基于DSSAT模型的中国水稻产量时空模拟研究

以DSSAT模型相关理论为基础,将DSSAT的作物生长模拟能力与GIS技术优势相结合,以在计算机上实现模拟水稻作物的生长以及产量,提升传统的单站点模拟能力,解决升尺度问题,模拟中国在不同历史时期(1980要2007年)的水稻产量。结果表明:DSSAT模型具有很好的水稻生长模拟效果,水稻开花期、成熟期、产量的模拟结果均较为理想,观测值与调试值、校准值相关系数R2均大于0.56,观测值与试验值具有很强的正相关性,为下一步研究中国水稻产量的时空分布格局奠定基础。     

基于GIS的山西有效积温时空变化分析

气候变化对陆地生态系统、粮食生产与安全、经济社会可持续发展等影响很大,分析积温变化特征可为种植业布局、农情测报、防灾减灾及气候区划等提供决策依据,对指导农业生产和生态建设等具有重要意义。据山西109个气象站1979—2016年间气温日均值资料和SRTM3 DEM数字高程资料,采用滑动平均法、线性回归模型、IDW和Mann-Kendall突变检验等方法,用ArcGIS的空间分析和三维分析建模工具,内插到100 m×100 m的小网格上,进行热量资源分布精细化模拟,绘制出山西积温分布图,分析日均气温≥10℃的有效积温及其持续日数和起止时间的时空变化特征。结果表明,近38 a来,山西≥10℃积温平均为3 252.3℃,初日提前、终日推迟,气候倾向率为154.9℃/10 a;持续日数增加,平均为192.7 d;变化周期为6～8 a,且在1997年前后出现由冷到暖的突变;≥10℃积温及其持续日数均呈波浪上升趋势,最长和最短日数距平均值分别为19.76、-9.6 d;2 500℃以上积温区明显增加,积温带向东北方向推移;积温及持续日数由西南向东北递减,随海拔增加递减。     

基于DSSAT模型不同灌水模式滇中水稻生长模拟

为探讨DSSAT水稻模型对滇中稻田淹水灌溉和控制灌溉模式的模拟精度,采用2017～2018两年云南寻甸县的水稻田间实测数据进行了分析。通过GLUE模块对2017年水稻淹水灌溉试验数据进行调参,得到一组精度较高的滇禾优34生长的遗传特性系数,并采用2018年淹水灌溉和控制灌溉试验数据进行验证。淹水灌溉和控制灌溉处理下开花期模拟值较实测值均提前了1 d,成熟期分别提前了1和2 d;颗粒重的相对误差分别为2.4%和6.6%;干物质(地上物质)的NRMSE值分别为10.1%和8.9%;叶面积指数的NRMSE值分别为10.40%和11.74%;分蘖数的NRMSE值分别为13.2%和15.2%。各生长指标模拟结果较好,DSSAT可作为滇中地区水稻不同灌水模式生长模拟和产量预测的一种方法。     

基于DSSAT模型不同灌水模式滇中水稻生长模拟

为探讨DSSAT水稻模型对滇中稻田淹水灌溉和控制灌溉模式的模拟精度,采用2017～2018两年云南寻甸县的水稻田间实测数据进行了分析。通过GLUE模块对2017年水稻淹水灌溉试验数据进行调参,得到一组精度较高的滇禾优34生长的遗传特性系数,并采用2018年淹水灌溉和控制灌溉试验数据进行验证。淹水灌溉和控制灌溉处理下开花期模拟值较实测值均提前了1 d,成熟期分别提前了1和2 d;颗粒重的相对误差分别为2.4%和6.6%;干物质(地上物质)的NRMSE值分别为10.1%和8.9%;叶面积指数的NRMSE值分别为10.40%和11.74%;分蘖数的NRMSE值分别为13.2%和15.2%。各生长指标模拟结果较好,DSSAT可作为滇中地区水稻不同灌水模式生长模拟和产量预测的一种方法。     

