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1.
[目的] [方法]大尺度区域范围的地表粗糙度因子难以获取是微波反演土壤水分的难点所在。对此,从协同微波和光学遥感数据在土壤水分监测中的优势以提高土壤水分反演精度的角度出发,进行了地表粗糙度参数稀缺区域的大范围农田土壤水分遥感反演方法研究,即利用高分三号和Landsat8光学遥感数据,通过水云模型消除植被对雷达后向散射系数的影响,获取土壤直接后散射系数,然后结合入射角、PDI、TVDI和NDWI指数共同作为模型输入参数分别建立了HH和HV两种极化方式下的土壤水分反演模型。[结果]采用相关系数(R2)、一致性指数(IA)和均方根误差(RMSE),对两种模型应用于江汉平原农田土壤水分反演的实验结果进行了对比分析,结果显示HH极化方式下的土壤水分反演精度整体上优于HV极化方式(HH极化方式R2=0.6864,IA=0.8895,RMSE=6.979%)。[结论]在空间分布上,温度较高和植被覆盖较低区域,土壤水分含量较低,如钟祥市的北部、江陵县的东北部、荆门市的东部、仙桃市的西部和天门市的西北部;温度较低和植被覆盖较高区域,土壤水分较高,如监利县以及天门市的南部。 相似文献
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节水农业背景条件分析 总被引：1，自引：0，他引：1
综述了气候、地形、水文过程和土壤水分状况在节水农业研究与应用中的作用。干旱指标法被广泛采用以分析干旱情况，但它不能很好地反映季节性干旱；地形对节水农业的影响主要是通过影响降水和水土流失情况来影响水资源利用率和节水配置；对水文过程的分析从流域尺度出发主要采用TOPMODEL、SWAT、MODFLOPW、FEFLOW、MIKE－SHE等模型，从局地尺度出发主要采用TOPMODEL、WEPP等模型，从农田尺度出发，研究主要集中在农田蒸发、蒸散和作物水分生产函数方面；土壤水分状况受土壤类型、土壤性质、土地利用方式、地表覆盖物、气候因素、以及人为作用的影响，利用这些因素对土壤水影响的规律培育“土壤水库”和对作物进行非充分灌溉或者调亏灌溉能够有效地节约灌溉用水。 相似文献
3.
为揭示农田杨树用材林无灌溉区表层及深层从幼龄开始的土壤水连续消耗规律,采用中子仪与土钻相结合的方法进行了4年土壤水分定位监测。数据表明：（1）4龄和5龄时杨树遭受极度水分胁迫,部分树木叶片盛夏开始干枯脱落,3龄、4龄和5龄单株杨树树高、胸径和材积年增长缓慢;（2）杨树2龄时,0~2m土壤水分大幅降低,此后长期处于较低状态。2m以下得不到降水补充,土壤含水量持续下降。3龄后杨树开始阶段性遭受不同程度水分胁迫;（3）至5龄末杨树的耗水层深度为5.6m;2m以下深层耗水特点为2龄、3龄和4龄杨树耗水层次逐年加深,5龄时未见加深,反而各层次耗水量均小于4龄杨树。可见其遭受严重干旱胁迫后生理活性降低。杨树从2龄末到5龄末的3年间2-5.6m土体土壤贮水量累计减少430mm,使得深层土壤有效水含量大幅下降,特别是2-4m土层,杨树5龄末时土壤水分接近萎蔫点,土壤储水调节能力下降。林龄增加后反而只能依靠降水,杨树生长面临威胁;（4）无灌溉杨树单作模式5年经济收益远远低于麦-玉模式。海河低平原区大面积推广的农田速生杨用材林将使这一地区深层土壤干燥化。杨树材积累积缓慢不利于土地集约利用,应采取一定的灌溉补水措施在合理用水的前提下促进杨树生长,或者以发展农田防护林为主。 相似文献
4.
