气候变化背景下1981-2010年中国玉米物候变化时空分异

基于中国玉米种植区内114个农气站1981-2010年的长序列物候观测数据,量化分析了玉米8个连续物候期的时空分异特征和相应的生长阶段长度变化规律。结果表明：1981-2010年间,玉米生育期内平均温度和有效积温(GDD）呈现增加趋势,降水量和日照时数呈现减少趋势。气候变化背景下,玉米物候期发生了显著变化。春玉米物候期以提前趋势为主,包括西北内陆玉米区春玉米、西南山地丘陵玉米区春玉米;夏玉米和春夏播玉米各物候期在不同区域均呈现推迟的趋势,西北内陆玉米区夏玉米各物候期推迟的幅度大于黄淮平原夏玉米各物候期推迟的幅度。玉米物候期的变化改变了相应生长阶段的长度,中国春/夏/春夏播玉米营养生长期（播种期—抽雄期）呈现不同程度的缩短趋势,而对应的生殖生长期（抽雄期—成熟期）呈现不同程度的延长趋势;春玉米生育期（播种期—成熟期）延长,夏/春夏播玉米生育期缩短。     

灌水量和气温对玉米生物耗水及产量的影响

为了掌握玉米适宜灌水量,以石羊河流域武威荒漠生态和农业气象试验站为试验地点,按照常规灌水方式设计玉米全生育期灌水量3 750 m3·hm-2、4 500 m3·hm-2、5 250 m3·hm-2、6 000 m3·hm-24种处理,并按1∶1.5∶1∶1比例分4次灌溉,采用水量平衡法计算玉米不同生育阶段的耗水量,分析研究不同灌水处理对玉米产量的影响。结果表明:在相同气候年景下,不同灌水条件对玉米发育期影响不明显;在玉米生物耗水过程中,气温升高耗水量增加,气温升高1℃,耗水量增加124mm;玉米全生育期耗水量呈抛物线变化,峰值出现在拔节至抽雄期间,此期间也正是耗水量影响玉米产量最敏感的时期,期间耗水量每增加1 mm,玉米产量增加0.33 kg·hm-2;不同灌水处理情景下,水分利用率以灌水量为5 250 m3·hm-2最高,可达34.7 kg·hm-2·mm-1,故该灌水量可视为当地适宜灌水量。     

河南省夏玉米气候适宜度评价

为定量评价气象条件对作物生长及产量形成的影响,本文依据夏玉米不同发育阶段上限温度、最适温度、下限温度、需水量、需光性等生物学指标,构建了河南省夏玉米气候适宜度评价模型。通过对13个代表站30 a全生育期气候适宜度和相对气象产量进行相关分析,表明该模型能较好地反映河南省夏玉米的气候适宜水平及其动态变化。利用检验后的模型计算了河南省67个站1981-2011年夏玉米生长季单因子及综合气候适宜度,结果表明河南省夏玉米大部分生育期光热资源较适宜,能满足玉米生长所需,仅在灌浆后期略显不足,降水是影响夏玉米产量形成的主要限制因子,且降水适宜度年际变化幅度大于日照和温度。综合气候适宜度年际波动表现为抽雄—乳熟期〉出苗—抽雄期〉全生育期。空间分布上气候适宜度呈自西北向东南方向的递增趋势,适宜度高值区分布在南阳东部及驻马店部分地区。     

Makkink's equation for evapotranspiration applied to unstressed maize

The crop factor method is applied to unstressed maize, in which grass is the reference crop, and the evapotranspiration of the latter is determined with the simplified equation of Makkink as proposed by De Bruin (1987). Using the crop factor published by Feddes (1987), a good agreement is found with measurements collected during the growing season of 1985 at the Sinderhoeve (51° 59′ N, 5° 45′ E) near Renkum in The Netherlands. It appears that Makkink's method yields slightly better results than the Penman–Monteith equation using surface resistances fitted to the data set itself. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

Long-term evapotranspiration rates for rainfed corn versus perennial bioenergy crops in a mesic landscape

