基于CASA模型的三江源地区植被净初级生产力遥感估算研究

以改进后的CASA模型为基础,利用MODIS数据、气象数据和植被类型数据,估算了2010年三江源地区植被净初级生产力(NPP)。结果表明:三江源地区NPP的总值为52.146×1012gC·a-1,平均值为146.66g C·m-2·a-1,呈现由东南向西北逐渐递减的空间分布趋势,并随着海拔和坡度的增高,NPP先升高后降低。     

基于CASA模型的吉林西部植被净初级生产力及植被碳汇量估测

将MODIS数据,气象数据与植被数据相结合,利用CASA模型与土壤微生物呼吸模型,计算2001-2010年吉林西部的陆地植被净初级生产力(NPP)和土壤微生物呼吸RH,在此基础上估算了净生态系统生产力(NEP),分析NEP变化规律和原因,估测吉林西部植被碳汇量,结果表明:研究区NPP呈自西向东逐渐增加的趋势;碳源主要分布在通榆、镇赉和大安土地盐碱化比较严重的地区,其植被碳汇量为-160-0gC·m-2·a-1;前郭、扶余、松原、长岭以及白城和镇赉的两个水田灌区的NEP为150-300gC·m-2·a-1,起到碳汇的作用;10年间吉林西部NEP总体上呈波动上升趋势,2010年碳汇能力较2001年增加了47.10gC·m-2·a-1。     

近10年甘南牧区草地净初级生产力变化研究

以改进的CASA模型为基础,结合MODIS NDVI数据、气象资料,估算了甘南牧区草地2000、2005、2008年牧草生长旺季7月净初级生产力,并分析了其时空动态.结果显示:(1)甘南牧区草地净初级生产力(NPP)的空间分布基本格局是西南偏西和东北两区域最低,然后由西南-东北方向为轴心逐渐向内陆中心部分递增,该分布规...     

呼伦贝尔森林草原交错区近30年NPP动态与气象因子的相关性研究

植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)及其对气候变化的响应研究是全球变化的核心内容之一.应用遥感影像、气象数据、光能利用率遥感模型,逐像元分析1982-2010年呼伦贝尔林草交错区NPP的时空变化及其与气候因子的关系.结果表明:1)NPP平均值由大兴安岭山地向东西两侧逐渐降低,呼伦贝尔草原区最低(均值0 ～350gC·m-2a-1),高值区主要分布在大兴安岭林区(450～ 520gC·m-2a-1);2)近30a大兴安岭林区中北部区域像元尺度NPP呈弱增长(0～5)趋势,其他林区和岭西林草交错区呈弱下降(-5～0)趋势,草原区越向西下降越明显(-25 ～-5);3)研究区北部森林区年NPP与生长季气温关系较密切,草原区NPP则主要受降水控制.     

利用BEPS模型估算城区植被净初级生产力的时空变化

为了定量评估北京奥运绿化工程改善生态环境的效果,在北京城区各主要公园绿地林木普查和叶面积指数观测及气象观测数据的基础上,修正模型参数建立适用的BEPS模型,利用年降水量相差不大的2004和2009年TM遥感数据估算北京城区植被NPP空间分布。结果表明,北京奥运绿化工程取得了显著效果,2004年与2009年相比,北京城区植被年NPP总量由2.71×1011g C·a-1增长到3.05×1011g C·a-1,年NPP均值由83.18g C·m-2a-1上升到93.39g C·m-2a-1;年NPP在0~100g C·m-2a-1范围的面积比例由53.61%下降到42.72%,而在100~200g C·m-2a-1范围的面积比例由20.98%上升到33.49%。城区各大公园林地的年NPP数值较高,植树造林是补偿因城市扩展导致NPP损失的最重要途径。     

多尺度遥感数据融合的荒漠净初级生产力估算

以新疆准噶尔盆地东部五彩湾地区为研究区,利用气象数据和多尺度遥感数据,通过改进的CASA模型对2010年研究区域的净初级生产力(NPP)进行估算,并对NPP分布进行分析.结果表明:①将TM数据和MODISNDVI数据融合,生成高时间分辨率的TM影像,对于NPP的高空间分辨率的研究提供数据支持.②2010年该研究区植被NPP为6.571 78 Mt·a-1,总体分布趋势由西北向东南递减,且随季节变化的趋势也非常明显,在6-8月NPP占全年的57.35％,12月、1月、2月植被NPP值极低,可以忽略为0.③利用地面实测点验证NPP模型估算值,平均相对误差为0.167,精度达到83.3％,NPP实测值与估算值的相关系数为0.952并在0.01水平上显著.④该模型在数据获取方面具有极大的优越性,仅利用遥感数据和地面气象数据就可以对干旱区植被NPP进行估算,为NPP的估算提供了较为便捷的方法.     

