使用AquaCrop模型模拟气候波动对水稻灌溉水需求的影响

Simulating the effects of climatic fluctuations on rice irrigation water requirement using AquaCrop
灌溉用水需求受气候波动的影响，可以使用农业气象模型进行模拟。本研究调查了受干旱影响的水稻波动灌溉用水需求。在伊朗北部Guilan的稻田中，AquaCrop模型模拟了灌溉需求。模型验证是基于2012年和2013年连续两年在研究区域进行的实地测量。基于降水和潜在蒸散量累积值的侦察干旱指数（RDI）用于1982 - 2014年的干旱监测，分为3个月和6个月的两个时间尺度。此外，计算了这一时期的灌溉用水需求（IWR）。通过AquaCrop模拟的冠层覆盖，生物量，水稻蒸散和深层渗透的归一化均方根误差（NRMSE）分别为7.0,8.8,18.45和26.6％。作物蒸散和深层渗透对IWR的贡献分别为70.5％和22.9％。 1994年以后干旱发生的次数较多。模拟水稻IWR与7月份RDI之间存在良好的相关性（以3个月时间尺度计算）（R = -0.89）。在湿润年，水平年和干旱年份，所需灌溉水的最大量分别为6750,8050和8760m³ha-1。根据季节性干旱预测，在水稻IWR和7月份RDI之间获得3个月时间尺度的关系可用于在移植时分配研究区域的稻田灌溉水。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037837741830756X#fig0005

基于遥感模型的蒸散发组分的敏感性

Sensitivity of Evapotranspiration Components in Remote Sensing-Based Models
准确估算大空间尺度的蒸散（ET）对于我们理解陆地 - 大气耦合以及水和能量的表面平衡至关重要。由于模型公式，参数化和数据要求的多样性，基于遥感的ET模型之间的比较是困难的。 ET的组成部分已经显示出在模型之间以及模型和现场估计之间存在显着差异。本研究分析了三种全球ET遥感模型的敏感性，试图找出与强迫不确定性相关的误差，并揭示驱动模型组件的潜在变量。本文使用野外测量ET组分的42个站点检测了PM-MOD、 PT-JPL和GLEAM模型的植被蒸腾，土壤蒸发，拦截和总ET。本文采用蒙特卡洛的方法基于输入变量的不确定性分析模型的灵敏度，并根据变量本身的原始值进行分析。我们发现，在增加不确定性水平10％时，PT-JPL，PM-MOD和GLEAM的总ET估计对归一化植被指数（NDVI）（％RMSD = 100.0），相对湿度（％RMSD = 122.3）最敏感。 ）和净辐射（％RMSD = 7.49）。一致地，当组件聚合到总ET估计时，通过迫使组件估计中的不确定性引入的系统偏差被减轻。这些结果表明强迫的轻微变化可能导致ET分量的超大变化和总ET估计的相对较小的变化。我们的结果有助于解释为什么尽管在各个ET组分估计中存在大的模型间差异，但总体ET的模型估计表现相对较好。
https://www.mdpi.com/2072-4292/10/10/1601/htm

基于特征空间组合的内蒙古高原沙漠化信息提取

Desertification Information Extraction Based on Feature Space Combinations on the Mongolian Plateau
蒙古高原是全球荒漠化的热点，因为它受到气候变化的严重影响，并且在不同地区和季节中具有大量的植被覆盖。在这个干旱地区，很难用低质量的植被信息区分沙漠化土地和其他土地覆盖类型。为了解决这个问题，我们分析了不同特征空间模型对荒漠化信息提取的影响和适用性，目的是找到适当的方法来提取蒙古高原的沙漠化数据。首先，我们使用Landsat 8遥感图像来反演NDVI（归一化差异植被指数），MSAVI（改良土壤调整植被指数），TGSI（表土粒度指数）和反照率（地表反照率）数据。然后，我们构建了Albedo-NDVI，Albedo-MSAVI和Albedo-TGSI的特征空间模型，并比较了它们的提取精度。结果表明，三种模型的总体分类准确率分别为84.53％，85.60％和88.27％，表明三种特征空间模型可用于提取蒙古高原荒漠化信息。进一步分析表明，Albedo-NDVI模型适用于植被覆盖率高或森林覆盖率高的地区，而Albedo-MSAVI模型适用于植被覆盖率较低的地区，Albedo-TGSI模型适用于区域植被覆盖率极低，包括广泛分布的戈壁沙漠和其他贫瘠地区。本研究为蒙古高原不同区域荒漠化调查提供了技术选择参考。https://www.mdpi.com/2072-4292/10/10/1614

产量对气候，管理和基因型的响应：大规模观测分析，以确定高投入玉米系统中的气候适应性作物管理实践

Yield response to climate, management, and genotype: a large-scale observational analysis to identify climate-adaptive crop management practices in high-input maize systems
在21世纪预期的气候条件下维持粮食安全将要求现有的作物生产系统同时提高生产力和恢复能力，以适应更温暖和更多变的气候条件。在这项研究中，我们分析了来自美国Belt产区的观测雨养（Zeamays L.）产量数据。这些数据包括有关作物管理和遗传学的详细信息，这些信息在观测研究中通常不具备，使我们能够更好地了解玉米在变量管理下对气候的产量响应。整个研究领域的管理变量的空间变异性与空间气候梯度一致。使用规范化的全球和地理加权回归模型来探索对气候，管理，遗传及其相互作用的产量响应，同时考虑它们之间的共线性与相应的空间变异尺度相关联。与最近的研究暗示的高密度种植的玉米生产对干旱胁迫的易感性增加相反，我们的分析表明，在水分受限的情况下，当高播种率与延迟播种期相结合时，可以获得更高的产量。在水分受限的条件下，表现最佳且水分充足的玉米遗传家系的产量受到更大的影响，而对辐射增加的积极响应在家族系中是一致的。 气候，管理及其相互作用的产量响应的大小在整个研究领域也是变化的，这表明可以利用空间产量数据中的作物管理信息来更好地调整当地管理实践，以适应产量潜力的变化，从而导致经济发展和当地气候变化。
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aae7a8/meta

