温度、湿度自记纸数据自动读取系统的研究

为了提高植物叶面积的测定精度，基于计算机和常规扫描仪，采用计算机图像处理技术，开发了温度、湿度自记纸数据自动读取系统（AutoGPR1．0）。系统能根据自记纸背景色与温度、湿度记录迹线颜色差异，将记录迹线提取出来，使计算机读出自记纸记上实测的温度、湿度值，获取连续数据。系统计算的相对湿度绝对误差≤2％，温度的绝对误差≤0．2℃。     

植被参数变化对沙尘起沙影响机理的数值模拟

分析了叶面积指数和植被覆盖变化对沙尘暴起沙过程的影响机理。在一个集成的沙尘数值模拟预报系统中,将模拟区域的叶面积指数分成了0,0.5,3.0和卫星反演的实测值4种,结果表明,叶面积指数对沙尘的数值模拟有较大的影响,利用卫星反演的叶面积指数计算沙尘浓度时,沙尘浓度的变化介于叶面积指数为0~0.5之间。将植被覆盖度数据分成0,0.2和卫星反演的实测值3个类型。当植被覆盖度都为0时,沙尘浓度最大;当植被覆盖度为0.2时,沙尘浓度出现的范围明显减少。     

叶面积测量试验数据对比分析

以河南主要的粮食作物作为研究对象,采用试验对比的方法,对使用两种型号叶面积仪和手工方格纸方法测得的叶面积数据进行比较分析,并以方格纸法测量的叶面积数据为参考,对两种型号叶面积仪的测量精确度和准确度进行了比较。结果表明：采用不同方法测量的叶面积数据的差异随着作物植株叶面积的增加而增大;采用GStar-Ⅲ型叶面积仪测量的叶面积数据重复性更好,测定结果更为稳定,测量精确度和准确度更高。     

西北地区陆地生态系统植被状态参数业务化遥感研究

植被指数(NDVI)和叶面积指数(LAI)是两个非常重要的陆地生态系统植被状态参数.我们首先利用最大值(MVC)合成方法使用先进遥感数据如MODIS、AVHRR3等得到旬合成植被指数(NDVI),然后利用最新的经验方法针对不同的陆地生态系统类型反演得到叶面积指数,重点研究了我国沙尘暴发生频率较高的我国西北地区植被覆被状态及其变化情况.植被指数能够反映区域,乃至全球范围植被年季状态,用于监测陆地生态系统植物光合作用活动及其变化.植被指数作为一个基础参数能够用于计算反演更高级别的陆地生态系统状态参数.叶面积指数直接影响植被的光合作用,蒸腾作用的变化和陆面过程的能量平衡状态.在沙尘暴预测研究中使用的起沙过程模型需要将叶面积指数作为一个关键输入变量,另外,绝大多数生态过程模型模拟碳、水循环时也都需要将叶面积指数作为一个非常重要的输入变量.我们总结了最新的叶面积指数经验反演方法,针对6钟不同的陆地生态系统类型应用不同经验模型计算得到了叶面积指数.     

高光谱遥感在农作物长势监测中的应用

该研究是加拿大Saskatchewan Scott农作物轮作系统(ACS)研究的一部分.研究始于1994年,历时18 a,评价9个可耕种农作物产量系统的可靠性.由3种处理水平(organic,reduced,high)和3种作物多样性水平(low,diversified annual grains,diversified annual perennials)结合而产生的9个农作物产量系统,被用于监测和评价加拿大牧场不同处理和不同作物种植轮作下可耕种农作物的产量.在2003年生长季共收集了3次叶面积指数和光谱反射率的数据:生长季前期(6月)、生长季旺盛期(7月)、生长季后期(8月).叶面积指数是由LAI-2000植物冠层分析仪监测的,光谱测量是由覆盖了350～2500 nm波长范围共2215个波段的ADS便携式高光谱仪完成的.结果显示,光学测量可以用于监测农作物生长状况的差异.从生长季的早期到中期,光谱和叶面积指数在不同处理下有显著差异.7月中期是用遥感资料监测农作物长势的最佳季节;红光波段与近红外波段反射率的比值和基于这两个波段构造的归一化植被指数,是检测农作物长势的最佳植被指数.     

