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大气科学学报 2014年第2期37卷 237-242页

作者：郭建茂王琦施俊怡郑腾飞杨佳南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044

遥感数据与作物模型结合是当前农业信息技术应用研究的重要内容和发展趋势之一,能够解决单独利用遥感或作物模型无法解决的问题。为了开展大范围、区域性作物生长过程的模拟和产量预测,首先对作物模型WOFOST进行了订正和验证,使得调整... 详细信息

遥感数据与作物模型结合是当前农业信息技术应用研究的重要内容和发展趋势之一,能够解决单独利用遥感或作物模型无法解决的问题。为了开展大范围、区域性作物生长过程的模拟和产量预测,首先对作物模型WOFOST进行了订正和验证,使得调整后的模型适于模拟河南新乡县冬小麦生长;根据实际生产分三类情形模拟新乡县2002—2003年度冬小麦的生长发育状况;利用全生育期内能获取的Landsat-7 ETM+数据反演叶面积指数,结合WOFOST模型的模拟情况,确定每个像元对应的冬小麦的生长状况,从而在像元上实现了WOFOST模型对冬小麦生长的模拟;最后对照比较本研究方法的结果与当年新乡县冬小麦的统计情况,结果相近,验证了本文研究方法的技术可行性。

关键词：遥感作物模拟冬小麦

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碳氮施加对农田黑土氮素转化和温室气体排放的影响

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生态环境学报 2023年第2期32卷 235-244页

作者：郎漫许力文朱恺文吴泓瑾张佳音李平南京信息工程大学/江苏省农业气象重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044 南京信息工程大学长望学院江苏南京210044

研究外源碳氮施加对土壤氮素转化和温室气体排放的影响可为土壤养分管理、温室气体减排提供科学依据。以东北农田黑土为对象,采用室内培养试验,在25℃和60%WHC水分条件下研究外源碳(葡萄糖和乙酸)、氮(硫酸铵)施加对土壤净氮转化速率和... 详细信息

研究外源碳氮施加对土壤氮素转化和温室气体排放的影响可为土壤养分管理、温室气体减排提供科学依据。以东北农田黑土为对象,采用室内培养试验,在25℃和60%WHC水分条件下研究外源碳(葡萄糖和乙酸)、氮(硫酸铵)施加对土壤净氮转化速率和温室气体排放的影响。结果表明,对照处理土壤净氮矿化速率为0.03 mg·kg^(−1)·d^(−1),单施氮肥抑制了土壤有机氮的矿化,净氮矿化速率降为−0.56 mg·kg^(−1)·d^(−1),表现为对氮素的固定,而净硝化速率和N_(2)O排放速率分别显著增加至对照处理的33.3倍和4.69倍,但对CO_(2)排放速率没有显著影响。与单施氮肥处理相比,氮肥配施葡萄糖或乙酸处理显著降低了土壤中铵态氮和硝态氮含量,氮肥配施葡萄糖对铵态氮的影响程度大于氮肥配施乙酸处理。碳氮配施使得净氮矿化速率进一步降低,氮肥配施葡萄糖处理的净氮矿化速率为−5.97 mg·kg^(−1)·d^(−1),显著低于氮肥配施乙酸处理(−5.00 mg·kg^(−1)·d^(−1))。单施氮肥处理的净硝化速率为10.66 mg·kg^(−1)·d^(−1),氮肥配施葡萄糖和氮肥配施乙酸处理的净硝化速率分别降低至7.28 mg·kg^(−1)·d^(−1)和8.27 mg·kg^(−1)·d^(−1)。碳氮配施显著促进了N_(2)O和CO_(2)的排放,氮肥配施葡萄糖(43.60μg·kg^(−1)·d^(−1))和氮肥配施乙酸处理(30.17μg·kg^(−1)·d^(−1))的N_(2)O平均排放速率分别是单施氮肥处理(18.85μg·kg^(−1)·d^(−1))的2.31倍和1.60倍,CO_(2)平均排放速率(75.25、108.87 mg·kg^(−1)·d^(−1))分别是单施氮肥处理(20.69 mg·kg^(−1)·d^(−1))的3.63倍和5.26倍。由此表明,碳氮配施能够显著降低土壤中的无机氮含量,促进氮素的固定,对硝化作用的抑制效应降低了反硝化作用发生和硝态氮淋溶的风险。但是,碳氮配施促进了土壤中温室气体的排放,施加活性碳源对农田生态效应的影响还需综合评估。

关键词：葡萄糖乙酸矿化硝化一氧化二氮(N_(2)O) 二氧化碳(CO_(2))

