海南岛农业干旱综合监测业务化运行研究

基于MODIS数据、地面观测数据,以海南岛农业干旱监测综合模型为工具开展海南岛农业干旱综合监测研究,完成了基于Web GIS的海南省农业干旱监测系统的设计与开发。通过Web GIS系统及时发布旱情信息,用户通过计算机终端网页浏览器可以对海南岛实时的干旱情况进行交互式的查询和检索,实现了海南岛农业干旱综合监测的业务化运行。并应用海南省农业干旱监测系统进行了干旱监测、旱情区域分析等业务化运行示范。该研究结果可为区域农业干旱综合监测业务化运行提供参考依据。     

基于温度植被干旱指数的曲靖市干旱监测研究

本研究利用MODIS归一化植被指数(NDVI)和地表温度(Ts)产品数据，构建Ts-NDVI特征空间，计 算温度植被干旱指数(TVDI)，分析评价云南曲靖市 2010—2012 年的干旱时空分布状况。结果表明， 2010 年曲靖市遭遇了非常严重的干旱灾害，受灾面积高达研究区总面积的 80%以上，基于 TVDI 指数的 旱情动态监测方法适合云南省曲靖干旱监测。本研究建立的温度植被干旱指数模型提高了干旱监测的 实用性，在曲靖市干旱监测上具有很好的适应性，可以广泛应用到该地区干旱监测研究中，为曲靖的农 业防灾减灾能力和可持续发展提供科学保障。     

基于熵权法的田东县农业干旱识别与评价研究

干旱在我国是一种常见的自然现象,农业干旱灾害每年给国家和人民造成了严重的经济损失。为防患于未然和减轻干旱乏水的影响,不少国内外学者对干旱识别与评价开展了研究。本研究采用基于供需水量平衡的评价指标和用均值化方法处理得到的供需水相对指数作为熵权法的评价指标对农业干旱进行识别与评价,对属南亚热带季风气候区的田东县内不同农业区域的易旱区及干旱月、季度变化趋势、干旱程度进行识别与评价。分析计算的结果表明,熵权法用于识别与评价旱地农业干旱具有合理性,评价的结果与干旱实际情况较吻合,对干旱识别与评价是一种有效可行的方法。     

基于TVDI 与荧光的呼伦贝尔市干旱时空动态监测研究

【目的】呼伦贝尔地区降水量少,年际和年内分布不均,灌溉条件不发达,干旱对当地农业和畜牧业生产造成了严重影响,结合干旱监模型与荧光数据可对呼伦贝尔干旱情况进行有效监测。【方法】文章使用MODIS归一化植被指数(NDVI)和地表温度(LST)产品,建立Ts-NDVI特征空间,计算温度植被干旱指数(TVDI),同时结合GOME-2 L2级荧光产品,综合分析评价2017—2018年呼伦贝尔地区干旱时空变化特征。【结果】该文建立的干旱指数模型能有效监测呼伦贝尔市干旱状况,干旱等级划分结果表明,2017—2018年呼伦贝尔地区存在不同程度的干旱问题,此模型在该研究区干旱监测上具有很好的适用性;通过SIF与NDVI的变化过程对比分析发现,SIF对水分胁迫等植被生理变化比较敏感,SIF较NDVI而言,能更有效地反映植物受胁迫状况。【结论】通过MODIS产品与GOME-2 L2荧光产品相结合,可以更准确地监测分析该研究区内的干旱时空动态变化,为呼伦贝尔市的旱情监测提供重要参考。     

东北黑土区农业干旱脆弱性及其应对策略研究——以黑龙江省为例

为揭示东北黑土区农业干旱脆弱性的时空演化过程与特征，本研究以黑龙江省为例，从暴露水平、敏感程度和适应能力的视角，构建了农业干旱脆弱性评价模型，解析了2000—2020年黑龙江省水稻、玉米、大豆的干旱脆弱性的时空演进过程与特征。结果显示：2000—2011年农业干旱事件频发，其中有8个敏感事件和11个韧性事件，2011年以后再无农业干旱事件发生，2011—2020年水稻、玉米和大豆的干旱脆弱性较2000—2010年分别下降了46.14%、51.50%和38.53%；受作物生育需水量与地区降水不匹配的影响，大豆、水稻的干旱脆弱性相对较高。研究表明，黑龙江省农业干旱脆弱性总体呈先增强后减弱的演进趋势，呈北高南低和东西高、中部低的空间分布格局。基于该结果，本研究提出了旨在提升东北黑土区农业适应气候变化韧性的政策及措施建议。     

基于遥感的洞庭湖流域农业生态安全评价指标体系研建

农业生态安全是关系到农业生态系统是否能健康有序地进行能量交换和物质循环，人类经济社会是否可持续发展的大问题；本研究以洞庭湖流域为例，基于农业生态安全的内涵、卫星遥感技术及PSR 模型，构建出农业生态安全评价指标体系；通过层次分析法、熵权法，检验评判矩阵的一致性，并确定各级指标的权重及综合权重；通过研究比对和实地验证，建立安全状态层各指标的遥感反演模型，各反演模型具有较高的精度和稳定性，在大区域范围具有很好的可行性和适用性，改变了我国农业生态安全主要监测方式。     

