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CO浓度和温度升高下不同类型水稻高光谱特征及叶绿素含量反演对比分析

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农业环境科学学报 2024年

作者：陈铭杰何昊柯浩楠曹琰梅史家宾屈珂樨赵婧李琪胡正华南京信息工程大学生态与应用气象学院湖南省气象局技术装备中心长沙农业气象试验站

为了探究大气CO2浓度和温度升高对粳稻和籼稻的高光谱特征及叶绿素含量的影响，本研究以粳稻“金香玉1号”和籼稻“扬稻6号”为试验品种，通过开顶式气室（OTC）进行田间试验，设置四种处理：对照(环境CO2浓度和气温，CK)、CO2浓度比CK... 详细信息

为了探究大气CO2浓度和温度升高对粳稻和籼稻的高光谱特征及叶绿素含量的影响，本研究以粳稻“金香玉1号”和籼稻“扬稻6号”为试验品种，通过开顶式气室（OTC）进行田间试验，设置四种处理：对照(环境CO2浓度和气温，CK)、CO2浓度比CK升高200 μmol·mol-1（C+）、温度比CK升高2 ℃（T+）、CO2浓度和温度共同升高（C+T+），测定各处理下水稻叶片的叶绿素相对含量（SPAD）和高光谱反射率，对原始光谱进行一阶导数变换，比较粳稻和籼稻的高光谱特征，并采用一元和多元方法构建叶绿素含量的最佳估算模型。结果表明：（1）C+处理使SPAD值增加2.8%～8.8%，而T+处理使其降低4.4%～11.1%，且T+处理下粳稻“金香玉1号”的叶绿素含量下降更为明显。（2）CO2浓度和温度处理虽未改变水稻冠层原始光谱曲线的波形，但显著影响了反射率。（3）水稻一阶导数光谱反射率呈现“单峰”或“双峰”特征，各处理的粳稻在整个生长季中主峰位置均出现蓝移，而籼稻在T+和C+T+处理下呈现先红移后蓝移。（4）粳稻的最优叶绿素反演模型为支持向量回归（SVR），其决定系数R2为0.63，均方根误差（RMSE）为2.94；籼稻的最优叶绿素反演模型为BP神经网络，其R为0.66，RMSE为2.73。综上，在CO2浓度和温度升高条件下，粳稻和籼稻的高光谱特征存在显著差异，且多元模型在叶绿素含量反演中表现出更优的估算效果。

关键词： CO 浓度温度水稻叶绿素含量光谱参数

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基于气象要素的马铃薯分期播种研究

种子科技 2024年第9期42卷 1-3,7页

作者：陈余郑翔飚王玉琴昭通农业气象试验站云南昭通657000

为了解马铃薯在异常气候下栽培技术调控的理论依据,利用宣薯2号马铃薯在海拔2300m的地区开展分期播种试验,分析气温、降水、土壤湿度对不同播期马铃薯产量和发育期的影响。结果表明,随着播种日期推迟,马铃薯发育期呈缩短的现象;马铃薯... 详细信息

为了解马铃薯在异常气候下栽培技术调控的理论依据,利用宣薯2号马铃薯在海拔2300m的地区开展分期播种试验,分析气温、降水、土壤湿度对不同播期马铃薯产量和发育期的影响。结果表明,随着播种日期推迟,马铃薯发育期呈缩短的现象;马铃薯产量与播种日期、发育期平均气温的相关性显著,在3月上旬至中旬播种,发育期平均气温为12~13℃时,有利于马铃薯高产。此外,在覆膜栽培技术中,马铃薯产量受播种时10~30cm层土壤湿度影响显著。

关键词：马铃薯气象要素分期播种产量发育期土壤湿度

基于GIS的福州市设施越冬茬番茄种植气候适宜性区划

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园艺与种苗 2024年第8期44卷 17-19页

作者：叶洛苏荣瑞林瑞坤陈强福州农业气象试验站福建福州350014

[目的]制作福州市越冬茬番茄种植精细化气候适宜性区划图。[方法]基于福建省67个国家气象观测站1981—2018年气候资料和1991—2018年冬季寒冻害灾情资料,采用冬季(12月月至翌年2月)≥10℃活动积温、平均气温、日照时数作为越冬茬番茄的... 详细信息

