遥感数据支持的不同时间尺度气象因子与东亚飞蝗发生关系机理研究

东亚飞蝗是引发我国蝗灾的最主要蝗虫，深入研究东亚飞蝗与其生境因子的关系机理是查明飞蝗发生及蝗灾预测预报的关键和前提。气象因子是影响东亚飞蝗发生的最重要生境因子，迄今对气象因子与东亚飞蝗发生的关系虽有研究，但未从定量分析角度深入到机理层面，更无不同时间尺度气象因子与东亚飞蝗发生关系机理的研究。本研究以河北省渤海湾沿岸地区为试验区，以时间尺度及其效应为研究切入点，依据气象、遥感数据及地面实地调查数据，在遥感和GIS技术支持下，选择影响东亚飞蝗发生的关键气象因子，分别分析年际、季节及飞蝗发生期三种时间尺度的气象因子对东亚飞蝗发生的影响机理。在此基础上，通过对三种时间尺度研究结果的综合集成，构建东亚飞蝗发生预测模型。本研究不仅可拓展与深化东亚飞蝗发生的机理研究，为东亚飞蝗的预测预报和防治提供依据，而且可为地表过程的时间尺度效应和不同时间尺度数据的集成提供可借鉴的研究思路。

东亚飞蝗是引发我国蝗灾的最主要蝗虫，深入研究东亚飞蝗与其生境因子的关系机理是查明飞蝗发生及蝗灾预测预报的关键和前提。本研究以河北省黄骅市为研究区，依据气象、遥感数据及地面实地调查数据，在遥感和GIS技术支持下，选择影响东亚飞蝗发生的关键气象因子，分别分析了年际、季节及飞蝗发生期三种时间尺度的气象因子对东亚飞蝗发生的影响机理。主要进行了东亚飞蝗发生的大气环流背景、季节尺度气象因子对东亚飞蝗发生的影响、东亚飞蝗生境的遥感分类及近三十年蝗区演变情况、关键地表参数的遥感反演、蝗虫危害程度的遥感监测、飞蝗发生期气象因子对东亚飞蝗发生的影响及东亚飞蝗发生预测模型等研究。.研究发现，不同时间尺度上的气象因子对东亚飞蝗的发生都有着重要的影响，其中最关键的气象因子是温度和水分。蝗虫产卵、蝗卵越冬和孵化主要受到地表温度和土壤水分的重要影响，在研究区黄骅市，越冬和孵化期尤其是3月份偏高的地表温度、上一年7、8月份较高和当年3、4、5月份较低的土壤水分更加适合东亚飞蝗的发生。气温和降水主要通过影响地表温度和土壤水分间接影响蝗卵的发育，其中最关键的时段为上一年7、8月的月降水和上年11月的月气温、3月的月气温、当年1、2月的旬气温。大气环流特征指标从宏观尺度上影响着温度和降水量，因此也可以作为蝗虫发生程度的指示因子。在飞蝗的发生期研究方面，蝗卵、蝗蝻发育的快慢主要是受到温度的影响，2月中、下旬和3月下旬的气温与出土始期和出土盛期显著相关。.综合利用多时相多源遥感数据进行了近三十年来蝗虫生境分类及蝗区演变研究，结果表明气候因素与土地利用方式共同影响着东亚飞蝗的发生。除了气候变暖外，90年代末期的飞蝗大爆发与农田面积减少、出现大量撂荒地有关；2003年后的飞蝗轻度发生是受到了当地大量种植苜蓿，进行生态治理蝗灾的影响。在地表参数反演方面，分别进行了地表温度和土壤水分的遥感反演研究，同时提出了改进的表观热惯量方法进行了河北平原的干旱遥感监测，这些研究均给研究飞蝗发生与关键地表参数、干旱等的关系提供了基础。项目还提出了蝗虫扰动指数的概念，在缺乏实测蝗虫密度数据时，可以用来表征蝗虫密度的分布状况。项目最后构建了东亚飞蝗发生面积和发生期的预测模型。本研究拓展与深化了东亚飞蝗发生的机理研究，为东亚飞蝗的预测预报和防治提供了依据。