农业气象
本研究旨在探讨内蒙古兴安盟半干旱区主要作物（玉米、花生和谷子）的耗水规律及其与自然降水的关系，以优化区域作物布局及农田水资源管理。基于扎赉特旗国家科技示范园区提供的气象数据，采用FAO-Penman Monteith公式法和水量平衡法对内蒙古兴安盟半干旱区玉米、花生和谷子等主要作物的耗水规律进行了估算，并分析了各作物间的水分利用效率差异。研究表明，在所考察的主要作物中，大豆在整个生育期的田间耗水量最多，且存在较大程度的水分亏缺；其次为玉米；而花生和谷子的田间耗水量较少，水分亏缺量相对较低。从水分利用效率的角度考量，建议区域内作物优先种植顺序为：玉米>谷子>花生>大豆；从水分经济效益的角度考量，区域内作物优先种植顺序为：花生>玉米>谷子>大豆；优先灌溉的作物顺序为花生>谷子>玉米>大豆。大豆种植应该采用玉米大豆间作模式，水分利用效率和水分经济效益相对较高。研究成果可为当地合理规划农作物种植结构、高效利用有限水资源提供科学依据。
为了研究气象条件对河套灌区向日葵籽仁内在品质和籽粒外观品质的影响，本研究采用分期播种试验，记录向日葵发育期，并化验向日葵籽仁亚油酸、油酸等物质的含量。同时，统计向日葵籽粒锈斑发病率、病情指数和葵螟蛀食率，利用Excel分析向日葵籽粒内在品质和籽粒外观品质与气象条件的数值关系。研究表明，开花—成熟期水汽压、相对湿度、日均气温、日照时数、日均最高气温、日均最低气温、降水量各气候因子与向日葵亚油酸、油酸含量密切相关。对亚油酸的影响多数呈开口向下的抛物线特征；对油酸和葵螟啃食率的影响多数呈开口向上的抛物线特征，对籽粒锈斑病发病率的影响多数呈指数曲线下降趋势。播种期早晚对向日葵内在品质和外观均有明显影响，兼顾2种都高的播期，应该选在5月25日—6月2日为最佳播期；开花—成熟期日照时数为393.3~396.4.8 h时，可大幅提升向日葵亚油酸含量，降低油酸含量；开花—成熟期平均相对湿度为58%~59%时，向日葵的品质能够明显提升；开花—成熟期平均气温为19.0~20.8℃时，向日葵内在品质和外观均有明显提升；开花—成熟期降水量对向日葵品质有明显影响，当降水量为42~44 mm时，可大幅提升向日葵的亚油酸含量；当降水量为46.9 mm时，葵螟啃食率最低；开花—成熟期降水量、相对湿度、水汽压均与向日葵锈斑病发生指数呈负相关关系，随着水分和湿度的增多，喜旱害虫蓟马数量锐减，因而，锈斑病发病指数随之减少。此项研究在指导向日葵种植优化产品满足市场需求以及促进健康方面将发挥重要作用。
为了探索不同播期下施氮量的变化和CO2浓度升高对半干旱地区小麦产量及生物量的影响。本研究利用调参后的APSIM模型，设置了3个不同播期，分别为早播ESW（3月3日）、正常播NSW（3月19日）、晚播LSW（3月31日），5个施氮处理N1(0 kg/hm2)、N2(52.5 kg/hm2)、N3(105 kg·hm2)、N4(157.5 kg/hm2)、N5(210 kg/hm2)和5个CO2浓度C1(370 ppm)、C2(420 ppm)、C3(470 ppm)、C4(520 ppm)、C5(570 ppm)的模拟实验。结果表明：APSIM模型在试验区有较好的适用性；施氮量和CO2浓度均对旱地春小麦产量和生物量产生影响，且不同播期下的影响各不相同。随着播期的推迟施氮量和CO2浓度对小麦产量和生物量的影响均表现为正效应，施氮量的影响远大于CO2浓度的影响；在特定施氮量和CO2浓度下，播期选择对产量和生物量有显著影响，正常播种期通常产量较高，而晚播则有利于生物量的积累。当气候和土壤条件变化时，通过调整播期可优化小麦生产。如当施氮量为N4、CO2浓度为C1时，正常播下小麦产量最大，晚播下小麦生物量最大。本研究对于指导半干旱地区小麦生产具有重要意义。在实际生产中，可以根据当地的气候和土壤条件，通过调整播期、施氮量和CO2浓度等参数，来优化小麦生产，提高产量和生物量。特别是在全球气候变化和农业生产面临诸多挑战的背景下，这一研究为半干旱地区小麦生产的可持续发展提供了有力的支持。
