利用气象卫星资料估算全球作物总产研究

以美国为例,利用1996～2000年每旬的全球植被指数卫星遥感资料,计算出每年耕地上作物生长季内的总NPP（Net Primary Production）。农作物总产是耕地上总NPP的一部分,根据NPP与作物总产的关系,确定作物的产量转换系数,然后利用当年耕地的总NPP值来估算当年作物的总产。通过研究表明,该方法的预测精度较高,可操作性强,能够投入业务应用。     

一种改进的土壤水分平衡模式

将美国学者,Ｊ．Ｔ．Ｒｉｔｃｈｉｅ等研制的作物生长模拟模式（ＣＥＲＥＳ－小麦模式）中的土壤水分平衡子模式应用于我国半干旱地区甘肃省西峰市农业气象试验站固定地块麦地土壤水分的模拟,对原有模式中潜在蒸散、地表蒸发和作物蒸腾加以修正,同时,为增强模式的应用性能,引入一种由作物生育期来估算作物根系最大深度和土壤各层相对根密度的方法。改进后的土壤水分平衡模式取得较好的应用效果,为旱地农田土壤水分管理提供了一     

栾城夏谷产量与气候条件的相关分析

近年来,研究作物产量变异与气候要素波动的关系,定量地估算作物各发育时期气候要素波动的产量效应,分析评价作物与气候资源的适应性,统计学分析是一个重要工具,获得了良好效果。本文采用Fisher的回归积分、逐步回归等相关回归分析以及统计假设检验等统计学方法,对河北栾城县夏谷产量与气候条件之间的关系和规律,以及当     

氮素营养胁迫与作物生长模拟

近二十年来,作物生长动力模拟研究取得了很大进展。利用模拟模式来评价土壤、作物品种、栽培管理措施以及模拟预测的气候变化对农业的影响是一种非常可行的方法与途径。氮素营养胁迫影响是作物生长模拟中的重要环节,具有重大的实际意义和潜在的应用价值。此文总结回顾了国内外这方面的研究进展和最新动态及成果,对土壤中氮素各种转化过程、植株氮素吸收与传输以及氮胁迫参数化等方面的模拟进行了综合描述;并初步探讨了我国氮素营养胁迫与作物生长模拟研究联接的可能框架思路。     

光合遥感-水分胁迫作物估产技术在华北地区的推广应用

本项目开展自主研发的RSPCYWM模型系统已在我国华北地区作物生长过程监测和估产中大范围推广及应用,包括RSPCYWM模型的检验、作物生长发育期的生物量和产量估算;同时改进作物模型系统,加入RUBISCO酶限制的作物光合速率模块,作物冠层水分导度模块,以求更加真实地模拟作物的生产过程和对华北地区作物的估产,使监测和模拟精度达到95％以上。     

用气象卫星资料估算吉林省主要农作物产量

净第一性生产力（Npp）分析是全球变化研究中广为利用的方法,利用气象卫星资料获得年际植被指数（Iv）估算Npp建立不同作物的Npp与其产量的关系模型,即可实现对粮食总产和不同作物产量的估算。文中介绍了应用净第一性生产力遥感（NPP—RS）模型对吉林省粮食总产和主要作物产量进行估算的方法。采用NPP—RS模型,对1995～2000年吉林省的粮食总产及主要农作物玉米、水稻产量进行了动态估算。对粮食总产估产的平均相对误差为13．6％,玉米的平均相对误差为17．6％,水稻的平均相对误差为6．7％。要提高用此方法进行遥感估产的精度,还需要对当年的种植制度、种植结构的变化有所了解,注意当年的灾情,增加灾害影响系数。     

农业产量模拟方法

联合国世界气象组织、世界粮农组织以及荷兰农业大学研究生基金会、荷兰世界粮食研究中心等于1983年11月21日—12月3日在荷兰瓦赫宁根举办了一期名为“农业产量模拟:天气、土壤和作物”的国际训练班。作者参加了该训练班的学习,现将荷兰的农业产量模拟方法简要介绍如下。一、概况目前,随着农业基础理论研究的深入和计算技术的发展,模拟方法正在农业研究中逐步得到应用。农业产量模拟方法主要有两种。一种是经验统计方法,即通过统计手段,建立农作物产量与外界条件(主要是天气)之间的关系。另一种是动态模拟方法,考虑到作物生活在土壤-作物-大气这一复杂交     

我国农业气候生产力的研究进展

在我国,有关作物生产力的研究,从50年代末就已开始,此后陆续有不少学者,如殷宏章,汤佩松,叶渚沛、竺可桢、黄秉维等,从不同角度,提出了多种估算作物生产力的方法。众多学者认为,作物生产力(也叫初始生产力)的估算,是农业研究和其他生态科学研究中的一项基本任务。作物生产力的研究涉及到气候资源(光,热,水)的利用。这表明气候资源是农业生产中一种十分重要的自然资源。通过了解光,热,水资源及其转换效率推算出理论产     

