建立我国主要农作物卫星遥感估产运行系统的主要技术环节及解决途径

本文结合我国耕地和作物种植特点,并根据“八五”攻关实践,指出了建立我国主要农作物（小麦、玉米、水稻、棉花、大豆）卫星遥感估产运行系统所面临的主要技术环节,即系统的工程化总体设计；卫星遥感估产区划；背景数据库的建立；遥感信息同化技术；不同作物面积提取、长势监测与单产模型；运行系统的建立。进一步提出了系统实现的技术方案、步骤和解决这些主要技术环节的设想,即统一组织实施,避免重复工作；抓住主要农作物主产区遥感估产,以河南、安徽、江苏３省为多种作物综合卫星遥感估产试点省；结合遥感信息同化技术,建立面积提取、长势监测、单产模型体系和相应的软件模块；最终建立全国的卫星遥感估产集成系统。     

建立我国主要农作物卫星遥感估产运行系统的主要技术环节及解决途径

本文结合我国耕地和作物种植特点，并根据“八五”攻关实践，指出了建立我国主要农作物（小麦、玉米、水稻、棉花、大豆）卫星遥感估产运行系统所面临的主要技术环节，即系统的工程化总体设计；卫星遥感估产区划；背景数据库的建立；遥感信息同化技术；不同作物面积提取、长势监测与单产模型；运行系统的建立。进一步提出了系统实现的技术方案、步骤和解决这些主要技术环节的设想，即统一组织实施，避免重复工作；抓住主要农作物主产区遥感估产，以河南、安徽、江苏３省为多种作物综合卫星遥感估产试点省；结合遥感信息同化技术，建立面积提取、长势监测、单产模型体系和相应的软件模块；最终建立全国的卫星遥感估产集成系统。     

应用EPIC模型计算黄土塬区作物生产潜力的初步尝试

黄土高原地区土壤侵蚀强烈,土地现实生产力水平低,研究该地区作物生产潜力可以为有效提高作物产量及合理进行农业生产规划提供依据。论文介绍了EPIC(侵蚀-生产力影响计算模型)的特点、组成部分及应用步骤,对部分作物参数进行了修订。以黄土塬区冬小麦和春玉米为例,对EPIC模型的适用性进行了分析和验证,表明EPIC在黄土高原地区作物生产潜力模拟研究中具有较好的适用性。结果显示,冬小麦产量模拟值与实测值之间多年平均误差为7.78%;春玉米多年平均误差为9.60%。冬小麦水分胁迫天数多年平均为9.9天,最少为1.7天(1993年),最多为23.1天(1995年);春玉米水分胁迫天数多年平均为13.4天,最少为1.1天(1993年),最多为44.2天(1995年),与各年作物生育期降水情况基本一致。此模型经修正后在正常年份模拟值较为精确,在干旱年份对作物、土壤等参数的修正方法需要进一步探讨。     

亚硫酸氢钠对构树光合生理特性的剂量效应

亚硫酸氢钠是广泛采用的光合促进剂,对作物产量具有一定的促进效果,但如果亚硫酸氢钠超过一定的剂量,可能会造成作物与土壤中硫含量超标,对人和农业生态环境都会产生极大的危害。为了研究不同浓度亚硫酸氢钠溶液对植物光合作用的影响,本研究以一年生构树(Broussonetia papyrifera)为实验材料,叶面喷施0、1、2、5、10、20、50 mmol/L的亚硫酸氢钠,分析各浓度处理下构树叶片的光合参数、荧光参数以及叶绿素含量。结果表明,1 mmol/L的亚硫酸氢钠处理可以显著提高植株的净光合速率(P_N)、气孔导度(G_s)和光呼吸速率(R_p);5 mmol/L的亚硫酸氢钠处理下叶绿素含量显著下降,而在超过20 mmol/L的亚硫酸氢钠处理下,植株的P_N、G_s、R_p、暗呼速率、叶绿素含量、实际光化学量子产量以及电子传递速率均较对照组显著下降,初始荧光、调节性能量耗散的量子产额和光呼吸份额则显著增加。这些结果说明,低浓度的亚硫酸氢钠在光呼吸所占份额基本不变的条件下...     

