本监测期横跨2018年7-10月,是玉米、水稻、大豆与春小麦等作物的生长与收割期。监测期内,玉米带与大平原北部地区降水充沛但日照不足,西部加利福尼亚山火肆掠,东南部北卡罗来纳飓风来袭等复杂的天气与灾害,使得作物长势错综复杂。
与过去15年同期平均水平相比,美国农业区降水较平均水平偏高10%,但是各州之间差异巨大。地处玉米带的艾奥瓦、伊利诺伊斯、密西根、威斯康辛、印第安纳、俄亥俄的降水分别偏高70%、18%、27%、62%、16%与19%;北部大平原降水充足,其中内布拉斯加、北达科他、南达科他的降水分别偏高47%、46%、38%;受飓风弗洛伦萨的影响,东南部地区的降水也显著高于平均水平。美国西部地区则是另一番景象,监测期内气候极端干燥,其中加利福尼亚、威斯康辛、俄勒冈的降水分别偏低21%、33%与47%。
玉米带与北部大平原是主要的玉米、大豆与春小麦种植区。充足的降水为两地秋粮的生长提供了充足的土壤水补给,但也削弱了日照强度,抑制光合作用的进行,阿肯色、艾奥瓦、威斯康辛、明尼苏达、内布拉斯加与俄亥俄的光合有效辐射较15年同期平均水平偏低6%、5%、5%、4%、3%与2%。最佳植被状态指数(VCIx)和NDVI距平聚类图也综合反映了降水与寡照的影响。VCIx表明玉米带的作物长势一度处于过去五年最佳或平均水平之上,但是区域整体的NDVI时间过程线表明该地区作物长势不如平均水平。北部大平原的作物长势较玉米带偏高,北达科他与南达科他部分地区的作物长势一度处于五年最佳水平。
此外,监测期内,美国整体的耕地种植比例较平均水平偏高2%,而复种指数则与平均水平持平。
综合农气与农情状况,以及前期冬小麦监测结果,CropWatch估计2018年美国小麦、玉米较2017年同比减少3.9%与2.1%,而水稻与大豆则分别增长1.0%与2.8%。
区域分析
因冬小麦已于上个监测期收割,因此,本次区域分析聚焦于玉米、春小麦与水稻种植的主产区,尤其是玉米带、密西西比河下游、大平原北部与东南地区。
玉米带是美国最重要的玉米与大豆种植区。监测期内,该地区的降水较多年同期平均水平偏高35%,大多数州的降水充足,其中艾奥瓦、伊利诺伊、密西根、威斯康辛、印第安纳与俄亥俄的降水分别偏高70%、18%、27%、62%、16%与19%。过多的降水在一定程度上削弱了日照强度,玉米带的光合有效辐射偏低3%,而艾奥瓦州、威斯康辛、明尼苏达州显著偏5%。充足的降水有效的补充了作物生长所需的土壤水,但同时在一定程度上抑制了光合作用强度。综合降水与光合有效辐射的影响,该地区的作物长势不如去年与过去5年同期平均水平。
密西西比河下游是美国最主要的水稻种植区,同时也是重要的大豆和棉花种植区。监测期内,该地区的作物长势与过去5年同期平均水平接近。就农气条件而言,该地区降水丰富,日照不足,降水较过去15年同期平均水平偏高19%,而光合有效辐射则偏低3%。充足的降水利于耗水作物水稻的生长,监测期内最佳植被状态指数(VCIx)为0.9,也佐证了该地区与往年持平的作物长势。
大平原北部地区是美国重要的春小麦和玉米种植区。物候监测表明,该地区的春小麦已于9月前收割,在此时间前,NDVI时间过程线表明该地区的作物长势高于平均水平。在此监测期内,北部大平原天气湿润,降水较平均水平偏高32%。该地区最佳植被状态指数高达0.93,也表明了该地区较好的作物长势。值得关注的是,监测期内该地区的耕地种植比例高达14%。综合农气与农情监测的结果,CropWatch认为北部大平原的作物长势优于平均水平。
美国西北地区是重要的冬小麦与春小麦种植区。监测期内,该地区的作物长势不如平均水平。就农气条件而言,该地区的降水较过去15年同期平均水平偏低32%,而光合有效辐射则偏高4%。该监测期是春小麦重要的生长于收割期,同时也是冬小麦的种植期。干旱的农气条件加速了土壤水的流失,同时也对作物的生长形成较为明显的水分胁迫,不利于作物的生长。就农艺指标而言,该地区的耕地种植比例较平均水平偏高5%,而最佳植被状态指数为0.83。考虑到旱情的影响,CropWatch认为该地区的作物长势不如平均水平。
