作物物候是指农作物达到关键生育期时对应的日期。华北平原的主要种植模式是冬小麦和夏玉米轮作,冬小麦和夏玉米关键物候期的变化反映了其生长发育对气候条件和生产管理措施的响应情况和适应性,是评估该地区作物生长状态、灌溉耗水情况的关键参数。 本研究以华北平原冬小麦-夏玉米稳定种植区为研究范围,使用1982-2015年GIMMS3g NDVI数据,综合曲线最大值、最小值、斜率、百分量值等多个特征参数,提取了冬小麦和夏玉米的关键物候期:开始日(SOS),峰值日(PEAK)和结束日(EOS)。提取物候与农气站点记录物候期进行对比,R²在0.9以上,准确度高。(详细过程请见参考文献) 该物候数据集可应用于该地区计算冬小麦和夏玉米生产力、对气候变化响应、灌溉耗水量估算等相关研究。
雷慧闽
华北平原是我国重要的粮食产区,耕地面积广大,种植结构复杂,准确识别该地区典型农作物分布,及时追踪种植结构的动态变化,是检测作物生长、评估作物灌溉耗水和优化农业水资源配置的重要基础。 本研究使用遥感MOD13Q1 NDVI数据,经傅里叶变换后选取0-5级谐波的振幅和初相位作物分类底图。基于现场调研的实测样本点和最大似然监督分类,识别了2001-2018年华北平原6类典型作物(冬小麦-夏玉米、冬小麦-水稻、其他双峰类作物、春玉米、棉花、其他单峰类作物)的种植区分布。识别结果经过混淆矩阵、与县级统计年鉴的冬小麦播种区比较以及与Landsat提取冬小麦占比比较进行了精度评价,均表现良好,准确度高。(详细过程请看参考文献) 数据可被应用于华北平原作物生产、灌溉耗水估算、地下水保护等相关研究分析。
雷慧闽
华北平原(NCP)是中国最重要的农业生产基地之一,其面积约14万平方公里。除了从黄河取地表水进行渠灌,华北平原还开采大量地下水用于灌溉。高时空分辨率且连续完整的逐日蒸散(ET)估算,将极大提高我们对整个NCP农业用水消耗的认识,服务于农业水资源高效利用。基于双源能量平衡模型(TSEB)和数据融合,本研究在华北平原生成1 km空间分辨率和日尺度,且时间跨度为2008年1月至2019年12月的蒸散数据集。该数据集时空连续完整,且具有较高的空间分辨率。相较于其他产品,该数据集具有可靠的精度,甚至好于已发表的结果。此外,该数据集和相关方法对NCP以及其他农作物种植区的多尺度变化和趋势分析具有重要价值。
张才金, 龙笛
该数据集包含了2005年5月17日至2006年9月26日的清华大学位山(高营)站涡度相关系统通量及气象观测数据。站点(116.0542°E,36.6487°N,海拔30m)建于2005年3月18日,地处山东省聊城市茌平区肖庄镇境内,属于位山引黄灌区。气候为暖温带半湿润大陆性季风气候,多年平均气温13.8℃,多年平均降水量为553mm,大部分降水发生在6月至10月之间,多年平均潜在蒸发量为1950mm。站点土壤类型为粉砂壤土,表层5cm土壤饱和含水量为0.43 m3m-3,田间持水量为0.33 m3m-3,凋萎点为0.10 m3m-3。通量塔高10m,下垫面为冬小麦-夏玉米轮种制农田。冬小麦一般在10月中旬播种,次年6月初收割;收完小麦后立即播种玉米,玉米通常在9月底或10月初收割。具体的播种、收割及灌溉日期见数据集中名为Supplementary data_WeishanGaoying20052006.xlsx的文件。 地表通量数据由涡度相关系统测得,该系统由三维超声风速计(CSAT3, Campbell Scientific, Inc., Logan, UT, USA)和开路式红外气体分析仪组成(Li7500, LI-COR, Inc., Lincoln, NE, USA),安装高度为3.7m。