南疆阿拉尔垦区棉花生育期气候资源变化特征分析

为探明气候变暖背景下南疆阿拉尔垦区棉花生育期气候资源动态变化规律,选取1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花生育期数据和同期地面气象数据,采用最小二乘法、Mann-Kendall非参数突变检验、滑动t检验和显著性分析方法,对南疆阿拉尔垦区棉花生育期气候资源动态变化及其突变进行了分析。结果显示：1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花全生育期降水量呈极显著增加趋势,相对湿度呈显著减小趋势,分别变化6.377 mm/10 a和1.583%/10 a,最高气温、最低气温、平均气温和积温均呈不显著增加趋势,气温日较差和日照时数均呈不显著减小趋势,主要表现在同期棉花播种－出苗期最高气温、平均气温和积温均呈极显著增加趋势,最低气温呈显著增加趋势;出苗－现蕾期气温日较差呈极显著增加趋势,积温和降水量均呈显著增加趋势;现蕾－开花期最高气温和降水量均呈极显著增加趋势,积温、气温日较差和日照时数均呈极显著减少趋势,平均气温呈显著降低趋势;开花－吐絮期降水量呈极显著增加趋势,气温日较差呈极显著减小趋势,相对湿度呈显著减小趋势;吐絮－停止生长期最高气温、降水量和日照时数均呈极显著增加趋势,其他时段各气候要素变化均不明显。1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花播种－出苗期最高气温、最低气温、平均气温、积温和日照时数分别在2014、1998、2012、1997和1998、2005年出现突变,出苗－现蕾期日照时数在2008年出现突变,现蕾－开花期最高气温、降水量、日照时数和积温分别在2001、2001、2007和2003、2010年出现突变,开花－吐絮期、吐絮－停止生长期和全生育期各气候要素均未发生显著突变。棉农应结合垦区棉花生育期气候资源量值及其动态变化规律适时调整田间管理措施。     

不同种植区陇东苜蓿营养价值的比较研究

本研究通过对甘肃省不同地区陇东苜蓿（Medicago sativa.Longdong）人工草地多年监测，采用综合评价法分析比较其在甘肃不同种植区的营养价值。结果显示：陇东苜蓿在甘肃不同种植区各营养指标高低存在差异，粗蛋白质（CP）含量以庆阳市宁县早胜镇（QYZ）最高，为18.87%|粗脂肪（EE）含量以白银市靖远县箬笠乡（BYR）最高，为2.79%|粗灰分（ASH）含量以武威市民勤县蔡旗乡（WWC）最高，为12.46%，酸性洗涤纤维（ADF）含量以庆阳市宁县春荣乡（QYC）最高，为43.99%，中性洗涤纤维（NDF）含量以定西市通渭县平壤镇（DXP）最高，为53.20%，P含量以张掖市高台县碱泉村(ZYJ）最高，为0.29%，Ca含量以民勤县蔡旗乡（WWC）最高，为2.15%。采用灰色关联度法综合分析，陇东苜蓿在13个产地的灰色关联度值为0.521 ～ 0.792，以武威民勤关联值最高，为0.792，综合评价最好，其次是白银靖远，关联值为0.7743。本研究对陇东苜蓿的推广种植有一定的参考价值。 [关键词] 陇东苜蓿|不同种植区|营养价值|综合评价     

新疆阿拉尔地区近53年气候变化特征分析

根据新疆阿拉尔地区1961-2013年逐日平均气温、最高气温、最低气温、日照时数、平均风速、降水量等气象资料,采用Penman-Monteith模型、气候倾向率和Mann-Kendall非参数检验法分析了阿拉尔地区近53年气候变化特征。结果表明:1)阿拉尔地区年平均气温、最低气温呈"低-高-低"的动态变化;最高气温呈"高-低-高"的动态变化,1987年为气温年突变点。2)阿拉尔地区自1987年以来,春季最低气温增幅为0.19℃/10a(p﹤0.05),夏季最低气温减幅为0.044℃/10a(p﹤0.05),秋季平均气温和最低气温减幅分别为0.117℃/10a(p﹤0.01)和0.004℃/10a(p﹤0.01),冬季平均气温、最高气温和最低气温减幅分别为0.681℃/10a(p﹤0.01)、0.478℃/10a(p﹤0.05)和0.606℃/10a(p﹤0.01),呈"春暖-夏暖-秋冷-冬冷"的动态变化。3)阿拉尔地区20世纪90年代前,降水负距平占66.7%,k值>32的年份占64.2%,气候极端干燥;20世纪90年代后,降水正距平占61.3%,k值>32的年份占52%,气候相对湿润,呈"干-湿"的动态变化,干燥度均在16以上。     