为实现高淳春茶采摘的“早、新、优、价”，优化高淳地区茶叶采摘时间，助力茶农、茶企降本增效，基于高淳实际情况，建立最适宜有效的开采期预报模型开展高淳春茶开采期相关分析，以应用于实际生产。本研究基于2012—2023年高淳淳青茶园‘乌牛早’首次采摘日序值与同期气象资料，应用积温和逐步回归方法，分别构建积温预报模型和逐步回归预报模型。研究表明，积温预报模型存在较大不确定性，逐步回归预报模型的预报结果与实际相比更为理想，其中1月上旬的日平均气温、1月中旬平均相对湿度、1月中旬日照时数以及2月上旬平均温度小于4℃日数均是影响高淳‘乌牛早’开采期的关键气象因子，预报值与实际误差绝对值大部分在1 d以内，逐步回归预报模型具有实际生产指导作用，可为当地茶农茶企实际采摘提供合理精准建议。
为了满足现代农业发展的精细化服务需求，建立日光温室雪灾预警，指导农户提前采取有效措施，做好灾前防御，减少或避免雪灾造成的经济损失。本研究采用极值概率分布模型对青海省河湟谷地13个县区1978—2021年最大积雪深度观测资料进行分析，计算了30 a重现期日光温室坡度角为30°、35°和40°的最大雪压，得到日光温室雪灾临界指标。在此基础上选取1985—2021年河湟谷地日光温室实际雪灾资料、积雪深度资料，以各雪灾年造成的日光温室损失率作为因子，依据计算标准化降水指数不同等级灾害占总灾害比例的方法，确定日光温室雪灾不同强度等级的阈值，再根据积雪深度和温室损失率的函数关系，构建基于日光温室损失率的雪灾预警指标，将日光温室雪灾预警等级分为轻度、中度、重度三级。此方法对日光温室雪灾指标划分提出新的思路和方法，不仅简单，而且具有地域普适性，便于气象服务业务应用。
基于黑龙江省1972—2020年粮食播种面积、受灾资料及同期农业气象灾害数据，采用灰色关联度及农业气象综合灾损模型，分析主要农业气象灾害近50 a时序变化特征，探讨气候变化背景下不同等级农业气象灾害发生特点及对农业影响程度。结果表明：农业受灾面积总体呈波动式下降趋势(P>0.05)，成灾面积呈微弱上升趋势(P>0.05)；不同气象灾害对农业受灾的影响大小依次为：旱灾>低温冷害>洪涝灾害>风雹灾害，其中旱灾和低温冷害影响大，受灾程度较重；黑龙江省农业气象灾害中灾及以下灾情的出现年份占85%，大灾和重灾占比为15%；灾害最重年份为1976年、2002年和2003年，综合灾情指数分别为5.8173、5.1791、5.3219。受灾面积与粮食单产呈显著负相关关系(P<0.05)，随着受灾面积增加，粮食单产呈下降趋势，总受灾面积每增加100×103 hm2，粮食单产下降26.34 kg，对于不同等级灾害，中灾、大灾、重灾年份的受灾面积每增加100×103 hm2，粮食单产平均减少38.27 kg，而轻灾、小灾年份的受灾面积与粮食单产相关不显著。上述灾害评估结果与黑龙江省农业受灾历史记录较吻合，研究结果可为农业生产规避灾害风险、保障粮食稳产丰产提供科学参考。
为了合理优化江汉平原小麦播种期，提升小麦适应气候变化能力，基于气象适宜度评价模型，对比传统播种期和3种迟播条件下江汉平原小麦的主要发育期温度、降水、日照等气象要素的适宜度，及综合适宜度时空分布特征。结果表明，气候变化提升了小麦温度、降水适宜度，但降低了日照适宜度；适度推迟播种期有助于改善气象适宜度，其中11月11日播种的适宜度最高，其次为11月21日和11月1日，主要表现为小麦拔节期—乳熟期的温度适宜度和降水适宜度升高。与10月21日的传统播期相比，推迟20 d左右播种有利于改善江汉平原地区冬小麦种植的气象适宜性，可降低产量形成期的气象灾害风险。
