基于地统计学的四川省降雨侵蚀力时空分布特征

利用四川省147个气象站点近52年的日降雨量数据计算各台站的降雨侵蚀力,应用SPSS和ArcGIS地统计模块,分析降雨侵蚀力的统计特征,提出适宜的插值方法,并对全省降雨侵蚀力的时空分布特征进行了研究。结果表明:四川省多年平均降雨侵蚀力属中等变异,空间插值方法选取普通克里格,采用球状模型能够较好地拟合降雨侵蚀力;其空间分布总体表现为盆地、攀西地区相对较高,川西高原较低,大致的趋势是从东向西逐渐降低;近52年来,四川省降雨侵蚀力倾向率从东向西整体呈现"增-减-增"的变化趋势;降雨侵蚀力的年内集中度较高,从东向西呈现低-高-低-高的近似带状分布,高值区域主要集中在盆地中、西部地区和川西高原的西部;12个代表站点中,降雨侵蚀力年内半月分布多呈现双峰型,可分为高值期、中值期、低值期3个不同时期,发生侵蚀的时段集中分布在第8~19个半月,累计降雨侵蚀力占全年降雨侵蚀力的95%~99%。大型土木工程的开发应根据四川省降雨侵蚀力的时空分布特征,尽量避开土壤侵蚀高发期;横坡种植可降低坡耕地的水土流失。     

河北固城夏玉米比叶面积对水分梯度的响应

基于河北固城农试站2013-2015年夏玉米田间水分控制试验,研究了夏玉米比叶面积(SLA)随发育期的变化趋势,并分主要发育时段探讨了SLA与水分梯度的定量关系。结果表明,从七叶期开始夏玉米SLA随发育进程的推进总体呈下降趋势,七叶期至成熟期SLA变化范围平均为14.6-34.9m~2/kg。尽管干旱胁迫会明显降低夏玉米地上绿叶面积和干重,但却使SLA表现出"补偿性"增大,用于弥补干旱胁迫导致光合产物不足引起的叶片扩张乏力。夏玉米出苗-拔节期、抽雄-成熟期土壤相对湿度(θ)每降低1%,SLA分别上升0.45m~2/kg和0.07m~2/kg,表明出苗-拔节期夏玉米对干旱的"适应"能力更强;而拔节-抽雄期SLA与θ的关系较为复杂,表现为先增大后减小的抛物线型。     

作物缺水指数法的简化及在干旱遥感监测中的应用

从能量平衡原理出发,对潜在蒸散的计算进行了简化,从而对作物缺水指数法干旱遥感监测模型进行了简化、简化后的模型涉及因子减少,计算量明显降低,更接近于实际应用．利用该方法及NOAA/AVHRR卫星遥感资料和有关气象要素资料,对陕西省关中地区春季干旱进行了监测．结果表明,简化后的作物缺水指数法仍然充分考虑了下垫面的植被覆盖状况和地面风速、水汽压等气象要素,对该区春季干旱的监测效果好于使用植被供水指数法的监测效果．从简化后模型的计算量、时效响应和实际对比结果来看,该简化模型可以进行实际应用．另外,在计算过程中局部出现了CWSI>1的情况,这在实际中是不可能的,文中对此也进行了初步讨论．     

藏北那曲地区草地退化动态评价

利用1982—2000年NOAA/AVHRR 第1通道、第2通道和NDVI的旬资料反演得到的藏北那曲地区历年植被覆盖度、年最大牧草鲜质量和6—9月平均改进型土壤调节植被指数,分析了近20年来那曲地区草地荒漠化的动态变化规律.结果表明：以草地荒漠化评价“基准”和5年滑动平均的方法,得到那曲地区近20年平均草地退化面积占土地总面积的43.1%,草地退化面积总体呈减少趋势,其中前10年呈减少趋势,后10年呈增加趋势,西部地区的退化面积大于其它地区.在气温、降水、潜在蒸散、水汽压、风速、日照时数、降水蒸散比和温度降水比8个气候因子中,潜在蒸散量对草地退化面积的影响最显著.     

中国稻飞虱发生的大气环流指示指标

根据1971—2010年稻飞虱发生面积率和发生程度资料,构建综合反映稻飞虱发生为害的因子,定义为稻飞虱发生指数。基于因子膨化方法对74项大气环流特征量进行合理扩充,采用相关分析等方法研究当年2月初、4月初、6月初对全国稻飞虱发生面积率等级、发生程度等级、发生指数等级具有指示意义的大气环流因子的筛选及其相应等级指标的构建。结果表明:影响稻飞虱发生面积率等级的指示因子为西太平洋副高面积指数、南海副高脊线、北半球极涡强度指数、印缅槽,影响稻飞虱发生程度等级的指示因子为太平洋副高北界、亚洲纬向环流指数、东亚槽强度、太阳黑子数,影响稻飞虱发生指数等级的指示因子为北半球副高强度指数、北半球极涡强度指数、大西洋欧洲环流型指数、西藏高原指数。不同指示因子的量值在稻飞虱轻、偏轻、偏重和重发生时差异性显著;建立的稻飞虱发生等级的大气环流指示指标,经历史发生情况检验,对稻飞虱发生等级具有很好的指示效应,可为稻飞虱中长期预测预报提供科学依据。     

