辽宁花生种植的霜冻危险性分析

热量条件是我国花生北扩的限制性因素,霜冻是东北花生种植的突出问题。辽宁是我国重要的花生出口省,花生已成为第三大作物。本文从致灾角度研究霜冻对辽宁花生种植的危险性,对保障新兴产区油料作物的面积稳定和生产安全意义重大。本文利用辽宁省1961-2020年56个气象站的60年日最低气温资料,识别花生生长季内的春、秋霜日数和初、终霜日,评估花生种植的春霜危险性和秋霜危险性,分析当前播种期和收获期在降低霜冻风险上的作用。研究发现辽宁花生的秋霜危险性从西南向东北增加,春霜危险性从南向北增加。各站点日霜冻概率在秋季呈“S”型增加,在春季呈反“S”型降低,从0到首次达到100%或从最后一次出现100%到稳定达到0均需经历2个月左右时间。可将播种界限温度对应日期至初霜日之间的时段视为东北花生安全生长期。秋霜对辽宁花生的影响大于春霜,主产区中阜新、沈阳中北部和铁岭地区秋霜危险性较高,需推迟收获期以避免秋季冻害;大部分主产区可推迟播种期以避免春季冻害,但需考虑对成熟期的影响。秋收期霜冻遭遇土壤偏湿可能成为新挑战。

辽西半干旱区玉米产量预报方法对比研究

基于辽西半干旱区阜蒙县1986-2016年气象要素与玉米产量、发育期数据,使用产量丰歉相似年法、关键气象因子法、作物模型法开展了玉米产量预报研究,分析比较了3种产量预报方法的趋势预报正确率和定量预报准确率,结果表明,产量丰歉相似年法虽然可以实现玉米产量动态预报,但大概率法和加权分析法对玉米产量趋势的预报正确率均较低(33.3%~66.7%),其中加权平均法准确率高于大概率法的,但二者总体预报准确率都不高,且表现不稳定,不能满足业务服务需求。关键气象因子法提高了2014和2015年(生长季降水偏少年)的产量预报准确率,2年的产量预报趋势正确率为100%,产量预报准确率平均为89.5%。作物模型法随着发布预报日期的推迟,产量预报值更接近实际产量,降水正常年份预报效果好于降水偏少年份的预报效果。综上,将关键气象因子法与作物模型法相结合是准确预报半干旱区玉米产量的有效办法。两种方法相结合,对2011-2016年的产量预报准确率平均值达91.6%,能够满足业务服务需求。

气候变化对作物产量影响的研究进展

近年来全球气候变化研究正逐步深入,气候变化对作物产量影响的研究取得了明显的进展。本文在总结气候变化对作物产量影响的研究方法后,从CO2浓度升高、温度升高、CO2浓度与温度升高的交互作用、降水变化、每日的温差变化以及极端气候事件和气候变化综合影响7个方面总结了气候变化对作物生产和产量影响的研究进展,最后指出了气候变化对作物产量影响评价尚需加强和深入研究的几个方面。

1961～2010年辽宁省玉米低温冷害时空分布特征

基于平均气温和积温距平方法,采用已经颁布的玉米冷害指标并加以补充完善,利用50个站点逐日温度资料和17个站点玉米发育期资料,分析了辽宁省玉米不同生长阶段的低温冷害的时空分布规律及其对生育进程的影响。结果表明:玉米延迟性低温冷害发生频率从1961~2010年呈先上升后下降趋势,空间分布为从西北和东南两侧向中部地区逐渐减弱的趋势;中熟品种在抽雄-乳熟期的冷害发生率最高,为39%,晚熟品种在乳熟-成熟期冷害发生率最高,为33%;出苗-七叶期冷害导致成熟期延迟1~5 d,七叶-抽雄期冷害导致成熟期延迟1 d左右。

应用RS与GIS解译流域面积

在对辽宁省水资源遥感调查中,利用陆地卫星TM遥感图像,在地理信息系统的支持下,计算机屏幕解译河流的流域分界线,计算流域面积。实现了测绘数字化,简化了手工制图繁琐的作业流程,直接形成的数字矢量图精度提高,便于做各种分析和设计。