黑龙江省气温变化对水稻产量的影响

[目的]为黑龙江省农业生产适应气候变化提供气候依据。[方法]利用黑龙江省1961~2003年逐日气象资料,采用世界粮食研究模型(WOFOST)和气候变化趋势分析的数学方法,分析气温变化趋势对水稻产量变化趋势的影响。[结果]在黑龙江省中部、东部和北部水稻种植区,气温增高趋势对水稻模拟产量趋势增加的作用最显著;松嫩平原西部热量资源丰富的齐齐哈尔、大庆和哈尔滨西部以及伊春地区北部的局部温凉区域,气温增高趋势对水稻模拟产量趋势增加的作用次之;仅在松嫩平原西南部的泰来县、泰康县和肇源县3县交界的热量资源最丰富的局部区域,微呈减少趋势。[结论]黑龙江省水稻模拟产量变化趋势百分率10年平均值为6.37%,气温增高是气候变化的主要原因。     

基于GIS的邯郸市干热风时空变化特征分析

利用1971～2010年邯郸地区16个气象台站的日最高气温、14:00时空气相对湿度和14:00时风速的观测资料,研究了邯郸市干热风发生日数和干热风天气过程发生次数的时间和空间分布特征,并利用Morlet小波分析方法探讨了邯郸干热风发生日数的周期性。结果表明:邯郸市轻度、重度干热风的年平均发生日数分别为2.6 d和1.4 d,在空间分布上自西北到东南逐渐减少;轻度、重度干热风天气过程的年平均发生次数分别为0.9次和0.5次;从1971年至2010年,轻度和重度干热风发生日数的年际变化很明显,均呈先减少后增多的变化趋势;轻度干热风年平均发生日数的变化存在3.5年和2.0年的周期,重度干热风年平均发生日数的变化存在3.0年和2.0年的周期。     

基于GIS的邯郸市干热风时空变化特征分析

利用1971～2010年邯郸地区16个气象台站的日最高气温、14:00时空气相对湿度和14:00时风速的观测资料,研究了邯郸市干热风发生日数和干热风天气过程发生次数的时间和空间分布特征,并利用Morlet小波分析方法探讨了邯郸干热风发生日数的周期性。结果表明:邯郸市轻度、重度干热风的年平均发生日数分别为2.6 d和1.4 d,在空间分布上自西北到东南逐渐减少;轻度、重度干热风天气过程的年平均发生次数分别为0.9次和0.5次;从1971年至2010年,轻度和重度干热风发生日数的年际变化很明显,均呈先减少后增多的变化趋势;轻度干热风年平均发生日数的变化存在3.5年和2.0年的周期,重度干热风年平均发生日数的变化存在3.0年和2.0年的周期。     

基于ESDA 和GIS 的四川省县域耕地 变化时空关联性分析

基于ESDA全局和局部空间自相关分析,采用Geo Da和Arc GIS软件分析了四川省2001—2007年和2007—2013年两个时期的耕地变化率及其空间关联性。结果表明:(1)2001—2013年,四川省耕地面积呈先急剧减少后略有增加的总体变化趋势,其中,2001—2007年共减少耕地面积37.6375万hm2,年均减少耕地6.2729万hm2;2007—2013年增加耕地面积1.8817万hm2,年均增加0.3136万hm2;(2)2001—2007年和2007—2013年两个时期全局Moran’sI分别为0.4219和0.5428,表明耕地变化率空间自相关特性明显,耕地变化率相似的县域在空间上集聚分布,且有进一步集聚的趋势;(3)局域空间自相关集聚类型中,两个时期正相关的类型都占主体部分,分别占75.41%和73.77%,其中,显著性强烈的县域分别占26.81%和16.30%,且存在由西向东转移趋势;(4)两个时期耕地变化率空间集聚虽然不完全相同,但存在共性,即以攀西城市群为主的川西南、以成都平原城市群和川东北城市群为主的川东大部分县域耕地变化率较高,川西北城市群部分县域耕地变化率较低。     

基于GIS的凉州区耕层土壤主要养分时空变化研究

采用GIS定位取样测试、ACIGIS软件数据分析和统计分析方法,对武威市凉州区土壤养分状况分析评价的结果表明,凉州区耕地土壤有机质平均含量为16.2 g/kg,变幅为1.02～40.10 g/kg,标准差为5.79,变异系数为35.33。相对第二次全国土壤普查,有机质含量平均增加2.1 g/kg,土壤全氮平均增加0.09 g/kg;土壤有效磷平均含量为25.4 mg/kg,变幅为15.5～36.4 mg/kg,平均含量增加11.8 mg/kg;土壤速效钾含量加权平均值为177 mg/kg,变幅为155～266 mg/kg,相对第二次全国土壤普查总体表现下降趋势,平均减少7.0 mg/kg。     

