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1971—2011年河南省冬小麦晚霜冻的特征分析

河南农业大学学报 2013年第4期47卷 393-399,404页

作者：鲁坦中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气象台河南郑州450003

利用常规气象观测资料、河南省农业气象实验站资料、中国气象局历年搜集的霜冻灾情报告,对1971—2011年河南省冬麦区111个基本气象观测站霜冻低温进行EOF(正交函数分解)时空特征分析.结果表明,豫北、豫西、豫东一带是河南晚霜冻低温平... 详细信息

利用常规气象观测资料、河南省农业气象实验站资料、中国气象局历年搜集的霜冻灾情报告,对1971—2011年河南省冬麦区111个基本气象观测站霜冻低温进行EOF(正交函数分解)时空特征分析.结果表明,豫北、豫西、豫东一带是河南晚霜冻低温平均发生概率和强度最大的地区;冷空气在山坳低洼处易于堆积而又难以流出,加大了豫西山地、丘陵(最强的晚霜冻低温区)的降温幅度;晚霜冻低温EOF法的前3个模态分别表现出"北多南少"、"东北多西南少"、"东多西少"的特征,为河南省晚霜冻的主要特征;除受冷空气的直接影响外,晚霜冻还与天空状况(云、雨、雪、雾等)、冬小麦生长发育特征、前期土壤墒情、地形地理分布等有关.

关键词：低温冬小麦晚霜冻特征分析

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低纬度高原宇宙线快中子土壤水分监测方法适宜性研究

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第8期30卷 1328-1335页

作者：王中金吴苏吴东丽张振强赵杰李鹏陈海波中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 中国电子科技集团公司第二十七研究所郑州450047 中国气象局气象探测中心北京100081

宇宙线快中子土壤水分监测方法具有监测范围大、不受土壤盐碱程度影响、实时无损原位测量的特点,对旱涝预警、节水灌溉、生态环境保护及土壤生产力提升等具有重要意义。为明确宇宙线快中子土壤水分监测方法在低纬度高原的适宜性,本研究... 详细信息

宇宙线快中子土壤水分监测方法具有监测范围大、不受土壤盐碱程度影响、实时无损原位测量的特点,对旱涝预警、节水灌溉、生态环境保护及土壤生产力提升等具有重要意义。为明确宇宙线快中子土壤水分监测方法在低纬度高原的适宜性,本研究在中国南部开展了大范围烘干称重法测量,验证宇宙线快中子法准确性,以频域反射法做连续监测对比,分析土壤水分相关性,并结合雨量站观测数据,研究其对土壤水分连续变化的响应能力。试验结果表明,宇宙线快中子法与多点烘干称重法的线性拟合优度、均方根误差及绝对误差分别为0.898、0.013 cm^(3)∙cm^(-3)和0.027 cm^(3)∙cm^(-3),说明宇宙线快中子法在低纬度高原能够准确测量区域土壤含水量。在较长时间序列上,宇宙线快中子法与频域反射法10 cm的土壤水分变化趋势完全一致,线性拟合优度为0.839;在对降水响应的灵敏性上,降水量2 mm以上的降水过程,两种方法均有明显响应,降水量2 mm以下的降水过程,宇宙线快中子法要略优于频域反射法。在本试验中,宇宙线快中子土壤水分监测方法在低纬度高原区是适宜的,对土壤水分空间变异性不敏感,对百米级范围的平均土壤含水量的测量准确可信,测量性能满足当前土壤含水量观测要求,且能够提供实时土壤水分信息,有效提高中尺度土壤水分监测效率与精度,为相关土壤水分监测研究与应用提供参考,对低纬度高原土地资源开发利用、环境保护、粮食自给等具有重要意义。

关键词：宇宙线快中子土壤水分低纬度高原烘干称重法频域反射法

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黄淮海地区植被生长季变化及其气候变化响应

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应用气象学报 2011年第4期22卷 437-444页

作者：陈怀亮刘玉洁杜子璇刘忠阳邹春辉中国气象局/河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气象科学研究所郑州450003 国家卫星气象中心北京100081

