利用喀什市1981-2010年0.8、1.6和3.2m逐月平均地温资料，计算各深层地温气候趋势系数和气候倾向率，并对其变化规律进行研究。结果表明：(1)近30a来，喀什市各深层地温的年均值呈明显的阶段性特征，1984-1992年呈极显著下降趋势（P＜0.01），1996-2004年呈极显著上升趋势（P＜0.01），全分析期各层地温线性变化趋势不显著。季节变化上，各深层平均地温在冬、春季均呈不显著上升趋势，夏季和秋季各层地温均呈下降趋势，其中0.8m土层在夏季（P＜0.01）、1.6m土层在秋季（P＜0.05）分别达到极显著和显著下降水平。(2)年代际变化上，20世纪80年代各层平均地温均高于90年代和21世纪初10a。(3)气温的变化是影响深层地温变化的主要因素之一，气温与各深层地温之间呈正相关关系；降水对深层地温也有一定影响，深层平均地温较低与降水量的增加有关。(4)Mann-Kendall突变检验表明，喀什市0.8、1.6m深层地温年均值在1985年和2009年发生了突变，3.2m深层地温年均值在1985年和2008年发生了突变。研究结果可为指导喀什农业生产、应对气候变化提供科学依据。

2011-2013年，在大田利用人工防雨棚开展了不同干旱水平下的冬小麦种植试验，设置土壤相对湿度分别为80%（CK）、60%(T2)和40%(T1)3个处理水平,对各处理不同生育期各器官干物质质量、可溶性糖含量和产量及其构成要素进行观测分析。结果表明，冬小麦不同器官干物质质量和可溶性糖含量因受干旱影响程度、胁迫时间以及发育期进程的不同而发生改变。与CK相比，T2处理（60%）冬小麦在受胁迫初期茎和鞘干物质质量出现不同程度的增加，扬花期及以后发育期表现为减少趋势；而叶和根干物质质量总体上在整个生育期均呈现不同程度的减少，前期减幅大后期减幅小；不同营养器官可溶性糖含量均有不同程度增加；产量构成要素主要表现为不孕小穗增加、穗粒重减小和千粒重下降。T1处理（40%）冬小麦根、茎、叶和鞘干物质质量均有大幅减少；冬小麦产量构成要素均受到明显影响（P＜0.05）。干旱条件下（T2和T1处理），冬小麦茎秆干物质转运量和转运效率较其它营养器官显著提高（P＜0.05），但与对照差异不显著。结论：干旱造成冬小麦不同器官干物资分配格局发生改变，可溶糖含量升高；促使茎秆干物质向穗部转移效率增加、对籽粒贡献率提高；导致冬小麦衰老提前和产量降低。

地处低纬高原的云南烟区UVB辐射强度变化对烟草的质量形成有重要影响。试验设0.252（T0）、0.526（T1）、0.571（T2）和0.616（T3）mW·cm-2共4个UVB辐射强度处理模拟云南不同海拔高度上UVB辐射强度的差异，以自然环境为对照（CK），研究其对大田烤烟（品种为K326）叶片光合水平、生理特征和化学品质的影响。结果表明：4个UVB辐射强度处理中，强度越大对K326叶片Pn、Tr及Gs值产生的影响越大；适当增强的UVB辐射有利于提升叶片的光合作用能力，可提高和维持叶绿素和类胡萝卜素含量及WUE水平；适量的UVB辐射还可促进烟叶化学成分的协调性，最终提高烟叶化学品质。研究结果可为正确评估UVB辐射对烟草种植的潜在影响提供一定理论依据。