2000 - 2015年青藏高原植被绿度变化及相关气候和人为驱动因子的时空格局

Spatiotemporal Patterns of Vegetation Greenness Change and Associated Climatic and Anthropogenic Drivers on the Tibetan Plateau during 2000-2015
青藏高原（TP）的高山植被对气候变化和人为干扰都很敏感是广为人知的。然而，高山植被动态的大小和模式以及它们在TP上的变化背后的驱动机制仍然存在争议。在这项研究中，我们使用来自Terra卫星的最新MODIS Collection 6归一化差异植被指数（NDVI）与BFAST模型分析2000 - 2015年期间TP的植被变化的时空模式。然后，我们通过耦合气候和人类足迹数据集来量化植被变化对气候和人为因素的响应。结果表明，2000 - 2015年生长季NDVI（GNDVI）值总体上显着增加（0.0011年（-1），p <0.01），TP上植被面积的70.37％（显着为23.47％，p <0.05）表现为绿化除西南TP外的趋势。然而，在2010年左右发生的一半生态系统区域，植被绿度经历了从绿化到褐变的趋势，可能是由气候变量的空间异质时间趋势引起的。东北部和西南部TP的植被变化受水限制，中东部TP表现出强烈的温度响应，TP的南部受温度和太阳辐射的共同驱动。此外，我们发现，在一定程度上，人为干扰抵消了气候驱动的植被绿化，加剧了水分亏缺引起的植被褐变。这些研究结果表明，人类活动对植被变化的影响可能不会超过区域范围内气候变化的影响。
https://www.mdpi.com/2072-4292/10/10/1525

识别脆弱农田：一种获取高城市化风险区域的指数

Identifying vulnerable farmland: An index to capture high urbanisation risk areas
确定和保护脆弱的农业区是一个重要的优先事项，特别是在欧洲在共同农业政策（CAP）和零净土地退化目标的背景下，。虽然它对农村发展，生物经济和土地利用的发展和变化产生了强烈的公众关注，但面对竞争性土地利用，农田的脆弱性一直是很少有研究从整体上考虑的问题。一方面，缺乏有效的规划工具，特别是在确定城市化风险领域的工具方面。另一方面，在某些情况下，甚至没有全面的政府程序来支持脆弱农田的保护，并鼓励农业活动的可持续发展。在本文中，作者展示了综合规划工具和方法如何可能是最有希望的保护农田和加强其文化和社会生态价值的解决方案。本文侧重于确定风险领域的指标（特别是通过使用意大利案例研究），以应对当前的业务差距，并支持面向克服土地相关冲突的困难决策过程。该指数可用于若干决策层面和许多部门计划，特别是在欧洲空间规划和农村政策框架内。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X18308100

水相关光谱反射率指数的应用：综述

Application of the water-related spectral reflectance indices: A review
水的状况是生态系统健康的重要指标。基于液态水和其他陆地表面特征（例如，土壤和植被）的光谱特征，已经开发了许多与水有关的光谱反射率指数（WI）来表征液态水的存在。这些WI广泛用于农业和生态应用，包括地表水体特征，植被水状况估计，土壤含水量评估和湿地（例如水稻）监测。然而，由于在各个应用中任意选择WI并且在不同研究中混合WI名称，因此为特定研究选择正确的WI是令人困惑的。为了提高在特定条件下适当使用WI的清晰度，本研究回顾了各种WI的原理，发展和应用，以确定WI在不同应用中的适用性。我们从广泛使用的光谱库中基于水，植被和土壤的光谱特征开始讨论不同WI的基本原理和发展（例如，从两个波段的比率到归一化差异）。然后比较来自每个类别的不同研究的应用以显示不同WI的性能。接下来是关于不同研究中WI的术语的简要总结，以进一步减少由WI术语的混合使用引起的混淆。设计了田间试验以研究各种WI响应水和土壤或植物的不同混合比的动态。利用田间试验数据评价了WIs和绿度指数相结合检测地表水体和湿地的有效性。最后，我们确定了主要差距，并指出了未来的潜在改进。与水相关的遥感指数的总结。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X18308215

中国粮食贸易虚拟水优化

Optimization of virtual water flow via grain trade within China
粮食贸易造成的不合理的虚拟水流量使得水资源利用效率降低，进一步威胁到中国的粮食安全。然而，目前的研究很少从水资源经济价值的角度优化粮食虚拟水贸易流。本文提出了一种考虑机会成本的线性优化模型来填补这一空白。分析了粮食虚拟水贸易的现状，发现一些省份粮食虚拟水贸易的数量和方向与实际需求不一致的不合理贸易方式。然后，将机会成本添加到线性优化模型中以调整粮食虚拟水贸易，与一般线性优化模型相比，这显示出几个优点。结果表明，产生了巨大的虚拟流量，高达11792.4亿立方米的水。粮食虚拟水贸易产生的经济价值不仅可以覆盖运输成本，还可以最终产生7410亿元的经济效益。最后，得出了调整中国粮食虚拟水贸易的相关结论和意义。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X18307507#f0010