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减化比值植被指数在城市热环境研究中的应用

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大气科学学报 2012年第2期35卷 140-147页

作者：王伟申双和赵小艳杨沈斌南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044

以南京市ETM+影像为数据源,经嵌套于ERDAS IMAGINE9.1中的ATCOR2大气校正后,提取了南京城区地表温度(land surface temperature,LST)、归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和减化比值植被指数(reduced simple ratio,RSR),基于实测值和同时相AS-TER数据反演结果的双重验证,拟合了两种植被指数与地表温度的定量关系,并进行对比分析。结果表明,除水体外,植被覆盖度高的区域地表温度明显低于植被稀少或无植被区;地表温度与NDVI呈显著线性负相关,与RSR呈显著幂函数负相关,后者的相关性高于前者;当RSR小于3.2时,地表温度随植被覆盖增加而锐减,当RSR大于3.2时,植被覆盖继续增加,地表温度却趋于恒定,呈现植被降温效应"饱和"现象;对比比值植被指数(ratio vegetation index,RVI)应用结果发现,近红外和红光比值的线性拉伸是导致NDVI和RSR表征城市热环境效应存在差异的主因,还与短波红外对水分敏感和能真实反映植被冠层结构有关。中国6大城市热环境案例研究均表明,RSR能直接解释对于不同下垫面,增加相同的植被覆盖度其降温效果存在差异的现象,而不进行土地利用分类,NDVI则无法揭示此现象。

关键词：减化比值植被指数归一化植被指数城市热环境地表温度

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不同作物叶片和茎全磷含量与高光谱植被指数的关系

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河南农业科学 2022年第9期51卷 141-150页

作者：许嘉桐陈书涛张苗苗夏可王晖南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044

为研究不同作物叶片和茎全磷含量与不同高光谱植被指数的关系,于2020年11月至2021年10月进行田间试验,测定冬小麦、油菜、蚕豆、大豆、玉米、红薯6种作物不同生长阶段的叶片、茎全磷含量和高光谱冠层反射率,进而计算归一化植被指数(NDVI... 详细信息

为研究不同作物叶片和茎全磷含量与不同高光谱植被指数的关系,于2020年11月至2021年10月进行田间试验,测定冬小麦、油菜、蚕豆、大豆、玉米、红薯6种作物不同生长阶段的叶片、茎全磷含量和高光谱冠层反射率,进而计算归一化植被指数(NDVI)、差值植被指数(DVI)、比值植被指数(RVI)、增强植被指数(EVI)、光化学植被指数(PRI)、红边叶绿素指数(RECI)6种高光谱植被指数。利用Pearson相关分析研究了不同作物叶片、茎全磷含量与高光谱植被指数的关系,并以多元非线性回归建立了基于高光谱植被指数的叶片、茎全磷含量模拟模型。结果表明,随着作物生长,冬小麦、油菜、蚕豆、大豆叶片全磷含量逐渐降低,玉米、红薯叶片全磷含量在生长季中期较高,6种作物茎全磷含量与叶片全磷含量的季节变化规律类似。6种作物叶片全磷含量季节平均值均高于茎全磷含量季节平均值。6种作物NDVI、DVI、RVI、EVI、PRI、RECI在生长中期相对较高。6种作物叶片全磷含量与不同高光谱植被指数之间的相关系数不同,且与叶片和茎全磷含量存在显著相关关系的高光谱植被指数也不同。基于6种植被指数NDVI、DVI、RVI、EVI、PRI、RECI的模型可模拟6种作物叶片全磷含量33.9%(R^(2)=0.339)~75.2%(R^(2)=0.752)的季节变化,6种作物叶片全磷含量实测值与模拟值之间的一元线性回归线接近1∶1线,一元线性回归方程R^(2)=0.657。基于5种植被指数NDVI、RVI、EVI、PRI、RECI的模型可模拟6种作物茎全磷含量23.4%(R^(2)=0.234)~60.0%(R^(2)=0.600)的季节变化,6种作物茎全磷含量实测值与模拟值之间的一元线性回归线接近1∶1线,一元线性回归方程R^(2)=0.524。不同作物叶片或茎全磷含量的特征植被指数不同,基于多种植被指数的多元回归模型可较好地模拟冬小麦、油菜、蚕豆、大豆、玉米、红薯叶片和冬小麦、油菜、玉米、红薯茎全磷含量季节变化。

关键词：作物叶片茎全磷含量高光谱植被指数模拟

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不同大气CO 2浓度升高处理对水稻秸秆在后茬冬小麦田中分解特性的影响

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环境科学研究 2021年第2期34卷 263-271页

作者：邓熙茗陈书涛商东耀吕春华杨凯胡正华南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093

为研究大气CO 2浓度逐渐增加和稳定高浓度处理对水稻秸秆在后茬冬小麦田土壤中分解特性的影响,进行田间试验,设置3个浓度水平——背景大气CO 2浓度(CK)、每个生长季CO 2浓度比CK逐渐增加40μmol mol(T1)、每个生长季CO 2浓度均比CK高200... 详细信息

