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干旱地区农业研究 2015年第1期33卷 205-212页

作者：余卫东马志红中国气象局/河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气象科学研究所河南郑州450003

利用河南省96个县1961—2010年气象资料和夏玉米实际产量,采用逐步订正模型,计算了近50年河南省夏玉米光温生产潜力和气候生产潜力,分析了光温生产潜力与气候生产潜力、光温生产潜力与实际产量两种产量差的时空变化特征。结果表明:(1)... 详细信息

利用河南省96个县1961—2010年气象资料和夏玉米实际产量,采用逐步订正模型,计算了近50年河南省夏玉米光温生产潜力和气候生产潜力,分析了光温生产潜力与气候生产潜力、光温生产潜力与实际产量两种产量差的时空变化特征。结果表明:(1)光温生产潜力由北向南、由东向西递减,近50年呈极显著下降趋势,全省平均每10 a减少696.8 kg·hm-2,北、中大部分站点和南部的部分站点下降幅度较大。(2)气候生产潜力南部高于北部、东部高于西部,近50年变化趋势不明显。光温生产潜力与气候生产潜力之间的产量差呈极显著下降趋势,平均每10 a减少958.7 kg·hm-2。(3)夏玉米实际产量极显著增加,光温生产潜力与实际产量之间的产量差极显著下降,平均每10 a减少1 718.0 kg·hm-2,但71.9%的站点产量差大于24 000 kg·hm-2,产量潜力仍有较大提升空间。降水是制约河南省西部夏玉米产量的主要因素,可通过灌溉提高产量;后期热量不足影响北部玉米产量进一步提高,选用中早熟品种和改进栽培技术是提高产量的途径;东部可通过增加灌溉面积、选用优良品种和科学施肥等措施缩小产量差。

关键词：光温生产潜力气候生产潜力产量差夏玉米气候变化

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干热风对冬小麦灌浆速率和千粒重的影响

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麦类作物学报 2014年第2期34卷 248-254页

作者：成林张志红方文松中国气象局/河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气象科学研究所河南郑州450003

为定量分析冬小麦灌浆不同时期出现的干热风对小麦产量形成带来的危害,利用郑州农业气象试验站连续两个年度的干热风人工控制试验数据,结合前期作物观测资料,研究了干热风对冬小麦籽粒灌浆速率及千粒重的影响。结果表明,干热风导致冬小... 详细信息

为定量分析冬小麦灌浆不同时期出现的干热风对小麦产量形成带来的危害,利用郑州农业气象试验站连续两个年度的干热风人工控制试验数据,结合前期作物观测资料,研究了干热风对冬小麦籽粒灌浆速率及千粒重的影响。结果表明,干热风导致冬小麦灌浆速率不同程度下降,不同时期干热风的降幅表现为灌浆中期>灌浆后期>灌浆前期,重度干热风>轻度干热风。随着干热风后冬小麦的自身修复和后续灌浆进程,最终千粒重不同程度降低,降低幅度最大的是灌浆后期重度干热风,千粒重降低5.4g,降幅达14.5%;其次为灌浆中期重度和轻度干热风,千粒重分别降低9.7%和4.8%;再次为灌浆后期轻度干热风;而灌浆前期干热风对千粒重影响不显著。

关键词：冬小麦干热风灌浆速率千粒重

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地面成像光谱数据的田间杂草识别

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遥感学报 2013年第4期17卷 855-871页

作者：李颖张立福严薇黄长平童庆禧中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南省气象科学研究所中国科学院遥感与数字地球研究所 61363部队

地面成像光谱数据兼具高光谱分辨率与高空间分辨率,在田间杂草识别中具有很好的应用前景。目前基于机器视觉的杂草识别方法以形状特征为主,当作物杂草形态相似时识别的困难和利用高光谱特征以像元为单元识别时效率较低,不利于实时自动... 详细信息

