本科毕业论文---苹果气象服务系统研究以运城市为例.doc
《本科毕业论文---苹果气象服务系统研究以运城市为例.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《本科毕业论文---苹果气象服务系统研究以运城市为例.doc(32页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、成都信息工程学院硕士学位论文苹果气象服务系统研究以运城市为例 摘要运城市是山西省的苹果产业基地,是全国苹果优生区。目前苹果面积已达328万亩,年产量达300多万吨,约占全国总产量的18。气象条件是影响苹果产量和品质的重要气候生态因子,研究苹果产业与气候生态环境的关系,对于趋利避害挖掘气候资源潜力,减轻气象灾害危害,加快发展苹果产业,增强运城市苹果市场竞争力,获得更大的经济效益都具有重要的现实意义和深远的战略意义。为了使运城市苹果产业更好的发展,使得苹果的生长发育适合气候变化的趋势,需要深入研究气象影响因子(包含气象条件、气象灾害等)对苹果生长、发育、产量、质量影响及相应对策。运城市的气候条件有
2、适合苹果生长、发育并且高产的优质气候资源,也存在着病虫害和气象灾害等对苹果生长、发育影响的不利因素,例如冬春干旱、花期冻害、冰雹、秋季连阴雨等。本文针对山西省运城市苹果产业实际发展的需求,对影响山西省运城市苹果的上述方面进行了比较全面系统的研究,以期能为提高苹果产业气象服务水平提供更多的科学依据。第一章 绪论1.1 研究背景。1.2 国内外研究现状 1.2.1. 国外相关研究国外对苹果产业化发展非常重视,已进行了大量的苹果气候生态关系研究,美、日、俄等国家在这方面取得了较多研究成果。日本苹果栽培专家根据日本气候生态环境条件的特点,在日本青森县南津轻郡藤崎町进行杂交培育举世闻名的“富士”优等果品
3、2。20世纪60年代开始大力推广富士苹果,该品种被认为是“划时代品种”,是苹果冲向世界的市场竞争的一张王牌。关于气象条件的关系方面,Heinicke对苹果树内的光照分布模式做过研究3;Reinhard Paulesich对形状不同的树冠光照分布状况做过研究4;Michael Glantz研究过苹果不同树型树冠内太阳辐射分布状况5;PaFaHHer研究得出不同地区不同苹果品种需要的正积温9002850,个别品种达到3000左右;HJIpar研究表明在积温30003200左右时,苹果树干最大,产量最高6。A.n.JIocOB研究表明,苹果果实体积与蓄水量之间相关系数达0.96,J.E.Goode研
4、究表明干旱使苹果体积减少50,优果率下降65。在气象灾害方面对苹果的专门研究比较少,但有气象灾害对其他作物的影响,StevenM.Quiring, Timothy N. Papakryiakou分析了加拿大小麦干旱的影响,利用曲线回归模型建立了小麦干旱指数 7 ;Ashok K. Mishra Vijay P. Singh基于概率模型分析干旱时空变化,对干旱进行预测 8 。国外科学家在应用雷达识别冰雹云方面做了大量的工作,Mather把45dBz 高 度0层高度(H0)+3.3km作为地面降雹的判据9。瑞士、法国、意大利等国,将45dBz高度H0+1.4km作为冰雹识别指标10。在果树病虫害与
5、气象条件的关系研究方面,日本走在前列。日本学者森下争产对近100年日本褐飞虱大发生与ElNino的关系进行了研究,得出E1Nino次年为日本褐飞虱大发生年。韩国利用气象卫星收视系统建立了果树病虫害信息可视网络咨询服务系统采用国际互联网,开发果树病虫害监测、预报及管理系统。对于产量预测预报,国外对此研究较早,60年代中期,美国的WGDuncun和RSLoomis与荷兰的Dewit同时提出作物群体模式研究11,现在苏联、美国、荷兰、日本等国家对棉花、小麦、糖用甜菜等作物在农业气象预报方面的研究已取得了明显成果。国外早在20世纪70年代就开始将计算机技术应用到农业生产中,以解决病虫防控和农业生产问题
