中国农业气象

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1. 2022年夏季气象条件对农业生产的影响

赵晓凤, 韩丽娟, 李森, 何亮, 刘维

中国农业气象 2022, 43 (11): 945-948. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2022.11.008

摘要（564）

PDF（pc）（359KB）（172）

2022年夏季（6−8月），全国平均气温为22.3℃，较常年同期偏高1.1℃，大部农区热量充足。全国平均高温日数达14.3d，较常年同期偏多6.3d，为1961年以来历史同期最多。全国平均降水量仅290.6mm，为1961年以来历史同期第2少。全国平均日照时数677.4h，接近常年同期，较2021年同期偏多53.7h。夏收区大部天气晴好，利于夏收粮油作物充分成熟和品质提升；6月下旬两次明显降水过程有效缓解北方夏播区前期旱情，但陕西、甘肃部分地区土壤墒情偏差，不利于适时夏种。大部农区光热充足，未出现明显阴雨寡照天气，北方农区降水充沛，土壤墒情适宜，有利于玉米、大豆等作物生长发育和产量形成。南方持续高温少雨导致农业干旱发生发展，水稻、玉米等作物遭受高温热害，气象条件不利于农作物、经济林果等稳健生长；辽宁、山东出现叠加性降水，导致部分低洼农田出现渍涝。6月上旬、8月下旬东北地区阶段性低温，影响秋收作物生长发育和灌浆。

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2. 新阶段农业气象学发展面临的形势与研究展望

潘志华

中国农业气象 2023, 44 (04): 327-332. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2023.04.007

摘要（440）

PDF（pc）（285KB）（349）

当前，中国进入了建设农业强国的新阶段，农业气象面临前所未有的挑战与发展机遇。针对农业生产智慧化、粮食安全、气候变化、绿色可持续发展等新形势，农业气象迫切需要建立气候要素与农业生产的定量关系，科学合理利用和提高气候资源利用率。农业气象学的重要任务包括深化研究内容、拓展研究视野、创新理论方法；重要研究方向在农业气象基础、气候变化适应、温室气体减排、农业气候资源高效利用、农业气象灾害与风险应对、农业小气候调控、气候智慧型农业等方面。作为一门农业基础学科，农业气象学需要加快发展，走在其他农业科学的前面。

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3. 鸭粪替代化肥处理对砀山梨园土壤和梨品质的影响

薛鹏英, 陈永杏, 朱志平, 郝东敏, 宋曼

中国农业气象 2022, 43 (12): 1015-1024. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2022.12.006

摘要（410）

PDF（pc）（590KB）（100）

为探究鸭粪施用对土壤环境质量以及梨品质的影响，促进梨树施肥中鸭粪肥部分替代化肥的科学施用，在等氮量替代条件下，以当地习惯施肥为对照（CK），设置30%（DM1）、40%（DM2）、50%（DM3）和60%（DM4）共5种鸭粪替代化肥处理，并于4月和7月对25a树龄的砀山酥梨进行两次施肥；于9月采集不同处理组的土壤和梨样品，检测分析土壤环境质量（土壤养分、重金属、抗生素）以及梨品质指标（可溶性固形物、可溶性糖、维生素C）。结果表明：与对照组相比，鸭粪替代组（DM1-DM4）土壤pH提升6%～21%，40-60cm土层有机质得到提升；DM3处理组对土壤中有效磷和速效钾的含量提高最为显著；各处理不同土层重金属含量均符合无公害和绿色食品产地对土壤环境的要求。鸭粪替代化肥施用可提升梨品质，较CK处理梨果中可溶性固形物、可溶性糖、维生素C分别提升5.21%～17.44%、2.50%～8.45%、0.39%～11.01%。比较各处理结果表明，鸭粪50%替代化肥处理对土壤环境质量提升效果较优，而鸭粪30%替代化肥处理对提升梨品质效果较优。

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4. 2001-2100年中国区域季节平均温度变化的时空格局

付大容, 陈笑蝶, 刘亦婷, 刘力, 彭守璋

中国农业气象 2022, 43 (09): 681-691. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2022.09.001

