宁夏不同生态区小麦碳同位素分辨率与产量、收获系数和物候期的相关研究

在宁夏灌区设3个试验点,即银川(有限灌溉条件)、惠农(有限灌溉 盐碱条件)、固原(雨养条件)(银川2个点,惠农1个点),于2005年春小麦生长季,研究了20份春小麦材料旗叶和籽粒的碳同位素分辨率(Δ)、物候期、产量、生物量、收获指数等指标的表现及相互关系.结果表明:由于土壤含水量、气候条件不同,3个试验点间各项测定的指标均有显著差异,表现为有限灌溉条件下的产量、Δ值、生物量及收获指数高于雨养条件.有限灌溉条件下的银川和惠农试点的叶片Δ及籽粒Δ均与产量呈正相关,雨养条件下的固原试点的叶片Δ与产量不相关,籽粒Δ与产量呈弱的负相关.3个试验点的Δ与收获指数均呈正相关,与从出苗到抽穗的天数以及到成熟的天数呈负相关.Δ有希望作为水分限制条件下预测小麦产量的间接选择指标.     

基于物候模型的作物种植面积变化监测方法

在利用多时相数据进行作物变化监测中,通常根据日历选取同一天或相近日期的遥感数据来减小植物季相变化所导致辐射差异所带来的“伪变化”。但是物候存在着年际变化,且与日历日期并不完全一致,不同年份的作物的生长发育状况可能不同。该文利用气候数据建立了作物物候指标模型,利用该模型计算出的熟度指数作为选择季相差别最小的两时期遥感数据依据,选择了用于顺义地区冬小麦播种面积变化信息提取的两时期数据,并利用NOAA AVHRR/NDVI序列数据对选择结果进行了验证。结果表明利用该物候模型选择的两时期遥感数据季相匹配较好。该方法为消除或减小变化监测过程中植被季相差异所导致的辐射误差提供了新思路并进行了有益探索。该文还利用该方法,以北京顺义地区为研究区,采用图像差值法提取1999～2000年冬小麦播种面积变化信息,其中变化像元提取精度达到90%。     

基于Google Earth Engine的中老缅交界区橡胶林分布遥感提取

天然橡胶林作为东南亚地区主要的经济林和关系国计民生的一种重要战略物资,对当地社会经济发展和环境保护发挥着重要作用。目前对于中、老、缅交界区的橡胶林空间分布情况、分布面积和演变特征等方面相关信息缺乏相应的研究,严重限制了中国农业上关于橡胶产量消费、贸易以及储备。此外,针对橡胶林的时空大尺度的监测主要是采用长时间序列的中低分辨率影像,但此类影像存在大量的混合像元,严重限制了橡胶提取精度。为解决这些问题,该研究基于Google Earth Engine（GEE）云计算平台,利用2015－2019年Landsat OLI的多时相遥感影像数据,通过分析橡胶的物候特征,构建分类参数和模型,应用专家知识决策树的分类方法,并结合2015－2019年间每年12月份实地调查数据对橡胶的分类结果进行验证。结果表明基于GEE平台利用橡胶物候信息计算参数的方法提取较大范围研究区内的橡胶林的准确性较高。总体精度为90.32%,Kappa系数为0.87,可满足一般生产需求。截至2019年中老缅交界区橡胶林总面积达126.29万hm2,其中,西双版纳区域橡胶林面积有52.37万hm2,缅甸区域橡胶林面积有56.93万hm2,老挝北部5省橡胶林面积有16.99万hm2。分析发现在替代政策发展过程中,由于老挝、缅甸实际情况不同而出现政策差异性,导致区域政策发展不均衡。该研究结果表明应用云计算技术可以克服时空大尺度橡胶监测运算能力不足的问题,可为中老缅甸交界地区橡胶合理布局与区域可持续发展提供科学依据和决策支持。     