Perennial cellulosic crops are promoted for their potential contributions to a sustainable energy future. However, a large-scale perennial bioenergy production requires extensive land use changes through diversion of croplands or conversion of uncultivated lands, with potential implications for local and regional hydrology. To assess the impact of such land use conversions on ecosystem water use, we converted three 22 year-old Conservation Reserve Program (CRP) grasslands and three 50+ year-old conventionally tilled corn-soybean crop fields (AGR) to either no-till continuous maize (corn) or perennial (switchgrass or restored prairie) bioenergy crops. We also maintained one CRP grassland without conversion. We measured evapotranspiration (ET) rates on all fields for 9 years using eddy covariance methods. Results show that: (a) mean growing-season ET rates for perennial crops were similar to the ET rate of the corn they replaced at the previously cultivated (AGR) field but ET rates for perennial crops at CRP fields were 5–9% higher than ET rate for corn on former CRP fields; and (b) mean nongrowing season ET rates for perennial fields were 11–15% lower than those for corn fields, regardless of land use history. On an annual basis, mean ET rates for perennial crops tended to be lower (4–7%) than ET rate of the corn that they replaced at AGR fields but ET rates for perennial crops and corn at CRP fields were similar. Over 9 years, mean ET rates for the same crop across land use histories were remarkably similar for corn, whereas for the perennial crops they were 4–10% higher at former CRP than at former AGR fields, mainly due to differences in growing season ET. Over the 9 years and across all fields, ET returned ~60% of the precipitation back to the atmosphere. These findings suggest that large-scale substitution of perennial bioenergy crops for rainfed corn in mesic landscapes would have little if any (0 to −3%) impact on terrestrial water balances.     

过去50年吉林省玉米带玉米种植面积时空变化及其成因分析

吉林省中部的玉米带现已成为中国重要的商品粮基地。建国以来,玉米种植面积的时空分布发生了很大变化。过去50年间,吉林省中部玉米带的玉米种植面积占呈波动增加趋势,并在1996年达到最高值,1997年后又开始下降;1980年以后,即吉林省中部玉米带大规模产业化发展以后,玉米种植重心向东移动。对于玉米种植面积变化的原因分析表明,政策引导、农业科技和以及其与其它作物的经济收益比较优势是非常重要的驱动因素。另外,近些年吉林省玉米带年平均气温明显增加,冬季和春季增温较多,玉米带的玉米种植面积呈现出随气温增加而线性增加的趋势。     

SAR与光学遥感影像的玉米秸秆覆盖度估算

秸秆是农田生态系统的重要组成部分。秸秆覆盖度（CRC）的遥感估算可以大范围、快速地获取地面秸秆覆盖信息，对保护性耕作的推广具有十分重要的意义。基于Sentinel-1 SAR影像和Sentinel-2光学影像分别构建了雷达指数与光学遥感指数，结合吉林省梨树县春秋两期实地采样数据，探究遥感指数与玉米秸秆覆盖度的相关性。为进一步提升玉米秸秆覆盖度的估算精度，结合雷达指数与光学遥感指数，采用最优子集回归的方法建立玉米秸秆覆盖度的估算模型，完成研究区的玉米秸秆覆盖度估算制图。结果表明：土壤质地分区建模可有效解决土壤异质性问题，提升反演精度。各遥感指数在秋季高覆盖时期的表现均优于春季低覆盖时期。STI和NDTI指数在光学遥感指数中表现最好，R²分别为0.701和0.697，而在雷达指数中，基于余弦矫正法的γVH0指数与实测CRC的相关性最高，R²为0.564。结合雷达指数与光学遥感指数能够有效地提高秸秆覆盖度估算精度，在最优子集回归法下基于结合指数构建的回归模型最优，R²为0.799，RMSE为13.67%，达到了较高的精度。研究结果为秸秆覆盖度估算的精度提升提供了一种新思路。     

基于GIS的新疆呼图壁县制种玉米精细化气候区划

利用呼图壁县及周边15个气象站点1961-2018年气候资料和台站地理信息数据，应用地理信息系统(ArcGIS10.0)空间分析技术将新疆1:5万DEM数据转成分辨率为（100m×100m）的数字高程，并提取对应站点上的经度、纬度、海拔高度、坡度、坡向等，通过地统计回归和反距离权重等方法构建≥10℃积温、无霜期、7月平均气温、≥35℃高温日数等指标因子与地理因子的空间分析推算模型，获取制种玉米各区划指标因子的空间分布模拟值，并将实际值与模拟值之残差部分进行空间内插订正，结合制种玉米区划指标等级，最终得到制种玉米适宜种植精细化区划。区划结果表明，全县划分为最适宜区、适宜区、次适宜区、风险区和不适宜区5个分区。最适宜种植区分布在呼图壁县北部平原地带，包括呼图壁县、十里店镇、五工台镇、园户村镇和大丰镇等广大区域；适宜区分布在中部平原地带，包括独山子乡、龙王庙村、宁州户村、二十里店村等区域；次适宜种植区靠近丘陵、低山地带，包括石梯子乡。