近50年贵州省气候生产潜力时空变化特征

利用1961-2010年贵州省81个气象站的逐日气温和降水资料、DEM数据,采用Thornthwaite Memorial模型估算了全省气候生产潜力,分析了气候生产潜力的时空变化特征以及地形因子和气候因素对其的影响。结果表明:近50年来,贵州省气候生产潜力在1363.9~1620.3g·m-2·a-1之间,就其变化趋势而言,气候生产潜力呈微弱上升趋势,上升速率为0.140g·m-2·a-1。气候生产潜力异常偏少年份多发生在20世纪60年代和80年代,而异常偏多年份在近50年中仅出现过1次(1972年)。区域分布差异性明显,基本上呈"三级阶梯式"分布,表现为由东南向西北逐渐减少,而且随着海拔升高,气候生产潜力逐渐降低,两者呈显著负相关。气候生产潜力受到气温和降水的双重影响,增温和增湿均有利于气候生产潜力的增加,但降水是限制气候生产力的主要因素。     

基于改进光能利用率模型呼伦贝尔植被净初级生产力时空格局

呼伦贝尔作为全球气候变化的敏感区域,分析其植被生产力时空格局具有重要科学意义。简化光能利用率模型的水分胁迫系数,基于E0S/MODIS卫星遥感资料,研究呼伦贝尔地区植被净初级生产力(NPP)时空格局。结果表明:1)研究区内大兴安岭林区单位面积NPP为高值区,呼伦贝尔草原西部NPP为低值区,林草交错区和农牧交错区NPP介于林区和草原区之间;2)2000年-2008年4类土地覆被类型单位面积NPP为下降趋势;3)呼伦贝尔西部草原、呼伦贝尔林草交错区单位面积NPP主要受降水量的影响,而大兴安岭林区和岭东农牧交错区主要受生长季气温的影响。     

近30年关天经济区植被净初级生产力对土地利用变化的动态响应

利用1980-2010年4期Landsat遥感影像,获取相应年份的土地利用图,并提取NDVI,在此基础上利用CASA模型计算关天经济区植被NPP,计算分析土地利用变化对NPP的影响。结果表明:1)林地NPP均值最大(383.38gC·m-2·a-1),其次是草地、耕地,建设用地NPP最低(271.66gC·m-2·a-1)。2)关天经济区近30年NPP呈现先降低后增加再小幅降低的趋势,1980年的植被NPP为2.3×107gC·m-2·a-1,2000年为1.7×107gC·m-2·a-1,2005年为3.2×107gC·m-2·a-1,2010年2.2×107gC·m-2·a-1。3)关天经济区植被NPP在空间上分布不均衡。秦岭山区以及宝鸡与天水交界处的山区植被NPP高,秦岭山区植被NPP高达631.15gC·m-2·a-1,而低值区(53.85gC·m-2·a-1)位于经济发达的关中平原。4)土地利用变化区域,土地利用类型变化对区域植被NPP的影响显著,耕地转变为建设用地使NPP降低,关中平原与天水地区人口居住区与开垦区植被NPP明显下降,土地开发利用导致了植被NPP的降低。所以,关天经济区在维持经济发展的同时,要控制建设用地的无序增长,维持好区域的植被覆盖,保障区域生态平衡。     

中亚草地NPP时空动态及其驱动因素研究

基于CASA模型和Miami模型计算中亚五国（哈萨克斯坦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦、土库曼斯坦和乌兹别克斯坦）的草地净初级生产力（NPP）,旨在探究2001—2019年中亚草地NPP的时空动态及其驱动因素。结果表明：2001—2019年中亚地区草地的实际净初级生产力（ANPP）均值为118.9 g C·m-2·a-1;在空间尺度上,平原地区的草地ANPP随纬度增加而呈现由南到北逐渐增加的趋势,从平原到山地草地ANPP随海拔升高呈现明显的增加趋势;在时间尺度上,ANPP总体呈现不显著的增长趋势,近60%区域的草地ANPP未来的变化趋势将与过去相反,但不显著;在中亚草地ANPP增加的区域,人类活动占主导地位;在中亚草地ANPP降低的区域,气候变化是主要驱动力;中亚草地的ANPP与降水呈现显著正相关的区域达到67.8%,温度与中亚草地ANPP的变化关系不显著,降水是影响中亚草地ANPP变化的主要气候因子。     

