夏玉米主要生育阶段倒伏类型特征曲线的构建与验证

在夏玉米各主要生育阶段不同类型倒伏造成的产量损失差异很大,因此明确不同阶段倒伏类型发生规律是开展倒伏灾害研究的基础。本研究将夏玉米倒伏类型划分为“根倒伏”和“茎倒折”2类,利用2003—2019年鹤壁市品种区域试验中12个年份的典型灾情数据,初步构建了夏玉米主要生育阶段倒伏类型特征曲线,并根据2013年南阳市倒伏调查结果,分析抽雄期前后倒伏类型变化特征,对初步构建的倒伏类型特征曲线进行“抽雄前”和“抽雄后”的分段修订,建立了倒伏类型分段线性模型。为便于实际应用,利用分段线性模型模拟结果构建新数据序列,对其进行三次多项式拟合,建立主要生育阶段的综合曲线模型。结果表明,倒伏一般发生在播种后45~97 d,其中近一半的典型年份倒伏集中发生在播种后45~55 d。夏玉米平均抽雄期为播种后53 d,如果倒伏发生在抽雄前,以根倒伏为主,灾年根倒伏发生比例平均为85.1%,且随生育期推迟显著上升;如倒伏发生在抽雄后,根倒伏发生比例随生育期推迟显著下降,茎倒伏比例显著上升,而成熟期前后基本为茎倒折。利用历史典型倒伏案例和灾情图片信息,对所构建的分段线性模型和综合曲线模型进行验证,分段线性模型和综合曲线模型平均模拟误差分别为11.9%和11.1%。     

南水北调中线水源区土地利用/覆被空间格局特征分析

南水北调中线水源区土地利用/覆被空间格局在水平和垂直方向上都具有明显的区域特征。利用DEM数据对研究区土地利用空间格局地形梯度规律进行了讨论分析,研究结果表明:（1）研究区土地利用类型以林地、耕地、草地为主。其中林地面积占水源区土地总面积的76%左右,在水源区中占有绝对优势;（2）2010年水源区整体土地利用程度综合指数为221.19,土地利用程度比较低,人类活动对其的影响总体上较小;（3）各土地利用类型的空间分布随高程和坡度的变化具有显著的特点:受人类活动干扰影响较大的各类耕地、水域和建筑用地主要分布在高程相对较低和坡度相对较小的区域;而受人类活动干扰影响较小的各类林地、草地和未利用地则比较均匀地分布在高程相对较高和坡度较大的区域。     

基于“星陆双基”的冬小麦叶面积指数反演研究

为建立准确、方便的叶面积指数监测方法,运用MODIS数据光学模型反演和星陆双基协同反演法分别对2015和2016年3月中旬鹤壁市冬小麦叶面积指数反演分析。结果表明,2种LAI反演方法均能较好地反映全市冬小麦长势差异性的空间分布特征;MODIS光学模型反演法稳定性较好,但其反演值明显偏低;星陆双基协同反演法估算值与观测值吻合性较好,反演精度优于MODIS反演法。     

夏玉米倒伏气象等级指标构建

大风和降水是诱发夏玉米倒伏的直接外界条件。为界定不同风雨条件下夏玉米倒伏发生程度,利用2001−2019年河南省鹤壁市农业科学院品种区域试验中倒伏灾害的调查资料,反查倒伏发生时的风速（极大风速、最大风速）和降水量数据,分析倒伏率与气象条件的定量关系,构建玉米倒伏气象等级指标,并利用农业气象观测中倒伏典型灾害案例对指标进行验证。首先分析不同时间尺度降水量与倒伏率的关系,确定对倒伏影响显著的“过程雨量”为倒伏发生前1日−倒伏过程1h内的降水量总和,厘定后的“过程雨量”与倒伏率拟合R2为0.924。根据灾年样本“过程雨量”的分布特征,以15mm为界将倒伏致灾天气类型划分为“大风型”和“风雨型”,分类后两种天气类型致灾风速与倒伏率的拟合效果较未分类前显著提升。分别建立“大风型”和“风雨型”气象条件与倒伏率的回归模型,并以倒伏率≥5%、≥10%和≥20%分别作为轻、中、重度倒伏的划分标准,反推不同倒伏等级的气象条件阈值,构建两种天气类型的气象等级指标。结果表明,（1）“大风型”倒伏等级指标为,14m•s⁻¹≤极大风速＜25m•s⁻¹或8m•s⁻¹≤最大风速＜16m•s⁻¹时发生轻度倒伏;极大风速≥25m•s⁻¹或最大风速≥16m•s⁻¹时发生中度倒伏。（2）“风雨型”倒伏等级指标为,≤15mm过程雨量<40mm,极大风速≥11m•s⁻¹或最大风速≥5m•s⁻¹时发生中度倒伏;过程雨量≥40mm,极大风速≥15m•s⁻¹或最大风速≥7m•s⁻¹时发生重度倒伏。利用历史倒伏案例对指标进行验证表明,指标判定的灾情等级与实际完全相符的占73%,相差一个等级的占27%。说明指标可为开展倒伏灾害预警,指导农业生产防灾减灾提供参考依据。