一、基本概念和研究方法二、相似距離計(jì)算三、農(nóng)業(yè)氣候相似程度判斷四、應(yīng)用舉例五、理論應(yīng)用中要注意的問(wèn)題第八章農(nóng)業(yè)氣候相似理論一、基本概念和研究方法第八章農(nóng)業(yè)氣候相似理論1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。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐表明：任何作物的優(yōu)良品種都是21998年，內(nèi)蒙古呼倫貝爾盟投資6000萬(wàn)元引種美國(guó)紫花苜蓿8萬(wàn)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，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(wàn)畝的紫花苜蓿死亡。1998年，內(nèi)蒙古呼倫貝爾盟投資6000萬(wàn)元引3一、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(shù)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。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4一般地,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(lái)衡量。研究方法：一般地,引種地與引種源地間氣象條件較為接近的,51.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6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?；茪夂蛳嗨?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（1971～2000）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(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表1北京等四地區(qū)年平均氣候指標(biāo)以地區(qū)主要8一維相似距計(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氣溫相似距降水相似距一維相似距計(jì)算：10年均溫（℃）051520-525北京19二維相似距計(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）9.71164.21164.2二維相似距計(jì)算：氣溫（℃）降水量（mm）北京（12.3,510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依此類推，M維變量的相似距為：南京（15.4，1062.4，11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(wú)量綱化處理。這里介紹一種最常用的標(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量綱化處理在氣象要素中，各要素的單位不一樣。計(jì)算相似距時(shí)12農(nóng)業(yè)氣象學(xué)經(jīng)典課件農(nóng)業(yè)氣候相似理論13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14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Ｗk,則相應(yīng)的相似距離公式轉(zhuǎn)化為：

5.影響權(quán)重分配和相似距離修正考慮到在一組農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)中各因子所起的作用有所差異15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。

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：

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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。三、相似程度的判斷17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?、降水和光照例1.太行山區(qū)引種日本甜柿四、應(yīng)用舉例·判別18

·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(méi)有一級(jí)相似的直接引種區(qū)，也沒(méi)有不相似的區(qū)域。

引種試驗(yàn)也表明可以引種?！は嗨凭嚯x計(jì)算·相似程度判別太行山四個(gè)引種區(qū)19

例2.長(zhǎng)春引種臺(tái)北甜豌豆

·判別因子選?。簻囟群徒邓畾鉁?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５臺(tái)北和長(zhǎng)春溫度條件（℃）例2.長(zhǎng)春引種臺(tái)北甜豌豆·判別因子選?。簻囟群徒?0表６.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25.250.9112.6臺(tái)北91147164182205322降水7月8月9月10月11月12月長(zhǎng)春169.7138.957.7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）表６.臺(tái)北和長(zhǎng)春降水條件（mm）降水1月2月321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)。1990～1992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。氣溫相似距判斷結(jié)論：長(zhǎng)春是臺(tái)北甜豌豆的適宜引22四、應(yīng)用中要注意的問(wèn)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。四、應(yīng)用中要注意的問(wèn)題23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(kāi)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)生物引種喜與憂的反思（下），科學(xué)養(yǎng)魚(yú)，2005.7：45-47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245..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(lái)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.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):1522-15365..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,2511.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)11–2614.ICPMWorkingGroup.Analysisofenvironmentalrisks,draftsupplementtoISPMNo.11[Z].Vienna:ICPM,2001

15.FAO.Internationalstandardsforphytosanitarymeasures.PartI:importregulations:guidelinesforpestanalysis(draftstandard)[Z].Rome:FAO,199614.ICPMWorkingGroup.Analysi26國(guó)內(nèi)外相關(guān)網(wǎng)站：農(nóng)業(yè)氣象論壇/聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織/國(guó)際農(nóng)業(yè)研究咨詢組/法國(guó)農(nóng)業(yè)國(guó)際合作發(fā)展中心http://www.cirad.fr/國(guó)內(nèi)外相關(guān)網(wǎng)站：27一、基本概念和研究方法二、相似距離計(jì)算三、農(nóng)業(yè)氣候相似程度判斷四、應(yīng)用舉例五、理論應(yīng)用中要注意的問(wèn)題第八章農(nóng)業(yè)氣候相似理論一、基本概念和研究方法第八章農(nóng)業(yè)氣候相似理論28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。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐表明：任何作物的優(yōu)良品種都是291998年，內(nèi)蒙古呼倫貝爾盟投資6000萬(wàn)元引種美國(guó)紫花苜蓿8萬(wàn)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，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(wàn)畝的紫花苜蓿死亡。1998年，內(nèi)蒙古呼倫貝爾盟投資6000萬(wàn)元引30一、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(shù)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。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31一般地,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(lái)衡量。研究方法：一般地,引種地與引種源地間氣象條件較為接近的,321.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33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?；茪夂蛳嗨?4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（1971～2000）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(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表1北京等四地區(qū)年平均氣候指標(biāo)以地區(qū)主要35一維相似距計(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氣溫相似距降水相似距一維相似距計(jì)算：10年均溫（℃）051520-525北京136二維相似距計(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）9.71164.21164.2二維相似距計(jì)算：氣溫（℃）降水量（mm）北京（12.3,537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依此類推，M維變量的相似距為：南京（15.4，1062.4，38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(wú)量綱化處理。這里介紹一種最常用的標(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量綱化處理在氣象要素中，各要素的單位不一樣。計(jì)算相似距時(shí)39農(nóng)業(yè)氣象學(xué)經(jīng)典課件農(nóng)業(yè)氣候相似理論40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41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Ｗk,則相應(yīng)的相似距離公式轉(zhuǎn)化為：

5.影響權(quán)重分配和相似距離修正考慮到在一組農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)中各因子所起的作用有所差異42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。

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：

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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。三、相似程度的判斷44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?、降水和光照例1.太行山區(qū)引種日本甜柿四、應(yīng)用舉例·判別45

·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(méi)有一級(jí)相似的直接引種區(qū)，也沒(méi)有不相似的區(qū)域。

引種試驗(yàn)也表明可以引種?！は嗨凭嚯x計(jì)算·相似程度判別太行山四個(gè)引種區(qū)46

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５臺(tái)北和長(zhǎng)春溫度條件（℃）例2.長(zhǎng)春引種臺(tái)北甜豌豆·判別因子選?。簻囟群徒?7表６.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25.250.9112.6臺(tái)北91147164182205322降水7月8月9月10月11月12月長(zhǎng)春169.7138.957.7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）表６.臺(tái)北和長(zhǎng)春降水條件（mm）降水1月2月348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)。1990～1992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。氣溫相似距判斷結(jié)論：長(zhǎng)春是臺(tái)北甜豌豆的適宜引49四、應(yīng)用中要注意的問(wèn)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。四、應(yīng)用中要注意的問(wèn)題50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(kāi)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)生物引種喜與憂的反思（下），科學(xué)養(yǎng)魚(yú)，2005.7：45-47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515..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(lái)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.MontserratV,PujadasJ.SocioeconomicparametersinfluencingplantinvasionsinEuropeandNorthAfrica[C]//McNeelyJA.Thegreatreshuffling:humandimensionsofalieninvasivespecies.Gland:IUCN,20019.YamamuraK,KatsumataH.Estimationoftheprobabilityofinsectpestintroduc