基于作物生长模型的东北玉米冷害监测预测研究

在全球气候变暖背景下,东北地区的气温明显上升,但由于存在玉米相对晚熟品种越区(北扩)种植现象,区域性和阶段性的玉米低温冷害仍时有发生。因此,开展东北玉米低温冷害监测预测研究仍十分必要。本文首先利用东北玉米生长模型(NEC_MaGM)构造冷害监测指标,然后开展玉米冷害监测预测方法研究并进行个例分析。结果显示,从不利天气条件和玉米对低温响应两方面遴选的8个单项指标中,以指标2 (DC_Tas9,抽雄期到9月底的累积热量单位与同期多年平均值的差值百分率)和指标1 (DN_Tas,当年抽雄期与多年平均抽雄期的差值)对历史玉米冷害的概括能力最强;根据冷害致灾机理、单一指标的历史概括能力及其独立性等因素,构建了由指标1、2以及指标4 (DW_GrS,水分适宜条件下模拟穗重与多年平均穗重的差值百分率)和指标7 (DW_Fro,初霜冻日时模拟穗重与模拟成熟时穗重的差值百分率)组合而成的东北玉米低温冷害综合指标;基于NEC_MaGM和冷害综合指标进行单点冷害监测,确定了若45%以上站点出现玉米冷害即为区域性冷害的标准,独立样本监测检验与实际情况一致;利用NEC_MaGM在网格尺度上的监测可以得到更详细的冷害空间分布状况,有利于开展农业气象业务服务工作;根据前期天气实况加上区域气候模式预测的气象要素数据,再结合预报时效之后的多年平均气候数据,在格点尺度利用NEC_MaGM可以实现对东北玉米低温冷害的预测。预测个例表明,该方法能够反映冷害的形成过程和严重程度,但其准确性不仅与作物模型有关,还依赖于区域气候模式的模拟能力。     

基于SPOT／VEGETATION数据的陕甘宁退耕还林区植被分类

以评估退耕还林／还草的气候、生态效应为目的,利用多时相SPOT／VEGETATION数据,将监督分类与非监督分类相结合,选定合适的阈值对西北地区植被及作物进行分类。整个分类过程按照紧凑的时间序列进行顺序分类。分类顺序依次是：常青林地、混合林、水体、冬小麦、草地、灌木、春小麦、水稻、湿地、其他杂粮、玉米、马铃薯、沙漠、半沙漠。①常青林：选择1月份资料,常青林的NDVI最大,其阈值一般选择140左右;②混合林：一般选择10月上旬图像。其NDVI较小,只有林、草的NDVI较大,且林地NDVI大于草地,其NDVI值一般在130～140（为便于分类,将NDVI真实值扩大1000倍,下同）;③水体：选择12月中旬的图像;④沙漠：选择各种植被最好的时节,如7月下旬、8月上旬的图像。设定阈值小于50;⑤草地和灌木：选择9月下旬图像。选择分区域进行植被分类,并结合图像本身进行分区分类。阈值选取：草地北部60～65,南部80～95;灌木70～75;⑥冬小麦：选择上年11月上、中旬图像。选择阈值将冬小麦和林地共同区域分出,再除去林地,剩下的就是冬小麦的分布区域;⑦湿地、水稻：选择5～6月上旬图像;⑧春小麦：选择4月下旬的图像。这个时期生长的植被包括冬小麦、春小麦以及林地、草地,从此时相的图像中分出所有植被,然后排除冬小麦、林地、草地,即得春小麦种植区域;⑨玉米、马铃薯混合区：图像选择8月中、下旬,宁夏灌区单独分出,灌区可区分出的植物为水稻和玉米,排除水稻区域即为玉米。其他地区为玉米、马铃薯混合区其他旱地作物：主要有油料作物、山区谷类作物。时相选择和玉米、马铃薯混区相同;⑩半沙漠：以上所有植被类型都分类完成以后进行合并,空白的区域认为是半沙漠地区。黄土高原稀疏植被区域,由于植被分布十分稀疏,认为是半沙漠。上述分类结果与统计面积、实际调查结果相比,精度在85％以上。     

1993年夏季（6—8月）气候对农业生产的影响

１９９３年夏季（６～８月）气候对农业生产的影响沙奕卓，王石立（中国气象科学研究院）１东北地区夏季未发生大范围旱涝，但大部时段气温偏低，使水稻玉米等作物受冷害，发育期普遍推迟，产量受到影响６月上中旬东北大部地区出现几次较大降水，降水量为７０～２００ｍｍ...     

