Multi-Temporal Detection of Rice Phenological Stages Using Canopy Spectrum

Information on rice phenology is essential for yield estimation and crop management. To test the ability of remote sensing in detecting multiple phenological stages, paddy rice canopy spectrum was measured by a hand-held radiometer. Normalized difference vegetation index(NDVI) was calculated from spectrum, and the slope of NDVI was obtained as its difference. We evaluated the response of NDVI and its slope to rice growth with a comparison of two late-season rice cultivars. The results showed that NDVI and its slope curves had distinct variation corresponding to rice development and they could be used as cultivar-independent phenological indicators. The dates of flooding and transplanting, tillering, panicle development, heading and flowering, maturity, harvest stages, and even field management practices, could be deduced from these indicators. ‘NDVI ≤ 0' could be used as a single threshold for the detection of flooding and transplanting. The largest spike in the curve of the NDVI slope indicated the duration of tillering stage. The next spike corresponded to panicle development. The heading and flowering stage was characterized by the maximum NDVI and the change of NDVI slope from positive to negative. At the maturity stage, NDVI decreased continuously, and its slope fluctuated just below zero. When rice grains were completely mature and ready for harvest, NDVI decline was accelerated. At harvest, NDVI slope reached its minimum value. The distinction between heading and maturity stages was obscure, most likely due to NDVI saturation at high biomass. The study might provide references for paddy rice phenology determination through remote sensing images.     

一次重大雷灾事故的雷暴特征分析

通过对比分析闪电定位、多普勒雷达以及地面大气电场资料,探讨2013年9月14日重大雷灾事故的致灾过程中雷灾事发地的地闪活动和雷达回波之间以及地闪活动和地面大气电场之间的关系。结果发现,当回波顶高从8km达到13km以及垂直积分液态含水量值由33kg／rn。跃升至48kg／m2时,发生初闪;回波顶高的变化与地闪次数的变化呈正相关;回波强度在达53dBz以上后,与地闪次数的变化无明显对应关系;除峰值到达时间不一致外,垂直积分液态含水量与地闪次数变化趋势基本相同;地闪次数变化与地面大气电场场强值波动频率基本一致;同一时间不同地面大气电场仪的地面大气电场场强值波动幅度大小可以袁征该时刻发生的地闪与这些地面大气电场仪之间的距离远近。     

南京江北地区菜地土壤有效态重金属的含量及空间分异特征

在南京市浦口和大厂的5大主要功能区（工业区、交通干线、居民区、蔬菜生产基地和风景区）内共采集了75个菜地表层土壤样品,以Cd、Cu、Pb和Zn等典型污染重金属的有效态含量为基础,运用经典统计分析、主成分分析和地统计分析相结合的方法对菜地土壤重金属污染进行了评估。结果表明,菜地有效态Cd、Cu、Pb和Zn的平均含量以交通干线沿线（宁六公路泰山新村-南信大段）最低,工业区（南钢或扬子石化）最高,其他功能区的均介于两者之间。主成分分析将菜地土壤有效态重金属大致分为农业源和工业、生活源。从功能区菜地土壤污染总得分排序结果可以看出,宁六公路沿线（泰山新村-南信大段）菜地土壤环境质量最高,以下依次是龙王山风景区、盘城蔬菜基地和盘城镇,老工业区的扬子石化和南钢周边菜地土壤环境质量较差。研究区内菜地土壤有效态Cd、Cu、Pb和Zn的空间分布均具有中等强度空间相关性,不同有效态重金属在空间上具有明显的各向异性,其空间变异主要发生在北-南方向。有效态Pb的空间分布较离散,有效Cd、Cu和Zn的高值区大致都位于老工业区内。     

地表臭氧胁迫对冬小麦籽粒品质的影响研究

为深入探讨地表臭氧（O3）对冬小麦品质的影响,采用开顶式气室（OTC）,设置3个处理组：CK（对照组）、CF100（O3浓度为100 nL·L-1）、CF150（O3浓度为150 nL·L-1）,通过大田试验和实验室分析,开展了O3浓度增加对冬小麦蛋白质及其组分、氨基酸及其组成、淀粉含量等营养品质和加工品质的影响研究。结果表明：①籽粒氨基酸总量依次为CF100〉CF150〉CK,而人体所需的必需氨基酸总量为CF150〉CF100〉CK,处理间均差异显著（P〈0.05）。②粗蛋白含量随O3浓度的升高而增加,但各组分间变化趋势不同：清蛋白、球蛋白的含量为CF150〉CF100〉CK,醇溶蛋白、谷蛋白的含量则为CF100〉CF150〉CK。③淀粉含量随着O3浓度的升高而降低,两者呈显著负相关（P〈0.05）,与CK相比,CF100、CF150冬小麦淀粉含量分别下降了4.06%和16.61％。可见,O3胁迫能促进籽粒营养品质和加工品质的合成。     

冬小麦阴阳叶光合特性的差异研究

利用LI-6400R便携式光合测定系统测定了冬小麦不同生育期的光响应曲线,并将植株分为阴阳叶,观测其不同叶位叶片的光合速率及相关因子日变化。结果表明：冬小麦最大光合速率出现在孕穗期,光响应曲线模拟值与实测值有很好的一致性。光合有效辐射是造成阴阳叶光合速率及其他生理因子差异的主要原因。阳叶在高光强时表现出“午休”现象,而阴叶受光合有效辐射限制,光合速率偏低。不同时期冠层内植株叶片水分利用效率均自下而上增大,且阴阳叶之间差异较大。     