基于漳州、齐齐哈尔、洛川、乌鲁木齐和拉萨5个代表不同气候和地貌类型的气象站1963-2012年实测资料，选用Hargreaves法、Thornthwaite法、Mccloud法和PM法（参考方法）进行潜在蒸散量（PET）的估算，通过PET估算值计算不同时间尺度的干旱侦测指数（RDI），并对计算结果进行差异性分析，旨在探讨该指数在中国不同气候区域的适用性。研究表明，Thornthwaite法整体上估算的PET值较高，Hargreaves法估算的较低，Thornthwaite法与PM法的计算结果最接近。PM法和Thornthwaite法、Hargreaves法和Mccloud法分别遵循相同的年度模式，但各站点呈现的波动情况不一致；4种方法计算的5个站点RDI年尺度值结果接近，差异性分析效果也较好。各种PET方法计算的6个月和3个月时间尺度的RDI值，仅漳州站中的Hargreaves法与其它3种方法计算结果存在较大差异，变化趋势也不一致，其它各站计算结果总体上差异较小，说明各种PET估算方法均适合在国内计算长时间和中短时间尺度的RDI，但各站的最佳PET估算方法则不同。

利用2010-2012年冬季塑料大棚内外气象资料，分析晴天、多云、寡照3种天气类型下的单、双层棚内气温变化特征，采用逐步回归方法构建适于杭州地区的棚内日最低气温预报模型，并对模型进行拟合和预报试验。结果表明：单、双层棚内气温变化趋势基本一致，晴天、多云条件下日变化剧烈，阴雨寡照下较平缓。棚内日最低气温在晴天、多云条件下比寡照时低，易出现低温危害。棚内外日最低气温温差单层棚平均为20℃，双层棚平均30℃。日最低气温预报模型拟合结果表明，单、双层棚内日最低气温拟合值与实际值的均方根误差（RMSE）分别小于1.0℃和0.5℃，晴天、多云和寡照3种天气类型下，单层棚分别为0.5℃、1.3℃和0.7℃，双层棚分别为0.4℃、0.3℃和0.5℃；实际预报检验表明，模型具有较高的模拟精度和较强的实用性。

于青稞成熟期（2012年7-8月）选取西藏一江两河地区青稞主产地8个县，每县选择21个青稞连片种植区，对耕层（0-20cm）土壤进行取样，在实验室测定土壤氮、磷、钾等速效养分含量，同时在相应地块采集1m2样方上的青稞成熟植株，称取青稞籽粒重量，并对青稞产量与速效氮、磷、钾养分的相关性进行分析。结果表明：青稞产量与土壤碱解氮含量呈极显著正相关关系（P＜0.01），与速效钾含量的正相关关系显著（P＜0.05），与速效磷含量的相关性不显著，说明西藏一江两河地区青稞产量对碱解氮的依赖性大，氮素是青稞生长的限制因子。今后可通过调整施肥结构，合理增施氮肥弥补西藏一江两河流域青稞主产地土壤氮素不足从而增加青稞产量。

以河套灌区玉米为研究对象，设7个玉米播期，从4月1日开始每10d一个播期，通过观测玉米生育期气象条件和不同播期玉米叶面积指数，建立玉米叶面积指数LAI动态模型。首先建立以生理日数为自变量的普适模型，利用该模型计算的第1-4播期玉米叶面积指数最大值出现在吐丝期后23～26d，第5-7播期的LAI最大值则出现在吐丝期后13～19d，模型对准确描述叶面积指数生长规律有一定局限性。然后，以积温为自变量对模型进行修订，结果显示该模型计算的第1-4播期的LAI最大值点的活动积温为1901.2～1996.7℃·d，第5-7播期的则为1579.7～1825.6℃·d，但该模型并未剔除低于10℃的无效积温，仍有一定局限性。最后，采用修正的Logistic方程构建玉米相对叶面积指数动态普适模型，方程均通过0.01水平的显著性检验，标准化后数据点的离散程度明显下降,出苗后有效积温达1004.4℃·d时河套地区玉米叶面积指数达最大值。研究结果可为准确模拟玉米叶片生长及光合产物分配提供依据。