小麦产量的遥感动态预估研究──以山东禹城县为例

本文利用现代遥感信息、数理统计和回归分析方法，研究了禹城县试验区的小麦单产与卫星遥感信息（绿度）间的关系，并建立了小麦单产与绿度关系的预估模型；阐述了直接利用遥感宏观信息动态预估小麦产量的可行性和这一方法的应用前景。     

FAO生产潜力模型中基本参数的修正

用美国Licor -6200便携式光合作用测定仪对黄淮海主要作物叶片光合进行了测定 ,建立了较强机理的冠层光合模型 ,模型时间积分为瞬时尺度并充分考虑了株型对冠层光合的影响 ,验证结果表明模型具有较高的准确度。在此基础上 ,对deWit在1965年用数值模式计算出的、目前仍在国内大量使用的FAO生产力模型中最基本的参数进行了重新计算 ,发现FAO生产力模型中基本参数对黄淮海地区而言存在较大偏差。文中重新给出了冬小麦、夏玉米两种作物冠层CO2 日总同化量随纬度分布表 ,为以后更准确地计算中国不同作物生产潜力提供了最基本的模型参数 ,同时文中也阐明了作者对国内生产潜力研究的一些观点和看法。     

中国农业植被净初级生产力模拟(I)——模型的建立与灵敏度分析

以业已建成的稻麦作物净初级生产力模型为基本框架,建立了一个具有普适性的中国农业植被净初级生产力模型(CropC-)。CropC-的模拟对象为占我国农作物总播种面积2/3的水稻、小麦、玉米、棉花、油菜和大豆。该模型包括2个主要功能模块:光合作用和呼吸作用;土壤-作物系统氮素运移。前者综合考虑了环境因子和氮素的影响,后者包括了作物氮素吸收、土壤氮矿化和化肥氮释放。灵敏度分析表明,在输入参数变化±10%时,CropC-对6个主要输入参数响应的敏感性依次为温度>光合有效辐射>大气CO2浓度>土壤全氮含量>施氮量>降水。模型分析表明,气候变暖将降低作物净初级生产力。     

中国农业植被净初级生产力模拟(I)——模型的建立与灵敏度分析

以业已建成的稻麦作物净初级生产力模型为基本框架,建立了一个具有普适性的中国农业植被净初级生产力模型(CropC-)。CropC-的模拟对象为占我国农作物总播种面积2/3的水稻、小麦、玉米、棉花、油菜和大豆。该模型包括2个主要功能模块:光合作用和呼吸作用;土壤-作物系统氮素运移。前者综合考虑了环境因子和氮素的影响,后者包括了作物氮素吸收、土壤氮矿化和化肥氮释放。灵敏度分析表明,在输入参数变化±10%时,CropC-对6个主要输入参数响应的敏感性依次为温度>光合有效辐射>大气CO2浓度>土壤全氮含量>施氮量>降水。模型分析表明,气候变暖将降低作物净初级生产力。     

基于遥感信息和净初级生产力的天然橡胶估产模型

建立基于MODIS数据的天然橡胶净初级生产力遥感估算模型,利用2009年生长季(4—12月)250 m分辨率的MODIS数据和气象数据估算海南阳江农场天然橡胶的生长季净初级生产力, 通过天然橡胶的干物质分配率估算阳江农场天然橡胶的产胶潜力。用以树位为单元的地面实际干胶产量与已得到的天然橡胶林产胶潜力进行回归分析,建立天然橡胶干胶产量的估测模型。利用估产模型对阳江农场2010年7月的干胶产量进行模拟,用同期实际干胶产量对估产模型进行精度验证与实用性评价,结果显示7月估产模型均方根误差RMSE为1.78 g·m^-2,相对均方根误差RMSE_r为18.25%。研究表明,基于遥感信息和净初级生产力的天然橡胶估产模型具有较好的产量估测效果。     

镍和砷对铜绿微囊藻光合效应的影响

利用快速叶绿素荧光诱导动力学分析,研究了镍和砷对水华藻类铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的光合活性(F_v/F_m)和电子传递链的影响。结果发现,0.1~1.0 mg/L Ni~(2+)在低浓度处理1 d时,均可显著降低铜绿微囊藻的叶绿素a含量,抑制光合活性,叶绿素荧光产量和相应光合参数(φD_0、RC/CS_0和ET_0/ABS)均显著下降,并且抑制作用随着胁迫浓度和时间的增加而加剧;而不同As~(3+)浓度胁迫铜绿微囊藻时,1 d内抑制作用显著,叶绿素a含量、光合活性均和电子传递链光合参数显著下降,但低浓度处理组的光合活性有一定程度的恢复,光合参数RC/CS_0升高。实验结果表明,不同浓度Ni~(2+)和As~(3+)对铜绿微囊藻光合系统抑制效果不同,作用电子传递链的位点也不同,说明快速叶绿素荧光动态技术能够有效检测不同重金属的毒性效应。     