辽宁森林火灾的遥感监测

概述了极轨气象卫星的卫星参数、森林火灾的监测原理 ,提出了林火的计算机自动判识、人机交互判识和 3种主要干扰点的排除方法 ,结合实例给出了林火监测的业务流程。

长白山阔叶红松林主要树种光合作用的光响应曲线

以叶片光合作用观测资料为基础,利用直角双曲线与非直角双曲线两种方法对长白山阔叶红松林的主要建群树种红松(Pinuskoraiensis)、紫椴(Tiliaamurensis)、蒙古栎(Quercusmongolica)、水曲柳(Fraxinusmandshurica)光合作用的光响应曲线进行了拟合.结果表明,两种方法拟合结果不同,直角双曲线方法简单,但非直角双曲线的拟合结果更符合生理意义.由直角双曲线拟合得出4个树种的初始量子效率α、最大净光合作用速率Pmax以及暗呼吸Rd大于非直角双曲线的拟合结果,而光补偿点Lcp随树种不同而有差异.两种方法得出4个树种的α、Rd大小顺序相同,分别是α为水曲柳>紫椴>蒙古栎>红松;Rd为水曲柳>蒙古栎>紫椴>红松,但由两种方法得出的Pmax、Lcp值大小顺序有差异.

辽宁省农业气候资源变化特征分析

利用1971年-2000年辽宁地区54个气象站30年气候资料，应用线性气候倾向率方法对年和春、夏、秋、冬四季的光热水等主要农业气候资源要素进行诊断分析，应用Mann—Kendall方法完成了对主要农业气候资源要素的突变性检测。结果表明，近30年来，辽宁省增温趋势明显，热量资源更加丰富，特别是平均最低气温增温幅度尤其显著，冬季增温比春、夏、秋季都显著；气温、积温、无霜期等热量资源在20世纪80年代末期同步发生突变。降水量出现减少的趋势，趋势并不剧烈，但季节性明显，秋季降水减少的贡献最大，与降水有密切关系的蒸发潜力和降水蒸发差的变化趋势并不明显，不存在突变现象。太阳辐射与日照时数变化趋势一致，在1982年发生突变，并一直呈下降趋势，太阳辐射量和日照时数的减少，主要表现为夏季的欠缺。辽宁总体的农业气候变化存在以“气温显著升高，降水、日照减少”为主要特点的暖干化趋势，这种趋势在秋季表现得更为明显一些。最后简要讨论了农业气候资源的变化给辽宁农业生产带来的主要影响问题。

东北地区近44年的气候暖干化趋势分析及可能影响

东北地区位于我国最高纬度,是受全球气候变暖影响增温最显著的地区之一,有其独特的气候变化特点。利用东北地区近44年来较密集的气象观测资料,运用Yamamoto检测、趋势系数和气候倾向率等方法分析了该区域的气候时空变化规律、突变特征和暖干化趋势等,并初步探讨了这种变化对生态环境的可能影响。结果表明,东北地区总体气候变化存在暖干化倾向,气候暖干化趋势存在着季节性差异和地域性差异,暖干化趋势在夏、秋季及环境脆弱区的三江平原和科尔沁沙地及周边地区表现更为明显,由此引起的生态环境变化问题应引起重视。

辽宁省玉米适宜播种期的热量资源分析

适宜的播期是实现作物高产的必要条件。从玉米成熟所需的热量资源角度出发,提出了一种确定玉米最迟播种期的方法,基于辽宁省40个气象站气候数据,通过对玉米播种开始日期、最迟播种期的计算,对30年(1971—2000年)玉米播期的时间变化特征和空间分布差异进行了分析。结果表明:辽宁省大部地区玉米播种的开始日期在4月中旬末至4月下旬。30年中,玉米播种开始日期全省总体的变化趋势不明显,仅辽东和辽北地区玉米播种的开始日期有提前趋势,约每10年提前2天左右。30年中辽宁各地初霜冻日均表现出延迟的趋势,全省平均变化趋势为1.6天/10年。各地玉米的最迟播种期均在5月上旬末至5月中旬初,初霜冻日的推迟加之气候变暖趋势使得玉米最迟播期的气候倾向率为4.0～5.0天/10年。该研究给出了辽宁省各县(市)适播品种、适宜播种的时段分布并提出了适宜播种期确定的建议,以期为农业生产提供一定的参考。

