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基于时序LAI的地块尺度玉米长势监测方法 总被引：1，自引：0，他引：1
农作物长势监测可为田间管理措施调整和农作物产量预测提供及时、准确的信息。针对中国地块面积小的情况,本文采用中高分辨率的多源遥感影像Landsat-7 ETM+影像、Landsat-8 OLI影像、高分一号（GF-1）影像、HJ-1 A/B卫星影像为数据源;针对目前过多依赖NDVI等易饱和植被指数的问题,研究中选择LAI为长势监测指标,并利用PROSAIL辐射传输模型反演LAI,以保证该指标的准确性;长势实时监测采用RPLAI、LVCI、MLVCI指标,从多个角度表征长势的实时监测结果。研究结果表明：①同时相GF-1影像和Landsat-8 OLI影像具有较高的相关性,2种影像在近红外波段、绿波段、红波段的相关性决定系数R2分别为0.9320、0.7339、0.7153。②基于PROSAIL模型可以反演得到高精度的LAI,基于时序LAI的玉米生长过程监测结果表明：2015年,黑龙江农垦总局八五二农场6月下旬玉米冠层LAI快速增加,7月底、8月初LAI达到最大,并持续一段时间,进入8月下旬后,LAI开始下降。③利用RPLAI、LVCI、MLVCI指标对研究区玉米长势实时监测的结果表明,与2011—2014年相比,2015年八五二农场玉米长势一般,研究区北部长势较好,南部区域长势较差。从研究结果我们得出如下结论：①同时相的Landsat-8 OLI影像与GF-1遥感影像,经过相对辐射定标后可以结合使用于农作物长势监测中;②利用PROSAIL模型反演时序LA,可用于地块尺度的农作物长势精细监测。 相似文献
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根据甘肃省河东地区15个气象站点50年的气象资料,利用FAOPenman-Monteith模型和所提供的作物系数计算出各站点春玉米不同生育阶段的作物需水量,在此基础上计算出作物水分亏缺指数(CWDI),并划分河东地区的干旱等级,分析春玉米干旱发生的时空特征。结果表明:在春玉米生长季内,CWDI呈现先增大后减小的趋势,其中最大值出现在6月中下旬,且每旬的CWDI值均大于10%,即在作物整个生长季,降水都无法满足春玉米需水的要求。不同等级干旱发生的频率:轻旱8%～20%;中旱7%～23%;重旱0～17%;特旱0～47%。生长季内,河东地区春玉米干旱发生程度基本由南向北递增,不同生育阶段干旱的严重程度:抽雄-开花期>拔节期>乳熟前期>出苗-七叶期>乳熟后期-成熟期。近50年来,出苗-七叶期和拔节期的干旱有逐渐缓解的趋势;抽雄-开花期和乳熟前期干旱变化的趋势大致相同:20世纪60年代中后期及70年代初为干旱的严重时期,70年代中后期有所缓解,至今又有加重的趋势;乳熟后期-成熟期,近50年来干旱有加重的趋势。 相似文献
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中国小麦、玉米碳足迹历史动态及未来趋势 总被引：2，自引：0，他引：2
气候变化是当今国际研究的热点问题,小麦、玉米是中国主要粮食作物,分析小麦、玉米生产碳足迹的时空动态和中国相关农业政策对小麦、玉米生产的温室气体减排的引导效果对于合理应对气候变化具有重要的意义。本研究基于生命周期评价法（LCA）对2005—2015年中国小麦、玉米生产碳足迹进行了核算,并在此基础上,根据种植业结构及化肥、农药调整政策模拟分析了不同玉米种植面积和不同单位面积化肥及农药施用量等4种情景下2020年小麦、玉米生产的温室气体排放和单位面积碳足迹。研究结果显示：2005—2015年小麦、玉米生产的单位面积碳足迹和温室气体排放量均呈现出显著增加的趋势 （P < 0.05）;模拟分析结果表明：通过缩减种植面积,优化化肥、农药投入能够有效降低小麦、玉米生产的碳足迹,实现（168.89~ 560.07）亿kg CO2-eq的减排潜力。因此建议构建科学施肥技术体系,提高农资投入品的利用效率,以实现中国的温室气体减排目标。 相似文献