基于大范围自动土壤水分观测站的优先流研究 总被引：2，自引：1，他引：1
为了探讨在农作物生长条件下土壤水分优先流存在的普遍性和影响因素以及强度,利用山东省2009年建设的45个自动土壤水分观测站资料,从宏观层面进行了客观分析。结果表明,降水量或灌溉量的增加,会导致优先流的发生概率和强度增加;在不同降水或灌溉量条件下,土壤表层初始含水率对优先流发生概率有不同影响;优先流的发生概率为：沙壤大于壤土,壤土大于粘土。研究表明,农田土壤水分优先流是普遍存在的概率事件,优先流发生概率和强度受降水或灌溉量、土壤初始含水率、土壤质地综合影响,而且呈现一定的非线性特征。 相似文献
5.
内陆沙区丘间地土壤水分时空变化分析 总被引：1，自引：1，他引：0
土壤水分是沙漠沙生植物成活和生长的最主要因子,不同的地形类型下土壤水分空间分布差异明显。利用智能中子水分仪定时测定土壤水分的方法,测定并分析了巴丹吉林沙漠东南缘不同地形下0~200 cm深土壤共10 个层次的水分时空变化特征。结果表明：巴丹吉林沙漠东南缘土壤水分空间分布具有一定规律性,土壤水分丘间地下部＞丘间地中部＞丘间地上部＞沙丘上中下部,沙丘上中下部的年季变化不大,总体处于平稳状态;丘间地土壤水分变化较其他地形大,春季土壤水分不是很丰富,土壤水分波动不大;夏季受植物生长、太阳蒸腾和降雨的影响,土壤水分时空变化差异明显,20 cm以上水分增多,40~180 cm表现为水分变化活跃层;秋季水分整体含量增加。巴丹吉林沙漠东南缘不同地形下土壤水分时空变化研究为大规模的沙漠生态平衡治理、生态系统人工修复以及沙区可持续发展等提供了科学的依据。 相似文献
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黄土丘陵区小流域横断面土壤水分的空间分布特征 总被引：2，自引：0，他引：2
以黄土丘陵区的纸坊沟小流域为研究对象,研究了横断面上土壤水分空间变化特征,得出如下规律：①从总体来看,土壤水分含量大致是阴坡高于阳坡,坡下高于坡上,地形起着决定性作用,但植被的影响也非常重要。②在小流域断面水分分布中,乔木林地的平均含水量最低,灌木林次之,草本植被最高。表明丘陵区最适宜的植被应是草本植被和灌木群落。③植被的生长弱化了断面地形变化的影响,刺槐的阴阳坡、上下坡的土壤水分含量趋于接近,柠条的生长良好时的大耗水量也使阴坡和坡下的水分优势减弱,长势良好的草本群落使梁峁坡上的土壤水分状况优于其他坡位。④纸坊沟小流域除阴坡草本植被外,全部有土壤干层的存在,但并不影响植被的正常生长,因此,在植被恢复良好的地区,干层的产生是正常的。 相似文献
7.
