮海平原冬小麦、夏玉米的光温生产潜力与气候生产潜力,分析了冬小麦、夏玉米生产潜力年变化率的时空变化规律。结果表明,黄淮海平原近44a冬小麦和夏玉米的光温生产潜力分别为6433.5～10592.67kg.hm-2、7786.17～11185.5kg.hm-2,均值分别为9022.18kg.hm-2、9321.46kg.hm-2,可作为补灌区平均最高产量的上限参考值;气候生产潜力分别为1559.17～6724kg.hm-2、6088.33～9053.17kg.hm-2,均值分别为4083.24kg.hm-2、7528.21kg.hm-2,分别占光温生产潜力的45.3%、80.8%,可作为雨养冬小麦与夏玉米平均最高产量的上限参考值。总的来说,冬小麦光温潜力、气候潜力呈现上升趋势,44a分别增加了541.64kg.hm-2、1061.15kg.hm-2;夏玉米光温潜力、气候潜力均呈现下降趋势,分别减少了840.22kg.hm-2、320.59kg.hm-2。本文揭示了黄淮海平原冬小麦与夏玉米的增产潜力及其空间差异,可为改善管理水平、提高作物产量提供数据支持。

福建番木瓜引种的寒冻害风险评估

基于对福建番木瓜引种的寒(冻)害的致灾因子危险性和防寒防冻能力分析,利用福建南亚热带番木瓜引种区历年气象资料和其它社会经济资料,构建番木瓜引种寒(冻)害的综合风险评估指标体系;应用层次分析法和熵权系数法确定风险指标权重,采用多指标综合分析法构建风险评估模型,利用模型计算评估单元的风险指数并制作风险精细区划图,对福建省引种番木瓜的寒(冻)害风险进行评价与区划。结果表明:福建番木瓜引种的寒(冻)害低风险区主要分布在晋江市以南沿海县市的低平区域,该区适宜番木瓜引种;中风险区主要分布在长乐市至泉州的沿海低平区域,厦门同安区、漳州的龙海县、长泰县、漳州市辖区的大部低平区域及漳浦县、云霄县、诏安县的部分区域,该区可作为次适宜引种区域;其余可能引种区寒(冻)害风险较高,其中高海拔地区风险高,不适宜引种。历史个例验证表明,风险评估结果与实际情况较相符,可为番木瓜的合理布局及防灾减灾提供参考。

福建省引种台湾青枣的寒冻害风险分析与区划

为了摸清台湾青枣在福建复杂地形下引种的寒冻害风险,规避在高风险区引种,本文依据灾害风险系统理论、气象和农业经济资料,在分析寒冻害危险性、青枣脆弱性和引种区防寒防冻能力的基础上,应用层次分析法、熵权系数法、加权综合评价法等构建了台湾青枣寒冻害风险评价指标和模型,对福建省引种台湾青枣的寒冻害风险程度进行等级评价和区域划分。结果表明:在风险因素构成上,寒冻害危险性在综合风险中起决定性作用,引种区防寒防冻能力只能略微减轻寒冻害带来的风险。惠安县、厦门市以南沿海县市的青枣引种区为轻度寒害风险区域,该区域寒冻害致灾危险性指数低,中度以上的寒冻害发生频次少或没有出现过;漳州市内陆的较低海拔地区,福州市沿海低海拔地区,同安区、惠安县及永春县的部分区域为中度寒冻害风险区域,该区域寒冻害危险性指数相对较低,中度以上寒冻害发生频次相对较少;其余青枣引种区的冻害风险在重度以上,其中龙岩市、漳州市西部山区、福州市西部和北部山区、永春县、宁德市辖区及霞浦县有严重冻害风险。结合近年来福建出现的青枣寒冻害个例分析,青枣寒冻害形态表征程度与该地域风险评估结果较为吻合,风险区划结果可为福建引种台湾青枣提供布局决策参考。

