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。     

环青海湖地区夏半年极端降水时空特征及其对大气环流因子的响应

研究利用环青海湖地区8个气象站点1961—2018年逐日降水数据，分析了该地区夏半年降水量和极端降水指标的时空演变和大气环流特征，为准确理解水资源变化提供了重要的研究基础。结果表明：近60年环青海湖地区夏半年降水量呈显著增加趋势；极端降水事件各项指标（夏半年极端降水量、夏半年极端降水日数、夏半年极端降水强度、夏半年1日最大极端降水量、夏半年极端降水事件频率）呈上升趋势，尤其2005年以来各项极端降水指标上升趋势特别明显。21世纪初期是环青海湖地区的降水突变期，夏半年降水量和极端降水事件多项指标均在这一时期发生了突变。通过对极端降水指标与环流变化的关系研究发现，南极涛动指数(AAO)、西太平洋副高强度指数(WPSH)与极端降水指标显著正相关。在2006年前后南极涛动指数(AAO)和西太平洋副高指数(WPSH)发生比较明显的转折性变化，最终导致环青海湖地区夏半年极端降水各项指标在2006前后出现比较明显的突变。环青海湖地区夏半年降水量和极端降水量均存在6年的短周期和16年左右的长周期。环青海湖地区夏半年极端降水量和半年极端降水日数的均表现为西部较东部显著的空间变化特征。     

江淮流域夏半年日照时数气候特征及趋势分析

基于江淮流域逐月日照时数观测资料,利用旋转正交函数(REOF)、线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验以及Morlet小波分析等方法,对江淮流域夏半年(5—10月)日照时数进行了统计分析,结果表明:江淮流域夏半年日照时数普遍在1000～1200 h之间,呈现由南向北递增的空间分布特点,但受地形等因素影响又存在区域性差异。同时发现其标准差与平均日照时数呈现并不一致的分布规律。进一步将江淮流域日照时数分为4个区,分别为北部区Ⅰ、东北区Ⅱ、西南区Ⅲ和东南区Ⅳ,每个区都表现出显著的下降趋势,但在线性趋势、突变时段以及周期特征上,各个区域又存在显著的差异。     

去除土壤后向散射影响的SAR数据玉米留茬方式识别

作物留茬覆盖作为保护性耕作的重要方式之一,快速、准确地获取其不同方式的分布情况对保护性耕作的实施现状监测及效果评估具有重要意义。现有的留茬监测方法主要集中于留茬覆盖度估算,而对不同留茬方式识别的研究较少。本文以Sentinel-1 SAR数据为主数据源,尝试探究其对玉米留茬方式的识别能力。利用留茬后向散射模型分离土壤散射贡献和留茬散射贡献,以消除土壤散射贡献干扰。提出融合留茬指数FRI (Fusion Residue Index),结合雷达指数与SAR纹理,分析不同特征组合对留茬方式的识别能力。采用最优特征集进行玉米留茬方式的识别,完成实验区的不同玉米留茬方式制图。结果表明：采用消除土壤影响后的VH极化后向散射系数、FRI和SAR纹理等8个特征的识别表现最好,OA和Kappa系数分别为89.28%、0.84。相比采用消除土壤散射影响前,识别精度和Kappa系数提高了5.44%和0.09。研究结果为Sentinel-1 SAR影像在留茬研究的广泛应用提供一种新的思路。     

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(KCWDI)、≥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KCWDI和H与玉米产量的关系...     

气候变化背景下河北夏玉米生长季热量资源利用率时空变化

探究夏玉米生长季热量资源利用率的时空分布特征，可为夏玉米品种布局调整、保障高产稳产提供理论依据。基于河北省夏玉米主产区15个农业气象观测站1981—2019年逐日气象数据、玉米及后茬轮作小麦的发育期观测数据，利用回归分析及空间插值等方法，分析气候变化背景下夏玉米生长季热量资源利用率时空变化。结果表明，1981—2019年河北省夏玉米潜在生长日数无显著变化、潜在积温显著增加（P<0.05）；生长季热量资源利用率显著增加（P<0.05），生长日数利用率从1981年的80.4%提高到2019年的94.5%，积温利用率从1981年的84.5%提高至2019年的94.9%。河北地区夏玉米潜在生长季日数、潜在积温呈现南多北少的空间分布；生长日数利用率及积温利用率整体呈现南低北高的分布特征，其中廊坊地区生长日数利用率及积温利用率均较高（95%以上），邯郸生长日数利用率较低（85%以下）。1981—2019年夏玉米花前积温与花后积温气候倾向率分别为19.6、58.7℃·d·（10 a）-1，花后积温的上升速度明显高于花前积温，积温比呈现明显下降趋势，从1981年的1.6下降到2019年的1...     

耕作模式对河西绿洲灌区夏玉米农田土壤呼吸的影响北大核心CSCD

以河西绿洲灌区夏玉米农田土壤为研究对象,设置免耕(NT)和传统耕作(CT)两种耕作方式,玉米间作小麦(W/M)、玉米小麦轮作(W→M)和麦后插播冬油菜还田玉米轮作(W-G→M)3种种植模式,探讨河西绿洲灌区不同耕作模式对夏玉米农田土壤呼吸变化特征的影响。测定夏玉米不同生育时期土壤呼吸速率、土壤温度和土壤含水量。结果表明:河西绿洲灌区不同耕作模式下夏玉米农田土壤呼吸有着明显的单峰型日变化,且峰值出现在15:00左右,玉米生育期峰值出现在拔节期(6月上旬)。土壤呼吸速率与土壤温度、土壤含水量均显著正相关,且土壤呼吸速率日变化主要受5 cm土壤温度影响。6种耕作模式的土壤呼吸的温度敏感性Q10值为1.60~2.70,免耕均高于传统耕作,且依次为NT W→M>NT W/M>NT W-G→M>CT W-G→M>CT W→M>CT W/M。河西绿洲灌区不同耕作模式下夏玉米农田土壤呼吸不仅受土壤温度影响,还受土壤含水量的影响。     

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。