摘要（321）

PDF（pc）（5662KB）（229）

基于1km分辨率长时间序列温度数据集,采用距平法、Mann-Kendall趋势检验法和Sen’s斜率估计法，分析四季平均气温在历史时期（2001−2020年）与未来时期（2021−2100年）低强迫情景（SSP119）、中等强迫情景（SSP245）和高强迫情景（SSP585）下的变化幅度和变化趋势的时空格局，以期为气候变暖背景下制定详细的区域适应性策略提供依据。结果表明：（1）相比历史时期，未来时期在3个情景下的四季均温总体上升，且夏季增温区域面积最大，其中SSP119情景下增温1～2℃的区域占66.70%，SSP245和SSP585情景下增加2℃以上的区域分别占37.37%和99.06%；同时，3个SSP情景下的季节均温的整体变化幅度具有显著差异，SSP119情景下较缓和，SSP245情景次之，SSP585情景增温幅度最大。（2）在历史时期，相比其他季节，春季均温的显著上升速率最快（0.68±0.24℃∙10a⁻¹），且面积占比最大（14.44%），主要分布于华北、云贵川和江浙局部区域。（3）在未来时期，中国区域季节均温呈总体上升趋势，且具有显著的空间差异；其中，在SSP119情景下，春季和冬季均温显著上升的区域主要集中于中国南部和青藏高原局部区域，面积占比分别为29.03%和25.58%，在SSP245和SSP585情景下，中国所有区域的季节均温呈显著上升趋势；在SSP585情景下，北方的季节均温显著上升速率比南方快，全国区域在冬季的显著上升速率最快（0.66±0.09℃∙10a⁻¹）。

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5. CMIP6模式对中国西南地区气温的模拟与预估

晋程绣, 姜超, 张曦月

中国农业气象 2022, 43 (08): 597-611. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2022.08.001

摘要（318）

PDF（pc）（5094KB）（274）

应用1961−2014年CN05.1月平均气温观测数据集，以及国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的19个全球气候模式数据，基于泰勒图、泰勒指数和年际变化技巧评分，系统评估了CMIP6模式对中国西南地区气温的气候态空间分布以及年际变化的模拟能力，并预估该地区未来气温在SSP1−2.6、SSP2−4.5、SSP3−7.0和SSP5−8.5情景下的变化特点。结果表明：（1）与其他季节相比，大多数CMIP6模式对研究区1961−2014年秋季气温气候态空间分布的模拟表现最好；CMIP6模式模拟四季和年平均气温年际变化的结果整体偏低。19个模式中对西南地区气温模拟较好的模式有ACCESS−CM2、CMCC−CM2−SR5和CMCC−ESM5。（2）3个较优模式的等权重集合，在模拟气温的气候态空间分布和年际变化方面优于19个模式的等权重集合。（3）与1961−2014年同期观测结果的多年平均气温相比，未来西南地区四季及年平均气温在4种情景下均呈升高趋势，四季和年平均气温升高0.94～3.48℃。4种气候情景下均表现为夏季升温最多（2.17～3.48℃），且夏季平均气温的年际波动幅度最小；冬季升温最少(0.94～2.24℃)，其年际波动幅度最大。（4）在21世纪初，4种情景间季节和年平均气温的升高趋势差异不大，随着时间的推移，到21世纪中期，高辐射强迫情景下气温的升高趋势逐渐高于低辐射强迫情景。（5）在4种情景下，21世纪初期（2015−2034年）、中期（2045−2064年）及末期（2081−2100年）的多年平均气温与历史（1961−2014年）观测气温的距平值均呈现西北大于东南、高纬度高海拔地区大于低纬度低海拔地区的空间分布特点。随着时间推移，在21世纪末期，同一地区高辐射强迫情景的气温距平值明显高于低辐射强迫情景。

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6. 花期短时高温对不同品种水稻颖花开放动态及产量的影响

徐鹏, 贺一哲, 黄亚茹, 王辉, 尤翠翠, 何海兵, 柯健, 武立权

中国农业气象 2023, 44 (01): 25-35. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2023.01.003

摘要（302）

PDF（pc）（630KB）（248）

以耐热型水稻品种N22和热敏型水稻品种YR343为材料，进行盆栽试验。从抽穗扬花当天开始，利用人工气候室进行高温处理，以32℃/25℃（昼/夜）为对照，设置38℃/30℃为高温处理，连续处理7d。分别于处理第1、3、5、7天取样，研究花期不同天数高温胁迫对水稻颖花开放动态、颖花生理特性及产量的影响。结果表明：（1）高温胁迫后水稻产量和结实率均呈降低趋势，其降幅与高温持续时间有关。高温处理7d时，品种N22的产量与结实率分别降低49.1%和37.4%，YR343分别降低85.1%和65.3%。（2）高温胁迫后，水稻的花药开裂率和花粉活性均出现不同程度降低，且高温持续时间越长，降幅越大。（3）高温胁迫后水稻的总颖花开放量显著降低，其中，N22与YR343分别降低33.3%和65.5%。花期高温还改变了水稻开花峰值和峰值出现时间，与常温相比，高温下N22的开花高峰提前1h出现，峰值比例下降0.5%，YR343峰值出现时间无变化，但峰值比例降低2.8%，高温胁迫下YR343出现了花期缩短的现象。（4）高温胁迫下，水稻颖花可溶性蛋白、可溶性糖及脯氨酸含量总体呈下降趋势；丙二醛及过氧化氢含量呈上升趋势；抗氧化酶活性呈先升后降趋势。综上所述，结实率的降低是导致水稻减产的主要原因。花期高温主要通过改变水稻颖花开放动态及其生理特性，降低花药开裂率和花粉活性，从而降低结实率，导致水稻减产。