玉米农田蒸散过程及其对气候变化的响应模拟

应用基于生理生态学过程的EALCO模型,对玉米农田生态系统的蒸散(ET)过程进行了模拟,在模型检验基础上,使用该模型模拟了玉米农田生态系统ET过程对未来气候变化的响应。结果表明,EALCO模型中能量与水过程的动态耦合机制使模型能够较好地模拟农田蒸散过程,基于涡度相关法的观测值与模型模拟值在小时、日尺度上均吻合较好,模型可以解释67%的日蒸散的变化特征。对土壤蒸发与冠层蒸腾的分别模拟显示,生长季土壤蒸发约占ET的36%。温度的升高会引起ET与冠层蒸腾的增加,同时土壤蒸发减少;ET对降水减少的响应较为敏感,主要表现在土壤蒸发的下降。大气CO2浓度升高对冠层蒸腾影响显著,该情景下冠层蒸腾下降幅度最大。研究所假设的2100年气候情景下,该农田生态系统生长季蒸散将减少,然而相对于降水的减少而言,蒸散的减少量较小,即水分支出项相对增加,因此,发生土壤水分匮乏的可能性加大,这可能会加剧该地区的暖干化趋势,给作物产量及生态环境带来威胁。

土壤水分胁迫对玉米生长发育的影响研究进展

全球气候变化的长期趋势预示着将出现更多的易发生干旱的区域,伴随着玉米生长区域的不断扩张,干旱的发生可能会导致粮食产量的不稳定性增强,甚至危及地区及全球的粮食安全。产量下降的程度不仅取决于干旱的严重程度也取决于作物所处的生长阶段。本研究试图从玉米植株形态、产量和产量构成、生理指标和后续生长发育指标以及可恢复能力等几方面,就土壤水分胁迫对玉米生长发育的影响进行了综述,同时就水分胁迫影响的研究方法及玉米对水分胁迫的响应及适应方面也做了阐述,提出了进一步开展相关研究应重点关注的几个方面。

FY3/MERSI和EOS/MODIS归一化植被指数差异分析

为进行中分辨率成像光谱仪的EOS/MODIS数据与FY3/MERSI数据归一化植被指数(NDVI)的差异性分析,分别选取2008年8月16日、2009年8月30日EOS/MODIS和FY3/MERSI遥感数据,分林地、灌丛、旱田、水田、城市、沙地6种不同地类进行了植被指数计算,并从数据相关性、直方图分布、特征空间分布等方面进行了分析比较。结果表明,MODIS/NDVI和MERSI/NDVI有着共同的直方图走势,动态范围基本一致,各类地物的反演结果均表现出很好的线性一致性,其中林地R2最高,达到了0.8624。

GIS的干旱监测信息系统研究

利用遥感信息数据,结合地面观测资料,通过干旱监测模型及高程(DEM)数据,在GIS的平台上建立干旱监测信息系统。在监测不同灾害时,能根据监测区的特性将监测区设置成不同的分区,并针对每一分区确定监测指标,快速、准确地实现监测区内的农业气象灾害监测及等级划分。并以2004年6月份辽宁省干旱监测为例,进行了干旱等级划分及面积监测分析。

基于MODIS的海冰面积遥感监测及其与气温的相关分析

利用MODIS海冰遥感监测原理及海冰反演方法,提取海冰像元并估算海冰面积。利用2004～2007年冬季MODIS遥感影像,并结合辽东湾沿岸14个气象站的气象资料,研究辽东湾海冰面积与气温的关系。结果表明:辽东湾冬季海冰面积与气温有着显著的负相关关系,相关系数为-0.815,通过二者之间的回归方程可预估未来海冰面积变化趋势。

