冬小麦晚霜冻害时空分布与多时间尺度变化规律分析

冬小麦晚霜冻害主要发生在中国的黄淮区域,河南占黄淮区域面积较大,是中国小麦的主要产地,又是晚霜冻害的重发区,因此文章以河南为例,从构成晚霜冻害的最低温度和小麦发育期两个因素出发,提出了晚霜冻害指数构建方法,使晚霜冻害指标定量化,并从多年数据库中计算出逐年晚霜冻害发生强度和发生天数.由于小麦发育期观测资料序列较短,影响了大尺度小麦晚霜冻害变化规律的分析,因而提出了冬小麦发育期资料推算方法;对计算出的近50年晚霜冻害资料进行EOF分析和Morlet小波分析,以发现晚霜冻害的时空分布与多时间尺度变化规律.结果表明:冬小麦晚霜冻害发生频率较高,高发区频率超过40%,且在20世纪70-90年代有增多的趋势;发生强度和天数变化趋势基本相似,具有发生强度较重区对应着发生天数较多区的趋势,且前者对小麦产量的影响大于后者;晚霜冻害发生强度的重发区分布在豫东南和豫西南,轻发区主要分布在淮河以南及豫西部分地区,其中第1模态分布型存在16年、第2模态分布型存在准2年的多时间尺度变化规律;发生天数的多发区主要分布在豫北北部和豫西南边界,少发区在豫东北及豫西南中部,其中第1模态分布型存在着准4年、第2模态分布型存在准3年和准6-7年的周期.     

冬小麦冻害遥感监测应用研究

使用分辨率为1．1km的极轨气象卫星遥感资料，采用几种分裂窗算法反演得到地面温度，结合地基资料，利用变分技术订正得到遥感的地面栅格最低温度，通过对比几种方法的误差，确定在研究区域应用的遥感反演地面最低温度的分裂窗算法。利用反演并经过变分订正的地面最低温度、冻害指标及小麦发育期资料，制作出冬小麦冻害发生的空间分布，并统计出不同冻害等级的面积，从而实现了冬小麦冻害的遥感监测与不同冻害面积的精确计算。     

济宁冬小麦越冬期冻害的试验研究

目前,人们只注意鲁西南一带晚霜冻害的研究,很少有人系统地研究小麦越冬期冻害。本文结合多年观察,並根据四个年度小麦越冬期冻害试验的结果,初步地探索鲁西南一带冻害发生的特点、类型与形成冻害的临界气温,並提出诊断、监测和予防冻害的主要方法。这对於提高冬小麦的产量具有实际意义。     

间作小麦气象卫星监测的指标

通过整理分析１９９３年以来河南省安阳市作套种冬小麦不同发育阶段的卫星遥感和大田观测资料,建立了Ｇ３绿度等级与农学参数的关系式,结合间作小麦监测点的苗情长势农学参数,给出不同发育期苗情监测Ｇ３绿度等级指标。     

GIS支持下的小麦区域化苗情遥感监测应用研究

在地理信息系统（ＧＩＳ）支持下,将处理好的归一化相干被指数（ＮＶＩ）图与地形图、土壤质地图、政我图、年降水量图、年平均气温图、小麦生育期积温图等背景图件叠加,进行比较客观的小麦遥感生态分层。并制成常年非麦象元分布底图。在此基础上,根据地面则网实地调查资料,建立了一套适合不同监测层的遥感监测指标。最后,将剔除常年非麦象元后的ＮＶＩ图与遥感生态区分层图进行集成,采用不同指标划分小麦苗情等级,从而提高了     

济宁冬季天气条件及其对冬后小麦生长的影响

利用济宁市2005年冬季11县市的平均气温、降水等气象资料,并通过对冬后不同生长时段的小麦进行系统调查研究,分析了2005年冬季天气特点及其对冬后小麦生长的影响。整个冬季,前期气温偏高,中后期气温偏低,负积温较常年偏多,使小麦发生了不同程度的主茎冻枯型冻害,致使其苗高增长、单茎绿叶面积衰减、茎秆干重、千粒重增长等差异较大,从而使济宁市小麦平均产量降低,并针对造成小麦冻害的主要原因提出了相应的预防措施和建议。     

