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当期目录

2023年 第44卷 第09期    刊出日期:2023-09-20
农业气候资源与气候变化栏目
基于统计年鉴数据分析河南省农作物生产减碳特征
李洁, 聂红民, 许国震
2023, 44(09):  759-768.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.09.001
摘要 ( 204 )   PDF (535KB) ( 220 )  
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基于2000−2020年河南省生产投入、耕地面积、农作物播种面积和农作物产量等统计年鉴数据,选取化肥、农药、农用塑料薄膜、农用柴油和农业灌溉面积共5个指标,利用排放系数法计算河南省农作物生产投入碳排放,分析河南省农作物生产减碳特征,为农业生产实现绿色低碳转型提供理论依据。结果表明,除农业灌溉面积外,2000−2020年河南省各项农作物生产投入量基本呈现先增后减的趋势;各项农作物生产投入碳排放总量呈现先增后减的趋势,2015年达到最高峰867.32万t,至2020年碳排放总量比2015年减少10.27%;在21a的平均碳排放量中,化肥的排放量最高,其次是农用塑料薄膜、农用柴油、农药和农业灌溉,其占比分别是73.35%、9.41%、8.08%、7.77%和1.39%,化肥是主要碳排放源。2009−2020年河南省农作物生产投入的碳排放强度呈现先上升后下降的趋势,其中2015年达到最高值为1.0670thm−2,而到2020年,碳排放强度相比2015年降低了2.87%。研究发现,河南省农作物生产碳减排受政策影响效果显著。化肥作为农作物生产的主要碳排放源,减量增效仍然是重要的措施,其次应考虑合理使用农用塑料薄膜。加强政策引导,控制化肥和农药的使用量,实施减肥减药增效的措施,推广高质量高效绿色防控技术示范,规范农膜的使用和回收治理,都是减少河南省农作物生产碳排放的有效途径。
农业生物气象栏目
配施控释尿素对宁南山区春玉米生产的影响
王科捷, 王乐, 冯朋博, 卢圆明, 王晓苹, 柳雅倩, 康建宏, 梁熠
2023, 44(09):  769-781.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.09.002
摘要 ( 113 )   PDF (580KB) ( 81 )  
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2016年和2018年在宁南山区开展春玉米大田试验,采用单因素随机区组设计。试验设5个处理,分别为CK(不施氮),T1(基施常规尿素150kg·hm−2+大喇叭口期追施常规尿素75kg·hm−2)、T2(基施常规尿素75kg·hm−2+基施控释尿素75kg·hm−2+大喇叭口期追施常规尿素75kg·hm−2)、T3(基施常规尿素75kg·hm−2+基施控释尿素150kg·hm−2)、T4(基施控释尿素225kg·hm−2),分析尿素配施对春玉米干物质、氮素转运及产量的影响,以探究当地适宜的春玉米施肥方案。结果表明,(1)常规尿素与控释尿素配施较CK能显著提高产量,在T3处理下,2a平均产量高于常规或控释尿素单施处理,且在各处理中达最大值。(2)配施处理提高了玉米叶面积指数和生育前期叶面积指数增长速率,减缓了生育后期叶面积指数下降。(3)施控释尿素处理较CK、T1显著提高了成熟期的干物质积累量和籽粒氮素积累量;施控释尿素处理花前干物质转运量低,主要提高了花后干物质积累量和花后干物质积累量对籽粒干物质积累量的贡献率,且随控释尿素含量的增加呈先增后降趋势。与单施常规尿素相比,控释尿素处理提高了氮肥利用率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和肥料贡献率,均以T3增加幅度最高。综合2a试验结果,将控释尿素:常规尿素以2:1一次性基施,能节省人工又提高玉米产量,推荐宁南山区春玉米大田使用。
黄土高原半干旱区气候变化对荞麦生产的影响
贾瑞玲, 赵小琴, 刘军秀, 刘彦明, 张明, 方彦杰, 马宁
2023, 44(09):  782-794.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.09.003
摘要 ( 158 )   PDF (556KB) ( 144 )  
