科研产出
基于冠层反射率模型的作物参数多阶段反演方法研究进展
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用遥感手段,基于冠层反射率(canopy reflectance,CR)模型反演农作物参数具有经济、高效、普适性好的特点,是智慧农业快速、精确监测区域尺度农情信息的理想方法。然而,CR模型反演过程受"病态反演"问题影响。针对此,前人提出了多阶段目标决策(multi-stage,sample-direction dependent,target-decisions,MSDT)法和面向对象(object-based)反演法。分别依据CR模型参数的敏感性和不确定性,以及作物参数的空间分布特征,将反演过程划分为若干阶段,每阶段只反演部分参数,前阶段反演结果作为后阶段反演的先验知识,以此减少CR模型参数优化的不确定性,改善"病态反演"问题。该文系统总结了MSDT法与面向对象反演法,将其归纳为统一的"多阶段反演"方法,并提出概念模型。基于此,总结、讨论了多阶段反演中如下三方面共性问题,试分析可能的解决途径:1)多阶段反演决策还需要广泛比较、科学论证与改进,以确保其合理性和有效性;未来研究中,应将MSDT法与面向对象反演方法有机结合,在统一的多阶段反演技术框架下,制定更加合理的反演决策方法。2)CR模型的参数化精度可能影响多阶段反演;未来应尝试利用"天空地一体化"遥感技术和尺度转换方法获取先验知识,提高CR模型参数化精度。3)多阶段反演过程中,反演误差逐级传递;未来研究中,一方面应尝试识别并纠正前阶段反演中的误差,另一方面应合理利用前阶段反演结果,避免前阶段反演误差影响后阶段的反演。
成都平原不同类型沟渠CO_2、CH_4和N_2O排放通量特征及其影响因素
《环境科学 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究不同类型沟渠CH_4、CO_2和N_2O排放通量特征及其影响因素,于2014年3月~2015年2月,以每月一次的频率,采用静态浮箱法对成都平原的农业沟渠、农业生活复合沟渠、生活沟渠的CH_4、CO_2和N_2O排放通量进行监测.结果表明:(1)受人为活动的影响,研究区域中3种类型的沟渠CO_2、CH_4和N_2O排放通量较大,变化范围分别为-2.26~1 504.40mg·(m~2·h)~(-1)、0.69~40.00 mg·(m~2·h)~(-1)、-2.27~70.35μg·(m~2·h)~(-1),且均表现出夏季高,冬季低的特征.(2)农业生活复合沟渠CO_2排放通量显著高于农业沟渠和生活沟渠(P<0.05),生活沟渠CH_4和N_2O排放通量显著高于农业生活复合沟渠和农业沟渠(P<0.05).(3)水温和降雨量是影响CO_2、CH_4和N_2O排放通量的主要环境因子,溶解氧(dissolved oxgen,DO)和全氮(total nitrogen,TN)是影响CO_2和N_2O排放通量的主要水质参数;铵态氮(ammonium nitrogen,NH_4~+-N)与DO是影响CH_4排放通量的主要水质参数.
关键词： 成都平原 不同类型沟渠 水-气界面通量 静态漂浮箱法 影响因素
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气候变化与灌溉对都江堰灌区参考作物蒸散量影响研究
《四川大学学报(工程科学版) 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为解决气候变化与灌溉对区域参考作物蒸散量(ET0)的影响问题,利用Penman-Monteith公式计算都江堰灌区5个站点60年逐日蒸散量,定性定量研究气候变化与灌溉对灌区蒸散量的影响。结果表明:近60年灌区蒸散量总体呈降低趋势。各气候变量对蒸散量的敏感性由高到底依次为相对湿度、平均温度、日照时数、风速;风速、日照时数的降低是蒸散量下降的主要原因,灌区建设前后相比,遂宁站风速的下降趋势远大于全国风速的下降趋势,灌溉主要使区域风速显著下降。在春、夏、秋、冬、主要作物生长期,蒸散量变化的主控因素分别为平均温度、相对湿度、平均温度、相对湿度和相对湿度。灌区灌溉与气候变化对蒸散量影响分别为49.97%、50.03%,因此气候变化与灌溉是引起灌区蒸散量变化的重要原因。
关键词： Penman-Monteith公式 贡献率分析 敏感系数 气候变化 灌溉
四川省典型种植制度下农业干旱风险研究