设施塑料大棚风洞试验及风压分布规律

风洞试验是研究建筑结构表面风压分布规律的最重要且有效的技术手段。利用NH-2型风洞研究设施塑料大棚表面风压分布规律,风洞为串置双试验段闭口回流风洞,风速连续可调,最高风速为90 m/s。试验模型的几何缩尺比为1∶6,模型表面共布置192个测点,其中端面布置3排测压点,共63个测点,模型固定在风洞转盘上,试验风向角从0°到180°,间隔15°,共13个风向角。测量和分析不同风向角下设施大棚表面的风压系数和分布规律,并推导出了设施大棚各区域发生风灾的临界风速。结果表明:设施大棚迎风面以风压力为主,迎风边缘等值线密集,风力梯度大;背风面则受风吸力影响,风力变化平缓。在不同风向角下,设施大棚各迎风区域风压系数均由正压向负压过渡,在此过程中出现了零压区;而一直背风的区域风压系数均为负值。在45°风向角下,大棚顶端迎风边缘最高点处的负压达到最大。根据公式推导出各区域的临界风速,设施大棚顶部两侧区域受风吸力影响最大,最小临界风速为14.5 m/s,研究为设施大棚的风灾防御提供科学依据。

福建省枇杷气象灾害综合风险评估

通过辨识影响福建省枇杷生长发育和产量的主要致灾因子,分析枇杷对气象灾害的敏感性和暴露性,考虑种植区的防灾减灾能力,构建出枇杷气象灾害综合风险评估指标体系,利用枇杷种植区1971—2011年气象资料,1992—2011年枇杷种植面积、产量及其他社会经济资料,采用层次分析法和熵权系数法融合方法计算各风险指标的权重及各评估单元的风险指数,进而构建枇杷气象灾害的综合风险评估模型,应用GIS技术制作出风险精细区划图,评估枇杷气象灾害的综合风险。结果表明:致灾危险性对综合风险的影响最大,起主要作用;重度以上的综合风险主要分布在福建省5个主要山脉的中高海拔山区以及枇杷种植面积大的莆田市、福清市、云霄县,轻度综合风险区主要分布在中南部沿海县市的低海拔种植区(除种植大县和东山县外),其余种植区的综合风险属中度。

不同光质对温室甜椒光合特性的影响

以甜椒＂苏椒13号＂品种为试材,于2009年在江苏南京设计不同彩色塑料薄膜（红、绿、黄、紫、蓝、无色（CK））覆盖处理试验,系统研究了不同光质对温室甜椒叶片光合作用特性的影响。结果表明：不同光质处理的甜椒叶片光补偿点和光饱和点分别在4560μmol.m-2.s-1和1 0001 200μmol.m-2.s-1范围内;红膜处理的单叶最大光合速率最高达8.4μmol.m-2.s-1,紫膜处理最低仅为2.89μmol.m-2.s-1;红膜和CK处理的甜椒叶片CO2饱和点明显高于紫膜和黄膜处理,所有处理的CO2补偿点均在100μmol.mol-1左右。CK的叶绿素含量最高,绿膜处理最低。不同色膜处理的晴天叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率日变化均呈单峰型。除蓝膜外,其他色膜处理胞间CO2浓度日变化曲线均呈＂W＂型。水分利用效率日平均值以红膜处理最高、紫膜最低。气孔限制值以紫膜处理最高、红膜处理最低。红膜、黄膜处理可促进甜椒光合作用,而紫膜则具有明显的抑制作用。

