[发明专利]北疆冬小麦越冬期冻害指数构建算法

说明书

本发明公开北疆冬小麦越冬期冻害指数构建算法，选取研究区域并确定研究时间段；选择北疆冻害致灾因子；设计雪深资料处理方法及其他冻害致灾因子；分三种角度分析各站点的冻害致灾因子；分别对各区域所有站所有年份的致灾因子进行极差标准化；各区域进行KMO检验、巴特利球体检验和公因子方差计算确定所选因子是否合适；选择累计方差贡献率≥85％的前几项主成分进行分析；单独计算每个主成分对应的致灾因子的特征值和特征向量；通过每个主成分方差贡献率和特征向量分别将前几项主成分进行综合计算；结合北疆冻害灾情和冬小麦产量资料验证指数的适应性，并进行突变检验分析。为高效利用气候资源趋利避害，保障北疆小麦的安全生产提供理论依据。

技术领域

本发明涉及农作物灾害技术领域。具体地说是北疆冬小麦越冬期冻害指数构建算法。

背景技术

新疆是我国西北重要的小麦优势产区和消费区，冬小麦播种面积占全区小麦总面积的70％以上。新疆小麦主产区中塔额盆地、可克达拉市、昭苏、奇台、伊犁河谷，均为北疆区域。20世纪80年代以来北疆冬麦区气候明显变暖，同时气候变化以及随之而来的气候不稳定性升高，冷暖突变剧烈，极端气候事件增加，使得小麦灾害发生频次明显增加，直接影响冬小麦产量。

冻害是在冬季或早春深秋时期，越冬作物遭受0℃以下低温影响致使植株组织脱水结冰，从而丧失生理活动能力造成植株受害甚至死亡的一种农业气象灾害，常见类型为初冬温度骤降型、冬季长寒型和冻融型冻害，其受低温强度、低温持续时间和品种的抗冻能力等因素的影响。国内学者对冻害进行了大量研究。孟繁圆采用主成分法构建我国北部冬小麦越冬冻害指数。慕臣英等比较黄淮海地区不同冬春性小麦在隆冬期抗冻能力。张仕明等对库尔勒香梨树冬季冻害指数改进。莫志鸿等和张宏选取越冬期内最大降温幅度、平均气温、负积温、极端最低气温和冬前平均气温作为致灾因子，分别建立北京市及河南省的冬小麦越冬冻害指数。同时越冬期的冻害对畜牧、林果、蔬菜、经济作物等均造成灾害。以上的冻害致灾因子均未涉及到雪深资料，雪深是北疆冻害必需的致灾因子，且北疆冻害指数研究较少。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种考虑雪深资料的北疆冬小麦越冬期冻害指数构建算法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

北疆冬小麦越冬期冻害指数构建算法，包括如下步骤：

步骤P1：选取研究区域并确定研究时间段；

步骤P 2：选择北疆冻害致灾因子；

步骤P 3：设计雪深资料处理方法及其他冻害致灾因子；

步骤P 4：分三种角度分析各站点的冻害致灾因子；

步骤P 5：分别对各区域所有站所有年份的致灾因子进行极差标准化；

步骤P 6：各区域进行KMO检验、巴特利球体检验和公因子方差计算确定所选因子是否合适；

步骤P 7：选择累计方差贡献率≥85％的前几项主成分进行分析；

步骤P8：单独计算每个主成分对应的6个致灾因子的特征值和特征向量；

步骤P9：通过每个主成分方差贡献率和特征向量分别将前几项主成分进行综合计算；

步骤P10：结合北疆冻害灾情和冬小麦产量资料验证指数的适应性，并进行突变检验分析。

上述北疆冬小麦越冬期冻害指数构建算法，在步骤P1中，选择作物越冬期以降雪为主地区，同时也是冬麦的主产区。本文以中国北疆地区作为研究对象，来构建作物的冻害指数。研究区域为新疆北部地区，区域所处范围为42.30°～49.15°N，79.90°～96.05°E，研究区域内共有83个国家气象观测站点；