GEE平台下利用物候特征进行面向对象的水稻种植分布提取

为高效提取高精度水稻种植分布及其面积,该研究基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）平台,以辽宁省盘锦市为研究区,利用2020年Sentinel-2影像提取水稻生命周期内4个水稻物候期相应的光谱指数,利用简单非迭代聚类（Simple Non-Iterative Clustering,SNIC）算法来分割影像,灰度共生矩阵（Gray Level Co-occurrence Matrix,GLCM）来计算纹理特征,结合支持向量机（Support Vector Machine,SVM）和随机森林（Random Forest,RF）算法构建6种不同的模型进行水稻种植分布提取,并基于目视解译及实地调查数据,对比6种模型提取水稻的验证精度和实测精度,确定最优模型。结果表明：在水稻种植分布提取中,面向对象方法有助于提高水稻种植分布提取精度,且RF算法优于SVM算法。其中SNIC图像分割结合RF模型具有最高提取精度,总体精度和Kappa系数分别为96.83%、0.934,经实测数据验证,水稻实测精度为95.43%,可满足区域水稻种植分布和面积监测需求。     

野生及引种侧金盏花的开花物候与传粉特性

连续两年对黑龙江省野生环境和引种条件下的侧金盏花(Adonis amurensis)进行观测, 发现其在年度开花物候上表现出相同的特点:始花时间为4月初, 种群花期持续20~25 d, 种群的开花物候曲线呈现多个“M”型。相关分析结果表明, 侧金盏花的座果率与开花数目、单花期长度之间呈显著正相关, 始花时间与开花数目及单花期长度及座果率之间呈显著负相关。说明开花相对早的植株比开花晚的植株花期更长, 花期长的植株比花期短的植株座果率更高。两年内共发现侧金盏花的访花昆虫9种, 分属于4目5科, 以双翅目食蚜蝇科昆虫为主。各访花昆虫的访花时间差异显著, 其中东方蜜蜂访花时间最短, 在10 s以内;印度细腹食蚜蝇访花时间最长, 能达到20~30 s。     

滇龙胆开花物候与交配系统研究

通过对滇龙胆的开花物候与交配系统进行观测,统计不同处理的结实率和结籽率,分析滇龙胆开花物候与交配系统等繁育特征.结果表明:滇龙胆花期在10月中旬至12月中旬,单花花期持续17～19 d,单个花序花期可持续33～37 d,单株水平花期可持续8周,群体水平开花期持续时间为60 d以上,具有雌雄异位和雌雄异熟特征.滇龙胆杂交...     

Plants enhancing urban pollinators: Nectar rather than pollen attracts pollinators of Cotoneaster species

Urban green areas can play a crucial role in establishing spaces that are valuable for pollinators. However, to help ‘pollinator-friendly’ management of urban areas, complete information on the quantity and quality of available floral reward is needed. In this paper, the nectar and pollen of six Cotoneaster species (Rosaceae) were investigated in a two-year experiment established in Lublin city, SE Poland. In temperate climate, Cotoneaster species can ensure nectar and pollen in the full spring period (May/early June) or in early summer (June). A single species can support pollinators on average for 22.9 days. Flowers of Cotoneaster species produce high quantities of nectar (2.27–9.48 mg per flower) and low amounts of pollen (0.11–0.33 mg per flower). On average, the total sugar yield in Cotoneaster species was 11.5 g/m² (2.3–22.2 g/m²), whereas the total pollen yield was 1.3 g/m² (0.8–2.8 g/m²). Due to the high potential for total sugar yield, C. macrophyllus, C. lucidus, and C. horizontalis should be recommended to optimize the management of food resources in urban areas. Honeybee was the main insect visitor (70.1 % of the total number of visitors); therefore, Cotoneaster species can be considered valuable for urban beekeepers. However, conservation schemes for bumblebees (21.3 % of the total number of visitors) might also benefit from arrangements with these shrubs. Nevertheless, considering Cotoneaster species in conservation protocols, good-yielding pollen plants should be introduced to compensate for insufficient nutrient intake from pollen in spring.     