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7. 伊犁地区酿酒葡萄农业气候特征分析

杨凡, 刘园, 刘布春, 杨兴元, 崔成, 陈玉宝

中国农业气象 2023, 44 (04): 261-273. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2023.04.001

摘要（302）

PDF（pc）（2707KB）（210）

利用新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州酿酒葡萄可种植区10个气象站点逐日气象和酿酒葡萄生育期数据，通过M-K检验、趋势检验等统计方法，结合ArcGIS空间表达，分析了1961−2020年研究区酿酒葡萄气候资源和农业气象灾害的时空变化特征，为高效合理利用当地积雪资源，缓解干旱及冻害，优化酿酒葡萄越冬方式，选择成本较低的积雪覆盖方式提供科学依据。结果表明：（1）1961−2020年伊犁地区除昭苏及尼勒克部分区域外光热资源丰富，年均降水量空间分布不均且低于455mm，全区年均降水量以5.1mm·10a⁻¹趋势增加，总体满足酿酒葡萄生长发育需求；全区酿酒葡萄越冬期（11月−翌年3月）降雪每10a增加7.4mm，且被0−10cm积雪覆盖的概率大于90%；（2）1961−2020年全区越冬期冻害频次、强度均有所下降，潜在生长季（4−10月）中7月和9月旱情较严重。

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8. 陕西北扩区苹果种植的气候适宜性及潜力分析

梁轶, 屈振江, 鲁成, 张黎, 刘璐, 王景红

中国农业气象 2023, 44 (05): 347-360. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2023.05.001

摘要（301）

PDF（pc）（5232KB）（226）

为了厘清新的气候期（1991−2020年）陕西北扩区苹果气候适宜种植区的精细化分布，揭示该区域苹果可发展种植潜力，本文基于陕西苹果产区气象观测、数字高程模型、耕地确权等多源数据资料，综合考虑陕北山地苹果种植的气候与立地条件需求，选取年平均气温、年降水量、6−8月空气相对湿度、6−8月平均最低气温、1月平均气温、坡向、坡度共7项因子作为区划指标，采用多元回归方法进行各气候因子空间化模拟推算，基于模糊集线性隶属函数方法构建各项单因子适宜度定量评价模型，利用加权综合评判和集优法研制了陕西北扩区苹果种植气候适宜性区划，并应用耕地确权数据提取分县（区）苹果北扩适宜种植区的旱地和可灌溉面积分布，以明确其可发展种植潜力。结果表明：（1）陕西苹果适宜种植区北界主要分布在自吴起、靖边中南部向东北经横山南部、米脂延伸至佳县中南部一带向阳缓坡丘陵沟壑区，海拔一般在730～1660m。（2）野外调查验证显示，区划结果与果园实地种植分布的一致性约80%。（3）基于耕地确权数据的分县（区）苹果气候适宜区精细化空间分布结果显示，北扩区苹果气候适宜等级以上可发展种植面积约276.9khm²，占可用耕地24.6%，其中旱地面积占96.3%，以雨养农业为主。与各县（区）苹果种植现状统计数据对比分析表明，榆林市除神木、府谷外的其他大部分县（区）和延安市吴起县苹果气候适宜区潜在种植面积尚有4.9～28.5khm2的发展空间，延安市志丹县苹果气候适宜区潜在种植发展面积已趋于饱和。

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9. 药隔期低温胁迫对小麦功能叶超微结构及光合特性的影响

刘绿洲, 张妍, 张林, 蔡洪梅, 于敏, 魏凤珍, 陈翔, 李金才

中国农业气象 2023, 44 (01): 58-70. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2023.01.006

