基于变分法的FY-3C土壤水分产品适用性分析

FY-3C作为我国风云三号首颗业务卫星,其上搭载的微波成像仪(MWRI)可提供全天候土壤水分数据。【目的】获取高质量土壤水分数据可以对合理利用土壤水资源提供参考,为农田干旱监控和预报提供基础参数。【方法】选取山东省农业气象站土壤水分数据对FY-3C土壤水分产品进行检验,为获取更高质量FY-3C土壤水分产品,选用变分订正方法对FY-3C土壤水分产品进行偏差订正。【结果】FY-3C升降轨土壤水分产品与地面站土壤水分相关系数R分别为0.481 6和0.408 2,RMSE分别为0.099 6和0.091 0 cm~3/cm~3。订正后FY-3C升降轨土壤水分产品与地面站土壤水分R分别为0.701 4和0.892 4,RMSE分别为0.021 7和0.011 cm~3/cm~3。对2016年3—4月山东省干旱过程订正前、后FY-3C土壤水分变化情况进行对比,订正后FY-3C土壤水分更准确地反映出此次干旱过程。【结论】FY-3C土壤水分产品可以准确反映土壤水分随时间的变化趋势,订正后FY-3C土壤水分产品与地面站土壤水分间误差减小、相关性提高。     

气候变暖背景下河南省夏玉米花期高温灾害风险预估

为预估未来气候变暖背景下夏玉米花期高温灾害风险,根据河南省19个农业气象观测站夏玉米抽雄期常年观测资料和未来RCPs(representativeconcentrationpathways)气候变化情景数据,构建夏玉米花期高温风险评价指标,开展河南省夏玉米花期高温灾害时空特征及风险演变分析。其中RCPs气候情景数据包括基准气候条件(1951—2005年, RCP-rf)和未来(2006—2050年)RCP 4.5(中)、RCP 8.5(高)两种浓度路径数据。以抽雄普遍期及之后7d确定为夏玉米花期,并内插匹配气候情景格点数据。以花期最高气温≥32℃和≥35℃作为轻度和重度高温灾害发生阈值,根据轻、重度夏玉米花期高温发生频率和高温积害,建立风险评价指标并分级。结果表明, RCP-rf情景下全省夏玉米花期高温发生频率在20.5%～81.0%(≥32℃)和3.9%～51.9%(≥35℃)。与基准条件相比,≥32℃高温发生频率增加9.1%(RCP4.5)和11.0%(RCP8.5),≥35℃高温发生频率增加8.7%(RCP4.5)和8.3%(RCP8.5)。RCP-rf情景下全省夏玉米花期高温积害在48.5～200.9℃·d(≥32℃)和9.8～138.5℃·d(≥35℃)。与基准条件相比,≥32℃高温积害增加25.4℃·d (RCP 4.5)和25.6℃·d (RCP 8.5),≥35℃高温积害增加25.8℃·d (RCP 4.5)和31.4℃·d (RCP 8.5)。由综合风险分析可知, RCP-rf情景下夏玉米花期高温灾害高值风险区主要分布在新乡、郑州、许昌、漯河、周口及其以东以北的地区(商丘除外),约占夏玉米主栽区面积的30.1%;RCP4.5情景下高值风险区扩大至洛阳和南阳以东的大部分地区,约占夏玉米主栽区面积的63.4%; RCP 8.5情景下高值风险区面积进一步向西扩大,约占夏玉米主栽区面积的占76.3%。     