河南省稻麦类作物对气候变化的响应

小麦和水稻是世界最重要的粮食作物。利用河南省小麦和水稻的历史观测资料,结合DSSAT-CERES 小麦和ORYZA2000水稻模拟模型,分析和模拟河南省稻麦类作物在历史气候变化条件下发育期和产量的变化。结果表明：冬小麦全育期长度呈缩短趋势,但播种-越冬天数平均每10年增加1.7天,开花到乳熟天数平均每10年增加2-4天,返青后各发育期均表现出不同程度的提前;水稻各发育期均有不同程度的提前,尤其是拔节期以前,分蘖前的发育期间隔天数以缩短为主,拔节后以延长为主。雨养小麦模拟产量和水氮增产潜力均呈减少趋势;随着播种期的提前,水稻减产趋势逐渐减弱。     

利用区域自动站资料分析核桃花期冻害气象条件及成因

利用太行山南部核桃种植区100个区域自动站和6个国家气象站的常规观测资料、NCEP/NCAR再分析数据和临城"绿岭"核桃种植基地核桃发育期观测及冻害资料,对核桃遭遇花期冻害时区域自动站和国家站之间的气温指标相关性及种植区冻害风险气候特征进行研究,结果表明:1区域自动站和国家气象站的气温相关性显著,其中,90%的站点相关系数高于0.9;2同一时刻,区域站气温与海拔高度呈负相关,当核桃花期国家气象站气温分别低于3.6℃、2℃、0.4℃、-0.4℃时,可能受冻的核桃种植区海拔高度分别为1000m以上、600m以上、200m和0m以上。3太行山南部山区核桃花期年平均冻害风险日数为3.4天。4核桃花期冻害和极涡及乌拉尔山高压脊异常偏强有关。     

五峰县采花毛尖系列有机茶种植气候区划

使用长江三峡地区现有的气象台站1961～1990年气象资料，采用多无线性回归和逐步回归拟合方法，得到五峰县山区年平均气温、极端最低气温、≥10℃活动积温、年降水量、年日照时数的小网格推算模式，运用Citystar地理信息系统推算出五峰县小网格点气候要素值。依据采花毛尖系列有机茶叶农业气候区划等级指标，借助于Citystar地理信息系统空间分析功能，将五峰县分为采花毛尖系列有机茶叶种植最适宜区、适宜区、基本适宜区和不适宜区。考虑土壤因素，对区划结果进行了订正。     

小麦发育期对冬季积温变化的响应分析

利用沁阳站1980-2007年冬季积温和小麦发育期资料,分析了冬季积温和小麦发育期的变化规律,用相关分析和典型年份对比方法探讨了冬季积温对小麦发育期的影响.结果表明:1980-2007年冬季积温增加率为6.8(℃·d)/a,1995年以后小麦发育期基本持续提前;冬季积温与冬小麦各发育期呈负相关,最显著的是起身期,其次是抽穗、开花、返青期;冬季积温典型偏高年份作物平均发育期比典型偏低年份的早,最明显的是起身期,提前了26 d,其次是返青期为21 d,再次是全生育期为16 d.     

Spatial Distribution and Temporal Variation of the Winter Wheat Late Frost Disaster in Henan, China