《四川大学学报(工程科学版) 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用四川省农业生态区8个代表站1960—2012年逐月气象资料及四川省1988—2007年粮食产量、粮食因旱减产量计算四川省在"小麦-玉米-红薯"和"小麦-水稻"两种典型种植制度下的降水满足度和粮食因旱减产率,同时分别采用正态分布函数研究降水满足度、采用信息扩散理论研究粮食因旱减产率发生农业干旱的风险概率。结果表明:两种典型种植制度下,除盆西高原盆地过渡区、川南中低山丘陵区外,四川省大部分农业生态区每5a中约有1 a降水不能满足作物需水量;"小麦-玉米-红薯"和"小麦-水稻"种植制度下中旱、重旱、严重干旱发生概率分别为39.7%、10.9%、4.9%和32.7%、6.1%、3.2%;降水满足度和粮食因旱减产率呈显著负相关;粮食因旱减产率指示发生中旱及以上干旱时对应的降水满足度距平指示一定发生干旱,降水满足度距平指示发生干旱时对应粮食因旱减产率指示不一定是中旱及以上。
四川丘陵农区地表水水质时空变化与污染现状评价
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为分析四川丘陵典型农区种养格局对地表水水质的影响,于2013年3月至2015年2月,在四川丘陵区中江县选择响滩河7个监测断面和流域内4个研究点,研究了种植区、养殖区和种养混合区的地表水水体CODCr、TN、NO3--N、NH4+-N和TP的季节性变化规律与空间变化特征,并对地表水质污染现状进行评价。结果表明:响滩河7个监测断面枯水期主要污染物为CODCr、NH4+-N和TP,且分别比年平均值提高15.67%、59.35%和12.83%;丰水期主要污染物为TN,比年平均值提高19.27%。种养格局影响地表水中TN、NO3--N、NH4+-N和TP浓度的空间分布特征,不同区域之间养殖区>种养混合区>种植区;与种植区相比,生猪规模化养殖废污排放是造成种养混合区地表水污染的根本原因,其CODCr、TN、NO3--N、NH4+-N和TP浓度分别提高了17.79%、198.15%、132.10%、219.85%、567.57%。规模化养殖显著提高了地表水总污染指数,改变了地表水污染类型,种植区地表水污染类型为兼有CODCr污染的总氮污染型,而养殖区和种养结合区地表水均为兼有总磷污染的总氮污染型;种植区和种养混合区水质均达到劣Ⅴ类水质标准,种植区地表水为轻度污染,养殖区和受养殖业污染影响的种养混合区的地表水均为恶性污染,生猪集中养殖特别是规模化生猪养殖场废污排放加剧了受纳水体的污染程度。从水体污染治理角度,在种植区开展水土养分流失特别是氮素流失控制的同时,亟需加强区域生猪规模化养殖业粪污的无害化资源化循环利用技术研究与应用,以促进四川丘陵区规模养殖业健康发展与长江上游生态环境保护。
四川省烟田杂草种类及群落特征
《烟草科技 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为明确四川省烟田杂草的种类、分布和危害情况,采用倒置"W"九点取样法对四川省主要植烟区289块烟田的杂草进行了调查。结果表明,四川省烟田杂草共有41科135属201种,其中优势杂草为马唐、尼泊尔蓼、空心莲子草、光头稗和辣子草5种,区域性优势杂草为鸭跖草、小藜、双穗雀稗、绵毛酸模叶蓼、马兰、野燕麦6种,常见杂草24种,一般杂草166种。对杂草群落的物种多样性进行测度,宜宾、达州烟区烟田杂草群落的物种丰富度最高,Gleason指数和多样性指数(Shannon-Wiener)最大,草种分布较为均匀;凉山州、攀枝花烟区烟田杂草群落的Gleason指数、Shannon-Wiener指数和均匀度指数(Pielou)均最小,但优势度指数(Simpson)最大,优势草种比较突出。聚类分析结果显示,四川烟田杂草群落可分为宜宾-泸州-广元-达州、凉山州-攀枝花和德阳3个类群,地理、气候条件以及除草措施的不同可能是导致烟田杂草群落结构差异的主要原因。
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考虑辐射改进Hargreaves模型计算川中丘陵区参考作物蒸散量
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高Hargreaves-Samani(H-S)模型对参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的计算精度,利用川中丘陵区13个代表站点1954~2013年近60 a逐日数据,依据贝叶斯原理并考虑辐射的影响对H-S模型进行改进,并以Penman-Monteith(P-M)模型为标准,对其在川中丘陵区的适用性进行评价。