地面成像光谱数据兼具高光谱分辨率与高空间分辨率,在田间杂草识别中具有很好的应用前景。目前基于机器视觉的杂草识别方法以形状特征为主,当作物杂草形态相似时识别的困难和利用高光谱特征以像元为单元识别时效率较低,不利于实时自动化除草,因此,本文提出一种综合面向对象与高光谱特征匹配的杂草识别方法,在对作物杂草对象样本的形状特征和光谱曲线提取分析的基础上,建立基于形状特征规则与光谱角匹配的植物对象识别决策树,用于识别实验田中的作物杂草对象。实验结果表明,当场景中某些不同种类植物对象的形态相似时,基于形状特征规则与光谱角匹配的杂草识别方法可借助高光谱特征精细区分植物对象的种类,且在形状特征规则约束下使用高光谱特征匹配法识别植物对象,可克服"同物异谱"和"同谱异物"现象带来的不确定性,该方法识别精度可优于仅使用光谱角匹配法的情况,并优于使用颜色和形状分析技术的情况。

关键词：地面成像光谱数据杂草识别面向对象形状特征光谱角匹配

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基于ORYZA2000模型的华北地区旱稻干旱风险评估

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干旱地区农业研究 2016年第3期34卷 179-185,212页

作者：薛昌颖胡程达中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气象科学研究所河南郑州450003

针对华北地区旱稻产量年际不稳定的问题,利用作物生长模拟技术与数理统计相结合的方法,对华北地区气候背景下旱稻生长季内干旱风险进行了定量评估。以模型模拟的雨养条件下实际蒸散量相对于潜在条件下的蒸散量（即需水量）的亏缺率（即... 详细信息

针对华北地区旱稻产量年际不稳定的问题,利用作物生长模拟技术与数理统计相结合的方法,对华北地区气候背景下旱稻生长季内干旱风险进行了定量评估。以模型模拟的雨养条件下实际蒸散量相对于潜在条件下的蒸散量（即需水量）的亏缺率（即水分亏缺指数）,以雨养条件下产量相对于潜在产量的损失率（即灾损指数）作为产量灾损强度评价指标,从受旱程度以及产量损失两个角度构建干旱风险评估模型,进行干旱风险评估。结果表明,华北地区旱稻全生育期水分亏缺指数在0.35~0.45之间,其中出苗~穗分化阶段指数值在各生育阶段中最高。干旱灾损指数变化在0.24~0.50之间,其中河北的西北部、山东北部及河南的南部较高。就干旱强度风险及灾损风险而言,空间分布趋势基本一致,风险指数低的地区主要分布在河北北部、山东南部等地区,河北中南部、河南大部等地风险指数较高;就综合风险指数而言,高值区主要分布在河南的西部和南部、山东北部以及河北中部的部分地区,低值区主要分布在北京、天津、河北北部、山东大部以及河南北部的大部分地区。总体上看,华北大部地区旱稻干旱综合风险较低,但在农业生产实际中仍不能忽视高风险区的干旱应对及防御。

关键词：旱稻 ORYZA2000模型干旱强度产量灾损风险评估华北地区

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农田降水渗透深度的影响因素

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干旱地区农业研究 2011年第4期29卷 185-188,207页

作者：方文松刘荣花朱自玺马志红中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南省气象科学研究所河南郑州450003

根据农田水分平衡原理和溢满渗透理论,利用2006-2009年河南省4个土壤水分自动观测站点的土壤湿度监测资料和水分渗透模型,分析了降水渗透深度与影响因子之间的关系。结果表明：降水渗透深度与初始土壤湿度、过程降水量和雨后日数有明显... 详细信息

根据农田水分平衡原理和溢满渗透理论,利用2006-2009年河南省4个土壤水分自动观测站点的土壤湿度监测资料和水分渗透模型,分析了降水渗透深度与影响因子之间的关系。结果表明：降水渗透深度与初始土壤湿度、过程降水量和雨后日数有明显的线性关系,随着三者的增大而渗透深度加深;其中初始土壤湿度影响最大,过程降水量和雨后日数相继其后。土壤性质对渗透深度的影响是：当土壤质地由轻变重,或由砂变粘,则渗透深度由深变浅。