摘要（300）

PDF（pc）（4230KB）（140）

以抗倒春寒能力不同的两个小麦品种烟农19 (YN19)和新麦26 (XM26)为供试材料，于小麦幼穗分化的药隔期利用超低温人工气候培养箱进行4℃和−4℃两个温度处理，以低温处理期间大田环境平均温度10℃为对照（CK），观测不同程度低温处理下小麦功能叶超微结构及光合特性的变化。结果表明：（1）药隔期低温胁迫显著增加供试两品种小麦功能叶SOD、POD、CAT酶活性和MDA含量，其中CAT酶活性增幅最大，XM26在4℃、−4℃处理下功能叶CAT活性较CK分别增加了48.68%和87.55%，YN19则分别增加了76.59%和110.39%，总体来看YN19的抗氧化酶活性增幅均大于XM26，具有较强的活性氧清除能力。（2）低温胁迫破坏小麦功能叶叶绿体结构。XM26在4℃、−4℃处理功能叶叶绿体数和叶绿体面积较CK分别下降12.43%、24.97%和57.68%、5.88%，YN19分别下降14.56%、16.69%和25.88%、61.90%。随着温度的降低（4℃→ −4℃），供试两品种小麦叶片的基粒片层数量和厚度大幅下降，细胞膜受到不同程度的损伤，基粒片层开始解体。（3）随着低温胁迫程度加深，供试两品种小麦叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）和Chla+Chlb含量下降，XM26在−4℃低温胁迫下较CK分别降低26.97%、27.39%、31.78%，YN19则分别降低34.36%、23.81%、26.91%，表明低温胁迫使叶片内部结构破坏，导致叶绿素含量下降。（4）与CK相比，低温胁迫下小麦功能叶片净光合速率（Pn）随着低温胁迫程度加深呈降低趋势，胞间CO2浓度(Ci)呈逐升趋势，XM26在4℃和−4℃低温胁迫当天其Pn分别下降31.84%、92.04%，YN19则分别下降17.42%、89.62%，表明小麦叶片Pn下降主要是由非气孔限制因素导致。因此，药隔期低温胁迫会使小麦叶片功能受损，导致其光合能力下降，大田生产中可选用抗倒春寒能力强的品种，加强栽培技术管理，提高小麦抗寒性，减轻倒春寒对小麦造成的危害。

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10. 干旱胁迫及复水对大豆关键生育时期叶片生理特性的影响

刘江, 李明倩, 常峻菲, 程溪晗, 王立为, 刘青, 高西宁

中国农业气象 2022, 43 (08): 622-632. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2022.08.003

摘要（290）

PDF（pc）（387KB）（211）

以“辽豆15”为试材，在开花期和鼓粒期设置轻度干旱（土壤相对湿度65%±5%）和重度干旱（土壤相对湿度50%±5%）以及对照（土壤相对湿度80%±5%）处理，开展大豆干旱及复水控制试验。干旱处理持续7d、14d和21d，并在胁迫结束后进行复水，复水水平与对照处理一致。达到胁迫时间当日和复水后第7天取大豆倒三叶叶片，测定叶片可溶性蛋白和丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性，研究干旱胁迫对以上生理指标的影响以及复水后补偿效应。结果表明：开花期，轻度干旱和重度干旱胁迫均使叶片可溶性蛋白和MDA含量以及POD活性显著升高，轻度干旱胁迫使SOD活性显著升高。鼓粒期，大豆受干旱胁迫影响后，叶片可溶性蛋白含量、MDA含量、SOD活性显著升高，但POD活性显著降低。复水对大豆叶片可溶性蛋白含量、MDA含量和SOD活性均出现补偿效应，但对POD补偿效应不明显。由此可见，干旱会对大豆叶片造成过氧化伤害，主要表现在抗氧化酶和渗透调节物质含量的提高，同时复水可使大豆叶片由干旱造成的过氧化伤害得到缓解，表现出不同程度的补偿效应。

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11. 生物可降解地膜的应用效果及存在问题

郭波, 杨振, 何文清, 刘家磊

中国农业气象 2023, 44 (11): 977-994. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2023.11.001