利用南昌市5个国家气象站1960-2012年逐年6月下旬-7月上旬的日平均气温、日最高气温统计资料，根据江西省地方标准《江西省双季稻气象灾害指标》，分析近53a当地早稻灌浆成熟期高温逼熟气象灾害的发生周期及时空分布特征，并就其对早稻产量及其构成因素的影响进行分析。结果表明：（1）南昌高温逼熟气象灾害平均2a一遇，且近53a来灾害有由轻度转为重度发生的趋势；（2）南昌地区高温逼熟灾害的出现有较强的空间分布规律，重度高温逼熟南部多、中部少、北部无；轻度高温逼熟中部多、南北少。（3）轻度高温逼熟年份中，温度越高水稻空壳率越低、结实率越高，有利于产量形成；重度高温逼熟年份中，温度越高空壳率越高、结实率越低，不利于产量形成。说明轻度高温逼熟对早稻产量基本无不利影响，而重度高温逼熟应积极防御。研究结果有利于合理安排早稻播期及双季水稻种植结构的调整。

利用鲁北地区滨州市、德州市和聊城市1989-2011年棉花单产资料和各生育期降水量资料，运用三次多项式拟合趋势产量，进而分离气象产量，计算气象灾害造成的棉花减产率，定义减产且干旱的年份（共33个）为有效样本。根据棉花各生育期的降水量和需水量计算缺水量，并设定棉花全生育期的干旱指数。构建面板随机效应模型，定量分析干旱指数（DI）与因干旱造成减产率（DYLR）的关系，即DYLR=0.0003766D1。结果表明，当鲁北三地DI＜91.08mm时，单位理赔金额为0；当DI≥91.08mm时，启动赔付，单位理赔金额为保险金额与因干旱造成减产率的乘积。因此干旱指数保险赔付触发值为91.08mm，鲁北三地33个有效样本中有15个样本达到赔付标准。棉花干旱指数保险理赔金额的确定，可避免因信息不对称产生的市场失灵问题，降低经营成本，提高理赔效率，最大程度调动农民投保防灾的积极性。

试验设地面覆膜和树冠盖膜防霜措施，并将其与灌水、喷药、烟熏等传统防霜措施进行有机结合，形成共9个防霜措施试验设计，以无防霜措施为对照，通过2013年4月6日（最低气温-4.7℃）、10日（最低气温-3.1℃）两次霜冻天气过程进行防霜试验。结果表明，各种防霜措施均有一定保温防霜效果，其中以树冠盖膜、地表覆膜烟熏和无膜桃园喷药（碧护）烟熏3种措施的防霜效果最佳，桃树冠层1m处平均最低温度较对照偏高1.7～3.0℃，0℃以下低温持续时间减少6～7h，桃花受冻率降低25.3～68.7个百分点。各试验处理两次霜冻过程花蕾均未受冻，但对照桃园蕾苞有明显受冻现象，受冻率分别达33.3%和50.0%。利用试验及相关调查资料，分析蜜桃花期霜冻灾害指标，并建立统计模型对不同低温及其持续时间下的桃花受冻率进行测算，测算结果与实况调查基本一致。因此，根据桃树春季花蕾期不同发育进程和霜冻强度，选择适宜的防霜措施，对有效防御花期霜冻灾害，减轻冻害损失具有一定指导意义和推广前景。

从山西省阳城县1957-2013年春季晚霜冻出现日期中找出最晚出现日期作为0点，求出各晚霜冻日期与0点的相对日期，将灾变点的相对日期确定为灾变阈值。绘制相对日期年际变化曲线和阈值水平线，把二者第二个交点及之后各交点分别到第一个交点的间距作为灰色GM(1,1)模型建模的原始数据序列，从而建立GM(1,1)传统模型，利用优化序列、优化背景值和灰数等维递补方法逐步改进模型，并对各改进型模型进行相对误差、方差比和小误差概率检验，将检验后的最优模型用于预测晚霜冻。结果表明，3种改进方法同时结合后所建模型的预测效果最理想，用来预测晚霜冻具有较高的可信度，根据模型预测，阳城县在2001年最后一次出现晚霜冻后，未来出现晚霜冻的年份为2030年和2044年。研究结果旨在为当地农业生产防御晚霜冻提供可参考的理论依据。