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明确农作物种植结构类型的时空演变规律、以及演变过程中主要作物的生产时空格局,对开展农作物生产布局优化工作、促进农业可持续发展具有重要意义。基于农业统计数据,探讨2002—2018年黄淮海旱作区农作物种植结构类型的时空演变特征,同时利用空间自相关、重心模型等方法探讨农作物种植结构变化过程中该区域的两种主要作物——小麦和玉米的生产时空格局及其变化规律。结果发现：①近20年,黄淮海旱作区农作物种植结构类型整体由多样化向专一化发展,种植结构类型丰富度总体呈减小趋势,以小麦和玉米及其组合为主的种植结构占有的县域数目逐年增多,43%的县域小麦种植比例显著增加,81%的县域玉米种植比例显著增加（p<0.05）。②传统农业生产地带,包括河北平原西部、鲁西北等地小麦和玉米单产呈显著“高-高”聚集特征（p<0.05）,河南中东部小麦单产也呈显著“高-高”聚集特征,但研究区南部玉米单产呈显著“低-低”聚集特征。尽管旱作区内部小麦和玉米的生产格局表现出一定的地域差异性,但近20年小麦和玉米的生产重心均集中分布在河北、山东、河南三省交界处,表明在农作物种植结构类型演变的过程中,区域尺度小麦和玉米的生产具有一定的时序稳定性。③在“以水定产”和地下水可持续利用的目标导向下,河北平原的小麦种植比例有所减少,2014年以后,小麦玉米型县域数目减少,玉米小麦型增加,2018年已不存在单一小麦型县域。本文可为黄淮海旱作区区域尺度农作物种植结构优化提供数据支撑与决策支持。 相似文献
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河南小麦-玉米轮作系统热量利用率时空分布 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究河南省小麦、玉米及其轮作系统热量利用率的时空变化规律,因地制宜地提出挖掘河南省不同区域热量潜力和提升热量利用率的有效措施,本文利用河南省17个农业气象观测站1981—2014年的气象资料及小麦和玉米的生长发育资料,统计分析了河南省不同区域小麦、玉米及小麦-玉米轮作系统的热量分布及其利用率的时空变化特征,剖析了其区域差异及形成原因。结果表明：1981—2014年,不同年代小麦-玉米轮作系统生育期在豫北略增加、在豫东呈增—减—增变化特征、在豫西缩短、在豫南则先减后增;河南省各区域小麦和玉米生育期所需有效积温均呈增加趋势,是各区域适应气候变化、提高热量利用率而选用中晚熟品种的结果;小麦和玉米潜在与实际有效积温差南高北低,且小麦有效积温差升高,玉米有效积温差降低,表明玉米热量利用程度高于小麦热量利用程度;在小麦和玉米潜在与实际有效积温的共同变化下,小麦-玉米轮作系统有效积温差在豫南和豫东大部较高,而热量利用率北高南低,东高西低,但均呈升高趋势,表明河南大部分地区小麦-玉米轮作系统热量利用率有明显提升,但在豫南和豫东仍存在较大的提升潜力,今后应着重提高该区的热量利用率。 相似文献
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针对塔里木河下游生态输水的绩效评估和环境效益问题,本文采用2000—2017年的16天合成的MOD13Q1密集时序NDVI数据,辅助以GF-2数据,反演和监测塔里木河下游植被覆盖度（FVC）变化;进而通过最大和平均植被覆盖度指标,探讨了塔里木河下游植被在生态输水条件下的生长和恢复情况。结果表明：总体上,近20年来随着塔河的综合治理工程和人工生态调水工程的推进,塔河下游植被恢复明显,最大植被覆盖度和平均植被覆盖度均呈现显著增加的趋势（P<0.01）,高植被覆盖区从2000年的3425.95 km2增加到2017年5486.52 km2,中植被覆盖区从2000年的6508.18 km2增加到2015年的7131.23 km2。在时间演化过程上,区域植被覆盖度上升变化过程中存在波动性和不稳定性,整个过程可分为3个阶段（2000—2005年快速上升,2006—2009年波动下降,和2010—2017年稳步上升）。在空间格局上,2000—2017年间FVC增加区域主要分布在河道两旁和河流的尾闾湿地,距离河道越近植被恢复越好,远离河道10 km FVC变化特征不显著（P>0.05）。结合下游生态输水数据分析表明,塔河下游植被恢复与输水量之间存在强依赖关系,且对生态输水的响应存在时间滞后性。 相似文献