6、。如:1996年,瑞士开发出谷物预测预报系统EPIPRE,可准确地预报杀虫剂的施用日期,为化学药剂的合理使用提供决策,降低环境污染12。1.2.2. 国内相关研究我国苹果生产从上世纪中期开始起步,80年代迅速发展并从国外引进不少新品种,苹果产量和品质在不断提高。如何合理利用当地气候生态环境优势,充分发挥当地气候资源潜力,建立适宜的栽培管理技术规范,趋利避害,促进苹果产量,尤其是品质提高,已成为各果区关注的热点。深化果业气象服务内容,规范果业气象服务技术体系越来越引起国内外果业管理部门、经销商和种植户的重视。国内对果树与气象条件进行了大量的研究。蒲金涌等13人研究发现,甘肃黄土高原自1971-2
7、005年,年平均气温增加了0.91.8,受此影响,苹果叶芽放、展叶、开花等早期物候期提前了14d左右,叶变色、落叶等后期物候期后延了25d;郭海英等14研究发现随着气候变暖,果树在春季发育的物候期普遍提前,而果树的春季各发育期间隔并未出现缩短的趋势;毛明策等15研究了陕西省长武温度与苹果初花期之间的关系;李美荣16分析了陕西省7个果区气候变化及对苹果开花期的影响,并建立了苹果始花期物候模型;杨小利等17研究陇东黄土高原典型站苹果生长对气候变化的响应。关于苹果花期冻害引起了多位专家学者的关注,已有多位学者对其进行了灾害特征及影响分析、气候适宜性及灾害风险等的研究。关于受冻指标,李健18等以2 、
8、0 、 -2 为不同冻害等级临界气温,采用统计结合试验等方法确定陕西苹果花期冻害主要危害地区为延安和渭北西部果区,主要危害时段为4月中旬;李美荣等以0 、 -2 、 -4 为不同冻害等级临界气温,统计分析得出陕西苹果花期冻害发生频率呈西北向东南减少的特征。董能利19对黄河河道地区果树冻害发生规律及防治对策进行过研究;杨梅宁、王秋萍20分别对苹果花蕾期冻害发生规律及防御对策进行了研究;毛明策等21分别对苹果初花期与温度的关系及气候变暖对苹果物候期的影响进行了研究 ,为防御苹果花期冻害提供气象信息;夏丽花等22利用逐步回归分析建立了短期最低气温预报方程,对果树低温冻害进行短期预报。旱涝气候预测应是
9、气候预测的重点,对旱涝气候规律和预测方法的研究已是当务之急。然而,旱涝灾害特别是降水量的预测是大气科学中最为复杂、最为困难的课题之一。20世纪90年代以来,随着气候系统研究的深入,海气相互作用、陆气相互作用、冰雪大气相互作用等研究领域都取得了令人瞩目的成果。为气候预测提供了新理论和新方法。季劲钧23对陆面物理和生物学过程进行了模拟研究。吴国雄等研制出全球海洋大气陆面系统模式(GOALS),广泛应用于气候研究。汤懋苍从地气相互作用出发,根据冬季深层地温场与夏季降水场有明显的相关关系,研制出“地气图法”,多年来用于制作汛期旱涝预报,取得了一定的效果。利用场时间序列做区域旱涝气候预测是最诱人的一个应
10、用方面。于是,我们以陆气相互作用为物理基础,结合运城的自然环境和气候特点,建立预测指标,进行预测试验。多年来,国内外许多专家致力于冰雹预报方法的研究。如雷雨大风等。冯晋勤24对福建地区的冰雹天气进行了系统研究,并详尽介绍了冰雹的形成机理和预报方法,为以后开展冰雹研究奠定了基础。河南省把40dBz作为有无冰雹的判据之一,陕北地区用711雷达的45dBz强回波顶高H0+2.3km作为判据来识别冰雹云。这些研究为预测冰雹天气提供了参考。我国学者在20世纪80年代以前,主要是以寻找、观察农作物病虫害发生发展的周边气象条件为主,并以指标法、物候、统计等方法进行了短期预报。进入80年代以后,大尺度的气候背
11、景(如厄尔尼诺事件、海温、副热带高压和大气环流特征量等)与农作物病虫害发生流行的相关关系及其亲合机制研究开始出现,气象条件与害虫生命表、农作物产量损失、防治指标和预测模型的研究得到了加强;80年代末始,农作物病虫害的中、短期预测进入研究应用阶段,长期预测研究进入探索阶段;20世纪90年代以来,由于气候变化的影响,气候变暖对农作物病虫害发生流行影响研究逐步开展。在作物产量预测方面,国内其它省研究状况不尽相同,采取的方法也不同。如:用遥感技术方法预报产量,利用ARMA模型及岭回归即以趋势产量和气象产量分别建模的方法,利用灰色马尔柯夫链动态预测模型模拟趋势产量,应用自然正交方法将趋势产量和气象产量展