以北京市山区春玉米和平原区夏玉米产量作为研究对象，利用气候资料和统计资料驱动，就WOFOST模型对北京地区玉米产量模拟的适用性进行评估，并基于模型开展北京地区玉米干旱灾害损失评估研究。结果表明：（1）山区春玉米和平原区夏玉米的产量模拟值与统计年鉴统计值的符合度指数均达0.9以上，模拟结果平均误差小于10%，说明WOFOST模型在北京地区春玉米和夏玉米的产量模拟方面具备较强的适用性；（2）在本文定义的干旱指数体系下，初夏旱对春玉米的产量影响较大，其中初夏轻旱导致春玉米减产率达15.91%，初夏重旱使春玉米减产率达22.99%；春旱和伏旱对春玉米、初夏旱和伏旱对夏玉米产量影响均较小，减产率均在10%以下。研究结果可为北京地区玉米生产和抗旱减灾提供科学依据。

通过分析近32a（1980-2011）荆州棉花生长季降水量资料，针对棉花4个生育期对水分的需求，进行作物旱涝等级划分。结果表明，荆州棉花生长季内发生的水分胁迫以渍涝为主，无干旱胁迫；苗期降水量普遍多于需求，渍涝风险高；蕾期和吐絮期发生渍涝的频率远高于干旱，且多发生大涝和重涝；花铃期干旱发生频率略高于渍涝。将研究区历年棉花产量分离为趋势产量和气象产量，气象产量与各生育期旱涝程度的相关关系表现为，气象产量与全生育期和花铃期降水距需百分率呈极显著负相关（P＜0.01），与吐絮期降水距需百分率呈显著负相关（P＜0.05）。棉花生长季内降水量超出需求越多，气象产量越低；除降水量显著偏少的年份外，降水越少，气象产量越高。通过采用距需百分率法划分棉花各生育期的旱涝等级，充分揭示了各生育期需水量与降水总量间的平衡与矛盾，对江汉平原棉花种植区不同旱涝年景及不同月份的田间水分管理与高效利用具有一定指导意义。

利用东北地区153个气象站1961-2010年逐日气温资料，采用统计学方法分析水稻障碍型低温冷害的气候特征，并与孕穗期和抽穗-开花期温度进行相关分析。结果表明：东北大部水稻障碍型低温冷害事件呈减少趋势，且其区域性分布较明显，表现为吉林大部在水稻孕穗期、辽宁局部在抽穗期低温冷害呈增加趋势；近50a低温冷害发生站次年际波动较大，总体呈减少趋势，但2001-2010年冷害发生站次明显增多；障碍型低温冷害对发育期气温变化较敏感，二者呈显著负相关关系，温度每升高1℃，整个东北地区低温冷害发生站次减少35个；对冷害和发育期气温的年际、年代际变化特征进行分析发现，发育期气温升高导致低温冷害减少是年代际和年际变化共同影响的结果。

脆弱性是灾害学研究的核心科学问题之一，研究雹灾承灾个体脆弱性可为防御雹灾风险提供科学支撑。本文通过梳理脆弱性基本概念，综述了国内外基于测雹板、遥感反演及实验模拟方法对作物、建筑、汽车等主要雹灾承灾体脆弱性评估研究的进展。结果表明，在雹灾承灾个体脆弱性评估中，不同研究在指标选择、研究手段和结果表达形式方面差异较大，但趋于重视机理和定量研究。（1）在降雹数据获取上，对于作物多基于测雹板监测及实验模拟，而建筑及汽车则多采用雷达遥感反演；(2)在致灾强度指标选择上，研究初期指标选择差异较大，后来许多研究将降雹动能作为雹灾强度指标；(3)在脆弱性函数形式上，构建了线性和曲线脆弱性函数，一些研究表明Logistic曲线是预测作物、汽车、建筑等雹灾脆弱性的最佳函数。今后应加强基于脆弱性形成过程的机理模型研究，以期为雹灾风险研究打下基础。

