基于遥感信息与统计资料的区域粮食作物耗水量时空变化研究
发布时间：2021-12-18 03:44
本研究采用定性与定量相结合、传统与遥感相结合的方法，以GIS技术和空间统计分析方法为主，利用遥感植被指数（NDVI）数据、土地利用数据、气象数据、作物物候数据、作物系数和统计数据等资料，在传统利用彭曼公式和作物系数计算作物实际需水量的基础上，引入依据作物实际生长状况（本研究采用作物NDVI）计算出的土壤湿度指数，构建了一个基于遥感数据与统计数据的区域粮食作物耗水量的模型。首先以华北平原地区为验证区，利用该模型估算了华北平原1985-2008年小麦、玉米、水稻三种主要粮食作物的实际耗水量，其空间分布格局与实际情况比较，部分地区估算耗水量与实测值相差不大，后与同时段的ET-Watch系统在华北平原的计算结果和袁再健、沈彦俊计算的华北平原主要粮食作物耗水量结果进行相关性检验，模型的计算结果与验证数据具有良好的线性关系，R2分别为0.67和0.73，结果表明本研究建立的区域粮食耗水量模型能较为准确的模拟大尺度大范围主要粮食作物实际耗水量分布。将耗水量估算模型拓展应用于整个北方地区，估算1985-2008年北方地区主要粮食作物耗水量，分析近24年北方地区主要粮食作物耗水量时空变化并研究其降水盈亏...
【文章来源】：河北师范大学河北省
【文章页数】：45 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
北方地区地理位置及气象站点分布图
图 2.2 北方地区分作物和分区域的粮食单产与播种面积变化过程根据北方各省的地理位置、气候条件和农作物特点将北方地区依据行政边界简单划分为华北半湿润区、中部半干旱区、东北湿润区、西北干旱区四个区域。东北湿润区包括吉林、黑龙江、辽宁三省，气温较低，降水较多，水资源相对充足，土壤肥沃，土地资源丰富，除水稻需灌溉以外，主要种植雨养的玉米和大豆。华北半湿润区包括河北、山东、河南、天津和北京五省市，光热资源丰富，降水量在 400-700mm 之间，水热条件相对较好，一年两作，多为灌溉农业，人口稠密、土地资源紧缺[34]。农业用水需求量大于降水量，农业主要依靠地表水和地下水灌溉维系[35-37]，已造成严重的水资源短缺局面。中部半干旱区主要是山西、内蒙古和陕西三省区，大部分地区年降水量在200-400mm 之间，水资源缺乏，主要为雨养区，只有关中平原和和河套地区有较好的灌溉条件[36]，陕西中南部为一年两作，其余地区以一年一作为主。[38]
生态环境尤为脆弱且退化严重。随着农业经济的发展，三种主要粮食作物在农业生产中的地位也发生了变化。（图2.3）小麦生产在三种作物中比重变化不大；随着水资源状况的日益严峻，水稻生产在三种作物中比重降低；因玉米饲料粮需求的增加[39]，玉米生产在三种作物中比重逐年明显增加。华北半湿润区由于地形主要为平原，耕地面积较大，水热条件好，复种指数高[40]，农田水利设施完善，因此粮食总产量在北方地区中居于首位，总产量占北方地区粮食产量的 48.7%。除京津二市粮食产量由于快速城市化而显著减小外，冀鲁豫三省的产量都有明显提升，其中尤以河南省增加最为显著，且以小麦的增产为主。该区水资源短缺严重，水田改旱地种植小麦玉米面积较大，水稻比重明显减少，由于小麦的管理成本和经济效益不成比例，也导致小麦的种植比例下降，玉米耗水较少且主要为雨养，种植结构的调整有利于提高粮食产量和合理利用水资源。东北湿润区耕地面积大，水资源充足，地广人稀，便于机械化操作，粮食产量占北方地区的比例达到 29.5%。东北地区粮食的增长主要以玉米和水稻的增加为主，玉米比重增加幅度相对较大。小麦所占比重本不多，近年大幅度减少，并有逐步退出的趋势。中部半干旱区和西北干旱区生态脆弱，水资源供需矛盾突出，粮食产量比较平稳，均缓慢增长，总量分别占北方地区的 14％和7.8％
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻灌溉需水量对气候变化响应的模拟[J]. 王卫光,孙风朝,彭世彰,徐俊增,罗玉峰,缴锡云. 农业工程学报. 2013(14)
[2]1957年至2008年海河流域气温变化趋势和突变分析[J]. 徐丽梅,郭英,刘敏,胡乔利,陈福军,杨树聪,沈彦俊. 资源科学. 2011(05)
[3]利用作物模型估算农业需水量的探讨[J]. 胡玉昆,杨永辉,王玉坤,杨艳敏,祁顺杰. 节水灌溉. 2009(11)
[4]冬小麦生育期有效降水量计算模式研究[J]. 刘战东,段爱旺,肖俊夫,高阳,刘浩. 灌溉排水学报. 2009(02)
[5]华北平原近45年农业气候资源变化特征分析[J]. 谭方颖,王建林,宋迎波,申双和. 中国农业气象. 2009(01)
[6]中国粮食生产时空格局动态及其优化策略探析[J]. 刘彦随,翟荣新. 地域研究与开发. 2009(01)
[7]新乡地区冬小麦耗水量与产量关系研究[J]. 肖俊夫,刘战东,段爱旺,刘祖贵. 河南农业科学. 2009(01)