荒漠-绿洲区潜在蒸散量变化特征及其影响因素

以新疆阿拉尔垦区为研究区,选取1961-2013年逐日地面气象要素值,采用Penman-Monteith模型、气候倾向率、Mann-Kendall突变检验和距平相关法,分时段分析了阿拉尔荒漠-绿洲区潜在蒸散量(ET0)变化特征及其影响因素.结果表明:①ET0年际间波动较大,1987年前的减幅[52.4 mm·(10a)-1]高于1987年后的增幅[22.2 mm·(10a)-1],呈“高-低-高”的动态变化,1987年是年ET0突变点.②ET0四季性明显,为“夏＞春＞秋＞冬”的季节变化,1987年前的减幅[12.7 mm· (10a)-1、23.4 mm·(10a)-1、6.6 mm·(10a)-1、9.7mm·(10a)-1]高于1987年后的增幅[0.4 mm· (10a)-1、14.3 mm·(10a)-1、6.4 mm·(10a)-1、1.1 mm·(10a)-1],为“高-低-高”的年际变化,1987年后春季ET0的增幅最大.1987年是四季ET0突变点.③阿拉尔荒漠-绿洲区年ET0的变化主要与日照时数、平均相对湿度和平均风速有关,与气温关系不明显,1987年后年ET0的增加与日照时数的增加有关;季ET0的变化由日照时数、平均相对湿度、平均风速和气温多种气象因子共同作用.1987年后春季ET0的增加与气温的升高和日照时数的增加有关,冬季ET0的增加与平均相对湿度的增大、日照时数的增加和最高气温的降低有关,夏、秋季ET0的增加仅与日照时数的增加有关,与气温、湿度、风速关系不明显.     

基于野外实测高光谱数据的干旱区耕作土壤含水量反演研究

利用2011年3月野外实地采集的不同含水量土壤的高光谱数据,研究了南疆地区耕作土壤草甸土含水量与高光谱反射率之间的定量关系,构建了一元线性回归与多元逐步回归的土壤含水量预测模型.结果表明,土壤含水量在380～ 1080 nm波段与反射率呈负相关关系;反射率经倒数(1/R)、对数(logR)、一阶微分(R’)变换后可提高其与含水量的相关性;以50个建模样本所建立模型的相关系数均达到极显著水平,所有模型通过对37验证样本进行预测,比较决定系数、均方根误差、相对误差后,表明多元逐步回归模型的预测能力要优于一元线性回归模型,从所有模型中优选出以698、702、703、746、747 nm波段反射率倒数(1/R)建立的多元逐步回归模型为最优模型,该模型实测值与预测值之间的R2为0.9199,RMSE为1.6026,RE为0.6517,可用于基于野外高光谱数据的土壤含水量的估测.     

膜下滴灌棉田土壤磷钾养分空间分布特征

通过对膜下滴灌棉田土壤速效磷钾养分时空分布研究,结果是棉花滴灌水前0~20 cm土层水平方向速效磷钾含量变化波动幅度较大,20~60 cm土层变化幅度较小。滴水后表层土壤速效磷含量变化波动逐渐变小,速效钾含量变化幅度且较大;0~60 cm土层土壤速效磷钾含量自表层垂直向下的分布特点分别是:磷素为10~20 cm>0~10 cm>20~40 cm>40~60 cm,钾素为0~10 cm>40~60 cm>10~20 cm>20~40 cm;随时间变化特点是:耕层土壤速效磷钾含量从苗期开始均上升,到盛蕾期达最大值,盛蕾期后基本呈直线缓慢递减,不同的是棉花吐絮后土壤速效钾含量回升较快。     

