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     

利用土壤水分遥感监测系统分析昌吉地区土壤水分分布特征

采用土壤水分遥感监测系统处理1994年不同时期的NOAA／AVHRR资料获得的昌吉州土壤水分分布图与地形图和陆地资源卫星MSS影像图（1：200000）相结合的方法对昌吉州土壤水分的空间和时间分布特征及其机制作了分析。土壤水分受地形等综合因素的影响，具有明显的垂直地带性分布规律。时间上具有明显的季节性变化。     

基于位温的小麦发育期的小网格推算方法

在小麦晚霜冻害定量评估和遥感定量监测中, 需要不同空间尺度的冬小麦发育期网格资料。 该文以河南省为研究区域, 根据大气的物理特性, 提出一种机理性强、考虑地形、基于位温的气象资料的小网格推算方法, 并在小麦发育期小网格推算中具体应用。 首先根据河南省不同气候类型, 对其进行生态分区; 利用二十多年小麦发育期观测资料, 分别建立不同分区内小麦返青-拔节期积温数理方程; 在内插资料时为了考虑海拔高度的影响, 在ARCGIS软件支持下, 利用位温方程和状态方程, 通过推算出小网格上的位温、 计算不同海拔高度的气压等气象要素, 进而推算小网格上的气温资料, 最后依据小麦发育期积温模型, 推算与遥感监测资料相匹配 (分辨率为1.1 km×1.1 km) 的小麦拔节期网格资料。 结果表明: 利用此种方法推算的小麦发育期平均绝对误差在 2 d 左右, 在小麦晚霜冻害监测允许的误差范围内; 通过推算位温、气压等方法间接推算气温再推算小麦的发育期, 较不考虑海拔高度直接内插气温及其他进行高度订正的方法误差有所减小。     

地理信息系统（GIS）支持下的冬小麦干旱NOAA／AVHRR遥感监测方法研究

在系统研究冬小麦干旱ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ遥感监测理论、模型、资料处理、指标及应用技术的基础上,建立了河南省冬小麦干旱ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ遥感监测模型,针对这一领域中存在的问题,在ＧＩＳ技术的支持下,进一步探讨了不同土壤质地和风速对遥感干旱监测的影响、用遥感表层土壤水分反演深层土壤水分的方法与模型、用单时相遥感资料反演土壤水分的方法等。在上述工作的基础上,建立了河南省冬小麦干旱遥感监测应用服务系统。     

福建省前汛期短历时降水气候的统计特征

通过对福建省前汛期短历时降水气候频数和概率进行分类合成对比分析，揭示了在不同地形环境下（不同海拔高度、距海远近、山脉坡向、山区与河谷盆地等）短历时降水气候的不同特征，说明地形对降水的影响是十分明显的。     

用NOAA/AVHRR资料遥感土壤水分时风速的影响

以热惯量法为基础,在地理信息系统（ＧＩＳ）的支持下,通过计算地形参数Ｒ与Ｆ,间接考虑了风速对用ＮＯＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ资料遥感土壤水分的影响。结果表明：考虑风速后,遥感土壤水分的精度比热惯量法有所提高;风速对遥感土壤水分的影响主要限于土壤浅层,到３０ｃｍ深度以下时可以不考虑其影响;遥感土壤水分的最佳深度并不在土壤表层,而在２０ｃｍ深度左右。     

卫星遥感资源调查数据库的建立

卫星遥感资源调查数据库（以下简称S－NIDMS）是为满足草地、小麦、土壤水分卫星遥感监测与服务研究—遥感技术在农业上应用研究课题（以下简称课题）等多方面需要，用FoxBASE＋专门建立的一套多功能综合信息管理系统。完成对动态监测、环境因子监测、资源调查数据等的存贮、管理、查询、分析和多种方式输出任务。本文将扼要介绍系统的组成、功能及使用。     