利用1982—2000年的NOAA/AVHRR逐旬数据,采用最大变化斜率法、曲线拟合法等方法分析黄淮海地区植被生长季开始及结束时间,选取典型样带,制作基于逐像无的I_(NDV)(归一化植被指数)变化图,研究1982—2000年植被生长季的变化规律及其对气... 详细信息

利用1982—2000年的NOAA/AVHRR逐旬数据,采用最大变化斜率法、曲线拟合法等方法分析黄淮海地区植被生长季开始及结束时间,选取典型样带,制作基于逐像无的I_(NDV)(归一化植被指数)变化图,研究1982—2000年植被生长季的变化规律及其对气候变化的响应。结果表明:黄淮海地区生长季开始的平均时间为3月下旬,结束时间为11月上旬。20年来研究区植被四季平均I_(NDV)呈上升趋势,春季增长尤为显著,且随着年代的推移,植被生长季有延长的趋势,生长季提前是黄淮海地区植被活动对气候变化响应的主要方式。

关键词： INDV 气候变化生长季黄淮海地区

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弱光条件下散射辐射比例增加对冬小麦籽粒灌浆进程的影响

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中国农业气象 2017年第12期38卷 753-760页

作者：江晓东陈惠玲姜琳琳杨晓亚吕润华梦飞吴可人南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/江苏省农业气象重点实验室南京210044 中国气象局农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003

长江中下游地区太阳辐射呈现总辐射降低并伴随散射辐射比例升高的特点,到达地表的太阳辐射强度及其成分变化影响冬小麦的生长和发育。为阐明太阳总辐射减弱条件下散射辐射比例增加对冬小麦籽粒灌浆进程的影响,于冬小麦三叶期-成熟期在... 详细信息

长江中下游地区太阳辐射呈现总辐射降低并伴随散射辐射比例升高的特点,到达地表的太阳辐射强度及其成分变化影响冬小麦的生长和发育。为阐明太阳总辐射减弱条件下散射辐射比例增加对冬小麦籽粒灌浆进程的影响,于冬小麦三叶期-成熟期在田间设置相同遮光率下散射辐射比例不同的2个处理,T1:遮光率14.10%,遮阴环境中散射辐射占总辐射比例31.09%;T2:遮光率14.42%,遮阴环境中散射辐射占总辐射比例39.98%,以不遮光为对照(CK)。小麦开花后每隔7d采样一次,至收获期共采样5次,测量其千粒重,并采用Logistic模型拟合籽粒灌浆过程,分析粒重增长动态和灌浆参数。结果表明:太阳辐射变化对籽粒灌浆时间无显著影响,主要通过影响小麦籽粒的灌浆速率从而影响千粒重。弱光下(T1处理)小麦籽粒灌浆过程中最大灌浆速率、平均灌浆速率以及渐增期、快增期和缓增期灌浆速率均减小,千粒重降低。弱光条件下散射辐射比例增加(T2处理),提高了籽粒最大灌浆速率、平均灌浆速率以及渐增期、快增期和缓增期灌浆速率,促进籽粒粒重增加。本研究的结果表明散射辐射比例增加能部分抵消太阳总辐射降低对籽粒粒重的负面影响。

关键词：散射辐射冬小麦 Logistic模型灌浆参数千粒重

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未来气候变化情景下河南省粮食安全气候承载力评估

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应用生态学报 2020年第3期31卷 853-862页

作者：姬兴杰徐延红左璇方文松卢燕宇河南省气候中心郑州450003 中国气象局农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 洛阳市气象局河南洛阳471000 河南省气象科学研究所郑州450003 安徽省气候中心合肥230031

为探究未来气候变化对河南省粮食生产的影响,基于夏玉米和冬小麦两种主粮作物的生产潜力和气候资源承载力,结合1961-2017年河南省111个气象站的观测数据以及区域气候模式输出的2041-2080年RCP4.5和RCP8.5两种排放情景下的气象资料,采用... 详细信息