摘要（290）

PDF（pc）（625KB）（318）

地膜覆盖栽培技术在给农业生产带来增产、增收的同时，由于对聚烯烃塑料地膜的长期使用，回收率不高等问题的存在，使其积存土壤中，造成严重的污染问题。在地膜残留严重的区域，土壤结构受到严重破坏，耕地质量下降，农业操作受阻，作物的出苗、营养吸收及根系生长发育受到限制。生物降解地膜在自然环境条件下可被细菌、真菌和放线菌等微生物降解，最终分解成CO₂和H₂O，不仅对土壤无污染而且对农作物的生长发育有促进作用，成为解决白色污染问题的有效途径之一。对生物降解地膜的不断深入研究，表明其对土壤环境及农作物产量等均有不同程度的影响，这些影响在不同区域和作物上存在较大的差异性，无法简单通过一项或者几项试验直接得出生物可降解地膜较塑料地膜PE优秀的结论。本文通过综述近年来有关生物可降解地膜对土壤环境和农作物生长发育及产量影响研究的结果，比较使用生物可降解地膜（BM）和塑料地膜（PE）处理后的各种实验效果，分析其优劣性并对生物可降解地膜性能的改进提出建议，以期不断完善生物可降解地膜的性能，实现农业科技的可持续发展。总结分析表明，（1）生物可降解地膜可以提高土壤温度和湿度，满足作物生长前期所需，加快出苗，缩短生长周期，同时对土壤有机质、有效氮和土壤酶活性等产生有益的影响，提高土壤养分含量。在微生物方面，生物可降解地膜可以促进土壤微生物含量和土壤呼吸速率的增长。同时，生物降解地膜具有较PE地膜优秀的减草能力，其中以黑色生物可降解地膜效果最佳，能够有效减少田间杂草数量，保证作物所需营养的供给。（2）在农作物方面，生物可降解地膜能在玉米生育前期和中期促进玉米生长，缩短生育时期，并提高产量。覆盖生物可降解地膜处理的棉花籽棉产量与PE地膜处理无显著差异，覆膜处理较裸地在产量上有显著提升。生物可降解地膜处理的马铃薯在生长前期因为土壤温度增加导致发芽更快，显著缩短生育周期，提早上市，并且较PE地膜和裸地能显著提高产量，其中黑色生物可降解地膜效果最明显。对于谷子作物，覆盖生物可降解地膜处理下的产量与PE地膜处理无显著差异，覆膜处理在产量上较裸地处理均有显著提升。而对于生长周期较短的番茄、茄子和甜菜等蔬菜作物，生物可降解地膜能够长时间发挥保温增墒的作用，促进作物快速生长，最终产量与覆盖PE地膜处理无明显差异甚至有小幅提升，且较裸地处理有显著提升。（3）提出生物可降解地膜现存的不同成分对土壤及农作物的影响问题、降解可控问题和成本问题，如降解速度难以控制、生物可降解地膜不完全降解导致的环境问题、技术成熟度不高以及价格较高的问题，同时对今后的研究发展方向提出建议，对生物可降解原料进行改性创新，降低成本，并对生物可降解地膜的降解机理进行调控，加强生物降解地膜的原材料、配方和生产工艺的研究，研发高性能、多功能化的生物可降解地膜，同时满足区域适用性和作物适用性的新型生物可降解地膜，为生物降解地膜向更多区域和更多作物种类的推广应用奠定理论基础。

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12. 陕西县域苹果种植风险评估与保险费率厘定

杨晓娟, 孙靖博, 孙彦坤, 刘园, 白薇, 陈迪, 韩锐, 刘布春

中国农业气象 2022, 43 (10): 798-809. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2022.10.003

摘要（289）

PDF（pc）（7242KB）（193）

苹果是陕西农业特色经济的支柱产业，但在种植过程中面临着严重的气象灾害风险，农业保险在分散和转移其风险方面未能充分发挥效能。根据陕西省30个苹果基地县1981−2019年苹果种植面积、产量和单产数据，采用数理统计、产量损失分布模型和最优分布模型筛选等方法，评估各基地县苹果种植风险并厘定苹果种植保险费率。结果表明：1981−2019年，陕西省30个苹果基地县苹果种植面积、产量和单产均呈波动上升趋势，洛川、礼泉和淳化种植面积和产量位居前列，多年平均种植面积分别为2.12万hm²、2.01万hm²和1.94万hm²，平均产量分别为33.19万t、51.26万t和34.28万t；礼泉和扶风县单产较高，多年平均单产分别为19.71t•hm⁻²和16.89t•hm⁻²。30个基地县苹果发生灾害的平均概率为29.72%，轻、中、重和巨灾发生的平均概率分别为17.41%、7.21%、2.99%和2.11%；延川和千阳县巨灾发生概率最高，分别为24.18%和20.79%。研究区域重灾和巨灾发生概率与种植面积呈负相关，其相关系数均为−0.50。30个基地县苹果种植的平均费率为5.23%，费率最高的是延川县的18.37%，其次是千阳县的16.61%；礼泉、洛川和淳化县三大苹果种植基地县的费率则相对较低，分别为7.12%、7.35%和8.63%。因此，延川和千阳等高风险种植区“北进西扩”需谨慎，洛川、礼泉和淳化的种植优势可继续保持，凤翔等低风险地区应考虑扩种。在自然灾害风险较低的地区增加苹果种植面积能在空间上有效分散风险，在推进苹果农业保险时，建议因地制宜实行差异化费率，保证费率的科学性，提高农业保险的效能。

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13. 基于SPEI指数分析河西走廊气象干旱时空变化特征

薛华柱, 李阳阳, 董国涛

中国农业气象 2022, 43 (11): 923-934. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2022.11.006