关键词：渗透降水土壤湿度雨后日数土壤质地

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气候变化对雨养冬小麦水分利用效率的影响估算

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应用气象学报 2015年第3期26卷 300-310页

作者：成林方文松中国气象局农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气象科学研究所郑州450003

研究气候变化对雨养冬小麦水分利用效率的影响规律,可为农业适应气候变化提供科学依据。通过构建代表站雨养冬小麦产量和土壤水分变化量的模拟方程,分析水分利用效率的历史变化,并结合两种区域气候模式PRECIS和REGCM4.0输出的4种不同气... 详细信息

研究气候变化对雨养冬小麦水分利用效率的影响规律,可为农业适应气候变化提供科学依据。通过构建代表站雨养冬小麦产量和土壤水分变化量的模拟方程,分析水分利用效率的历史变化,并结合两种区域气候模式PRECIS和REGCM4.0输出的4种不同气候变化情景资料,估算未来2021—2050年雨养冬小麦水分利用效率的可能变化。结果表明:1981—2010年甘肃、山西和河南代表站的雨养冬小麦水分利用效率呈二次曲线变化趋势,最大值出现在2003年前后。4种气候变化情景的模拟结果均显示:2021—2050年冬小麦全生育期耗水量明显增加,各代表站不同情景平均增加6.2%;产量有增有减,平均产量变化率为1.4%;水分利用效率平均减小3.8%,且变率减小。区域气候模式PRECIS估算的水分利用效率的减小量A2情景大于B2情景,REGCM4.0模式估算的水分利用效率的减小量RCP8.5情景大于RCP4.5情景。整体来看,RCP气候情景对雨养冬小麦水分利用效率的负面影响更大。

关键词：雨养冬小麦水分利用效率区域气候模式 RCP情景

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大喇叭口及灌浆期倒伏对夏玉米产量损失的研究

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中国农业科学 2015年第19期48卷 3952-3964页

作者：李树岩马玮彭记永陈忠民河南省气象科学研究所/中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点实验室中国农业科学院作物科学研究所

【目的】研究不同生育时期和倒伏类型对夏玉米干物质积累、产量及产量构成因素的影响,定量评估倒伏对夏玉米造成的产量损失。【方法】以浚单20为试验材料,开展2个生长季夏玉米倒伏田间控制试验,分别在大喇叭口期和灌浆期进行不同类型人... 详细信息