丰雨年旱作农业区不同耕作措施麦豆地N_2O、CH_4的排放

采用静态箱-气相色谱法采集丰雨年旱作农业区不同耕作措施春小麦-豌豆地排放气体并计算通量,研究耕作措施、土壤温度和土壤含水量对春小麦-豌豆地N2O和CH4排放的影响,其中,耕作措施包括免耕秸秆覆盖(NTS)、免耕不覆盖(NT)和传统耕作+秸秆还田(TS)以及传统耕作不覆盖(T)四种。研究结果表明:不同措施麦豆地均为N2O的排放源,春小麦地通量波动范围0.018~0.146 mg·m-2·h-1,豌豆地通量波动范围0.024~0.210 mg·m-2·h-1,全生育期春小麦地N2O平均排放通量大小顺序:TTSNTNTS,而豌豆地大小顺序:TNTSNTTS;不同耕作措施麦豆地均表现为CH4的吸收汇,春小麦地吸收通量的波动范围0.051~0.212 mg·m-2·h-1,豌豆地的波动范围0.057~0.193 mg·m-2·h-1,全生育期春小麦地CH4平均吸收通量大小顺序:NTSNTTST,豌豆地大小顺序:NTSTSNTT;不同耕作措施对N2O和CH4全生育期通量有明显的影响,TS、NT和NTS三种耕作措施较T措施而言,有效地减少了N2O的排放且增加CH4的吸收;丰雨年,土壤温度和土壤含水量对旱作农业区N2O和CH4排放综合影响权重有所降低。     

青藏高原草地降水利用效率时空动态及对气候变化的响应

本研究利用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型模拟了2000—2013年青藏高原草地净植被生产力(Net Primary Production，NPP)，结合实测数据、气象数据和土地覆被数据计算了草地降水利用效率（PUE），探究其时空分布特征，以及不同草地类型PUE及其对气候变化的响应。结果表明：青藏高原草地PUE在研究年限内呈现波动增加趋势，增加速率为每年0.0035 g·m^-2·mm^-1，14 a的平均值为0.38 g·m^-2·mm^-1。PUE的空间分布具有明显的异质性，呈现东部高、中西部低的基本格局。PUE分布在0.2～0.4 g·m^-2·mm^-1之间的比例最大，占青藏高原总面积的55.63%，呈减少趋势的区域主要分布在青藏高原的北部和西部，以及东部的边界地区，呈增加趋势的地区集中在研究区的中部和南部。研究年限内PUE的变异系数分布在0.07～0.85之间，变化稳定的区域所占面积最大，为总面积的43.43%，主要分布在唐古拉山脉和横断山脉附近。不同草地类型间PUE均值存在差异，具体表现为：草甸（1.06 g·m^-2·mm^-1）>坡面草地（0.80 g·m^-2·mm^-1）>平原草地（0.30 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草甸（0.29 g·m^-2·mm^-1）>荒漠草地（0.23 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草地（0.094 g·m^-2·mm^-1）。总体上，青藏高原草地PUE与降水成负相关关系，而与气温呈正相关，PUE的变化对降水响应更加敏感。     

半干旱区春小麦水分与产量关系及其影响因素分析

水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素。以中国西北半干旱区田间试验为基础，收集长期观测资料和文献数据，分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素，揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制。研究表明：半干旱区常规管理水平下，雨养春小麦产量与水分间的关系相对稳定，然而播前土壤储水影响生育期降水与春小麦产量间的关系，不同播前土壤储水条件下，每增加1 mm降水量，春小麦产量的增加量分别为21.3 kg·hm^-2和16.8 kg·hm^-2。生育期大气干湿条件（潜在蒸发量与降水的差值）对播前土壤储水与春小麦产量间的关系也有影响，其中大气较为干燥时（潜在蒸发量与降水的差值大于425 mm），产量与土壤水分间关系斜率为22.9 kg·hm^-2·mm^-1，大气较为湿润时（潜在蒸发量与降水的差值小于425 mm），斜率为20.1 kg·hm^-2·mm^-1。相较生育期降水，播前土壤储水对春小麦产量更具有决定性作用。半干旱雨养春小麦的气候年型由播前土壤储水和生育期大气干湿条件共同决定。增加播前土壤水分储量、在生育期的特定阶段灌溉均会改变小麦耗水量与产量之间的关系，并最终导致小麦水分利用效率发生变化。大气干湿条件和灌溉条件共同导致中国西北不同地区春小麦边界函数存在差异。     