2011-2020年夏季全国草原净初级生产力时空变化及其气象影响评估

为评估2011—2020年夏季全国草地净初级生产力时空变化以及气象条件对净初级生产力的影响,本研究依据气象站逐日气象观测资料以及中分辨率成像光谱(Moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)系列卫星资料遥感数据,分析了近10年夏季全国草地净初级生产力变化。结果表明:2011—2020年夏季全国草原净初级生产力总体呈现增加趋势,平均每年增加0.2 gC·m^-2·a^-1,内蒙古中部、甘肃东部、青海东部、西藏东部等地近10年草原净初级生产力明显增加。近10年全国大部草原区平均气温和降水量均呈增加趋势,较好的气象条件利于夏季牧草生长。2020年夏季全国草原区的气温和降水量也较常年偏高,北方草原区草地平均净初级生产力为121.3 gC·m^-2·夏季^-1,为近10年偏好年份。2011—2020年夏季全国草原净初级生产力呈增加趋势,较好的气象条件对其贡献较大。     

CO2浓度增加对半干旱区马铃薯生长动态及产量、品质的影响

为了解CO₂浓度升高条件下马铃薯生长动态及其产量、品质的变化特征,在典型半干旱区（甘肃定西）利用开顶式气室(OTC)试验平台,以马铃薯‘新大坪’为供试品种,设对照(390 μmol·mol^-1)和590 μmol·mol^-1共2个CO₂浓度梯度,开展CO₂浓度增加模拟试验。结果表明：CO₂浓度增加至590 μmol·mol^-1时,马铃薯发育加快,生育期提前,全生育期天数缩短3 d;CO₂浓度升高对马铃薯株高、叶面积指数、叶绿素含量和叶片水势有明显促进作用。随着生育进程的推移,马铃薯地上部干物质生产对CO₂浓度的响应值呈现先变大再变小的趋势。CO₂浓度增加促进了马铃薯块茎产量的提高,单株结薯数和单株薯块质量也有所增加。与对照相比,590 μmol·mol^-1CO₂处理马铃薯块茎水分、蛋白质、维生素C含量以及铁、锌、铜元素含量分别下降3.43%、11.78%、13.09%、25.58%、31.94%和9.76%,而粗淀粉、粗脂肪、粗纤维和还原糖含量分别增加10.56%、240.00%、14.28%、106.38%。     

Monitoring wheat phenology and irrigation in Central Morocco: On the use of relationships between evapotranspiration,crops coefficients,leaf area index and remotely-sensed vegetation indices

The monitoring of crop production and irrigation at a regional scale can be based on the use of ecosystem process models and remote sensing data. The former simulate the time courses of the main biophysical variables which affect crop photosynthesis and water consumption at a fine time step (hourly or daily); the latter allows to provide the spatial distribution of these variables over a region of interest at a time span from 10 days to a month. In this context, this study investigates the feasibility of using the normalised difference vegetation index (NDVI) derived from remote sensing data to provide indirect estimates of: (1) the leaf area index (LAI), which is a key-variable of many crop process models; and (2) crop coefficients, which represent the ratio of actual (AET) to reference (ET₀) evapotranspiration.A first analysis is performed based on a dataset collected at field in an irrigated area of the Haouz plain (region of Marrakesh, Central Morocco) during the 2002–2003 agricultural season. The seasonal courses of NDVI, LAI, AET and ET₀ have been compared, then crop coefficients have been calculated using a method that allows roughly to separate soil evaporation from plant transpiration. This allows to compute the crop basal coefficient (K_cb) restricted to the plant transpiration process. Finally, three relationships have been established. The relationships between LAI and NDVI as well as between LAI and K_cb were found both exponential, with associated errors of 30% and 15%, respectively. Because the NDVI saturates at high LAI values (>4), the use of remotely-sensed data results in poor accuracy of LAI estimates for well-developed canopies. However, this inaccuracy was not found critical for transpiration estimates since AET appears limited to ET₀ for well-developed canopies. As a consequence, the relationship between NDVI and K_cb was found linear and of good accuracy (15%).Based on these relationships, maps of LAI and transpiration requirements have been derived from two Landsat7-ETM+ images acquired at the beginning and the middle of the agricultural season. These maps show the space and time variability in crop development and water requirements over a 3 km × 3 km irrigated area that surrounds the fields of study. They may give an indication on how the water should be distributed over the area of interest in order to improve the efficiency of irrigation. The availability, in the near future, of Earth Observation Systems designed to provide both high spatial resolution (10 m) and frequent revisit (day) would make it feasible to set up such approaches for the operational monitoring of crop phenology and irrigation at a regional scale.     