秸秆焚烧影响南京空气质量的成因探讨

综合利用卫星遥感的火点和云覆盖信息,结合气团后向轨迹分析,探讨了由秸秆焚烧造成的空气污染物的区域尺度输送和本地源对城市空气质量的影响.结果表明,在一定气象条件下,污染物可以发生区域尺度的输送,上风火点与下风城市的污染有明显的相关,将空气污染分为局地型(如,2006年5月31日、2009年11月8日)、区域型(如,2008年10月28日),以及局地区域相结合型(如,2006年6月14日、2007年6月5日、2008年6月2日)3种.应用本文的方法,在有云时,可以通过部分火点和气团后向轨迹分析推测污染物源地.空气污染气象条件分析表明,秸秆焚烧若伴随高空(500hPa)有槽(或位于槽前),低空存在弱切变,气流由周边向中心辐合;同时,若在均压场控制下,等压线稀疏,风速较小或静风,污染物则易积聚而不易输送;逆温层的形成将污染物禁锢在混合层以下,不利于垂直扩散;再加上较大的相对湿度,有利于霾的形成,造成严重空气污染.     

中国小麦遥感估产区划研究

大面积小麦遥感估产区划是一项专项应用区划,主要服务于小麦遥感估产研究与实践。本文结合农作物区划理论和小麦遥感估产的具体要求,并重点考虑后者,提出了小麦遥感估产区划的原则和依据,建立了区划指标体系,藉此把我国分为１４个估产区和３２个估产亚区。     

黄淮海地区土壤水分动态模拟模型

本文根据黄淮海地区１９９３～１９９５年麦季实测土壤水分、农业气象资料和卫星监测资料,试验了区域性土壤水分模型,以便模拟区内土壤水分及其相关要素的动态变化过程,解决以往土壤水分遥感模型只确定土壤水分含量不能确定水量结构的缺点。试验取得比较满意的效果,成功地利用遥感数据作为模型的输入,达到土壤墒情监测、水文水利分析和农作物遥感估产的目的。模型在输出水量结构的同时还提供了人类活动对水环境影响的信息。     

用ALMANAC作物生长模型模拟冬小麦生长

冬小麦是黄淮海地区的主要农作物。精确模拟冬小麦产量能够帮助生产者获得更好的经济效益。根据实验资料调整了ALMANAC作物生长模型部分参数后,用其对该地区的冬小麦生长进行了模拟,结果显示ALMANAC模型能够较好地模拟冬小麦的叶面积指数和产量。叶面积指数的模拟结果与实测结果的比值为1.0552,可决系数R2为0.7021;生物量模拟的最大误差为-6.01%,经济产量模拟的最大误差为-5.41%。模型还可以揭示影响冬小麦生长的主要胁迫因素。     

作物植株残体还田土壤对除草剂的截留作用

加入成熟作物植株残体还田的土壤（简称秸秆还田土壤）与自然土壤的土柱淋洗对比实验，研究了玉米秸秆还田土壤对除草剂乙草胺和阿特拉津的截留作用以及水稻秸秆还田土壤对丁草胺的截留作用。结果表明，作物秸秆还田土壤对所研究的三种除草剂有明显的截留作用，在土桩的最上部10cm内，秸秆还田土壤对乙草胺、丁草胺和阿特拉津的截留量分别是自然土壤对其截留量的1.33、1.77和1.88倍。     

气候变化对鲁西北平原冬小麦产量的影响及对策

气候变化会导致气候资源发生改变,从而引发粮食安全问题.耦合区域气候模式和作物生长模型,可定量分析气候变化导致的作物产量变动,探讨适宜的田间管理应对措施.研究以冬小麦作为研究对象,以我国粮食主产区之一的鲁西北平原作为研究区域,耦合MIROC-RegCM3区域气候模式和CERES-Wheat作物生长模型,开展A1B温室气体排放情景下,气候变化对冬小麦产量的影响及适应措施研究.结果表明,A1B气候情景下,该区域冬小麦潜在产量会有所下降;在现有管理措施的基础上,可通过培育对春化作用依赖较小的品种、 适当提早播期、 增加越冬水灌溉量等方式保证产量,减少年际间变异.该文研究结果可为应对未来气候变暖、 确保粮食安全提供参考.