滴灌水氮运筹对南疆春小麦根系生长及产量的影响

以南疆地区春小麦新春6号为供试材料,采用土柱栽培法,通过滴灌开展水、氮两因素控制性试验,滴施纯氮量设N_0(不施氮肥)、N_1(69 kg·hm~(-2))、N_2(172.5 kg·hm~(-2))和N_3(276 kg·hm~(-2))4个水平,滴灌水量设W_1(2 250 m~3·hm~(-2))、W_2(3 000 m~3·hm~(-2))、W_3(3 750 m~3·hm~(-2))和W_4(4 500 m~3·hm~(-2))4个水平,共16个水氮组合处理。结果表明:扬花期是滴灌春小麦根系生长的高峰期,有64.52%～76.90%的根系干质量和76.39%～82.47%的根长分布在0～40 cm土层中。适当增施水氮能有效促进根系生长并提高产量,其中扬花期N_3W_3、N_2W_3、N_3W_2处理的根干质量、根干质量密度、根长、根长密度、根系直径和根系表面积较高,分别为123.0～148.3 mg、97.07～117.03 g·m~(-3)、14 405.8～16 490.8 mm、1.14～1.30 cm·cm~(-3)、0.3267～0.3365 mm和14 245～17 624 mm~2,其产量也达到8 695.7～9 966.1 kg·hm~(-2)的较高水平。N_3W_4处理的根系各项指标虽然较高,但蜡熟期下降过快,表明水氮过高对延缓根系衰亡不利。水氮对根系生长及产量具有显著的互作效应,且水分效应高于氮素效应。通过分析,本地区较适宜的水、氮供应范围分别为3 750～4 500 m~3·hm~(-2)和172.5～276 kg·hm~(-2),当施氮量259.4 kg·hm~(-2)、滴灌量3 793.4 m~3·hm~(-2)时产量可达最高为9 142.9 kg·hm~(-2)。     

叶片光合生理参数变化特征与小麦受旱状态的关系

以小麦为供试作物布设干旱过程试验,研究干旱过程中小麦叶片光合生理参数(包括净光合速率(Pn)、气孔导度(g_(ssat))、胞间CO_2与空气CO_2浓度比(Ci/Ca)、最大羧化速率(Vc_(max))以及最大电子传递速率(J_(max)))的变化特征,并探讨干旱不同阶段Pn与g_(ssat)的关系及其对气孔导度模型斜率的影响。结果表明:土壤有效含水量(ASWC)较大时(0.5),即水分供给充足条件下,小麦叶片光合生理参数随着ASWC的减少保持相对稳定;而当ASWC降至0.5时,g_(ssat)、Ci/Ca以及Pn减小,在ASWC0.3时,Pn与g_(ssat)及Ci/Ca的关系保持相对稳定;当ASWC0.3时,g_(ssat)随ASWC减小呈显著降低趋势,Vc_(max)和J_(max)也在此阶段随ASWC减小而线性降低,而Pn随g_(ssat)的减小降幅明显增大,拟合所获得的气孔导度模型斜率也随之发生改变;当ASWC0.1时,Ci/Ca随ASWC减小呈增大趋势,而Pn随ASWC减小而减小,在该阶段,Ci/Ca与Pn呈相反的变化趋势。根据叶片光合生理参数的变化特征,可将小麦受旱过程划分为4个阶段,即无干旱胁迫或干旱胁迫较轻的阶段、只有气孔因素影响光合生理过程的阶段、非气孔因素和气孔因素同时影响光合生理过程的阶段以及光合器官遭受损坏的阶段。     

Tolerance of spring wheat (Triticum aestivum L.) to trifluralin deep-incorporated in the autumn or spring

