运用高分辨率ETM+数据计算区域作物蒸散

在太行山山前平原典型农区,对区域地表能量平衡及日蒸散模型进行了实证研究,且通过中国科学院栾城农业生态试验站田间实测资料对模型估算结果进行了有效性的验证。结果显示,采用LANDSAT 7ETM+的高分辨率数据结合地面同步的观测数据作为模型的输入变量,可以很好地估算农田的日蒸散量及能量平衡各分量。在典型农区,日蒸散量、NDVI的频率分布随作物生长季节的变化表现出一定的差异性。     

近60 a新疆大气水分亏缺的时空变化特征

在全球陆地大气水分亏缺(VPD)已经增加、并将持续增强的背景下,新疆大气环境是否趋于干旱化值得探讨。利用1961—2020年地面气象观测资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验等方法,研究了新疆VPD的分布及时空演变特征。结果表明：(1)近60 a来新疆VPD整体呈现显著增加趋势,增幅为0.015 kPa·(10a)^-1。VPD在2005年发生突变,突变前为弱波动变化,突变后呈增加趋势。(2)各季节VPD均以增势为主,其中春、夏季增幅较大,冬季增幅最小。春、秋季VPD突变特征与年变化较为一致,夏季略晚(2006年出现突变)。(3)空间分布上,VPD呈现“山区低、盆地高”的鲜明格局。时空演变分析表明,全疆大范围地区(近83.65%的气象站点)VPD呈增势变化,而VPD呈下降趋势的站点多分布在天山山脉东段的北麓以及南疆盆地的北、西北缘。季节尺度上,春季VPD呈增势变化的站点数占比最高(96.15%),是新疆大气水分胁迫范围最广的时段,而冬季大气水汽含量相较稳定。     

安徽省夏玉米生长季干旱时空特征分析

利用安徽省夏玉米主产区37个气象站点1961~2010年的气象资料,选取修订后的作物水分亏缺指数作为表征夏玉米干旱的指标,分析了安徽省夏玉米生长季内干旱频率的时空分布特征及表征干旱风险大小的干旱风险度的时空特征。结果表明:近50 a安徽省夏玉米不同发育阶段水分亏缺指数未发生显著变化,但夏玉米成熟后期的干旱现象有加重趋势;抽雄开花期是干旱频率及干旱风险较高的时段;从空间分布特征看,干旱频率与干旱风险度的空间分布特征相似,夏玉米营养生长阶段二者的高值区在淮北北部,而在夏玉米生长中后期,干旱主要发生在沿淮西部和江淮南部。整个生长季内,沿淮淮北西部是干旱高发和高风险区。     

基于冠层温度的作物缺水研究进展

冠导温度信息可以很好地反映作物的水分状况。自20世纪70年代以来，基于冠层温度的作物缺水指标的研究经历了三个阶段，即单纯研究冠层温度本身变化特征的第一阶段、以冠层能量平衡原理为基础的作物水分胁迫指数的第二阶段和考虑冠层和土壤的复合温度的水分亏缺指数的第三阶段。指标的局长也由使用手持式红外辐射仪信息扩大到使用航空和卫星遥感信息。这一类指标在点和区域尺度上均可应用。加强这一类指标的研究对于我国北方地区农作物的有效灌溉和区域水资源的管理都有重要意义。     

1971—2015年乌兰察布市春玉米干旱的时空分布特征

文章基于乌兰察布市11个气象站1971—2015年逐日气象观测数据和春玉米生育期观测资料,采用PenmanMonteith模型和作物系数计算春玉米需水量,同时结合有效降水量计算水分亏缺指数,分析春玉米生育期内干旱发生频率及等级的空间分布,揭示春玉米干旱时空变化特征,为科学、合理制定春玉米种植区划、优化生产布局提供重要依据。结果表明:轻旱在生育前期发生频率高,中旱发生频率在各个发育期都是最高的,重旱在抽雄—乳熟期发生频率最高,特旱发生频率较高的是在生育后期;空间分布上,春玉米各生育期干旱程度整体呈北重南轻的带状分布,这与该区降水量南多北少的分布特征有关。     

松嫩平原西部典型农田需水规律研究

采用联合国粮农组织最新推荐的模型方法(FAO56),利用近10年的日气象资料对松嫩平原西部玉米、大豆、高粱等作物近10年的农田逐日需水量进行了系统研究。得出了本区不同作物的需水规律,并根据当地的有效降雨量,获得了不同作物不同时段的水分亏缺规律,为节水灌溉和提高作物产量提供科学依据。     