为探究未来气候变化对河南省粮食生产的影响,基于夏玉米和冬小麦两种主粮作物的生产潜力和气候资源承载力,结合1961-2017年河南省111个气象站的观测数据以及区域气候模式输出的2041-2080年RCP4.5和RCP8.5两种排放情景下的气象资料,采用农业生态区域法(AEZ模型)计算了河南省气候生产潜力及其变化特征,并根据不同生活水平下的粮食需求指标,分析了河南省的气候承载力和剩余空间。结果表明:1961-2017年,河南省夏玉米气候生产潜力平均为18408.87 kg·hm^-2,表现为中东部高、西部低;与基准时段(1981-2010年)相比,RCP4.5和RCP8.5情景下分别下降13.0%和8.0%,高值中心由豫东地区向豫西南地区转移。1961-2017年,冬小麦气候生产潜力平均值为10889.79 kg·hm^-2,呈中部高、北部低;与基准时段相比,RCP4.5和RCP8.5情景下分别减少18.6%、21.7%。当前,在温饱水平和小康水平粮食需求条件下,最大气候资源承载力分别平均养活人口2.52亿和1.83亿。2070s(2071-2080年)最大气候资源承载力平均养活人口有所减少,与基准时段相比,RCP4.5情景下小康水平和温饱水平分别下降9.7%和18.4%,RCP8.5情景下小康水平和温饱水平分别下降7.7%和16.6%。当前气候条件下,河南省气候资源相对剩余率在-93.0%~356.9%,与基准时段相比,未来气候资源相对剩余率减少近40%。

关键词： AEZ模型气候生产潜力气候承载力相对剩余率

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1961~2019年黄河流域大气自净能力指数变化特征分析

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中国环境科学 2021年第12期41卷 5591-5601页

作者：刘美姬兴杰左璇丁亚磊朱业玉王超杰郑州大学化学学院河南郑州450001 中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气候中心河南郑州450003 郑州大学生态与环境学院河南郑州450001 长葛市气象局河南长葛461599

利用2015~2019年环境空气质量监测数据和黄河流域73个站点1961~2019年的气象观测资料,对11个站点的大气自净能力指数的适用性及其与环境空气质量之间的关联性进行了验证,并分析了黄河流域大气自净能力指数的时空变化特征及影响因子.结... 详细信息

利用2015~2019年环境空气质量监测数据和黄河流域73个站点1961~2019年的气象观测资料,对11个站点的大气自净能力指数的适用性及其与环境空气质量之间的关联性进行了验证,并分析了黄河流域大气自净能力指数的时空变化特征及影响因子.结果表明,1961~2019年黄河流域大气自净能力指数整体呈下降趋势,下降速率为每10a下降0.18t/(d⋅km^(2)),平均值为4.44t/(d⋅km^(2)),且在1969年达到最大值,为5.32t/(d⋅km^(2)),2011年达到最小值,为3.81t/(d⋅km^(2));黄河流域73个站点中有64个站点大气自净能力指数呈下降趋势,50个站点呈显著和极显著下降趋势.从年内变化看出,黄河流域大气自净能力指数最高值出现在4月,为5.30t/(d⋅km^(2)),最低值出现在1月,为3.48t/(d⋅km^(2)).在年空间分布上,黄河流域大气自净能力指数分布以青海西南部,山东、四川大部分地区,内蒙古、宁夏以及甘肃少部分地区,陕西西安,山西的五寨和右玉等大气自净能力较好,大气自净能力指数在4.69~7.18t/(d⋅km^(2)),其余地区大气自净能力相对较差.影响因子中,混合层高度与大气自净能力指数呈极显著正相关,相关系数为0.63(n=4307);小风日数与大气自净能力指数呈极显著负相关,相关系数为-0.78(n=4307),日平均风速≥2.5m/s的日数及日平均风速≥5.5m/s的日数与大气自净能力指数均呈极显著正相关,相关系数分别为0.78和0.55(n=4307);降水日数与大气自净能力指数呈极显著正相关,相关系数为0.18(n=4307),中雨及以上日数与大气自净能力指数呈显著正相关,相关系数为0.03(n=4307),黄河流域小雨对大气自净能力的影响明显高于中雨.逐步回归分析显示,大气自净能力指数主要受日平均风速≥2.5m/s的日数、降水日数和混合层高度的综合影响,其中,日平均风速≥2.5m/s的日数对大气自净能力指数的贡献率最大,其贡献为正.