为明确江苏淮北区试小麦新品系生育特点，通过对2004—2022年江苏省淮北小麦区域试验徐州市农科院试验点共335个（含对照）参试小麦新品系的9个主要农艺性状，以及小麦生育期内温度、降水、光照等气象资料分析，研究其演变规律及其相关性。结果表明：徐州地区小麦生育期内总降水量呈增加趋势，平均每年增加2.1451 mm，总日照时数呈减少趋势，平均每年减少5.5074 h；1、2、3月总体升温较为明显，小麦越冬期逐渐缩短，返青拔节期不断提前；参试小麦品系增产品种占比存在波动性变化，但总体呈上升趋势；基本苗、最高蘖、株高、容重、有效穗和产量整体呈增加趋势，生育期稳中略有缩短，千粒重和穗粒数基本持平、略有下降；变异系数最小的是生育期，为2.71%，最高的是每公顷最高分蘖数，为19.86%；生育期、容重、株高的变异系数在10%以下，其他性状变异系数大于10%；由产量前10位和后10位比较结果可知，穗数在620万/hm2以上、穗粒数在35粒以上、千粒重43 g以上以及农艺性状更为稳定的小麦品系更容易获得高产；产量三要素（有效穗数、穗粒数、千粒重）均与产量呈极显著正相关，而有效穗数与千粒重和每穗粒数之间呈极显著负相关。研究发现，在气候多变的环境下，培育产量三要素协同提高的新品种并与配套栽培措施相结合，是小麦高产稳产的重要途径。研究旨在为徐州及相同生态区小麦新品种选育方向和绿色高效高产栽培技术措施提供理论支撑。
气候要素是影响作物生长发育的主要因子，对作物的生长发育、产量和品质有重要影响。为探讨豫北地区气候要素变化特征及对冬小麦生产的影响，利用河南省沁阳市1984—2022年冬小麦农业气象定位观测资料，结合同期气象观测资料，利用线性倾向估计、Mann-Kendall检验、HP滤波和相关分析等方法研究了冬小麦生育期内气候要素变化特征及对气候产量的定量影响。结果表明，1984—2022年间，冬小麦生育期内气温呈显著波动上升趋势，气候倾向率为0.35℃/10 a(P<0.05)，生育期内气温存在明显的年代际变化特征，生育期气温在1994年出现突变；39 a来，≥0℃积温增加，气候倾向率为53.5℃/10a(P>0.05)，突变点在2010和2021年；生育期内降水量和日照时数呈波动减少趋势，线性拟合倾向率分别为13.4 mm/10 a(P>0.05)和-43.0 h/10 a；受气候变暖影响，冬小麦生长季持续天数极显著缩短，产量受气候因子的影响较大；在一定的温度范围内，冬小麦气候产量随气温升高而增加，气温每升高1℃，气候产量增加14.53 g/m2，生育期内适宜≥0℃积温阈值为2281℃，不同生育期气候因子对冬小麦气候产量的影响效应存在差异，分蘖期—越冬开始期、孕穗期—抽穗期日照时数、孕穗期—抽穗期气温、抽穗期—开花期及全生育期降水量是影响冬小麦气候产量的关键因子，该研究可为区域冬小麦应对气候变化和农业科学决策提供重要参考。
本研究通过设计凉州皇冠梨气候品质评价指标，探讨了果品品质气候品质认证方法，为开展本地优质梨气候品质认证提供技术支撑。利用2016—2022年在选定试验地气象观测资料及果品品质观测资料，通过相关性分析找出与皇冠梨果品品质有明显生物学意义的气象因子，通过这些敏感气象因子，利用熵权法，建立关系矩阵、评判集、权重集、设计皇冠梨品质气候评价指标。结果表明：（1）本地皇冠梨生育期温度适宜指标为：开花期10~16℃、挂果期12~18℃、幼果成熟到成熟期15~25℃，有效降水量为≥0.1 mm；（2）影响皇冠梨主要品质敏感气象因子是成熟期和营养累计期内的气象因子。（3）皇冠梨气象评价是从适宜气候条件中除去灾害性的天气影响，评价结果划分为特优、优、一般3个等级。（4）以2022年实验基地皇冠梨观测数据为例，综合评价了其果品品质，综合得出成熟期评价86.865分，属于优等品。本研究气候品质综合评价方式不仅在模块构建上有别于现行的定性模式，更在数据分析、标准建立上突出了创新，适用于本地皇冠梨气候品质的定量评价。
基于贵州省安龙县国家基准气候站和坡脚乡自动气象站的温度、日照及降水等气象资料，分析2021年气候条件对铁皮石斛种植的影响。通过研究贵州省黔西南地区铁皮石斛气候适宜性区划指标，确定影响品质的主要气候条件及关键因素。结果表明，安龙县年平均气温14.4~16.2℃，最热月平均气温20.8~23.0℃，最冷月平均气温6.5℃，年平均无霜期308 d，年平均降水量1184.0 mm，年日照时数1571.0 h。结合各物候期干旱、冰雹、暴雨、倒春寒等主要农业气象灾害，对安龙县内生产的铁皮石斛的气候品质等级进行认证，综合铁皮石斛适宜性、当年天气气候状态及种植环境3个方面评价2021年度安龙铁皮石斛等级为优。
