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东北春玉米积温模型的改进与比较

应用气象学报 2017年第6期28卷 678-689页

作者：李蕊郭建平中国气象科学研究院北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

积温是农业气象科研和业务工作中最常使用的指标之一,但由于受其他环境条件的影响,农作物生育期间的积温在年际间和地区间均表现出不稳定性。因此,如何对已有积温模型进行修正,使农作物生育期间积温计算值趋于稳定并反映实际情况,对农... 详细信息

积温是农业气象科研和业务工作中最常使用的指标之一,但由于受其他环境条件的影响,农作物生育期间的积温在年际间和地区间均表现出不稳定性。因此,如何对已有积温模型进行修正,使农作物生育期间积温计算值趋于稳定并反映实际情况,对农业生产和气象服务均有重要意义。该文以东北春玉米四单19为例,应用沈国权提出的非线性积温模型(简称NLM)进行拟合,分析了参数选择对积温稳定性的影响,提出使用平均温度的二次函数对线性积温模型(简称LM)进行修正(修正后模型称TRM)并进行效果分析,与NLM进行比较。结果表明:NLM拟合时参数P越小,模拟有效积温越稳定;NLM积温在年际间、地区间均存在差异,造成积温不稳定的主要因子是温度强度,与其他因子相关性较差;有效积温与生育期平均温度呈二次曲线关系,对LM的温度二次方修正结果与NLM结果比较发现,二次方修正方法具有可行性。

关键词：春玉米积温模型稳定性修正模型

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野豌豆属4种植物种子萌发的积温模型分析

植物生态学报 2012年第8期36卷 841-848页

作者：胡小文王娟王彦荣草地农业生态系统国家重点实验室兰州大学草地农业科技学院兰州730020

以青藏高原野豌豆属窄叶野豌豆(Vicia angustifolia)、山野豌豆(***)、歪头菜(***)3种野生植物与一种当地栽培植物救荒野豌豆(箭筈豌豆)(***)‘兰箭3号’种子为材料,在5、10、15、20、25及30℃下进行萌发实验,应用种子萌发的积温模型对... 详细信息

以青藏高原野豌豆属窄叶野豌豆(Vicia angustifolia)、山野豌豆(***)、歪头菜(***)3种野生植物与一种当地栽培植物救荒野豌豆(箭筈豌豆)(***)‘兰箭3号’种子为材料,在5、10、15、20、25及30℃下进行萌发实验,应用种子萌发的积温模型对上述4种植物萌发对温度的响应特征进行了比较分析。结果表明:1)基于萌发速率(1/Tg)对种子萌发温度最低温Tb值的估计受萌发率(g)的影响较小;与此不同,除‘兰箭3号’种子外,对萌发最高温Tc值的估计,受到g的显著影响。这表明种群内所有种子个体萌发的Tb值相对恒定,但Tc值在有些物种中变异较大;2)基于重复概率单位回归分析估计的种子萌发Tb值与基于萌发速率估计的值较为接近;而由此方法估计的Tc值则与萌发率为50%时的估计值较为接近;3)相比多年生豆科植物歪头菜和山野豌豆,一年生豆科植物箭筈豌豆‘兰箭3号’与窄叶野豌豆具有相对较低的Tb与Tc值;4)积温模型可准确地预测休眠破除后豆科植物种子在不同温度条件下的萌发进程。

关键词：豆科种子萌发温度积温模型

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棉花生育的积温模型

华北农学报 1996年第2期11卷 74-80页

作者：吴孔明刘孝纯刘芹轩中国农业科学院植物保护研究所河南省农业科学院植物保护研究所

通过对麦棉套作移栽、春棉直播和夏播棉三类棉田棉株生长的观测，利用生理时间建立了中等水肥条件下棉株的株高、果枝、现蕾、开花、吐絮、脱落等参数的预测模型。利用该模型系统可根据有效积温预测不同种植方式下棉株的生育动态，有助... 详细信息

通过对麦棉套作移栽、春棉直播和夏播棉三类棉田棉株生长的观测，利用生理时间建立了中等水肥条件下棉株的株高、果枝、现蕾、开花、吐絮、脱落等参数的预测模型。利用该模型系统可根据有效积温预测不同种植方式下棉株的生育动态，有助于指导棉花栽培和害虫治理。

关键词：棉花生育模型积温模型生理时间种植方式

不同积温模型的稳定性评估 ——以东北春玉米为例

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不同积温模型的稳定性评估 ——以东北春玉米为例

作者：赵倩中国气象科学研究院

学位级别：硕士

春玉米是东北地区的主要作物之一,其产量预报和生育期预报受到科研及业务的关注和重视。积温作为反映作物生长发育和地区热量资源的热量指标,在作物品种布局、种植制度、引种、育种、生育期预测及病虫害防治等农业决策方面有着重要的应... 详细信息