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基于2009−2019年甘肃中部半干旱区的定位观测试验,根据气象观测资料,采用线性回归分析、相关分析和通径分析研究气候变化对黄土高原荞麦生育期及产量的影响。结果表明,黄土高原半干旱区苦荞全生育期内气温极显著降低,气候变化倾向率为−0.81℃·10a−1(P<0.01),降水量极显著增多,气候变化倾向率为48.55mm·10a−1(P<0.01),日照时数极显著增加,气候变化倾向率为4.76h·10a−1(P<0.01);甜荞全生育期内气温极显著降低,气候变化倾向率为−0.82℃·10a−1(P<0.01),降水量极显著增多,气候变化倾向率为33.33mm·10a−1(P<0.01),日照时数极显著减少,气候变化倾向率为−28.98h·10a−1(P<0.01);甜荞、苦荞全生育期分别以0.53d·a−1和0.84d·a−1的速率显著缩短;甜荞、苦荞营养生长期随气温及日照时数增加而缩短,随降水量增多而延长,生殖生长期随气温及日照时数增加而延长,随降水量增多而缩短;研究期内苦荞产量增加,产量与全生育期内气温和日照时数分别呈极显著和显著负相关,与降水量呈显著正相关,气温是影响苦荞产量形成的关键因子;研究期内甜荞产量下降,产量与全生育期内气温、降水量及日照时数均呈显著正相关,全生育期气温和日照时数是影响甜荞产量形成的关键因子。
四川凉山地区多份荞麦种子萌发抗寒性评价
郑文, 朱明昆, 方忠艳, 陈钰楠, 杜含梅, 王安虎, 周永红, 吴丹丹
2023, 44(09):  795-804.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.09.004
摘要 ( 197 )   PDF (644KB) ( 153 )  
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荞麦是四川凉山等高海拔地区的主要粮食作物,为探究荞麦的抗寒能力,筛选适应凉山州极端气候的优异荞麦种质资源,以该地区推广和种植面积最大的5份甜荞(Fagopyrum esculentum Moench.)和13份苦荞[Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.]为材料,在4℃低温条件和22℃常温对照下进行种子萌发期抗寒性评价,测定胚根长、发芽率和发芽势等7项种子萌发生长指标,结合隶属函数分析、主成分分析和聚类分析对其抗寒性进行综合评价。结果表明:低温条件下,所有荞麦品种种子发芽延迟、发芽速度减缓;相比于苦荞,甜荞的7项萌发生长指标的平均相对值都保持较高水平,表明甜荞更有利于应对低温环境;隶属函数综合评价得出,荞麦各品种萌发期耐低温能力最强的为九寨沟栽培甜荞,其次为品甜3号,而对低温最为敏感的则是西荞6号。
基于DSSAT模型的关中地区冬小麦单产模拟及其影响因子
陈佳俊, 史晓亮, 丁皓, 史孟琦
2023, 44(09):  805-819.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.09.005
摘要 ( 183 )   PDF (4669KB) ( 132 )  
相关文章 | 计量指标
基于陕西关中地区冬小麦种植区域内2个田间试验点的大田试验和均匀分布的11个气象站点逐日气象等数据,利用DSSAT模型确定冬小麦品种遗传参数,继而模拟2001−2019年各站点冬小麦的关键物候期和单产,并分别运用M−K检验与Sen趋势分析法从站点和区域尺度揭示其时空演变特征与规律。在此基础上,利用灰色关联法和多元线性回归分析法,探究各生长阶段影响模拟单产的敏感气象因子及其贡献率。结果表明:(1)冬小麦开花期、成熟期和单产模拟结果的RRMSE平均值在杨凌(关中平原)田间试验点分别为0.91%、0.98%和7.87%,在长武(渭北旱塬)田间试验点分别为2.39%、1.35%和9.30%。区域物候模拟关中平原和渭北旱塬的冬小麦开花期和成熟期RRMSE分别为3.2%和3.0%,R2分别为0.71和0.73,区域单产的RRMSE分别为23.6%和11.2%。(2)武功站冬小麦播种−开花期和成熟期呈现推迟趋势,速率分别为0.70d·10a−1和0.22d·10a−1,而在其余站点均表现为提前趋势;关中平原和渭北旱塬各站点播种−开花期提前趋势分别达到2.30d·10a−1、1.20d·10a−1,播种−成熟期提前趋势均为0.60d·10a−1,关中平原物候期提前趋势高于渭北旱塬。模拟单产在蒲城、渭城站呈减少趋势,而在其余站点则表现为增加趋势;区域单产最低值和最高值分别出现在2013年和2017年。(3)多数站点日平均气温、日最低气温的增加在冬前生长期会促进冬小麦增产;日最高气温和总降水量的增加在越冬期对增产贡献较大;在返青抽穗期日最高气温升高会导致冬小麦严重减产,但相对湿度增加则会促进增产;多数站点日平均气温、日最低气温和日最高气温的增加在灌浆成熟期都会导致冬小麦减产。温度是影响关中地区冬小麦产量的主控因子,并在不同生长阶段对产量的影响差异较大。
农业气象灾害 栏目
江苏省不同风险区域春茶霜冻害特征分析
任义方, 王培娟, 钱半吨, 马云波, 孙庆飞