根据红光和近红外光谱区的反射率估算马铃薯的光截获量和生物量

1986年马铃薯(Solanum tuberosum L.)的近红外(NIR)和红光(R)波长的辐射率测定值与地表覆盖、光截获量和破坏生长的测定值有关。NIR/R之比和作物地表覆盖之间的关系取决于作物氮(N)的状况,因为施肥可以提高叶片中的叶绿素含量。假定光截获量和地表覆盖之间的关系为1:1,光截获累加值的计算说明与∑NIR/R为曲线关系,施用氮肥则提高曲线的斜率。∑NIR/R值与作物的总干重有关,对施氮肥或不施氮肥的作物分别给出一个二次方程。为了检验这些关系式,回溯预测了1985年几种不同施氮水平的作物生物量。在冠层扩展期间,辐射测量资料过高估计了作物的生长。在冠层封垅后,当使用施氮肥作物的二次方程时,作物干重的测定值和估算值之间的平均差异是非常不显著的(P>0.1),接近于零。本文还讨论了作物生长模拟中使用辐射资料的意义。     

用叶面积指数预报春小麦产量

作物产量是作物自身生长发育特性、环境条件(气象、土壤条件等)和栽培技术三者共同作用的结果。根据这种认识,我们对产量与上述三者的相互关系进行了试验研究,并通过模拟加以确定和概括;即可用以作出产量预报,为控制作物产量形成过程提供较为可靠的依据。     

不同物候模型对作物发育期模拟的对比分析

作物发育期预报在农业气象业务中具有重要意义。通过比较4种作物发育期模型的模拟效果,为中国东北地区作物发育期预报提供参考。基于东北地区玉米、水稻和大豆的发育期观测数据及其对应的气象资料,利用模拟退火算法估算了4个发育期模型的参数值,并对模型进行内外部验证。结果表明：在参数本地化过程中,高亮之模型和沈国权模型的效果较好,均方根误差平均分别为3.31d和3.72d。在模型验证过程中,沈国权模型的模拟效果较好,均方根误差平均为5.22d,因此,相对而言,沈国权模型对作物发育期模拟效果较好。     

四川省冬季雾的数值模拟及能见度参数化

利用中尺度模式WRF对2009年冬季四川省入冬后最大的一次浓雾过程进行模拟,模拟结果表明,模式对雾区的模拟与实测结果基本一致,模拟的相对湿度也接近实况.利用成都双流机场的实测能见度和相对湿度资料分别用确定性和概率性方法获得能见度(Vis)和相对湿度(RH)的参数化方案,用模拟的相对湿度来估算能见度.研究结果表明,概率为5%的Vis-RH的参数化方案在浓雾过程中估算的能见度最为准确,可以为今后能见度的预报提供参考.     

基于涡度相关的春玉米逐日作物系数及蒸散模拟

作物系数是计算作物蒸散量的关键参数。利用2006—2008年和2011年辽宁锦州玉米农田生态系统的涡度相关、气象、作物发育期及叶面积指数观测数据,分析不受水分胁迫条件下玉米逐日作物系数特征及其与叶面积指数的关系。研究表明:作物系数与玉米农田实际蒸散均呈单峰型变化,约在7月末至8月初达到最大值 (玉米开花吐丝期)。在此基础上,建立了不受水分胁迫条件下玉米逐日作物系数与叶面积指数关系 (达到0.01显著性水平), 同时,采用积温表示的标准化生育期方法模拟相对叶面积指数,并建立了逐日作物系数与相对叶面积指数关系 (达到0.01显著性水平),解决了无叶面积观测地区玉米逐日实际蒸散量的计算。研究结果可为玉米农田用水管理以及灌溉措施的制定提供参考。     

内蒙古河套灌区春玉米作物系数试验研究

作物系数曲线是估算作物生长季耗水量变化的重要参数。基于2013年4—9月内蒙古巴彦淖尔市临河区田间水分试验和1994—2013年气象站观测资料,利用水量平衡法反求春玉米作物系数,分析生长季内的变化规律, 建立动态模拟方程,并与联合国粮农组织 (FAO) 分段直线法结果进行比较, 提出胁迫条件下作物系数的叶面积修正方法。结果表明:玉米作物系数随发育进程可用三项式曲线描述,变化趋势与产量水平无关, 但随产量增高而变幅增大;以出苗后相对积温为时间变量建立模拟方程效果较好,决定系数 (R2) 均在0.92以上;模拟计算出各站点最大 (1.30~1.48) 和平均 (0.831~0.919) 作物系数,与FAO分段直线法计算的典型值和区间值基本一致,生长中期平均相对误差为3.4%~7.2%;提出利用相对叶面积指数修正作物系数的计算方法;通过2014年实例检验,土壤水分模拟值与实测值的平均相对误差为6.3%,相对误差小于15%的占95.8%。     

