农作物物候信息对农作物长势监测和估产具有重要意义。该文以河北省中南部冬小麦为研究对象,以叶面积指数(LAI,leaf area index)为同化量,采用重采样粒子滤波算法同化WOFOST(world food studies)作物生长模型和遥感观测LAI,重构LAI时间...农作物物候信息对农作物长势监测和估产具有重要意义。该文以河北省中南部冬小麦为研究对象,以叶面积指数(LAI,leaf area index)为同化量,采用重采样粒子滤波算法同化WOFOST(world food studies)作物生长模型和遥感观测LAI,重构LAI时间序列数据,基于重构数据提取冬小麦返青期、抽穗期和成熟期等关键物候期。重构结果表明,重构的LAI具有良好的时间连续性和空间连续性,可减缓WOFOST作物模型LAI变化剧烈程度,峰值出现时间与遥感LAI曲线基本同步,且可一定程度上解决遥感观测LAI数值整体偏低和数据缺失的问题。物候期监测结果表明,在空间分布上与冬小麦实际生长状况基本相符,时间上也较为合理,但因在返青期存在LAI高初始值、成熟期存在LAI下限不确定性等问题致使在具体日期存在偏差。展开更多
This study firstly analyzed the shrinkage of winter wheat and the changes of crop- ping systems in the Hebei Plain from 1998 to 2010 based on the agricultural statistic data of 11 cities and meteorological data, inclu...This study firstly analyzed the shrinkage of winter wheat and the changes of crop- ping systems in the Hebei Plain from 1998 to 2010 based on the agricultural statistic data of 11 cities and meteorological data, including daily temperature, precipitation, water vapor, wind speed and minimum relative humidity data from 22 meteorological stations, and then calcu- lated the water deficit and irrigation water resources required by different cropping systems, as well as the irrigation water resources conserved as a result of cropping system changes, using crop coefficient method and every ten-day effective precipitation estimation method. The results are as follows. 1） The sown areas of winter wheat in the 11 cities in the Hebei Plain all shrunk during the study period. The shrinkage rate was 16.07% and the total shrinkage area amounted to 49.62×10^4 ha. The shrinkage was most serious in the Bei- jing-Tianjin-Tangshan metropolitan agglomerate, with a shrinkage rate of 47.23%. 2） The precipitation fill rate of winter wheat was only 20%-30%, while those of spring maize and summer maize both exceeded 50%. The irrigation water resources demanded by the winter wheat-summer maize double cropping system ranged from 400 mm to 530 mm, while those demanded by the spring maize single cropping system ranged only from 160 mm to 210 ram. 3） The water resources conserved as a result of the winter wheat sown area shrinkage during the study period were about 15.96×10^8 m^3/a, accounting for 27.85% of those provided for Beijing, Tianjin and Hebei by the first phase of the Mid-Route of the South-to-North Water Diversion Project.展开更多
利用FSAM（Flux Source Area Model）模型，对中国科学院长武黄土高原农业生态试验站2004-2005年冬小麦生育期内的通量数据空间代表性进行了研究。结果发现，在90％贡献率水平下，整个冬小麦各生育期内通量源区范围动态变化明显，通量...利用FSAM（Flux Source Area Model）模型，对中国科学院长武黄土高原农业生态试验站2004-2005年冬小麦生育期内的通量数据空间代表性进行了研究。结果发现，在90％贡献率水平下，整个冬小麦各生育期内通量源区范围动态变化明显，通量贡献最大点在距离观测点7．7—36．2m范围内变化。在盛行风向上，通量源区离观测点最近点为3．3m，最远点可达172．8m；在侧风向上，通量源区在38．1～128．4m范围内变化。不同观测高度的对比研究表明，观测高度从1．86ITI增加到12．17m，盛行风向上源区距观测点最远距离从172．8m增加到1555．2m；在侧风向上则从123．2m增加到665．8m，通量源区范围随高度的增加而增大。大气稳定度对通量贡献源区影响很大，在大气稳定状态下，通量源区面积最大，距观测点最远距离达到135．3ITI；中性条件下次之，为101．7m；在不稳定条件下面积最小，为36．3m。同一日内，夜晚源区面积较白天大。在日和季尺度上，大气稳定度是影响通量源区范围的一个重要因素。展开更多