2023, 44(09):  820-833.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.09.006
摘要 ( 162 )   PDF (3344KB) ( 214 )  
相关文章 | 计量指标
利用1981−2020年全球大气再分析资料ERA5,基于表征茶树霜冻害程度的气象指标,构建春茶霜冻监测期风险指数(RI),选择k均值聚类算法确定江苏省春茶霜冻风险区划,采用Mann-Kendall方法判识各霜冻风险区域气候突变点,从逐日和逐小时尺度,评估气候变化对区域内春茶霜冻发生特征的影响。结果表明,江苏春茶霜冻风险呈现西南低东北高的特征,低风险区和高风险区分别以轻度−中度和特重霜冻发生为主,平均发生频率分别为11.91%和15.4%,平均终霜期分别呈现2.7d10a−1和1.5d10a−1的提前趋势,RI分别呈现每10a降低0.024和0.015的趋势。受气候变化影响,逐日尺度上,低、高风险区域中,各等级春茶霜冻发生频率和波动性明显降低,且以特重霜冻降幅最为明显;发生频率分布形态由多峰型转为单峰型和递降型,高发时段集中在2月上旬-3月下旬;逐小时尺度上,各等级春茶霜冻发生频率在一天内基本呈现正弦分布,气候突变后,轻度和中度−特重霜冻高发时段分别推迟2~4h和0~1h,中度−重度和特重霜冻高发时段分别集中在5:00−7:00和6:00−8:00。随气候变化,江苏春茶霜冻发生呈现趋晚、趋弱、趋短和趋少的特征,但仍需积极应对。
西藏青稞生育期干旱强度变化特征分析
史继清, 豆永丽, 张歆平, 奚凤, 罗珍, 甘臣龙
2023, 44(09):  834-844.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.09.007
摘要 ( 142 )   PDF (2559KB) ( 157 )  
相关文章 | 计量指标
基于1981−2020年西藏青稞主要种植区25个气象站逐日气象资料,计算逐日气象干旱综合指数(MCI),采用Mann-Kendall 突变检验、Morlet小波分析和R/S分析法分析近40a该区青稞各生育期干旱强度的时空分布及趋势变化,以期为西藏农业生产安全和防灾减灾提供科学依据。结果表明: (1)西藏青稞不同生育期干旱特征具有差异性,播种−分蘖期干旱强度增强趋势不明显,全生育期干旱强度减弱趋势较分蘖−抽穗期和抽穗−成熟期明显。(2)播种−分蘖期干旱强度在21世纪00年代达到最低,分蘖−抽穗期、抽穗−成熟期和全生育期在20世纪80年代达到最高;分蘖−抽穗期、抽穗−成熟期和全生育期干旱强度分别在1989年、2001年和1989年出现显著的减弱突变。(3)播种−分蘖期的干旱强度整体偏弱,分蘖−抽穗期地区间差异较小,抽穗−成熟期则空间差异较大;全生育期干旱强度整体呈现由研究区中部和南部边缘地区向东西加重的分布特征。(4)播种−分蘖期、抽穗−成熟期和全生育期未来干旱强度分别在15a、33a、33a尺度上有持续偏旱的趋势,分蘖−抽穗期在13a尺度上有持续偏湿的趋势。
农业气象信息技术 栏目
多种光谱指数联合地形特征对复杂地形区主要粮食作物种植面积的遥感识别
范莉, 王妍, 祝好, 张继
2023, 44(09):  845-856.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.09.008
摘要 ( 124 )   PDF (7235KB) ( 104 )  
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复杂地形地区农作物空间分布信息的精准监测对指导农业生产精细化管理、合理分配资源具有重要意义,而农作物分布零散、空间异质性高是精细分类的难点。本文旨在探索复杂地形条件下,多时相高分辨率卫星资料的多作物同步精细识别的方法,以期为重庆市域乃至西南低山丘陵复杂地区作物识别提供理论和现实依据。选取重庆市渝西地区为研究区,采用多尺度分割算法,将同种地物类型的田块进行同质单元构建,从而避免基于像素分类过于零散的分类结果,实现高精度分类。再利用多时相Sentinel-2/MSI遥感影像有效挖掘主要粮食农作物生育期内物候规律和特征参数,构建NDVI、RVI和NDWI等光谱指数,对比地面样本点不同作物类型不同生育期的遥感光谱信息差异,联合地形特征以确定农作物识别的最优组合,从而建立面向对象的决策树逻辑分类规则集提取主要粮食农作物种植区。结果表明:(1)采用多尺度分割方法使农作物识别在田块基础上进行,在30分割尺度下、紧凑度因子和形状因子均为0.5时,植被边缘分割最优;(2)结合农作物物候期发育特征,选用4月NDWI、6月RVI、NDVI和8月NDVI等光谱特征指数,联合海拔高度、坡度等地形特征建立目标地物判别阈值,构建面向对象决策树分类模型,总体精度达到90.8%,水稻、玉米、红薯的分类精度分别为85.7%、83.3%和 80.7%,说明多种光谱指数联合地形特征的作物种植面积识别方法达到较高的识别精度,具有实践意义。