东南地区是美国重要的棉花与水稻种植区。NDVI时间序列表明,监测期内该地区的作物长势稍不如平均水平。就农气条件而言,该地区温暖、湿润,日照充足,其中降水、温度、光合有效辐射较平均水平偏高11%,0.3℃与5%。2018年9月,北卡罗纳那州遭遇飓风的侵袭,飓风引发的洪水导致局部区域作物受损。农艺监测指标处于平均水平,其中耕地种植比例稍高于5年同期平均水平1%,最佳植被状态指数(VCIx)为0.89。考虑到飓风的影响,CropWatch认为该地区的作物长势稍不如平均水平。
图3.30 2018年7月-10月美国作物长势
(a) 美国主要作物的物候信息
(b) 基于NDVI的美国作物长势过程线
(c) 最佳植被状态指数
(d) 作物植被状态指数空间距平聚类
CropWatch估算的2018年美国玉米、水稻、大豆和小麦产量(万吨)
作物 | 2017 年产量 | 单产变幅(%) | 面积变幅(%) | 2018 年产量 | 产量变幅(%) |
小麦 | 5481 | 1.4 | -5.3 | 5266 | -3.9 |
玉米 | 37017 | -1.9 | -0.2 | 36250 | -2.1 |
水稻 | 1093 | 0.7 | 0.3 | 1104 | 1.0 |
大豆 | 10965 | 2.8 | 0.0 | 11267 | 2.8 |
基于NDVI的玉米带作物长势过程线
基于NDVI的密西西比河下游地区作物长势过程线
基于NDVI的北部大平原作物长势过程线
基于NDVI的西北地区作物长势过程线
基于NDVI的东南地区作物长势过程线
表3.109美国农业生态分区2018年7月-10月与过去15年(15YA)同期农业气象指标
区域 | 降水 | 气温 | 光合有效辐射 | |||
当前值(mm) | 距平 (%) | 当前值 (°C) | 距平 (°C) | 当前值 (MJ/m2) | 距平(%) | |
青草区 | 500 | 14 | 21.5 | 0.2 | 1130 | -2 |
加利福尼亚 | 45 | -19 | 18.4 | 0 | 1423 | 1 |
玉米带 | 543 | 35 | 18.1 | -0.5 | 1056 | -3 |
密西西比河下游 | 534 | 19 | 24.5 | -0.2 | 1145 | -3 |
大西洋中部 | 590 | 31 | 19.8 | 0.7 | 1032 | -3 |
大平原北部 | 264 | 32 | 15 | -1.4 | 1168 | 0 |
东北区 | 487 | 9 | 17.1 | 0.5 | 968 | -2 |
西北区 | 83 | -32 | 14.4 | -0.6 | 1238 | 4 |
大平原南部 | 510 | 42 | 23.1 | -0.8 | 1147 | -6 |
东南区 | 572 | 11 | 24.5 | 0.3 | 1242 | 5 |
表3.110美国农业生态分区2018年7月-10月与过去5年(5YA)同期农情指标
区域 | 潜在累积生物量 | 耕地种植比例 | 最佳植被状态指数 | ||
当前值(gDM/m2) | 距平 (%) | 当前值(%) | 距平 (%) | 当前值 | |
青草区 | 1601 | 11 | 100 | 0 | 0.93 |
加利福尼亚 | 313 | 35 | 41 | 5 | 0.71 |
玉米带 | 1464 | 14 | 100 | 0 | 0.95 |
密西西比河下游 | 1510 | 5 | 100 | 0 | 0.9 |
大西洋中部 | 1555 | 7 | 100 | 0 | 0.92 |
大平原北部 | 1049 | 25 | 89 | 14 | 0.93 |
东北区 | 1512 | 5 | 100 | 0 | 0.94 |
西北区 | 514 | 0 | 67 | 5 | 0.83 |
大平原南部 | 1277 | 11 | 86 | 1 | 0.86 |
东南区 | 1567 | 2 | 100 | 0 | 0.89 |