日光诱导叶绿素荧光反演及其在植被环境胁迫监测中的研究进展

日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)作为光合作用的直接探针,能对植物的生理状态作出快速、灵敏的响应,与传统监测方法相比具备早期监测植被环境胁迫的能力,弥补了当前植被遥感监测的不足.因此,SIF在植被环境胁迫监测中具有良好的应用前景.然而,有很多因素会对SIF产生影响,使得SIF对植被环境胁迫监测的应用变得更为复杂.本文首先介绍了SIF的来源和反演方法,对比分析了各种反演方法的优缺点,剖析了SIF的影响因素,总结了目前SIF在植被环境胁迫监测中的应用研究,在此基础上指出目前SIF在植被环境胁迫监测应用领域中的不足,最终提出今后可以从SIF的影响因素、反演过程及SIF与植被环境胁迫之间的机制关系等方面开展进一步的研究,旨在为陆地生态系统碳循环及植被胁迫监测等提供理论支持.     

江苏省倒春寒发生程度评估

选取江苏省13个典型代表站1961—2015年3、4月逐日平均气温资料,分析江苏省倒春寒发生次数变化特征和倒春寒期间最大降温幅度、持续时间和最低日平均气温,结合主成分分析法构建倒春寒评估模型,探讨江苏省倒春寒发生程度。结果表明:55年来,倒春寒发生次数整体呈下降趋势,且20世纪60年代发生次数最多;倒春寒发生期间最大降温幅度各站点间差异较小,整体呈上升趋势;最低日平均气温整体呈下降趋势,且江苏盱眙和盐城下降趋势明显;倒春寒持续时间整体呈上升趋势,但增幅不大。本研究运用构建的倒春寒评估模型对江苏13个代表站点近55年发生过程进行评估,结果表明,江苏省倒春寒等级发生频率整体呈轻级中级重级,且以1962年发生程度最为严重。     

青海高原牧区雪灾逐级判识模型

降水、气温、风速是形成积雪的气象因子,由于承灾体（畜牧业生产）的脆弱性,积雪在一定程度上对畜牧业产生不利影响,但是某地区的自然、社会条件和人为活动作为孕灾环境能使这种不利影响加强或者发生转变,减轻或者加剧雪灾造成的损失.本文应用灾害学的理论和观点,对灾害形成的致灾因子、孕灾环境和承灾体等要素分层分析,明确各影响因子的作用及其相互关系.由此建立从降水、积雪、成灾到灾情评价的逐级判识模型,在地理信息背景数据库的支持下,从产生降水之后进行动态监测,并对不同地区的雪灾发展趋势做动态预测,最后实施灾情评估.经实际检验,该模型具有业务应用潜力.     

基于集合卡尔曼滤波的PyWOFOST模型在东北玉米估产中的适用性验证

以叶面积指数(LAI)为结合点,引入基于集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman Filter,EnKF)的作物模型-遥感信息耦合模型PyWOFOST,利用气象数据、农业气象记录观测表数据及MODIS LAI数据检验PyWOFOST模型在东北玉米种植区的适用性,并选取在研究区内均匀分布、覆盖所有玉米品种且具有有效MODIS LAI数据的16个玉米农气站点,模拟该模型在不同的TSUM1(出苗-开花期积温)不确定性水平下各站点的玉米产量及LAI。结果表明,与WOFOST模型相比,PyWOFOST模型对LAI和产量的模拟能力都有极大提高。当TSUM1的不确定性为0、10、20、30℃时,PyWOFOST模拟的产量平均误差分别为10.32%、9.25%、7.31%和8.49%,均较未同化LAI观测数据的WOFOST模拟的产量平均误差(10.55%)低;同化后模拟LAI与同化前模拟LAI相比,其轨迹更接近实测值,更符合玉米的生长发育趋势,表明基于EnKF的PyWOFOST模型在东北玉米种植区有较好的适用性。     