安吉白茶产业是安吉县核心农业产业，也是乡村振兴的重要抓手，编制安吉县茶树种植区划可为茶农建设茶园提供有利支持。利用安吉县及周边6个国家气象观测站及49个加密自动气象站点的气温及相对湿度等气象观测资料、基础地理数据及土壤资料，选取气象、地形、土壤9个因子进行空间分布的精细化模拟，采用层次分析法建立茶树栽培适宜性区划评估模型，完成茶树种植适宜性综合区划。结果表明，安吉县适宜茶树栽培的面积为623.09 km2，分布在北部及中部的梅溪镇、溪龙乡、递铺街道、昌硕街道等地区；较适宜茶树栽培的面积为622.46 km2，分布于县域中北部的递铺街道、孝丰镇、鄣吴镇、杭垓镇西部、天荒坪镇北部等地区；不适宜栽培区域面积为441.43 km2，主要分布于县域的南部地区，包括章村镇、报福镇、上墅乡、天荒坪镇南部及山川乡等地。对安吉县茶树栽培的适宜性进行区划，可为安吉白茶种植提供地理位置选择参考，为扶贫茶苗优质生产提供思路。
本研究利用伊犁河谷昭苏县气象站点1956—2022年逐月气温、降水数据及牧草生育期数据，通过标准化降水蒸散指数(SPEI)、回归分析、Mann-Kendall检验等方法，对伊犁河谷高海拔地区牧草生长季（4—8月）干旱变化特征进行了分析。结果表明：1956—2022年昭苏县年平均气温为3.5℃，以0.3℃/10 a的倾向率极显著上升，年降水量为509.3 mm，总体呈现年际差明显，呈不显著的增加趋势。昭苏县牧草全生育期的干旱频率为16.4%，其中重旱发生的概率均为7.5%；返青期、分蘖期、抽穗期、开花期中旱以上的干旱频率分别为13.4%、16.4%、22.3%、22.4%，返青期呈现不显著的干旱化趋势，分蘖期、抽穗期和开花期呈现显著性干旱化趋势。研究结果以期为昭苏县牧草干旱灾害的监测、预警及风险防御提供科学理论依据。
旨在建立一套针对河北省中南部地区设施蔬菜生产中低温致灾的气象服务指标体系，以期为开展温室冻害风险等级预警预报提供支撑，进一步提升农业气象服务精准度。于2017年12月—2022年2月，研究在典型节能型日光温室中，以‘津优6号’黄瓜为试材，并张挂遮阳网建立低温寡照环境，开展了一系列盆栽试验来探究低温寡照对日光温室黄瓜幼苗生长的影响。采用通径分析，明确对温室低温环境形成温室外气象要素，并依据室外气象要素进行了温室低温日数的聚类分析。结果表明：（1）冀中南日光温室低温致灾的室内最低气温指标为10℃；（2）温室内日最低气温与当日日照、前日最低湿度和前日日照相关不显著，与其他气象因子均呈极显著或显著正相关；前日平均气温、最高气温，当日平均气温、最低气温及前日最低气温较低时，温室内的日最低气温下降明显，易造成温室内的黄瓜等瓜果蔬菜致灾；（3）根据温室外天气条件将冻害分为3种类型：晴冷型、寡照型、混合型，2017年12月—2022年2月不同类型冻害日数分别为12 d、22 d、36 d，分别占总日数的17.14%、31.43%、51.43%，建立了三类群室内最低气温与室外显著相关气象要素的回归模型。研究结果明确了冀中南日光温室低温致灾的室内气象指标并对低温致灾类型进行了划分，为温室冻害风险等级预报提供了支撑。
为全面了解大风灾害对软枣猕猴桃成熟期影响，利用1991—2020年丹东地区4个站点软枣猕猴桃成熟期的气象资料，以极大风速≥12.0 m/s作为大风致灾风险临界指标，综合考虑频次、强度和持续时间，制定了轻度、中度、重度大风致灾风险等级，通过灾害发生次数和站次比分析软枣猕猴桃大风灾害的变化规律，基于信息扩散理论评估大风致灾风险概率。结果表明：30 a间丹东地区软枣猕猴桃成熟期极大风速呈下降趋势，大风过程发生天数呈减少趋势，其中振安地区降幅最小，且发生大风的年数和天数为最多，更容易发生大风灾害风险。30 a间丹东地区软枣猕猴桃成熟期不同等级大风发生次数的时间变化特征明显，3个等级大风灾害发生次数轻度>中度>重度，发生概率与之相一致，分别为66.5%、13.4%和10.0%，对应历史重现期为二年、十年和十年一遇以上，同时3个等级大风灾害对应的风险概率高值区域为：凤城（轻度）、振安（中度）和东港（重度）。各地区发生大风灾害的概率由高到低依次为振安、凤城、东港和宽甸，其超越概率分别为95.0%、89.9%、86.6%和33.4%，大风灾害在一至三年一遇范围。研究结果得出了各站点不同大风灾害的风险概率和重现期规律，为科学应对软枣猕猴桃成熟期大风灾害提供参考依据。