气候变化和人类活动对呼伦湖区域生态环境的影响

利用呼伦湖区域近48年的气象、水文、社会经济以及遥感监测等资料，分析了气候变化和人类活动对呼伦湖区域生态环境的影响。结果表明：（1）气温呈显著的上升态势，降水量波动性较大，但总体呈缓慢的下降趋势，并在1998年之后下降趋势显著，目前正处于暖干化的气候期。气候的变干、变暖，使得呼伦湖区域的生态环境呈不断恶化趋势。（2）近年来呼伦湖地区降水强度增大，干燥事件增多，总雨日尤其是小雨日减少趋势明显，降水变率较大，致使极端气候事件呈增加趋势。这些因子的综合作用，对呼伦湖地区生态环境的恢复与建设非常不利。（3）通过对处于同一气候区的呼伦湖和贝尔湖区域湖面面积、周边植被等遥感监测，发现人类活动对呼伦湖区域生态环境演化影响较大。（4）呼伦湖区域生态环境的演化是气候变化和人类活动共同作用的结果。近年来人类活动对呼伦湖区域生态环境影响有不断加剧趋势，特别是随着经济发展、人口增加以及对农牧业产品等物貭需求的增加而引起的不合理经济活动的影响是不容忽视的。     

图片新闻

沈阳区域气象中心研究所自１９９２年就开展了卫星遥感监测业务,目前对外发布的服务项目有土壤湿度、作物长势、旱涝、农气产量预报、海冰、海雾、森林火险等监测,为地方政府领导和经济发展做出了贡献。图为科研人员正在接收处理遥感资料。（李昌杰摄）图片新闻     

陕西省干旱监测预测评估业务平台

从实际需求和业务应用着眼,利用MODIS遥感资料和地面加密气象与土壤湿度观测资料,综合气候、植被、水文和地质环境等因素,对陕西省生态农业气候环境进行了区划。建立基于MODIS卫星遥感资料的干旱监测业务化方法和模型,开发了气象干旱和农业干旱预测模型及干旱综合影响评估模型,形成了干旱监测预测评估业务平台,实现了省、市、县干旱监测-预测预警-影响评估的系列化服务。     

Potential CO2-induced climate effects on North American wheat-producing regions

The environmental requirements for growth of winter, spring, and fallsown spring wheats in North America are specified and compared to temperature results from the control run of the Goddard Institute for Space Studies general circulation model (GISS GCM) and observed precipitation in order to generate a simulated map of current wheat production regions. The simulation agrees substantially with the actual map of wheat-growing regions in North America. Results from a doubled CO₂ run of the climate model are then used to generate wheat regions under the new climatic conditions. In the simulation, areas of production increase in North America, particularly in Canada, due to increased growing degree units (GDU). Although wheat classifications may change, major wheat regions in the United States remain the same under simulated doubled CO₂ conditions. The wheat-growing region of Mexico is identified as vulnerable due to high temperature stress. Higher mean temperatures during wheat growth, particularly during the reproductive stages, may increase the need for earlier-maturing, more heat-tolerant cultivars throughout North, America. The soil moisture diagnostic of the climate model is used to analyze potential water availability in the major wheat region of the Southern Great Plains.     

基于GIS的兰州百合适生种植气候区划

基于兰州市以及附近四周其他地区气象站30 a(1981~2010年)的气候资料和154个站点的降水资料,利用地理信息系统(GIS)技术对区域内降水、气温等进行了数据细网格化分析。结合百合田间观测气象和产量资料,采用逐步回归、宏观地理因子模拟与小地形订正等方法,建立了兰州市百合种植区划指标空间分析模型,区划结论与实际种植基本相符,GIS技术制作的区划图结合水平和垂直种植区划辅助参照表,直观详细地展现了百合适生种植区的地理分布及特征,从而减少了种植的盲目性。     

基于GIS的三门峡市苹果种植气候适宜性区划

为了探明三门峡市苹果气候适应性及种植规模扩展空间,利用三门峡、灵宝、卢氏、渑池4个县级气象站点和苹果种植区及周边19个区域多要素气象站点资料,依据海拔高度将苹果种植区划分为塬区、浅山区和中山区3种区域,运用模糊隶属度评价各区气候因子,筛选出年均气温、年降水量、6—8月平均气温作为区划指标,针对不同气候要素采用克立格或反距离权重的GIS方法进行小网格插值,最终形成精细化的三门峡市苹果种植气候适宜性区划图。区划结果表明:最适宜区多位于三门峡市中部和中南部,适宜区多位于东部和北部,不适宜区为北部边缘地带。当前三门峡市苹果种植主要分布于灵宝中部、南部和陕县西南部,是苹果的主产区和优质区;其他未开展苹果种植的卢氏县北部、陕县东南部处于最适宜区域,渑池县大部分处于适宜区,是未来苹果种植面积扩展的首选地区,但尚需综合考虑土壤、地形、气候等因素对苹果品质的影响。     