摘要（284）

PDF（pc）（5405KB）（320）

利用河西走廊1965-2017年21个气象站点逐日气象数据，基于Penman-Monteith蒸散模型计算不同时间尺度的SPEI，分析河西走廊气象干旱的变化趋势、发生频率和持续时间等时空变化特征。结果表明：（1）近53a来河西走廊月、季、年尺度SPEI均呈显著上升趋势，即干旱有显著减弱趋势，但个别站点干旱持续时间较长，其中武威站在2013年持续时长达到11个月；（2）河西走廊四季均存在变湿趋势，且冬季变湿显著，其中春、夏、秋季干旱呈不稳定变化，而冬季在1989年前后发生突变，由干旱向湿润突变；（3）河西走廊干旱的空间分布具有明显的区域特征，干旱区域主要集中在西北部，湿润区域主要集中在南部；（4）不同时间尺度各等级干旱发生频率的变化规律具有一致性，轻中旱发生频率远高于重特旱，且年、季尺度重特旱发生相对高频区空间分布特征与轻中旱正好相反。总之，近53a来河西走廊干旱呈减弱趋势，有利于当地的农业生产开展和生态环境改善，但该区域气候变化较复杂，需要注意局部干旱情况。

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14. 深度学习技术在农业干旱监测预测及风险评估中的应用

黄睿茜, 赵俊芳, 霍治国, 彭慧文, 谢鸿飞

中国农业气象 2023, 44 (10): 943-952. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2023.10.007

摘要（278）

PDF（pc）（343KB）（348）

人工智能技术的发展，特别是深度学习的出现，推进了农业新发展，是农业现代化生产的新方向。深度学习具有学习能力强、覆盖范围广、适应力强、可移植性好等优点，其开发模拟数据集可以解决实际问题，在农业干旱的监测预测及风险评估中的应用越来越广泛。本文采用文献综述方法，归纳农业干旱监测预测评估技术的发展与应用，总结深度学习模型的原理、优势和不足，概述深度学习模型在农业干旱监测预测及风险评估方面的实际应用，探讨深度学习数据集要求大、数据预处理耗时长、预定义类别范围窄、遥感图像复杂的问题，并对未来研究方向进行展望。结果表明，近年来农业干旱监测预测及风险评估技术取得重要进展，然而由于农业系统的非线性及干旱灾害发生的复杂性，现有技术在适用地域、对象和精准性等方面仍难以满足新形势下实际农业生产的需求。深度学习方法为农业干旱研究提供了新手段，但深度学习模型无法准确表达作物生长具体过程与机理，可尝试探索通过深度学习模型和作物生长模型的耦合来确保深度学习模型的可解释性。对于修正预测序列中存在的误差，可建立基于深度学习模型与大气环流模式的耦合模型，进一步提升模型对中长期农业干旱的预测能力。针对灾害样本容量有限问题，加强基于深度学习和迁移学习的农业干旱监测与评估研究，可进一步提高农业干旱精细化监测与评估精度。针对影响农业干旱形成的因子具有数据量大、类型多样、非线性的特点，采用深度学习与信息融合相结合的方法，可进一步提高区域农业干旱监测预测及风险评估精度。因此，深度学习模型与作物生长模型的耦合、融合深度学习模型和大气环流模式的农业干旱预测、基于深度学习与迁移学习的农业干旱精细化监测与评估、深度学习与信息融合技术相结合的区域农业干旱监测预测及风险评估是未来深度学习技术在农业干旱监测预测及风险评估中应用的发展趋势。

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15. 全球气候变化下土壤呼吸对温度和水分变化的响应特征综述

冉漫雪, 丁军军, 孙东宝, 顾峰雪

中国农业气象 2024, 45 (01): 1-11. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2024.01.001

摘要（278）

PDF（pc）（724KB）（302）

气候变暖、降水格局变化等是气候变化的主要表现形式，也是影响土壤呼吸主要的非生物因素，探明气象条件（温度、水分）对土壤呼吸影响及作用机制是理解陆地生态系统碳循环的重要内容之一。本文对近年来国内外学者关于温度和水分对土壤呼吸的影响及机制的研究进展进行综述。结果表明，（1）气候变暖与土壤呼吸存在正反馈调节，但温度适应性削弱了二者的反馈关系。增温时长和土壤碳储量不同导致温度对土壤呼吸的影响具有时空差异。土壤呼吸对温度适应性机制主要包括土壤微生物适应性、底物消耗和土壤矿物质活化等。（2）降水对土壤呼吸的作用取决于土壤初始水分含量。当土壤含水量低于萎蔫系数时，降水不仅增加土壤含水量还可促进土壤呼吸，在土壤含水量接近田间持水量时土壤呼吸达到最大值，当土壤含水量达到饱和值时土壤呼吸又会受到抑制。水分对土壤呼吸影响机制主要为替代效应与阻滞效应、底物供给、微生物胁迫以及根系响应等。（3）土壤呼吸与土壤温度、水分的耦合关系取决于土壤水热因子配比，当土壤温度成为胁迫因子时，降水引发的土壤水分含量升高对土壤呼吸的激发效应被低温的负面影响所抑制；当土壤水分成为胁迫因子时，气候变暖引发的土壤温度升高对土壤呼吸的促进作用被干旱的负面影响所抵消，进行土壤呼吸研究时需充分考虑土壤温度和水分的交互作用。为更全面深入地明晰陆地生态系统土壤碳排放扰动因素，未来气候变化下土壤呼吸与环境关系等相关领域研究应为重点方向，一是加强多因素交互作用对土壤呼吸影响的研究，并定量化研究土壤呼吸组分；二是持续关注土壤呼吸对土壤初始温度和温度波动的响应特征，探索生物多样性或群落结构组成对土壤呼吸的影响。