结果表明:1)H-S改进模型与P-M模型ET0计算结果变化趋势基本一致;2)与H-S模型相比,在3个区域H-S改进模型计算的ET0旬值平均绝对误差分别由0.93、0.95、0.93 mm/d下降到0.15、0.19、0.28 mm/d,且3个区域ET0旬值拟合方程斜率分别由1.45、1.39、1.45变为0.89、0.94、0.90,Kendall一致系数由0.70、0.80、0.82提高到0.88、0.92、0.94,拟合效果与计算精度均明显提高;3)在3~10月的作物主要生长期,3个区域ET0月值平均绝对误差分别由0.89、1.14、1.28 mm/d下降到0.46、0.29、0.21 mm/d,ET0月值回归拟合方程斜率及一致性均明显提高;4)H-S改进模型随海拔升高计算精度有所降低,H-S改进模型全年内计算精度最大可提高47%,尤其在作物主要生长期,精度最大提高了48%。因此,H-S改进模型可显著提高ET0计算精度,在海拔较低的区域尤为明显,可作为川中丘陵区ET0计算的简化推荐模型。
用统计降尺度模型预测川中丘陵区参考作物蒸散量
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：区域蒸散量(evapotranspiration)预测对精准灌溉预报与农田水分管理意义重大。该文利用川中丘陵区11个气象站点1961-2013年逐日气象资料,采用FAO-56 Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量(reference evapotranspiration,ET0),基于Hadley Centre Coupled Model version 3(HadCM3)的输出和统计降尺度模型(statistical downscaling model,SDSM)分别对A2(高温室气体排放)、B2(低温室气体排放)情景下川中丘陵区2014-2099年ET0进行预测,并使用Mann-Kendall检验和反距离加权插值法对1961-2099年ET0的时空演变特征进行分析。结果表明:基准期(1961-2010年)川中丘陵区ET0整体呈现明显下降趋势,空间上呈现出东北部、西北部和东南部相对较大、中部相对较小的差异;与基准期相比,A2、B2情景下未来2020 s(2011-2040年)、2050 s(2041-2070年)和2080 s(2071-2099年)川中丘陵区ET_0月和年均值都呈增大趋势;A2情景下3个时期ET0将分别增加7.9%、10.9%和16.7%,B2情景下ET_0将分别增加7.1%、4.9%和12.8%;A2、B2情景下3个时期川中丘陵区ET_0空间分布均呈现西北部和南部较大、中部较小的空间差异,且3个时期的ET0相对变化率显示中部及其偏北、偏南区域ET_0增幅相对较大,北部和南部增幅相对较小。因此,未来川中丘陵区ET0的上升可能导致水资源短缺与季节性干旱进一步加剧。该研究可为川中丘陵区水资源优化管理和灌溉制度制定提供科学参考。
四川省不同区域参考作物蒸散量计算方法的适用性评价
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为实现参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)在资料缺失情况下的准确计算,对ET0简化算法在四川省不同区域的适用性进行科学评价,将四川省划分为4个区域(I东部盆地区、II盆周山地区、III川西南地区和IV川西高原区),采用46个气象站点1954-2013年逐日气象资料,以1998 FAO-56 Penman-Monteith(PM)法的计算结果为标准,对具有代表性的6种简易算法48 Penman(48PM)法、Hargreaves-Samani(HS)法、Pristley-Taylor(PT)法、Irmark-Allen(IA)法、Makkink(MAK)法和Penman-Van Bavel(PVB)法的计算精度进行对比,结果表明:6种方法在四川省不同区域计算精度差异明显,HS法、PT法和PVB法较为精准,48PM法、IA法和MAK法误差较大,其中I区表现最好的为HS法,II、III和IV区表现最好的方法均为PT法;同时,除PT法和PVB法外,其余方法空间变异性较大(HS法在海拔较低的I、II区较为精准,在海拔较高的III和IV区结果远小于PM法,48PM法在四川东南地区的计算误差为11.1%~37.5%,在浅山丘区和高原区计算误差多大于50%)。因此,计算四川省的参考作物蒸散量时,推荐在东部盆地区使用HS法,盆周山地区、川西南地区与川西高原区使用PT法。
关键词： 蒸散 模型 气象 参考作物蒸散量 计算方法 适应性评价 四川省
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