The winter wheat late frost disaster(WFD) occurs mainly in the Yellow and Huaihe River area,of which Henan Province covers the most part.Henan is the major area of wheat production in China,but it is severely hit by the WFD.In this study,we construct a WFD index based on the minimum temperature and the winter wheat development period(WDP).The WFD degrees and days at 30 agrometeorological stations in Henan Province during the period of 1981-2004 are calculated.For the large-scale temporal variation analysis of WFD,the 24-yr WDP observation series is relatively short,so it is expanded by using the relation between the turning green date of winter wheat and the 5-day running mean temperature and that between the stem elongation phase and the effective cumulative temperature above a critical value of 2.5 ℃.The WFD data are also expanded for the last 50 years and are analyzed by using the empirical orthogonal function(EOF) and the Morlet wavelet methods.Characteristics in the spatial distribution and temporal variation of WFD are revealed.The results show that the frequency of WFD is generally high,exceeding 40% in parts of Henan,and exhibits a rising trend in the period of 1970-1990.The variation trend of WFD degrees is similar to that of WFD days,and the areas with higher WFD degrees coincide the areas with more WFD days.Moreover,the WFD degree has a greater impact on the winter wheat yield than the WFD days.The areas with high WFD degrees lie in the southeast and southwest of Henan,and the areas with low WFD degrees lie in the south of the Huaihe River and parts of western Henan.Temporal variations of the first and second EOF modes of the WFD degree display 16-and quasi-22-yr periodicities,respectively.The areas of high(low) WFD frequency are distributed in the northern Henan and the southwest border of Henan(the northeast Henan and the middle part of southwest Henan).The temporal variation of the first(second) EOF mode of WFD days exhibits a periodicity(periodicities) of quasi-4 yr(quasi-3 and quasi-6-7 yr).     

用NOAA/AVHRR资料动态监测小区域冬小麦长势

通过对定点监测资料和NOAA／AVHRR资料的平行分析，探讨了NOAA／AVHRR资料在小区域冬小麦长势动态监测中的应用问题，建立了农学参数与遥感绿度值之间的关系式和卫星遥感苗情分类指标动态方程，为当地冬小麦卫星遥感苗情分类提供了一套客观实用的方法。     

气候变化对河南南部冬小麦播种期的影响

以位于河南省南部地区的驻马店市为研究区域，利用1961～2003年驻马店市冬小麦播种期内气象观测资料，采用相关分析等数理统计方法对气候变化对冬小麦播种期的影响进行分析，结果表明：在河南南部地区，传统播种期内气温逐渐升高；气候适宜冬小麦播种期逐渐推迟；传统播种期内降水量有所减少。并利用1981～2003年驻马店市冬小麦作物观测资料进一步分析了按照传统观念播种小麦存在的弊端。从而得出结论：在河南南部地区，冬小麦的播种必须打破传统的种植观念，适当晚播，才有利于冬小麦产量的进一步提高。     

利用地面遥感仪器对土壤水分的监测试验

在陇东黄土高原对西峰农业气象试验站内的裸地、生长茂盛的小麦、玉米地、草地4类地物进行了CE312热红外辐射计及CE313可见光、近红外辐射计的同步观测和土壤水分的实测,试验观测数据的初步分析结果表明:热红外辐射计各通道的亮温变化与土壤水分的变化呈非线性相关,由于影响各地物亮温的因素较为复杂,主要表现为对裸地的监测效果较好,在有植被覆盖的情况下关系不明显。此外通过比较各地物亮温与植被指数发现二者有较好相关性。实践证明,利用地面遥感监测土壤水分从理论上是可行的,可进一步通过亮温和植被指数来建立试验区的土壤水分监测模型。     

GIS支持下的复杂地形区冬小麦长势遥感监测方法

不同的地形,地貌和气候生态系统对小麦生长发育影响很大,也限制了小麦长势卫星遥感监测的精度。在分析豫西半山丘陵区不同地形（河川、丘陵）和气候生态条件（水热条件）对小麦生长影响的基础上,基于ＥＰＰＬ７地理信息系统（ＧＩＳ）,采用扫描、数据格式转化,建立数据库等方法,将ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ遥感资料和地形图,土壤图,年降水量图,年平均气温图,政区图等图件集成起来,并进行了监测区分层;根据系统监测和抽样调查     

基于SPEI的河南省冬小麦生育期干旱时空特征分析

利用河南省24个地面气象站1961-2009年逐日降水和气温资料计算SPEI(标准化降水蒸散指数),并按照SPEI的标准界值将干旱强度划分为轻度干旱、中度干旱和极端干旱.根据河南省冬小麦的生长特点将小麦生育期划分为生育前期、分蘖期和返青-抽穗-成熟期.采用Meteoinfo软件、Morlet小波分析方法、线性回归研究不同生育期干旱变化趋势、覆盖范围、发生频率、周期及空间分布,结果表明,冬小麦各个生育阶段均出现过不同程度的干旱,只是不同地区、不同年份发生的频率和强度不同,但各阶段均存在着轻度干旱发生的概率最大,而极端干旱发生的概率最小的特点.驻马店地区在各阶段发生干旱的概率都较大.对河南省冬小麦全生育期的SPEI分析表明,全生育期干旱出现概率的极值中心有显著的10 a左右的周期变化特征,近年来干旱指数呈逐渐增大的趋势.     

