中国农作物长势遥感监测研究综述

农作物长势监测的目的是为早期估产提供依据,同时为田间管理提供及时的信息。笔者总结了中国农作物长势监测的研究进展、研究方法,指出用于长势监测的遥感数据空间分辨率较低,常用的监测指标具有局限性,监测精度有待提高。“3S”技术的集成发展,进一步实现一体化应用于该领域仍是今后的发展方向。随着农作物长势运行化监测系统的进一步完善,对田间管理的诊断需求会日益加剧,因此作物长势的诊断将成为今后的研究重点。     

利用CERES-Wheat模型分析冬小麦所需灌溉量的时空变化——以河南省为例

基于河南省16个站点1961—2009年的逐日气象数据,运用CERES-Wheat模型对冬小麦所需灌溉量进行了模拟,分析了河南冬小麦所需灌溉量的时间变化和空间分布特征,并对比了河南不同区域冬小麦在不同生育期所需的灌溉量。结果表明:(1)河南冬小麦生育期所需灌溉量呈现北多南少的格局。出现这种格局的可能原因是,河南北部小麦生育期降水量少于南部,降水量少导致对灌溉的依赖程度大;河南少水年、平水年和多水年的作物所需灌溉量分别307~499、256~432 mm和169~372 mm,分布格局均呈北部多、南部少的分布特征。(2)主要分布在东部平原区的10个站点的冬小麦所需灌溉量呈显著递减趋势(P0.05)。在这些站点,小麦所需灌溉量与同期蒸散量显著相关,因此,河南东部冬小麦生长期蒸散量的显著递减趋势导致了该地区冬小麦所需灌溉量也呈现显著递减趋势。(3)在以安阳为代表的河南北部,冬小麦主要生育期都需要灌溉,且在顶小穗形成期和成熟期所需灌溉量最大;在以南阳为代表的河南南部,在降水量较少年份冬小麦主要生育期需要灌溉,同样在顶小穗形成期和成熟期所需灌溉量最大,而在降水量较多年份,尽管全生育期所需灌溉量总量较少,但在顶小穗形成期的灌溉量仍然最多。     

基于Kriging法和GIS技术的迁安市农田重金属污染评价

Kriging法对7种重金属含量空间局部插值后,参照国家和地方重金属污染标准,对迁安市农田土壤表层重金属含量进行单项污染指数和综合污染指数评价和基于GIS技术的评价结果分级。结果显示,Cd、Hg、As、Cr和Zn单项污染指数均未超标,Cu和Ni单项污染指数在北部山区分别有0.18%和0.10%面积超标,综合污染指数有11.80 km2表层土壤污染达到警戒限,所占总面积百分比为0.98%,其余地区污染等级为安全。以期为优势农产品基地建设提供参考。     

气象条件对若尔盖草地早熟禾生育期的影响

以四川省阿坝州若尔盖气象站1985-2006年的地面气象观测和牧草观测资料为基础,研究当地主要牧草——草地早熟禾(Poa pratensisL.)的生育期持续时间及其与水热条件的关系,分析了各生育期开始时间及与前期气象条件的关系。结果表明:若尔盖草地早熟禾整个生育期持续时间在125~176d,平均为144d,其中草地早熟禾营养生长期持续时间为79~111d,平均为92d,生殖生长期持续39~64d,平均为49d;草地早熟禾营养生长期、生殖生长期及整个生育期长短与≥0℃的积温呈负相关,与降水呈正相关,而积温是制约其生长季长短的主要因子;草地早熟禾返青期在3月26日-4月16日,展叶期在5月2日-16日,抽穗期在6月30日-7月16日;草地早熟禾返青期提前或推后与前期≥0℃积温的关系不明显,其余生育期开始时间与前期积温有一定关系,前期积温偏小,生育期有推后的趋势。     

基于标准化降水蒸散指数的中国干旱趋势研究

标准化降水蒸散指数(SPEI)通过标准化潜在蒸散与降水的差值表征一个地区干湿状况偏离常年的程度,是分析干旱演变趋势的新理想指标,目前已经广泛应用于干旱评估、水资源管理等领域。用SPEI和1951—2009年中国区域160个站的月降水量及月平均气温资料,对中国59年来干旱化的空间分布、四季干旱趋势变化和全国极端干旱事件发生频次进行了分析,并定性分析了干旱发生的原因。结果表明,我国普遍存在干旱化的事实,西部、华北和东北地区干旱化最为显著。我国四季均呈现干旱化趋势,其中春、秋季干旱化趋势明显,夏季最近15年都处于干旱状态,但干旱化趋势未通过0.05显著性检验;另外全国极端干旱事件发生频率明显增多。东北和华北地区的降水呈现轻微减少趋势,而温度升高趋势明显,降水和温度的共同作用导致了明显的干旱化。四川盆地温度升高趋势不显著,但降水减少显著,降水较少是导致四川盆地干旱化的主要原因。降水频率的减少和集中也导致近几年极端干旱事件明显增多。我国普遍的干旱化趋势和明显增多的极端干旱事件可能对我国经济发展产生阻碍。     

