農(nóng)業(yè)氣象學(xué)經(jīng)典農(nóng)業(yè)氣候相似理論

1、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)經(jīng)典課件農(nóng)業(yè)氣候相似理論第1頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐表明：任何作物的優(yōu)良品種都是在特定生態(tài)環(huán)境下生長(zhǎng)繁育的,都帶有原產(chǎn)地條件的烙印。 一個(gè)作物品種引種成功與否是由多種生態(tài)條件綜合作用的結(jié)果,而在眾多的生態(tài)條件中,氣候條件是最基本的。 第2頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 1998年，內(nèi)蒙古呼倫貝爾盟投資6000萬元引種美國(guó)紫花苜蓿8萬多畝的項(xiàng)目，在呼倫貝爾大草原上實(shí)施；呼倫貝爾首次大面積引種紫花苜蓿以失敗告終！ 造成苜蓿大面積死亡的什么原因是氣候因素： 2000-2001年冬季降雪少，氣溫低，春天牧草返青時(shí)，又遇倒春寒

2、，苜蓿受凍而死。 3年后，當(dāng)這里的其它牧草茁壯生長(zhǎng)的時(shí)候，卻有近7萬畝的紫花苜蓿死亡。第3頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一一、基本概念和研究方法 農(nóng)業(yè)氣候相似理論是在實(shí)踐中產(chǎn)生的。 20世紀(jì)初，德國(guó)林學(xué)家H.Mayr在研究樹木引種時(shí)首先提出的。 木本植物引種要看原產(chǎn)地與引種地的氣候是否相似，兩地氣候相似程度越大，引種成功的可能性就越大。 以溫度為主要指標(biāo)，進(jìn)行了氣候相似分析，正確地指導(dǎo)了德國(guó)的林木引種。 第4頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 一般地,引種地與引種源地間氣象條件較為接近的,引種就容易獲得成功。農(nóng)業(yè)氣候相似理論： 兩地氣候或農(nóng)業(yè)氣候的相似

3、程度越大，引種成功的可能性就越大。相似程度的大小通常用相似距離來衡量。研究方法：第5頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一1. 要素選取二、相似距離計(jì)算北京溫帶大陸性季風(fēng)氣候霍巴特溫帶海洋性氣候第6頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 滑移氣候相似 同一作物在不同地域影響生育的關(guān)鍵期和主導(dǎo)因素不同。有時(shí)簡(jiǎn)單比較相似不好，滑移后則相似。第7頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一表1 北京等四地區(qū)年平均氣候指標(biāo) 以地區(qū)主要年平均標(biāo)準(zhǔn)氣候值（19712000）為例計(jì)算地區(qū)間氣候相似距離。2.相似距離計(jì)算項(xiàng)目氣溫()相對(duì)濕度(%)風(fēng)速(m/s)降水量(

4、mm)北京12.35725571.9濟(jì)南14.75730672.7廣州2277171736.1烏魯木齊6.95823286.3成都16.18211870.1南京15.476251062.4第8頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一一維相似距計(jì)算：10年均溫（）051520-525北京 12.3廣州 22.0濟(jì)南 14.7烏魯木齊6.9烏魯木齊北京：5.4 北京濟(jì)南：2.4 北京廣州：9.7烏魯木齊北京：285.6 北京濟(jì)南：100.8 北京廣州：1164.21180年降水量（mm）58088014801780280濟(jì)南 672.7北京571.9廣州1736.1烏魯木齊286.3

5、氣溫相似距降水相似距第9頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一二維相似距計(jì)算：氣溫（）降水量（mm）北京（12.3, 571.9）成都（16.1, 870.1）廣州（22.0, 1736.1）9.71164.21164.2第10頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一依此類推，M維變量的相似距為：南京（15.4，1062.4，76）北京（12.3，571.9，57）氣溫 X相對(duì)濕度 Z 降水量 y第11頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 在氣象要素中，各要素的單位不一樣。計(jì)算相似距時(shí)，為使它們能在同一水平上進(jìn)行比較，需要進(jìn)行無量綱化處理。這里介

6、紹一種最常用的標(biāo)準(zhǔn)化處理方法。 在有m個(gè)氣象要素作為判別因子，計(jì)算n個(gè)地區(qū)間的氣候相似距時(shí)，假設(shè)第k個(gè)氣候要素的數(shù)值為 (k=1,m)3.要素?zé)o量綱化處理第12頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一第13頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 相應(yīng)地，變量標(biāo)準(zhǔn)化處理后，多維空間任意兩點(diǎn)相對(duì)距離可以計(jì)算如下： 4.標(biāo)準(zhǔn)化相似距離計(jì)算第14頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 考慮到在一組農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)中各因子所起的作用有所差異,因此對(duì)各因子距離應(yīng)進(jìn)行權(quán)重處理。設(shè)第k個(gè)因子對(duì)氣候影響的權(quán)重為k,則相應(yīng)的相似距離公式轉(zhuǎn)化為： 5. 影響權(quán)重分配和相似距