关键词：大气自净能力指数混合层高度风速降水 PM_(2.5)

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土壤质地对土壤水分反演精度的影响及应用

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土壤通报 2013年第5期44卷 1086-1090页

作者：张红卫陈怀亮中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气象局河南郑州450003 河南省新乡市气象局河南新乡45300

干旱的严重程度可以通过土壤水分含量和下垫面植被状态来反映,在对旱情发生程度的遥感反演过程中,土壤和植被的光谱特征是进行旱情程度判断的重要因子。为了更好地通过遥感方法对土壤水分含量进行准确的反演,在基于地表含水量指数(SWCI... 详细信息

干旱的严重程度可以通过土壤水分含量和下垫面植被状态来反映,在对旱情发生程度的遥感反演过程中,土壤和植被的光谱特征是进行旱情程度判断的重要因子。为了更好地通过遥感方法对土壤水分含量进行准确的反演,在基于地表含水量指数(SWCI)模型研究的基础上,根据不同土壤质地的光谱特征对SWCI模型进行修正。在研究中假设壤土的修正系数为1,根据不同土壤质地的光谱特征分别设定沙土地的修正系数为0.8,沙壤土地的修正系数为0.9,黏壤土的修正系数为1.3,黏土的修正系数为1.4。通过与SWCI的反演结果对比分析,发现在修正后的土壤浅层水分含量反演精度显著提高。这有助于在实时干旱动态监测中根据不同的土壤质地进行调整,提高监测精度。

关键词：土壤质地修正的地表含水量指数(MSWCI) 地表含水量指数(swcI) 反演应用

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河南省冬小麦晚霜冻害风险区划

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灾害学 2012年第3期27卷 39-44页

作者：顾万龙姬兴杰朱业玉河南省气候中心河南郑州450003 中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003

基于河南省冬小麦遥感种植面积数据、DEM数据和111个气象站1971-2010年逐日最低气温资料,采用基于GIS的逐日最低气温空间插值技术,根据冬小麦晚霜冻灾度指标及其等级划分标准,计算各空间单元轻霜冻、中霜冻和重霜冻日数,综合考虑霜冻害... 详细信息

基于河南省冬小麦遥感种植面积数据、DEM数据和111个气象站1971-2010年逐日最低气温资料,采用基于GIS的逐日最低气温空间插值技术,根据冬小麦晚霜冻灾度指标及其等级划分标准,计算各空间单元轻霜冻、中霜冻和重霜冻日数,综合考虑霜冻害日数和冬小麦实际种植面积比例因素,构建冬小麦晚霜冻害风险评价指数,分析河南省冬小麦不同等级晚霜冻害日数及其风险的区域特征。结果表明:河南省冬小麦轻霜冻日数高值区主要分布在河南省北部、东部和西部丘陵山区,中霜冻和重霜冻高值区以分布在西部丘陵山区为主,霜冻日数最大值分别为67 d、48 d和120 d;轻霜冻风险较高的区域主要分布在河南省除郑州地区以外的驻马店和南阳盆地以北地区,中霜冻主要分布在东部和西部丘陵山区,重霜冻主要分布在河南省西部丘陵地区,风险指数最大值分别为28%、18%和17%。总体上看,河南省冬小麦晚霜冻害日数和风险空间分布特征明显;轻霜冻日数及其风险的覆盖面积最大,其次为中霜冻,重霜冻最小;河南省的东部、北部和西部丘陵山区为晚霜冻害的主要防御区域,各级霜冻之间以防御轻霜冻为主。

关键词：冬小麦晚霜冻害灾度函数风险区划河南省

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喷施不同化学制剂对水稻叶片抗高温胁迫的效果分析

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中国农业气象 2018年第2期39卷 92-99页

作者：江晓东姜琳琳华梦飞陈惠玲吕润胡凝杨晓亚南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/江苏省农业气象重点实验室南京210044 中国气象局农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003

以杂交早籼稻陵两优268为研究对象,采用盆栽实验,在水稻拔节期连续3d对叶片喷施4种不同浓度的抗高温化学制剂,分别为1.5mmol·L^(-1)和2.5mmol·L^(-1)的次硅酸钠(Na2Si O3·9H2O溶液),0.5mmol·L^(-1)和1.5mmol·L... 详细信息