【目的】研究不同生育时期和倒伏类型对夏玉米干物质积累、产量及产量构成因素的影响,定量评估倒伏对夏玉米造成的产量损失。【方法】以浚单20为试验材料,开展2个生长季夏玉米倒伏田间控制试验,分别在大喇叭口期和灌浆期进行不同类型人工倒伏模拟。大喇叭口期倒伏处理为:轻度根倒伏(BR1)、重度根倒伏(BR2)、低节位茎倒伏(BSL)和高节位茎倒伏(BSH);灌浆期倒伏处理分别为:轻度根倒伏(FR1)、重度根倒伏(FR2)、低节位茎倒伏(FSL)和高节位茎倒伏(FSH)。研究倒伏后夏玉米的叶面积指数、干物质量、产量及产量构成因素(穗长、穗粗、秃尖率、穗粒数和百粒重)的变化,计算表征玉米受害程度的相对损失率。【结果】倒伏会显著降低叶面积指数,其中灌浆期茎倒伏损失率最大,成熟期叶面积指数较对照分别降低38.9%(FSL)和50.7%(FSH)。倒伏后地上部干物质积累量减少,除灌浆期轻度根倒伏(FR1)外,其他时期及类型倒伏总干物质积累量均显著降低(P<0.05),其中灌浆期茎倒伏处理干物质积累量降低最显著,乳熟后期总干物质积累量不增反降,分别较对照降低34.9%(FSL)和46.8%(FSH)。同时,倒伏影响干物质在茎、叶和穗中的分配,茎、叶干物质量所占比例增加,穗干物质量比例降低,其中灌浆期茎倒伏茎秆干物质量比例显著增高,较对照提高9.2%(FSL)和3.7%(FSH),穗干物质量显著降低,较对照减少9.9%(FSL)和7.0%(FSH)(P<0.05)。倒伏使穗变短、变细,秃尖增加。灌浆期倒伏穗长显著缩短,比对照短3—4 cm,穗粗显著降低(P<0.05),2年试验中除FSL(2012年)处理外,灌浆期倒伏的秃尖率均显著高于对照(P<0.05),大喇叭口期倒伏秃尖率与对照差异不显著,其中FSH(2011年)处理秃尖率最高,达27.4%。倒伏灾害同时影响穗粒数和百粒重,倒伏后均表现出减少趋势,与产量的相关系数分别为0.729和0.842(P<0.01)。受2年试验条件差异影响,2011年各倒伏处理的穗粒数显著低于对照,2012年仅灌浆期茎倒伏与对照差异显著。倒伏影响百粒重,其中灌浆期处理最显著(P<0.05)。穗粒数和百粒重与产量显著相关,相关系数分别为0.729和0.842(P<0.01)。倒伏显著降低产量,除大喇叭口期轻度根倒伏BR1外,其他倒伏处理的产量均显著低于对照(P<0.05)。大喇叭口期倒伏BR2、BSL和BSH产量损失率2年平均分别为13.9%、27.9%和27.1%;灌浆期倒伏FR1、FR2、FSL和FSH产量损失率,2年平均分别为29.0%、38.4%、45.0%和48.3%。【结论】相同倒伏类型,灌浆期倒伏较大喇叭口期倒伏影响更大;在同一生育时期,茎倒伏比根倒伏影响更明显,但茎倒伏高、低节位处理之间产量损失差异不显著。各倒伏处理的产量损失表现为灌浆期茎倒伏最高,大喇叭口期根倒伏最低。

关键词：根倒伏茎倒伏产量灾损夏玉米

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夏玉米花期阴雨风险区划遥感方法研究

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遥感信息 2015年第2期30卷 77-79页

作者：李军玲郭其乐河南省气象科学研究所郑州450003 中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003

针对传统的连阴雨研究一般基于站点资料进行统计分析存在局限性的问题,该文提出了一种基于卫星遥感和GIS的夏玉米花期阴雨风险区划方法。基于传统的连阴雨指标,利用风云三号(FY3)卫星数据反演云覆盖率产品建立连阴雨遥感指数,以河南省为... 详细信息

针对传统的连阴雨研究一般基于站点资料进行统计分析存在局限性的问题,该文提出了一种基于卫星遥感和GIS的夏玉米花期阴雨风险区划方法。基于传统的连阴雨指标,利用风云三号(FY3)卫星数据反演云覆盖率产品建立连阴雨遥感指数,以河南省为例,对夏玉米花期阴雨进行风险区划研究,获得河南省夏玉米花期阴雨风险分布图。结果表明连阴雨最重的地区发生在周口、驻马店、洛阳、开封等部分地区,其次为平顶山、许昌、商丘等部分地区。发生连阴雨不明显的地区主要分布在豫北和豫西北地区。该文利用遥感资料对夏玉米花期阴雨进行风险区划研究是可行的,可以全面了解连阴雨发生风险程度,能够为政府决策提供科学依据,同时利用当年数据研究连阴雨发生程度和区域,可以为夏玉米产量预测提供依据,为及时准确预测产量做出贡献。

关键词：夏玉米估产遥感指数花期阴雨风险区划遥感方法

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河南省冬小麦拔节-抽穗期干旱天气指数保险研究

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气象 2019年第2期45卷 274-281页

作者：曹雯成林杨太明许莹中国气象局.河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 安徽省农业气象中心合肥230031 河南省气象科学研究所郑州450003