[目的]制作福州市越冬茬番茄种植精细化气候适宜性区划图。[方法]基于福建省67个国家气象观测站1981—2018年气候资料和1991—2018年冬季寒冻害灾情资料,采用冬季(12月月至翌年2月)≥10℃活动积温、平均气温、日照时数作为越冬茬番茄的气候资源指标,选取80%保证率的冬季极端低温、冬季平均日最低气温构建越冬茬番茄的寒冻害风险指标。采用统计方法建立区划指标的地理模型,应用ArcGIS的空间分析和多层复合方法,对福州市越冬茬番茄种植气候适宜性进行区域划分。[结果]福州市越冬茬番茄种植气候适宜区主要分布于长乐、福清的低平区域;次适宜区为闽侯、闽清沿闽江两岸低平区域和罗源、连江的部分区域;不适宜区主要分布于晋安、闽侯、连江、罗源、闽清、永泰、福清、长乐的中高海拔山区。[结论]该研究可为规划福州市设施越冬茬番茄的生产布局提供参考。

关键词：番茄气候适宜性区划 GIS

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基于GIS的福州市水果玉米春播期气候区划

海峡科学 2024年第6期 31-34页

作者：叶洛林瑞坤福州农业气象试验站福建福州350014

利用2010—2023年福州市及其周边136个气象站点的3—4月观测资料,结合水果玉米的生长特性及前人的研究结果,确定福州市水果玉米春播期气候区划指标。运用回归分析法建立气候因子与地理因子的福州市水果玉米春播期区划指标模型,采用GIS... 详细信息

利用2010—2023年福州市及其周边136个气象站点的3—4月观测资料,结合水果玉米的生长特性及前人的研究结果,确定福州市水果玉米春播期气候区划指标。运用回归分析法建立气候因子与地理因子的福州市水果玉米春播期区划指标模型,采用GIS技术对福州市水果玉米春播期进行气候区划,结果表明,早播期主要分布在福清市中南部、福州市区大部、闽侯县中部、闽清县东北至中南部、永泰县西南部的平原地区;中播期集中于长乐区、连江县、罗源县、晋安区、马尾区的平原地区和福清市、闽侯县、闽清县、永泰县的中低海拔山区;晚播区主要位于连江县、罗源县、晋安区、永泰县,以及闽侯县海拔高度600 m以上山区。通过实地验证,区划结果与福州市水果玉米的春播期吻合性较高,研究结果可为福州市水果玉米适时播种提供参考依据。

关键词：水果玉米春播期气候区划福州市

气候因子和人类活动对松辽流域植被叶面积指数动态的影响

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生态学报 2024年第5期44卷 2043-2056页

作者：马云飞何全军张月维石艳军李建平袁福香吉林省气象科学研究所长春130062 长白山气象与气候变化吉林省重点实验室长春130062 吉林省农业气象灾害风险评估与防控科技创新中心长春130062 广州气象卫星地面站广州510640

了解气候变化和人类活动对植被的影响对陆地生态系统可持续发展具有重要意义。基于月尺度MODIS LAI、气象等数据,采用基于像元的趋势及偏相关分析、时滞与累积效应分析和改进的残差分析等方法,评估松辽流域2001—2021年生长季植被叶面... 详细信息

了解气候变化和人类活动对植被的影响对陆地生态系统可持续发展具有重要意义。基于月尺度MODIS LAI、气象等数据,采用基于像元的趋势及偏相关分析、时滞与累积效应分析和改进的残差分析等方法,评估松辽流域2001—2021年生长季植被叶面积指数(LAI)动态,在顾及时滞与累积效应的情况下探究气候与人为驱动因素对植被的影响。结果表明:(1)松辽流域LAI总体呈“平原低,山地高”的空间分布格局。近21年植被LAI在波动中呈上升趋势,未来植被变化以持续改善为主,但内蒙古西部草原及大、小兴安岭局部地区仍存在退化风险。(2)LAI总体上与气温、降水呈正相关,相较气温植被生长对降水更敏感。LAI变化的时间效应随气候因子、覆被类型及植被分区的不同而发生变化。LAI对气温的主要时间效应为2个月滞后和0—1个月累积,而对降水主要为无显著滞后和1个月累积。(3)气候变化和人类活动的联合作用是影响松辽流域植被LAI动态的主要原因,两者对植被变化的贡献分别占41.7%和58.3%,同时考虑时滞和累积效应时,提升了气候因子对植被生长的解释度。