春玉米是东北地区的主要作物之一,其产量预报和生育期预报受到科研及业务的关注和重视。积温作为反映作物生长发育和地区热量资源的热量指标,在作物品种布局、种植制度、引种、育种、生育期预测及病虫害防治等农业决策方面有着重要的应用。但在实际生产中,环境条件往往不能全部满足作物的需求,由于温度强度、光照、降水等气象因素的综合影响,作物生育期积温在作物品种、不同种植区、季节和年度间均存在着差异。利用积温法对作物发育速度进行分析时,需充分考虑积温模型在作物品种、区域和年际间的稳定性。不同的积温模型、不同的计算方法对积温的稳定性也有不同的影响。本研究基于东北地区春玉米品种“丹玉13”、“龙单13”、“东农248”和“四单19”生长发育资料和同期的地面观测资料,分别拟合了沈国权、高亮之和殷新佑非线性积温模型,获取各模型参数,对三种积温模型模拟结果进行比较和稳定性评价,并与常用积温法计算的结果对比。结果表明,以均方根误差的大小为分析拟合优劣的标准,三种非线性积温模型对不同品种、不同站点、不同生育期的拟合对比中发现,不同的积温模型对同一站点同一品种的拟合中,因生育期阶段的不同而存在差异;同一个积温模型拟合的春玉米相同生育期过程中,因品种不同而存在差异;同一个积温模型对同一个品种在不同站点的拟合中,每个阶段的拟合优劣程度基本相似。对常用积温法、沈国权非线性积温模型、高亮之非线性积温模型、殷新佑非线性积温模型四种方法进行稳定性分析的结果表明,在出苗-成熟整个生育期,三种非线性积温模型均优于常用积温法,表现出更好的稳定性。在出苗-拔节阶段,四种方法在“丹玉13”品种的稳定性一致,而“龙单13”、“东农248”和“四单19”三个品种的常用积温法略逊于三种非线性积温模型。拔节-抽雄阶段是稳定性最差的阶段,无论哪个品种,在此阶段的变异系数最大。在抽雄-成熟阶段,四种方法的稳定性差别不大。研究结果可为东北春玉米发育期预报和产量预报等工作提供理论依据和技术支持。

关键词：春玉米积温模型积温稳定性

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基于GIS的新疆棉花生长期的积温模型

基于GIS的新疆棉花生长期的积温模型

作者：张利召新疆师范大学

学位级别：硕士

新疆植棉历史悠久,是全国最大的商品棉基地,棉花年产量约占全国的35%,占世界的8%左右。按作物生态区域划分,新疆棉区属温带干旱气候特早熟、中早熟、中熟陆地棉和特早熟、早熟、中早熟长绒棉灌溉区,温度对棉花生长发育的影响尤为突出。... 详细信息

新疆植棉历史悠久,是全国最大的商品棉基地,棉花年产量约占全国的35%,占世界的8%左右。按作物生态区域划分,新疆棉区属温带干旱气候特早熟、中早熟、中熟陆地棉和特早熟、早熟、中早熟长绒棉灌溉区,温度对棉花生长发育的影响尤为突出。并且,新疆棉区地域辽阔,自然地理条件异常复杂,气候要素的分布差异非常大。因此,通过对新疆棉花生长期的积温对棉花生长发育的影响及相关性研究,利用统计分析、GIS、RS等方法和工具,建立基于GIS的新疆棉花生长期的积温模型。对新疆棉花气候资源的利用及其区划具有比较重要的意义。同时,分析新疆棉花生长期的积温分布规律对于合理高效地开发利用新疆棉花气候与土地资源及进行农业规划都具有一定的指导意义。积温模型模拟效果准确与否的基本保证是基础资料的准确性及数学模型的选取,因此,GIS数据库的建立一定要保证其实时性和准确性,剔除误差较大的值,使其更加符合实际情况。经纬度和海拔对不同指标温度的积温的影响有一定的差异。比较而言,在新疆纬度对积温的影响最为显著,海拔高度次之,经度对其影响较小。

关键词： GIS 新疆棉花积温模型

利用积温模型对四种药用植物种子萌发的模拟和预测

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利用积温模型对四种药用植物种子萌发的模拟和预测

作者：鲁小名西北农林科技大学

学位级别：硕士

为研究药用植物种子萌发的基础温度和萌发过程对环境温度的响应与积温需求，构建可预测种子萌发的模型，本文以四种药物植物：决明子（CassiaobtusifoliaL.）、黄芪（AstragalusmembranaceusFisch.）、知母（AnemarrhenaasphodeloidesB... 详细信息