利用1971—2014年河南103个台站地面气象逐日观测资料和冬小麦产量资料,选择对产量有明显影响的拔节-抽穗期干旱作为天气指数保险设计的气象灾害类型,分析了河南冬小麦拔节-抽穂期干旱发生基本规律,并开展干旱风险评估。定义降水负距平... 详细信息

利用1971—2014年河南103个台站地面气象逐日观测资料和冬小麦产量资料,选择对产量有明显影响的拔节-抽穗期干旱作为天气指数保险设计的气象灾害类型,分析了河南冬小麦拔节-抽穂期干旱发生基本规律,并开展干旱风险评估。定义降水负距平百分率作为冬小麦干旱天气指数,并利用173组典型灾害样本建立了冬小麦拔节-抽穗期干旱天气指数与减产率的关系模型;在此基础上,初步设计了冬小麦干旱天气指数保险产品,并基于风险评估结果对天气指数产品费率进行修订。结果表明,河南冬小麦干旱程度总体由西南向东北增强;拔节-抽穂期,豫北地区的干旱风险最高;其次是豫西北、豫东和豫中;豫西南和豫南的风险相对较低;基于天气指数模型和历史赔付状况分析,将降水负距平百分率60%作为触发值,并确定了不同干旱天气指数等级的赔付标准;基于干旱风险评估结果修订后的河南各地区的天气指数保险费率在9. 2%～11. 2%,单位面积保费在29. 8～36. 3元·亩^(-1)。

关键词：干旱天气指数冬小麦风险

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未来气候变化情景下河南省粮食安全气候承载力评估

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应用生态学报 2020年第3期31卷 853-862页

作者：姬兴杰徐延红左璇方文松卢燕宇河南省气候中心郑州450003 中国气象局农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 洛阳市气象局河南洛阳471000 河南省气象科学研究所郑州450003 安徽省气候中心合肥230031

为探究未来气候变化对河南省粮食生产的影响,基于夏玉米和冬小麦两种主粮作物的生产潜力和气候资源承载力,结合1961-2017年河南省111个气象站的观测数据以及区域气候模式输出的2041-2080年RCP4.5和RCP8.5两种排放情景下的气象资料,采用... 详细信息

为探究未来气候变化对河南省粮食生产的影响,基于夏玉米和冬小麦两种主粮作物的生产潜力和气候资源承载力,结合1961-2017年河南省111个气象站的观测数据以及区域气候模式输出的2041-2080年RCP4.5和RCP8.5两种排放情景下的气象资料,采用农业生态区域法(AEZ模型)计算了河南省气候生产潜力及其变化特征,并根据不同生活水平下的粮食需求指标,分析了河南省的气候承载力和剩余空间。结果表明:1961-2017年,河南省夏玉米气候生产潜力平均为18408.87 kg·hm^-2,表现为中东部高、西部低;与基准时段(1981-2010年)相比,RCP4.5和RCP8.5情景下分别下降13.0%和8.0%,高值中心由豫东地区向豫西南地区转移。1961-2017年,冬小麦气候生产潜力平均值为10889.79 kg·hm^-2,呈中部高、北部低;与基准时段相比,RCP4.5和RCP8.5情景下分别减少18.6%、21.7%。当前,在温饱水平和小康水平粮食需求条件下,最大气候资源承载力分别平均养活人口2.52亿和1.83亿。2070s(2071-2080年)最大气候资源承载力平均养活人口有所减少,与基准时段相比,RCP4.5情景下小康水平和温饱水平分别下降9.7%和18.4%,RCP8.5情景下小康水平和温饱水平分别下降7.7%和16.6%。当前气候条件下,河南省气候资源相对剩余率在-93.0%~356.9%,与基准时段相比,未来气候资源相对剩余率减少近40%。

关键词： AEZ模型气候生产潜力气候承载力相对剩余率

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