辽宁省河流水系及流域的遥感解译

水资源是人民生活、生产不可缺少的重要资源 ,随着人口增长和工业发展 ,水资源供需矛盾日益突出 ,水资源的合理开发利用是当前急需解决的问题 ,而河流水系分布及流域面积的准确计算是开发利用的基础。 1984年辽宁省曾进行第一次水资源普查工作 ,由于时间变迁和当时技术水平的限制 ,许多河流水系分布、流域面积等基础资料已不能准确反映当前状况。本研究利用美国地球资源卫星TM数字图像资料 ,选用ER -Mapper图像处理软件 ,对辽宁省河流水系及流域进行遥感解译。采用多比例尺、多波段、多时相的解译方法 ,同时还进行了直方图均衡化处理、滤波处理、线性变换等多种图像处理技术。采用波谱间关系法 ,建立了河流水系和流域遥感解译标志 ,同时采用主成分分析方法进行海岸线的遥感解译。计算了辽宁省主要河流长度及流域面积 ,与第一次水资源普查时的计算结果进行了对比分析 。

应用NOAA/AVHRR资料监测松毛虫危害研究初探

探讨了利用气象卫星定量监测松毛虫危害程度的可能性.以针叶被害率代表松毛虫的危害程度,轻度、中度、重度危害分别定义为针叶被害率<30%、30%～60%和>60%.根据地面光谱观测资料,建立了归一化植被指数与针叶被害率的相关方程,无松毛虫危害时NDVI为0.8823;为了消除大气等因子影响,利用松毛虫危害与未被危害的植被指数相对值表示松毛虫轻、中、重危害程度的遥感监测指标,无危害为1,0.78～1为轻度危害,0.57～0.78为中度危害,<0.57为重度危害.监测危害面积时,利用线性可加垂直植被指数进行混合象元分解.并分别对严重、中度、轻度3种类型发生年进行了定量监测分析,结果表明,AVHRR资料对中等以上松毛虫危害可进行定量监测分析,监测受灾面积比用同期的陆地卫星TM资料监测的受灾面积小12.1%～14.3%;对于轻度危害区域,采用气象卫星不易分辨,主要是由于不同下垫面和大气影响的差异,以及气象卫星空间分辨率较低.

辽宁省农作物及自然物候对气候变暖的响应

利用辽宁省1971年以来近40年气候资料和1981年以来25年物候期观测资料,采用数理统计、气候倾向率、地理信息系统精细化模拟等方法,对辽宁地区主要农作物及自然物候在气候变暖过程中的显著变化进行了分析。结果表明,近40年来辽宁地区增温趋势明显,气候变暖显著,2001～2006年全省平均大于10℃积温比20世纪70年代增加277.4℃,无霜期延长13d。农作物与自然物候对气候变暖反应敏感,近36年(1971～2006年)玉米适宜播期提前4d左右,水稻适宜生长期延长近8d,冬小麦可种植北界从盖州北移约250km;近25年(1981～2005年)草本植物春季展叶期每10年提前2～4d,草本、木本植物秋季枯黄期每10年推后5～7d。

农田土壤水分动态估算模式的研究

利用气温、降水等常规气象资料 ,建立了以旬为时间单位的农田土壤水分动态估算模式。并通过对昌图、庄河及朝阳三地作物生长季农田土壤水分估算的实例分析 ,验证了该模型的准确性。该模型的建立对干旱发生的预测、预警和合理安排农事活动具有实际意义。

辽宁省负积温地理分布特征与模拟

负积温是表征霜期农业生产热量资源的生态指标之一,通过对辽宁省48个气象站1961～1990年日平均气温观测资料进行统计,计算了冬季(11月至翌年3月)各月及整个冬季的负积温值,并分析其地理分布特征;利用地理信息系统技术,建立了负积温多年平均值与经度、纬度和海拔高度的小网格推算模型,并在ARCGIS平台上制作负积温数字图像,大大提高了传统手段分析负积温的精度,为发展霜期农业生产和农业结构调整提供依据.