干旱胁迫对土壤水分动态及玉米水分利用效率影响研究 总被引：4，自引：3，他引：1
为研究干旱胁迫效应下土壤的水分动态及玉米水分利用效率,设置干旱胁迫处理和正常灌水处理2种模式,比较不同处理下土壤的水分特征、耗水规律和水分利用效率。结果表明：作物进入拔节期以后,干旱胁迫效应明显,土壤水分开始显著低于正常灌水处理;灌溉后的作物耗水量显著高于干旱胁迫处理,灌溉是影响研究区域玉米生长水分条件的主要因素,玉米进入生殖生长阶段后灌水较不灌水处理的日耗水量增长幅度达到了1.4~7.0倍;干旱胁迫对玉米产量造成严重影响,产量下降54.6%,但是水分利用效率较正常灌水处理高27.3%。 相似文献
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节水灌溉条件下冬小麦耗水规律及其生态基础研究 总被引：16，自引：0，他引：16
从土壤水分、作物生长发育及气象条件三个方面分析了冬小麦农田耗水变化特点。结果表明：在土壤水分状况较好条件下冬小麦农田耗水强度呈双峰曲线变化,不同灌溉处理的耗水高峰出现时期及其峰值不同,而与灌水时期一致,同时灌溉能够明显降低冬小麦利用土壤底墒水能力。在拔节以前冬小麦农田耗水与大气蒸发力呈显著直线相关;拔节后与其干物质积累以及土壤水分含量呈显著正相关,拔节期是冬小麦需水的生理生态临界期。 相似文献
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不同植被覆盖下土壤水分遥感监测方法的比较研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为了研究不同植被覆盖程度下多种土壤水分遥感监测模型的适用性,提高大面积土壤水分遥感监测的可行性和精度,本研究利用辽宁省52个气象站2008—2010年土壤相对湿度人工观测资料以及对应时段的卫星遥感资料,采用热惯量、能量指数、植被供水指数法进行土壤水分的遥感监测,在低、中、高植被覆盖条件下对比3种定量反演土壤水分的遥感模型,并与人工观测资料建立线性、指数、对数拟合。结果表明：在中低植被覆盖期,热惯量法最适合,与0~20 cm的平均土壤相对湿度的对数相关最好;高植被覆盖期,能量指数法稍好于植被供水指数法,与0~10 cm的平均土壤湿度的对数相关最好。 相似文献
10.
冀西北高原不同植被的土壤水分动态变化研究 总被引：1，自引：1，他引：1
冀西北高原为高寒半干旱地区,降水是此地区土壤水分的唯一给源,研究土壤水分的动态变化对高效利用降雨有至关重要的作用。研究采用定点观测的方法,对不同植被土壤含水量的动态变化进行了比较研究。结果表明,3种植被生长期内不同土层土壤水分变化存在差异。生长前期,3种植被0￣30cm土层土壤含水量,农田耕翻地最高,水分条件最好,人工草地与退耕还林地互有高低,30￣60cm土层退耕还林地最高,人工草地最少。生长前期,农田耕翻地表层土壤水分较好,能满足春季作物生长要求。生长中期,0￣30cm土层农田耕翻地最低,人工草地与退耕还林地互有高低。30￣60cm土层农田耕翻地最高,人工草地最低。生长后期,0￣60cm土层农田耕翻地土壤含水量最高;人工草地土壤含水量与退耕还林地相比较,0￣40cm土层差异不大,40￣60cm土层退耕还林地高于人工草地。 相似文献
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GF-1和MODIS影像冬小麦长势监测指标NDVI的对比 总被引：3，自引：0，他引：3
作物长势是农情遥感监测的重要内容之一。长期以来, 作物长势遥感监测主要基于卫星影像反演的相关植被参数, 如归一化植被指数(NDVI, normalized difference vegetation index)、叶面积指数(LAI, leaf area index)等。本文通过对比研究16 m分辨率GF-1卫星影像及250 m分辨率MODIS影像的NDVI与冬小麦综合茎数、株高、叶绿素浓度之间的关系, 尝试建立遥感监测作物长势指标与地面实测作物长势指标的定量关系。研究发现GF-1 的NDVI与冬小麦综合茎数的相关性最高(R 2=0.8961), 而与其他指标相关性较弱; MODIS的 NDVI指数与冬小麦综合茎数相关性较低(R 2=0.4432), 对作物长势的遥感监测精度较低。