近30年江苏省水稻抽穗灌浆期低温冷害时空变化及对水稻产量的影响

利用江苏省14个气象站点1981²010年的气象资料,采用Excel和GIS反距离权重插值法,研究了江苏省近30年单季稻抽穗灌浆期低温冷害的时空变化特征,并分析了低温冷害对水稻产量的影响。结果表明:江苏省近30年来单季稻抽穗灌浆期的总冷害次数达155次,其中轻度冷害109次,中度冷害28次,重度冷害18次,以轻度冷害为主;在时间尺度上,以20世纪80年代冷害频次最多,之后20年呈减少趋势;在空间分布上,除轻度冷害在20世纪80年代呈"北少南多"的特征外,中等冷害及重度冷害在30年里多呈"北多南少"的特征;江苏省单季稻抽穗灌浆期累计低温对产量的抑制作用不显著。综合来看,近30年来江苏省水稻抽穗灌浆期低温冷害的危险性较小,其对水稻产量的影响不大。     

基于GIS的河南省小麦产量及产量构成要素时空差异分析

[目的]分析河南省不同产区小麦籽粒产量和产量构成要素的时空差异,明确不同产区进一步提高小麦籽粒产量的主攻方向.[方法]选用河南省小麦固定监测站点实地监测数据,利用地理信息系统(GIS)选择最优模型,绘制2017—2020年河南省4个小麦生产区产量与产量构成要素空间分布图,分析产量和产量构成要素在不同小麦产区的差异及其相...     

基于模型和GIS的农田有机肥供氮量时空变化分析

将自主研制的有机肥氮素动态释放模型与地理信息系统(GIS)集成,对江苏省2000年农田有机肥供氮量(FOND)的空间变化以及1985～2000年间FOND的变化趋势和成因进行分析,并通过设置稻麦秸秆增量还田情景,评价进一步提高FOND的可能性.结果表明:1985年以来,全省平均FOND供应量逐年增加,苏东地区除射阳、大丰、启东等产棉区以外,大部分地区的FOND都较高,苏北地区次之,而苏中和苏南地区则相对较低.粮食单产提高、养殖业迅速发展、机收面积逐年扩大以及气候变暖是导致我省FOND总体提高的主要原因,秸秆加量还田可以进一步提高FOND.     

基于 GIS的青海省清真寺时空演变特征研究

基于宗教地理学相关理论,以青海省清真寺为研究对象,运用空间分析方法对青海省伊斯兰教清真寺文化传播的时空演变特征进行研究.结果表明:(1)青海省清真寺的数量随时间的增长呈波动上升趋势,按增长曲线特征可分为4个阶段:元明时期的缓慢增长阶段、清代的波动增长阶段、民国时期的平稳增长阶段和新中国成立以来的跌宕发展阶段;(2)随历史的演进,清真寺重心迁移幅度不大,其重心移动距离呈不断减小的趋势,移动方向呈东南-西北-西南移动趋势;(3)清真寺在青海东部形成"单核集聚"且呈"辐射型"传播发展模式,其分布高度集聚在民和回族土族自治县、化隆回族自治县、大通回族土族自治县、循化撒拉族自治县4个县内,即全省70%的清真寺分布在青海1.4%的地区;(4)清真寺的分布保持高度自相关,聚集程度呈波动变化,其中,青海东部的化隆回族自治县、循化撒拉族自治县、民和回族土族自治县为稳定清真寺高密度聚集区,西南、西北部分县(市)为不稳定清真寺低密度聚集区,低-低集聚类型呈"片状"分布.     

