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用多时相NDVI数据估算华北平原作物水分利用效率

薛玲  莫兴国  
【摘要】:本文结合莫兴国改进的冠层蒸腾和土壤蒸发双源模型和CASA模型,以NOAA AVHRR-NDVI数据和常规气象数据为信息源,以GIS数据库为支持,模拟了华北平原1981-2000年小麦、玉米的产量及农田蒸散量,进而计算得出了华北平原20年间作物产量和水分利用效率的时空分布状况。改进的冠层蒸腾和土壤蒸发的双源模型用于模拟农田的水热状况;Carnegie Ames Stanford Approach(CASA)模型用于计算作物产量。NDVI数据用于反演作物的叶面积指数(LAI)和冠层吸收的光合有效辐射与投射到冠层上方的光合有效辐射的比值(FAPAR)。气象数据为20年间华北平原境内81个气象台站的7个气象要素值,运用反距离平方比法进行空间扩展。GIS数据库包括华北平原土地利用、高程、土壤质地图。模拟结果以1993年为例,华北平原夏玉米产量在3000-5000kg/ha、5000-6000kg/ha和6000kg/ha水平上的概率依次为:37%、32%和26%,产量高于5000kg/ha的地区集中在黄河一线以北的河北省东南部以及山东西北部的德州、聊城地区。小麦产量在3000-5000kg/ha、5000-6000kg/ha和6000kg/ha水平上的概率依次为:41%、18%和21%,产量高于5000kg/ha的地区集中在江苏和安徽两省的北部、河南东部以及山东菏泽地区。蒸散量纬向分布明显。小麦蒸散量在河北平原-德州-山东半岛一线以北为250-300mm,山东大部为300-350mm,江苏和安徽两省的北部、河南东部以及山东菏泽地区为350-460mm。玉米蒸散量在黄河以北的河北平原和山东西北部、江苏和安徽两省的北部大都在350-450mm之间,山东省大部及河南东部的其他地区则在300-350mm之间。小麦水分利用效率在河北平原和除菏泽地区以外的山东大部为8.13%,其他地区为14.17%。玉米水分利用效率在黄河以北的华北平原及德州地区大都为10-14%,其他地区在6%-9%之间。

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