基于模糊相似优先比的闽台两地果树气候相似性分析

选取台湾主要果树种植区代表站点高雄作为引种源地,选择年平均气温、最冷月(1月)平均最低气温、历年极端最低气温、年降水量、年日照时数、年平均风速、年平均相对湿度7个因子作为比较因子,采用模糊相似优先比法对闽台两地7个气候因子和果树气候相似性进行相似性分析,并划分相似性优先等级,制作相似性空间分布图。结果表明:(1)漳州市沿海大部、厦门市同安区与台湾省高雄市果树气候相似程度较高;,莆田市区、泉州市大部、漳州市西部相似性中等;,闽中大山带(鹫峰山戴云山博平岭)以西的大部分县市农业气候相似性差或不相似,为不适宜引种区;其余县市农业气候相似性程度较差,若要引种,必须采取保护地栽培。(2)福建省中南部沿海尤其南部沿海地区的气候因子与台湾省高雄市的相似性比较高(年降水量除外)。(3)采用模糊相似优先比法研究闽台两地的果树气候相似性是可行的,研究结果与实际种植情况相符。研究结果可为地方政府或其他相关部门开展果树优化布局提供决策依据。

基于Bp神经网络的温室番茄气孔导度的模拟研究

试验于2009年5月～2010年3月间,在我国青海海东地区和江苏南京温室内分别设计番茄栽培试验,测定和分析作物气孔导度数据和环境数据,研究发现温室番茄气孔导度与叶片温度成正相关,与饱和水气压差和CO2浓度呈负相关,气孔导度与光合有效辐射相关不显著。在此基础上,构建基于Bp神经网络的温室番茄叶片气孔导度模拟模型。结果表明,模型对"苏粉8号"和"大红"品种的气孔导度日变化的模拟值与实测值间基于1 1线的决定系数(R2)分别为0.760和0.674,其回归估计标准误差(RMSE)分别为0.054和0.061 mol.m-2.s-1。研究建立的Bp神经网络模型模拟叶片气孔导度的精度明显高于Ball-berry模型。

不同光质对温室甜椒气孔导度的影响

以甜椒品种‘苏椒13号’和‘川雄9号’为试材,于2009年3～8月在江苏南京设计不同彩色塑料薄膜(红、绿、黄、紫、蓝,无色膜为对照(CK))覆盖处理试验,系统研究不同光质对温室甜椒气孔导度的影响。结果表明:(1)在幼苗期2品种气孔导度日变化曲线的峰值均以对照(CK)最高,‘苏椒13号’和‘川雄9号’分别以紫膜和红膜处理最低,所有光质处理的气孔导度的日变化曲线均为单峰型;在结果期‘苏椒13号’的气孔导度峰值以红膜处理最高,黄膜处理最低;研究发现红膜、蓝膜和黄膜处理有效诱导温室甜椒叶片气孔开放,而紫膜和绿膜处理抑制气孔开放;(2)2甜椒品种的蒸腾速率在幼苗期和结果期分别均以对照和红膜处理最高,绿膜处理最低;(3)试验期间温度对甜椒叶片气孔导度影响不显著,而叶片气孔导度随光合有效辐射增强而增加。

福建省农用天气预报技术与业务平台开发研究

在福建省前期农用天气预报的基础上,通过收集文献资料、田间观测试验和低温箱试验等手段,确定影响我省重要农事活动及作物生长发育关键期的指标因子,建立农用天气预报模型,并结合未来3天天气预报,以VB6.0开发语言及Surfer8.0制图软件为开发平台,构建农用天气预报业务平台,制作我省各地区重要农事活动和作物生长关键发育期适宜气象等级预报业务产品。福建省农用天气预报业务平台的开发,实现了该业务快速、高效制作,明显减轻工作量,提升气象为农服务的能力。

福建省农业气象学科发展研究报告

该报告通过分析国内外农业气象学科发展现状、面临的挑战和机遇,结合福建省农业气象研究、业务和服务等学科发展情况,提出我省农业气象学科发展的指导思想、基本原则、目标任务以及对策建议,以促进我省农业气象学科的跨越发展。