作物氮素状况是评价土壤肥力和作物长势的重要指标，叶片氮素状况的实时无损估测对合理氮素管理、提高产量和改善品质具有重要意义。本文选择不同氮处理条件下的马铃薯作为研究对象，利用AISA Eagle机载高光谱成像系统获取试验区的高光谱图像，在对图像进行精确的几何、辐射校正和反射光谱重建基础上，提取每个处理马铃薯冠层的高光谱数据。选取波长430-910nm范围内原始光谱R及其D1(R)、D2(R)、Log(1/R)、DLog(1/R)、D2Log(1/R)5种变式数据，根据田间同步采样叶片的氮素含量数据，利用偏最小二乘回归法(PLSR)构建了马铃薯叶片氮素含量的光谱预测模型，并进行全氮含量填图。结果表明：基于一阶导数光谱D1(R)的偏最小二乘回归模型的效果最优，决定系数(R2)和校正均方差(RMSEC)分别为0.82、0.38%。将该最优估算模型应用到整个高光谱图像上，得到试验区马铃薯叶片全氮分布图，图像上氮的值域为3.35%～5.95%，与地面实测结果3.59%～5.89%基本一致，且叶片全氮值的大小分布与马铃薯长势分布一致。研究结果可为研制和开发基于高光谱成像技术的马铃薯叶片氮素预测方法提供理论和技术支持。

以低空间分辨率遥感数据为主要信息源提取大范围作物种植信息时，为克服混合像元影响，提高提取精度，提出一种基于多源数据和决策树的夏玉米种植面积估算方法。综合FY-3/MERSI数据的时间序列特征和TM数据的中空间分辨率光谱特征，在对作物物候历进行分析的基础上制定多时相决策树规则，融合多时相MERSI数据和TM数据，分析多源融合后NDVI时序数据的光谱特征确定阈值，提取夏玉米种植信息，根据农业统计数据验证种植面积提取精度为95.1%，根据野外调查数据验证位置精度为81.0%。研究结果可为大范围的作物种植信息准确提取提供方法支持。

农业气象旬、月报及灾情报告等是气象为农服务的主要产品，其可靠性、时效性要求高。针对目前材料编写需要耗费大量人力和时间，且对编写人员的专业水平和写作能力要求较高的问题，在气象GIS平台支持下，借鉴农业气象专家系统思路，提出基于拓扑原理的农业气象专业用语拆分与拓扑词库的构建方法，设计并构建了农业气象要素特征的时间表达和空间表达的专业用语词汇分类知识库，结合专业用语重组模型的初步研究成果，通过农业气象要素时空特征与专业词汇知识库的拓扑关联，实现了从农业气象观测数据的汇总统计、量化分析、图表生成、语言编辑等全过程的自动化，农业气象情报文档的实时自动化生成得以基本实现。研究结果表明：自动生成的情报文档清样比人工编写的文档更客观、全面、具体、准确，经过适当人工润色即可签发，大大缩短了人工编写文字材料的时间，减少了人为的主观偏差。该技术有助于将科学数据服务的支持技术从数据录入无纸化、管理电子化、统计表格化、分析图形化、展现可视化推向服务文档化的新阶段。

2014年春季全国大部夏收作物产区气温偏高，光温水匹配较好，气象条件总体利于夏收粮油作物生长发育。春播区大部气温偏高、墒情适宜，春播较为顺利。但春季南方雨日多，部分地区阶段性降水强、阴雨寡照重，不利于早稻秧苗生长以及冬小麦和油菜产量形成；西北、华北北部等地出现低温霜冻、大风沙尘天气，部分作物幼苗、果木花蕾和幼果受冻；云南中西部、陕西关中东部、河南西北部等地出现阶段性干旱，无灌溉条件地区夏收作物植株矮小，产量形成受到影响，春播困难。