为建立关中灌区冬小麦施肥指标体系,对关中灌区2008年95个冬小麦"3414"大田试验数据进行整理、分析,以相对产量70%、80%、90%和95%划分土壤养分丰缺指标,并利用一元二次模型对各试验点施肥量与产量关系进行模拟,确定各试验点...为建立关中灌区冬小麦施肥指标体系,对关中灌区2008年95个冬小麦"3414"大田试验数据进行整理、分析,以相对产量70%、80%、90%和95%划分土壤养分丰缺指标,并利用一元二次模型对各试验点施肥量与产量关系进行模拟,确定各试验点最佳经济产量施肥量,最终建立了关中灌区冬小麦基于土壤碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)测定值的氮、磷、钾推荐施肥模型,确定了不同肥力水平下的推荐施肥量:当碱解氮含量处于极低(<50 mg kg-1)、低(50～80 mg kg-1)、中(80～120 mg kg-1)和高等级(>120 mg kg-1)时,氮肥(N)施用量分别为190～230 kg hm-2、150～190 kg hm-2、110～150 kg hm-2和0～110 kg hm-2;有效磷含量处于极低(<10 mg kg-1)、低(10～20 mg kg-1)、中(20～35 mg kg-1)和高等级(>35 mg kg-1)时,磷肥(P2O5)施用量分别为130～160 kg hm-2、110～130 kg hm-2、90～110 kg hm-2和0～90 kg hm-2;速效钾含量处于低(<90 mg kg-1)、中(90～150 mg kg-1)、高(150～190 mg kg-1)和极高等级(>190 mg kg-1)时,钾肥(K2O)施用量分别为120～150 kg hm-2、90～120 kg hm-2、70～90 kg hm-2和0～70 kg hm-2。示范试验证明推荐施肥处理较农民习惯施肥处理平均增产789 kg hm-2,增收1 227元hm-2,肥料贡献率提高8.2个百分点,每kg氮磷钾肥小麦增产量提高1.7 kg。展开更多
冬小麦叶面积指数(leaf area index,LAI)是进行作物长势判断和产量估测的重要农学指标之一,高光谱遥感技术为大面积、快速监测植被LAI提供了有效途径。在探讨利用最小二乘支持向量机(least squares support vector machines,LS-SVM)方...冬小麦叶面积指数(leaf area index,LAI)是进行作物长势判断和产量估测的重要农学指标之一,高光谱遥感技术为大面积、快速监测植被LAI提供了有效途径。在探讨利用最小二乘支持向量机(least squares support vector machines,LS-SVM)方法和高光谱数据对不同条件下冬小麦LAI的估算能力。在用主成分分析法(principal component analysis,PCA)对PHI航空数据降维的基础上,利用实测LAI数据和高光谱反射率数据,构建LS-SVM模型,采用独立变量法,分别估算不同株型品种、不同生育时期、不同氮素和水分处理条件下的冬小麦LAI,并与传统NDVI模型反演结果对比。结果显示,每种条件下的LS-SVM模型都具有比NDVI模型更高的决定系数和更低的均方根误差值,即反演精度高于相应的NDVI模型。NDVI模型对不同株型品种、不同氮素和水分条件下冬小麦LAI估算精度不稳定,LS-SVM则表现出较好的稳定性。表明LS-SVM方法利用高光谱反射率数据对于不同条件下的冬小麦LAI反演具有良好的学习能力和普适性。展开更多
文摘农作物物候信息对农作物长势监测和估产具有重要意义。该文以河北省中南部冬小麦为研究对象,以叶面积指数(LAI,leaf area index)为同化量,采用重采样粒子滤波算法同化WOFOST(world food studies)作物生长模型和遥感观测LAI,重构LAI时间序列数据,基于重构数据提取冬小麦返青期、抽穗期和成熟期等关键物候期。重构结果表明,重构的LAI具有良好的时间连续性和空间连续性,可减缓WOFOST作物模型LAI变化剧烈程度,峰值出现时间与遥感LAI曲线基本同步,且可一定程度上解决遥感观测LAI数值整体偏低和数据缺失的问题。物候期监测结果表明,在空间分布上与冬小麦实际生长状况基本相符,时间上也较为合理,但因在返青期存在LAI高初始值、成熟期存在LAI下限不确定性等问题致使在具体日期存在偏差。
基金National Natural Science Foundation of China,No.41101085
文摘This study firstly analyzed the shrinkage of winter wheat and the changes of crop- ping systems in the Hebei Plain from 1998 to 2010 based on the agricultural statistic data of 11 cities and meteorological data, including daily temperature, precipitation, water vapor, wind speed and minimum relative humidity data from 22 meteorological stations, and then calcu- lated the water deficit and irrigation water resources required by different cropping systems, as well as the irrigation water resources conserved as a result of cropping system changes, using crop coefficient method and every ten-day effective precipitation estimation method. The results are as follows. 1） The sown areas of winter wheat in the 11 cities in the Hebei Plain all shrunk during the study period. The shrinkage rate was 16.07% and the total shrinkage area amounted to 49.62×10^4 ha. The shrinkage was most serious in the Bei- jing-Tianjin-Tangshan metropolitan agglomerate, with a shrinkage rate of 47.23%. 2） The precipitation fill rate of winter wheat was only 20%-30%, while those of spring maize and summer maize both exceeded 50%. The irrigation water resources demanded by the winter wheat-summer maize double cropping system ranged from 400 mm to 530 mm, while those demanded by the spring maize single cropping system ranged only from 160 mm to 210 ram. 3） The water resources conserved as a result of the winter wheat sown area shrinkage during the study period were about 15.96×10^8 m^3/a, accounting for 27.85% of those provided for Beijing, Tianjin and Hebei by the first phase of the Mid-Route of the South-to-North Water Diversion Project.