统计MODIS冬小麦像元内GF-1像元的NDVI平均值, 并与MODIS的NDVI对比, 发现两者之间的相关性较低(R 2=0.3944); 在消除MODIS与GF-1影像传感器光谱响应函数差异及NDVI尺度效应后, MODIS影像的冬小麦作物长势遥感监测精度得到一定提高(R 2=0.4633)。对MODIS像元内GF-1 NDVI标准差排序发现, MODIS像元内冬小麦长势一致性越高, MODIS的长势遥感监测精度越高。GF-1和MODIS影像NDVI长势监测主要代表地面冬小麦综合茎数, 且卫星影像分辨率越高, NDVI值越能反映实际的作物长势。MODIS像元内冬小麦长势一致性越高, 基于NDVI的MODIS与GF-1数据冬小麦长势监测结果越一致。从区域长势监测角度来看, 尽管MODIS与GF-1数据的监测结果趋势较为一致, 并且通过光谱、尺度归一化能够进一步提高监测结果的一致性, 但MODIS NDVI长势监测总体精度较低, 为满足作物长势精细化监测的业务需要, 应逐步使用高分辨率的遥感数据替代中低分辨率遥感数据进行作物长势遥感监测, 并将其作为长势监测业务化运行的研究重点。 相似文献
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叶面积指数(leaf area index,LAI)是监测作物生长状况的重要参数,准确、快速、大面积估算LAI不仅有助于更好地监测农作物,而且也有助于其在建模、总体作物管理及精准农业中的应用。本研究为了利用国产遥感影像快速、大面积反演冬小麦LAI,以GF-1/2影像作为数据源,提取常用植被指数,结合不同生育期(起身期、拔节期、开花期)实测LAI数据,建立反演冬小麦LAI的单变量和多变量经验模型,并对其进行验证。结果表明,GF-1起身期、GF-1拔节期以及GF-1开花期提取的植被指数中,MSR(modified simple ratio)、GNDVI(green normalized difference vegetation index)、EVI(enhanced vegetation index)与LAI间的相关系数最大,分别为0.708、0.671和0.743,说明这些植被指数与冬小麦LAI间的相关性较显著;GF-1不同生育期的反演模型相比,基于拔节期GNDVIGF-1建立的二次多项式模型和基于开花期EVIGF-1、GSRGF-1(green simple ratio)、NDVIGF-1(normalized difference vegetation index)建立的PLSR(partial least squares regression)模型R2最大,均为0.783,PLSR模型的RMSE小于二次多项式模型,说明该多变量模型的稳定性优于单变量模型;同一个生育期不同影像相比,基于GF-2的NDVIGF-2建立的二次多项式模型和基于NDVIGF-2、MSRGF-2、SAVIGF-2(soil-adjusted vegetation index)建立的PLSR模型精度高于基于GF-1的2种模型,R2分别为0.768和0.809;不同生育期反演的LAI分布图表明,LAI反演值与实测LAI值基本吻合。以上研究结果说明国产高分辨率遥感影像在农作物生理参数反演中有一定的应用价值,可以为以后的相关研究提供一定的参考。 相似文献
13.
风蚀是干旱区农田生态系统中土壤质量降低的关键因素,冬季作物覆盖可有效减少农田的土壤风蚀。通过探究河西灌区不同冬季覆盖作物轮作复种绿肥对农田土壤碳氮影响,以期为构建合理的周年覆盖轮作模式提供理论依据。本研究在热量一熟有余两熟不足的河西灌区春小麦种植区把冬小麦、冬油菜两种冬季覆盖作物和绿肥还田处理嵌套种植形成：（1）春小麦—冬油菜—箭筈豌豆(WCP)、（2）春小麦—冬小麦—箭筈豌豆(WWP)、（3）春小麦—箭筈豌豆(WP)、(4)春小麦—春小麦(W,CK)不同种植模式,在360 kg/hm2 (N2)、270 kg/hm2 (N1)、0 kg/hm2 (N0) 3个施氮水平下,研究不同轮作模式对农田土壤碳、氮含量的提升效应。