渍害胁迫对油菜叶片光谱的影响及识别指标研究

以江汉平原华油杂668和中双9号油菜为材料,通过测坑进行不同品种油菜在蕾薹期和花期持续受渍的试验,测定油菜在持续受渍胁迫下叶片光谱反射率,根据受渍油菜光谱变化特征构建油菜渍害高光谱遥感识别指标。研究表明,随着渍水时间的延长,叶片不同光谱区域对水分胁迫的响应不同。在蕾薹期和花期,645～680 nm的红光区域受渍叶片光谱反射率均有所增大,在765～930 nm的近红外区域表现出明显减小,在1 412～1 483 nm及1 904～2 060 nm中红外区域的反射率增大。研究利用上述光谱反射率构建了渍害识别指数(R_(NIR)+R_(Red))/(R_(MIR1)×R_(MIR2)),通过与常见的7个植被指数(NDVI、NDWI、RVI、PRI、SRPI、SAVI、SIPI)比较分析,指数(R_(NIR)+R_(Red))/(R_(MIR1)×R_(MIR2))对受渍油菜更为敏感。通过定量比较不同植被指数对照与受渍油菜之间的距平绝对值和距平绝对均值,看出指数(R_(NIR)+R_(Red))/(R_(MIR1)×R_(MIR2))识别受渍油菜的能力优于其他植被指数,并且在整个受渍期间具有较强的稳定性和敏感性。说明该指数可以用于快速提取受渍油菜的面积,对指导油菜识灾抗灾减灾生产管理具有重要的意义。     

江汉平原施氮水平对稻田CH_4和N_2O排放及水稻产量的影响

氮素是保证水稻(Oryza sative L.)产量的关键,同时也会影响稻田温室气体的排放。研究施氮水平对江汉平原地区稻田甲烷(CH4)、氧化亚氮(N_2O)排放和水稻产量的影响,旨在筛选出适合当地的低碳高产氮肥管理措施。以单季稻"丰两优香1号"为研究对象,设置4个施氮水平(T0:对照,0 kg N/hm2;T1:90 kg N/hm2;T2:150 kg N/hm2;T3:210 kg N/hm~2),采用静态暗箱-气相色谱法对稻田CH4和N_2O排放通量进行连续监测,测定水稻产量及CH4和N_2O季节排放特征,分析综合温室效应和排放强度。结果表明,不同施氮处理下CH4和N_2O排放通量具有较为明显的季节变化规律,T2处理的CH4季节累积排放量为302.5 kg/hm2,显著大于T0、T1和T3处理,与T0相比增加CH4排放106.7%,T3处理稻田CH4季节累积排放量为160.5 kg/hm2,比T2、T1水平处理低。不同施氮处理生长季N_2O累积排放量在0.465~0.631 kg/hm2之间,T3、T2、T1处理N_2O累积排放量显著大于T0处理,但T3、T2、T1处理间差异不显著。水稻产量随着氮素水平增加而增加,100年尺度上的温室气体排放强度以T3处理最小为0.39,T2处理最大为0.79,二者差异显著(P0.05)。因此,210 kg N/hm2可推荐为江汉平原地区水稻低碳高产的适宜氮素投入量。     

多种遥感土地覆盖产品一致性分析与精度评价——以淮河流域为例

土地覆盖(Land Cover)数据是人们进行气候变化探究、生态系统评估与地理国情监测等研究的重要数据源。随着研究的深入,国内外产生了众多不同时空尺度、不同分类体系的土地覆被分类产品集,但这些产品在局部尺度应用时的一致性与精度还有待分析。本研究以淮河流域为研究区域,基于5种土地覆被分类产品(CLCD、ESACCI-LC、GLC_FCS30、GlobeLand30、MCD12Q1),将各土地覆被类型重分类为农用地、建设用地、未利用地三大类,从面积和空间两方面进行了一致性分析与精度评价。结果表明:5种产品对于淮河流域土地覆被的类型特征具有较强的一致性,面积估算的相关性系数均大于0.9; 在3种30m分辨率土地覆被分类产品中,CLCD的识别精度最高,以此作为参考数据;其他四种产品总体精度在92.37%至95.53%之间,Kappa系数在0.523至0.695之间,GlobeLand30产品与GLC_FCS30产品精度较高、且各有优势,ESACCI-LC产品和MCD12Q1产品精度较低。研究成果为不同时空尺度上的土地覆被研究提供参考。     

洪湖湿地土地利用/土地覆盖变化遥感监测

洪湖湿地属于典型的内陆亚热带湿地类型,在蓄洪调洪、渔业、灌溉、航运等方面起着重要的作用,在长江中下游的湖泊湿地中具有典型的代表性.近年来,随着自然生活环境的变迁和人类活动的影响,洪湖湿地土地利用/土地覆盖变化发生了显著的变化.利用2005、2010年的Landsat7 ETM+以及2015、2018年的Landsat8 OLI数据,采用支持向量机(SAM)监督分类的方法,将洪湖湿地分为湖泊、河渠坑塘、农田、植被、居民点、其他6种类型,提取了2005—2018年的洪湖湿地土地覆盖空间变化数据,并对其进行动态变化分析.结果表明,洪湖湿地土地利用类型在2005—2018年发生了显著的变化,其中2005—2015年的10年间,湖泊、植被、农田的面积出现了减小,河渠坑塘、居民点面积大幅增大;2015—2018年间,洪湖湿地的湖泊、植被面积表现为增大,河渠坑塘出现了减小.在2005—2015年间,洪湖湿地结构类型的变化主要受围湖造塘以及建设活动的影响;2015—2018年间,洪湖湿地的结构类型的变化主要是为了恢复洪湖的生态环境,自2016年开始,洪湖开展了拆除围网、修复湖滨带植被等活动.总体而言,洪湖湿地受人为干扰影响明显.     

气候变暖对早稻产量与生育进程的影响

利用OTCs系统模拟了气温升高2℃和CO2浓度升高60 mg/kg等气候变化条件,研究了气候变暖对早稻两优287产量和生育进程的变化特点,统计了主要农业气象灾害发生特点。结果表明,增加CO2浓度处理经济产量最高,增温处理次之,大田对照(无增温,无CO2浓度增加)产量最低;秸秆产量变化也有类似特点。模拟气候变暖条件下的农业气象灾害特点为,增温条件下,高温热害频发,基本避开了低温冷害;不增温条件下,高温热害与低温冷害均有发生。气候变暖对早稻发育期的影响特点为,生育前期差异不大,间隔均在1 d以内。进入拔节期开始,增温处理与增加CO2浓度处理生育进程逐渐加快,其中,增CO2增温+增CO2增温OTCs对照大田对照。增温2℃与CO2浓度升高60 mg/kg的气候变暖条件下,荆州市早稻露地育秧播期可提前至3月14日;如果是温室育秧,育秧的日期可安排在3月10日左右,比当前气候条件下早稻播种期提前了13 d左右。