基于多源数据的河南省农业干旱时空变化特征分析

【目的】 全球变化背景下,利用遥感手段实时获取区域农业干旱信息并分析其时空变化特征,是有效进行农业监测预警、保障区域粮食安全的有效途径。【方法】 文章以河南省为研究区域,综合遥感、气象、土壤等多源数据,基于“金字塔”型多层级土壤水分估算模型框架反演土壤水分含量;利用土壤水分状态指数（SMCI）对2000—2020年河南省的农业干旱情况进行监测,分析其农业干旱发生的空间分布和时空变化特征。【结果】 21年间,河南省农业干旱平均发生4.408 9次/年,主要发生在春季和夏季,集中在3月和6月,以轻度干旱和中度干旱为主;秋季和冬季农业干旱则有加剧的变化趋势。河南省SMCI年平均值呈总体上升趋势,其中2019年SMCI平均值最高,农业干旱情况加重;河南省近54%区域农业干旱程度表现出显著加剧的变化趋势,集中分布在东部和中部地区。【结论】 河南省农业干旱情况呈现明显加重的趋势,应及时监测预警、科学应对,减轻其对农业生产的影响程度。     

NDWI指数在衡邵盆地干旱监测中的适用性研究

利用归一化植被水分指数（NDWI）对衡邵盆地进了干旱监测分析。结果分析表明,NDWI能很好地反映干旱发生发展的过程;NDWI监测的干旱发生的时段和区域与降水量严重偏少的时段和区域有很好的吻合性。其次,NDWI监测的干旱发生区域主要集中在衡邵的中间盆地农业耕作区,能间接的反映农业干旱发生情况。     

基于GIS的干旱遥感监测及定量评估系统

尝试依托GIS技术,利用VBA及ArcObjects建立干旱监测评估系统,通过对辽宁省再分区,不同区域分别建立干旱遥感监测模型,进行辽宁省干旱灾害监测。同时,结合高程数据和土地利用等地理信息系统数据,通过调用不同作物、不同等级的灾损系数进行干旱定量评估的探索。     

农业干旱遥感监测的原理、方法与应用

【目的】干旱遥感监测是卫星遥感技术的重要应用和研究方向之一,是对气象、地面调查等技术手段开展农作物干旱监测的重要补充和参考。【方法】在总结国内外目前主要的干旱遥感监测方法基础上,将农业干旱遥感监测方法概括为7个大类,即基于热惯量、冠层温度、作物长势状况、综合冠层温度与作物长势、蒸发(腾)、微波、作物生长模型的干旱遥感监测方法,并对各类方法的主要形式进行了系统性总结。【结果】同前主要的干旱遥感监测方法中,除作物生长模型的反演的监测是土壤含水量外,其他方法大多数是基于遥感度量的干旱程度指标,需要结合地面水分观测值等的标定转化为土壤的水分含量。【结论】从监测原理上看,农业干旱可以认为是光照条件、土壤质地、作物长势、冠层温度4个物理量的函数。在自然条件下,当某个或几个物理量相对一致时,就可以将该理论模型进行简化,使用特定的干旱指数形式对干旱进行量度,这也是当前遥感监测技术监测作物干旱的主要思路。同时,该文对当前国内和国际上的主要干旱遥感监测业务化运行系统进行了介绍,并在此基础上,结合当前遥感监测方法区域适用能力存在的局限性,提出模型区域适应性改进是当前旱情遥感监测业务应用的关键点。同时,随着中高分辨率遥感数据的日益增多,利用中高分辨率卫星数据进行定量化干旱遥感监测技术也是当前干旱遥感监测的重要趋势。此外,干旱遥感监测的不确定性研究也是业务化应用中需要加强的一个方向。     

基于作物生长模型的农业干旱灾害风险动态评估

在阐述干旱灾害风险基本概念的基础上,分析了农业干旱灾害风险动态评估的难点。通过作物生长模型——DNDC模型模拟作物逐日生长,得到最终的粮食产量。采用情景分析方法,对不同气象条件下的作物产量进行估计,进而计算作物粮食因旱损失,实现农业干旱灾害风险动态分析。研究选择辽宁省为研究区,以玉米作物为代表,空间分析单元为县级行政区,利用15年的序列数据进行粮食因旱损失评估,模型模拟辽宁省的总误差控制在15%左右。风险分析结果表明,辽宁省西北部地区干旱灾害风险高于其他地区,这也与辽宁省干旱实际情况相吻合。     

农业干旱风险研究进展与发展趋势

随着农业旱灾对农业系统造成的损失日益加剧,增大了对区域资源的压力,造成一系列环境问题,农业干旱风险分析逐渐成为近年一个新的研究领域;这一研究不仅是农业旱灾风险管理的基础和前提,也是农业干旱风险区划和灾前损失预评估的理论基础。目前,针对农业干旱风险的研究大多是通过模拟特定干旱指标与作物生物量之间的关系,对作物因旱损失进行微观风险评价,因此在阅读大量文献的基础上,分别对农业干旱、农业干旱风险的定义,以及对基于降水指数的农业干旱风险的研究进展进行了综述。     

