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华北地区农业干旱预测模型及其应用研究

刘建栋 王馥棠 于强 王建林 毕建杰 樊广华

刘建栋, 王馥棠, 于强, 等. 华北地区农业干旱预测模型及其应用研究. 应用气象学报, 2003, 14(5): 593-604..
引用本文: 刘建栋, 王馥棠, 于强, 等. 华北地区农业干旱预测模型及其应用研究. 应用气象学报, 2003, 14(5): 593-604.
Liu Jiandong, Wang Futang, Yu Qiang, et al. A drought prediction model in North China plain and its application. J Appl Meteor Sci, 2003, 14(5): 593-604.
Citation: Liu Jiandong, Wang Futang, Yu Qiang, et al. A drought prediction model in North China plain and its application. J Appl Meteor Sci, 2003, 14(5): 593-604.

华北地区农业干旱预测模型及其应用研究

资助项目: 

国家科技部“十五”攻关计划“农林重大病虫害和农业气象灾害的预警及控制技术研究”之“农业气象灾害预警技术研究” 2001BA509B-13

A DROUGHT PREDICTION MODEL IN NORTH CHINA PLAIN AND ITS APPLICATION

  • 摘要: 对华北地区冬小麦进行了水分胁迫实验,确定了冬小麦光合作用速率对水分胁迫的响应曲线,提出了农业干旱指数和农业干旱预警指数两个基本概念,在此基础上建立了具有明确生物学机理的华北农业干旱预测数值模式。对北京、石家庄、郑州和济南1998年至2000年432旬的农业干旱模拟结果表明:农业干旱预警定性准确率为90.7%,定量准确率在87.5%左右;此外,模拟表明模式也可以对区域农业干旱进行准确有效的预测。利用1961~2000年气象资料对北京等地区历年农业干旱进行数值分析,结果表明:不同于大气干旱,在自然气象条件下,北京等地区作物生长期内几乎每年都存在农业干旱现象,特别是冬小麦灌浆至成熟期每年均存在一次较为严重的农业干旱胁迫过程,但农业干旱胁迫程度年际间存在一定波动,功率谱分析表明其具有3~6年的周期变化规律。对平均气候状况下华北地区农业干旱进行了时空动态分析,结果发现在自然条件下,华北大部分地区冬小麦4月下旬至5月下旬,即大约在冬小麦开花、灌浆至成熟期,农业干旱胁迫指数存在一种自然的逐渐加强的动态过程,这与华北地区的农业生产实践是基本一致的。
  • 图  1  不同水分胁迫状况下的光合作用光响应曲线

    图  2  农业干旱预警指数模拟值 (虚线) 与实测值 (实线) 的对比

    (为防止图形重叠,模拟值横纵坐标与实测值略有差异)

    图  3  华北地区农业干旱区域模拟与验证

    (a)2000年2月中旬,(b)2000年5月中旬

    图  4  华北不同地区冬小麦开花—成熟期农业干旱胁迫指数累加值

    图  5  平均气候状况下农业干旱指数时空动态分析

    (a)4月下旬; (b)5月上旬; (c)5月中旬; (d)5月下旬

    表  1  华北地区冬小麦开花—成熟期农业干旱指数累加值功率谱分析

  • [1] 华北平原作物水分胁迫与干旱研究课题组编著.作物水分胁迫与干旱研究.郑州:河南科学技术出版社, 1990. 1-235.
    [2] 刘建栋, 王馥棠, 于强, 等.华北地区冬小麦叶片光合作用模式及其在农业干旱预测研究中的应用.应用气象学报, 2003, 14(4): 469-478. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20030458&flag=1
    [3] 张养才, 何维勋, 李世奎, 编著.中国农业气象灾害概论.北京:气象出版社, 1991. 261-321.
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出版历程
  • 收稿日期:  2003-07-28
  • 修回日期:  2003-09-01
  • 刊出日期:  2003-10-31

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