关键词：气候因子松辽流域时滞累积效应人类活动残差分析

常熟市大气污染特征、健康风险评价及潜在源分析

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地球环境学报 2024年第3期15卷 421-432页

作者：孙雪沙丹丹王霄张庆池徐州市气象局徐州221000 徐州市农业气象试验站徐州221000

利用常熟市2018—2020年空气质量自动监测站点的常规大气污染物数据对空气质量及主要污染物变化特征进行分析,并利用大气污染与健康暴露评价模型分析常熟市近年来大气健康风险特征,同时结合HYSPLIT后向轨迹模型,综合运用轨迹聚类及PSCF... 详细信息

利用常熟市2018—2020年空气质量自动监测站点的常规大气污染物数据对空气质量及主要污染物变化特征进行分析,并利用大气污染与健康暴露评价模型分析常熟市近年来大气健康风险特征,同时结合HYSPLIT后向轨迹模型,综合运用轨迹聚类及PSCF分析方法,计算不同季节影响常熟市城区的主要气流输送路径及常熟市O_(3)的主要潜在源区。结果表明:2018—2020年,常熟市空气质量明显改善,AQI达标天逐年增多,中重度以上污染天呈明显减少趋势,SO_(2)、PM_(2.5)、NO_(2)、PM_(10)浓度均呈下降趋势,大气污染防治效果显著。PM_(2.5)与O_(3)仍是影响常熟市空气质量的主要因素,其中O_(3)对空气质量的影响逐年增强。PM_(2.5)季节变化特征明显,冬季浓度最高,夏季最低;O_(3)浓度春夏季较高,冬季最低。常熟市大气污染物的健康风险同污染物特征分布趋于一致,具有显著的时间分布特征。颗粒物对人体健康的相对风险值处于较低水平,呈逐年降低趋势;而O_(3)的健康风险威胁总体上高于颗粒物,且在近两年逐渐上升,夏季对人体健康威胁风险等级达适中级别,造成死亡率/发病率的相对风险增加3.0%—5.1%。后向轨迹聚类分析结果表明常熟市夏季受南与东南方向气流影响较大,二者在夏季总气流轨迹中的占比高达66.21%。潜在源分析结果表明,常熟地区对人体健康威胁较大的O_(3)潜在源区广泛,主要分布在江苏北部、安徽南部、浙江东部地区,同时还存在部分广东地区的远距离输送。

关键词：大气污染 PM_(2.5) O_(3) 污染特征健康风险潜在源分析

长白山地区土壤水蚀时空演变特征及驱动因素分析

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节水灌溉 2024年第4期 78-85页

作者：马云飞许翔驰马艳敏全秋浩吴玉洁王冬妮吉林省气象科学研究所长春130062 长白山气象与气候变化吉林省重点实验室长春130062 吉林省农业气象灾害风险评估与防控科技创新中心长春130062 吉林省气象信息网络中心长春130062

探讨长白山地区受极端降水、地形复杂、植被破坏等因素影响造成的土壤侵蚀状况,可以研判该地区水土流失情况,为当地水土生态保护提供科学参考。利用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)、趋势及相关分析法,定量分析长白山地区土壤水蚀的空间... 详细信息