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工业污染始终是人类工业化进程中面临的重要挑战,为解决中国工业污染与工业经济之间的协调问题,本文基于中国工业固体废物产生量增长率（solidt）、工业废水排放量增长率（liquidt）、工业废气排放量增长率（gast） 和工业经济增长率 （iavt） 构建“solidt-iavt”、“liquidt-iavt”和“gast-iavt”三种“工业污染与工业经济”系统,运用非线性MS-VAR模型,测度中国工业经济增长与工业污染内在关联机制的周期性。研究结果表明：①“工业污染与工业经济”系统潜存着在“低速增长区制”和“快速增长区制”之间相互转移的结构性突变迹象,并且具有非线性周期变化特征;②“工业污染与工业经济”系统处于“低 （快） 速增长区制”时,solidt与iavt呈负（正）相关关系,liquidt与iavt呈正（负）相关关系,gast与iavt呈正相关关系;③“solidt-iavt”系统和“gast-iavt”系统处于“低（快）速增长区制”时的可能性大（小）、持续性强（弱）,“liquidt-iavt”系统处于“快（低）速增长区制”的可能性大（小）、持续性强（弱）。 相似文献
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科学准确地评估中国北方农牧交错带的贫困动态对该区的可持续发展具有重要意义。为此,本文采用贫困距离指数,在整体、局部和旗县三个尺度上分析了该区2000—2014年的贫困动态。结果表明,在县域尺度,2000—2014年中国北方农牧交错带所有贫困县均脱贫。全区贫困县减少了167个,贫困县人口减少了4569.76万。贫困缓解与经济发展密切相关。其中,公共财政收入与脱贫县贫困距离指数相关性最大（R=-0.51,P<0.01）。在快速脱贫过程中,该区居民收入分配的不公平加剧。脱贫地区城乡居民收入差距增长了2.11倍,脱贫地区旗县间人均收入的变异系数增长了41.67%。因此,建议在中国北方农牧交错带进一步精准扶贫时,应该注意收入分配公平问题,减少贫富差距,从而实现区域真正的可持续发展。 相似文献
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针对提取水体信息时阈值设定模糊问题,提出一种具有稳定阈值的在反射率为0时水体与其他地物分离度最好的自动水体信息提取方法。利用不同时间段的艾比湖、博斯腾湖、鄱阳湖、阿拉湖的Landsat 8卫星影像为数据源,通过分析水体与不同地物的反射率及主分量特征,构建一种新型水体指数——温度植被水体指数（Temperature Vegetation Water Index, TVWI）,利用监督分类得到的水体面积为参考值,分别与传统水体提取方法进行对比验证。结果表明：①利用TVWI分别对2013年与2016年的艾比湖进行水体信息提取,总体精度分别为98.51%、97.33%,博斯腾湖为99.66%,鄱阳湖为98.06%,阿拉湖为99.72%,总体精度较高;②在TVWI指数中,水体与非水体区域区分度较高,在水体边界处的非水体区域出现极高的噪音值,而水体区域值大于0;③通过普适性分析得知,TVWI对湖泊适应性较好,对不同类型的湖泊水体提取精度均较高。因此,利用TVWI进行高精度无模糊阈值设定的水体信息提取是可行的。 相似文献
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水稻对于国家粮食安全具有重要意义。中国作为世界上最大的水稻生产和消费国,改革开放以来水稻生产格局发生了巨大变化,但是其生产变化完整过程的时空格局尚不清楚,特别是对于阶段性特征及区域差异的认识有待提高。本文基于省级面板数据分析中国1980—2018年水稻生产的时空变化,剖析播种面积和单产对总产量的贡献。研究表明：①1980年以来水稻总产量年际变化呈现3个阶段：波动上升时期（1980—1997年）,除广东省显著下降外,大部分省份显著增加;显著下降时期（1998—2003年）,南方地区下降较快;快速上升时期（2004—2018年）,东北和长江中下游省份显著增加,东南沿海三省（浙江、福建和广东）和四川盆地显著下降。②近40年中国水稻总产量显著增加,由13.99×103万t增加至21.21×103万t,增加了51.61%,空间上呈现“南北齐增”格局;单产与总产量变化相似,在全国范围内持续增加;播种面积则不同,呈现出“北增南减”的态势。③全国水稻总产量变化总体上以单产贡献为主（64.29%）,播种面积贡献为辅（28.57%）,1998年以来水稻总产量逐渐由单产主导转为播种面积主导,随着单产可能或者已达到增长瓶颈,政策调控对于稳定和提高水稻种植面积和总产量尤为重要。本文结果可为政府部门粮食安全政策的制定、宏观农业规划和结构调整提供科学支持。 相似文献