12、开,利用交叉谱分析方法,从农业气象角度建立不同作物群体的光合生产模式分析作物生长季(59月)气温的变化对粮食产量高低的影响25-29等等。研究的作物也不尽相同,其中对水稻和小麦的研究较多,包括主要对水稻及冬小麦产量的主要影响因子和影响时期进行研究。利用随机天气模型研究气候变化对我国小麦发育及产量的可能影响,分析小麦和水稻的气象产量特征,根据作物产量形成与农艺性状的关系,对Baier-Robertson的模型作了改进,建立了小麦预报模式,利用化肥施用量、一季稻种植面积和l3月平均温度建立预测模型29-32等等。我国在水稻生长动态模拟研究和遥感技术用于冬小麦估产方面取得了较大进展,但在玉米、大豆等
13、早作物发育期、产量跟踪预报技术方面都还没有重要的突破,更没有形成完整的体系。由于近年农产品的产量预报工作主要集中在小麦和玉米等大田作物,鲜有针对果品等经济作物进行产量预报的具体方法或模式。在我国,农业气象服务系统起步较晚。当前,已建立了一些用于苹果病虫害管理平台,例如,莱阳农学院秦淑莲等33研制的苹果园病虫害测报计算机信息系统;中国农业大学赵朋等34开发的苹果病虫害管理信息系统等。这些系统各适合不同的区域范围, 但目前在山西省尚没有专门的,全面的苹果预警系统在业务服务及生产中使用。1.3 本文主要研究内容根据山西省运城市的气候特点,结合苹果生长发育期的气象观测资料,分析运城市历史苹果生长发育期
14、、产量与气象影响因子的关系,结合国内外优秀的苹果生产经验,综合得出,(1)山西省运城市苹果生长发育期适宜的和不适宜的气候条件指标;(2)对影响运城市苹果产业的花期冻害、干旱、冰雹等的临界指标和对运城市苹果生产的影响进行研究;(3)对运城苹果的病虫害的为害状况、发生规律、盛发期、发生的有利和不利气象条件进行全面分析,归纳主要病虫害发生趋势的预报指标;根据气象观测资料为基础,结合当地实际情况,用非线性回归方法建立预测模式,预测运城市苹果单产,为果农和政府指导提供依据;(4)建立运城市苹果主产县苹果面积产量数据库,运城苹果气象灾害、物候观测数据库,苹果生育期气象指标数据库,苹果气象灾害指标数据库,建
15、立苹果产量预报流程;为运城市苹果生产提供有利的决策支持和服务,对运城苹果产业充分利用气候资源、趋利避害,发展苹果生产起到重要作用。第二章 运城市苹果生长发育期气象指标研究苹果在漫长的形成过程中,已经适应了固定的气候和生态环境,所以对气象条件有特别的要求。气象条件的突变会严重影响苹果的产量和品质。研究苹果的各个生长发育周期的气象条件,对于在生产苹果中合理地利用气候资源、集中优势资源,提高苹果的产量和品质有着非常重要的意义。结合诸多苹果生产中心总结的生产经验,综合列出苹果生长发育期有利和有害的气象条件指标,为苹果生产提供决策服务。2.1 影响苹果生长的基本气象指标2.1.1. 气温气温是影响苹果生
16、育的重要气象指标,它是限制苹果分布的决定性因子,对于苹果的产量的影响至关重要。在苹果年生长周期中,温度与其生长发育有密切关系。当春季气温5时芽开始萌动,15以上时开花,开花期的最适温度为 1718。生长期间(410 月)的平均气温 1218、夏季(68 月)1824最适宜生长。生长季温度 1824时叶片光合能力最强,而呼吸消耗的碳水化合物相对较少;如果高于 24,则消耗增加;高至35时,同化产物则全被消耗。夏季 68 月平均气温 26以上的地区,苹果花芽不易分化,产量很低36。苹果需要一定的低温通过休眠,才能正常生长发育。 苹果通过休眠需要7.2以下低温 9001000 小时,山西省运城市苹果
17、主产区能正常休眠。苹果的花蕾能耐-2.8-3.9的低温,花期为-1.7-2.2,谢花后的幼果不能低于-1.1,成熟的果实能耐短暂的-4-6的低温。果实发育的有效基础温度为10,花后气温低于 5或高于20,均能阻碍细胞分裂。果实发育后期的温度状况影响果实的发育进程和质量。夏秋温度对果实着色、果品质量有明显影响。气温日较差大,夜温较低,可提高果实含糖量,有利于着色。运城市日平均气温大于等于5C的持续天数超过252天,一年内日平均气温大于10C的有效积温一般为38934694C,利于苹果的生育。据分析,运城市苹果生产基地的亩产量和48月份日平均气温大于10C的有效积温有着显著的相关性,相关系数在0.