东北玉米生长模型中土壤水分参数的敏感性分析

为进一步改进和提高东北玉米生长模型评估干旱的能力,并使之更好的在区域尺度上应用,以吉林省为例,对该模型的土壤水分参数进行敏感度分析。通过对榆树(半湿润)和白城(半干旱)两个站点典型干旱年份(2000、2001年)和雨水较丰年份及平年(1998、2002年)的分析,得到以下初步结论:土壤含水量对凋萎湿度、田间持水量、作物系数最敏感,整个根区初始土壤有效含水量等次之;凋萎湿度、田间持水量、整个根区初始土壤有效含水量对土壤水分影响为正效应;上述结果在不同气候区、不同降水年份相对稳定,具有一定的普适性。作物生长模型在区域尺度应用时,上述敏感参数的不当估算所产生的误差将导致土壤水分模拟失真,并进一步影响整个作物生长过程的模拟和模型的区域应用;根据敏感性分析结果,有针对性地改进敏感参数,有望进一步提高土壤水分乃至作物生长的模拟精度。     

1992年度全国农业气象条件评述(1991年12月至1992年11月)

1992年度干旱灾害相对较重,其中以北方冬旱、黄淮地区初夏旱及南方伏秋旱范围较大,部分地区和时段旱情较重;洪涝灾害相对偏轻,汛期大范围或持续性暴雨天气少,几大主要江河水势平稳.年内气温变幅较大,热量条件明显不如往年,其中北方以东北的夏季低温尤为突出,其降温幅度之大,持续时间之长为近几年所少见.南方以春播及初夏的低温连阴雨较为明显,前者对华南早稻育秧及江南油菜生长影响较大,后者对江南早稻产量形成有不利影响.本年度有8个台风或热带风暴在我国登陆,比1991年多2个,局部地区受灾较重.风雹灾害少,程度轻;病虫害以棉铃虫危害相对较重.总的来看,1992年度农业生产的气象条件并不优越,除冬小麦为丰收年景外,春小麦、早稻、一季稻、晚稻均为一般年景,而油菜、玉米、棉花等作物为偏歉年景.     

1991年全国农业气象条件概述

<正> 1991年度,全国大部地区农业气象条件明显不如风调雨顺的1990年,属正常偏差年景.主要农区降水时空分布差异大,旱涝范围广,部分地区农作物受灾严重.江淮流域梅雨提前,洪涝范围大,农业生产损失严重.西北东部、华北西部及南部伏秋旱和江南、华南大部地区春夏旱范围广,部分地区旱情严重,对农作物生长发育造成了不同程度的影响.年内大     

利用EOS—MODIS数据提取作物冠层温度研究

利用EO S-M OD IS遥感数据,基于线性混合模型,提出了一种新的作物冠层温度反演方法。首先,利用EO S-M OD IS数据提取了陆地表面温度LST和植被指数NDV I。然后,假定地表只有植被和裸地两种组分,通过植被指数温度V I-T s方法来估算裸土的组分温度,作物冠层温度通过线性混合模型来求解。为了验证反演的地表温度和冠层温度的精度,把反演的地表温度与NA SA M OD IS地表温度产品进行差值运算,在差值图像中90%以上的像元灰度值分布在-1和1之间,像元灰度的平均值小于0.5;同时在河北固城农业气象试验站对冬小麦冠层温度进行同步观测,通过与反演的冠层温度进行比较,其误差在±1.5℃左右。结果表明,文中所提出的作物冠层温度反演方法精度较高,其结果能够满足有关作物生长模型以及土壤水分模型对输入参数的精度要求。     

国外作物生长模型区域应用中升尺度问题的研究

系统研究总结了小区或田间尺度上开发的作物生长动力模拟模型应用于更大区域尺度和更高级系统水平时 ,易发生环境变量的时空变异、响应变量的空间归并以及由于空间平均、时间变异和现有模型未考虑的新特性及其新过程时所产生的偏差等升尺度问题 ,归纳并提出有效控制和减小误差的方法     

利用EOS-MODIS数据提取作物冠层温度研究

利用EOS-MODIS遥感数据，基于线性混合模型，提出了一种新的作物冠层温度反演方法。首先，利用EOS-MODIS数据提取了陆地表面温度LST和植被指数NDVI。然后，假定地表只有植被和裸地两种组分，通过植被指数温度VI-Ts方法来估算裸土的组分温度，作物冠层温度通过线性混合模型来求解。为了验证反演的地表温度和冠层温度的精度，把反演的地表温度与NASA MODIS地表温度产品进行差值运算，在差值图像中90%以上的像元灰度值分布在-1和1之间，像元灰度的平均值小于0.5；同时在河北固城农业气象试验站对冬小麦冠层温度进行同步观测，通过与反演的冠层温度进行比较，其误差在±1.5℃左右。结果表明，文中所提出的作物冠层温度反演方法精度较高，其结果能够满足有关作物生长模型以及土壤水分模型对输入参数的精度要求。     

网络化农业气象信息服务技术研究

应用WebGIs技术，开展了网络化农业气象信息服务技术研究。利用SQL Server2000建立了WebGIS应用系统所需的全国农业气象网络共享数据库。利用ArclMS(Intemet Map Server)4．0平台构建农业气象信息服务WebGIS服务器，实现了客户端的农业气象空间和属性数据交互查询和专题图分析功能。探讨了针对Internet网上发布需要的产量动态预报解决方案。基于WebGIS的农业气象信息共享技术将使农业气象信息直接、迅速、便捷、有效地传输到农业生产第一线，具有广泛的应用前景。