华北地区土壤水分的时空变化特征

土壤水分是重要的水文参数,也是水循环、气候变化等研究的基本要素。本研究利用中国气象局新一代自动土壤水分观测网逐小时土壤水分观测数据,分析2013—2019年间华北地区土壤水分的时空分布和变化趋势及其与降水和温度的关系。结果表明: 研究期间,华北地区10~100 cm土层土壤水分整体呈波动下降趋势,尤以100 cm根区土壤水分减少最明显。华北地区不同深度土壤水分空间分布均呈东南高、西北低的特征。10 cm土层63%面积缺墒。不同深度土壤水分随季节变化明显,夏季各层土壤水分达到最高,墒情适宜,春季土壤水分处于低值。土壤水分与降水和温度均具有较好的响应关系,随着土壤深度的增加相关性逐渐减弱,且土壤水分对降水的响应比对气温的响应更显著。     

气候变化背景下中国农业气候资源变化Ⅶ.青藏高原干旱半干旱区农业气候资源变化特征

基于青藏高原干旱半干旱区1961-2007年55个气象站点地面观测资料,利用五日滑动平均法及GIS软件的IDW模块进行栅格处理,对比分析了研究区1961-1980年（时段Ⅰ）和1981-2007年（时段Ⅱ）各气候要素的时空变化特征及其气候倾向率.结果表明：1961-2007年,研究区喜凉作物生长季内日照时数的变化不明显,喜温作物生长季内日照时数呈增加趋势,但空间分布的变化较小;与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ喜温作物生长季内积温值≥1500 ℃·d的地区面积扩大33.9%;降水量的空间分布总体表现为由东南低地向西北内陆逐渐递减,研究期间青藏高原东南部喜凉作物生长季内降水量均达到800 mm,其他地区喜凉作物生长季内降水量的气候倾向率有正有负,变幅相对较小,与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ喜温作物生长季内降水量≥400 mm的分布面积扩大了40%;参考作物蒸散量（ET₀）总体略有增加,其空间分布格局与日照时数和积温的分布相似,时段Ⅱ较时段Ⅰ喜温作物生长季内ET₀≥400 mm的分布面积扩大了35.7%.研究期间,青藏高原作物生长季内的热量与降水资源有一定幅度增加,这对农牧业生产非常有利,但ET₀的增大表明潜在蒸发增大,需进一步加强研究气候变化对该区域农牧业生产带来的可能影响.     

黄土高原森林草原区6种植物光合特性研究

 对黄土高原森林草原区6种不同植物的生理生态学特性进行了一个生长季的野外观测。测定了2002年生长季早、中、晚期植物叶片的光合、蒸腾速率及相应的微气象因子和土壤水分的含量。在此基础上,采用机理性生理生态学模型对黄土高原森林草原区6种植物净光合速率和气孔导度与环境因子的关系进行了分析,净光合速率模型和气孔导度模型分别能够解释57%～79% 和40%～59% 生长季中净光合速率和气孔导度的日变化。在此基础上根据拟合得到的参数计算了典型7月份天气的净光合速率的日变化。模拟的结果表明：沙棘(Hippophae rhamnoides L. subsp. sinensis Rousi)的生物化学光合能力最强,茵陈蒿（Artemisia capillaris）的光呼吸速率最低,这两种植物的净光合速率高于其它植物种。刺槐（Robinia pseudoacacia）、铁杆蒿 (Artemisia gmelinii)、茵陈蒿和沙棘在午后出现的净光合速率下降主要是由气孔导度减小引起的,而苹果 (Malus pumila) 和柠条 (Caragana korshinskii)午后净光合速率的降低与叶肉细胞酶的活性降低有关。这些结论为未来的实验室测定提供了野外观测佐证。     

中国主要天然草地产草量气象预测方法

中国天然草地主要分布于北方干旱半干旱及青藏高原高寒气候区,牧草生长受着气象条件的极大制约。本文在构建的牧草生长气象条件指数的基础上,利用1994—2005年牧业气象站的牧草观测资料,通过相关分析,确定了影响牧草产量的关键气象条件指数和影响时段,建立了产草量预报模式。结果表明：2个主要草地年最高产草量与牧草生长季3—9月气象条件指数密切相关,其中北方干旱半干旱草地产草量与气象条件指数的相关时段为3—8月且整个时段相关程度均较高;青藏高原草地相关时段为3—5月、8—9月且后者与气象条件的相关程度高于前者;2个主要草地鲜草产量与气象条件的相关程度高于干草产量。所建产草量预报模式经过历史拟合和外推预报检验,准确率较高,可以满足应用需要。     

美国玉米和小麦产量动态预测遥感模型

粮食安全问题一直倍受世界各国关注,及时、准确地了解其他国家或地区的粮食生产状况,对于中国粮食贸易和粮食宏观调控,具有十分重要的意义.本文以美国冬小麦和玉米为研究对象,在分析各作物空间分布及生长季节的基础上,利用土地利用数据剔除非耕地信息,使提取的归一化植被指数(NDVI)客观地反映各作物的生长状况.以1998-2007年的SPOT VEGETATION旬最大值合成NDVI资料为数据源,研究了美国玉米和小麦生长季的旬NDVI与产量的关系,确定了不同月份的建模因子,分别建立了美国玉米和冬小麦不同月份的产量动态预报模型.通过对各模型估算产量与实际产量进行比较,各模型预报结果的相对误差大部分在3%以内,精度较高,说明建立的作物产量动态预报模型实用可行,能够投入产量预报业务应用.