18、514以上(通过了a=0.05的显著性水平检测)。冬季气温偏低、变化幅度大、寒流经常使树木受冻、抽条或者休眠过早解除,开花不齐,容易受到冻害等;夏季气温偏高或者过低容易使树木营养失调,不易开花结果,病虫害严重,影响产量和质量。通过分析年平均气温、生长期(410月)平均气温和苹果生长温量指数,与我国其他苹果产区对比,我国北部的主要苹果产区年平均气温9.211.9C,生长期(410月)平均气温16.218.7C,温量指数78.495.9C。山西省运城市苹果主要产区年平均气温11.914.2C,生长期(410月)平均气温19.321.7C,大于等于10C积温在3893C以上。完全能够满足苹果生长对温
19、度的要求。2.1.2. 降水量苹果正常的生长发育和结果与环境水分含量有着紧密的关系。水分供给过剩或者太少,都会让果树营养失调。在一般土壤环境下,年降水量在500800mm的地区适宜栽种苹果。据分析,山西省运城市苹果主产区苹果亩产量和48月间降水量有显著的相关关系,相关系数在0.578以上(通过了a=0.05的显著性水平检验)。如果年降水量大于800mm的地方,特别是在高温高湿的环境下,苹果果树生长过于旺盛,苹果质量下降并且容易发生病虫害。降水量如果小于500mm,而且分布不均匀经常出现早春干旱和夏季伏旱,会使树体遭受旱灾。山西省运城市苹果区年降水量大多在500680mm,适宜于苹果的生长发育。
20、2.1.3. 光照苹果是喜光、长日照的树种,需要充足的光照条件。光照对于苹果树的生长结果和果实质量有着显著的影响。如果光照充足、紫外线多,苹果树生长缓和,枝条粗壮,果实含糖量高,着色浓,良品率高。当果实获得全日光照的70%以上时,果实着色全红,获得全日光照的70%40%时,果实部分着色,获得全日光照的40%以下时,果实基本不着色,良品率显著下降。因此,直射到果实上的光照状况是影响果实着色好坏的一个重要气象因素。苹果树适宜的光照条件为年日照时数在1500小时以上。据分析,山西省运城市苹果主产区苹果亩产量与48月日照时数有着显著的相关关系,相关系数大于0.540(通过了a=0.05的显著性水平检验
21、)。山西省运城市苹果区,年日照时数一般1500小时左右,年日照百分率为46%52%,对提高苹果产量和质量非常有利。综上分析,得出苹果影响苹果生长的基本气象指标见表3-1所示。表3-1 影响苹果生长的基本气象指标项目气象指标热量条件1、生长季平均气温为1218;2、日平均气温大于等于5的持续天数大于170天;3、日平均气温大于10的有效积温为25003000。水分条件4、年降水量在500800mm。光照条件5、年日照时数为22002800小时。第三章 运城市苹果气象灾害及病虫害研究近年来,苹果产业的迅速发展受到省政府、运城市政府广泛关注,运城市更是把苹果列为经济发展的支柱产业之一。黄土高原苹果种
22、植区生态气候优势明显,多项气象指标符合苹果优生区指标需求。但是,该区大陆性季风气候特征明显,加之地形复杂,导致气候脆弱,气象灾害比较严重,其中花期冻害、伏旱、连阴雨、冰雹、是影响苹果产量和品质的主要气象灾害。同时由于病虫害对果树也有很深的影响。3.1 花期冻害苹果花期冻害是影响苹果产量、品质的主要气象灾害之一。尤其20世纪80年代以来,随着气候变暖加剧,导致苹果花期提前及遭遇低温冻害的几率和强度增加,使得苹果生产风险进一步加大。选取运城万荣、临猗、平陆、盐湖、永济、夏县、芮城7个气象台站19732013年苹果开花期日极端最低气温和日平均气温,作为设计冻害指数的基本气象资料。同时选取上述7个气象
23、台站20032013年的苹果开花期监测结果,作为计算花期冻害指数的物候资料。苹果花期冻害是指在果树开花期,遇有强降温天气过程,气温达到一定值时,使果树花器遭受冻害的气象灾害。开花期气温降至5或以下,花粉遭受冻害,直接影响授粉、受精和坐果;降至-2.0,花器冻死,无法坐果,造成大量花蕾受冻,遭受冻害的花蕾开花后质量差,坐果率低。因此,为了寻找能够反映花期冻害强度并且物理意义明确的指标来表征花期冻害特点,定义花期冻害指数 其中,Ha为花期冻害指数,为开花期日极端最低气温5的日数(d),该日数越多,花期冻害可能越严重;为开花期平均气温(),该值越小冻害风险可能越大。Ha的物理意义为开花期平均气温为1
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 本科毕业 论文 苹果 气象 服务 系统 研究 运城市
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。