为研究药用植物种子萌发的基础温度和萌发过程对环境温度的响应与积温需求，构建可预测种子萌发的模型，本文以四种药物植物：决明子（CassiaobtusifoliaL.）、黄芪（AstragalusmembranaceusFisch.）、知母（AnemarrhenaasphodeloidesBge.）和黄芩（ScutellariabaicalensisGeorgi.）种子为试验材料，采取用不同方式破除种子硬实后（针对黄芪和决明子种子），进行种子萌发试验，在实验室条件下设置不同的温度（10、15、20、25、30、35℃）观察种子的累积（用种子活力进行调整的）萌发率随时间变化过程，在确定四种药用植物种子萌发的累积萌发率变化模型后，利用SAS软件，自编程序对种子调整累积萌发率模型数据进行分析，估计四种种子萌发的基础温度Tb、以及种子调整累积萌发率达到50%所需要积温值θT（50%）及其标准差σθT等参数;同时根据种子在各温度条件下的调整累积萌发率是否达到50%，从四种药用植物的种子中筛选出黄芪、决明子种子构建种子萌发的积温模型;最后结合黄芪和决明子种子产地的气候特点，设置不同起始温度（黄芪播种起始温度分别为3.5、6.5、10.5℃;决明子种子播种起始温度分别为17.5、20、22.5℃）模拟栽培地不同时间（各温度对应的日期分别为3月15日、3月25日、4月5日）播种，对种子萌发的积温模型进行验证，为中药的规范化栽培提供依据。试验结果表明：黄芪种子经砂磨处理20min、决明子种子经沸水处理3min能有效打破种子硬实，提高种子萌发率;四种种子萌发的基础温度Tb分别为：知母（9.32℃）＞黄芩（6.43℃）＞决明子（5.37℃）＞黄芪（0.2℃）;通过对黄芪种子和决明子种子建立积温模型，求得黄芪种子调整累积萌发率达累积萌发达到50%所需要的积温值θT（50%）=1129.7h℃（47d℃），σθT=18.34h℃;决明子种子累积萌发率达到50%时所需要的积温值：θT（50%）=333.9h℃，σθT=40.61h℃;知母种子和黄芩种子因在萌发过程中调整累积萌发率均未能达到50%，因此没有进行θT（50%）和σθT的计算。在试验设置的不同起始温度下播种，达茂黄芪种子达到50%萌发所需要的为244h、165h、115h;决明子种子达到50%萌发所需要的时间为48h、44h、32h。在各自不同的起始温度条件下，黄芪种子萌发所对应的时间分别为当地的3月26日、4月3日和4月11日，决明子种子萌发时间为3月29日、4月5日和4月13日;在达茂，黄芪种子春天播种时间为3月中下旬，而决明子在杨陵播种时间也为3月下旬，根据试验结果，建议可将达茂黄芪播种可提前至3月15日而决明子在杨陵播种期不变。

关键词：决明子黄芪知母黄芩种子萌发基础温度积温模型

东北春玉米积温稳定性影响因素与积温模型的改进

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东北春玉米积温稳定性影响因素与积温模型的改进

作者：李蕊中国气象科学研究院

学位级别：硕士

积温是农业气象科研和业务工作中最常使用的指标之一。但由于受其他环境条件的影响,农作物生育期间的积温在年际间、地区间以及品种间均表现出不稳定性。因此,如何对已有积温模型进行修正,使农作物生育期间积温计算值趋于稳定且反映实... 详细信息

积温是农业气象科研和业务工作中最常使用的指标之一。但由于受其他环境条件的影响,农作物生育期间的积温在年际间、地区间以及品种间均表现出不稳定性。因此,如何对已有积温模型进行修正,使农作物生育期间积温计算值趋于稳定且反映实际情况,对农业生产和气象服务均有重要意义。此外,玉米品种众多,建立包含玉米品种熟型的、适用范围更广的通用积温模型对提高模型的应用能力具有十分重要的意义。本文首先以东北春玉米-“四单19”为例,获取其生长发育资料和同期气象观测资料,应用沈国权提出的非线性积温模型(简称NLM)进行拟合,分析了参数选择对积温稳定性的影响,提出使用平均温度的二次函数对线性积温模型(简称LM)进行修正(修正后模型称TRM)及效果分析,并与NLM结果进行比较。为分析东北春玉米不同品种在应用NLM时的适用性问题,本文结合东北地区春玉米生长发育的实际情况,以观测年份较多、观测地点较广为原则增加选取3个东北春玉米品种“东农248”、“龙单13”和“丹玉13”,应用NLM进行拟合,分析并讨论参数的生物学意义及其与品种熟型的关系,对NLM进行了有效的改进,另选两个品种进行验证。结果表明:NLM拟合时参数P越小,拟合的有效积温越稳定;NLM计算的积温在年际间、地区间均存在差异,造成积温不稳定的主要原因是温度强度,与其他因子相关性较差;各生育期有效积温与生育期平均温度呈二次曲线关系,对LM的温度二次方修正结果与NLM结果比较发现二次方修正的方法具有可行性;四个春玉米品种NLM均不存在无效参数,以积温变异较小为原则确定参数P=0.5;参数K与参数Q存在显著的相关性,说明参数K可能仅是一个统计参数,并没有明确的生物学意义;积温在品种间存在显著差异,全生育期模型参数Q与多年站次平均有效积温或活动积温有较好的相关性,由于不同的积温意味着不同的玉米品种熟型,说明参数Q与玉米品种的熟型有关,将模型参数Q和K用反映玉米品种熟型的参数(有效积温、活动积温)表示,建立了适用于不同品种的通用积温模型,取得较好的应用效果。研究成果对于农业气象指标的修订和服务能力的提升有指导意义。