福州设施越冬茬番茄寒冻害天气指数保险设计

冬季寒冻害是影响福建省福州市冬春喜温类蔬菜生产的主要农业气象灾害,寒冻害天气指数保险的设计与推广,对于转移农业气象灾害风险,降低农民损失具有重大意义。根据花果期低温寒冻害对番茄开花坐果特性及产量的影响,建立了番茄寒冻害灾损模型。基于越冬番茄寒冻害等级气象指标,用福州市及所辖县(市、区)8个国家气象观测站19702020年冬季(12月次年2月)日最低气温观测资料,统计历年冬季日最低气温T_(min)<0℃和0℃≤T_(min)≤3℃的最长连续天数,采用Exponential、Weibull、Gamma、Log logistic、GEV、Gumbel等参数模型进行拟合,筛选最优低温风险分布模型。综合番茄不同寒冻害等级减产率和低温风险分布模型,厘定了不同免赔率下,以冬季为投保时段的设施番茄寒冻害天气指数保险的纯费率。设施越冬茬番茄寒冻害天气指数保险理赔触发值为0℃≤T_(min)≤3℃的持续天数D≥2或T_(min)<0℃。福州市及所辖县(市、区)的纯保险费率差异较大,闽江口以南沿海的长乐区、福清市等等低温低风险区保险纯费率较低;闽清、永泰等内陆县市低温高风险区保险纯费率较高。设施越冬茬番茄种植的气候适宜区主要分布于长乐区、福清市的低海拔平原区域,寒冻害天气指数保险免赔率为10%时,纯保险费率分别为6.62%和1.62%,寒冻害天气指数保险产品适宜在该区域推广。

基于风观测塔的闽东北大风特性研究

利用宁德市、福州市、莆田市11座观测铁塔的多层风数据,将铁塔周围下垫面来向风划分为海面来风、陆地来风及混合地形来风,分析不同高度、不同地貌来向风的阵风因子和转换系数差异。结果表明:同一高度、不同下垫面的阵风因子为陆地来风>混合地形>海面来风;根据WMO推荐,将陆地来风细分为陆地风和离岸风,10 m高度陆地风和离岸风的阵风因子比WMO的推荐值偏小,陆地风、离海风和海面风的转换系数与WMO推荐值几乎一致,WMO的转换系数可适用于我国福建沿海10 m高度不同阵风时距最大风的转换计算。

福建省茶叶寒冻害气象指数保险分级设计

为了给茶叶保险提供精细化气象指数类产品,利用福建省历年气象资料、产量资料和灾情资料,构建茶叶寒冻害保险时段和触发气象指标,利用数理统计方法计算茶叶不同等级寒冻害产量减产率和出现概率,进而得出保险纯费率,基于GIS进行茶叶寒冻害风险评估,厘定出不同风险区不同触发条件下的区域保险费率;考虑茶叶寒冻害强度、危害时段和保险历年平均赔付情况,制定出不同寒冻害等级、不同时段的赔付比例和保险赔偿金,并验证寒冻害理赔的合理性,设计出茶叶寒冻害气象指数保险产品。结果表明:以极端最低气温4℃作为茶叶寒冻害指数保险起始触发指标,并按照间隔1℃划分7个理赔等级;将茶叶寒冻害保险时段(3月1日—5月10日)划分为12个赔付时段。在极端低温4℃触发条件下,北部地区海拔高度<200 m、200~600 m、600~900 m和>900 m的区域平均保险费率分别为1.1%、3.6%、6.1%和8.4%,南部地区海拔高度<300 m、300~700 m、700~1100 m和>1100 m的区域平均保险费率分别为0.5%、2.0%、3.9%和5.5%;西北部、东北部、西南部和东南部4个区域的春茶寒冻害平均赔付率分别为78.4%、90.5%、72.7%和36.6%,全省平均赔付率为69.5%,基差比均值为−1.65%,达到保险公司对赔付率和基差比的基本要求。设计的产品可应用于福建春茶寒冻害气象指数保险,可为茶农转移、分散寒冻害风险提供保险技术支撑。

