遥感信息应用于水分胁迫条件下的华北冬小麦生长模拟研究

由于初始土壤水分、灌溉量等变量的空间分布不易获得,区域尺度水分胁迫条件下作物生长模拟存在一定难度。本文在WOFOST模型本地化和区域化的基础上,采用调控型方法,重点探讨了利用MODIS数据反演的地表蒸散在大范围内估算土壤水分平衡过程中的参数或变量初始值,以实现水分胁迫条件下作物模型区域模拟的可行性。2002年模拟结果显示,引入遥感信息优化获得初始土壤有效含水量、返青期生物量及抽穗期灌溉量后,土壤水分的模拟效果得到改善;32个农业气象试验站点模拟产量的相对均方根误差（RRMSE）由0.63降至0.20;华北冬小麦模拟产量的空间分布与实际产量分布更加接近,产量低估的情况得到较好改善;河北、河南、山东3省平均产量的模拟误差分别为－4.9%、4.3%和8.6%。初步结果表明,结合卫星遥感信息通过优化方法在大范围内估算作物模型的相关参变量,以实现水分胁迫条件下作物模型的区域应用是行之有效的。     

基于WOFOST模型的2014年河南省干旱对夏玉米产量的预估

为了定量化预估干旱持续一段时间而未解除下对夏玉米气象产量的影响,采用预估日前气象数据与预估日后近5年平均值气象数据组成完整序列,设计3种情景4种处理方式,利用WOFOST作物模型预估干旱对夏玉米气象产量的影响。结果表明：在干旱预估当日,仅依靠自然降水条件,不同干旱区夏玉米减产率变化较大,重旱区47%~64%,中旱区28%~50%,轻旱区14%~47%;有灌溉条件下夏玉米减产率大幅下降,干旱影响小;灌溉充足的情景下,轻旱区几乎无减产,重旱区减产率仅在10%~38%之间。利用实况气象数据检验发现,预估方法对中旱区和轻旱区模拟较准确,重旱区模拟效果一般。利用作物模型可以定量化地预估干旱持续一段时间未解除情况下对夏玉米产量的影响。     

2015年秋收作物生长季农业气象条件评价

基于全国气象台站实时和历史同期观测数据,利用作物气候适宜度模型结果,分析了2015年玉米、一季稻、晚稻、大豆、棉花等主要秋收作物生长季内的农业气象条件。结果表明,玉米、一季稻、大豆、棉花主要生长季内,产区大部热量适宜、降水量接近常年,光温水条件匹配较协调,关键生育期内低温、阴雨寡照、暴雨洪涝、高温热害、干旱等灾害影响偏轻,气象条件总体好于常年和2014年。但晚稻主要生长季内阶段性阴雨寡照天气突出,成熟收获阶段连阴雨和强降水影响偏重,气象条件整体偏差。     

基于游程理论的农业干旱指数在辽宁省春玉米旱灾损失评估中的应用

为准确识别农业干旱事件,评估干旱对农作物产量的影响,本文以辽宁省为例,基于52个气象站1961—2015年逐日气象数据,计算了春玉米全生育期水分亏缺距平指数,利用游程理论构建了一种新的春玉米全生育期干旱指数,再结合历年产量损失率构建了区、县级尺度的干旱产量损失评估模型,并对不同干旱风险下春玉米产量损失进行了评估,以明确辽宁省春玉米干旱重点防范区域。研究结果表明,辽宁省春玉米干旱指数呈由西向东递减的经向分布特征,辽西地区更易发生严重的干旱事件,且春玉米产量稳定性也最差。春玉米主产区内, 80%以上的区、县春玉米产量损失率与干旱指数呈显著线性正相关,辽中部分区县和辽东大部两者相关性不显著。相同干旱指数下,辽西产量损失率最大,并以朝阳地区为最;辽南和辽北次之;辽东湾和中部部分平原地区总体较小;非水分限制区辽东的凤城市和东港市,降水偏少反而更有利于春玉米产量提高。辽宁省春玉米干旱重点防范区域主要分布在辽西的朝阳地区,以及千山山脉以西和以北的辽北、辽南地区,提高和稳定春玉米产量需增加耐旱品种种植、发展节水灌溉、提高水分利用效率;降水充沛或灌溉条件较好、产量稳定性较高的辽东大部和辽中部分区县,可通过提高种植和管理水平、加强其他气象灾害防御等增加春玉米产量。