关键词：春玉米积温模型稳定性参数值改进

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基于积温模型丹东地区桃树盛花期预测研究

气象与环境学报 2018年第1期34卷 99-105页

作者：董海涛谭丽静刘洪林左晓强于文革孟鑫丹东市气象局辽宁丹东118000 宽甸县气象局辽宁丹东118200

利用2005—2015年丹东市河口地区桃树盛花期物候观测资料和宽甸国家基准气候站的逐日平均气温观测资料,分析了丹东地区桃树盛花期与气温要素之间的关系,并采用活动积温、有效积温和滑动积温3种积温模型对丹东地区桃树盛花期进行预测。... 详细信息

利用2005—2015年丹东市河口地区桃树盛花期物候观测资料和宽甸国家基准气候站的逐日平均气温观测资料,分析了丹东地区桃树盛花期与气温要素之间的关系,并采用活动积温、有效积温和滑动积温3种积温模型对丹东地区桃树盛花期进行预测。结果表明:基于国际通用的SW(Spring Warming)物候模型原理建立了活动积温、有效积温和滑动积温3种积温模型模拟丹东地区的桃树盛花期,采用0.1℃温度间隔普查和数学偏差方法确定每种积温模型最具代表性的界限温度及桃树花期前积温阈值,并检验评估3种积温模型的适用性。滑动积温模型对丹东市河口地区桃树盛花期的预测适用性最好,内部检验的准确率为90.91%;其次为活动积温模型(81.82%),有效积温模型的预测效果最差(63.64%)。通过统计2005—2015年5 d滑动积温稳定通过区间最高气温和最低气温的平均值作为判断桃树盛花期的生长指标,使滑动积温模型达到最佳预测效果。因此,丹东地区桃树盛花期预测采取滑动积温模型方法较适用。

关键词：积温模型桃树盛花期界限温度 SW(SpringWarming)

4种积温模型模拟滇东北烤烟发育期的效果对比

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山地农业生物学报 2022年第4期41卷 41-48页

作者：杨炳玉浦吉存舒康宁陈焘邱春丽云南省气象信息中心云南昆明650000 曲靖市气象局云南曲靖655000 大理州气象局云南大理671000 曲靖市烟草公司云南曲靖655000

利用云南陆良农业气象观测站(103°37′E,24°59′N)2010-2020年烤烟移栽期、团棵期、现蕾期、工艺成熟期4个生育期普遍期出现的日期数据、同期逐日平均气温和10 cm地温资料,建立烤烟不同生育阶段的线性活动积温(AA)模型、线性有效积温... 详细信息

利用云南陆良农业气象观测站(103°37′E,24°59′N)2010-2020年烤烟移栽期、团棵期、现蕾期、工艺成熟期4个生育期普遍期出现的日期数据、同期逐日平均气温和10 cm地温资料,建立烤烟不同生育阶段的线性活动积温(AA)模型、线性有效积温模型(AE模型和AEG模型)及沈国权非线性积温模型(NLM),并对比分析这些模型模拟烤烟发育期的效果。结果表明:(1)NLM模型对历年的模拟值与历年实况平均值的偏差最小;(2)在移栽—团棵期,NLM模型模拟效果最好,稳定性最高;团棵—现蕾期以AEG模型的稳定性更好,生育期天数模拟准确率最高,AE模型在工艺成熟期的稳定性最好且生育期天数模拟准确率最高。4个模型模拟团棵—现蕾期的稳定性都优于模拟其他发育期。(3)4个模型中NLM模拟烤烟生育期天数的误差最小,对陆良烤烟气候异常年份的模拟偏差最小。

关键词：烤烟积温模型 10 cm地温发育期模拟