基于危险性评估的福建省茶叶寒冻害保险费率厘定

为了提高福建省复杂地形下不同风险区的茶叶寒冻害保险费率设计的合理性,首先利用福建省历年气象数据、茶叶产量和灾情资料,计算茶叶不同寒冻害等级的减产率和出现概率,以此确定不同县域的茶叶寒冻害保险纯费率及基准费率,再结合寒冻害危险性区划,确定不同风险区域不同触发条件下的区域保险费率。结果表明:福建省茶叶在极端低温4℃以下的保险触发条件下,西北部区域海拔200 m以下、200~600 m、600~900 m和900 m以上地域保险费率分别为1.4%、4.5%、7.2%和10.2%;东北部区域海拔200 m以下、200~600 m、600~900 m和900 m以上的地域保险费率分别为0.9%、2.6%、4.8%和6.4%;西南部区域海拔300 m以下、300~700 m、700~1100 m和1100 m以上的地域保险费率分别为0.5%、2.3%、4.0%和5.5%;东南部区域海拔300 m以下、300~700 m、700~1100 m和1100 m以上的地域保险费率分别为0.5%、1.9%、3.9%和5.4%。总体上看,区域保险费率随着地理位置北移和海拔高度的增加而增加,研究成果可为福建省茶叶寒冻害指数保险产品的设计提供费率精算的技术支持。

福建省茶叶气象灾害致灾危险性区划与评估

为了摸清福建复杂地形下茶叶单灾种及多灾种综合致灾风险,利用福建省1972—2014年气象数据和农业统计资料,构建致灾因子危险性区划指标体系,基于AHP-EWM方法和加权综合法量化计算各指标权重和灾害风险指数,开展茶叶单灾种及多灾种综合致灾危险性区划,评估福建省茶叶气象灾害致灾危险性。结果表明:福建茶树萌芽至展叶期寒冻害的致灾危险性最大,其次是越冬期冻害和采摘期连阴雨,而夏季高温和夏秋旱对茶树致灾的影响相对较小。福建大部茶区的气象灾害综合致灾危险性呈轻度至中度,轻度危险区主要分布在福建沿海地区及南部内陆县市的部分地带;中度危险区主要分布在除沿海地区和鹫峰山区、戴云山区、武夷山区、玳瑁山区和博平岭的高海拔地域以外的地域;重度以上危险区主要分布在鹫峰山区、戴云山区、武夷山区、玳瑁山区和博平岭山区的高海拔区域,其中1 000 m以上高海拔地区有严重气象灾害危险性。建议在轻度至中度气象灾害危险区增加茶叶种植面积,重度灾害危险区必须通过优化茶叶种植结构,种植耐寒的中小叶种及晚生的春茶品种,以避开气象灾害威胁,同时加强茶叶气象灾害的监测预警和防御,通过"避"和"防"的措施减轻茶叶气象灾害风险;而对于高海拔地区(1 000 m以上)有严重气象灾害的危险性区域,种植风险高,不适宜种植茶叶。

基于AHP-EWM方法的福建省农业气象灾害风险区划

基于灾害风险分析原理,通过分析福建的重大农业气象灾害种类和风险等级指标,构建了影响福建农业的致灾因子危险性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力的风险指标体系;采用AHP-EWM方法赋予各指标权重,利用加权综合法计算综合风险指数,应用GIS技术实现了农业气象灾害风险区划。结果表明:福建省重度以上的农业气象灾害综合风险区主要分布在福建东南部沿海县市,西北部的武夷山市、光泽县、建宁县和泰宁县,东北部的柘荣县、罗源县和福鼎市,西南部的武平县和上杭县;中度风险区主要分布在福建东部和西部两个区域中除重度以上灾害风险县市以外的大部分县市;其余区域属于轻度灾害风险区,主要集中在呈东北—西南走向的中间区域地带。