Field experiments at Lacombe on a Ponoka loam soil (9·6% organic matter) during 1982 and 1983 investigated the tolerance of spring wheat (Triticum aestivum L.) cv. Neepawa in a weed free situation to trifluralin applied at 0·0–3·0 kg ai ha^?1 in the autumn or spring and incorporated to a depth of 10 cm. Rates of trifluralin above 1·0 kg ai ha^?1 applied in the autumn or spring reduced the percent stand of wheat compared to an untreated control. Two weeks after emergence the crop showed 37 or 47% injury indicated by delayed growth, following application at 1·0 kg ai ha^?1 in the autumn or spring, respectively. The wheat recovered throughout the course of the growing season. At harvest, trifluralin applied in the autumn or spring at rates below 1·0 kg ai ha^?1 caused a yield increase while higher rates caused a yield decrease compared to the untreated control. Spring application caused a greater yield loss than autumn application. The tolerance of spring wheat to trifluralin at rates required for weed control (1·1 kg ai ha^?1 or higher) on this soil type is marginal.     

吉林省四平地区近50年区域旱涝变化特征

应用国家气候中心下发的吉林省四平市5站的逐日降水资料对四平市进行旱涝等级划分,主要应用线性趋势法和小波分析法对其特征进行分析,根据旱涝指标Z指数对旱涝指数W指数进行运算。结果分析得出:W指数存在较弱的下降趋势,并且阶段性特征变化明显,W指数计算得出严重旱年与降水距平百分率有很好的对应关系;54年四季旱涝年数差异较大,各季存在旱涝交替、连旱或连涝的特征;年W指数以3.68·10a~(-1)的速度递减,春季和冬季W旱涝指数以3.89·10a~(-1)和10.183·10a~(-1)的速率增加,均通过0.05水平的显著性检验,呈现增加趋势,夏季和秋季W旱涝指数呈现递减趋势。从小波分析结果得出各季节震荡周期不同并且特征显著。     

基于农用地分等成果的武功县耕地生产能力分析

为了充分利用农用地分等成果测算耕地生产能力,合理开发农用地生产潜力,建立了农用地产能核算技术方案体系,并据此以武功县为例,计算了该县农用地自然生产潜力、利用生产潜力和现实生产能力.通过各分等单元的自然质量等级指数和利用等级指数分别乘以单元面积并累加得到自然生产潜力和利用生产潜力,并利用Logistic模型拟合标准粮产量和利用等指数之间的关系来计算现实生产能力。结果表明,武功县自然生产潜力和利用生产潜力分别为107.42×10⁴ t和70.05×10⁴ t,单位面积自然生产潜力和利用生产潜力分别为39.22 t·hm^-2和25.58 t·hm^-2,现实生产能力为28.49×10⁴ t,单位面积现实生产能力为10.40 t·hm^-2。武功县耕地生产能力在空间上差异明显,粮食单产有从东南向西北递减的趋势,单位面积现实产能最高和最低的分别为普集镇和游风镇,为13.53 t·hm^-2和8.66 t·hm^-2,未来西北台塬区的乡镇是粮食增产的重点区域。     

北疆超晚冬播小麦高产生育规律及干物质积累研究

为探明北疆超晚冬播小麦高产生育特性和干物质积累分配规律,2016—2018年采用裂区设计研究了3个超晚冬播处理(B_0、B_1、B_2)与春播处理(B_3)对新春6号、新春27号、新春29号、新春43号的生育特性、叶面积指数、干物质积累和产量的影响。结果表明:超晚播小麦比春小麦(B_3)早出苗13～24 d、早成熟7～9 d,延长生育期2～18 d,增加穗粒数1.6%～45.5%、增加千粒重9.4%～19.5%;降低基本苗数15.6%～60.0%、总茎数峰值5.4%～24.2%、成穗数21.3%～36.7%、叶面积指数峰值25.7%～37.7%,可增加干物质积累质量4.4%～44.1%,提高经济系数6.4%～21.5%,增加产量11.4%～21.2%。各品种超晚冬播处理以11月初播种(B_2)产量较高。其中,新春27号B_2获得产量7 852.8 kg·hm~(-2),生育期较春小麦延长13 d,早熟9 d;基本苗数270万株·hm~(-2)、成穗数441.7万穗·hm~(-2),最高叶面积指数4.6,干物质积累质量17 685.7 kg·hm~(-2),经济系数为0.47。新春27号在11月初播种,播量为1 000万粒·hm~(-2),可获得产量7 852.8 kg·hm~(-2)。