结果表明：在同一种植模式下土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、热提取态有机碳、硝态氮、氨态氮、微生物量碳氮含量随施氮量的增加而增加,但在氮肥减量(N1)的条件下,与常规施氮(N2)相比较WCP轮作模式土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、热提取态有机碳含量及微生物量氮无显著降低。相同施氮条件下,轮作模式间差异不显著,但与CK间差异显著;其中,0~10 cm土层,WCP轮作模式土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、土壤热提取态有机碳、硝态氮、氨态氮、微生物量碳氮含量平均较CK提高5.42%、9.78%、10.96%、20.51%、15.76%、18.94%;10~30 cm土层,提高9.54%、7.06%、12.99%、20.12%、16.51%、18.16%。因此,春小麦轮作冬油菜复种绿肥模式在氮肥减量条件下仍对农田土壤碳氮有明显的提升效应,为河西灌区良好的周年覆盖作物轮作模式。 相似文献
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安徽省冬小麦长势遥感监测与评估方法研究 总被引：4，自引：1，他引：3
沿淮淮北是安徽省主要的冬小麦种植区,为了对该区域冬小麦长势进行实时、动态地监测,通过采用变化向量分析方法,利用2005-2010年EOS/MODIS数据,在HANTS算法重构无云NDVI时间序列图像以及安徽省冬小麦种植区提取等数据处理基础上,研究基于NDVI变化向量、曲边梯形面积的长势综合监测模型,对研究区的年际与年内长势变化进行时间和空间上的定量分析。结果表明：HANTS处理平滑后的MODIS的10天合成植被指数的年时序曲线有效消除了云和数据缺失的影响,重构后的生长曲线可以更清楚地反应作物生长变化趋势和规律,有利于监测模型的建立;冬小麦种植区提取,大大提高了卫星监测精度,构建的综合监测模型适合单一生长季苗情长势遥感监测,该模型在2011年冬小麦长势评估中取得了良好的监测效果。 相似文献
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不同土壤水分条件下冬小麦根系分布规律研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了探讨不同土壤水分条件下冬小麦根系在土壤深度中的分布规律,为精细化农田灌溉提供技术支撑.采用池栽定量灌溉的方法,在冬小麦的几个主要生长发育期进行0～10 cm,10～20 cm,20～30 cm土壤层次的根系鲜重、干重测定并计算不同层次土壤中的根系占整个根系干重的百分数.结果表明0～10cm土壤中根干重占总重80％以上,10～20cm土壤中根干重占总重10％以上,20～30cm土壤中根干重占总重5％左右.小穗型品种山农20根干重顺序孕穗期是轻度干旱＞水分过量、干旱和适宜水分,开花期是适宜水分＞轻度干旱＞水分过量＞干旱.大穗型品种山农21根干重顺序孕穗期是适宜水分＞水分过量＞轻度干旱＞干旱,开花期是适宜水分＞水分过量＞轻度干旱＞干旱.在干旱型生产上多采用小穗型品种,根系强大,可减轻干旱危害,小麦全生育期生产上以灌溉水为宜. 相似文献
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为了准确获取青岛市主要农作物冬小麦的种植信息,以GF-1/16 m卫星影像为主要数据源,将高程、土地利用和田间调查数据作为辅助数据源,根据冬小麦主要发育期与其他地物在GF-1/16 m卫星影像上的光谱差异,计算得到4月份为青岛市冬小麦遥感面积提取的最佳时相。在最佳时相内,采用决策树分类法,通过分区解译方式,提取出青岛市2017年冬小麦种植面积和分布区域,并利用GF-2融合后 1 m卫星影像、地面调查数据和统计局公布数据对分类结果进行精度验证。结果表明:利用GF-1/16 m卫星影像在幅宽、时间和空间分辨率的优势,将土地利用和高程等引入决策树分类模型,进行区域尺度的冬小麦种植面积遥感估算的方法是可行的。经精度验证,2017年青岛市冬小麦遥感解译总精度为94.3%,Kappa系数为0.857。遥感提取面积略小于统计局公布数据,面积总量提取精度为93.6%。本研究为基于高分卫星影像的区域尺度作物种植面积提取提供参考。 相似文献