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基于MODIS时序NDVI特征值提取多作物播种面积的方法 总被引：35，自引：0，他引：35
MODIS数据的1、2波段是具有250m空间分辨率的红和近红外波段,并具有较高的时间分辨率,可对农作物进行动态跟踪监测.随着农作物的生长,NDVI值逐渐增大,并在一定生育期达到最大值后开始下降.由于不同作物具有不同的生育期,NDVI峰值的大小、出现的时间各不相同.通过对北京市主要农作物的种植结构调查和3月中旬到11月上旬的不同作物的NDVI值采样分析,得出:①冬小麦NDVI值3月下旬相对较高,5月上旬最大;②春玉米的NDVI峰值出现于8月上旬;③夏玉米的NDVI峰值出现于8月中旬;④大豆的NDVI峰值也出现在8月中上旬,可通过物候历与春玉米区分开来(春玉米是单季作物,大豆是双季作物),通过峰值大小与夏玉米区分开来.结合北京市1:10万土地利用数据,通过NDVI值时序变化规律从MODIS数据中提取了冬小麦、春玉米、夏玉米、大豆等作物的种植面积,总体精度达到95%以上. 相似文献
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本文研究了黄土高原半湿润代表区甘肃省庆阳市西峰区冬小麦主要生育期（返青-抽穗）冠层反射光谱与反映长势的指标覆盖度及叶面积指数间的关系。结果表明,冬小麦覆盖度及叶面积指数同450nm、550nm、650nm、1 650nm波段反射率呈负相关关系,同850nm波段反射率呈正相关关系。起身前,冬小麦长势指标覆盖度及叶面积指数同各波段反射率相关关系大多不显著。起身以后,冬小麦覆盖度和叶面积指数与各波段反射率呈极显著相关关系。另外,为了更好的监测冬小麦长势,研究了8个常用的植被指数同冬小麦长势间的相关关系,这8个植被指数在起身后同冬小麦覆盖度及叶面积指数间存在着极显著的相关关系。并且,利用这8个植被指数建立了冬小麦长势线性及非线性回归监测模型,其中,线性模型能更好的监测冬小麦覆盖度,指数模型能更好的监测冬小麦叶面积指数,但不同的植被指数,拟合程度不同,其中,尤以NDVI拟合程度最高。 相似文献
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农田作物耗水规律研究对提高农业用水效率、保障作物高产有重要意义。本文运用新型五水转化动力过程实验装置人工精确控制夏玉米生长环境条件,监测蒸散发实时变化,分析均质粉砂壤与层状壤质土土壤条件下夏玉米耗水规律。结果表明：均质粉砂壤与层状壤质土壤夏玉米蒸散发日变化呈单峰曲线,在14:00-14:30达到峰值;日蒸散发呈先增大后减小趋势,在12月21日达全生育期最大值,分别为3.70mm/d、3.90mm/d;5日蒸散发变化呈线性增长-小幅度降低-回升-逐渐降低趋势,最大值分别为17.00mm、18.08mm;全生育期总蒸散发分别为373.94mm、395.65mm;均质粉砂壤与层状壤质情形下夏玉米全生育期实时蒸散发与温度的相关性呈从极显著到显著水平的变化趋势,相关系数在三叶期-拔节期达最大,为0.79。层状壤质土的土壤结构和初始含水量利于玉米根系吸收深层土壤水分和养分。 相似文献
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温度和生物因子对农田生态系统呼吸的影响——以华北平原冬小麦-夏玉米复种农田生态系统为例 总被引：1，自引：0，他引：1
生态系统呼吸在陆地生态系统碳循环中占有重要地位,是碳循环中仅次于生态系统总初级生产力的第二大通量组分.除温度和水分外,生物因子对生态系统呼吸也有着重要的影响.生物因子往往与温度、水分有着相似的季节变化,并且温度还对这些因子有重要的影响,这加深了探讨生物因子对生态系统呼吸影响的难度.复种农田生态系统中生物因子与气象因子季节变化的非同步性为探讨生物因素对生态系统呼吸时间变异的影响提供了有利条件.利用华北平原冬小麦一夏玉米复种农田LAI的季节动态与温度的季节动态存在非同步性这一天然试验条件,本研究通过该农田生态系统连续两年的涡度相关通量观测数据,分析了温度和生物因子对该农田生态系统呼吸季节及年际变化的影响.结果表明,在冬小麦和夏玉米的各个生育阶段,其夜间生态系统呼吸都受到土壤温度的影响,但是这种影响在作物不同的生育阶段有所差异,尤其当土壤温度与叶面积指数(LAI)的季节变化非同步时,LAI会改变土壤温度对生态系统呼吸的控制.