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16. 河南强筋小麦种植品质达标的关键气象因子分析

成林, 申晓晴, 韩耀杰, 郭康军

中国农业气象 2023, 44 (01): 47-57. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2023.01.005

摘要（269）

PDF（pc）（1044KB）（141）

为提高优质小麦气象服务针对性，根据2017-2019年河南省72个县（区）6个强筋、中强筋小麦品种的287份小麦样品品质测定资料、对应气象因子和小麦发育期观测资料，利用Pearson相关分析、LSD多重比较和敏感系数等方法，明确了影响河南省强筋小麦种植品质的关键气象因子。结果表明：除豫南南部和豫西地区外，河南省大部分地区适宜发展优质强筋小麦。硬度指数、粗蛋白质等6项品质指标不同程度受拔节后气象条件影响，其中拔节−抽穗期和成熟−收获期的气温和日照时数对大部分品质指标影响显著，开花−灌浆期气温和日照时数主要影响硬度指数、沉淀值和吸水量，成熟−收获期降水量对面粉吸水量有负影响。比较敏感系数SV_(i)的绝对值，沉淀值对拔节−抽穗期平均最高气温最敏感，SV_(i)达0.7954。不同生育期影响强筋小麦种植品质达标的关键气象因子分别为：拔节−抽穗期平均最高气温、空气相对湿度和日照时数，开花−灌浆期空气相对湿度，以及成熟−收获期平均气温。研究结果说明影响河南省强筋小麦种植品质最重要的气象因子为气温。

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17. 作物模型应用与遥感信息集成技术研究进展

彭慧文, 赵俊芳, 谢鸿飞, 房世波

中国农业气象 2022, 43 (08): 644-656. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2022.08.005

摘要（268）

PDF（pc）（379KB）（244）

作物模型和遥感技术以各自独有的优势在作物生产监测、评估及未来预测等方面发挥着关键作用。作物模型与遥感信息集成技术在大尺度、高精准的农业生产监测、评估与预测上具有明显的应用优势和广阔的发展前景。为了促进这些技术在区域尺度上的作物产量预测、农业气象灾害影响评估及农业应对气候变化决策等方面更加广泛地应用，本文采用文献综述的方法，系统归纳了欧洲、美国、澳大利亚及中国作物模型的发展与应用，总结了当前主流的数据集成方法的原理、特点和不足，概述了作物模型与遥感信息集成技术的实际应用，探讨了提升数据集成精度存在的问题，并对未来研究方向进行展望。结果表明，国内外对于作物模型及其与遥感数据集成的研究与应用广泛而深入，利用同化方法能够有效提高作物模型模拟精度，为作物模型实现区域尺度作物生长及产量评估、气候变化对产量影响、农田管理决策等提供技术支撑。作物模型模拟结果及遥感反演数据的不确定性、数据同化策略的多样性以及尺度效应是进一步提高集成系统精度与效率的限制因素。因此，遥感数据多源融合、同化过程多变量协同、作物模型多类型耦合以及数据高性能并行计算是未来作物模型与遥感数据集成研究的发展趋势。

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18. 基于Copula函数分析华北地区年高温干旱复合事件发生特征

俞昕, 张琪, 杨再强

中国农业气象 2023, 44 (08): 695-706. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2023.08.005

摘要（263）

PDF（pc）（2053KB）（356）

基于华北地区36个气象站1960−2019年逐日最高气温和降水数据，识别逐年高温强度和干旱强度，利用Copula函数构建高温强度和干旱强度的二维联合累积概率分布函数，分析不同类型高温干旱复合事件的重现期以评估复合事件的发生特征。结果表明，对年高温日数和干旱强度进行边际分布拟合时，GEV函数在更多的站点效果最好；将年高温日数和干旱强度进行二维联合，应用最多的Copula函数为Symmetrised Joe-Clayton函数。相比于高温强度，干旱强度对复合事件联合重现期的影响更大。华北地区西南部更容易发生高温强度高的复合事件，中南部更容易发生干旱强度高的复合事件。华北地区高温干旱复合事件不同区域的主导因素存在差异，需针对不同区域复合事件的特征采取措施以减轻其带来的危害。

