MODIS監(jiān)測黃淮海平原冬小麥長勢與土壤濕度-輔助評估干熱風影響.pdf

1、干熱風是中國北方小麥開花、灌漿期間的主要災害性天氣，發(fā)生頻率高，危害面積大，導致減產嚴重，對我國小麥生產與國家糧食安全造成了重大威脅。目前已經廣泛開展的干熱風研究，大部分集中于干熱風指標研究，該指標僅為氣象指標，沒有反應小麥長勢及土壤濕度狀況，沒有完全體現(xiàn)干熱風對小麥生長發(fā)育過程造成的影響。衛(wèi)星遙感具有監(jiān)測范圍廣、多時相等特點，其中MODIS數(shù)據(jù)具有高時間分辨率和較高空間分辨率，并可免費獲取，因此大量研究采用MODIS時序植被指數(shù)數(shù)據(jù)評

2、估作物長勢狀況。另外，基于MODIS植被指數(shù)和地表溫度數(shù)據(jù)所得的溫度植被干旱指數(shù)TVDI方法可以反映土壤干濕狀況，且該方法精度高，簡單易行，在國內外已經發(fā)展成熟并廣泛應用。因此，基于MODIS數(shù)據(jù)可大范圍快速獲取干熱風易發(fā)期冬小麥長勢與土壤濕度。
　　本研究基于MODIS數(shù)據(jù)，根據(jù)黃淮海平原冬小麥植被指數(shù)的季節(jié)節(jié)律性變化，構建提取模型，提取研究區(qū)2010年冬小麥種植面積信息?？紤]該地區(qū)冬小麥生育期受緯度因素的影響和同時考慮緯度因素

3、和東亞季風氣候的影響，分別平行和傾斜于緯度線對研究區(qū)進行了分帶，然后分帶提取冬小麥空間分布信息。通過對未分帶、平行分帶和傾斜分帶三種提取結果的比較驗證，發(fā)現(xiàn)同時考慮了緯度和季風氣候影響的傾斜分帶提取方法總體面積提取精度為91.0％，各覆蓋省份提取精度標準偏差為4.1，提取精度最高，效果最好，精度滿足需要。
　　在傾斜分帶基礎上用各分割帶從返青期到成熟期的植被指數(shù)EVI累積量反映了黃淮海平原2010年冬小麥長勢狀況，并將冬小麥長勢分

4、為長勢好、長勢正常和長勢差三個等級。通過分析研究區(qū)各站點冬小麥生育期內累積降水量的空間分布，發(fā)現(xiàn)與2010年冬小麥長勢狀況分布一致，且兩者之間有較明顯的相關關系(R2=0.3407)，從一定程度對長勢監(jiān)測結果進行了驗證。
　　然后對傾斜分帶各分割帶用TVDI評估了干熱風易發(fā)期土壤濕度狀況，用土壤相對濕度數(shù)據(jù)對其進行了驗證，且與不分帶評估結果進行了對比分析。結果表明分帶TVDI與10 cm、20 cm和50 cm土壤相對濕度的負相關

5、性（R2分別為0.4674、0.3238、0.2263）明顯，且均好于不分帶TVDI與各層土壤相對濕度的負相關性（R2分別為0.3067、0.2365、0.1394），因此得出分帶TVDI反映的土壤濕度精度更高，效果更好。將TVDI反映的土壤濕度分為濕潤、正常和偏干三個等級。
　　最后分析2010年黃淮海平原各站點的氣象資料，根據(jù)干熱風年型指標得到研究區(qū)輕干熱風和重干熱風的分布情況。通過結合干熱風易發(fā)期冬小麥長勢與土壤濕度數(shù)據(jù)，獲

6、得反映冬小麥長勢和土壤濕度綜合狀況的數(shù)據(jù)，并疊加綜合狀況數(shù)據(jù)和干熱風數(shù)據(jù)，評估干熱風對冬小麥造成的影響。結果表明2010年干熱風對冬小麥共產生“無影響”“輕微影響”“輕度影響”“稍重影響”“重度影響”“最重影響”六種影響程度，其中輕度影響和稍重影響范圍最大，輕微影響和重度影響次之，無影響和最重影響的范圍最小。由于研究時段土壤濕度有較大范圍為偏干分布，對應冬小麥長勢也較差，使得部分輕干熱風區(qū)的影響被加重。因此，文章通過結合冬小麥長勢和土壤