江苏省冬小麦春霜冻害发生规律及其气候风险区划

根据江苏省1980-2009年常规气象台站资料和冬小麦生育期观测数据,提出冬小麦春霜冻的致灾指标,同时运用正交经验函数EOF分析和Morlet小波分析方法探讨江苏省冬小麦春霜冻害的时空分布规律,构建冬小麦春霜冻的灾害风险指数,并用该指数分析江苏省冬小麦春霜冻的气候风险区划。结果表明,(1)1980-1987年间江苏省冬小麦春霜冻年总发生站次以6.11站次/a的倾向率呈显著(P=0.0478<0.05)增加趋势,1988-2009年呈明显减小趋势,减幅为0.9站次/a(P=0.0063<0.01);各等级春霜冻害发生站次也表现出相同的变化趋势;(2)江苏全省冬小麦春霜冻害的历年总发生站次有明显的22a、准11a、4a和2a周期;(3)重霜冻发生次数最多的地区是淮北地区的沐阳县,轻、中春霜冻害发生次数最多的地区是苏北沿海的大丰市;(4)冬小麦春霜冻的高度风险区分布在苏北的新沂市、沭阳县、大丰市、如皋市和如东县;中度风险区分布在徐州(新沂除外)、连云港、宿迁(沭阳除外)、淮安、盐城(大丰除外)、扬州(高邮除外)、泰州(兴化除外)和南通(如皋、如东除外)等地区;低度风险区为整个苏南地区和里下河地区的兴化市和高邮市。     

山东省参考作物蒸散分布研究

根据山东省20个气象观测站点的44年的观测资料,利用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算各站各年各月的ET0值,根据山东省的等值线分布图分析ET0的时空分布规律,最后得出:ET0的月际变化较大,6月份最大,1月份最小,存在1个高值区、4个低值区、2个季节性高低区。ET0的年际变化在不同的站点也呈现不同的变化趋势。温度对ET0的影响最大。     

冬季温度的主成分分析

用主成分分析法分析河南省新乡市1971~2000年冬季温度的变化,并用相同方法分析冬季每个月主成分,得出了影响每个月的温度的主成分。     

重庆市雷电灾害易损性风险综合评估与区划

利用重庆市2006-2008年ADTD雷电监测资料和1999-2008年雷电灾害统计数据,选取雷击密度M、雷电灾害频数P、经济损失模数D和生命易损模数L作为雷电灾害易损性风险评估指标,计算出各区县雷灾易损性分析指标值,然后采用5级分区法对各指标进行分级并确定其分级标准,获得各区县的易损性等级值.在此基础上对各区县易损性等级值进行累加,并取平均值为该区县易损性综合评估指标值,再采用5级分区法对重庆市雷电灾害综合易损性进行区划,同时结合风险区划结果对环境背景进行了分析,得到不同风险区的主要影响因素.     

不同土壤水分条件下玉米叶片/冠层气孔导度的光谱监测模型

通过玉米水分控制试验,测定不同水分条件下各生育期叶片气孔导度、叶面积指数和冠层光谱反射率等,以分析玉米叶片气孔导度的变化规律及其与光谱植被指数的相关性,从而建立基于光谱植被指数和土壤湿度的叶片气孔导度模型。结果表明：玉米在可见光区和近红外中、长波区的反射率随着土壤水分的降低而上升,但叶片气孔导度（Gs）、叶面积指数（LAI）、比值植被指数（RVI）和归一化植被指数（NDVI）随着土壤水分的下降而降低;玉米NDVI和RVI与单叶片和冠层气孔导度均呈极显著指数函数关系（P〈0.01）,且对单叶片气孔导度的拟合效果优于对冠层导度的拟合效果,而经土壤湿度订正的RVI监测模型优于NDVI监测模型。表明通过测定冠层反射光谱率可实时、迅速地定量监测玉米叶片的气孔导度,为大面积作物气孔导度估算奠定基础。