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为给大豆科学管理提供基础数据,利用无人机多光谱遥感数据实现对大豆叶面积指数(LAI)的反演估值。从多种光谱植被指数中选出与LAI相关性较好的5种指数,分析探讨在田块尺度上,适用于东北地区的大豆叶面积指数的低空无人机遥感反演模型。结合田间实测LAI数据及模型精度及拟合效果,NDVI模型精度较好,但拟合效果较差,其余4种植被指数模型精度和拟合效果较好,拟合效果R2均达到了0.6以上;支持向量机模型决定系数R2达到0.688,均方根误差达0.016,具有更好的预测能力。2种模型均表明无人机多光谱遥感系统可以快速反演田间大豆叶面积指数,在指导精准农业生产方面具有实用意义。 相似文献
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准确及时地监测作物干旱情况可为应对作物受灾减产提供策略,进而降低经济损失。研究基于重建的归一化植被指数(NDVI)和地表温度(LST)数据构建旱地作物生育期内LST-NDVI特征空间,计算温度植被干旱指数(TVDI),结合研究区实地观测数据对TVDI指数进行定量验证。结果表明,构建的NDVI-Ts特征空间散点图符合三角形关系,与前人研究结果相符;旱地作物不同生育阶段TVDI与土壤湿度均呈负相关性,表明TVDI具备反映研究区土壤湿润条件的能力;2017年黑龙江旱地作物生育期内各时段均有干旱状况发生,其中西部地区干旱发生频率和范围整体大于东部地区;TVDI与土壤相对湿度干旱等级判对率一致性达到90%以上。综上所述,基于MODIS数据构建的TVDI指数可以反映黑龙江省旱地作物干旱情况,研究可为作物生育期多时段干旱监测的业务化运行及为黑龙江省制定抗旱减灾策略提供科学参考依据。 相似文献
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北疆滴灌春小麦毛管适宜布置模式 总被引：4，自引：1，他引：3
目前新疆滴灌技术已在小麦作物上普遍推广应用,但由于滴灌毛管布置及种植模式不统一,很多毛管布置间距不合理,既影响农田耕作、浪费水资源,又使得作物水肥需求困难,同时还影响小麦滴灌工程设计。通过田间测坑试验,在北疆典型土壤中壤土条件下设置了6种滴灌春小麦毛管布置模式,对比分析了不同毛管布置模式下滴灌春小麦的土壤水分变化及对小麦生长和产量的影响。结果表明,在相同灌水情况下,不同毛管布置模式造成了土壤水分分布特征的差异,引起作物对灌溉水利用效率的差异,从而影响滴灌春小麦的株高、叶面积系数及产量,以一管两行(A)布置模式在0~100 cm土层范围内土壤含水量最大,更有利于春小麦的生长发育,一管五行(F)布置模式次之,一管六行(D)布置模式最小,但考虑投入产出关系,一管五行(F)的经济效益最好,其次是一管四行(B)。综合评价认为北疆在中壤土条件下滴灌春小麦的毛管适宜布置为一管五行(F)。 相似文献
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河北省冬小麦干旱综合监测模型研究 总被引：1，自引：1，他引：0
干旱是影响河北省冬小麦生产的主要灾害之一。为了客观地辨识、监测干旱的发生发展,针对河北省冬小麦干旱监测业务服务需求,开展冬小麦干旱综合监测模型研究,选取能反映土壤、作物、大气三方面干旱的土壤相对湿度指数、作物水分亏缺距平指数、降水量距平指数,采用层次分析法确定各指数权重系数,建立冬小麦干旱综合监测模型;应用1981-2010年唐山、涿州、定州、黄骅、深县、栾城、南宫、肥乡8个农业气象观测站资料,计算各站冬小麦干旱综合指数,并对其描述干旱的能力进行分析。结果表明：当不存在旱情时,各单一指数和综合指数均可正确反映,这种情况占总样本的17.6%。当存在旱情时,综合指数克服了距平指数不能反映灌溉对旱情的影响,及土壤相对湿度指数受灌溉影响,掩盖前期旱情的不足,比较客观地反映了旱情的发生发展情况,这种情况占总样本的67.6%;同时,综合指数也克服了距平指数对降水过渡敏感的不足,既能反映降水对旱情的影响,又能反映降水大小对旱情的影响程度,较单一指数能更准确的反映旱情,这种情况占总样本的14.8%。 相似文献