【摘 要】
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玉米是我国第一作物,种植足迹遍布全球各地区,种植面积达到4.126×10~7km~2,年终产量2.6067×10~8t,是重要的粮食作物及提供工业原料的关键经济作物。玉米效用不止步于口粮安全,立足于饲料加工、资源储备等层面考虑,我国仍面临玉米需求刚性增长与生产要素硬约束并存的矛盾,与此同时,新冠肺炎疫情冲击全球贸易体系,国际粮食供应链中断忧虑加剧,因此准确、及时、大范围地获取作为玉米资源调配本底数
【基金项目】
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国家自然科学基金（#42071351）; 国家重点研发计划项目（#2020YFA0608501）; 辽宁省“兴辽计划”创新领军人才-攀登学者项目（#XLYC1802027）; 中科院百人计划（#Y938091）; 辽宁工程技术大学智慧农业创新团队资助（#LNTU20TD-23）; 湖南自然科学基金（#2018JJ2116）; 辽宁省高校学科带头人对接服务县域辽西北地区经济社会发展重点项目（#101
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玉米是我国第一作物,种植足迹遍布全球各地区,种植面积达到4.126×10~7km~2,年终产量2.6067×10~8t,是重要的粮食作物及提供工业原料的关键经济作物。玉米效用不止步于口粮安全,立足于饲料加工、资源储备等层面考虑,我国仍面临玉米需求刚性增长与生产要素硬约束并存的矛盾,与此同时,新冠肺炎疫情冲击全球贸易体系,国际粮食供应链中断忧虑加剧,因此准确、及时、大范围地获取作为玉米资源调配本底数据的玉米产量值,对保障粮食安全及科学指导粮食资源分配极具战略意义。本研究立足于辽宁县区,选取统计估产为方法本底,以春玉米生长发育特性作为理论切入,围绕统计数据、气象数据、遥感数据集成适宜性评价、光谱特征分析等技术手段,依据历史长周期变化分离趋势产量,增加气候适宜度、植被光谱指数多生育期时序资料,构建统计预测和作物生理特性协同驱动的耦合多源信息玉米估产模型,切实提高估产精度及应用稳定性。本研究主要工作如下:（1）综合考量偶然波动因素和历史趋势对产量造成的影响,以5点滑动平均法分离趋势产量与波动产量,建立趋势模型,搜寻春玉米单产发展规律,结果表明各县区趋势模型R~2达0.85以上近0.9,且不同阶段的玉米产量增减速度变化与当下农业发展现状相呼应,说明辽宁各县区趋势产量能够反映当下社会发展趋势。（2）以春玉米产量估测为落脚点,设立面向辽宁地区重要气候因子适宜度,分析得到辽宁地区降水、温度、日照适宜度具有年际空间分异,具备时间、空间的变量特性,且与春玉米波动产量表现出较高的相关性,以抽雄期降水适宜度最为敏感,出苗期温度适宜度、拔节期日照适宜度突出,备作估产因子为模型引入气候信息。（3）建立时序光谱指数数据集,度量与玉米波动产量间相关程度,结合玉米生长机理探讨其作用关系,综合选取对冠层氮含量、叶绿素含量敏感且相关系数最高的抽雄期GNDVI、灌浆期EVI作为遥感估产因子描述作物生物量和生产力的重要信息。（4）通过多元线性回归确定各县区的多源信息耦合估产模型的系数和常数项,与趋势模型、趋势+气候模型模拟结果对比,结果表明耦合估产模型R~2平均约0.87,效果整体提升,尤其农业灾害天气发生地区更为突出,模型实际预测中也表现出更高的预测精度,说明本研究构建的耦合多源信息变量的估产模型具有较高精度及稳定度,实际适用范围更广。本研究相关工作以辽宁为典型缩影,构建半经验半机理的玉米估产模型并取得可观的精度和稳定性,有望给他人提供玉米估产的研究基础及产量估测模型的新思考。该论文有图25幅,表9个,参考文献84篇。
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