探讨长白山地区受极端降水、地形复杂、植被破坏等因素影响造成的土壤侵蚀状况,可以研判该地区水土流失情况,为当地水土生态保护提供科学参考。利用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)、趋势及相关分析法,定量分析长白山地区土壤水蚀的空间格局及时空分布特征,并探究土壤水蚀与气候、植被覆盖度及地形驱动因子的关系。结果表明:2000-2020年长白山地区土壤水蚀模数均值总体呈“西南高,东北低”的空间格局。相较于其他地类,草地、未利用地、林地更易发生土壤水蚀。近21 a来,土壤水蚀模数平均以0.0255 t/(hm^(2)·a)的速度上升,土壤水蚀模数表现为上升趋势的地区占研究区总面积的68.3%,侵蚀等级总体以微度和轻度为主,且轻度侵蚀比例也呈增加趋势,表明该地区土壤侵蚀状况趋于好转,未来吉林市中北部和延边州部分地区的水土流失风险较高。土壤水蚀与降水、海拔高度及坡度具有较为显著的正相关关系,而与气温、植被覆盖度的相关性以负相关为主。海拔大于1000 m或坡度大于20°的草地、林地区域是水土防治的重点地形区。

关键词：长白山地区土壤水蚀修正通用土壤流失方程(RUSLE) 气候变化植被覆盖度地形驱动因子

福建两系杂交稻制种安全高产的精细气候适宜性区划

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中国农业气象 2024年第1期45卷 45-57页

作者：苏荣瑞林瑞坤孙朝锋陈家金吴志源杨凯福州农业气象试验站福州350014 福州市智慧气象行业技术创新中心福州350014 福建省气象服务中心福州350001 福建省农业科学院水稻研究所福州350018 福建省气象科学研究所福州350001

利用福建省67个国家气象观测站1971-2020年气象资料以及地理信息资料、两系杂交稻制种基地调查资料,构建了两系杂交稻制种育性转换敏感期气候风险模型与风险等级指标、扬花授粉期天气综合危害指数模型与等级指标两个安全期气候区划指标... 详细信息

利用福建省67个国家气象观测站1971-2020年气象资料以及地理信息资料、两系杂交稻制种基地调查资料,构建了两系杂交稻制种育性转换敏感期气候风险模型与风险等级指标、扬花授粉期天气综合危害指数模型与等级指标两个安全期气候区划指标,选择不育系育性转换起点温度23℃开展研究,基于两系杂交稻制种气候适宜性分区等级标准,采用多层复合方法,开展基于GIS的福建省两系杂交稻制种安全高产精细气候适宜性区划。结果表明:育性敏感期安排在7月上旬-下旬、7月中旬-8月上旬,扬花授粉期安排在8月上旬-中旬,适宜区分布在福建北部、西南部等县市海拔300m以下的区域,次适宜区分布在福建北部、西南部等县市海拔300-500m的区域;育性敏感期安排在7月下旬-8月中旬、8月上旬-下旬,扬花授粉期8月下旬-9月上旬,适宜区分布在福建北部、西南部等县市海拔400m以下的区域,次适宜区分布在福建北部、西南部等县市海拔400-500m的区域;育性敏感期安排在7月上旬-8月下旬,扬花授粉期安排在8月上旬-9月上旬,低适宜区分布在海拔500-1000m的区域,不适宜区分布在海拔1000m以上区域。

关键词：两系杂交稻制种安全高产气候适宜性区划

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河池市桑树种植的气候条件分析

北方蚕业 2024年第3期45卷 38-44页

作者：黄维刘芳谭佳勇柳州市农业气象试验站广西柳州545003 河池市气象局广西河池547099

河池市作为广西桑蚕生产的重要区域,其生产活动受气候因素影响较大。本文采集了河池市1961—2023年的气象资料,从热量资源、降水资源、光照资源历史数据分析河池市种植桑树的适宜性,从暴雨、干旱、低温历史数据分析气象灾害对桑树种植... 详细信息

河池市作为广西桑蚕生产的重要区域,其生产活动受气候因素影响较大。本文采集了河池市1961—2023年的气象资料,从热量资源、降水资源、光照资源历史数据分析河池市种植桑树的适宜性,从暴雨、干旱、低温历史数据分析气象灾害对桑树种植的影响,从热量资源变化趋势和气象灾害变化趋势分析气候变化对桑树种植的影响。综合分析认为,河池市热量资源充足,低温日数减少,变暖迹象明显,降水和光照资源丰富,有利于植桑养蚕和桑树生长;暴雨、干旱空间差异较大,总体呈增加趋势,部分地区桑树种植风险增加。

关键词：河池市桑树种植气候资源气象灾害气候变化