随着设施种植业的迅速发展，畜禽粪污有机肥在设施种植中得到广泛应用，畜禽粪污是设施种植土壤中抗生素的主要来源之一。土壤中的抗生素可被农作物吸收，并通过食物链传递，最终威胁人类健康。以设施蔬菜种植大县河北省永清县施用猪粪有机肥的日光温室为研究对象，研究畜禽粪污有机肥抗生素残留对日光温室土壤抗生素生态风险和生物多样性的影响。通过测定猪粪、日光温室土壤中抗生素的种类及含量，采用风险商值法评价各种抗生素的生态风险；采用宏基因组方法测定微生物群落特征，探究抗生素残留对土壤微生物多样性的影响。结果表明：（1）猪粪和日光温室土壤样品中共检出7种典型兽用抗生素分别为磺胺二甲基嘧啶(SM2)、诺氟沙星(NOR)、环丙沙星(CIP)、恩诺沙星(ENR)、四环素(TC)、土霉素(OTC)、金霉素(CTC)。（2）猪粪中恩诺沙星和金霉素的浓度最大，风险商值(RQ)分别为28.26和1.23，均大于1.0，都存在生态高风险。施用猪粪日光温室土壤中恩诺沙星、土霉素和金霉素的浓度最大，RQ值均在0.1~1.0之间，均存在中等生态风险。（3）施用猪粪有机肥对于日光温室土壤中微生物群落结构具有一定影响，改变了微生物优势菌群的丰度排名，施用猪粪的土壤中相对丰度排名第四的优势菌门由奇古菌门变为绿弯菌门。研究显示，施用猪粪引起可产生抗生素的类诺卡氏菌属(Nocardioides)相对丰度增加，达到空白对照的2倍以上。
为提高浙江省早稻生育期（生长季）气候资源利用率，并实现早稻持续稳产与增产。研究利用浙江省66个国家气象站1971—2022年逐日平均气温、降水量、日照等数据，采取线性倾向率、M-K检验等方法，分析了浙江省近52 a早稻生育期（生长季）热量、降水、光照资源的时空变化特征。结果表明，浙江省早稻生育期、生长季平均气温呈西南高、东北低的分布特征，并以0.34℃/10、0.38℃/10 a气候倾向率波动上升，2002年有激增点；浙江省早稻生长季≥10℃积温年平均在2719.1~3286.4℃·d之间，呈西南高东北低，以75.8℃·d/10 a的气候倾向率增加，东北部增速高于西南部地区，热量资源的空间差异呈缩小态势。降水资源年际变化很大，空间分布上均自西南向东北逐步递减，差异显著，早稻生育期和生长季降水量气候倾向率分别以12.2 mm/10 a和14.1 mm/10 a的速率缓慢增加，空间分布呈东北高西南低阶梯状分布，且多为递增趋势。光照资源年际变幅较大，早稻生育期、生长季平均日照时数分别为698.9 h、771.9 h，并以-11.2 h/10 a、-8.9 h/10 a气候倾向率减少。研究结果为提高气候资源利用率、规避气象灾害和分品种科学布局等方面提供气象依据和支撑，实现浙江地区早稻持续增产。
为研究高纬度地区玉米作物受大风灾害的影响，基于自然灾害风险理论，结合ArcGIS空间分析技术，分析黑龙江省玉米大风灾害致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体暴露性以及防灾减灾能力，并对其进行综合风险评估。研究得出，玉米大风灾害的高发区集中在松嫩平原东南部以及三江平原西部，这些地区地势平坦、无大范围植被覆盖、大风危险系数较高、玉米种植面积较大、防灾减灾能力中等。提出可通过优先选用抗倒伏品种，在温暖适宜的气候播种，种植中定期加固玉米植株，并采取覆盖保护等措施进行预防和防治玉米倒伏折损。研究结果可为有关部门调整农业结构及制定防灾减灾对策和措施提供理论依据。
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