辽宁中部农作物生长季干旱风险度研究

掌握辽宁中部农作物生长季降水量变化与干旱风险度,为辽宁中部农业产业结构调整、规避干旱风险和农业生产管理提供参考。利用沈阳区域气象中心1961—2020年的降水和气温数据,采用气候诊断分析方法,选用积分湿润指数及其干湿指数研究降水量对农作物生长季的满足程度、干旱变化特征及干旱风险程度。结果表明：1961—2020年辽宁中部农作物生长季降水量呈减少趋势,线性减少40.5 mm;降水满足度和干湿指数呈下降趋势,分别线性下降14.5%和0.13;干旱风险度呈显著上升趋势,最大干旱风险度上升17.3%,2000—2020年平均上升11.0个百分点。播种苗期中旱+大旱约3 a一次;旺长期中旱+大旱概率约20 a一次;成熟期中旱+大旱约4 a一次。研究结果为掌握降水变化状态,干旱变化特征,认知干旱的严重程度,规避干旱风险,为“三农”及粮食生产安全以及农业结构调整和防旱减灾提供参考。     

作物抗旱基因工程研究进展

主要就植物的抗旱基因包括渗透调节、保护酶体系、抗旱基因及遗传特性等方面对植物抗旱机理的研究进行了综述.研究植物的抗旱性基因,有助于了解植物的抗旱机制.以期为我国节水抗旱农业的研究提供一些新的思路和手段.     

江西省农业遥感旱情监测研究

江西省是农业大省,近几年受气候变化影响,干旱灾害频发,为从宏观上获取江西省旱情实时变化情况。利用中低分辨率MODIS16 d合成遥感数据,采用较为成熟的植被供水指数法,计算江西省农作物供水指数,对2011年江西省全省春季旱情进行监测。结果显示,该指数能较好地反映实地旱情的现状,可以作为除土壤水分指数之外的另外一种干旱等级显示指标。     

2009年吉林省农业气象灾害及其对粮食生产的影响

2009年吉林省农业气象要素时空变化异常,农业气象灾害频发,作物生长季相继发生了罕见的春旱、低温冷害、伏旱、秋吊和霜冻等灾害,给粮食作物生长发育和产量形成造成严重危害。尽管抗旱投入较大,但气象灾害仍然导致粮食作物单产锐减,同时对本省农业经济和农民收入产生较大影响。防御农业气象灾害是保证粮食生产稳定健康发展的主要途径。     

石羊河流域气候与主要农业气象灾害变化特征

基于石羊河流域气象站近35年气象和主要农作物种植资料,探讨流域农业气候变化和农业生产、水文变化及其对作物布局、种植的影响。结果表明,≥0℃、≥10℃积温增加线性倾向率中北部大于南部,热量资源增加明显。年降水量以4.719mm/10a线性倾向率在增加,而年径流量以0.274亿m^3/10a的速率在减少。气候生产力以134.62kg/（hm^2.10a）的速率增加。春末夏初旱局部增加明显,无霜期延长,沙尘暴减少显著,大风南部增加、中北部减少。农业气候变化使春小麦种植区域向海拔较高区推进,播种期提前,生育期缩短,对产量形成不利,而对喜温作物玉米、棉花和酿酒葡萄等提高产量和品质有利。     

基于SPEI和MI分析陕西省干旱特征及趋势变化

【目的】目前干旱研究多为基于历史干旱事件分析成因与变化趋势,而结合过去与未来长时间序列数据更能揭示干旱变化特点。寻找在基于CMIP5模型输出未来气象数据时模拟干旱指数方法并探究陕西省过去与未来干旱变化特点,为陕西省未来农业水资源管理提供依据。【方法】根据陕西省18个气象站历史数据以及CMIP5模式输出未来气象数据,比较了3种模型模拟参考作物蒸发蒸腾量（ET₀）,并基于参考作物蒸发蒸腾量（ET₀）和降水数据计算标准降水蒸发指数（SPEI）和相对湿润指数（MI）反映干旱程度,比较过去（1958—2018年）与未来（2019—2100年）干旱的时空变化特点。【结果】多元线性回归模型（Multiple Linear Regression, MLR）能较准确的模拟参考作物蒸发蒸腾量（ET₀）（RMSE=0.457 mm·d ^-1）;在RCP2.6和RCP8.5情景下未来干旱指数呈现上升趋势,在RCP8.5情景下,21世纪40年代存在干旱指数的突变年份;陕西省未来干旱程度降低,年内干旱分布更加不均匀;未来时期夏玉米生长季干旱程度减小,冬小麦生长季干旱程度增加。【结论】在不同RCP情景下,未来干旱变化特征存在差异,相同RCP情景下,SPEI和MI反映的干旱特征变化基本一致,但部分时段存在变化差异。为有效应对气候变化对旱作作物产量造成的负面影响,应当增强土壤蓄水保墒能力,尤其加强冬小麦生长季的抗旱工作。