[8]浅析经济作物品种推广[J]. 朱丽娜. 农场经济管理. 2009(01)
[9]基于遥感的区域蒸散量监测方法——ETWatch[J]. 吴炳方,熊隽,闫娜娜,杨雷东,杜鑫. 水科学进展. 2008(05)
[10]中国玉米需水量与需水规律研究[J]. 肖俊夫,刘战东,陈玉民. 玉米科学. 2008(04)
博士论文
[1]东北农业功能分区与发展战略研究[D]. 李俊岭.中国农业科学院 2009
[2]中国水稻布局变化研究[D]. 刘顺飞.南京农业大学 2007
本文编号：3541563
【文章来源】：河北师范大学河北省
【文章页数】：45 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
北方地区地理位置及气象站点分布图
图 2.2 北方地区分作物和分区域的粮食单产与播种面积变化过程根据北方各省的地理位置、气候条件和农作物特点将北方地区依据行政边界简单划分为华北半湿润区、中部半干旱区、东北湿润区、西北干旱区四个区域。东北湿润区包括吉林、黑龙江、辽宁三省，气温较低，降水较多，水资源相对充足，土壤肥沃，土地资源丰富，除水稻需灌溉以外，主要种植雨养的玉米和大豆。华北半湿润区包括河北、山东、河南、天津和北京五省市，光热资源丰富，降水量在 400-700mm 之间，水热条件相对较好，一年两作，多为灌溉农业，人口稠密、土地资源紧缺[34]。农业用水需求量大于降水量，农业主要依靠地表水和地下水灌溉维系[35-37]，已造成严重的水资源短缺局面。中部半干旱区主要是山西、内蒙古和陕西三省区，大部分地区年降水量在200-400mm 之间，水资源缺乏，主要为雨养区，只有关中平原和和河套地区有较好的灌溉条件[36]，陕西中南部为一年两作，其余地区以一年一作为主。[38]
生态环境尤为脆弱且退化严重。随着农业经济的发展，三种主要粮食作物在农业生产中的地位也发生了变化。（图2.3）小麦生产在三种作物中比重变化不大；随着水资源状况的日益严峻，水稻生产在三种作物中比重降低；因玉米饲料粮需求的增加[39]，玉米生产在三种作物中比重逐年明显增加。华北半湿润区由于地形主要为平原，耕地面积较大，水热条件好，复种指数高[40]，农田水利设施完善，因此粮食总产量在北方地区中居于首位，总产量占北方地区粮食产量的 48.7%。除京津二市粮食产量由于快速城市化而显著减小外，冀鲁豫三省的产量都有明显提升，其中尤以河南省增加最为显著，且以小麦的增产为主。该区水资源短缺严重，水田改旱地种植小麦玉米面积较大，水稻比重明显减少，由于小麦的管理成本和经济效益不成比例，也导致小麦的种植比例下降，玉米耗水较少且主要为雨养，种植结构的调整有利于提高粮食产量和合理利用水资源。东北湿润区耕地面积大，水资源充足，地广人稀，便于机械化操作，粮食产量占北方地区的比例达到 29.5%。东北地区粮食的增长主要以玉米和水稻的增加为主，玉米比重增加幅度相对较大。小麦所占比重本不多，近年大幅度减少，并有逐步退出的趋势。中部半干旱区和西北干旱区生态脆弱，水资源供需矛盾突出，粮食产量比较平稳，均缓慢增长，总量分别占北方地区的 14％和7.8％
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻灌溉需水量对气候变化响应的模拟[J]. 王卫光,孙风朝,彭世彰,徐俊增,罗玉峰,缴锡云. 农业工程学报. 2013(14)
[2]1957年至2008年海河流域气温变化趋势和突变分析[J]. 徐丽梅,郭英,刘敏,胡乔利,陈福军,杨树聪,沈彦俊. 资源科学. 2011(05)
[3]利用作物模型估算农业需水量的探讨[J]. 胡玉昆,杨永辉,王玉坤,杨艳敏,祁顺杰. 节水灌溉. 2009(11)
[4]冬小麦生育期有效降水量计算模式研究[J]. 刘战东,段爱旺,肖俊夫,高阳,刘浩. 灌溉排水学报. 2009(02)
[5]华北平原近45年农业气候资源变化特征分析[J]. 谭方颖,王建林,宋迎波,申双和. 中国农业气象. 2009(01)
[6]中国粮食生产时空格局动态及其优化策略探析[J]. 刘彦随,翟荣新. 地域研究与开发. 2009(01)
[7]新乡地区冬小麦耗水量与产量关系研究[J]. 肖俊夫,刘战东,段爱旺,刘祖贵. 河南农业科学. 2009(01)
[8]浅析经济作物品种推广[J]. 朱丽娜. 农场经济管理. 2009(01)
[9]基于遥感的区域蒸散量监测方法——ETWatch[J]. 吴炳方,熊隽,闫娜娜,杨雷东,杜鑫. 水科学进展. 2008(05)
[10]中国玉米需水量与需水规律研究[J]. 肖俊夫,刘战东,陈玉民. 玉米科学. 2008(04)
博士论文
[1]东北农业功能分区与发展战略研究[D]. 李俊岭.中国农业科学院 2009
[2]中国水稻布局变化研究[D]. 刘顺飞.南京农业大学 2007
本文编号：3541563
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