高光谱遥感在农作物长势监测中的应用

该研究是加拿大Saskatchewan Scott农作物轮作系统(ACS)研究的一部分。研究始于1994年,历时18a,评价9个可耕种农作物产量系统的可靠性。由3种处理水平(organic,reduced,high)和3种作物多样性水平(low,diversified annual grains,diversified annual perennials)结合而产生的9个农作物产量系统,被用于监测和评价加拿大牧场不同处理和不同作物种植轮作下可耕种农作物的产量。在2003年生长季共收集了3次叶面积指数和光谱反射率的数据:生长季前期(6月)、生长季旺盛期(7月)、生长季后期(8月)。叶面积指数是由LAI-2000植物冠层分析仪监测的,光谱测量是由覆盖了350-2500 nm波长范围共2215个波段的ADS便携式高光谱仪完成的。结果显示,光学测量可以用于监测农作物生长状况的差异。从生长季的早期到中期,光谱和叶面积指数在不同处理下有显著差异。7月中期是用遥感资料监测农作物长势的最佳季节;红光波段与近红外波段反射率的比值和基于这两个波段构造的归一化植被指数,是检测农作物长势的最佳植被指数。     

玉米冠层反射率及净辐射的估算

在1994~1996年3年田间试验的基础上,根据玉米生长状况及其冠层特征,选取包括植株高度、平均叶面积密度、农田覆被率等植物特征量组成的植物参数——综合植被系数来描述玉米冠层状况,并以此为因子来估算玉米冠层的反射率和净辐射,取得了良好的结果。     

3种光温指标在模拟设施黄瓜生长发育中的应用与比较

2011年9～12月间,以黄瓜“津优1号”（ Cucumis sativus linn. cv. Jingyoul ） 为试材,在南京信息工程大学试验温室进行分批栽培试验,测定温室气象要素和作物数据,分别用活动积温（AAT,Ac-tive accumulated temperature ）、有效积温（ EAT, Effective accumulated temperature） 和辐热积（TEP,Thermal effectiveness and photosynthesis active radiation）3种光温指标模拟温室黄瓜植株叶面积、株高和生育期,并利用独立试验数据对各个模型进行验证。结果表明：用辐热积指标分别模拟黄瓜各生育期（出苗期、开花期、坐果期、果实膨大期、成熟期）距播种日期的天数,其相对标准误差（RMSE）分别为0d,3d,4d,5d,4d,小于活动积温法（1d,6d,8d,11d,11d）和有效积温法（0d,4d,3d,8d,10d）。利用辐热积指标模拟叶面积和株高的相对标准误差（RMSE）分别为43．0cm^2和4．3cm,决定系数（R^2）分别为0．98和0．98,而用活动积温和有效积温指标模拟黄瓜单株叶面积的相对标准误差（RMSE）分别为61．3cm^2和54．6cm^2,模拟株高的相对标准误差（RMSE）分别为9．8cm和7．5cm。比较结果显示利用辐热积指标模拟温室黄瓜生育期、株高和叶面积的精度明显高于活动积温和有效积温,该研究为温室黄瓜生长指标和各生育期的预测以及环境调控提供参考。     

盘锦芦苇湿地空气动力学参数动态特征及其影响因素分析

应用盘锦芦苇生态系统观测场的涡度相关通量观测系统和小气候梯度系统的观测资料,估算了芦苇下垫面的空气动力学参数,并分析了其影响因素。结果表明:芦苇湿地零平面位移d和粗糙度Z0的季节变化总体呈现先增加后减少的单峰曲线变化规律。Z0和d均在9月达到最大,分别为0.24 m和1.85 m;12月达到最小,分别为0.03 m和0.02 m。芦苇湿地的Z0和d的季节变化主要受叶面积指数(LAI)、株高(h)及风速的影响。d随h的增加而单调增加,Z0随着h的变化遵循二次曲线,d/h、Z0/h与LAI之间的复相关系数分别为0.99和0.78。研究亦表明,大气稳定度和风向也对d和Z0有一定的影响。     

植物对降水截留的研究进展

降水资源是植物生长发育和产量形成的主要水分来源,植物通过吸收土壤中的水分维持正常生长发育,降水不仅影响自然植物物种分布,也影响植物生产力。由于未考虑植物冠层对降水的截留作用,在水资源评估和农田水分平衡研究中往往高估降水作用,因此,讨论降水截留在水文生态学和农业气象学中均有重要意义。该文系统介绍降水截留的观测方法,包括间接测量法中各分量测定方法、直接测量法详细过程及应用各种方法需注意的问题;系统回顾有关森林和农作物对降水截留的研究成果;探讨在植物对降水截留研究中存在的主要问题:对截留概念的理解不同导致截留测定结果差异显著,没有完善的方法导致测定结果准确性不足,植物种植密度不同导致截留差异,降水强度不同导致截留差异,风速、植物形态结构、叶片表面特性等因素也会影响降水截留的大小。降水过程中植物叶面蒸发问题、降雪的截留问题、风的影响、研究尺度、研究方法以及综合模拟模型将是未来研究的重点和难点。