输电线路杆塔接地装置冲击特性的模拟原理

降低输电线路杆塔接地装置的冲击接地电阻是减少输电线路雷电故障的一个有效方法。本文用电磁场理论和相似理论推导了杆塔接地装置冲击特性的模拟原理，得出了用模拟试验的方法研究接地装置的冲击特性时各相关量之间的模拟比例关系和火花放电效应的模拟准则。在一套复杂的模拟试验系统中得到的模拟试验结果与真型试验结果吻合得较好。     

光滑叶片的偏振高光谱特性及与叶绿素含量的关系

为探讨偏振光遥感快速估算植物叶绿素含量并用于农业气象自动化观测,根据植物叶绿素颗粒可产生偏振光响应的物理特性,应用SPAD-502叶绿素仪和加偏振镜的FieldSpec~?3 Hi-Res便携式高光谱仪,在多角度观测平台上测量和研究了表面光滑的桑树、红叶石楠、茶花3种代表性叶片的偏振高光谱特性与叶绿素含量的关系。结果表明:对于光滑叶片而言,550 nm附近的绿峰强度随着叶绿素含量的增加缓慢降低,即偏振高光谱与叶绿素含量呈非线性关系;绿峰波段的偏振度(DOP)与叶绿素含量的关系最好,其次为偏振反射,再次为最高反射和总反射,最低反射的关系最不明显。该研究对进一步开展偏振光遥感评价作物生长状况、灾害及估产具有重要意义。     

近43年来黑龙江气候变化对农作物产量影响的模拟研究

从近43年来黑龙江省各地气候变化趋势的角度出发, 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) 和气候变化趋势的数学分析方法, 计算并分析了近43年来黑龙江省各地各主要作物模拟产量变化趋势的空间特征和各地气候要素变化趋势的空间特征, 讨论了气候变化趋势对主要粮食作物模拟产量变化趋势的影响。结果表明:气候变化趋势的空间差异对各主要作物模拟产量变化趋势的空间分布具有重要影响, 但不同作物影响不同。近43年来黑龙江省玉米模拟产量变化趋势增加, 平均增加幅度为4.81%/10a, 气温变化趋势的增高是其模拟产量变化趋势增加的主要气候因素。黑龙江省大豆模拟产量变化趋势总体上呈降低趋势, 平均降低幅度为1.52%/10a;气候变化趋势对北部和南部区域的大豆模拟产量变化趋势作用不同, 气温变化趋势的增高是北部大豆优势种植区域模拟产量变化趋势增加的主要气候因素, 气温和降水量的相应变化趋势是南部大豆种植区域模拟产量变化趋势降低的主要气候因素。     

遥感信息与作物模型结合在冬小麦区域模拟中的应用

遥感数据与作物模型结合是当前农业信息技术应用研究的重要内容和发展趋势之一,能够解决单独利用遥感或作物模型无法解决的问题。为了开展大范围、区域性作物生长过程的模拟和产量预测,首先对作物模型WOFOST进行了订正和验证,使得调整后的模型适于模拟河南新乡县冬小麦生长;根据实际生产分三类情形模拟新乡县2002—2003年度冬小麦的生长发育状况;利用全生育期内能获取的Landsat-7 ETM+数据反演叶面积指数,结合WOFOST模型的模拟情况,确定每个像元对应的冬小麦的生长状况,从而在像元上实现了WOFOST模型对冬小麦生长的模拟;最后对照比较本研究方法的结果与当年新乡县冬小麦的统计情况,结果相近,验证了本文研究方法的技术可行性。     

冬小麦作物系数的探讨

作物系数是计算农田蒸散和确定农田灌溉量的重要参数。对于不同产量水平和缺水条件下如何用作物系数和相应的公式来求算作物耗水量问题,不同学者对作物系数采用了不同的处理方法。目前大体上有两种方法。一部分学者认为,作物系数是受作物本身生物学特性、栽培条件、土壤条件多种因子影响的变量。把作物系数分解为基本作物系数Kb,因土壤水分变化引起的变值Ka及因灌溉方式引起的变值Ks三部分,这种处理的作物系数在作物各生育期     

植被净第一性生产力及其对气候变化响应研究进展

较详细地综述了近些年来，特别是近10年来，国外、国内在全球和区域陆地植被净第一性生产力研究进展，主要包括：植被净第一性生产力研究理论方法；植被净第一性生产力模型和模拟估算；全球气候变化的自然植被净第一性生产力研究和植被覆盖变化及其与气候关系的研究进展；遥感作为当今唯一一种能重复，连续获取全球环境数据信息的高新技术，近年来在植被净第一性生产力研究领域的广泛应用等。同时对今后植被净第一性生产力研究特点和趋势做了讨论，并提出了看法。