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19. 基于Meta分析华北冬小麦高产高效协同提升灌溉方案

周丽涛, 孙爽, 张镇涛, 张方亮, 郭世博, 石延英, 杨晓光

中国农业气象 2022, 43 (07): 515-526. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2022.07.001

摘要（260）

PDF（pc）（1251KB）（287）

目前针对灌溉对冬小麦产量和水分利用效率影响研究大多基于单点实验，受气候、土壤等因素影响，研究结果可比性较差，且难于获得区域结论。本文通过检索搜集获得186篇大田实验文献，共1876对观测数据，采用Meta分析方法分析明确了灌溉对华北冬小麦产量和水分利用效率的影响，揭示了不同区域、降水年型、土壤质地和施氮量水平下灌溉对产量和水分利用效率的影响差异，明确了不同情景下华北冬小麦产量和水分利用效率协同提升的最佳灌溉量。研究结果表明，与生长季内不灌溉相比，灌溉使华北冬小麦总体增产32.0%～38.3%，水分利用效率降低27.3%～30.1%。冬小麦生长季降水量<150mm的西北区域灌溉增产幅度（39.6%～53.5%）高于降水量>150mm的东南区域（24.3%～27.1%），灌溉后水分利用效率降低幅度（32.4%～37.5%）高于东南区域（22.0%～24.3%）。冬小麦高产高效的生长季内最佳灌溉量西北区域为150～180mm，东南区域为120～150mm；干旱年、平水年和湿润年均为灌溉两次效果最佳，且最佳灌溉时期分别为拔节期和开花期、拔节期和抽穗期、拔节期和孕穗期，最佳总灌溉量均为120～150mm；壤土条件下灌溉对冬小麦增产效果最佳，黏土条件下水分利用效率降低幅度最小，沙土、壤土、黏壤土和黏土四种土壤质地下冬小麦最佳灌溉量分别为60～90mm、120～150mm、180～210mm和150～180mm；施氮量在120～240kg·hm⁻²时，灌水80～140mm增产节水效果最佳，其中灌水110～140mm条件下冬小麦产量更高，而灌水80～110mm冬小麦水分利用效率更高。综上所述，华北地区冬小麦在湿润年型下拔节和开花期灌溉，平水年型下拔节和孕穗期灌溉，干旱年型下拔节和抽穗期灌溉，总灌溉量为120～150mm，可实现高产节水，若该区域为壤土，同时施氮120～240kg·hm⁻²，冬小麦可实现产量和水分利用效率的协同提升。关键词：华北冬小麦|产量|水分利用效率|协同提升|Meta分析方法

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20. 基于高分六号卫星红边波段的森林蓄积量遥感反演——以西宁市针叶林为例

任枫, 王琦, 杨佳, 任庆福

中国农业气象 2022, 43 (05): 408-420. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6362.2022.05.007

摘要（256）

PDF（pc）（839KB）（166）

红光波段和近红外波段常被作为森林蓄积量反演的敏感波段，介于两者之间的红边波段往往被忽略，为了明确红边波段对森林蓄积量的遥感反演精度的影响，本研究基于高分六号卫星宽幅影像（GF6-WFV），结合西宁市2014年森林资源二类调查数据，从光谱特征、植被指数、地形因子、影像纹理等4个方面选取蓄积量反演的自变量，采用多元线性回归（MLR）、随机森林（RF）模型，分析比较了有无红边波段对西宁市针叶林蓄积量遥感反演精度的影响。结果表明：（1）无红边波段（No Red-Edge）和加入红边波段（Red-Edge Added）两组处理的纹理特征变量降维后，其主成分信息主要解释了红外、近红外以及红边1波段的纹理特征。（2）与蓄积量相关的光谱特征变量：No Red-Edge处理主要包括红边波段和近红外波段的地表反射率，Red-Edge Added处理主要为红边1波段的地表反射率；植被指数变量：No Red-Edge处理主要包括NDVI和SAVI，Red-Edge Added处理为MTCI。（3）加入红边波段后，RF模型的R²优于MLR模型，分别为0.6719和0.5487，RF模型的均方根误差（RMSE）小于MLR模型，分别为26.3m³hm⁻²和20.8m³hm⁻²。（4）去除模型对反演精度的影响后，相对于No Red-Edge，Red-Edge Added处理的反演结果与观测值拟合的R2提高了11.6%，RMSE降低了9.1%。说明加入红边波段可显著提高西宁市针叶林蓄积量的反演精度，研究结果可为森林蓄积量的遥感反演提供科学依据。

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