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东北三省农业气候年景评估研究

作　者: 符琳
导　师: 李维京
学　校: 中国气象科学研究院
专　业: 气象学
关键词: 东北三省经济-气候评估模型农业气候年景评估
分类号: S162
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

东北是我国最重要的粮食主产区,研究东北三省的农业气候年景特征具有十分重要的意义。本文通过对东北三省气候要素的空间分布状态和时空变化趋势,以及粮食产量变化特征的研究,进一步分析了东北三省的气候平均状态及对粮食产量的影响;基于1980-2008年东北三省4-9月逐旬的光、温、水气候资料,利用SVD和EOF方法构建各省的综合气候因子,并与各省粮食单产和经济资料相结合建立了东北三省的经济-气候评估模型;将该模型应用于东北三省的粮食产量和年景评估中,取得了较好的效果,为将来农业气候年景评估系统的建立和推广奠定了基础。目前得到的主要结论如下:(1)东北三省粮食产量受不同气候条件的影响。黑龙江主要受热量条件的限制,吉林受水、热条件的双重影响,西部容易干旱,东部容易低温,辽宁水、热影响具有同等重要性,全省日照充足,但西部降水较少,东部较湿润;自80年代以来,东北三省的气温显著升高,大面积低温冷害少有发生,洪涝灾害呈下降趋势,干旱灾害呈上升趋势。(2)东北三省气候要素具有不同的空间分布状态和时空变化趋势。1980-2008年,东北三省4-9月的平均气温和≥10℃有效积温由南向北,由西向东递减;6月和8月分别有三个低温日数的高值中心,均位于黑龙江最北部、黑龙江偏北部以及吉林东部地区;初霜日期由南向北提早;生长季长度由南向北缩短;4-9月总日照时数由西向东减少;4-9月总降水量由东向西,由南向北减少。自1980年以来,4-9月平均气温和≥10℃有效积温整体呈上升趋势;6月的低温日数下降显著,8月的低温日数变化不大;初霜日期显著推迟;生长季长度显著延长;4-9月总日照时数变化不大;4-9月总降水量呈下降趋势。(3)东北三省主要粮食作物变化特征。80年代以来,黑龙江的主要粮食作物是玉米、水稻和大豆,吉林和辽宁的主要粮食作物是玉米和水稻;随着东北三省整体气温的升高,低温冷害不再是导致产量下降的主要原因,而高温干旱常常会引起粮食产量大幅下降。(4)利用东北三省逐旬的气候资料,构建各省的综合气候因子,并与各省的粮食单产和经济资料建立经济-气候评估模型,拟合效果较好。综合气候因子对粮食单产均为显著正效应。黑龙江整个生育期的热量条件都十分重要,尤其是6-8月的光温条件对产量影响最大,而在吉林和辽宁,影响较大的主要是生长前期和后期的热量条件,8-9月的降水过多对三省的产量均有不利影响,尤其是吉林和辽宁的东部;单位面积施肥量自1980年以来呈显著上升趋势,对粮食的持续增长起了显著作用;有效灌溉面积变化不大,对粮食产量贡献不明显。(5)经济-气候评估模型在东北三省粮食产量和年景评估应用中均取得了较好的效果。东北三省大部分年份的粮食单产模拟值接近实际值,说明各省构建的综合气候因子及建立的经济-气候评估模型能很好的反映粮食生产的实际情况;对东北三省粮食年景等级评估效果较好,为将来气候年景评估系统的建立和推广奠定了基础。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 农业气候年景研究的重要性  9-11
    1.1.1 粮食产量的重要地位  9
    1.1.2 影响粮食产量的气象灾害  9-10
    1.1.3 影响粮食产量的气候条件  10-11
  1.2 农业气候年景研究进展  11-13
  1.3 主要内容  13
  1.4 技术路线  13-15
第二章资料与方法  15-21
  2.1 资料  15-17
    2.1.1 资料的选取  15-16
    2.1.2 资料的质量控制  16-17
  2.2 方法  17-18
    2.2.1 奇异值分解法  17-18
    2.2.2 主成分分析法  18
  2.3 模型介绍  18-21
    2.3.1 柯布-道格拉斯生产函数  19-20
    2.3.2 经济-气候模型  20-21
第三章东北三省气候要素及产量特征分析  21-37
  3.1 研究区域概述  21-23
  3.2 气候要素时空特征及变化  23-32
    3.2.1 空间分布特征  23-26
    3.2.2 时空变化特征  26-32
  3.3 作物资料分析  32-35
    3.3.1 作物播种面积比重变化  32-33
    3.3.2 作物总产比重变化  33-34
    3.3.3 粮食单产变化  34-35
  3.4 小结  35-37
第四章经济-气候评估模型的建立  37-53
  4.1 黑龙江经济-气候评估模型的建立  37-42
    4.1.1 用SVD 方法挑选出关键期的气候因子  37-39
    4.1.2 用EOF 方法提取关键期气候因子的主成分  39-40
    4.1.3 经济-气候评估模型结果  40-42
  4.2 吉林经济-气候评估模型的建立  42-46
    4.2.1 用SVD 方法挑选出关键期的气候因子  42-43
    4.2.2 用EOF 方法提取关键期气候因子的主成分  43-45
    4.2.3 经济-气候评估模型结果  45-46
  4.3 辽宁经济-气候评估模型的建立  46-50
    4.3.1 用SVD 方法挑选出关键期的气候因子  46-48
    4.3.2 用EOF 方法提取关键期气候因子的主成分  48-49
    4.3.3 经济-气候评估模型结果  49-50
  4.4 东北三省经济-气候评估模型比较  50-52
  4.5 小结  52-53
第五章经济-气候评估模型的应用  53-61
  5.1 黑龙江经济-气候评估模型的应用  53-56
    5.1.1 粮食产量定量评估  53-54
    5.1.2 粮食年景等级评估  54-56
  5.2 吉林经济-气候评估模型的应用  56-58
    5.2.1 粮食产量定量评估  56
    5.2.2 粮食年景等级评估  56-58
  5.3 辽宁经济-气候评估模型的应用  58-60
    5.3.1 粮食产量定量评估  58
    5.3.2 粮食年景等级评估  58-60
  5.4 小结  60-61
第六章结论与展望  61-65
  6.1 主要结论  61-62
  6.2 研究特色  62-63
  6.3 主要创新点  63
  6.4 存在的问题及展望  63-65
参考文献  65-70
致谢  70-71
个人简介  71

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