以杂交早籼稻陵两优268为研究对象,采用盆栽实验,在水稻拔节期连续3d对叶片喷施4种不同浓度的抗高温化学制剂,分别为1.5mmol·L^(-1)和2.5mmol·L^(-1)的次硅酸钠(Na2Si O3·9H2O溶液),0.5mmol·L^(-1)和1.5mmol·L^(-1)水杨酸(SA)溶液,10.0mmol·L^(-1)和20.0mmol·L^(-1)的氯化钙溶液(Ca Cl2·5H2O)溶液和22.04mmol·L^(-1)和36.74mmol·L^(-1)的磷酸二氢钾(KH2PO4)溶液,以叶面喷施蒸馏水为对照(CK)。利用人工气候箱进行5d高温处理(6:00-18:00,40±0.5℃;18:00-次日6:00,30±0.5℃,日平均气温为35℃),在高温处理72h、120h和高温处理结束后自然条件下室外恢复120h,分别测定水稻叶片叶绿素含量、SOD、POD、CAT活性、MDA和可溶性蛋白质含量,研究不同化学制剂对水稻高温胁迫的缓解作用。结果表明:高温胁迫条件下,与CK相比,喷施4种化学制剂皆可显著提高水稻叶片叶绿素含量,提高SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白质含量,减少MDA含量;其中以喷施20.0mmol·L^(-1)Ca Cl2·5H2O溶液和22.04mmol·L^(-1)KH2PO4溶液作用效果最显著,喷施KH2PO4溶液在整个高温处理过程及高温结束后恢复120h、喷施Ca Cl2·5H2O溶液在高温处理120h和高温结束后恢复120h水稻叶片的抗衰老能力最强。

关键词：高温胁迫化学制剂水稻叶片衰老特性

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基于无人机高光谱的冬小麦LAI估算及LAI遥感产品检验

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生态学杂志 2024年

作者：李军玲李梦夏熊坤田宏伟张渝晨余卫东中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南省气象科学研究所商丘市气象局安阳国家气候观象台

冬小麦叶面积指数（LAI）的动态变化，可用于其长势监测和估产。针对目前地面观测数据和卫星数据的尺度不匹配易引起的尺度效应，以及常用的多光谱数据相对高光谱数据的弱敏感性，为有效利用高光谱信息，优选出最佳波段进而构建LAI估算... 详细信息

冬小麦叶面积指数（LAI）的动态变化，可用于其长势监测和估产。针对目前地面观测数据和卫星数据的尺度不匹配易引起的尺度效应，以及常用的多光谱数据相对高光谱数据的弱敏感性，为有效利用高光谱信息，优选出最佳波段进而构建LAI估算模型以提高LAI估测精度，本文引入无人机高光谱数据作为地面观测和卫星数据的桥梁进行相关研究，在获取冬小麦返青期地面实测LAI数据、无人机高光谱数据、高分一号卫星（GF-1）数据基础上，首先对高光谱数据进行不同形式的特征变量变换和计算，再通过建立感兴趣区，计算得到和地面观测尺度一致的无人机影像像元，进行同尺度下多个植被指数及光谱变换形式和LAI的相关性分析，筛选LAI敏感波段或指数，开展基于无人机和GF-1卫星的不同尺度下冬小麦LAI反演。结果表明：冬小麦LAI敏感波段或指数为635、655、693、704、714、721、724、763、806、813、900和936一阶导、714、717、763、767、784、806、813、900、903和936二阶导以及敏感光谱指数SDy、DVI、MSAVI2、NLI和SAVI，并利用多元逐步回归、偏最小二乘法、岭回归等构建无人机高光谱影像LAI反演模型，通过精度比较认为岭回归建模最优；基于升尺度方法建立了GF-1冬小麦LAI估算模型，并将模拟结果作为相对真值对LAI遥感反演产品进行了真实性检验，FY3＿1KM＿LAI产品和GF＿1KM＿LAI产品相关系数达到0.787，说明FY3＿LAI产品和相对真值有很强的相关性，可以用于日常业务服务和科研中。本文通过尺度扩展分析不同数据来源下反演模型精度，探讨不同遥感信息源在估算冬小麦LAI方面的能力，对作物管理提供科学指导，也为精准农业研究提供理论依据。

关键词：叶面积指数高分一号卫星无人机高光谱数据真实性检验岭回归

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