呼伦贝尔市2011年大豆生长季气候影响分析

2011年呼伦贝尔市大豆种植62.62万hm2,比2010年增加4.68万hm2。通过2011年气候资料的统计分析,得知在大豆生长季气温稍低,降水正常或局部偏多,大部分地区光照偏少,光、水、热匹配较好,尤其是水分条件对需水较多的大豆生长较为有利。     

青藏高原低云量的年际变化及其稳定性

利用青藏高原80个测站1961-2000年1～12月低云量资料,分析了青藏高原低云量的年际变化规律.结果表明:青藏高原的低云量从东南向西北减少,云量的稳定性夏季高于冬季,南部高于北部.江河上游区域、藏东谷地、川西高原、甘南高原和祁连山区是青藏高原低云量多,且比较稳定的地区;青藏高原西部低云量月变化振幅大,尤以西南部为最,夏季云量最多;高原东南部江河上游区和藏东谷地3～9月低云量多,且起伏变化小,6月和9月出现峰值;高原东南部低云量稳定性较好;低云量的年际变化总体呈下降趋势, 江河上游区和高原东南部的低云量变化缓慢,高原西北部有显著上升趋势;变化趋势在季节上表现为冬、春、夏、秋西北上升西南下降,春、秋季中东部持平,夏、冬略降.     

青藏高原东部雨季降水量分布模型的建立

采用高分辨率的3"数字高程模型资料和青藏高原东部102个常规气象观测站5～9月份的降水资料,根据降水随高度分布将站点分为3类,采用多元逐步回归的方法,建立了青藏高原40年(1961-2000年)雨季逐年降水量和经度、纬度、海拔高度、坡度、坡向、开放度等地理、地形因子之间的关系模型,估算了青藏高原地区降水量的空间分布.结果表明:建立的关于青藏高原降水量与诸因子之间方程的相关性显著,相对误差在20%,平均相对误差在4.4%之内,估算模型的相关系数均通过置信度为0.95 的检验;并且地理地形因子对40年平均和逐年降水量分布特征的影响较为稳定,其归一化的模拟系数基本控制在±1之间,这对定量分析和评价站点稀少、地形复杂的高原降水有重要意义.     

气象、农业干旱指标综述

介绍了以降水量统计特征作为指标和以降水量、气温统计特征作为指标的气象干旱指标,以土壤含水量、作物旱情、作物需水量、供需水比例、作物水分综合统计特征为指标的农业干旱指标.列出气象、农业干旱指标计算公式,介绍计算方法和干旱指标的详细等级标准,并对各指标计算所需统计资料观测、收集的难易程度,各指标的优缺点、适用性及其适用区域范围评述,为干旱的监测、评估、预警和研究提供依据.     

新疆棉花生长中期低温冷害指标的初步研究

分析不同棉区严重气候减产年的地膜棉花中期发育进程、气象条件以及夏季(6～8月)冷害年对新疆棉花产量的影响.结果表明:当石河子棉区6月平均气温距平≤-0.5 ℃,阿克苏、喀什棉区5～6月气温持续偏低且月气温距平均≤-0.5 ℃时,棉花的开花日期滞后,其中喀什棉区棉花开花期比常年晚5天以上、石河子棉区和阿克苏棉区晚3天以上,这就出现了一般气候减产年.或当6～8月中至少有2个月的月气温为负距平、且6～8月的平均气温距平在0～-0.4 ℃之间时,3大棉区中近70%的年份可能出现一般气候减产年;而当6～8月的温度距平均为负值,且其平均气温距平≤-0.5 ℃时,3大棉区70%以上的年份可能出现严重的气候减产年.