草原生态系统对气候变化和CO2浓度升高的响应

近年来,全球变化和区域响应已成为生态学、植物学、地学和农学的研究热点之一。全球变化引起全球温度升高、降水格局发生变化和土地利用方式改变，研究草原生态系统对全球变化的响应与适应是了解发展和预测陆地生态系统与全球变化相互关系的重要方面。文章对近十年来国内外在CO₂浓度升高、温度增加、水分变化等方面对草原生态系统影响的研究进行了评述, 以期加深草原生态系统对全球变化响应的理解，启发研究思路, 激发兴趣。最后提出了应着重加强研究的8个科学问题。     

小麦自然水分亏缺干旱评估模型的GIS建模

小麦是我国重要的粮食作物之一,小麦干旱灾害严重影响我国粮食安全,因此对小麦干旱的评估显得尤为重要。自然水分亏缺率模型是评估小麦干旱状况的主要模型之一,该模型涉及数据类型多,模型计算复杂,影响模型的实际应用。本文利用GIS建模工具ModelBuilder建立自然水分亏缺率模型的GIS逻辑计算模型。研究结果表明：基于GIS的小麦自然水分亏缺干旱评估模型,将复杂的数学模型转变为方便快捷的GIS栅格计算,实现了模型计算过程的自动化、一体化、空间可视化,同时模型逻辑关系清晰,便于数据修改维护。     

接种摩西球囊霉胡杨幼株对渐进式土壤水分亏缺的响应

通过采用室外盆栽试验,对2 a生胡杨实生幼株接种摩西球囊霉菌剂后对土壤渐进式水分亏缺的气体交换、光合作用和生长响应进行了分析,结果表明：在饱和灌溉6 d后,盆栽胡杨幼株试验的土壤0～40 cm范围平均含水量就从田间持水量下降至轻度干旱胁迫水平,第15 d后下降至重度干旱胁迫水平。在不同停灌时期,接种摩西球囊霉菌剂胡杨幼株生理活动对土壤水分亏缺的响应与未接种株的不同。其中：停灌3 d后,叶片气孔导度的日变化趋势在接种与未接种株间相似,且无显著差异;停灌15 d后,接种株叶片气孔导度的日变化趋势与未接种株的不同,接种株的比未接种株的高12～131 mol·m-2·s-1。在不同停灌时期,接种株叶片光系统II（PSⅡ）的实际量子产量日变化趋势与未接种株的相似,但日变幅不同,其中,停灌6 d后,接种与未接种株日变幅分别为0.42、0.48,停灌15 d后则分别为0.45、0.51。接种株叶片光系统II（PSⅡ）的光化学猝灭系数日变化趋势与未接种株的相似,其中,停灌6 d后两者间的差异不显著,停灌15 d后,除了8∶00和18∶00外,其它时间接种株的显著高于未接种株的[（P]<0.05）。在水分渐进式亏缺期内,接种株有新的侧枝长出,未接种株没有,接种胡杨幼株的高度、基径的增幅均比未接种株的大。     

黑龙江省玉米干旱与低温冷害复合逆境对产量的影响

利用1981—2016年黑龙江省玉米农业气象观测站的资料,引入中华人民共和国气象行业标准中水分亏缺指数(K CWDI)、≥10℃积温距平(H)指标,分别对玉米出苗—乳熟期干旱、低温冷害进行判识,规定同一站、同一年内干旱、冷害均有发生为两种灾害复合发生,并分析其时空分布特征,以数理统计方法构建K CWDI和H与玉米产量的关系模型,同时应用比较方法探讨两种灾害单一发生及复合发生的温水逆境对玉米产量的影响。研究结果表明:1981—2016年,研究区玉米出苗—乳熟期K CWDI、H的变化较好表达了研究区水资源空间配置特征及气候变暖趋势;分析期内,研究区玉米出苗—乳熟期累计发生单一干旱242站年,单一冷害76站年,干旱、冷害复合发生91站年;干旱、冷害复合发生随时间呈减少趋势,20世纪90年代中期以前密集发生,之后发生频率下降,空间上呈西多东少趋势,松嫩平原西部为频发区;玉米出苗—乳熟期H和K CWDI与玉米单产存在显著或极显著的相关关系(P<0.05或P<0.01),在一定温度、水分范围内,H减少、K CWDI增大,玉米单产呈下降趋势;总体上,存在干旱、低温冷害单一发生或复合发生程度愈重则单产愈低的趋势。比较干旱、低温冷害复合发生和单一发生对玉米单产的影响可见,复合发生中干旱(低温冷害)的时间、日数、程度等与单一发生的干旱(低温冷害)相当时,则干旱(低温冷害)与低温冷害(干旱)复合发生对玉米单产的影响呈加重趋势。