文摘利用FSAM（Flux Source Area Model）模型，对中国科学院长武黄土高原农业生态试验站2004-2005年冬小麦生育期内的通量数据空间代表性进行了研究。结果发现，在90％贡献率水平下，整个冬小麦各生育期内通量源区范围动态变化明显，通量贡献最大点在距离观测点7．7—36．2m范围内变化。在盛行风向上，通量源区离观测点最近点为3．3m，最远点可达172．8m；在侧风向上，通量源区在38．1～128．4m范围内变化。不同观测高度的对比研究表明，观测高度从1．86ITI增加到12．17m，盛行风向上源区距观测点最远距离从172．8m增加到1555．2m；在侧风向上则从123．2m增加到665．8m，通量源区范围随高度的增加而增大。大气稳定度对通量贡献源区影响很大，在大气稳定状态下，通量源区面积最大，距观测点最远距离达到135．3ITI；中性条件下次之，为101．7m；在不稳定条件下面积最小，为36．3m。同一日内，夜晚源区面积较白天大。在日和季尺度上，大气稳定度是影响通量源区范围的一个重要因素。
文摘为建立关中灌区冬小麦施肥指标体系,对关中灌区2008年95个冬小麦"3414"大田试验数据进行整理、分析,以相对产量70%、80%、90%和95%划分土壤养分丰缺指标,并利用一元二次模型对各试验点施肥量与产量关系进行模拟,确定各试验点最佳经济产量施肥量,最终建立了关中灌区冬小麦基于土壤碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)测定值的氮、磷、钾推荐施肥模型,确定了不同肥力水平下的推荐施肥量:当碱解氮含量处于极低(<50 mg kg-1)、低(50～80 mg kg-1)、中(80～120 mg kg-1)和高等级(>120 mg kg-1)时,氮肥(N)施用量分别为190～230 kg hm-2、150～190 kg hm-2、110～150 kg hm-2和0～110 kg hm-2;有效磷含量处于极低(<10 mg kg-1)、低(10～20 mg kg-1)、中(20～35 mg kg-1)和高等级(>35 mg kg-1)时,磷肥(P2O5)施用量分别为130～160 kg hm-2、110～130 kg hm-2、90～110 kg hm-2和0～90 kg hm-2;速效钾含量处于低(<90 mg kg-1)、中(90～150 mg kg-1)、高(150～190 mg kg-1)和极高等级(>190 mg kg-1)时,钾肥(K2O)施用量分别为120～150 kg hm-2、90～120 kg hm-2、70～90 kg hm-2和0～70 kg hm-2。示范试验证明推荐施肥处理较农民习惯施肥处理平均增产789 kg hm-2,增收1 227元hm-2,肥料贡献率提高8.2个百分点,每kg氮磷钾肥小麦增产量提高1.7 kg。
文摘冬小麦叶面积指数(leaf area index,LAI)是进行作物长势判断和产量估测的重要农学指标之一,高光谱遥感技术为大面积、快速监测植被LAI提供了有效途径。在探讨利用最小二乘支持向量机(least squares support vector machines,LS-SVM)方法和高光谱数据对不同条件下冬小麦LAI的估算能力。在用主成分分析法(principal component analysis,PCA)对PHI航空数据降维的基础上,利用实测LAI数据和高光谱反射率数据,构建LS-SVM模型,采用独立变量法,分别估算不同株型品种、不同生育时期、不同氮素和水分处理条件下的冬小麦LAI,并与传统NDVI模型反演结果对比。结果显示,每种条件下的LS-SVM模型都具有比NDVI模型更高的决定系数和更低的均方根误差值,即反演精度高于相应的NDVI模型。NDVI模型对不同株型品种、不同氮素和水分条件下冬小麦LAI估算精度不稳定,LS-SVM则表现出较好的稳定性。表明LS-SVM方法利用高光谱反射率数据对于不同条件下的冬小麦LAI反演具有良好的学习能力和普适性。