地表臭氧浓度增加对南京地区冬小麦生长和产量的影响

利用改进后的开顶式气室（OTC）,开展了O3浓度增加对冬小麦生长与产量影响的大田实验研究。实验设置三种处理：CK为未经处理的空气,CF100处理O3浓度为100nL／L,CF150处理O3浓度为150nL／L。结果表明,地表O3浓度增加,冬小麦生育期缩短,籽粒的灌浆期缩短,植株提前老化;同时,冬小麦的株高、生物量、叶面积等生长指标均显著下降（P〈0．05）,最大降幅分别达到了10．01％、36．56％和29．17％;冬小麦的穗数、穗粒数、单位面积产量等产量指标也都出现了显著下降（P〈0．05）,其中CF100、CF150处理的单位面积产量分别比CK下降了16．11％和39．17％。试验结果对于评估地表O3浓度增加对粮食安全的影响具有重要的指导意义。     

鄱阳湖流域植被气孔阻抗变化对气候影响的探讨

为了探讨植被气孔阻抗的变化对主要气候因子的影响,利用2000年6月16日-7月31日的NCAR（美国国家大气研究中心）资料,应用WRF（W eather Research Forecast）模式对植被气孔阻抗进行了三组试验：控制试验（CS）、敏感性试验1（RS↓）和敏感性试验2（RS↑）,结合江西省80个气象站的观测资料进行分析。结果表明：控制试验（CS）可以较好的模拟该流域的温度、降水、相对湿度时间变化及空间分布特征,它们与实测数据的相关系数分别为0.71、0.79和0.58,皆通过了0.01水平的t检验;敏感性试验结果显示：当气孔阻抗减小时,降水和相对湿度增加,温度下降;相反,当气孔阻抗增加时,降水和相对湿度减小,温度升高;气孔阻抗的变化对温度和相对湿度的影响在整个区域是一致的增大或减小的,而降水所体现出来的情况则较复杂。研究结果可为植被与大气间通量交换的参数化研究提供参考。     

不同生育期水稻气孔阻力日变化规律研究

[目的]为掌握水稻叶片气孔阻力的变化规律提供理论依据。[方法]在晴天时,根据不同生育期内籼稻（宁粳一号）和粳稻（两优培九）叶片气孔阻力的日变化试验数据,分析了水稻冠层气孔阻力在不同生育期的日变化规律,探讨了品种间气孔阻力的差异和土壤水分胁迫对冠层气孔阻力的影响。[结果]在同一生育期内,籼稻（宁粳一号）和粳稻（两优培九）气孔阻力的日变化规律基本相似,在9：00～15：00变化平衡,15：00以后急剧增大;拔节期以前,9：00～15：00较小,生育期后期9：00～15：00明显增大。通过比较不同品种水稻气孔阻力可知,粳稻（宁粳一号）的气孔阻力明显高于籼稻（两优培九）,在生育后期差异明显。土壤水分对气孔阻力有较大影响,土壤水分含量的增加可以有效提高气孔开度,降低气孔叶片阻力;水稻植株叶片气孔阻力从上层到下层全天呈增大趋势。[结论]水稻叶片气孔阻力的大小与多种因素有关,包括不同生育期、品种、土壤水分、叶片冠层。     

华东地区农业现代化水平的综合评价

首先,在正确理解农业现代化内涵和本质的基础上,遵循系统性、综合性、代表性、合理性和可比性的原则,根据华东地区实际和有关文献,依据《中国统计年鉴2008》相关数据,结合我国华东地区六省一市的社会发展实际,选取12个指标构建华东地区农业现代化评价指标体系。其次,按照现代科学决策规则,提出3个备选方案对比分析,并运用兼容度极大化法生成优化方案。结果表明,华东地区农业现代化水平可依次分为3类,第1类为上海,第2类为浙江、江苏、福建、山东,第3类为江西、安徽。评价结果符合华东地区农业发展实际。最后,由于华东地区在资金投入、农村人口教育、农业科技研发、农民培训教育、社会组织结构等方面仍存在不足,提出优化投资结构、加大科技的支持力度、完善＂以工促农,以城带乡＂机制的对策建议,以期加快华东地区农业现代化发展。     

南京冬季浓雾的边界层特征与数值模拟分析

利用2007年南京信息工程大学校内开展的冬季雾天边界层探测试验,分析了2007年12月13～14日南京一次大雾天气的温度、风向、风速、湿度廓线特征及其在雾生消过程中的演变规律,揭示了南京冬季大雾的边界层结构特征,并利用中尺度数值模式模拟了雾发展的整个过程。结果表明,雾发展过程中近地层逆温和湿度变化对雾的生消有很大的作用,另外,近地面层风向对平流雾的生消也有影响。中尺度数值模式能够较好地模拟雾体发展过程中温度、湿度、垂直速度等各物理量的演变,模拟雾体水汽含量可以预报雾的生消过程。