北方农牧交错带春小麦生育期对气候变化的响应——以内蒙古武川县为例

北方农牧交错带是气候变化的敏感地带,研究气候变化对农业生产的影响规律与农业生产的响应特征,对促进北方农牧交错带的农业可持续发展具有重要意义。以北方农牧交错带代表性站点--武川县为例,基于1960-2009年气象观测数据和1992-2010年春小麦农业气象观测数据,研究了气候变化与春小麦生育期变化之间的相互关系。结果表明,武川县1960-2009年年平均气温每10年升高0.43℃,春季稳定通过0℃的初日每10年提前0.98 d,当地满足春小麦播种温度的日期有提前的趋势,秋季稳定通过0℃的终日每10年推迟0.24 d,生长季具有延长趋势;1992-2010年作物生长季（4-8月）0～10 cm、10～20 cm土壤相对湿度有明显下降趋势,平均每10年分别下降18%和13%;播种期与0～10 cm和10～20 cm土壤相对湿度呈现显著负相关关系,表现为土壤相对湿度每降低1%,播种期分别推迟0.2 d和0.3 d;各生育期与播种期一样,受温度与水分综合作用的影响,不同生育期与二者之间关系不同,各生育期之间持续日数与二者呈正相关关系。研究得出,春小麦生育期的变化是各气侯因素综合作用的结果,在北方农牧交错带,水分对农作物生长发育具有较大影响,直接影响着春小麦的各个生育过程。     

华北平原冬小麦根系在土壤中的分布研究

小麦根系在土壤中的分布是准确量化植被与气候相互作用不可缺少的参数,也是小麦生产的科学管理和节水农业发展的重要科学依据。利用中国气象局固城生态环境与农业气象试验站大型根系观测系统,观测冬小麦“济麦-22”的根系参数,对根长、根长密度、根重密度和根系粗度在土壤中的垂直分布进行分析。结果表明：垂直方向上,冬小麦的根量（根长和根干重）随土壤深度增加呈减少分布。重旱、轻中旱、适宜和偏湿4种处理的根长垂直分布与自然对照的相关系数分别为0.91、0.29、0.90和0.86,其中重旱与自然对照的相关性最好,轻中旱较差。土壤水分可以影响冬小麦根系的生长。土壤水分充足时,有利于根系生长,使表层根系量增多,根干物质量增加;土壤水分亏缺时,则相反。轻度干旱有利于中下层根系的延伸生长。冬小麦的根长密度与根重密度的相关系数呈显著的正相关,根系粗度随土壤深度的增加减少。     

Elevation Dependence of Winter Wheat Production in Eastern Washington State with Climate Change: A Methodological Study