为研究大气CO 2浓度逐渐增加和稳定高浓度处理对水稻秸秆在后茬冬小麦田土壤中分解特性的影响,进行田间试验,设置3个浓度水平——背景大气CO 2浓度(CK)、每个生长季CO 2浓度比CK逐渐增加40μmol mol(T1)、每个生长季CO 2浓度均比CK高200μmol mol(T2),处于上述3个浓度水平下连续3个生长季的水稻秸秆处理编号分别用CK-OTC、T1-OTC、T2-OTC表示,第3个生长季T1-OTC的CO 2浓度为120μmol mol,3个生长季中前两个生长季处于开顶箱(OTC)外且第3个生长季处于OTC内的处理分别表示为CK、T1、T2.将不同处理下的水稻秸秆埋入麦田土壤中,于填埋后30、60、84、119、149 d测定剩余秸秆的质量以及总碳(TC)、总氮(TN)含量.结果表明:填埋后30 d不同处理下秸秆的分解率为33.2%~38.2%,至149 d填埋结束,不同处理下秸秆的分解率为57.3%~60.3%.填埋试验后期(填埋后84、119、149 d)的秸秆分解率与粗纤维含量之间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关关系.T1、T2处理下水稻秸秆在分解过程中的TC含量与CK无显著(P>0.05)差异,而OTC-T1处理下水稻秸秆在整个分解阶段的TC含量显著(P<0.05)高于CK,且在填埋后60~119 d这一阶段T2处理下TC含量与OTC-CK处理之间存在边缘显著(0.05

关键词： CO 2浓度升高水稻秸秆土壤分解特性 TC含量 TN含量

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基于FastICA算法和MODIS数据的水稻面积提取

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大气科学学报 2015年第6期38卷 819-826页

作者：耿利宁景元书杨沈斌浩宇南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044

以苏、皖、赣三省为研究区域,采用Fast ICA算法从MODIS数据中提取2010年水稻种植面积,并验证该算法在混合像元分解中的有效性。在对2010年46景8 d合成地表反射率产品数据进行预处理的基础上,结合MODIS土地利用产品和平滑滤波算法,构建... 详细信息

以苏、皖、赣三省为研究区域,采用Fast ICA算法从MODIS数据中提取2010年水稻种植面积,并验证该算法在混合像元分解中的有效性。在对2010年46景8 d合成地表反射率产品数据进行预处理的基础上,结合MODIS土地利用产品和平滑滤波算法,构建耕地类型像元的ILSW和INDV时相变化曲线。依据ILSW和INDV曲线在水稻移栽期前后的变化规律,并根据由各地区水稻INDV时相曲线计算得到水稻相似性指数,从MODIS影像中提取水稻像元。采用Fast ICA算法对潜在水稻像元水稻生长期内的INDV时相曲线进行分解,计算每个像元的水稻丰度,绘制水稻丰度图,获取研究区各省水稻分布和种植面积。利用统计年鉴数据和样方资料对Fast ICA算法提取的水稻面积进行了验证。结果显示:采用水稻相似性曲线有利于提高稻田识别效率,所获取的水稻分布与实际情况吻合;Fast ICA算法能够分解不同地区水稻INDV时相曲线;与统计资料比较,江苏、安徽、江西三省水稻面积的提取精度分别为86.4%、87.9%、51.5%。江西水稻面积提取误差主要出现在地形起伏较大的山区。

关键词：水稻面积提取相似性曲线混合像元丰度

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宁夏中部干旱带玉米生育期热量条件时空特征分析

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干旱地区农业研究 2016年第6期34卷 257-265页

作者：陈璐刘静王连喜李琪许晨纯江苏省农业气象重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044 宁夏气象防灾减灾重点实验室宁夏银川750002

利用宁夏中部干旱带盐池、同心及海原三地1988—2013年逐日气象资料建立玉米全生育期及各主要生育阶段温度适宜度模型,并对宁夏中部干旱带玉米生育期温度适宜度及≥10℃积温进行时空变化分析。结果表明:宁夏中部干旱带玉米全生育期温度... 详细信息

利用宁夏中部干旱带盐池、同心及海原三地1988—2013年逐日气象资料建立玉米全生育期及各主要生育阶段温度适宜度模型,并对宁夏中部干旱带玉米生育期温度适宜度及≥10℃积温进行时空变化分析。结果表明:宁夏中部干旱带玉米全生育期温度适宜度以及≥10℃积温均呈波动上升趋势,三地的温度适宜度从大到小依次为同心、盐池、海原,数值分别为:0.966,0.911和0.726。温度适宜度在播种~出苗,出苗~拔节,拔节~抽雄,开花吐丝~成熟阶段均呈上升趋势,其中拔节~抽雄阶段上升速率最快,速率为0.03·10a^(-1)。盐池玉米的热量关键期为抽雄~开花吐丝阶段,同心为播种~出苗阶段,而海原为拔节~抽雄阶段。