7、離修正第15頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 為使相似距數(shù)量級(jí)較小，對(duì)以上相似距離進(jìn)行修正： 不同因子的影響權(quán)重應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和作物品種特性綜合決定。第16頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 三、相似程度的判斷 根據(jù)相似距離進(jìn)行相似程度判斷和引種區(qū)劃。第17頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 例1. 太行山區(qū)引種日本甜柿四、 應(yīng)用舉例判別因子選?。簻囟?、降水和光照第18頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 相似距離計(jì)算相似程度判別 太行山四個(gè)引種區(qū),既沒有一級(jí)相似的直接引種區(qū)，也沒有不相似的區(qū)域。引種試驗(yàn)也

8、表明可以引種。第19頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 例2.長(zhǎng)春引種臺(tái)北甜豌豆判別因子選取：溫度和降水氣溫1月2月3月4月5月6月長(zhǎng)春-16.7-12.7-3.66.614.520臺(tái)北15.215.417.520.924.526.8氣溫7月8月9月10月11月12月長(zhǎng)春23.421.815.27.3-3.8-12.8臺(tái)北28.428.326.923.320.517.2表 臺(tái)北和長(zhǎng)春溫度條件（）第20頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一表. 臺(tái)北和長(zhǎng)春降水條件（mm）降水1月2月3月4月5月6月長(zhǎng)春4.85.212.925.250.9112.6臺(tái)北9114

9、7164182205322降水7月8月9月10月11月12月長(zhǎng)春169.7138.957.735.215.64.5臺(tái)北2692661891177177地區(qū)積溫 ()日均溫（）降水量(mm)臺(tái)北1978.116.3479.0長(zhǎng)春1972.916.1358.4表7. 臺(tái)北和長(zhǎng)春水熱比較（mm）第21頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 氣溫相似距判斷結(jié)論：長(zhǎng)春是臺(tái)北甜豌豆的適宜引種區(qū)。19901992年的試種成功的實(shí)踐也證明臺(tái)北甜豌豆引種長(zhǎng)春是可行的。第22頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一四、 應(yīng)用中要注意的問題1.選擇作物生長(zhǎng)關(guān)鍵時(shí)期的關(guān)鍵農(nóng)業(yè)氣候因子作為

10、對(duì)比分析因子，這是引種成敗的關(guān)鍵。2. 必須遵循先小面積試驗(yàn)，后大面積推廣的原則，確保引種成功。第23頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一 農(nóng)業(yè)氣候相似理論不僅能科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生物引種，而且在技術(shù)引進(jìn)、動(dòng)物植檢疫和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和區(qū)域規(guī)劃發(fā)展等領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。推薦閱讀文獻(xiàn)1.鄭大瑋，姜會(huì)飛，世界氣候與農(nóng)業(yè)，氣象出版社，2007年。2.陳雙溪，殷劍敏，李迎春，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)氣候論證在農(nóng)業(yè)開發(fā)中的重要作用，江西氣象科技，2001.24（2）。3.李和平，劉 祥，王躍先，紫 花 苜 蓿 的 種 植 和 利 用，河南畜牧獸醫(yī)，2005.26（3）：294. 李思發(fā)，水產(chǎn)生物引種喜

11、與憂的反思（下），科學(xué)養(yǎng)魚，2005.7：45-47第24頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一5.吳登秀,銅仁地區(qū)作物引種栽培氣候診斷的研究,貴州氣象,2000.24(6):35-386.陳艷春,李鴻怡,趙紅,山東棉花引種的農(nóng)業(yè)氣候相似診斷分析,氣象,23(3):42-457.沈文君,沈佐銳,李志紅，外來有害生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，2004,20(1):69-728.Montserrat V, Pujadas J. Socio economic parameters influencing plant invasions in Europe and North Afr

12、ica C/McNeely JA. The great reshuffling: human dimensions of alien invasive species. Gland:IUCN,20019.Yamamura K, Katsumata H. Estimation of the probability of insect pest introduction through imported commoditiesJ.Res Popul Ecol,1999,41(3):275-282 10.Lons dale M.G lobal patterns of plant invasions

13、and the concept of invisibility J.Ecology,1999,80(5):1522-1536第25頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期一11. Joshua D. Lichterman, Disasters to come, JFutures 31 (1999) 59360712. J. Lomas, J.R. Milfordb, E. Mukhal, Education and training in agricultural meteorology: current status and future needs, Agricultural

14、and Forest Meteorology 103 (2000) 19720813. M.V.K. Sivakumar, R. Gommesb, W. Baie, Agrometeorology and sustainable agriculture, Agricultural and Forest Meteorology 103 (2000) 112614.ICPM Working Group. Analysis of environmental risks, draft supplement to ISPM No.11Z.Vienna:ICPM,200115.FAO. International standards for