Crop growth models, used in climate change impact assessments to project production on a local scale, can obtain the daily weather information to drive them from models of the Earth's climate. General Circulation Models (GCMs), often used for this purpose, provide weather information for the entire globe but often cannot depict details of regional climates especially where complex topography plays an important role in weather patterns. The U.S. Pacific Northwest is an important wheat growing region where climate patterns are difficult to resolve with a coarse scale GCM. Here, we use the PNNL Regional Climate Model (RCM) which uses a sub-grid parameterization to resolve the complex topography and simulate meteorology to drive the Erosion Productivity Impact Calculator (EPIC) crop model. The climate scenarios were extracted from the PNNL-RCM baseline and 2 × CO₂ simulationsfor each of sixteen 90 km² grid cells of the RCM, with differentiation byelevation and without correction for climate biases. The dominant agricultural soil type and farm management practices were established for each grid cell. Using these climate and management data in EPIC, we simulated winter wheat production in eastern Washington for current climate conditions (baseline) and a 2 × CO₂ `greenhouse' scenario of climate change.Dryland wheat yields for the baseline climate averaged 4.52 Mg ha^–1 across the study region. Yields were zero at high elevations where temperatures were too low to allow the crops to mature. The highest yields (7.32 Mgha^–1) occurred at intermediate elevations with sufficientprecipitation and mild temperatures. Mean yield of dryland winter wheat increased to 5.45 Mg ha^–1 for the 2 × CO₂ climate, which wasmarkedly warmer and wetter. Simulated yields of irrigated wheat were generally higher than dryland yields and followed the same pattern but were, of course, less sensitive to increases in precipitation. Increases in dryland and irrigated wheat yields were due, principally, to decreases in the frequency of temperature and water stress. This study shows that the elevation of a farm is a more important determinant of yield than farm location in eastern Washington and that climate changes would affect wheat yields at all farms in the study.     

江南茶区茶叶生产现状和气候资源特征分析

开展气候资源分析对茶叶生产具有重要的指导意义。本文采用历史资料收集和实地调查等方式,对江南茶区的茶树品种、茶园面积、茶叶产量等现状,以及气候资源、主要农业气象灾害特征进行了调查和分析,并提出了茶叶生产中存在的问题和灾害应对措施。结果表明：江南茶区茶树主要品种有乌牛早、龙井43、福鼎大白茶、迎霜、鸠坑、黄山种、翠峰、安吉白茶等;江南茶区中,湖北省的茶园面积和茶叶产量位居第一,但单位面积经济效益江苏第一,其次是浙江,尔后依次是湖南、江西、安徽、湖北。全区年平均气温15~20℃,≥10℃活动积温4 500~6 500℃·d,年降水量1 000~1 600 mm,年平均相对湿度达70%~80%左右,年日照时数1 500~1 900 h。热量较优,空气湿润,光照充足,是绿茶生产的气候适宜区域。同时,江南茶区也是茶叶主要农业气象灾害高发区,应加强茶树资源监测和农业气象灾害风险评估等方面的研究,在充分利用3S技术基础上提高茶叶生产应对气候变化的能力,大力推进茶叶精细化气象服务。     

基于DEM修订的新疆区域气温空间插值精度优化研究

为研究新疆地区气温的空间变异性,以新疆66个国家气象台站1981—2010年月平均气温和30 m空间分辨率DEM数据为基础,采用传统插值法、基于DEM多元线性回归插值和基于DEM修正的空间插值方法对新疆区域气温数据进行栅格化,并分析年平均气温与海拔的相关关系。通过采用反距离权重法(IDW),普通克里格法(Kriging),样条函数法(Spline)和趋势面分析法(Trend)4种空间插值方法对气象要素进行直接插值、气温多元回归模型残差结果插值、基于DEM修正插值对比分析。通过针对插值方法进行基于MAE和RMSIE的交叉验证,结果表明传统插值方法、基于多元线性回归和基于DEM修正4种空间插值精度均为IDWKrigingSplineTrend。反距离权重(IDW)空间插值方法最优,基于DEM修正IDW插值、基于多元线性回归IDW插值与传统IDW插值精度分别是0.039、0.477、1.038,插值结果客观的表达了新疆区域气温随空间梯度的变化趋势。     

鄱阳湖区棉花种植气候区划

利用鄱阳湖区1961—2005年气象资料和1:50000地理数据,对影响棉花生长和产量形成的主要气象要素进行分析,并建立鄱阳湖区棉花气候区划指标;通过GIS空间分析,将影响棉花生长的关键气候要素插值生成分布式数据,根据建立的棉花区划指标对鄱阳湖区棉花种植进行气候区划。结果表明:鄱阳湖北部区域即九江市所辖的部分县域,气候条件有利于棉花的生长和高品质的形成,是鄱阳湖区棉花生产潜力最大的地区;鄱阳湖区中部,气候条件基本能满足棉花生长发育的要求,为棉花种植的一般区;鄱阳湖区外围的东、南、西部,气候条件不利于棉花生长发育,属风险棉区。