基于NOAA/AVHRR资料的四川省干旱监测方法初探

基于遥感资料的干旱监测方法具有范围广、时空分辨率高等特点，已在日常业务中发挥作用。目前一般使用热惯量法和植被供水指数法进行遥感干旱监测，但都受到一定客观条件的制约。本文以陆面温度一植被盖度为基础，使用2006年8月上旬NOAAl7资料，经过滤云处理，构建陆面温度一植被盖度特征空间，建立旱边、湿边方程，计算干旱指数，结合地面观测分析结果，确定干旱等级，然后使用ENVl4．0遥感分析软件，制作干旱遥感监测专题图。与地面干旱监测结果比较后发现，上述方法得出的干旱遥感监测结果与地面实况监测结果基本吻合，说明该方法在日常干旱监测业务中具有一定的实用性。     

华南主产区双季水稻物候变化及其与气候条件的关系

为探索华南水稻生长发育对气候变化的敏感性，估算气候变化、品种更替对水稻物候期变化的贡献，选取1981-2013年华南双季水稻种植区物候和气象观测数据，采用Theil-Sen估计线性倾向率、Mann-Kendall趋势显著性检验等方法，分析双季水稻物候期的时空变化趋势。结果表明：与其它地区不同，华南早稻播种期提前、晚稻成熟期推迟趋势较小；早稻、晚稻营养生长期存在缩短趋势，而生殖生长期存在延长趋势。早稻、晚稻的营养生长期、生殖生长期均随着降水量和日照时数的增加而延长，随着气温上升而缩短；平均气温每上升1℃，生长期长度缩短0.5～4.7d。气候变化与品种对水稻物候期影响的贡献率分析表明，品种更替对早稻和晚稻生长期长度的影响大于气候变化。研究期内品种更替中，早稻倾向于选择营养生长期和生殖生长期均长的品种；晚稻倾向于选择营养生长期短、生殖生长期长的品种。     

冬小麦叶片绿度时空变异特征研究

应用地统计学方法测定分析海河低平原区农田冬小麦关键生育期叶片绿度时空变异特征结果表明,冬小麦叶片绿度时间变化趋势为拔节期<孕穗期<抽穗期<灌浆期;各生育时期叶片绿度在180m×720m空间存在变异性,其相关距离为145.4~320.0m;块金效应占各自总方差的25%~79%,经验半方差可用球状模型模拟。     

基于温度植被干旱指数的四川伏旱遥感监测与影响评估

利用2006年7～8月的NOAA/AVHRR数据，依据温度植被干旱指数(TVDI)对2006年四川伏旱进行监测与评估。采用了干旱监测合成滤云新技术，分析了Ts—NDVI特征空间属性和TVDI指数干旱监测能力，提出了四川伏旱TVDI计算模型、分级标准、和影响评估方法，结果表明：1)按最大地表温度原则得到的旬合成数据比按最大植被指数原则得到的旬合成数据具有更强的旱情监测能力；2)在Ts—NDVI特征空间中当NDVI较小时干湿边几乎同为水平直线，两者相差约45℃；3)TVDI指数因其大小不同而对旱情的监测能力也不一样，较小时说明没有干旱发生，较大时则一定有干旱发生，中间段对干旱的监测具有不确定性；4)2006年四川伏旱遥感监测与气候监测结果基本一致，农作物受旱面积与饮水困难人口数估算误差在10%以内。     

海南岛典型植被区EVI特征及其对气象因子的响应

利用2001—2011年的MODIS EVI时间序列影像，分析海南岛热带雨林、橡胶林及农田3 种典型植被覆盖区的EVI时空变化特征及对气象因子的响应。结果表明：（1）空间上，海南岛平均EVI指数为0.42，呈现为中间高四周低，南高北低的分布特征；（2）时间上，热带雨林EVI年内变化幅度较小，无明显季节性变化，橡胶林年内季节性变化明显，冬末最低，春季快速增长，随后保持较高水平，农田变化幅度与周期性介于两者之间；三种典型植被年际EVI最大值相对稳定，最小值波动较大，橡胶林最大值呈略增大趋势；（3）限制三种植被生长的气象因子不相同，农田受限于冬季日照；影响橡胶林最大的气象因子为年降水量与冬季气温，雨林喜好夏季高温而受制于冬季降水量。