基于MODIS数据的新疆草地物候提取方法及变化趋势分析

基于遥感手段监测植被物候涉及两个重要步骤，一是植被指数的重构方法，二是植被物候参数提取方法的选择。不同区域植被物候重构与提取方法的优劣尚无定论，有必要开展不同方法之间的对比分析，从而找到适合某区域最优的遥感提取方法。本研究基于非对称性高斯函数拟合法（asymmetric gaussian，A-G）、双逻辑斯蒂函数拟合法（double logistic，D-L）、Savitzky-Golay滤波法（S-G）和土地覆盖动态产品（MCD12Q2）4种方法反演了2001-2019年新疆地区草地的返青期（start of growing season，SOS），通过4种方法提取结果对比，找到了适合提取新疆地区返青期的最优模型，并以此对新疆草地返青期时空变化进行研究。结果表明：1）A-G方法反演的新疆草地返青期的结果最佳。A-G和实测点的返青期相关性（R=0.879）较高，均方根误差较小（RMSE=16.395 d）。空间上，A-G方法提取的返青期标准差（<30 d）的面积比例最多，达到82.19%。2）近19年，新疆草地返青期主要集中在第60~140天，且具有自北向南逐渐推迟的明显地域差异。北部准噶尔盆地和伊犁河谷区域的草地返青时间最早，早于第80天，而阿尔泰山、天山中部及昆仑山等区域的草地返青时间最晚，晚于第140天。不同草地类型返青期存在明显的差异，高寒草甸与高寒草原的返青时间最晚，而温性荒漠返青时间最早。3）2001-2019年新疆草地返青期总体呈现微弱的推迟趋势，推迟的面积比例约为53.07%。其中，低地草甸、温性荒漠和高寒荒漠的返青期呈现推迟的变化趋势，而温性草原、高寒草原及高寒草甸的返青期表现为提前趋势。     

武汉樱花花期对城市热岛效应的响应

为提升武汉樱花花期预报模型的准确度，更好地做好樱花花期预报工作，利用武汉大学樱园日本樱花树始花期观测资料及同期气象资料，分析武汉大学樱花花期对武汉城市热岛效应的时空响应特征。结果显示，武汉市城市热岛效应从20世纪80年代末开始明显增强，冬季城市热岛增温率和增温贡献率自1988年后显著增加；城市热岛效应在武汉中心城区最高，由城市核心区向近郊区蔓延辐射，北部的黄陂、新洲等地几乎不受热岛效应的影响；武汉樱花花期对冬季城市热岛效应在时间和空间上都有明显响应，冬季平均气温5年滑动平均UHII每升高1℃，樱花始花期提前约2.8 d；位于市中心的汉口江滩、晴川假日酒店等赏花点为樱花最早开放的地区，较武汉大学花期提前1～2 d，东湖樱园、堤角公园等地则比武汉大学花期晚1～2 d。结果表明，城市热岛效应引起的温度升高提早了武汉樱花花期，强热岛效应区域的花期要早于弱热岛效应区域。     

耦合植被物候的新疆绿洲土壤盐分信息挖掘

随着土壤环境问题涉及的尺度日趋增大，小区域斑块化盐渍化信息的提取难以了解土壤环境总体的变化趋势。本文以野外监测的南北疆典型绿洲区域——渭库绿洲和艾比湖流域为分析靶区，通过实测数据建立土壤–环境关系，并通过MODIS EVI数据反演得到植被物候特征，耦合植被物候、植被指数、盐度指数、地表温度和地形参数作为随机森林(random forest, RF)模型的输入因子，预测新疆绿洲区域土壤盐分含量信息并绘制土壤盐分空间分布图。结果表明：通过深入挖掘植被物候信息，物候参数在预测土壤盐分方面具有较高的相对重要性，代表生物积累量的LSI和SSI参数表征土壤盐渍化的能力较强，优于其他几个物候参数。耦合物候参数后土壤盐分信息预测精度明显提高，决定系数R~2从0.53提升到0.61。经模型反复迭代进一步筛选出适合研究区的23个环境参数，大幅提升了预测精度(R~2=0.73, RMSE=5.19, MAE=3.59)。从得到的盐渍化空间分布特征来看，新疆绿洲大部分区域分布的是非盐渍化土和轻盐渍化土，且普遍分布在绿洲内部，中度及以上盐渍化土多分布在绿洲外围，总体盐渍化水平依次为：伊犁平原<北疆绿洲&l...