基于直线回归方程,LAT能分别解释2003年和2004年冬小麦生态系统参考呼吸(10℃下的生态系统呼吸速率)变异的97%和74%,能分别解释夏玉米生态系统参考呼吸变异的85%和42%.华北平原冬小麦一夏玉米复种农田的生态系统呼吸呈"双峰"季节动态模式,且与生态系统总初级生产力及LAI的季节动态模式相一致,两次峰值分别出现在冬小麦的LAI和夏玉米的LAI达到最大时.冬小麦农田生态系统呼吸的最大值在2003年和2004年分别为6.6 gC/(m2·d)和5.5 gC/(m2·d),夏玉米农田生态系统呼吸的最大值在2003年和2004年分别为7.7 gC/(m2·d)和6.9 gC/(m2·d).冬小麦农田生态系统在2003年和2004年2个生育期的总呼吸量分别为402 gC/m2(累计220天)和486 gC/m2(累计232天).夏玉米农田生态系统在2003年和2004年两个生育期的总呼吸量分别为557 gC/m2(累计131天)和48l gC/m2(累计107天).冬小麦及夏玉米生育期生态系统呼吸的年际差异受土壤温度和受LAI影响的生态系统总初级生产力的协同作用控制.冬小麦秸秆还田引起的生态系统呼吸底物的增加以及夏季降雨对土壤湿度的改善都促进了夏玉米生长前期生态系 .统CO:排放量的增加.相对于自然生态系统,农田生态系统受到更多的管理措施的影响,因此在未来的研究中,应加强农业管理措施以及人类活动对农田生态系统呼吸影响的研究. 相似文献
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食物综合生产能力地区间差异的定量评估——以河北省为例 总被引：3，自引：0，他引：3
我国历来较多关注食物中的粮食,而忽视畜产品、水产品等其它食物类型,使得在分析地区食物生产能力时出现较大的偏差。区域间的土地利用统筹问题得到前所未有的重视,加强对地区间食物生产能力差异研究很有必要。本文从各类食物的折算入手,以县为研究单元,从土地生产食物的现实能力、持续能力和潜力3个角度构建了一套完整的计算方法,旨在对各县的食物综合生产能力进行定量计算,其中现实生产能力、持续生产能力、产出潜力分别考虑的要素有单位食物生产用地的生产能力和食物生产用地变化指数,生产基础稳定性、生产能力稳定性和投入-产出能力,单位食物用地的食物生产潜力和食物用地的增长潜力。在此基础上,首先统一折算各类型食物为等谷量单位来计算各指标的具体值,并利用标准化方法将各指标值转换为可进行统一运算的标准值,然后对各指标赋予权重并计算而求得食物综合生产能力的评价值,最后根据其大小而划分为极高、高、中、低和极低等5个级别,以便于对结果进行分析。本文以河北省为例,对该方法进行了实证分析,结果显示,研究结论能得到较合理的解释,说明该方法具有推广和应用的可行性。 相似文献
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基于时间序列Sentinel-1A数据的玉米种植面积监测研究 总被引：3，自引：0，他引：3
玉米作为中国三大作物之一,监测其种植面积对及时了解其种植时空分布、保障粮食安全具有重要作用。本文以河北省涿州市为研究区,利用2016年多时相Sentine-1A SAR （Synthetic Aperture Radar, 合成孔径雷达）影像,对玉米种植区域进行提取。在对研究区地物散射特性分析的基础上,分析了微波后向散射特性随不同生育期玉米植株结构发育的变化情况,选择合适时相和极化组合的后向散射系数,运用支持向量机（Support Vector Machine,SVM）算法提取了玉米种植范围和面积信息,并对不同后向散射系数（标准后向散射系数（Sigma-naught,σ0）和归一化后向散射系数（Gamma-naught,γ0））用于研究区作物种植区提取的结果进行了比较。结果表明,采用时间序列（4月19日,5月30日,6月11日,7月17日）雷达图像得到的监督分类结果具有较高的分类精度和kappa系数,总体精度达92.96％,Kappa系数为0.91。因此,采用4—7月（春玉米播种至吐丝时期、夏玉米播种至拔节时期）的时间序列SAR数据能有效获取不同种植模式下的玉米信息,而增加8、9月的数据对玉米识别精度的影响不大。总体来说,采用多时相双极化的σ0数据与相同时相组合的γ0数据对玉米种植范围提取基本相同,但使用γ0数据的林地识别精度比σ0数据提高了3％。研究结果可为多极化SAR数据的玉米识别和面积监测提供参考案例。 相似文献