MODIS監(jiān)測(cè)黃淮海平原冬小麥長(zhǎng)勢(shì)與土壤濕度-輔助評(píng)估干熱風(fēng)影響.pdf

1、干熱風(fēng)是中國(guó)北方小麥開(kāi)花、灌漿期間的主要災(zāi)害性天氣，發(fā)生頻率高，危害面積大，導(dǎo)致減產(chǎn)嚴(yán)重，對(duì)我國(guó)小麥生產(chǎn)與國(guó)家糧食安全造成了重大威脅。目前已經(jīng)廣泛開(kāi)展的干熱風(fēng)研究，大部分集中于干熱風(fēng)指標(biāo)研究，該指標(biāo)僅為氣象指標(biāo)，沒(méi)有反應(yīng)小麥長(zhǎng)勢(shì)及土壤濕度狀況，沒(méi)有完全體現(xiàn)干熱風(fēng)對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程造成的影響。衛(wèi)星遙感具有監(jiān)測(cè)范圍廣、多時(shí)相等特點(diǎn)，其中MODIS數(shù)據(jù)具有高時(shí)間分辨率和較高空間分辨率，并可免費(fèi)獲取，因此大量研究采用MODIS時(shí)序植被指數(shù)數(shù)據(jù)評(píng)

2、估作物長(zhǎng)勢(shì)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(jiǎn)單易行，在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展成熟并廣泛應(yīng)用。因此，基于MODIS數(shù)據(jù)可大范圍快速獲取干熱風(fēng)易發(fā)期冬小麥長(zhǎng)勢(shì)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(gòu)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(shí)考慮緯度因素

3、和東亞季風(fēng)氣候的影響，分別平行和傾斜于緯度線對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了分帶，然后分帶提取冬小麥空間分布信息。通過(guò)對(duì)未分帶、平行分帶和傾斜分帶三種提取結(jié)果的比較驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)同時(shí)考慮了緯度和季風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)偏差為4.1，提取精度最高，效果最好，精度滿(mǎn)足需要。
　　在傾斜分帶基礎(chǔ)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(zhǎng)勢(shì)狀況，并將冬小麥長(zhǎng)勢(shì)分

4、為長(zhǎng)勢(shì)好、長(zhǎng)勢(shì)正常和長(zhǎng)勢(shì)差三個(gè)等級(jí)。通過(guò)分析研究區(qū)各站點(diǎn)冬小麥生育期內(nèi)累積降水量的空間分布，發(fā)現(xiàn)與2010年冬小麥長(zhǎng)勢(shì)狀況分布一致，且兩者之間有較明顯的相關(guān)關(guān)系(R2=0.3407)，從一定程度對(duì)長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　然后對(duì)傾斜分帶各分割帶用TVDI評(píng)估了干熱風(fēng)易發(fā)期土壤濕度狀況，用土壤相對(duì)濕度數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證，且與不分帶評(píng)估結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明分帶TVDI與10 cm、20 cm和50 cm土壤相對(duì)濕度的負(fù)相關(guān)

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(duì)濕度的負(fù)相關(guān)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(rùn)、正常和偏干三個(gè)等級(jí)。
　　最后分析2010年黃淮海平原各站點(diǎn)的氣象資料，根據(jù)干熱風(fēng)年型指標(biāo)得到研究區(qū)輕干熱風(fēng)和重干熱風(fēng)的分布情況。通過(guò)結(jié)合干熱風(fēng)易發(fā)期冬小麥長(zhǎng)勢(shì)與土壤濕度數(shù)據(jù)，獲

6、得反映冬小麥長(zhǎng)勢(shì)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(fēng)數(shù)據(jù)，評(píng)估干熱風(fēng)對(duì)冬小麥造成的影響。結(jié)果表明2010年干熱風(fēng)對(duì)冬小麥共產(chǎn)生“無(wú)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(wú)影響和最重影響的范圍最小。由于研究時(shí)段土壤濕度有較大范圍為偏干分布，對(duì)應(yīng)冬小麥長(zhǎng)勢(shì)也較差，使得部分輕干熱風(fēng)區(qū)的影響被加重。因此，文章通過(guò)結(jié)合冬小麥長(zhǎng)勢(shì)和土壤