关键词：玉米生育期温度适宜度积温热量时空变化宁夏中部干旱带

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UV-B增强对作物生产影响的研究回顾与展望

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农业环境科学学报 2020年第4期39卷 812-821页

作者：娄运生张震武君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/应用气象学院南京210044 南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室南京210044 广东省茂名市气象局广东茂名525000

大气平流层臭氧耗损引起的地表紫外辐射(UV-B)增强是气候变化问题之一。UV-B辐射增强对作物生长、生理代谢、产量及品质的影响受到人们普遍关注。通常借助两种方法开展模拟试验研究,即平方波模型法和太阳追踪模型法。UV-B辐射增强引起... 详细信息

大气平流层臭氧耗损引起的地表紫外辐射(UV-B)增强是气候变化问题之一。UV-B辐射增强对作物生长、生理代谢、产量及品质的影响受到人们普遍关注。通常借助两种方法开展模拟试验研究,即平方波模型法和太阳追踪模型法。UV-B辐射增强引起作物生长受阻、分蘖数减少、株高下降、叶面积和叶绿素含量下降、光系统Ⅱ受抑、光合效率降低;UV-B辐射增强导致活性氧代谢失衡、叶片气孔器受到破坏、叶绿体结构变形、基粒片层排列紊乱;UV-B辐射增强使作物有效穗数、穗粒数、千粒重下降,导致产量下降;UV-B辐射增强对籽粒蛋白质影响因作物、品种而异。未来应加强UV-B辐射增强影响作物内源激素代谢分子机制研究、区域和全球模拟及其应对措施研究。

关键词： UV-B辐射作物生长产量品质

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鲁西南区域性高温干旱复合事件特征及危险性分析

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中国农业气象 2024年第6期45卷 657-668页

作者：李瑞英吕桂恒郝晓雷樊杰江晓东山东省气象防灾减灾重点实验室济南250031 山东省菏泽市气象局菏泽274000 江苏省农业气象重点实验室/南京信息工程大学应用气象学院南京210044

基于山东西南部28个气象观测站1991-2022年3-10月逐日气温和降水量数据,根据区域性高温过程等级划分标准和区域性干旱过程监测评估方法,识别区域性高温、干旱及高温干旱复合事件,并开展相应的发生特征和致灾危险性分析。结果表明:(1)山... 详细信息

基于山东西南部28个气象观测站1991-2022年3-10月逐日气温和降水量数据,根据区域性高温过程等级划分标准和区域性干旱过程监测评估方法,识别区域性高温、干旱及高温干旱复合事件,并开展相应的发生特征和致灾危险性分析。结果表明:(1)山东西南部区域性高温事件发生频次显著增多,开始日期显著提前,高温强度呈微弱增强变化;区域性干旱事件具有连发特征,发生频次增加,干旱强度趋于减弱;高温干旱复合事件集中发生于6-7月,发生频次增加,开始日期有所提前。(2)高温致灾危险性分布区域与高温强度分布区域基本一致,自西向东递减,高危险性区域主要分布在西部;干旱致灾危险性分布区域与干旱强度分布区域基本一致,自南向北递减,高危险性区域主要分布在南部;高温干旱复合致灾危险性分布区域与高温危险性区域分布规律较为相似,危险性自西向东递减。(3)随着气候变暖,山东西南部未来发生高温、干旱和高温干旱复合事件的风险加大。

关键词：高温干旱复合特征信息扩散理论危险性

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基于VIIRS夜间灯光数据的城市建筑密度估算--以南京主城区为例

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科学技术与工程 2014年第18期22卷 68-75页

作者：郑辉曾燕王勇申双和邱新法南京信息工程大学应用气象学院南京210044 江苏省气候中心南京210009 南京信息工程大学遥感学院江苏省农业气象重点实验室南京210044

城市建筑密度在研究城市内涝的过程中与城市不透水率分布情况紧密相连,它还是城市发展规划的一个重要指标。通过使用Suomi-NPP/VIIRS夜间灯光影像,结合GIS手段分析了2012年南京市主城区灯光图像强度值与建筑密度之间的关系,并建立了相... 详细信息

城市建筑密度在研究城市内涝的过程中与城市不透水率分布情况紧密相连,它还是城市发展规划的一个重要指标。通过使用Suomi-NPP/VIIRS夜间灯光影像,结合GIS手段分析了2012年南京市主城区灯光图像强度值与建筑密度之间的关系,并建立了相应的建筑密度估算模型,结果表明VIIRS夜间灯光强度数据具有实现建筑密度估算以及其他社会经济数据空间网格化的巨大潜力。

关键词：遥感夜间灯光建筑密度 VIIRS GIS

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