采用Eddypro软件对原始10Hz数据进行处理后得到30分钟净生态系统碳交换量(NEE)、潜热通量(LE)、显热通量(H)数据。预处理步骤包含:野点识别和剔除,30分钟时段平均,两次坐标旋转,频谱校正,WPL密度校正并采用“0-1-2”方案对数据质量进行标记。对Eddypro处理后输出的30分钟通量值进行质量控制:(1)剔除标记为2的质量差的通量;(2)将H和LE分别限制在-200~500 W m-2和-200~800 W m-2的范围内;(3)剔除降雨时段的数据。之后,采用REddyproc软件对低湍流混合状况下的数据进行剔除(即根据摩擦风速u*对通量数据进行过滤),对数据序列中的空缺值进行插补,然后采用夜间分割法将NEE分割成生态系统呼吸(Reco)和总初级生产力(GPP)。 发布的观测数据包括:年(year),月(month),日(day),时间(time),大气压(P),红外地表温度(Tsurf),风速(Ws),风向(Wd),2m处空气温度(Tair)和相对湿度(rH),向下短波辐射(Rsd),向上短波辐射(Rsu),向下长波辐射(Rld),向上长波辐射(Rlu),净辐射(Rn),太阳光合有效辐射(PAR_dn),反射光合有效辐射(PAR_up),降雨量(precip),地下水位(GW),5cm/10cm/20cm/40cm/80cm/160cm土壤含水量(soil_VW_5cm/10cm/20cm/40cm/80cm/160cm)及土壤温度(soil_T_5cm/10cm/20cm/40cm/80cm/160cm),5cm深度处的土壤热通量(soil_G),净生态系统碳交换量原始值(NEE_raw),潜热通量原始值(LE_raw),显热通量原始值(H_raw),净生态系统碳交换量插补值(NEE_f),潜热通量插补值(LE_f),显热通量插补值(H_f),生态系统呼吸插补值(Reco_f),总初级生产力插补值(GPP_f)。数据均为30分钟时间间隔,以.xlsx格式存储。数据集中空值用NA表示。 具体的站点信息及观测仪器型号请参考Lei and Yang (2010a, 2010b)。
雷慧闽
华北平原是中国最重要的产粮基地之一,然而该地区水资源缺乏、供需矛盾突出。 在全球气候变化及用水需求日益增加的背景下, 该地区水循环过程变得愈加脆弱。 因此如何准确估算蒸散发、 掌握蒸散发的时空变化规律, 进而合理配置水资源、提高农业用水效率、维持粮食产量是迫在眉睫的问题。 本研究利用支持向量回归模型,基于华北平原及周边的8个通量站点,并结合气象及遥感数据,对华北平原农田区域的蒸散发进行估算,并生产了年限为2001-2015年,空间分辨率为1km,时间分辨率为8天的蒸散发数据集。该模型在交叉验证试验中表现良好, 说明其空间泛化能力较强,适用于区域蒸散发模拟。
雷慧闽
华北平原是中国最重要的产粮基地之一,然而该地区水资源缺乏、供需矛盾突出。 在全球气候变化及用水需求日益增加的背景下, 该地区水循环过程变得愈加脆弱。 因此如何准确估算蒸散发、 掌握蒸散发的时空变化规律, 进而合理配置水资源、提高农业用水效率、维持粮食产量是迫在眉睫的问题。 本研究利用支持向量回归模型,基于华北平原及周边的8个通量站点,并结合气象及遥感数据,对华北平原农田区域的蒸散发进行估算,并生产了年限为1982-2015年,空间分辨率为1/12°,时间分辨率为8天的蒸散发数据集。该模型在交叉验证试验中表现良好, 说明其空间泛化能力较强,适用于区域蒸散发模拟。
雷慧闽
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