Establishment of Winter Wheat Regional Simulation Model Based on Remote Sensing Data and Its Application

Accurate crop growth monitoring and yield forecasting are significant to the food security and the sus- tainable development of agriculture.Crop yield estimation by remote sensing and crop growth simulation models have highly potential application in crop growth monitoring and yield forecasting.However,both of them have limitations in mechanism and regional application,respectively.Therefore,approach and methodology study on the combination of remote sensing data and crop growth simulation models are con- cerned by many researchers.In this paper,adjusted and regionalized WOFOST (World Food Study) in North China and Scattering by Arbitrarily Inclined Leaves-a model of leaf optical PROperties SPECTra (SAIL-PROSFPECT) were coupled through LAI to simulate Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI) of crop canopy,by which crop model was re-initialized by minimizing differences between simulated and synthesized SAVI from remote sensing data using an optimization software (FSEOPT).Thus,a regional remote-sensing- crop-simulation-framework-model (WSPFRS) was established under potential production level (optimal soil water condition).The results were as follows:after re-initializing regional emergence date by using remote sensing data,anthesis,and maturity dates simulated by WSPFRS model were more close to measured values than simulated results of WOFOST;by re-initializing regional biomass weight at turn-green stage,the spa- tial distribution of simulated storage organ weight was more consistent with measured yields and the area with high values was nearly consistent with actual high yield area.This research is a basis for developing regional crop model in water stress production level based on remote sensing data.     

基于遥感信息的华北冬小麦区域生长模型及模拟研究

卫星遥感估产和作物生长模拟在作物监测和产量预测方面有各自不可替代的优势。但是,遥感估产难以揭示作物生长发育和产量形成的内在机理,作物模拟在区域应用时初始值的获取和参数的区域化遇到很多困难。如何利用二者的互补性使其相互结合受到人们关注。该文在Wofost模型本地化和区域化的基础上,首次利用同化法的思路探讨了MODIS遥感信息与华北冬小麦生长模拟模型结合的可行性和方法,初步建立了潜在生产水平(水分适宜条件)下区域遥感-作物模拟框架模型(WSPFRS模型)。模拟结果显示:WSPFRS模型对区域尺度的出苗期重新初始化后,模拟的开花期、成熟期空间分布的准确性比Wofost模拟结果有所改进;利用遥感信息对区域尺度上返青期生物量重新初始化后,模拟贮存器官干重的空间分布更接近实际单产的分布,贮存器官干重的高值区与实际高产区基本相符。该研究将为下一步实际水分供应条件下基于遥感信息的冬小麦区域生长模拟研究奠定了基础。     

基于模糊评价的福建沿海水质卫星遥感监测模型

卫星遥感技术对于开展连续、实时、大尺度的海洋水质状况监测具有明显优势。该文充分利用卫星遥感的标准算法模型和半分析算法模型分别反演得到叶绿素a、颗粒状有机碳、黄色物质和透明度等海洋生态参数,并选取与福建沿海海水受污染程度密切相关的溶解氧、化学耗氧量、无机氮和活性磷酸盐作为海洋水质的评价因子,通过建立海洋生态参数与海洋水质评价因子两者之间的统计关系模型,在海洋水质综合评价中引入模糊综合评价法,最终建立一套基于卫星遥感和模糊评价的海洋水质监测模型,并利用2009—2013年福建沿海同步获取的海洋水质现场实测数据对模型的反演精度进行验证。结果表明:使用该监测模型开展对福建沿海海洋水质卫星遥感监测是可行的,监测准确率为81%,具有较好的业务化应用前景,由于模型对于Ⅳ类海洋水质监测的准确率明显高于Ⅱ类和Ⅲ类海洋水质,因此,比较适合于福建近岸海域的海洋水质监测。