农业气象学经典课件——农业气候相似理论.ppt

一 基本概念和研究方法二 相似距离计算三 农业气候相似程度判断四 应用举例五 理论应用中要注意的问题 第八章农业气候相似理论 农业生产实践表明 任何作物的优良品种都是在特定生态环境下生长繁育的 都带有原产地条件的烙印 一个作物品种引种成功与否是由多种生态条件综合作用的结果 而在众多的生态条件中 气候条件是最基本的 1998年 内蒙古呼伦贝尔盟投资6000万元引种美国紫花苜蓿8万多亩的项目 在呼伦贝尔大草原上实施 呼伦贝尔首次大面积引种紫花苜蓿以失败告终 造成苜蓿大面积死亡的什么原因是气候因素 2000 2001年冬季降雪少 气温低 春天牧草返青时 又遇倒春寒 苜蓿受冻而死 3年后 当这里的其它牧草茁壮生长的时候 却有近7万亩的紫花苜蓿死亡 一 基本概念和研究方法 农业气候相似理论是在实践中产生的 20世纪初 德国林学家H Mayr在研究树木引种时首先提出的 木本植物引种要看原产地与引种地的气候是否相似 两地气候相似程度越大 引种成功的可能性就越大 以温度为主要指标 进行了气候相似分析 正确地指导了德国的林木引种 一般地 引种地与引种源地间气象条件较为接近的 引种就容易获得成功 农业气候相似理论 两地气候或农业气候的相似程度越大 引种成功的可能性就越大 相似程度的大小通常用相似距离来衡量 研究方法 1 要素选取 二 相似距离计算 北京 温带大陆性季风气候霍巴特 温带海洋性气候 滑移气候相似同一作物在不同地域影响生育的关键期和主导因素不同 有时简单比较相似不好 滑移后则相似 表1北京等四地区年平均气候指标 以地区主要年平均标准气候值 1971 2000 为例计算地区间气候相似距离 2 相似距离计算 一维相似距计算 乌鲁木齐 北京 5 4北京 济南 2 4北京 广州 9 7 乌鲁木齐 北京 285 6北京 济南 100 8北京 广州 1164 2 气温相似距 降水相似距 二维相似距计算 9 7 1164 2 1164 2 依此类推 M维变量的相似距为 在气象要素中 各要素的单位不一样 计算相似距时 为使它们能在同一水平上进行比较 需要进行无量纲化处理 这里介绍一种最常用的标准化处理方法 在有m个气象要素作为判别因子 计算n个地区间的气候相似距时 假设第k个气候要素的数值为 k 1 m 3 要素无量纲化处理 相应地 变量标准化处理后 多维空间任意两点相对距离可以计算如下 4 标准化相似距离计算 考虑到在一组农业气候指标中各因子所起的作用有所差异 因此对各因子距离应进行权重处理 设第k个因子对气候影响的权重为 k 则相应的相似距离公式转化为 5 影响权重分配和相似距离修正 为使相似距数量级较小 对以上相似距离进行修正 不同因子的影响权重应根据当地农业生产特点和作物品种特性综合决定 三 相似程度的判断根据相似距离进行相似程度判断和引种区划 例1 太行山区引种日本甜柿 四 应用举例 判别因子选取 温度 降水和光照 相似距离计算 相似程度判别 太行山四个引种区 既没有一级相似的直接引种区 也没有不相似的区域 引种试验也表明可以引种 例2 长春引种台北甜豌豆 判别因子选取 温度和降水 表 台北和长春温度条件 表 台北和长春降水条件 mm 表7 台北和长春水热比较 mm 气温相似距判断结论 长春是台北甜豌豆的适宜引种区 1990 1992年的试种成功的实践也证明台北甜豌豆引种长春是可行的 四 应用中要注意的问题1 选择作物生长关键时期的关键农业气候因子作为对比分析因子 这是引种成败的关键 2 必须遵循先小面积试验 后大面积推广的原则 确保引种成功 农业气候相似理论不仅能科学指导农业生物引种 而且在技术引进 动物植检疫和农业结构调整和区域规划发展等领域都有着广阔的应用前景 推荐阅读文献 1 郑大玮 姜会飞 世界气候与农业 气象出版社 2007年 2 陈双溪 殷剑敏 李迎春 充分发挥农业气候论证在农业开发中的重要作用 江西气象科技 2001 24 2 3 李和平 刘祥 王跃先 紫花苜蓿的种植和利用 河南畜牧兽医 2005 26 3 294 李思发 水产生物引种喜与忧的反思 下 科学养鱼 2005 7 45 47 5 吴登秀 铜仁地区作物引种栽培气候诊断的研究 贵州气象 2000 24 6 35 386 陈艳春 李鸿怡 赵红 山东棉花引种的农业气候相似诊断分析 气象 23 3 42 457 沈文君 沈佐锐 李志红 外来有害生物风险评估技术 农村生态环境 2004 20 1 69 728 MontserratV PujadasJ SocioeconomicparametersinfluencingplantinvasionsinEuropeandNorthAfrica C McNeelyJA Thegreatreshuffling humandimensionsofalieninvasivespecies Gland IUCN 20019 YamamuraK KatsumataH Estimationoftheprobabilityofinsectpestintroductionthroughimportedcommodities J ResPopulEcol 1999 41 3 275 28210 LonsdaleM Globalpatternsofplantinvasionsandtheconceptofinvisibility J Ecology 1999 80 5 1522 1536 11 JoshuaD Lichterman Disasterstocome J Futures31 1999 593 60712 J Lomas J R Milfordb E Mukhal Educationandtraininginagriculturalmeteorology currentstatusandfutureneeds AgriculturalandForestMeteorology103 2000 197 20813 M V K Sivakumar R Gommesb W Baie Agrometeorologyandsustainableagriculture AgriculturalandForestMeteorology103 2000 11 26 14 ICPMWorkingGroup Analysisofenvironmentalrisks draftsupplementtoISPMNo 11 Z Vienna ICPM 200115 FAO