基于ERDAS与GIS的滁州市植被NDVI时空变化特征研究

[目的]研究滁州市归一化植被指数(NDVI)时空分布规律,为今后有针对性地改善滁州市的植被资源乃至生态系统提供理论依据。[方法]运用ERDAS和GIS技术,选取2001~2010年滁州市MODIS影像数据,得到2001~2010年滁州市的NDVI,并分析了NDVI时空变化的特征。[结果]从时间上看,2001~2010年滁州市植被NDVI平均值整体呈上升趋势,其中2001年植被NDVI平均值为0.468 1,2010年达0.681 3,年均增加率5.06%;从空间上看,滁州市植被NDVI的空间分布格局产生了较大变化,呈现东部和东北部增加,北部和西南部减少的趋势,中部和南部较为稳定。[结论]2001~2010年滁州市植被NDVI总体呈上升趋势,且植被起伏较大,区分较明显。     

基于时态GIS的林权变更信息管理研究

分析了林权变更中时间信息、属性和空间变化信息,构建基于事件语义的时空数据模型,此模型用时间表、属性表和时空图分别描述林权变更过程中的时间信息、属性和空间变化信息,使用动作表描述林权变更过程中的空间变化类型.此模型使用SQL语言能够方便地进行时空信息查询,并能对某一状态林地的历史进行回溯.     

东北地区冻土的时空变化特征

本文收集并整理了东北地区143个气象站有冻土观测记录以来的冻土数据资料,分析了东北地区冻土深度的时空变化及其分布特征。结果表明,东北地区冻土深度表现为随纬度升高而递增,即纬度越高冻土越深。从各年代100 cm和150 cm冻深线来看,冻土呈明显变浅趋势,且越高纬冻土退化越为严重。在气候变暖的情况下,20世纪70年出现极端最大冻土深度的气象站最多,90年代没有气象站出现极端最大冻土,21世纪00年代、10年代仍有极端最大冻结深度出现,且10年代较00年代出现的站点偏多,说明即使气候变暖但是极端情况仍然出现,且可能有愈加严重趋势。平均气温与最大冻土深度变化存在明显的负相关,即随着气候变暖,冻土期缩短、冻土初日推迟、翌年冻土消融日提前的现象。东北地区除黑龙江最北端为多年冻土区外,其余地区均为季节性冻土区。     

Spatial and Temporal Characteristics of Rice Potential Productivity and Potential Yield Increment in Main Production Regions of China

The vast area and marked variation of China make it difficult to predict the impact of climate changes on rice productivity in different regions.Therefore,analyzing the spatial and temporal characteristics of rice potential productivity and predicting the possible yield increment in main rice production regions of China is important for guiding rice production and ensuring food security.Using meteorological data of main rice production regions from 1961 to 1970(the 1960s) and from 1996 to 2005(the 2000s) provided by 333 stations,the potential photosynthetic,photo-thermal and climatic productivities in rice crop of the 1960s and 2000s in main rice production regions of China were predicted,and differences in the spatial and temporal distribution characteristics between two decades were analyzed.Additionally,the potential yield increment based on the high yield target and actual yield of rice in the 2000s were predicted.Compared with the 1960s,the potential photosynthetic productivity of the 2000s was seen to have decreased by 5.40%,with rates in northeastern and southwestern China found to be lower than those in central and southern China.The potential photo-thermal productivity was generally seen to decrease(2.56%) throughout main rice production regions,decreasing most in central and southern China.However,an increase was seen in northeastern and southwestern China.The potential climatic productivity was observed to be lower(7.44%) in the 2000s compared to the 1960s,but increased in parts of central and southern China.The potential yield increment from the actual yield to high yield target in the 2000s were no more than 6×103 kg ha-1 and ranged from 6×103 to 12×103 kg ha-1 in most of the single-and double-cropping rice growing regions,respectively.The yield increasing potential from the high yield target to the potential photo-thermal productivity in 2000s were less than 10×103 kg ha-1 and ranged from 10×103 to 30×103 kg ha-1 in most of the single-and double-cropping rice growing regions,respectively.The potential yield increment contributed by irrigation was between 5×103 and 20×103 kg ha-1,and between 20×103 and 40×103 kg ha-1 in most of the single-and double-cropping rice growing regions,respectively.These findings suggested that the high yield could be optimized by making full use of climatic resources and through a reasonable management plan in rice crop.     

1956—2015年我国春季气温时空变化特征分析

利用EOF方法对我国春季气温进行分析,结果表明,春季气温有4种典型分布,分别为南北型东西型全国一致型区域型,方差贡献率分别为43.1%、10.8%、9.7%、6.3%。南北型分布特征为气温由北低南高转变为北高南低;东西型分布特征表现为以2年为周期,从西至东气温的偏高与偏低交替出现;全国一致型分布特点为全国春季气温同步升高或降低且经历了2次突变;区域型主要体现在我国西部地区,西部春季气温南北反相振荡。