遥感-光合-作物产量模型耦合干旱胁迫信息对区域作物产量的模拟

Crop drought occurred in China under global changes frequently, and directly impact on crop growth and yield formation. It is important to develop crop model of remote sensing information- crops physiological process integrated cop stress information for monitoring crop grow and estimating crop yield in regional large scale with timely and dynamically. In this stydy,based on crop water stress control experimental, we develop crop moisture index ,and expand crop model simulation ability on water stress disaster from single points to regional scale. (1) To select winter wheat of North plain as typical farmland ecological test area, we carry out field water losses deficiency stress (drought) control test with various SMG, and find crop water stress critical indicator further; (2) to improve a LAI continuous simulation accuracy based on in-situ obervation and high temporal resolution remote sensing Information; (3) to develop drought stress module based on moisture control experiment and satellite-ground hyperspectral remote sensing inversion of crop drought signals, and coupling remote-sensing-photosynthesis-yield estimation for crops (RS-P-YEC) model, and further to extend and test simulation capabilities of model considering crop agriculture meteorological disasters including drought disaster; (4) to expand the indices of regional crop water stress module for the simulation of drought on crop growth and yield formation in the region scale, improving remote sensing-photosynthetic mechanism model for regional crop growth and yield estimation accuracy. And the developed model are used to simulate crop growth and yields under the influence of water stress on crops in North China Plain，and provide model and method for crop yield estimation under drought stress using remote-sensing-photosynthesis-yield estimation for crops model.

全球变化下我国作物干旱频发，直接影响作物生长和产量形成, 发展基于遥感信息-作物生理过程的作物产量模型，并耦合作物干旱信号，是实现区域大范围、动态、及时监测作物生长和准确估测产量的重要途径。本项目基于作物水分胁迫控制实验，发展作物水分指数，拓展作物模型对干旱胁迫的单点到区域模拟能力:1） 重点选取华北平原冬小麦典型农田试验区，开展大田水分亏缺（干旱）不同土壤水分梯度（SMG）控制试验，寻找水分干旱胁迫临界指标;2）基于地面观测与高时间分辨率遥感信息反演叶面积指数（LAI）, 改进作物生长LAI模拟精度; 3）发展作物干旱胁迫模块，并耦合到遥感-光合-作物产量模型（RS-P-YEC）中，扩展作物模型对作物干旱模拟能力; 4）拓展区域作物水分指数胁迫影响应用，以模拟干旱对区域作物生长和产量影响，并应用于华北平原冬小麦区;为实现基于遥感-光合-作物产量模型估测干旱胁迫下区域作物产量提供重要方法。

1.研究北京及主要内容：全球变化下我国作物干旱频发，直接影响作物生长和产量形成, 发展基于遥感信息作物生理过程的作物产量模型，并耦合作物干旱信号，是实现区域大范围、动态、及时监测作物生长和准确估测产量的重要途径。本项目基于作物水分胁迫控制实验，发展作物水分指数，拓展作物模型对干旱胁迫的单点到区域模拟能力:1） 重点选取华北平原冬小麦典型农田试验区，开展大田水分亏缺（干旱）不同土壤水分梯度（SMG）控制试验，寻找水分干旱胁迫临界指标;2）基于地面观测与高时间分辨率遥感信息反演叶面积指数（LAI）, 改进作物生长LAI模拟精度; 3）发展作物干旱胁迫模块，并耦合到遥感-光合-作物产量模型（RS-P-YEC）中，扩展作物模型对作物干旱模拟能力; 4）拓展区域作物水分指数胁迫影响应用，以模拟干旱对区域作物生长和产量影响，并应用于华北平原冬小麦区;为实现基于遥感-光合-作物产量模型估测干旱胁迫下区域作物产量提供重要方法. . 2. 重要结果、关键数据及其科学意义：1）通过干旱观测实验，设定大田水分亏缺（干旱）不同土壤水分梯度（SMG）控制试验，发展了新的水分胁迫指数模型和综合的多源遥感干旱模型。 2）改进了遥感-光合-作物产量模型模型，将灌溉影响干旱、水分亏缺和LAI指数影响收获指数（HI），以及干旱影响最大羧化速率（VCmax）对作物生长过程进行了耦合，并模拟对实际产量影响。3）进行了华北地区的冬小麦区域示范应用和区域验证，总体产量模拟精度提高了5-7%，可进行华北地区冬小麦的估产示范应用推广。4) 发表标注该自然科学基金项目的SCI论文10篇，CSCD7篇，参加国际会议2次，培养研究生12名。