基于连续统去除法的南疆水稻土有机质含量预测

监测土壤有机质含量状况,可为土壤肥力诊断及土壤资源的合理开发利用提供科学依据。本研究通过对南疆191个水稻土样品的反射率数据进行连续统去除处理后,构建了有机质连续统去除光谱指数并提取了850~1 380、1 380~1 550、1 730~2 150、2 150~2 380 nm 4个波段的吸收特征参数,据此建立了多种定量反演模型。结果表明:经连续统去除后,有机质的吸收特征得到了有效放大,不同有机质含量的连续统去除曲线在850~1 380 nm,其有机质含量与连续统去除值呈正相关,与吸收面积呈负相关,而在1 730~2 150 nm波段则呈现相反的规律。反射率连续统去除值与有机质含量的相关性要优于反射率与之的相关性,而反射率一阶微分与连续统去除一阶微分与有机质的相关性差异不明显。不同有机质光谱指数模型之间的建模参数与预测能力差异不大,但均只具备初略估测有机质的能力。吸收特征参数模型中,仅有850~1 380 nm波段的面积归一化最大吸收深度(NMAD850~1380nm)所建模型具有较好的定量预测能力。以反射率、反射率连续统去除、反射率一阶微分、反射率连续统去除一阶微分所建的PLSR模型均具有较好的预测能力,相对分析误差均大于2.00。所有模型中,连续统去除一阶微分(CR′)模型的决定系数与相对分析误差最高,分别为0.91、2.58,均方根误差最低,其值为5.62,具有最好的预测能力。     

基于CBERS-02卫星遥感图像的棉花光谱识别模型的建立

新疆南疆地区是中国重要的棉花产区,准确及时地获取棉区播种面积及长势状况对于棉花生产与管理有重要的意义。本研究以2005年7月10日中巴资源卫星CBERS-02卫星CCD1-4波段遥感图像为数据源,分析了阿拉尔垦区棉花、果园、草地、居民地、盐碱地及水库6种典型地物的光谱特征,建立了遥感解译标志。以CBERS-02卫星CCD1-4图像DN值及NDVI值组合为条件构成判断表达式,从而建立了棉花遥感光谱识别模型,并采用ERDAS遥感图像处理软件的空间建模方法提取了棉花面积及分布信息。     

南疆阿拉尔地区近31年沙尘天气变化特征及影响因素

根据南疆阿拉尔地区1981-2011年逐日沙尘日数、平均气温、平均相对湿度、平均风速、降水量、蒸发皿蒸发量和大风日数等气象资料,采用气候倾向率、距平和距平相关方法分析了阿拉尔地区近31年沙尘天气变化特征及影响因素。结果表明:1)近31年阿拉尔地区浮尘日数﹥扬沙日数﹥沙尘暴日数,整体呈减少趋势,减幅分别为2.4d/10a、8.2d/10a和45.1d/10a,累计减少了7.4d、25.4d和56.7d。2)阿拉尔地区沙尘天气呈"春﹥夏﹥秋﹥冬"的季节分布,4月、5月为沙尘天气高发时段,12月、1月是低发时段;四季(春、夏、秋、冬)沙尘天气呈减少趋势,累计减少了1.2d、5.6d、23.6d,4.3d、12.7d、19.5d,1.2d、5.9d、9.0d和0.6d、1.2d、5.3d。3)近31年阿拉尔地区年沙尘天气减少主要与蒸发量减少、平均风速降低、大风日数减少和平均相对湿度增大有关,与平均气温、降水量和干燥度无关;季沙尘天气减少是由蒸发量减少、干燥度减小、平均风速降低、大风日数减少和平均相对湿度增大等多种气象因子共同作用,与平均气温和降水量关系不大。     

不同氮水平枣树冠层光谱特征

利用FieldSpec Pro FR2500光谱仪测定不同氮素处理下的红枣冠层光谱,分析其光谱特征变化规律及其与枣叶全氮质量分数的相关关系,旨在为枣树氮素营养的无损诊断提供理论基础。结果表明:同一氮处理水平下,红枣叶片展叶期的全氮质量分数最高,摘心前期最低。随着施氮量的增加,展叶期和摘心后期枣叶全氮质量分数增加速度较快。不同氮处理的枣树冠层波谱曲线整体变化趋势为在560nm附近和750~1 100nm分别有1个反射峰,反射率值分别达0.1~0.2和0.4以上;而在450、650、1 450、1 950和2 600nm处有5个吸收谷。不同生育期枣叶全氮质量分数与冠层光谱红边参数显著相关,且摘心后期红边位置(REP)和红谷位置(Lo)更快地向短波方向移动,出现"蓝移"现象。